Đồ Án Tốt Nghiệp - Công Nghệ GPS Và Ứng Dụng Công Nghệ GPS Trong Việc Xây Dựng Bản Đồ Số

Đề Tài : Công nghệ GPS ứng dụng công nghệ GPS trong việc xây dựng bản đồ số .Đây là đồ án báo cáo chi tiết trong quá trình học ĐH,được đánh giá chất lượng rất cao,được biên soạn nghiên cứu từ các tài liệu chuyên ngành,thực tế thực tập,… .được chắt lọc từ các tài liệu công nghệ kỹ thuật mới nhất.Đây là tài liệu thực sự bổ ích cho các bạn trẻ giúp các bạn sinh viên đạt kết quả cao khi bảo vệ đồ án,báo cáo,luận văn của mình,trinh phục tương lai của mình .Chúc các bạn thành công

Hà Nội –

0…/201… MỤC LỤC

Lời nói đầu

Chương 1: Giới thiệu về công nghệ GPS 1.1 Giới thiệu về hệ thống GPS

1.2 Thành phần cơ bản của hệ thống GPS…

1.2.1 Bộ phận người dùng

1.2.2 Bộ phận không gian

1.2.3 Bộ phận điều khiển

1.3 Thành phần tín hiệu GPS

1.4 Cách thức làm việc của hệ thống GPS

1.4.1 Hoạt động của GPS

1.4.2 Ý tưởng định vị của hệ thống GPS

1.4.3 Độ chính xác của hệ thống GPS

1.4.4 Những nguồn lỗi ảnh hưởng đến tín hiệu GPS

Chương 2: Ứng dụng công nghệ GPS trong việc xây dựng bản đồ số 2.1 Tổng quan về hệ thống GIS

2.1.1 Giới thiệu về hệ thống GIS

2.2 Các thành phần của hệ thống GIS

2.3 Nguyên lý làm việc của GIS

2.4 Cấu trúc dữ liệu của GIS

2.4.1 Dữ liệu kiểu không gian

2.4.2 Dữ liệu kiểu phi không gian ………

2.5 Mô hình dữ liệu trong GIS

2.5.1 Mô hình dữ liệu kiểu Raster

2.5.2 Mô hình dữ liệu kiểu Vector

2.6 Mô hình thông tin không gian

2.6.1 Hệ thống Vector

2.6.2 Hệ thống Raster

2.6.3 Chuyển đổi dạng Vector và Raster

2.5.3 Công suất tạp âm nhiễu

Chương 3 : Ưu, nhược điểm và ứng dụng của công nghệ GIS

3.1 Ưu, nhược điểm của công nghệ GIS

3.1.1.Ưu điểm của công nghệ GIS

3.1.2 Nhược điểm của công nghệ GIS

Dung VP

3.2 Ứng dụng của công nghệ GIS trong các ngành

3.4.1 Điều chế tín hiệu GPS

3.2.1 Môi trường …………

3.2.2 Khí tượng thủy văn ………

3.2.3 Nông nghiệp

3.6.4 Dịch vụ tài chính

3.6.5 Y tế ……

3.6.6 Chính quyền địa phương

3.6.7 Bán lẻ ………

3.6.8 Giao thông ………

3.6.9 Các dịch vụ khác ………

3.3 Sự phát triển và ứng dụng của công nghệ GIS ở VN

3.3.1 Sự phát triển của công nghệ GIS

3.3.2 Ứng dụng của công nghệ GIS ở VN

3.4 Kết luận

Tài liệu tham khảo………

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay thông tin vệ tinh trên thế giới đã có những bước tiến vượt bậc đápứng nhu cầu đời sống, đưa con người nhanh chóng tiếp cận với các tiến bộ khoahọc kỹ thuật Sự ra đời của nhiều loại phương tiện tiên tiến như máy bay, tàu vũtrụ hay các thiết bị di chuyển mặt đất khác đòi hỏi 1 kỹ thuật mà các hệ thống cũkhông thể đáp ứng được đó là định vị trong không gian 3 chiều, đứng trước sự đòihỏi đó chính phủ Mỹ đã tài trợ 1 chương trình nghiên cứu hệ thống định vị trong

