Đề tài Dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 của tỉnh Hà Giang bằng phần mềm ArcGIS

Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước hiện nay đòi hỏi phải tận dụng các nguồn tài nguyên sẵn có trong nước và đi đôi với sự phát triển kinh tế là sự khai thác tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là đất đai ở các tỉnh miền nùi và trung du với tốc độ chưa từng thấy dẫn tới những hậu quả trầm trọng: Suy thoái các nguồn tài nguyên thiên nhiên và chất lượng môi trường. Do đó, công tác theo dõi, quản lý và khai thác đất đai theo đúng mục đích sử dụng đất, dự báo kịp thời về tình trạng suy thoái tài nguyên đất, đưa ra các phương hướng và biện pháp bảo vệ đất đai ngày càng trở lên cấp bách. Để làm tốt công tác quản lý tài nguyên đất ở quy mô quốc gia và quy mô của một tỉnh, Nhà nước cần có những cơ sở dữ liệu khoa học, quản lý các thông tin về đất, đầy đủ, chính xác và được cập nhật thường xuyên. Có như vậy mới nhanh chóng đưa ra các giải pháp, các quyết định hợp lý trong quá trình xây dựng chiến lược phát triển kinh tế xã hội và giám sát tài nguyên môi trường như khuyến cáo hoặc vạch ra hướng sử dụng đất đai một cách hợp lý và giảm thiểu các ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sinh thái trong các dự án phát triển kinh tế ở các địa phương. Hiện nay tại các tỉnh, các cơ quan nghiên cứu trung ương đã tập trung được một khối lượng lớn thông tin, số liệu điều tra về đất đai của mỗi tỉnh, địa phương, nhưng việc tập hợp, xử lý, sử dụng và khai thác chỳng cũn nhiều khó khăn, do tình hình phân tán và thiếu hệ thống của chúng. Nhu cầu có một phương pháp và phương tiện quản lý các loại dữ liệu, thông tin về tài nguyên thiên nhiên nói chung, về đất đai nói riêng ngày càng trở lên cấp bách. Trong lĩnh vực này, công nghệ thông tin có ý nghĩa to lớn và đóng một vai trò quyết định để đáp ứng nhu cầu cấp bách này. Công nghệ thông tin ứng dụng, mà trực tiếp là công nghệ Hệ thống thông tin địa lý GIS, là một công nghệ còn khá mới mẻ nhưng đã được ứng dụng và phát triển ở Việt Nam từ khá sớm. Hiện nay, GIS đang được sử dụng như một hệ thống các công cụ hữu hiệu để lưu trữ, xử lý, cập nhật, quản lý và xuất các thông tin địa lý phục vụ cho các mục đích ứng dụng cụ thể khác nhau, đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý tài nguyên, quy hoạch lãnh thổ. Trong lĩnh vực quản lý đất đai và môi trường, GIS có ý nghĩa và tác dụng to lớn. Đây là một công nghệ của hôm nay và tương lai. Sử dụng GIS là một xu hướng đang phát triển mạnh mẽ trong các ngành nghiên cứu và sử dụng thông tin không gian. Chính vì lẽ đó em đã lựa chọn để tài “Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 của tỉnh Hà Giang bằng phần mềm ArcGIS". Đồ án được thể hiện trong ba chương: Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý Chương 2: Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình cho công nghệ GIS Chương 3: Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 tỉnh Hà Giang bằng phần mềm ArcGIS

doc93 trang | Chia sẻ: vietpd | Lượt xem: 1610 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 của tỉnh Hà Giang bằng phần mềm ArcGIS, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 3 1.1. SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS 3 1.2. CƠ SỞ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS 5 1.2.1. Định nghĩa GIS 5 1.2.2. Các thành phần của GIS 8 1.2.3. Các chức năng của GIS 15 1.3. CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA GIS 18 1.3.1. Khái niệm chung 18 1.3.2. Tổ chức cơ sở dữ liệu 20 1.3.3. Cấu trúc và mô hình dữ liệu trong GIS 21 1.4. MÔ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH TRONG GIS 28 1.4.1. Khái niệm về mô hình số địa hình và mô hình số độ cao 28 1.4.2. Các phương pháp biểu diễn mô hình số độ cao 30 1.4.3. Nguồn dữ liệu và phương pháp lấy mẫu 32 1.4.4. Các kết quả thu được từ mô hình số độ cao 34 1.5. CÁC HỆ TỌA ĐỘ DÙNG TRONG HỆ GIS 35 1.5.1. Hệ toạ độ dùng trong tham chiếu GIS 35 1.5.2. Các dạng chuyển đổi toạ độ trong GIS 36 1.6. PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN TRONG GIS 37 1.6.1. Phân tích không gian là gì? 37 1.6.2. Khả năng phân tích không gian của GIS 37 1.7. GIS – MỘT KHOA HỌC LIÊN NGÀNH 39 1.7.1. Mối quan hệ của GIS với các ngành khoa học khác 39 1.7.2. Một số ứng dụng của GIS 41 Chương 2: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH CHO CÔNG NGHỆ GIS 44 2.1. QUY TRÌNH TỔNG QUÁT XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU 44 2.1.1. Nhập dữ liệu ( Input of Data) 44 2.1.2.Thao tác dữ liệu ( Data Manipulation) 46 2.1.3. Lưu trữ và quản lý dữ liệu (Data Management). 51 2.1.4. Phân tích dữ liệu (Data Analysis and Retrieval) 53 2.1.5. Xuất dữ liệu (Data Output) 55 2.2. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG ARCGIS 55 Chương 3: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1:10000 TỈNH HÀ GIANG BẰNG PHẦN MỀM ARCGIS 58 3.1. KHÁI QUÁT VỀ TỈNH HÀ GIANG 58 3.1.1. Điều kiện địa lý tự nhiên 58 3.1.2. Tài nguyên thiên nhiên 60 3.1.3. Đặc điểm dân cư, kinh tế- xã hội 63 3.2. XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1:10000 TỈNH HÀ GIANG BẰNG PHẦN MỀM ARCGIS 66 3.2.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian 66 3.2.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu thuộc tính 78 3.2.3. Quản lý - Lưu trữ dữ liệu 84 3.2.4. Phân tích dữ liệu 85 3.2.5. Trình bày bản đồ 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 DANH MỤC CÁC HèNH Hình 1.3: Các thành phần thiết bị phần cứng cơ bản của GIS. 9 Hình 1.4: Thành phần phần mềm cơ bản của GIS. 12 Hình 1.5: Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. 20 Hình 1.6: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm (Point). 22 Hình 1.7: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng đường (Arc). 23 Hình 1.8: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng (Polygon). 24 Hình 1.9: Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster. 25 Hình 1.10: Sự chuyển đổi dữ liệu giữa raster và vector. 27 Hình 1.11: Các hệ tham chiếu GIS. 35 Hình 2.1: Quy trình tổng quát xây dựng cơ sở dữ liệu. 44 Bảng 2.1. Các khả năng chung của GIS trong việc thao tác dữ liệu. 48 Hình 3.1: Quy trình thành lập cơ sở dữ liệu từ bản đồ giấy. 67 Hình 3.2: Kết quả quá trình nhập dữ liệu 70 Hình 3.2.1: Lớp cơ sở 72 Hình 3.2.2: Lớp địa giới hành chính 73 Hình 3.2.3: Lớp địa hình 73 Hình 3.2.4: Lớp thủy hệ 74 Hình 3.2.5: Lớp giao thông 75 Hình 3.2.6: Lớp hạ tầng dân cư 76 Hình 3.6: Lớp phủ bề mặt 76 Hình 3.2.2.1: Lớp địa giới hành chính 79 Hình 3.2.2.2: Lớp địa hình 80 Hình 3.2.2.3: Lớp thủy hệ 80 Hình 3.2.2.4: Lớp giao thông 81 Hình 3.2.2.5: Lớp dân cư 81 Hình 3.2.2.6: Lớp phủ bề mặt 82 Hình 3.2.2.7: Lớp tim đường 82 Hình 3.2.2.8: Chồng xếp