Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) - Chương 1: Giới thiệu về GIS - Kiều Quốc Lập

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ Giảng viên: Tiến sĩ. Kiều Quốc Lập GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM (GIS) Thuật ngữ GIS được biết đến từ những năm 60 của thế kỉ 20 do GS Roger Tomlinson (Người Canada) đề xuất. Hiện nay, GIS được coi là một công cụ rất hiệu quả ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. GIS- Geographical Information System 1. Thông tin chung về môn học - Số tín chỉ: 03 - Loại học phần: Bắt buộc - Các học phần tiên quyết: Bản đồ đại cương - Khoa/BM phụ trách: Khoa KHMT&TĐ - Phân giờ tín chỉ đối với các hoạt động: + Lý thuyết: 15 tiết + Thực hành: 30 tiết + Tự học, tự nghiên cứu: 60-90 giờ GIỚI THIỆU MÔN HỌC 2. Thông tin về giảng viên dạy học - Họ và tên: Kiều Quốc Lập - Chức danh: Tiến sĩ, Trưởng bộ môn Quản lý Tài nguyên - Điện thoại: 0985281380 - Email: kieuquoclap@gmail.com - Các hướng nghiên cứu chính: Bản đồ, hệ thống thông tin địa lý (GIS), tài nguyên môi trường, sinh thái cảnh quan, quy hoạch nông thôn. GIỚI THIỆU MÔN HỌC 3. Tiêu chuẩn đánh giá học phần Điểm đánh giá bộ phận, chấm theo thang điểm 10 với trọng số như sau: + Kiểm tra giữa học phần: 20% + Chuyên cần: 20% + Điểm thi kết thúc học phần: 60% + Hình thức thi: Vấn đáp (Phòng máy) GIỚI THIỆU MÔN HỌC 4. Giáo trình và tài liệu tham khảo a)Giáo trình bắt buộc: “Hệ thống thông tin địa lý” - Kiều Quốc Lập, Ngô Văn Giới, NXB Nông Nghiệp, 2018 b) TLTK: 1. Giáo trình “Hệ thống thông tin địa lý” –Phạm Ngọc Thạch, NXB ĐHQG Hà Nội, 2005. 2. Giáo trình “Hệ thống thông tin địa lý” –Nguyễn Văn Lợi, NXB Nông Nghiệp, 2010. 3. Giáo trình “Hệ thống thông tin địa lý” –Đặng Văn Đức, NXB KHKT, 2001. GIỚI THIỆU MÔN HỌC 4. Giáo trình “Cơ sở hệ thống thông tin địa lý”. Phạm Trọng Mạnh – NXB Xây dựng Hà Nội, 1999. 5. “Hệ thông tin Địa lý và một số ứng dụng trong hải dương học”. Nguyễn Hồng Phương -NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2006 6. “Cơ sở dữ liệu và Hệ thông tin Địa lý”. Phạm Hữu Đức - NXB Xây dựng Hà Nội, 2005 GIỚI THIỆU MÔN HỌC PHẦN LÝ THUYẾT (15 tiết) 1. Giới thiệu tổng quan về GIS 2. Cơ sở dữ liệu của GIS 3. Các chức năng của GIS 4. Phần mềm ứng dụng và triển vọng của GIS PHẦN THỰC HÀNH (30 tiết): Một số bài toán ứng dụng trên phần mềm Mapinfo 15.0 NỘI DUNG MÔN HỌC Chương 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ GIS (Nanotechnology) Geotechnology (Biotechnology) Global Positioning System (GPS) Remote Sensing (RS) Geographic Information Systems (GIS) Where is What GPS/GIS/RS Phân tích bao gồm nghiên cứu của các mối quan hệ không gian (số) Quy tắc mô hình hóa Bức tranh về công nghệ của thế kỷ 21: Công nghệ 3S Bản đồ bao gồm việc sắp xếp đúng (mô tả) của các đối tượng vật lý (đồ họa) Miêu tả bản đồ How Ví dụ về GIS: Ví dụ về GIS: Ví dụ về GIS: Ví dụ về GIS: Ví dụ về GIS: Ví dụ về GIS: Ví dụ về GIS: HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ = Hệ thống + Thông tin + Địa lý (GIS = Geographical Information System) Vậy hệ thống là gì? Hệ thống thông tin là gì? Thông tin địa lý là gì ? 1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS) Hệ thống (Systems) là tập hợp các phần tử có quan hệ hữu cơ với nhau, tác động chi phối lẫn nhau theo các quy luật nhất định để trở thành một chỉnh thể. Hệ thống thông tin (Information Systems) là một hệ thống bao gồm các yếu tố có quan hệ với nhau cùng làm nhiệm vụ thu thập, xử lý, lưu trữ và phân phối thông tin và dữ liệu 1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS) Thông tin địa lý (Geographical information) 1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS) Có rất nhiều định nghĩa về hệ thống thông tin địa lý (GIS): (1). Là một tập hợp các phần cứng, phần mềm máy tính cùng với các thông tin địa lý. Tập hợp này được thiết kế để thu thập, lưu trữ, cập nhật, thao tác, phân tích, thể hiện tất cả các hình thức thông tin mang tính không gian. 1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS) (2). Là một hệ thống máy tính có khả năng lưu trữ và sử dụng dữ liệu mô tả các vị trí (nơi) trên bề mặt trái đất - Một hệ thống được gọi là GIS nếu nó có các công cụ hỗ trợ cho việc thao tác với dữ liệu không gian. (3). Là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượng thực trên trái đất. 1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS) Tóm lại GIS là: 1. Một hệ thống các ứng dụng của công nghệ thông tin (phần cứng, phần mềm). 