vũ trụ Với mục đích khảo sát, nghiên cứu hệ thống định vị này, ứng dụng côngnghệ GPS trong kỹ thuật bản đồ số, sự phát triển của công nghệ này ở Việt Nam,chính vì vậy nhóm em đã chọn đề tài “ Ứng dụng công nghệ GPS trong kỹ thuậtxây dựng bản đồ số” Nội dung của đề tài gồm 3 phần

Chương 1: Giới thiệu về công nghệ GPS.

Chương 2:Ứng dụng công nghệ GPS trong kỹ thuật xây dựng bản đồ số.

Chương 3: Ưu, nhược điểm và ứng dụng của công nghệ GIS tại Việt Nam

Do kiến thức và trình bày của nhóm còn hạn chế nên đề tài vẫn còn nhiềuthiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý thêm của Thầy, Cô và cácbạn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo đã giúp nhóm em hoàn thành đồ ánnày

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Lê Trọng Dũng

Dung VP

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GPS

1.1 Giới thiệu về hệ thống GPS

Hệ thống định vị toàn cầu GPS là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí củacác vệ tinh nhân tạo Trong cùng một thời điểm, ở một vị trí bất kỳ trên trái đất nếuxác định được khoảng cách đến tối thiểu ba vệ tinh thì ta có thể tính được tọa độcủa vị trí đó

GPS được thiết kế và quản lý bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, nhưng chính phủHoa Kỳ cho phép mọi người sử dụng nó miễn phí, bất kể quốc tịch

1.2 Thành phần cơ bản của hệ thống GPS

Hệ thống định vị GPS bao gồm 3 bộ phận: bộ phận người dùng, bộ phậnkhông gian và bộ phận điều khiển

Chuyển động vệ tinh nhân tạo xung quanh trái đất

1.2.1 Bộ phận người dùng.

Bộ phận người dùng là thiết bị thu tín hiệu GPS và người sử dụng nhữngthiết bị này Thiết bị thu tín hiệu GPS là một máy thu tín hiệu sóng vô tuyến đặcbiệt Nó được thiết kế để thu tín hiệu sóng vô tuyến được truyền từ các vệ tinh vàtính toán vị trí dựa trên thông tin đó Thiết bị thu tin hiệu GPS có nhiều kích cỡkhác nhau, hình dáng và giá cả khác nhau.

Tính chất và giá cả của các Thiết bị thu tín hiệu GPS nói chung lệ thuộc vàochức năng mà bộ phận thu nhận có ý định Bộ phận thu nhận dùng cho ngành hànghải và hàng không thường sử dụng cho tính năng giao diện với thẻ nhớ chứa bản

đồ đi biển

Bộ phận thu nhận dùng cho bản đồ khả năng chính xác rất cao và có giaodiện người sử dụng cho phép ghi nhận dữ liệu nhanh chóng

1.2.2 Bộ phận không gian.

Bộ phận không gian gồm các vệ tinh GPS mà nó truyền tin hiệu về thời gian

và vị trí tới bộ phận người dùng Tập hợp tất cả các vệ tinh này được gọi là “chòmsao”

Hệ thống NAVSTAR của Mỹ gồm 24 vệ tinh với 6 quỹ đạo bay Các vệ tinhnày hoạt động ở quỹ đạo có độ cao 20.200 km (10,900 nm) ở góc nghiêng 55 độ vàvới thời gian 12 giờ/quỹ đạo Quỹ đạo bay không gian của các vệ tinh được sắpxếp để tối thiểu 5 vệ tinh sẽ được bộ phận người dùng nhìn thấy và bao phủ toàncầu, với vị trí chính xác hoàn toàn (position dilution of precision PDOP) của 6 vệtinh hoặc ít hơn

Dung VP

Mỗi vệ tinh truyền trên 2 dải tần số L, L1 có tần số 1575.42 MHz và L2 cótần số 1227.6 MHz Mỗi vệ tinh truyền trên cùng tần số xác định tuy nhiên, tínhiệu mỗi vệ tinh thì thay đổi theo thời gian đến người sử dụng L1 mang mã P(precise code) và mã C/A (coarse/acquisition (C/A) code) L2 chỉ mang mã P (Pcode).