các lớp thông tin lại với nhau 83 LỜI NÓI ĐẦU Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước hiện nay đòi hỏi phải tận dụng các nguồn tài nguyên sẵn có trong nước và đi đôi với sự phát triển kinh tế là sự khai thác tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là đất đai ở các tỉnh miền nùi và trung du với tốc độ chưa từng thấy dẫn tới những hậu quả trầm trọng: Suy thoái các nguồn tài nguyên thiên nhiên và chất lượng môi trường. Do đó, công tác theo dõi, quản lý và khai thác đất đai theo đúng mục đích sử dụng đất, dự báo kịp thời về tình trạng suy thoái tài nguyên đất, đưa ra các phương hướng và biện pháp bảo vệ đất đai ngày càng trở lên cấp bách. Để làm tốt công tác quản lý tài nguyên đất ở quy mô quốc gia và quy mô của một tỉnh, Nhà nước cần có những cơ sở dữ liệu khoa học, quản lý các thông tin về đất, đầy đủ, chính xác và được cập nhật thường xuyên. Có như vậy mới nhanh chóng đưa ra các giải pháp, các quyết định hợp lý trong quá trình xây dựng chiến lược phát triển kinh tế xã hội và giám sát tài nguyên môi trường như khuyến cáo hoặc vạch ra hướng sử dụng đất đai một cách hợp lý và giảm thiểu các ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sinh thái trong các dự án phát triển kinh tế ở các địa phương. Hiện nay tại các tỉnh, các cơ quan nghiên cứu trung ương đã tập trung được một khối lượng lớn thông tin, số liệu điều tra về đất đai của mỗi tỉnh, địa phương, nhưng việc tập hợp, xử lý, sử dụng và khai thác chỳng cũn nhiều khó khăn, do tình hình phân tán và thiếu hệ thống của chúng. Nhu cầu có một phương pháp và phương tiện quản lý các loại dữ liệu, thông tin về tài nguyên thiên nhiên nói chung, về đất đai nói riêng ngày càng trở lên cấp bách. Trong lĩnh vực này, công nghệ thông tin có ý nghĩa to lớn và đóng một vai trò quyết định để đáp ứng nhu cầu cấp bách này. Công nghệ thông tin ứng dụng, mà trực tiếp là công nghệ Hệ thống thông tin địa lý GIS, là một công nghệ còn khá mới mẻ nhưng đã được ứng dụng và phát triển ở Việt Nam từ khá sớm. Hiện nay, GIS đang được sử dụng như một hệ thống các công cụ hữu hiệu để lưu trữ, xử lý, cập nhật, quản lý và xuất các thông tin địa lý phục vụ cho các mục đích ứng dụng cụ thể khác nhau, đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý tài nguyên, quy hoạch lãnh thổ. Trong lĩnh vực quản lý đất đai và môi trường, GIS có ý nghĩa và tác dụng to lớn. Đây là một công nghệ của hôm nay và tương lai. Sử dụng GIS là một xu hướng đang phát triển mạnh mẽ trong các ngành nghiên cứu và sử dụng thông tin không gian. Chính vì lẽ đó em đã lựa chọn để tài “Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 của tỉnh Hà Giang bằng phần mềm ArcGIS". Đồ án được thể hiện trong ba chương: Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý Chương 2: Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình cho công nghệ GIS Chương 3: Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 tỉnh Hà Giang bằng phần mềm ArcGIS Mặc dù đã có nhiều cố gắng song đồ án cũng không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy, cô và các bạn để đồ án này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 1.1. SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS Trong xã hội thông tin, thông tin địa lý giữ một vai trò rất quan trọng. Khi cung cấp bất kỳ thông tin gì hoặc sự kiện gì, nhà cung cấp thông tin cần phải cho biết vật ấy, sự