2. Dùng để xử lý các dữ liệu địa lý (dữ liệu không gian và thuộc tính), bao gồm các chức năng: nhập, quản lý, phân tích và xuất dữ liệu. 1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS) 2. Nguồn gốc và lịch sử phát triển GIS Các giai đoạn hình thành và phát triển GIS: 1. Thời kỳ trước 1960: Sơ khai 2. Thời kỳ 1960-1980: Ra đời, hình thành ý tưởng 3. Thời kỳ 1980-2000: Phát triển phần mềm thương mại 4. Thời kỳ sau 2000: Bùng nổ, phần mềm MNM Ở Việt Nam: GIS hình thành, phát triển và ứng dụng như thế nào ? 3. Mối quan hệ GIS với các ngành khác 4. Các bộ phận cấu thành GIS 4. Các bộ phận cấu thành GIS 1. Phần cứng (Hardware): Gồm các thiết bị mà người sử dụng có thể thao tác với các chức năng của GIS như: Máy tính, các thiết bị ngoại vi (máy in, máy quét, bàn số hóa, máy vẽ, PDA’s, mobile phones, etc.) 4. Các bộ phận cấu thành GIS 2. Phần mềm (Software): Gồm các chương trình chạy trên máy được thiết kế cho việc điều khiển và phân tích các dữ liệu không gian: ArcView, ArcGIS (ESRI), MapInfo, MapGIS, SuperMap, MapWindow, Envi, ERDAS Imagine,... 4. Các bộ phận cấu thành GIS 3. Cơ sở dữ liệu (Data): Gồm các các dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính,...phản ánh vị trí địa lý, thuộc tính, mối quan hệ không gian và thời gian của các đối tượng. B¶n ®å giÊy ¶nh m¸y bay ¶nh VÖ tinh B¸o c¸o, thèng kª 4. Các bộ phận cấu thành GIS 4. Phƣơng pháp (Methods): Gồm kỹ thuật và các thao tác được sử dụng để nhập, quản lý, phân tích và thể hiện các dữ liệu không gian và bảo đảm chất lượng của nó (số hoá, xây dựng CSDL, phân tích không gian, xây dựng bản đồ, metadata) 5. Con ngƣời (People): Gồm những người sử dụng, thiết kế, xây dựng, duy trì và bảo dưỡng chương trình của GIS, cung cấp dữ liệu, giải thích và báo cáo kết quả. 2. Các bộ phận cấu thành GIS Ví dụ: GIS - Máy làm bánh - Phần cứng: Thân máy - Phần mềm: Trình điều khiển - Dữ liệu: Nguyên liệu làm bánh - Phƣơng pháp: Cách chế biến NL - Con ngƣời: Người sử dụng 4. Các bộ phận cấu thành GIS Chi phí cho các thành phần của GIS theo thời gian: 5. Đặc điểm của GIS 1. Khả năng chồng xếp bản đồ (Map Overlaying). 5. Đặc điểm của GIS 2. Khả năng phân tích không gian (Spatial Analysis). Tìm kiếm không gian 5. Đặc điểm của GIS 2. Khả năng phân tích không gian (Spatial Analysis). Nội suy không gian 5. Đặc điểm của GIS 2. Khả năng phân tích không gian (Spatial Analysis). Xác định phạm vi ảnh hưởng (phân tích vùng đệm) 5. Đặc điểm của GIS 2. Khả năng phân tích không gian (Spatial Analysis). Tính diện tích 5. Đặc điểm của GIS Lƣu ý: GIS liên quan mật thiết với một số hệ thống thông tin khác như: Desktop Mapping (Hệ thống thành lập bản đồ), CAD (Hệ thống trợ giúp thiết kế đồ họa), Viễn thám và GPS (hệ thống định vị toàn cầu), DBMS (Hệ quản trị cơ sở dữ liệu). Nhƣng chỉ GIS mới có khả năng phân tích DLĐL 6. Các lĩnh vực ứng dụng của GIS GIS có thể ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau:  Tài nguyên: Đánh giá nguồn tài nguyên, quản lý các loại tài nguyên, quy hoạch, thăm dò,  Môi trƣờng: ĐTM, quản lý giám sát môi trường, quy hoạch môi trường, dự báo thiên tai,  Các lĩnh vực khác: GTVT, du lịch, nông nghiệp, kinh tế tài chính, quân sự, tìm kiếm cứu hộ, y tế, CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 1 Câu 1: Trình bày hiểu biết của anh (chị) về GIS? Câu 2: Trong xu thế cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 xu hướng phát triển của GIS sẽ diễn ra như thế nào? Anh (chị) hãy dự đoán các hướng ứng dụng mới của GIS. Câu 3: Trong các bộ phận cấu thành GIS (bao gồm phần cứng, phần mềm, dữ liệu, phương pháp và con người) theo anh (chị) thành phần nào quan trọng nhất, vì sao? Câu 4: Sự khác biệt lớn nhất giữa GIS và các hệ thống thông tin khác là gì? Vì sao có thể nói khả năng phân tích không gian là đặc trưng nổi bật của GIS? Câu 5: Anh (chị) hãy lấy một ví dụ và phân tích khả năng ứng dụng của GIS trong lĩnh vực chuyên ngành của mình?