Thông tin dữ liệu hàng hải được thêm các mã này Thông tin dữ liệu hànghải giốngnhau được mang cả 2 dải tần số Mã P thì thường được mã hoá vì thế chỉ

mã C/A thì có sẵn đến người sử dụng bình thường; tuy nhiên, một vài thông tin cóthể nhận được từ mã P Khi mã hoá, mã P được hiểu như mã Y Mỗi vệ tinh có 2

số nhận dạng Đầu tiên là số NAVSTAR với nhận dạng trên thiết bị vệ tinh đặcbiệt Thứ hai là số sv (the space vehicle (sv) number) Số này được ấn định để ralệch phóng vệ tinh Thứ ba là số mã ồn giả ngẫu nhiên (the pseudo-random noise-PRN) Đây chỉ là số nguyên mà nó được sử dụng để mã tín hiệu từ các vệ tinh đó.Một vài máy ghi nhận nhận biết vệ tinh mà chúng đang ghi nhận từ mã SV, hoặc

mã khác từ mã PRN

1.2.3 Bộ phận điều khiển.

Bộ phận điều khiển gồm toàn bộ thiết bị trên mặt đất được sử dụng để giámsát và điều khiển các vệ tinh Bộ phận này thường người sử dụng không nhìn thấy,

nhưng đây là bộ phận quan trọng của hệ thống GPS Bộ phận điều khiểnNAVSTAR, được gọi là hệ thống điều khiển hoạt động (operational control system(OCS)) gồm các trạm giám sát, một trạm điều khiển chính (master control station(MCS)) và anten quay.

Các trạm giám thụ động không nhiều hơn GPS nhận mà đường bay của các

vệ tinh được nhìn thấy và do đó phạm vi tích luỹ dữ liệu từ tín hiệu vệ tinh Có 5trạm giám sát thụ động, toạ lạc ở Colorado Springs, Hawaii, đảo Ascencion, DiegoGarcia và Kwajalein Các trạm giám sát gởi dữ liệu thô về trạm MSC để xử lý.Trạm MCS được toạ lạc ở Falcon Air Force Base, cách 12 dặm về phía đông củaColorado Springs, Colorado và được Mỹ quản lý Trạm MCS nhận dữ liệu từ trạmgiám sát trong thời gian 24 giờ/ngày và sử dụng thông tin này để xác định nếu các

vệ tinh đang khoá hoặc lịch thiên văn thay đổi và để phát hiện thiết bi trục trặc

Thông tin về tàu thuỷ di chuyển và lịch thiên văn được tính toán từ tín hiệugiám sát và chuyển đến vệ tinh một lần hoặc hai lần/ngày Thông tin tính toán bởitrạm MCS, cùng với các mệnh lệnh duy trì thường xuyên được truyền bởi antenxoay trên mặt đất Anten này toạ lạc tại đảo Ascencion, Diego Garcia vàKwajalein Anten có đủ phương tiện để truyền đến vệ tinh theo đường liên kết sóng

vô tuyến dải tần S

1.3 Thành phần tín hiệu GPS

Mỗi vệ tinh GPS phát tín hiệu radio với tần số rất cao, bao gồm 2 tần sốsóng mang được điều chế bởi 2 loại mã (mã C/A và mã P-code) và thông tin định

vị Hai sóng mang được phát ra với tần số 1,575.42MHz (sóng mang băng tần L1)