kiện ấy xảy ra ở đâu, khi nào. Đú chớnh là thông tin địa lý (geographic information). Từ khi ra đời, với tư cách là một công nghệ, GIS (Geographic Information System) đã và đang được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực. GIS đã phát triển từ những ứng dụng trờn cỏc đối tượng liên quan đến đất đai và biến đổi chậm như tài nguyên, môi trường đến các ứng dụng trong các lĩnh vực liên quan đến con người hoặc những đối tượng có tần số biến đổi nhanh như cơ sở kỹ thuật hạ tầng, kinh tế, xã hội. Với những ứng dụng ngày càng rộng rãi và phát triển mạnh mẽ trong các lĩnh vực kinh tế, xã hội, từ năm 1992, các nhà khoa học Mỹ đó xỏc lập một nghành khoa học mới, khoa học thông tin địa lý – GIS (Geographic Information Science). GIS đã từng bước hoàn thiện các mô hình biểu diễn các đối tượng, các hoạt động, các sự kiện và các quan hệ của chúng trong thế giới thực, đồng thời nghiên cứu phát triển các thuật toán lưu trữ, xử lý dữ liệu theo không gian và thời gian. GIS ra đời từ đầu thập niên 60 ở Canada, và suốt thời gian của hai thập niên 60 và 70, GIS cũng chỉ được một vài cơ quan chính quyền ở khu vực Bắc Mỹ quan tâm nghiên cứu. Mãi đến đầu thập niên 80, khi công nghệ sản xuất phần cứng máy tính phát triển mạnh với tính năng cao, giá thành hạ, đồng thời với sự phát triển nhanh về lý thuyết và ứng dụng cơ sở dữ liệu (CSDL) cùng với nhu cầu cần thiết về thông tin địa lý làm cho công nghệ GIS ngày càng được quan tâm hơn. Sự phát triển của công nghệ máy tính đồng thời với những kết quả của các thuật toán nhận dạng xử lý ảnh, và cơ sở dữ liệu đã tạo điều kiện cho công nghệ thông tin địa lý ngày càng phát triển. Có nhiều công trình nghiên cứu cho thấy vai trò quan trọng của GIS trong việc quản lý, xử lý các vấn đề kinh tế, xã hội và môi trường. Vì vậy, các phần mềm GIS được phổ biến rất nhanh mặc dù người sử dụng vẫn còn gặp phải một số vấn đề về việc không tương thích với nhau vì chưa có một tiêu chuẩn thống nhất. Và đặc biệt các chương trình giảng dạy cũng càng được phổ biến và chuẩn hoá. Cho đến nay, trên thế giới đã hình thành nhiều cơ quan nghiên cứu GIS với quy mô, hướng tiếp cận và mục tiêu khác nhau: - RRL (Regional Research Laboratory) được thành lập vào tháng 2/1978 ở Anh với bốn trung tâm, được tài trợ của ESRC (Advisory Board for Research Council) và một số trường đại học, tổ chức thương mại. Từ đó, RRL phát triển thành trung tâm nghiên cứu chuyên biệt hướng vào các nội dung quản lý CSDL, phát triển phần mềm và phân tích không gian. - NCGIA (National Central for Geographic Information and Analysis) thành lập năm 1988 được Quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ (US NSF) cấp kinh phí. NCGIA triển khai theo năm hướng nghiên cứu: Phân tích và thống kê không gian; quan hệ giữa không gian và cấu trúc dữ liệu; trí tuệ nhân tạo và các hệ chuyên gia; hiển thị hình ảnh; những đề tài kinh tế, xã hội, văn hoá. Những đề tài của NCGIA mang nặng tính chất hàn lâm, đi sâu vào bản chất kỹ thuật và phương pháp luận. - NEXPRI (Dutch Expertise Central for Spatial Data Analysis) được thành lập vào tháng 1 năm 1989 do Ủy ban khoa học quốc gia Hà Lan cấp kinh phí. NEXPRI có hai trung tâm với bốn hướng nghiên cứu chính là: lý thuyết về phân tích không gian, đánh giá định lượng về đất, sự di chuyển của vật chất và ô nhiễm, phát triển các phương pháp và kỹ thuật GIS. 1.2. CƠ SỞ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS 1.2.1. Định nghĩa GIS GIS đã bắt đầu được sử dụng rộng rãi ở các nước phát triển hơn một thập niên qua, đây là một dạng ứng dụng công nghệ tin học (Information Technology) nhằm mô tả thế giới thực (Real world) mà loài người đang sống, tìm hiểu, khai thác. Với những tính năng ưu việt, GIS ngày nay đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu và quản lý, đặc biệt trong quản lý và quy hoạch sử dụng - khai thác các nguồn tài nguyên một cách bền vững và hợp lý. Sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin đã đưa tin học thâm nhập sâu vào nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống, mở ra một giai đoạn mới trong quá trình phát triển khoa học. GIS là một trong những ứng dụng rất có giá trị của công nghệ tin học trong ngành địa lý, điều tra cơ bản, quy hoạch đô thị và cảnh báo môi trường. Vậy GIS là gì? Khái niệm GIS được hình thành từ ba khái niệm: • Hệ thống – Công nghệ máy tính và các hạ tầng hỗ trợ khác (System) • Thông tin – Dữ liệu và Thông tin (Information) • Địa lý – Thế giới thực, các thực thể không gian (Geographic ) GIS là một kỹ thuật ứng dụng hệ thống vi tính số hoá, xuất hiện trong những năm 1960 cho đến nay công nghệ này được biết đến như là một kỹ thuật toàn cầu. Đã có nhiều định nghĩa về GIS ra đời, dưới đõy là một số định nghĩa của một số tác giả: - GIS là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, truy vấn, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian (Clarke 1995). - GIS là một trường hợp đặc biệt của một hệ thống thông tin với CSDL gồm những đối tượng, những hoạt động hay những sự kiện phân bố trong không gian được biểu diễn như những điểm, đường, vùng trong hệ thống máy tính. Hệ thống địa lý xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đường, vùng phục vụ cho những hỏi đáp đặc biệt (Dueker 1979). - Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống bao gồm bốn khả năng xử lý dữ liệu địa lý là: (1) nhập dữ liệu, (2) quản lý dữ liệu (bao gồm lưu trữ và truy xuất), (3) gia công và phân tích dữ liệu, (4) xuất dữ liệu (Stan Aronoff 1993). - Công nghệ dựa trên máy tính và phương pháp để thu thập, quản lý, phân tích, mô hình và mô tả dữ liệu địa lý cho các ứng dụng khác nhau. - Một hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu cho mục đích thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian cho mục đích hỗ trợ ra quyết định và nghiên cứu. Những định nghĩa trên cho thấy rằng GIS có những khả năng của một hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm) và các thiết bị ngoại vi dùng để nhập, lưu trữ, truy vấn, xử lý, phân tích và hiển thị hoặc xuất dữ liệu. Trong đó CSDL của hệ thống chứa những dữ liệu của các đối tượng, các hoạt động kinh tế, xã hội, nhân văn, phân bố theo không gian và những sự kiện xảy ra theo tiến trình lịch sử. Có thể nói cách khác rằng, GIS là một hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm) và các thiết bị ngoại vi có khả năng trả lời các câu hỏi cơ bản Ai? Cái gì? Ở đâu? Khi nào? Như thế nào? Tại sao? khi được xác định trước một hoặc một vài nội dung trong các câu hỏi đó. Trong đó các câu trả lời Ai? Cái gì? Xác định các đối tượng, các hoạt động, các sự kiện cần khảo sát; Câu trả lời Ở đâu? xác định vị trí của đối tượng, hoạt động hoặc sự kiện; câu trả lời Như thế nào? hoặc Tại sao? Là kết quả phân