Follow us on...
Follow us on Twitter Follow us on Facebook Watch us on YouTube

Giúp các bé đáng thương ấy với

Gameshow “Ai Là Triệu Phú” trên VTV đang chờ đón bạn – Tải ngay!

Cuộc thi khoảnh khắc tuyệt vời cùng Vn-Zoom.com

Chiêm ngưỡng BaoMoi đẹp "tuyệt diệu" trên Windows Phone

Tin tức công nghệ mới nhất

Tuyển Mod box Mobile
kết quả từ 1 tới 1 trên 1

Đề tài: chương 4 cua gt gis

  1. #1
    Tham gia
    Dec 2010
    Bài
    7
    Cảm ơn
    0
    Điểm
    3/3 bài viết
    VR power
    0

    Default chương 4 cua gt gis

    CHƯƠNG 4:
    QUY TRÌNH VÀ CÁC PHÉP PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN

    I. Khái niệm:
    Chức năng quan trọng của GIS là cho phép thực hiện các phép phân tích dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính để trợ giúp cho quá trình lập quyết định.
    Phân tích dữ liệu được thực hiện để giúp trả lời các câu hỏi về thế giới thực bao gồm tình trạng hiện hữu của các vùng hoặc đối tượng, thay đổi của tình trạng và khuynh hướng thay đổi như thế nào. Do tính chất phức tạp của các câu hỏi có thể đặt ra, các phép phân tích không gian có thể biến đổi từ các hoạt động luận lý hoặc số học đơn giản đến các phân tích mô hình phức tạp.
    Sự khác biệt giữa GIS và các phần mềm đồ họa là khả năng biến đổi các dữ liệu không gian gốc thành các câu trả lời cho các mục đích của người sử dụng, khả năng phân tích các dữ liệu không gian và phi không gian, khả năng tái hiện chuỗi từ CSDL bằng các chức năng bất biến và đa biến của các phương pháp thống kê sử dụng các phương pháp nội và ngoại suy.
    Phân tích không gian trong GIS bao gồm 3 dạng thao tác: truy vấn thuộc tính, truy vấn không gian, và tạo mới dữ liệu từ cơ sở dữ liệu ban đầu. Phạm vi của phân tích không gian đi từ một truy vấn đơn giản về các hiện tượng không gian đến sự kết hợp phức tạp của các phép truy vấn thuộc tính, truy vấn không gian và sự thay đổi của dữ liệu gốc.
    Trong các ứng dụng GIS, các phép truy vấn thuộc tính và không gian rất phổ biến.
    Truy vấn thuộc tính là phép truy vấn chỉ quan tâm đến thông tin dữ liệu thuộc tính và bỏ qua các thông tin không gian. Ví dụ, từ một cơ sở dữ liệu về bản đồ rảnh thửa, mỗi rảnh thửa được kê khai với một mã sử dụng đất, một phép truy vấn thuộc tính đơn giản có thể yêu cầu sự đồng nhất tất cả các rảnh thửa theo một loại hình sử dụng đất nhất định. Như vậy, phép truy vấn có thể được sử dụng thông qua một bảng thông tin mà không cần tham chiếu đến bản đồ các rảnh thửa. Vì phép truy vấn không yêu cầu thông tin không gian mà chỉ quan tâm đến truy vấn thuộc tính. Trong ví dụ này, các thực thể trong bảng thuộc tính có một mã sử dụng đất nhất định để được nhận dạng loại hình sử dụng đất nhất định. Ngoài ra, thông tin có thể được mở rộng thêm như số lượng rảnh thửa của loại hình sử dụng đất này hoặc tổng diện tích của loại hình sử dụng đất này trong thành phố.

