- NGUYỄN THÚC HẢI Hà Nội – 2004 -i- Luận văn thạc sỹ - ngành Xử lý tín hiệu và Truyền thông Nguyễn Hải Hà TrangMở đầu 1 Ch−ơng 1: hệ thống thông tin địa lý 4 1.1. - khái niệm về hệ thống gis 4 1.1.1. - Tổng quan về hệ thống GIS 5 1.1.2. - Các kiểu dữ liệu và các mô hình dữ liệu GIS 10 1.3.1. - Các kiểu dữ liệu của GIS Dữ liệu không gian 10 1. - 3.1.2 Dữ liệu thuộc tính Dữ liệu ảnh 11 1.3.2. - Các Mô hình dữ liệu GIS Mô hình dữ liệu raster Mô hình dữ liệu Vector 12 1.4. - xử lý và phân tích dữ liệu trong GIS 33 1.6.1. - Xử lý dữ liệu trong GIS 33 1.6.2. - Phân tích dữ liệu trong GIS Truy vấn dữ liệu thuộc tính Truy vấn không gian Truy vấn kết hợp Một số kiểu phân tích khác của GIS 35 1.7. - cơ sở dữ liệu trong gis 36 1.7.1. - Các khái niệm cơ bản Cơ sở dữ liệu Kiến trúc của hệ quản trị cơ sở dữ liệu Ng−ời quản trị cơ sở dữ liệu Ng−ời sử dụng cơ sở dữ liệu 39 1.7.2. - Tích hợp thông tin bản đồ với cơ sở dữ liệu Ngôn ngữ truy nhập không gian Cơ sở dữ liệu trong GIS 40 Ch−ơng 2: quản lý thông tin t− liệu địa hình quân sự 44 2.1. - Hai mô hình tổ chức dữ liệu 44 2.1.3. - hệ thống thông tin t− liệu địa hình quân sự 48 2.2.1. - Hệ thống phần mềm ứng dụng GIS Cấu trúc của hệ GIS-OFFICE Các thành phần của modul phần mềm hệ thống GIS-OFFICE 50 2.2.3 Thu thập dữ liệu trong gis-office Dữ liệu số hoá bằng thao tác Dữ liệu vào dạng text Số liệu từ đo đạc ngoại nghiệp Nguồn dữ liệu số Dữ liệu hình ảnh và dữ liệu đã quét Dữ liệu ảnh đo 58 2.2.4 Phân tích, xử lý dữ liệu trong gis-office Các phép phân tích không gian Phân tích hình ảnh Xử lý dữ liệu Các phân tích mô hình hoá địa hình 61 2.2.5. - Cơ sở dữ liệu trong GIS-OFFICE Một số khả năng về xử lý, tổng hợp cơ sở dữ liệu trong GIS-OFFICE 62 a. - Các chức năng thu thập dữ liệu 63 c. - Các chức năng bảo trì dữ liệu 63 d. - Các chức năng nhập, chèn cơ sở dữ liệu lớn Sản phẩm của GIS-OFFICE 63 Ch−ơng 3: Phân tích và thiết kế hệ thống 64 3.1 phân tích hệ thống 64 Luận văn thạc sỹ - ngành Xử lý tín hiệu và Truyền thông Nguyễn Hải Hà -iv- 3.1.1. - Lựa chọn công cụ thực hiện Lựa chọn phần mềm l−u trữ dữ liệu GIS 66 3.2 thiết kế hệ thống 67 3.2.1. - Lựa chọn công cụ thực hiện Mô hình tổ chức hệ thống Phần mềm thao tác, hiển thị dữ liệu 69 3.2.3. - Mô tả các tr−ờng thông tin sử dụng trong hệ thống Các loại dữ liệu đ−ợc l−u trữ trong hệ thống 69 Dữ liệu raster bản đồ địa hình quân sự69 Dữ liệu vector bản đồ địa hình quân sự71 Dữ liệu văn bản72 Dữ liệu multimedia72 3.2.3.2 Các chức năng của phần mềm 73 Khối chức năng cập nhật dữ liệu73 Khối chức năng khai thác thông tin73 Khối chức năng phân phối và tìm kiếm thông tin73 Khối chức năng hệ thống73 Đặc điểm ng−ời sử dụng74 3.2.4. - Qui trình quản lý và cấp phát dữ liệu Quản lý dữ liệu Cấp phát dữ liệu 74 3.2.5. - Các chức năng của hệ thống Nhóm thao tác dữ liệu Nhóm in ấn Nhóm kiểm tra Nhóm quản trị hệ thống Nhóm chỉ huy và cấp phát 77 3.2.6. - Sơ đồ quan hệ dữ liệu thuộc tính của hệ thống Sơ đồ quan hệ giữa dữ liệu vector và văn bản Sơ đồ quan hệ giữa dữ liệu vector và multimedia 77 Luận văn thạc sỹ - ngành Xử lý tín hiệu và Truyền thông Nguyễn Hải Hà -v- 3.2.6.3 Quan hệ giữa các dạng dữ liệu và các đơn vị cung cấp, l−u trữ dữ liệu Sơ đồ quan hệ giữa thuộc tính đồ hoạ và dữ liệu Vector Sơ đồ quan hệ giữa dữ liệu văn bản và multimedia Sơ đồ quan hệ giữa dữ liệu vector và raster Sơ đồ quan hệ giữa dữ liệu raster và multimedia Sơ đồ quan hệ giữa dữ liệu raster và văn bản Sơ đồ quan hệ giữa tỉ lệ bản đồ và dữ liệu Raster, Vector Sơ đồ quan hệ giữa thuộc tính đồ hoạ và dữ liệu Vector Sơ đồ quan hệ giữa hệ toạ độ và dữ liệu Raster, Vector 81 3.2.7. - càI đặt hệ thống 85 4.1.1. - Sau một thời gian Cục Bản đồ Bộ tổng Tham m−u đã cho ra đời nhiều loại bản đồ số các loại tỷ lệ đ−ợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực đặc biệt làm dữ liệu đầu vào cho hệ thống thông tin địa lý (GIS - Geographic Information System). - Đây là một trong những sản phẩm ứng dụng công nghệ số hiện đại, nó khẳng định sự tiện lợi v−ợt trội của dữ liệu số trong hệ thống GIS đối với quá trình quản lý, l−u trữ, cập nhật và khai thác thông tin bản đồ thông qua hệ thống mạng máy tính hiện có. - TĐề tài: “nghiên cứu xây dựng hệ thống thông tin địa lý phục vụ công tác quản lý và cấp phát thông tin t− liệu địa hình quân sự” đ−ợc xây dựng với những mục đích sau. - Việc cấp phát thông tin và khai thác hệ thống đ−ợc thực hiện thông qua môi tr−ờng mạng nội bộ hiện có của đơn vị. - Ngày nay hệ thống thông tin địa lý đ−ợc hiểu là một hệ thống không chỉ cung cấp các thông tin địa lý thuần tuý mà còn là một ph−ơng tiện trợ giúp trong công tác quản lý, tìm kiếm, hiển thị và phân tích dữ liệu mà còn có khả năng trợ giúp ra quyết định rất hữu hiệu cho con ng−ời. - Để dễ cập nhật và quản lý thông tin ng−ời ta thống nhất dạng dữ liệu và qui định cách tạo lập dữ liệu chung cho tất cả các đơn vị, các tổ chức và cá nhân tham gia quá trình tạo lập và xây dựng dữ liệu cho hệ thống thông tin địa lý. - Là một cán bộ hiện đang công tác tại Cục Bản đồ Bộ tổng Tham m−u cơ quan Bộ Quốc phòng, đơn vị đang tham gia vào công tác thành lập và chuẩn hoá thông tin t− liệu địa hình, tôi hiểu rất rõ vai trò và mục đích sử dựng của dữ liệu bản đồ số, đặc biệt là vai trò của thông tin t− liệu địa hình quân sự trong tác chiến cũng nh− trong nhiệm vụ bảo vệ an ninh quốc gia. - Để đáp ứng tình hình nhiệm vụ của Cục Bản đồ trong thời kỳ mới, việc xây dựng một cơ sở dữ liệu thống nhất nhằm quản lý, khai thác và sử dụng t− liệu địa hình hiện có sao cho có hiệu quả, nhanh chóng, kịp thời và chính xác. - Hệ thống này đ−ợc xây dựng thành nhiều giai đoạn. - Giai đoạn đầu tiên là xây dựng một hệ quản trị cơ sở dữ liệu GIS trợ giúp công tác quản lý, cấp phát và sử dụng dữ liệu theo quyền truy nhập hệ thống. - Vì vậy, luận văn nhấn mạnh vào giai đoạn đầu tiên, nghiên cứu cơ sở lý thuyết và đề xuất thiết kế xây dựng hệ thống l−u trữ và cấp phát thông tin t− liệu địa hình quân sự trên nền hệ thống GIS, khai thác và quản lý dữ liệu bản đồ số đã và đang sản xuất tại đơn vị. - Giới thiệu hệ thống thông tin địa lý 2. - Quản lý thông tin t− liệu địa hình quân sự. - Phân tích và thiết kế hệ thống 4. - Cài đặt và thử nghiệm hệ thống 5. - Xin chân thành cảm ơn Học viên thực hiện Nguyễn Hải Hà Xí nghiệp Bản đồ 1 - Bộ Quốc Phòng Luận văn thạc sỹ - ngành Xử lý tín hiệu và Truyền thông Nguyễn Hải Hà - 4 -Ch−ơng 1 hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information Systems - GIS) 1.1. - khái niệm về hệ thống gis 1.1.1. - tổng quan về hệ thống GIS Địa lý (Geography) đ−ợc hình thành từ hai khái niệm: Trái đất (Geo-Earth) và tiến trình mô tả (Graphy). - Hệ thống thông tin là tập các tiến trình xử lý dữ liệu thô để sản sinh ra các thông tin có ích cho công tác lập quyết định. - Chúng bao gồm tập các thao tác dẫn chúng ta đi từ lập kế hoạch quan sát và thu thập dữ liệu tới l−u trữ và phân tích dữ liệu, tới sử dụng các thông tin suy diễn trong công việc lập quyết định. - Theo quan niệm này thì bản đồ cũng là một loại hệ thông tin. - Để sử dụng hiệu quả, việc biểu diễn thông tin trên bản đồ phải tuân thủ theo qui phạm cũng nh− những qui định áp dụng khi tiến hành tạo lập dữ liệu. - Hệ thông tin địa lý là hệ thông tin đ−ợc thiết kế để làm việc với dữ liệu qui chiếu không gian hay toạ độ địa lý. - Khái niệm hệ thông tin địa lý đ−ợc hình thành từ ba khái niệm địa lý, thông tin và hệ thống đ−ợc viết tắt là GIS. - Khái niệm “thông tin" đề cập tới khối dữ liệu khổng lồ do GIS quản lý. - Các đối t−ợng thế giới thực đều có tập riêng các dữ liệu chữ-số thuộc tính hay đặc tính (còn gọi là dữ liệu phi hình học, dữ liệu thống kê) và các thông tin vị trí cần cho l−u trữ, quản lý các đặc tr−ng không gian. - Công nghệ thông tin đã trở thành Luận văn thạc sỹ - ngành Xử lý tín hiệu và Truyền thông Nguyễn Hải Hà - 5 -quan trọng, cần thiết cho tiệm cận này và hầu hết các hệ thống thông tin đều đ−ợc xây dựng trên cơ sở máy tính và mạng máy tính. - Khái niệm “công nghệ thông tin địa lý” (Geographic Information Technology) là các công nghệ thu thập và xử lý thông tin địa lý. - Hệ thống thông tin địa lý.[6] 1.1.2. - định nghĩa gis Hệ thống thông tin địa lý đ−ợc hiểu nh− là một hệ thống cho phép ng−ời sử dụng khai thác, hiển thị dữ liệu địa lý và chuyển đổi thành các dạng thông tin trợ giúp con ng−ời trong quá trình tạo lập ra quyết định. - GIS là một hệ thống bao gồm các thiết bị phần cứng, phần mềm ứng dụng, dữ liệu và đội ngũ nhân sự chuyên nghiệp, đ−ợc thiết kế để thực hiện các thao tác thu thập, l−u trữ, cập nhật, biến đổi, phân tích và hiển thị các dữ liệu quy chiếu không gian từ thế giới thực một cách hiệu quả, phục vụ cho một mục đích xác định . - Ngày nay, nguồn dữ liệu đầu vào chính cho GIS là các bản đồ số. - Công nghệ viễn thám: Các ảnh vệ tinh và ảnh máy bay là nguồn dữ liệu địa lý quan trọng cho GIS. - Viễn thám bao gồm cả kỹ thuật thu thập và xử lý dữ liệu ở mọi vị trí với giá rẻ. - Các dữ liệu đầu ra của hệ thống ảnh vệ tinh có thể đ−ợc ghép với các lớp dữ liệu của GIS. - ảnh máy bay: ảnh máy bay và kỹ thuật đo chính xác của chúng là nguồn dữ liệu chính về độ cao bề mặt Trái đất đ−ợc sử dụng làm đầu vào của GIS. - Bản đồ địa hình: Cung cấp dữ liệu với độ chính xác cao về vị trí điểm, dáng đất, phân bố dân c−, hệ thống giao thông [6. - Luận văn thạc sỹ - ngành Xử lý tín hiệu và Truyền thông Nguyễn Hải Hà - 6 -Một số ngành ứng dụng công nghệ GIS Giao thông: ứng dụng GIS để lập kế hoạch quản lý - bảo trì cơ sở hạ tầng, hệ thống thông tin hải đồ điện tử, hợp nhất các kế hoạch vận tải, định vị. - Lĩnh vực này đòi hỏi những cơ sở dữ liệu khác nhau nh−: hình thức vi phạm luật pháp, địa chất học, thời tiết và giá trị tài sản. - Ví dụ nh−, nó chỉ ra đ−ợc lộ trình nhanh nhất giữa vị trí hiện tại của xe cấp cứu và bệnh nhân cần cấp cứu, dựa trên cơ sở dữ liệu giao thông. - Những ứng dụng đặc tr−ng: Xây dựng các bản đồ ngập lụt, các hệ thống hỗ trợ phản ứng nhanh, các mô hình ba chiều. - Các thành phần