tích của hệ thông tin địa lý. Một cách khái quát, có thể hiểu một hệ GIS như là một quá trình sau:  Hình 1.1: Mô hình công nghệ GIS. - Số liệu vào: được nhập từ các nguồn khác nhau, như chuyển đổi giữa các cách biểu diễn dữ liệu, máy quét, hình ảnh từ vệ tinh, ảnh chụp… - Quản lý số liệu: sau khi số liệu được thu thập và tổng hợp, GIS cần cung cấp các thiết bị có thể lưu và bảo trì số liệu nhằm đảm bảo: bảo mật số liệu, tích hợp số liệu, lọc và đánh giá số liệu, khả năng duy trì. GIS lưu thông tin thế giới thực thành các tầng số liệu riêng biệt, các tầng này đặt trong cùng một hệ trục toạ độ và chúng có khả năng liên kết với nhau. - Xử lý số liệu: với các chức năng thao tác trên số liệu được bằng các phần mềm chuyên dụng, GIS tạo ra các sản phẩm là các loại thông tin mà người sử dụng yêu cầu. Đồng thời trợ giúp cho người sử dụng lựa chọn các loại sản phẩm tốt nhất, các quyết định tối ưu. Kết quả của xử lý dữ liệu là tạo ra các ảnh, báo cáo và bản đồ. - Phân tích và mô hình hóa: số liệu tổng hợp và chuyển đổi chỉ là một ứng dụng của GIS. Những yêu cầu tiếp theo là khả năng giải mã và phân tích về mặt định tính và định lượng thông tin đã thu thập. Riêng với khả năng phân tích không gian, GIS còn có khả năng mô hình hóa cỏc dữ liệu địa lý với tập hợp các điều kiện. - Dữ liệu ra: rất đa dạng, có thể là mô hình, mô hình không gian, bản đồ số, các loại bỏo cỏo… Các phương pháp truyền thống là bảng và đồ thị có thể cung cấp bằng các bản đồ và ảnh 3 chiều. 1.2.2. Các thành phần của GIS Công nghệ GIS bao gồm 5 hợp phần cơ bản là: • Thiết bị phần cứng (hardware). • Phần mềm (software). • Dữ liệu địa lý (Geographic data). • Chuyên viên (Expertise). • Chính sách và cách thức quản lý (Policy and management)  1.2.2.1. Thiết bị phần cứng (Hardware) Thiết bị bao gồm máy vi tính (computer), máy vẽ (plotters), máy in (printer), bàn số hoá (digitizer), thiết bị quét ảnh (scanners), các phương tiện lưu trữ số liệu (Floppy diskettes, optical cartridges, C.D ROM ...).  Hình 1.3: Các thành phần thiết bị phần cứng cơ bản của GIS. 1.2.2.1.1. Bộ xử lý trung tâm (CPU) Bộ xử lý trung tâm hay còn gọi là CPU, là phần cứng quan trọng nhất của máy vi tính. CPU không những thực hành tính toán trên dữ liệu, mà còn điều khiển sắp đặt phần cứng khác mà nó thỡ cần thiết cho việc quản lý thông tin theo sau thông qua hệ thống. Mặc dù bộ vi xử lý hiện đại rất nhỏ chỉ khoảng 5mm2 nhưng có khả năng thực hiện hàng ngàn, hoặc ngay cả hàng triệu thông tin trong một giây. 1.2.2.1.2. Bộ nhớ trong (RAM) Tất cả máy vi tính có một bộ nhớ trong mà chức năng như là "không gian làm việc" cho chương trình và dữ liệu. Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (RAM) này có khả năng giữ 1 giới hạn số lượng dữ liệu ở một số hạng thời gian (ví dụ, hệ điều hành MS-DOS mẫu có 640Kb ở RAM ). Điều này có nghĩa nó sẽ ít có khả năng thực hiện điều hành phức tạp trên bộ dữ liệu lớn trong hệ điều hành. 1.2.2.1.3. Bộ sắp xếp và lưu trữ ngoài (diskette, harddisk, CD-ROM) Băng có từ tính được giữ không những trong cuộn băng lớn (giống trong cuộn băng máy hát đĩa) mà còn trong cuộn băng nhỏ (giống như cuốn băng được dùng trong máy hát nhạc). Thuận lợi của dây băng có từ tính là nó có thể lưu trữ một số lượng lớn dữ liệu (ví dụ toàn bộ Landsat MSS đòi hỏi 8MB của khả năng lưu trữ trên một băng). Sự gia tăng khả năng lưu trữ thực hiện bằng các đĩa có từ tính. Các đĩa cứng với khả năng lưu trữ rất lớn (được sử dụng trên PCS phổ biến 700Mb), còn ở các đĩa mềm với khả năng giới hạn (khoảng 1.4Mb). Đĩa cứng thông thường được sử dụng cho lưu trữ tạm thời mà thông qua quá trình xử lý, sau khi dữ liệu được gán trong đĩa floppy hoặc dây băng có từ tính. Công nghệ phát triển cũng tạo ra thêm nhiều loại thiết bị có thể lưu trữ và truyền số liệu đọc qua cổng USB của máy vi tớnh. Các đĩa DVD ngày nay có thể lưu trữ dữ liệu tới 50GB và rất thuận tiện để sao lưu số liệu. 1.2.2.1.4. Các bộ phận dùng để nhập dữ liệu (INPUT DEVICES) • Digitizer Bản số hoá bản đổ bao gồm 1 bảng hoặc bàn viết, mà bản đổ được trải rộng ra, và 1 cursor có ý nghĩa của các đường thẳng và các điểm trên bản đổ được định vị. Trong toàn bộ bàn số hoá (digitizer) việc tổ chức được ghi bởi phương pháp của một cột lưới tốt đã gắn vào trong bảng. Dây tóc của cursor phát ra do sự đẩy của từ tính điện mà nó được tìm thấy bởi cột lưới sắt và được chuyển giao đến máy vi tính như một cặp tương xứng (mm trên 1 bảng XY hệ thống tương hợp). Hầu như các cursor được vừa vặn với 4 hoặc nhiều nút cho việc chuyển các tín hiệu đặc biệt cho việc điều khiển chương trình, ví dụ để chỉ ra điểm cuối của đường thẳng. Các bản số hoá (digitizer) hiện nay có kích thước thay đổi từ bảng nhỏ 27cmx27cm đến bảng lớn 1mx1.5m. • Scanner Máy quét scanner sẽ chuyển các thông tin trên bản đồ tương xứng 1 cách tự động dưới dạng hệ thống raster. Một cách luân phiên nhau, bản đổ có thể được trải rộng ra trên bàn mà đầu scanning di chuyển trong 1 loạt đường thẳng song song nhau. Các đường quét (scan) phải được số hoá trước khi chúng được đưa vào hệ thống cơ sở dữ liệu vector. • Các bộ phận để in ấn (OUTPUT DEVICES) - Máy in (printer): Là bộ phận dùng để in ấn các thông tin, bản đổ, dưới nhiều kích thước khác nhau tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng, thông thường máy in có khổ từ A3 đến A4. Máy in có thể là máy màu hoặc trắng đen, hoặc là máy in phun mực, Laser, hoặc máy in kim. - Máy vẽ (plotter): Đối với những yêu cầu cần thiết phải in các bản đổ có kích thước lớn, thường máy in không đáp ứng được mà ta phải dùng đến máy Plotter (máy vẽ). Máy vẽ thường có kích thước của khổ A1 hoặc A0. 1.2.2.2. Phần mềm (Software) Là tập hợp cỏc cõu lệnh, chỉ thị nhằm điều khiển phần cứng của máy tính thực hiện một nhiệm vụ xác định, phần mềm hệ thống thông tin địa lý có thể là một hoặc tổ hợp các phần mềm máy tính. Phần mềm được sử dụng trong kỹ thuật GIS phải đảm bảo các tính năng cơ bản sau: Hình 1.4: Thành phần phần mềm cơ bản của GIS. - Nhập và kiểm tra dữ liệu (Data input): Gồm tất cả các khía cạnh về biến đổi dữ liệu ở dạng bản đồ, trong lĩnh vực quan sát vào một dạng số tương thích. éõy là giai đoạn rất quan trọng cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý. - Lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu (Geographic database): Lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu đề cập đến phương pháp kết nối thông tin vị trí (topology) và thông tin thuộc tính (attributes) của các đối tượng địa lý (điểm, đường đại diện cho các đối tượng trên bề mặt trái đất). Hai thông tin này được tổ chức và liên hệ qua các thao tác trên máy tính và sao cho chúng có thể lĩnh hội được bởi người sử dụng hệ thống. - Xuất dữ liệu và trình bày kết quả (Display and rep
Tài liệu liên quan