    Hình IV.1: Mô hình quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính
    Hình minh họa trên cho thấy một ví dụ về bản đồ rảnh thửa, trong đó mỗi rảnh thửa là một bản ghi trong một cơ sở dữ liệu. Các thuộc tính trong cơ sở dữ liệu bao gồm số của rảnh thửa, kích thước rảnh thửa, giá trị, sử dụng đất…bảng sau trình bày một phần của cơ sở dữ liệu.
    Một truy vấn điển hình bao gồm nhận diện các rảnh thửa thuộc dạng sử dụng đất thương mại để tính toán giá trị trung bình của loại hình sử dụng đất này. Sự lựa chọn chỉ được dựa trên các thông tin thuộc tính, do đó không có thông tin không gian nào được quan tâm.
    Truy vấn không gian là phép truy vấn quan tâm đến các thông tin không gian. Ví dụ, một câu hỏi có thể được đưa ra về các rảnh thửa nằm trong vòng bán kính 1 dặm của tuyến đường cao tốc chính. Câu trả lời cho phép truy vấn trên là thông tin không gian về vị trí của của tuyến đường cao tốc và vị trí của mỗi rảnh thửa. Trong trường hợp này, câu trả lời có thể được thực hiện bằng việc sử dụng một bản đồ giấy hoặc sử dụng GIS với sự quan tâm đến các thông tin địa lý.
    Giả sử, khi có một yêu cầu được đưa ra cho sự quy hoạch lại (rezoning), tất cả các chủ đất có đất nằm trong phạm vi các rảnh thửa có thể bị quy hoạch lại phải khai báo cho *********** địa phương. Một truy vấn không gian được thực hiện để xác định tất cả các rảnh thửa trong phạm vi xác định. Thông qua một truy vấn không gian, tất cả các rảnh thửa nằm trong khoảng cách xác định có thể được xác định.Quá trình này không thể được thực hiện nếu không có thông tin không gian. Nói cách khác, bảng thuộc tính của cơ sở dữ liệu đơn lẻ không cung cấp đủ thông tin để giải quyết các vấn đề liên quan đến vị trí.
    Các chủ đất nằm trong một khoảng cách xác định từ rảnh thửa bị quy hoạch lại được xác định thông qua một truy vấn không gian.
    Trong hầu hết các trường hợp, các truy vấn thuộc tính và các truy vấn không gian có thể được đưa ra với một hệ GIS khi câu hỏi đòi hỏi không có sự thay đổi dữ liệu. Tuy nhiên, một phân tích không gian có thể yêu cầu sự hình thành dữ liệu mới từ dữ liệu gốc. Ví du, giả sử chúng ta muốn tìm mối liên hệ giữa mức độ ồn và khoảng cách gần đường cao tốc (ví dụ trong phạm vi một dặm của đường cao tốc). Để trả lời câu hỏi này, bạn phải kết hợp (ví dụ: chồng lớp (overlay)) bản đồ rảnh thửa, bản đồ đường cao tốc và các khu vực trong phạm vi 1 dặm của đường cao tốc nhận được từ bản đồ đường cao tốc. Quá trình này có thể yêu cầu sự mô tả các thực thể địa lý mới và tạo ra bảng dữ liệu mới cho thấy sự kết hợp của một số nhân tố.
    II. Quy trình phân tích địa lý:
    Trước khi bắt đầu bất cứ phép phân tích nào, bạn cần phải đánh giá được vấn đề và thiết lập được mục đích. Hãy nghĩ kỹ về quá trình sẽ thực thi trước khi đánh giá dữ liệu hay thực hiện bất cứ một quyết định nào đó; tìm xem những câu hỏi nào là cần thiết về dữ liệu và mô hình; tạo ra một thủ tục bao gồm các bước để quản lý quá trình tiến triển và phác thảo ra một mục đích cụ thể.
    Phân tích dữ liệu trong GIS bao gồm khâu chồng xếp bản đồ (map overlay) và phân tích các mối quan hệ không gian có trong CSDL, là sự thể hiện chức năng phân tích địa lý và quản lý CSDL.
    Sơ đồ trong Hình III.2 diễn tả cấu trúc quá trình phân tích GIS để đạt được mục đích sử dụng. Trước hết ta cần xác định mục đích phân tích dựa trên yêu cầu của người sử dụng và các câu hỏi mà hệ thống GIS có thể trả lời. Dữ liệu sau khi được thu thập có thể được số hóa đối với dữ liệu không gian hay thành lập bảng số liệu đối với dữ liệu thuộc tính, kể cả công đoạn kết nối dữ liệu thuộc tính với tọa độ không gian.
    Tất cả dữ liệu sau đó được nhập vào hệ thống kể cả các mối quan hệ để trở thành một hệ thống liên hoàn cả hai loại dữ liệu. Quá trình xử lý phân tích bao hàm cả dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính sử dụng các liên kết GIS giữa chúng. Kết quả có thể phân thàh hai loại, kết quả dạng bảng số ( bảng tổng kết tóm lược dữ liệu, bảng kết quả thống kê và các báo cáo) và kết quả dạng đồ họa (bản đồ dạng giấy, bản đồ số dạng tệp tin và bản đồ kết quả của các phép chồng ghép).

    Hình IV.2: Sơ đồ phân tích dữ liệu trong hệ thống GIS
    Trước hết ta cần hiểu rõ các vấn đề mà hệ thống GIS có thể giải quyết. Các ứng dụng GIS được hình thành từ những câu hỏi thực tế đã được đặt ra đối với dữ liệu liên quan đến vị trí không gian. Những câu hỏi phổ biến là:
     Có những gì ở một vị trí địa lý nhất định (phân tích vị trí)?
     Khi nào thì một số điều kiện về vị trí địa lý được thỏa mãn?
     Các vật thể và quá trình đã thay đổi như thế nào theo thời gian?
     Các dữ liệu không gian có dạng như thế nào?
     Điều gì sẽ xẩy ra nếu ta thay đổi một số điều kiện?
    Phân tích vị trí:
    Dữ liệu trên bản đồ giấy có thể chỉ ra vị trí địa lý của vật thể nhưng không thể giải thích được tại sao lại như vậy. Ví dụ một ảnh hàng không có thể cho ta biết ngô (bắp) phát triển rất tốt ở một số khu vực trên cánh đồng nhưng ta không thể tìm được thông tin tại sao lại như vậy. Phép phân tích GIS có thể giúp ta tạo ra sự liên kết giữa tình trạng phát triển của ngô, loại đất, và chế độ nước bằng cách xem xét đồng thời bản đồ số về cây trồng, về phân bố loại đất và về độ ẩm đất. Ngoài ra, GIS có khả năng phân tích những quan hệ phức hợp này một cách nhanh chóng và lưu trữ những dữ liệu quan tâm và kết quả phân tích.
    Thỏa mãn điều kiện không gian:
    Người sử dụng rất hay muốn biết sàng lọc để tìm ra những dữ liệu địa lý thỏa mãn một số điều kiện nhất định. Ví dụ ta dự định bổ sung giếng khoan khai thác nước ngầm cho một điểm dân cư và muốn xác định vị trí các giếng đó. Các giếng này cần phải nằm không xa quá 15 km so với điểm dân cư và phải ở gần sát đường ống cung cấp nước chính đã có sẵn. Như vậy ta cần biểu thị các yêu cầu đó thành ngôn ngữ địa lý và sau đó kết hợp với các điều kiện cục bộ để tìm ra vị trí các giếng khoan tương lại.
    Phân tích biến đổi theo thời gian:
    Quan niệm của chúng ta về thế giới tự nhiên cũng như chính thế giới tự nhiên luôn thay đổi theo thời gian. Quá trình đô thị hóa làm phân bố sử dụng đất biến động liên tục suốt trong mấy thập kỷ gần đây. Những hiểu biết về thế giới tự nhiên của chúng ta nếu không cập nhật theo thời gian thì sẽ trở thành vô nghĩa. Ví dụ một nhà nghiên cứu quan tâm đến quan hệ giữa phân bố các loại sử dụng đất và luật phân vùng quy hoạch. Nếu anh ta có được lưu trữ của các dữ liệu này trong một khoảng thời gian dài thì hệ thống GIS có thể tìm ra quan hệ đó.
    Phân bố không gian:
    Người sử dụng GIS thường muốn tìm hiểu về xu thế và dạng phân bố của dữ liệu trong không gian. Nói cách khác là liệu hai hay nhiều vật thể hay thông số thay đổi có tương tự với nhau không trong không gian? Ví dụ, nếu ta thấy số lượng tai nạn giao thông thống kê trên đường cao tốc với tốc độ xe 65 dặm (mile)/ giờ có quan hệ gì với số tai nạn trên đường có xe chạy với vận tốc 55 dặm/ giờ
    Đánh giá hậu quả của các phương án:
    Việc xây dựng các phương án (hay kịch bản) là kết quả của câu hỏi loại “Điều gì sẽ xảy ra nếu...?”. Ví dụ, tai họa gì sẽ xảy ra với các vùng ven biển nếu nhiệt độ toàn cầu tăng lên, băng ở bắc và nam cực tan ra, và mực nước biển dâng cao? Ở đây, người sử dụng phải kết hợp với các mô hình mô phỏng để dự báo hậu quả và thành lập bản đồ tác động của nhiệt độ tăng lên ở các vùng ven biển.
    Ở ví dụ trên, hậu quả phụ thuộc vào mực nước biển sẽ dâng cao bao nhiêu. Mực nước biển lại phụ thuộc vào lượng băng sẽ tan và sự biến đổi của chế độ mưa và bốc hơi nước mà hai hiện tượng sau cũng bị tác động bởi biến động của nhiệt độ. Nếu các phân tích dựa trên các giả thiết khác nhau về biến đổi của hiện tượng tan băng, chế độ mưa và bốc hơi nước như là hàm số của sự thay đổi nhiệt độ toàn cầu, thì người ta có thể dự báo các mức tác động khác nhau lên môi trường các vùng ven biển.
    Tuy vậy, trước khi sử dụng các công cụ phân tích để trả lời các câu hỏi do dự án sử dụng GIS đặt ra, ta cần xử lý dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính để chúng tương thích với hệ thống GIS của dự án. Các chức năng xử lý dữ liệu này thường là một bộ phận quan trọng của bất kỳ hệ thống GIS nào.
    Một quy trình phân tích địa lý có thể bao gồm các bước sau:
    - Bước 1: Đặt vấn đề
    - Bước 2: Chuẩn bị dữ liệu để phân tích không gian
    - Bước 3: Thực hiện các thao tác không gian
    - Bước 4: Chuẩn bị dữ liệu để phân tích thuộc tính
    - Bước 5: Tiến hành phân tích thuộc tính
    - Bước 6: Đánh giá kết quả
    - Bước 7: Xác định lại và phân tích mới nếu cần
    - Bước 8: Trình bày các kết quả cuối cùng
     Đặt vấn đề:
    Trong bước này cần phải xác định rõ mục đích và tiêu chuẩn phân tích. Ví dụ nhiw mục đích phân tích là tìm ra địa điểm đổ chất thải rắn cho một thành phố, lúc đó, các tiêu chuẩn của bãi rác có thể là:
    - Cách xa khu dân cư 2km,
    - Cách xa nhà máy nước 2km,
    - Nằm trên đất nông nghiệp,
    - Nằm trong vùng đất sét,
    - Diện tích trên 20ha,
    - Dễ ra vào bằng xe tải,…
    Như vậy, các tiêu chuẩn lựa chọn có thể định tính hoặc định lượng hoặc cả hai và chúng có thể đề cập đến nhiều khía cạnh như kinh tế - xã hội, môi trường, thẩm mỹ,…
     Chuẩn bị dữ liệu để phân tích không gian:
    Nếu chúng ta đã thiết kế và xây dựng thành công CSDL địa lý, tại thời điểm này, tất cả các lớp dữ liệu đã sẵn sàng để có thể được phân tích. Có thể cần phải xử lý thêm về các lớp dữ liệu này hoặc có thể sau khi xem lại mục đích của phép phân tích chúng ta khám phá ra là cần phải thêm vào một số thuộc tính cho CSDL để thực hiện phép phân tích một cách hoàn chỉnh.
    Công việc chuẩn bị cho phân tích không gian có thể bao gồm:
    - Cắt vùng nghiên cứu khỏi bản đồ lớn có sẵn trong CSDL
    - Ghép các mảnh bản đồ lại thành một bản đồ lớn thể hiện hết khu vực nghiên cứu
    - Biến đổi đơn vị diện tích như từ m2 sang ha…
    - Tái phân loại để giảm số loại sử dụng đất không cần thiết,…
     Phân tích không gian:
    Với dữ liệu đã được chuẩn bị, chúng ta có thể bắt đầu tiến hành các thao tác không gian để kết nối các lớp dữ liệu. Chúng ta đặc biệt quan tâm đến vấn đề tạo các vùng đệm xung quanh các đối tượng, thao tác trên các đối tượng không gian và tiến hành chồng ghép các vùng.
    Mỗi thao tác sẽ tạo ra một lớp dữ liệu trung gian mới để xử lý tiếp. Loại và số lượng các thao tác không gian cần tiến hành tùy thuộc vào các tiêu chuẩn phân tích để đi đến kết quả mong muốn.
     Chuẩn bị dữ liệu để phân tích thuộc tính:
    Cũng như dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính cũng cần được chuẩn bị trước khi tiến hành phân tích. Điều đó có nghĩa là trước khi tiến hành phân tích dữ liệu bảng, chúng ta cần phải đảm bảo chắc chắn rằng bảng thuộc tính chứa đầy đủ các mục hay có sẵn các cột và dòng trống cần thiết để lưu trữ các dữ liệu mới sẽ được tạo ra khi phân tích.
     Phân tích thuộc tính:
    Trên các dữ liệu thuộc tính có thể tiến hành các thao tác số học, logic và thống kê. Kết quả là tìm ra các đặc trưng thỏa mãn các tiêu chuẩn lựa chọn.
     Đánh giá kết quả:
    Sau khi phân tích, ta tiến hành đánh giá kết quả phân tích về độ chính xác và nội dung. Câu hỏi đặt ra và cần trả lời là kết quả phân tích có lý không? Có đáng tin cậy không? Các bản đồ đơn giản cùng với các bản báo cáo sẽ giúp cho chúng ta đánh giá được các kết quả.
    Sau khi chắc chắn hoàn thành quá trình phân tích một cách chính xác và các điều kiện đều hợp lý thì ta có thể đi xem xét và đối chiếu kết quả ở ngoài thực địa. Nếu các kết quả đó không thể chấp nhận được so với thực tế thì ta có thể sử dụng bước này để xác định được những gì cần thay đổi và nâng cấp cách phân tích của mình. Sau đó, thực hiện lại quá trình phân tích.
     Xác định lại tiêu chuẩn phân tích và phân tích mới:
    Cần xác định lại các tiêu chuẩn phân tích và tiến hành các phân tích mới trong trường hợp các kết quả phân tích không thể chấp nhận được hay còn có những hạn chế nhất định. GIS thực sự có ích trong vấn đề này bởi vì nó cho phép bạn dễ dàng thực hiện mới và bắt đầu ở bước thích hợp nào đó trong cả quá trình.