cơ bản của gis Một hệ thống thông tin địa lý đ−ợc tạo nên từ năm thành phần cơ bản đó là: Phần cứng, phầm mềm, dữ liệu, con ng−ời và ph−ơng pháp. - Việc xây dựng một hệ thống thông tin địa lý sẽ đem lại rất nhiều lợi ích thiết thực. - Hình 1.1: Mô tả các thành phần của hệ thống thông tin địa lý Phần cứng: Phần cứng là hệ thống máy tính trên đó một hệ GIS hoạt động. - để vào/ra dữ liệu. - Công cụ nhập và thao tác trên các dữ liệu thông tin địa lý. - Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS. - Hiển thị dữ liệu (bản đồ, đồ thị, biểu đồ, các bảng. - Quản lý cơ sở dữ liệu. - Phân tích dữ liệu. - Dữ liệu: Có thể coi thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS là dữ liệu. - Các dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể đ−ợc ng−ời sử dụng tự tập hợp hoặc đ−ợc mua từ nhà cung cấp các sản phẩm dữ liệu th−ơng mại. - Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu để l−u trữ và quản lý dữ liệu. - Dễ thấy dữ liệu của hệ thống GIS là một trong những thành phần nền tảng của hệ thống và bao gồm hai thành phần dữ liệu chính là dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. - Việc xây dựng và tổ chức quản lý dữ liệu đ−ợc xem là một trong những b−ớc cơ sở và rất tốn kém. - Luận văn thạc sỹ - ngành Xử lý tín hiệu và Truyền thông Nguyễn Hải Hà - 8 -Con ng−ời: Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con ng−ời tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế. - Yếu con ng−ời chính là nguồn gốc sức mạnh của một hệ thống GIS. - Nhập dữ liệu. - Thao tác dữ liệu. - Quản lý dữ liệu. - Nhập dữ liệu Tr−ớc khi dữ liệu địa lý có thể đ−ợc dùng cho GIS, dữ liệu này phải đ−ợc chuyển sang dạng số thích hợp. - Quá trình chuyển dữ liệu từ bản đồ giấy sang các file dữ liệu dạng số đ−ợc gọi là quá trình số hoá. - Ngày nay, nhiều dạng dữ liệu địa lý thực sự có các định dạng t−ơng thích GIS. - Những dữ liệu này có thể nhận đ−ợc từ các nhà cung cấp dữ liệu và đ−ợc cập nhập trực tiếp vào cơ sở dữ liệu GIS. - Thao tác dữ liệu Có những tr−ờng hợp các dạng dữ liệu đòi hỏi đ−ợc chuyển dạng và thao tác theo một số cách để có thể t−ơng thích với một hệ thống nhất định. - Công nghệ GIS cung cấp nhiều công cụ cho các thao tác trên dữ liệu không gian và cung cấp các thao tác cho việc loại bỏ dữ liệu không cần thiết. - Quản lý dữ liệu Đối với những dự án GIS nhỏ, có thể l−u các thông tin địa lý d−ới dạng các file đơn giản. - Tuy nhiên, khi kích cỡ dữ liệu trở nên lớn hơn và số l−ợng ng−ời dùng cũng nhiều lên, thì cách tốt nhất là sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu để giúp cho việc l−u giữ, tổ chức và quản lý thông tin. - Một hệ quản trị cơ sở dữ liệu chỉ đơn giản là một phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu. - Luận văn thạc sỹ - ngành Xử lý tín hiệu và Truyền thông Nguyễn Hải Hà - 9 -Có nhiều cấu trúc hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác nhau, nh−ng trong GIS cấu trúc quan hệ tỏ ra hữu hiệu nhất. - Trong cấu trúc quan hệ, dữ liệu đ−ợc l−u trữ ở dạng các bảng. - Các thao tác phân tích đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải đ−ợc liên kết vật lý. - Sự chồng xếp này, hay liên kết không gian, có thể là sự kết hợp dữ liệu về đất, độ dốc, thảm thực vật hoặc sở hữu đất với định giá thuế
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt