tiểu luận hệ thống thông tin địa lý - gis

Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường nhưcấu trúc hỏi đáp và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung c

1

Lê Anh Việt Tú (NT)

Bùi Hà Hiếu

Đỗ Tuấn Linh

Nguyễn Thị Như

Lê Duy Nam

Hệ thông tin địa lý - GIS

1 Khái niệm của GIS

2 Các thành phần của GIS

3 Tính toán theo các mô hình

để tạo ra thông tin mới

3 Tính toán theo các mô hình

để tạo ra thông tin mới

1 Khái niệm của GIS

Hệ Thông tin địa lý - GIS (Geographical Information System) là một công cụ máy tính đểlập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượngthực trên trái đất Công nghệ GIS kết hợp các

thao tác cơ sở dữ liệu thông thường (nhưcấu trúc hỏi đáp) và các phép phân tích thống

kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa

lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ cácbản đồ Những khả năng này phân biệt GIS vớicác hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS

có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vựckhác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tácđộng và hoạch định chiến lược)

5

2 Các thành phần của GIS

3 thành phần chính

Trạm xử lý:xử lý ,kiểm soát thong tin vào ra,chuẩn hóa cơ

sở dữ liệu,cập nhật cơ sở dữ liệu cho máy chủ

Máy chủ :kiểm soát sự truy cập của người sử dụng,quản lýfile,quản lý cơ sở dữ liệu,thao tác đồ họa và toàn bộ môitrường tính toán

Thiết bị in:dung để in ấn các văn bản báo cáo của các loạibản đồ khác nhau tùy nhu cầu người sử dụng

2.2 Phần mềm

Khái niệm : Là tập hợp các câu lệnh, chỉ thị nhằm điều khiển phần cứng củamáy tính thực hiện một nhiệm vụ xác định, phần mềm hệ thống thông tin địa lý cóthể là một hoặc tổ hợp các phần mềm máy tính Phần mềm được sử dụng trong kỹthuật GIS phải bao gồm các tính năng cơ bản sau :

Xuất dữ liệu

(Display and reporting)

Biến đổi dữ liệu

(Data trans formation)

- Tương tác với người dùng

(Query input)

Xuất dữ liệu

(Display and reporting)

Biến đổi dữ liệu

(Data trans formation)

2.3.Cơ sở dữ liệu địa lý

2 nhóm tách biệt

nhóm thông tin không gian nhóm thông tin thuộc tính

9

3.Tác dụng của GIS

3.1 Tính toán theo các mô hình để tạo ra thông tin mới:

- Bản đồ hiện trạng rừng hai thời kỳ được chồng

xếp để có bản đồ về biến động rừng giữa hai

thời kỳ

Ví dụ

Trong nông nghiệp GIS giúp:

Tìm các vùng sinh thái và vùng tiềm năng cho một

số cây trồng thông qua phân tích các lớp thông tin

về đất trồng, độ ẩm, nhiệt độ, độ sâu của lớp phủ

thổ nhưỡng, sâu bệnh và đặc tính cây trồng Yếu

tố địa hình, độ dốc, hướng dốc và sự có mặt của

hệ thống thuỷ văn sẽ là các lớp thông tin quan

trọng cho việc đánh giá vùng thích hợp

3.2 Các bài toán mô phỏng:

• Theo các mô hình lý thuyết (mang tính giả định), GIS

còn có ứng dụng trong các bài toán mô phỏng như các

3.3 Các ứng dụng có liên quan đến mô hình số

- Các thông số của địa hình được xác định như độ cao,

độ dốc còn phục vụ cho công tác qui hoạch (ví dụ phân cấp phòng hộ đầu nguồn) và các khoa học trái đất (địa mạo, địa lý).

3.4 Các phân tích mạng

Để giải quyết các bài toán tìm đường ngắn nhất hay thời gian thích hợp để bật tắt đèn xanh đèn đỏ trong giao

thông đô thị.

3.5 Các phân tích khoảng cách

Có thể ứng dụng tìm đặt vị trí (allocation) như trạm xe

buýt, trạm xăng, siêu thị …một cách hiệu quả nhất.

Ngày nay GIS đang phát triển mạnh theo hướng tổ hợp, phát triển GIS lớn

(enterprise), liên kết mạng, ứng dụng thành quả của các ngành khoa học khác vào GIS, như ứng dụng trí tuệ nhân tạo, lý thuyết mờ vào trong việc xử lý dữ liệu GIS, tích hợp GIS với các thông tin chuyên đề để hình thành hệ thông tin giải quyết một vấn đề cụ thể cũng như trợ giúp quyết định, nhất là trong quản lý lãnh

video

3.6 Lập chính sách, quy hoạch, quản lý thành phố

3.6 Lập chính sách, quy hoạch, quản lý thành phố

• GIS giúp cho việc quản lý đô thị GIS trong nghiên cứu

đô thị từ rất nhiều khía cạnh khác nhau như: quản lý nhà đất, giao thông, ô nhiễm nước, các hệ thống cấp thoát nước

• GIS cho phép nghiên cứu và quản lý cũng như việc

hoạch định các chính sách đô thị,

- Quy hoạch vùng, quy hoạch sử dụng đất đai

- Giải quyết vấn đề trong trường hợp khẩn cấp

- Quản lý, chống tội ác

- Quản lý thuế

Ứng dụng GIS trong phân tích điều

3.7 Quản lý hệ thống đường phố:

Kiểm soát không gian trên mặt đất, mặt đất,

3.8 Quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường

GIS là công cụ hữu hiệu trong việc thành lập các bản đồ hiện trạng tài nguyên đất sử dụng và đất phủ GIS còn có tác dụng trong việc đánh giá các tai biến và rủi ro môi

trường như nghiên cứu xói mòn, trượt đất

Vệ Tinh VNREDSat-1A quan sát tài nguyên thiên nhiên, quản lý môi trường, thiên tai 17

3.9 Kỹ thuật công chánh:

- Định vị các công trình ngầm

- Thiết kế tuyến giao thông

- Bảo quản cơ sở hạ tầng

- Kinh doanh, tiếp thị

3.11 Y tế:

- Dự báo lan truyền bệnh

- Phân tích nhu cầu y tế

- Thống kê tài sản y tế

Bản đồ Tỷ lệ tử vong bệnh timtuổi từ 35 năm trở lên theo vùngBản đồ dự báo lan truyền bệnh

19

GiỚI THIỆU

G lobal P ositioning S ystem

(Toàn cầu) (Định vị) (Hệ thống)

• Tuy được quản lý bởi Bộ Quốc phòng Hoa

Kỳ, chính phủ Hoa Kỳ cho phép mọi người trên thế giới sử dụng một số chức năng

của GPS miễn phí, bất kể quốc tịch nào.

Độ chính xác

• Các máy thu GPS ngày nay cực kì chính xác, nhờ

vào thiết kế nhiều kênh hoạt động song song của

chúng

• Các máy thu GPS có độ chính xác trung bình trong

vòng 15 mét.

• Các máy thu mới hơn với khả năng WAAS (Wide

Area Augmentation System) có thể tăng độ chính xác

trung bình tới dưới 3 mét Không cần thêm thiết bị

hay mất phí để có được lợi điểm của WAAS Người dùng cũng có thể có độ chính xác tốt hơn với GPS vi

sai(Differential GPS, DGPS) sửa lỗi các tín hiệu GPS

để có độ chính xác trong khoảng 3 đến 5 mét. 23

Hệ thống định vị tòan cầu ( GPS ) do Bộ Quốc phòng Mỹ phát triển

và điều hành

Hệ thống gồm 3 phần :

GPS

Phần vũ trụ

(Space segment )

Phần điều khiển

(Control

Phần sử dụng

(Use

Phần vũ trụ

Gồm 24 vệ tinh quay xung quanh trái đất hai lần trong ngày trong quỹ đạo rất chính xác

Độ cao vệ tinh so với mặt đất là 20.183 km, chu kỳ quay quanh trái đất là 11 giờ 57’58”

Phần vũ trụ sẽ bảo đảm cho bất kỳ vị trí nào trên quả đất đều có thể quan sát được 4 vệ tinh ở góc trên 15 độ ( nếu góc ở ngưỡng 10 độ thì có thể quan sát được 10 vệ tinh và ở góc ngưỡng 5 độ có thể quan sát được 12 vệ tinh

25

 Ghi nhận và lưu trữ các thông tin được truyền đi từ phần điều khiển.

 Xử lý dữ liệu có chọn lọc trên vệ tinh

 Duy trì chính xác cao của thời gian bằng các đồng hồ nguyên tử

 Chuyển tiếp thông tin đến người sử dụng

 Thay đổi quỹ đạo bay của vệ tinh theo sự điều khiển từ mặt đất

GPS

Gồm một trạm điều khiển chính 5 trạm thu số liệu 3 trạm truyền số liệu.

Trạm đìều khiển chính đặt tại Colorade Springs (Mỹ) có nhiệm vụ thu thập các dữ liệu

theo dõi vệ tinh từ các trạm thu số liệu để xử lý.

Công nghệ xử lý gồm : Tính lịch thiên văn, tính và hiệu chỉnh đồng hồ, hiệu chỉnh quỹ

Đạo điều khiển, thay thế các vệ tinh ngừng họat động bằng các vệ tinh dự phòng.

5 trạm thu số liệu được đặt tại Hawai , Colorade Springs , Ascension (Nam Đại

Tây

Dương) , Diago Garia (Ấn Độ Dương) , Kwayalein (Nam Thái Bình Dương) Có

nhiệm vụ theo dõi các tín hiệu vệ tinh để kiểm sóat và dự đóan quỹ đạo của chúng

Mỗi trạm được trang bị những máy thu P-code để thu các tín hiệu của vệ tinh, sau đó truyền về trạm điều khiển chính.3 trạm truyền số liệu đặt tại Ascension , Diago Garia , Kwayalein có khả năng

chuyển số liệu lên vệ tinh gồm lịch thiên văn mới, hiệu chỉnh đồng hồ, các thông điệp cần phát, các lệnh điều khiển từ xa. 27

Phần sử dụng gồm :

- Những máy thu tín hiệu GPS có anten riêng ( máy định vị ).

- Các thiết bị tự ghi ( bộ ghi số liệu ).

- Máy tính ( phần mềm xử lý số liệu ).

 Máy thu GPS tính tóan đơn vị với tần suất mỗi giây một vị trí và cho độ chính xác từ dưới 1m – 5m Khi ta di chuyển hay dừng tại chỗ , máy thu GPS nhận tín hiệu từ vệ tinh rồi tính tóan định vị Kết quả tính được là tọa

độ hiển thị trên màn hình bộ ghi số liệu

 Bộ ghi số liệu là máy cầm tay, có phần mềm thu thập số liệu Bộ ghi số liệu có thể ghi vị trí hoặc gắn thông tin thuộc tính với vị trí

Máy tính, phần mềm xử lý số liệu : Hệ thống GPS có kèm theo phần

mềm xử lý số liệu Sau khi thu thập số liệu ở thực địa, phần mềm chuyển

số liệu vị trí và thông tin thuộc tính sang máy tính (PC), sau đó phần mềm

sẽ nâng cao độ chính xác (bằng kỹ thuật phân sai) Phần mềm xử lý số liệu

GPS

Ứng Dụng

29

Dân dụng

GPS

• Giao thông vận tải ( bản đồ giao thông… )

• Thủy lợi ( đường ống nước, đường nước thải, kênh mương nước ),

• Xây dựng , điện, viễn thông (đường dây điện thọai ),

• Nông lâm nghiệp, điều tra tài nguyên, bảo vệ môi trường

• Đặc biệt là trong các lĩnh vực đo đạc bản đồ

Ngày nay hệ thống định vị tòan cầu được ứng dụng rộng rãi

trong nhiều lĩnh vực như :

Quản lí điều hành xe

• Giám sát lộ trình đường đi của phương tiện theo thời gian thực: vận tốc, hướng di chuyển và trạng thái tắt/mở máy, quá tốc độ của xe….

• Xác định vị trí xe chính xác ở từng góc đường ( vị trí xe được thể hiện nháp nháy trên bản đồ), xác định vận tốc và thời gian xe dừng hay đang chạy, biết được lộ trình hiện tại xe đang đi (real time)

• Lưu trữ lộ trình từng xe và hiển thị lại lộ trình của từng xe trên cùng một màn hình

• Xem lại lộ trình xe theo thời gian và vận tốc tùy chọn

• Quản lý theo dõi một hay nhiều xe tại mỗi thời điểm

• Báo cáo cước phí và tổng số km của từng xe (ngày/tháng)

• Cảnh báo khi xe vượt quá tốc độ, vượt ra khỏi vùng giới hạn

• Chức năng chống trộm.

31

Quân sự

• Vũ khí hạt nhân

• Bom thông minh JDAM

• Tên lửa không đối đất

• Tên lửa tấn công đất liền

• Tên lửa hành trình

• Tên lửa đất đối đất

• Máy bay huấn luyện Mikoyan MiG-AT của Nga.

Pháo định vị GPS sai số vòng tròn 0,5m, giúp tấn công chuẩn xác mục tiêu từ cách xa hàng chục km

Bom thông minh JDAM giúp

phi công tấn công một cách

chuẩn xác mục tiêu từ cách

xa 8-10km một khoảng

cách an toàn cho phi công

33

video

Ứng dụng định vị toàn cầu trong hệ

thống vũ khí chính xác cao tại Việt Nam

35Video

www.themegallery.com

Thank You!