và 1,227.60MHz( song mang băng tần L2) Tức là bước sóng xấp xỉ 19cm và

24.4cm.Việc sử dụng 2 loại sóng mang này cho phép sửa lỗi chính trong hệ thốngGPS đó là sự trễ trong tầng khí quyền, điều này được giải thích rõ ràng hơn trongphần sửa lỗi hệ thống Tất cả các vệ tinh GPS phát chung tần số sóng mang L1 vàL2, tuy nhiên mã điều chế thì khác nhau cho mỗi vệ tinh khác nhau Hai loại mãđược dùng là mã C/A (Coarse/Acquisition) và mã P-code (precision code)

Mỗi mã bao gồm một nhóm số nhị phân 0 và 1 gọi là các bit Các mã thôngthườngđược biết đến là mã PRN - Pseudo Random Noise(mã ồn giả ngẫu nhiên)

Dung VP

gọi là nhưvậy vì chúng được tao ra một cách ngẫu nhiên và tín hiệu giống như cáctín hiệu ồn, nhưng thực tế chúng được phát ra từ các giải thuật toán học Hiện nay

mã C/A chỉ được điều chế ở băng tần L1 còn mã P-code được được điều chế ở cả 2băng tần L1 và L2 Việc điều chế này gọi là điều chế lưỡng pha vì pha của chúngdịch 180độ khi giá trị mã thay đổi từ 0 ->1 hay từ 1->0

Mã C/A là 1 luồng bít nhị phân của 1023 số nhị phân và lặp lại bản thânchúng trong mỗi giây Điều này có nghĩa là tốc độ chip của mã C/A là 1.023Mbps.Hay theo cách khác,chu kỳ của một bit xấp xỉ 1ms hay tương đương với 300m.Việc đo đạc sử dụng mã C/A là kém chính xác so với mã P-code nhưng nó ít phứctạp và được cung cấp cho tất cả người sử dụng

Mã P-code là 1 một chuỗi dài các số nhị phân ,nó lặp lại bản thân nó sau 266ngày Nó cũng nhanh hơn 10 lần so với mã C/A( tốc độ là 10.23MBps) Nhân vớithời gian lặp lại bản thân nó sau 266 ngày để cho ra tốc độ 10.23Mbps suy ra mã P-code là một luồng gồm 2.35x1014chip mã dài 266 ngày được chia ra 38 đoạn;mỗiđoạn là 1 tuần.32 đoạn được phân chia tới các vệ tinh khác nhau Mỗi vệ tinh phát

ra đoạn 1-tuần của mã P-code,chúng được khởi tạo vào nửa đêm nằm giữa thứ 7 vàchủ nhật hàng tuần 6 đoạn còn lại để dành riêng cho mục đích sử dụng khác MãP-code được thiết kế chủ yếu sử dụng cho mục đích quân sự Nó được cung cấpcho người sử dụng vào ngày 31/1/1994 Ở thời điểm đó mã P-code được mã hóabằng việc thêm vào nó 1 loại mã W-code Và kết quả của việc thêm vào loại mãcode này là mã Y-Code và nó có tốc độ chíp giống với mã P-code

Hình 1.3 Mô hình tín hiệu GPS khí truyền

từ GPS đến các vệ tinh khác bằng cách máy thu GPS so sánh thời gian tín hiệuđược phát đi từ vệ tinh với thời gian mà thiết bị GPS thu nhận được tín hiệu do các

vệ tinh phát Độ sai lệch về thời gian cho biết máy thu GPS ở cách xa vệ tinh baonhiêu bằng cách lấy khoảng thời gian sai lệch nhân với tốc độ của sống vô tuyến.Rồi với nhiều quãng cách đo được tới nhiều vệ tinh khác nhau các thiết bị GPS thutín hiệu có thể tính được vị trí của thiết bị GPS

Dung VP

Hình 1.7 Tính khoảng cách từ thiết bị GPS đến các vệ tinh

Tất cả máy thu GPS bắt buộc phải khoá được tín hiệu của ít nhất ba vệ tinh

để có thể tính được vị trí hai chiều (kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyểnđộng Nếu thiết bị thu tín hiệu GPS có thể khóa được tín hiệu của bốn hay nhiềuhơn số vệ tinh trong tầm nhìn thì máy GPS có thể tính được vị trí theo ba chiều(kinh độ, vĩ độ và độ cao) Một khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS

có thể tính các thông tin khác, như tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển,khoảng hành trình, quãng cách tới điểm đến, thời gian Mặt Trời mọc, lặn và nhiềuthứ khác nữa

1.4.2 Ý tưởng định vị của hệ thống GPS

Ý tưởng định vị của hệ thống GPS

Theo nguyên tắc thông thường thì để xác định vị trí của 1 vật nào đó ta cầnxác định được khoảng cách của chúng tới các vật chuẩn khác, ví dụ như khi ta lạcđường , một người chỉ cho ta biết rằng anh đang cách Hà Nội 15Km, ta chỉ biết

Dung VP

được là đang nằm đâu đó trong trên đường tròn bán kính 50Km quanh Hà nội, nếu

1 người khác bảo là ta cách Hải Phòng 50Km thì ta xác định được 2 vị trí bằngcách cho 2 đường tròn cắt nhau, và nếu 1 người khác lại cho ta biết rằng vị trí đócách Bắc Ninh 10 Km thì ta sẽ xác định được chính xác vị trí của mình GPS cũng

sử dụng nguyên tắc đó để xác định vị trí, tuy nhiên trong không gian,3 mặt cầu cắtnhau cho ra 2 điểm, nếu sử dụngtrái đất là mặt cầu thứ tư thì sẽ xác định được vị trícủa mình Tuy nhiên việc sử dụng như vậy sẽ bỏ qua cao độ vì vậy mà cần 4 vệtinh để xác định được vị trí chính xác của bạn 4 vệ tinh đó sẽ cho bạn biết khoảngcách của bạn đến nó bằng công thức quãng đường bằng thời gian sóng điện từtruyền nhân với vận tốc sóng truyền, mà vận tốc sóng truyền tính bằng vận tốc ánhsáng và thời gian truyền thì được mã hóa rồi gửi đến máy thu

1.4.3 Độ chính xác của hệ thống GPS

Các máy thu GPS ngày nay cực kì chính xác, nhờ vào thiết kế nhiều kênhhoạt động song song của chúng Các máy thu 12 kênh song song (của Garmin)nhanh chóng khoá vào các quả vệ tinh khi mới bật lên và chúng duy trì chắc chắnliên hệ này, thậm chí trong tán lá rậm rạp hoặc thành phố với các toà nhà cao tầng.Tình trạng nhất định của khí quyển và các nguồn gây sai số khác có thể ảnh hưởngtới độ chính xác của máy thu GPS Các máy thu GPS có độ chính xác trung bìnhtrong vòng 15 mét

Các máy thu mới hơn với khả năng WAAS (Hệ Tăng Vùng Rộng, 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 Cục Phòng vệ

Bờ biển Mỹ vận hành dịch vụ sửa lỗi này Hệ thống bao gồm một mạng các đài thutín hiệu GPS và phát tín hiệu đã sửa lỗi bằng các máy phát hiệu Để thu được tínhiệu đã sửa lỗi, người dùng phải có máy thu tín hiệu vi sai bao gồm cả ăn-ten đểdùng với máy thu GPS của họ

1.4.4 Những nguồn lỗi ảnh hưởng đến tín hiệu GPS

Hệ thống GPS đã được thiết kế để ngày càng chính xác, tuy nhiên trên thực

tế vẫn còn có những lỗi Những lỗi này có thể gây ra một sự lệch từ 50 -> 100m từ

vị trí máy thu GPS trên thực tế sau đây có một vài nguồn lỗi được bàn tới:

a) Điều kiện khí quyển

Cả tầng điện ly lẫn tầng đối lưu đều khúc xạ những tín hiệu GPS Nó gây ra

sự thay đổi về tốc độ của tín hiệu trong tầng điện ly và tầng đối lưu khác so với tốc