     Trình bày các kết quả cuối cùng:
    Các kết quả phân tích địa lý thường được trình bày dưới dạng các bản đồ và các báo cáo.
    III. Một số phép phân tích không gian:
    Sức mạnh của GIS là khả năng phân tích kết hợp dữ liệu không gian và thuộc tính cùng nhau. Trên cơ sở đặc tính này ta có thể phân biệt GIS với các phần mềm vẽ bản đồ, phần mềm vẽ kỹ thuật hoặc phần mềm quản lý dữ liệu cổ điển.
    Phân tích kết hợp không gian và thuộc tính có thể được xếp thành 4 nhóm chức năng chính:
    - Rút số liệu, phân loại và đo lường
    - Chồng lớp
    - Lân cận
    - Chức năng kết nối
    III.1/ Rút số liệu, phân loại và đo lường:
    Truy vấn dữ liệu, phân loại và đo đạc là ba chức năng riêng biệt nhưng rất hay được sử dụng kết hợp với nhau. Ví dụ một người sử dụng GIS quan tâm đến vấn đề thu nhập dân cư mong có được bản đồ riêng của từng khu vực trong đó chia rõ các vùng nhỏ với tổng thu nhập các hộ gia đình tương đương nhau hay ở trong một giới hạn cho trước.
     Rút số liệu:
    Hoạt động rút số liệu đối với dữ liệu không gian và thuộc tính bao gồm tìm kiếm chọn lọc, sắp xếp và hiển thị dữ liệu được chọn, nhưng không cần thiết điều chỉnh vị trí của đối tượng hoặc tạo ra một đối tượng mới.
    Trong hệ GIS, dữ liệu còn có thể truy cập theo tiêu chuẩn vị trí của chúng và theo các quan hệ không gian với các vật thể địa lý khác. Quá trình này được gọi là truy vấn không gian (Hình IV.3.a). Ví dụ, các hồ nước có diện tích từ 0 đến 1 ha có thể được tô một màu, từ 1 đến 5 ha tô màu khác….và kết quả ta có một bản đồ màu biểu thị các hồ nước ứng với độ lớn diện tích khác nhau. Phương cách biểu thị theo không gian như vậy rõ ràng có hiệu quả hơn nhiều so với cách biểu thị bằng bảng biểu nếu chỉ sử dụng CSDL.
    Khi bản đồ được biểu thị trên màn hình máy tính thì ta có thể phóng đại một vùng nào đó để xem xét chi tiết (Hình IV.3.b). Động tác này có thể được thực hiện với con chuột máy tính hay với việc đặt điều kiện chỉ rõ tọa độ giới hạn vùng xem xét. Kết quả các vật thể (điểm, đường và vùng) nằm trong vùng xem xét có thể được đặt vào một lớp bản đồ mới để tăng tốc độ xử lý phân tích tiếp theo.
     Phân loại và tổng quát hoá:
    Chức năng phân loại không gian được hiểu là gộp một số đối tượng không gian có đặc tính gần giống nhau vào một lớp khác.
    Chức năng phân loại được cung cấp trong tất cả các hệ GIS. Đối với lớp dữ liệu đơn, chức năng phân loại liên quan đến việc gán tên lớp cho từng polygon (ví dụ: đất lâm nghiệp, đất nông nghiệp, đất đô thị…trong bản đồ sử dụng đất). Phân loại cũng được tiến hành trên nhiều lớp dữ liệu, thường kết hợp với chức năng chồng lớp (ví dụ: tìm vị trí thích hợp để xây dựng bãi chứa rác)
    Phân loại không gian đòi hỏi phải có nhiều lớp dữ liệu và những dữ liệu thuộc tính không gian này sẽ được kết hợp, chồng ghép theo một trình tự đến khi đạt được kết quả mong muốn (Hình IV.3.b). Ví dụ, việc xác định các vùng dân cư với mức sống nghèo khổ khác nhau có thể được xác định trên cơ sở dữ liệu về tỷ lệ thất nghiệp, mức trợ cấp của *********, và dữ liệu thống kê về thu nhập. Việc kết hợp những dữ liệu này sẽ cho biết xu thế phân bố tổng hợp và có thể vạch ra những đường đồng đẳng về vấn đề mà ta quan tâm. Những dạng phân bố kết quả có thể được tiếp tục phân tích nếu thấy cần thiết (ví dụ, xác định những vùng ưu tiên thiếp lập văn phòng cho các dịch vụ xã hội).
    Ngoài ra phân loại còn có thể trợ giúp trong việc nhận dạng các kiểu mẩu mới mà thông thường không thể nhận thấy được nếu ta thể hiện từng đối tượng riêng lẻ trên màn hình.
    Tổng quát hoá (1 dạng của phân loại) là quá trình làm cho kết quả phân loại kém chi tiết hơn hoặc làm giảm số lớp bằng cách phối hợp các lớp ban đầu. Thường dùng để làm nổi rõ các hiện tượng.


    Hình IV.3: Truy cập, phân loại và đo đạc

    a)

    b)
    Hình IV.4: Minh họa phép phân loại dữ liệu không gian: a) Phân loại xã phường theo hai thuộc tính dân số và mật độ dân số; b) Phân hạng các vùng độ cao.

    Hình IV.5: Giảm số lớp sử dụng chức năng tổng quát hóa
     Chức năng đo lường:
    Để tính toán những tính chất của dữ liệu hình học, chức năng đo đạc thực sự cần thiết. Mọi hệ GIS đều có các chức năng đo lường.
    Với chức năng đo đạc, hệ thống GIS có cung cấp khả năng chuyển đổi đơn vị đo, ví dụ chiều dài có thể chuyển đổi từ đơn vị Anh sang hệ mét và ngược lại. Chiều cao và chiều dài sườn dốc thường là kết quả khi phân tích các quan hệ ba chiều trong mô hình độ cao. Khoảng cách, góc đo so với phương bắc và các số đo trắc địa có thể được biến đổi thành vị trí, khoảng cách và góc đo địa hình để thành lập bản đồ địa hình.
    Người sử dụng GIS nhiều khi muốn biết số lần xẩy ra của một hiện tượng. Ví dụ trong việc nghiên cứu ô nhiễm nước ngầm, họ muốn xác định vị trí của các giếng khoang có thể bị ô nhiễm và có thể muốn tìm các khu vực có khả năng bị ô nhiễm. Trong trường hợp này ta phải có cả bản đồ chứa đựng dữ liệu về mức độ mẫu nước bị ô nhiễm trong các giếng (theo không gian) và số lần lấy các mẫu nước đó (tần suất theo thời gian).
    Trong các nghiên cứu khác, người ta mong muốn tìm ra sự phân loại một thông số theo không gian dựa trên dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Khi đó dữ liệu trong vùng nghiên cứu phải được xếp loại, kết hợp với một thang phân loại để xác định các đường đồng đẳng chia diện tích thành các vùng có giá trị thông số đồng nhất. Việc phân tích quan điểm ********* của cộng đồng là một ví dụ loại này, trong đó dữ liệu không gian (vị trí điểm dân cư và dân số) có thể kết hợp với dữ liệu phi không gian (quan điểm *********) để lập bản đồ ********* và tính toán diện tích tương ứng.
    Chức năng đo đạc nữa liên quan đến việc xác định kích thước theo không gian ba chiều. Thao tác “đào và đắp” được biết tới trong ngành xây dựng thuộc loại thao tác này. Ví dụ việc tính toán tổng khối lượng đất đổ đi (đào) hoặc lấp đầy vào chỗ trống (đắp) để xây dựng đường giao thông (Hình IV.6)

    Hình IV.6: Thao tác “đào và đắp”
    Đối với các đối tượng dạng vùng chức năng đo đạc thực hiện các thao tác như tính chu vi, độ dài của vùng, diện tích của vùng và điểm trung tâm của vùng. Đối với các đối tượng dạng đường có các phép đo độ dài đường, hướng của đường.
    Ví dụ để xây dựng một con đường men theo hồ, trước hết cần biết chu vi của hồ để có thể tính toán được chi phí cho con đường mới.
    Hệ GIS còn có khả năng tính toán khoảng cách giữa những đối tượng khác nhau. Tuy chỉ có khả năng tính toán khoảng cách giữa hai điểm nhưng khoảng cách giữa các tuyến và giữa những các vùng có thể được xác định theo nhiều cách khác nhau (khoảng cách ngắn nhất, khoảng cách giữa hai điểm trung tâm vùng, khoảng cách cực đại…)


    Hình IV.7: Đo đạc khoảng cách trong GIS
    Ví dụ để biết độ dài của tuyến hành lang mà động vật thường di chuyển từ cánh rừng này sang cánh rừng khác thì khoảng cách ngắn nhất cần được xác định giữa hai cánh rừng đó.
    Trong ba chức năng truy vấn, phân loại và đo đạc của hệ thống GIS như thể hiện tóm tắt ở sơ đồ Hình IV.3 thì chức năng truy vấn hay còn gọi là “hỏi đáp tìm kiếm” rất hay được sử dụng thường xuyên. Ta nên chú ý là sự hỏi đáp trên dữ liệu chuyên đề có thể được thực hiện trên một hoặc nhiều tính chất của các đối tượng.
    Quá trình đặt câu hỏi là quá trình lựa chọn thông tin từ tập hợp dữ liệu dựa trên những điều kiện được định rõ. Trường hợp lựa chọn một tính chất (điều kiện đơn) phép tính đại số được sử dụng để cấu thành sự lựa chọn bao gồm tập hợp phép tính đại số (=, >, <, < >, ≤, ≥). Ví dụ lựa chọn tất cả những thửa đất chuyên dùng có diện tích lớn hơn hoặc bằng 1000 m2 để có thể sử dụng vào việc xây dựng một trạm y tế.
    Khi nhiều điều kiện đơn được tổ hợp lại để tạo thành những điều kiện phức tạp (lựa chọn nhiều hơn 1 tính chất của đối tượng) thì người ta cần sử dụng toán tử Boolean (AND, OR, XOR, NOT) để thiết lập sự lựa chọn phức tạp. Kiểu đặt vấn đề này có thể được minh họa trên sơ đồ Venn (Hình IV.8). Những vùng đánh bóng biểu diễn kết quả lựa chọn (Bernhardsen 1999).


    Hình IV.8: Sơ đồ Venn
    III.2/ Chức năng chồng lớp thông tin:
    Chồng các lớp thông tin khác nhau để phân tích không gian là một phép toán không gian quan trọng trong GIS. Chức năng chồng ghép là thao tác không gian trong đó những lớp chuyên đề được chồng lên nhau để tạo ra một lớp chuyên đề mới chứa đựng những thông tin mới. Các chức năng chồng lớp số học và logic là một bộ phận trong các phần mềm GIS.
    Chồng lớp số học bao gồm những phép toán như cộng, trừ, nhân, chia từng giá trị trong lớp dữ liệu với một giá trị tại vị trí tương ứng trong lớp dữ liệu thứ hai
    Chức năng chồng các lớp bản đồ cho phép người sử dụng đặt các lớp dữ liệu lên nhau trên cơ sở các quan hệ không gian. Ghép bản đồ tạo ra các loại dữ liệu tổng quát hơn trong bản đồ (Hình IV.9)
    Phép chồng ghép và khả năng đánh giá các quan hệ không gian có thể là chức năng được biết đến nhiều nhất của các hệ thống GIS. Quan hệ giữa các lớp dữ liệu có thể được truy vấn thông qua các biểu thức toán học (logic) hoặc/ và bằng trực quan họa hình.
    Phép chồng ghép bản đồ sử dụng các biểu thức logic hoặc các hàm không gian và tích trữ kết quả trong CSDL GIS như là các lớp dữ liệu mới (Hình IV.9.2. a). Do các lớp đã được biến đổi đồng nhất về tọa độ và hệ tham chiếu nên chúng có thể được chồng khớp lên nhau về mặt kích thước không gian. Ví dụ các đường sông ngòi (lines) và vị trí đã quan sát thấy động vật quý hiếm như hưu nai (points) có thể được tích hợp với dữ liệu về diện tích rừng (polygons) để tạo nên một CSDL mới diễn tả quan hệ giữa 3 yếu tố đó thành bản đồ khu vực sống của động vật.


    Hình IV.9.1: Chồng ghép dữ liệu không gian

    Hình IV.9.2: Chồng ghép bản đồ
    Chức năng ghép bản đồ cho phép người sử dụng biến một lớp dữ liệu phức tạp thành một lớp dữ liệu mới trong đó các đường phân cách hai vùng có cùng một giá trị thông số bị loại trừ (dissolve) như diễn tả trong Hình IV.9.2.b) Kết quả là một lớp có giá trị dữ liệu tổng quát hơn. Chức năng này thực chất là chức năng ngược của phép chồng xếp bản đồ. Ví dụ việc ghép dữ liệu không gian của một bản đồ sở hữu về các loại chủ nhân của các vùng đất bao gồm chủ nhân là *********** địa phương, *********** **********, các xí nghiệp công nghiệp tư nhân, các vùng đất sở hữu tư nhân, sẽ dẫn đến việc thành lập quan hệ không gian giữa sở hữu công cộng và sở hữu tư nhân.
    Phép logic là việc sử dụng các lệnh logic để tạo ra các lớp dữ liệu mới và chọn ra các đặc tính địa lý mới từ bảng thuộc tính. Sự lựa chọn logic dựa trên các biểu thức luận lý hoặc các giá trị thuộc tính. Các giá trị thuộc tính được lựa chọn sẽ được chọn, sát nhập hoặc loại bỏ để tạo ra lớp dữ liệu mới.
    Phép tính đại số:
    Chức năng sử dụng phép tính đại số cho phép GIS xác định quan hệ toán học giữa các lớp dữ liệu. Toàn bộ các bản đồ có thể được gộp với nhau (phép cộng), cắt lẫn nhau (phép trừ), nhân và chia các dữ liệu thuộc tính theo những điều kiện hay quy tắc do người sử dụng đặt ra. Ví dụ một lớp dữ liệu mới từ dữ liệu về độ cao địa hình và dữ liệu về mực nước ngầm để thành lập lớp dữ liệu về các khoảng cách từ mặt đất đến mực nước ngầm (Hình IV.10).


    Hình IV.10: Phép tính đại số trên bản đồ
    Map algebra (đại số bản đồ) có thể được sử dụng để phân tích không gian các dữ liệu dạng raster. Các biểu thức của Algebra cũng tương tự như các hoạt động chồng xếp nhưng các thành phần phép tính đại số được sử dụng trong việc kết hợp hoặc so sánh các lớp dữ liệu (Hình IV.11).

    Hình IV.11: Chồng xếp đại số hai lớp dữ liệu không gian.
    Map Algebra cho biết cách so sánh các lớp dữ liệu thông qua chức năng thuật toán. Trong sơ đồ trên các giá trị của các cell trùng khớp trong hai dữ liệu được tính bằng tổng của chúng trong lớp dữ liệu kết quả, biểu thức xây dựng là: [grid1]+[grid2].
    Trong ESRI Arcvew, biểu thức đại số bản đồ (Map algebra expressions) được xây dựng trong chức năng Map Calculator để phân tích một hay nhiều lớp dữ liệu. Kết quả là tạo ra một lớp dữ liệu mới sau khi áp dụng biểu thức đại số (được thành lập từ sự sử dụng bàn phím hoặc nhấn chuột vào lớp dữ liệu toán tử) và các yêu cầu.


    Hình IV.12: Thao tác số học trên hai lớp thông tin raster

    Hình IV.13: Thao tác số học trên dữ liệu vector

    Chồng lớp logic:
    Chồng lớp logic liên quan đến việc tìm ra những vùng thoả mãn (hoặc không thoả mãn) một số điều kiện đặt ra. Qua phép chồng lớp thông tin mà tổ hợp được các chỉ tiêu trong phân tích.Ví dụ:
    Tìm vùng thích hợp cho cây lúa nước với hai chỉ tiêu đơn giản là:
    1. Đất trồng dạng đất sét
    2. Độ cao < 8m so với mặt nước biển
    Thuật toán ở đây là trên lớp thông tin về đất trồng có được từ bản đồ đất ta sẽ loại bỏ tất cả các loại đất khác và chỉ quan tâm đến đất sét. Giá trị đất sét sẽ được gắn là bằng 1 và các vùng khác sẽ được gắn bằng 0.
    Trên lớp thông tin địa hình, ta cần dùng đến mô hình số độ cao DEM. Trên lớp thông tin này cần chọn ra vùng có độ cao từ 0 m đến 8 m và được gắn gía trị mới bằng 1. Các vùng có độ cao khác > 8 m ta gắn bằng 0. Khi chồng hai lớp thông tin trên bằng phép nhân hai lớp ta sẽ được một lớp thông tin kết quả. Nơi nào giá trị cho ra bằng 1 sẽ là nơi thích hợp cho trồng lúa. Các vùng có giá trị bằng 0 là không thoả mãn đầy đủ hai chỉ tiêu đặt ra.
    Với mô hình dữ liệu vector, ta có thể chồng lớp thông tin về đất với lớp thông tin về độ cao. Nhưng độ cao là mô hình DEM được xây dựng trên mô hình raster, vì thế cần phân loại độ cao thích hợp < 8 m thành một lớp thông tin trung gian và chuyển đổi lớp thông tin trung gian này sang vector trước.

  2. Có 1 thành viên cảm ơn thienhuong081065 cho bài viết này:
    huuhung144 (23-02-2014)

 

 

Quyền sử dụng

  • Bạn không thể gửi chủ đề mới
  • Bạn không thể gửi trả lời
  • Bạn không thể gửi file đính kèm
  • Bạn không thể tự sửa bài viết của mình
  •