độ tín hiệu GPS trong không gian Bởi vì vậy, khoảng cách tính toán bằng “tốc độ

x thời gian” sẽ khác nhau

b) Lỗi do sự giao thoa tín hiệu GPS

Do sự phản xạ từ các vật cản làm cho tin hiệu GPS giao thoa với nhau làmcho các thiết bị thu GPS sẽ thu được tín hiệu lỗi

c) Lỗi do sự di chuyển của thiết bị GPS.

Do trong qua trình thu tín hiệu GPS các thiết bị GPS di chuyển sẽ xảy ra sai

số cỡ khoảng 5 -> 15m là do có độ trễ xảy ra trong qua trình truyền giữa vệ tinh vàthiết bị GPS do vậy tuy theo tốc độ di chuyển của máy thu GPS mà sai số giữa vịtrí nhận được và vị trí thực tế của máy thu GPS là bao nhiêu nhưng cỡ khoảng 5 -

15 m

Dung VP

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS TRONG

VIỆC XÂY DỰNG BẢN ĐỒ SỐ

2.1 Tổng quan về hệ thống GIS

2.1.1 Giới thiệu về hệ thống GIS

GIS(GIS – Geographic Information System) là hệ thống thông tin địa lý, nó

là một nhánh của công nghệ thông tin được hình thành và những năm 1960 và pháttriển rộng rãi trong 10 năm trở lại đây GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chínhphủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân … đánh giá được hiện trạngcủa quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thuthập quản lý,truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với nền bản đồtrên cơ sở tọa độcủa cơ sở dữ liệu đầu vào Một hệ thông GIS gồm các thành phần:con người, phầncứng, phần mềm và cơ sở dữ liệu Mục đích là chúng ta có thể sốhóa các bản đồ giấythành các bản đồ số có thể lưu trên máy tính

- Là một tập hợp của các phần cứng, phần mềm máy tính cùng với các thông tinđịa lý Tập hợp này được thiết kế để có thể thu thập, lưu trữ, cập nhật, thao tác,phân tích, thể hiện tất cả các hình thức thông tin mang tính không gian.

- Cơ sở dữ liệu GIS là sự tổng hợp có cấu trúc các dữ liệu số hóa không gian vàphi không gian về các đối tượng bản đồ, mối liên hệ giữa các đối tượng không gian

và các tinh chất của một vùng của đối tượng

- GIS được viết tắt của: G: Geographic – dữ liệu không gian thể hiện vị trí, hìnhdạng (điểm, đường, vùng) + I: Information – thông tin về thuộc tính, không thểhiện vị trí + S: System – Sự liên kết bên trong giữa các thành phần khác nhau(phần cứng, phần mềm)

Dung VP

b, Phần mềm

Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu giữ,phân tích và hiển thị thông tin địa lý Các thành phần chính trong phần mềm GISlà:

- Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý

- Hệ quản trị cơ sở dữ liệu(DBMS)

- Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý

- Giao diện đồ hoạ người-máy (GUI) để truy cập các công cụ dễ dàng

c, Dữ liệu

Có thể coi thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS là dữ liệu Các dữ liệuđịa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặcđược mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu khônggian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng DBMS để tổ chức lưugiữ và quản lý dữ liệu

Một hệ GIS thành công theo khía cạnh thiết kế và luật thương mại là được

mô phỏng và thực thi duy nhất cho mỗi tổ chức

2.3, Nguyên lý làm việc của GIS

GIS lưu giữ thông tin về thế giới thực dưới dạng tập hợp các lớp chuyên đề

có thể liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý Điều này đơn giản nhưng vô cùng

quan trọng và là một công cụ đa năng đã được chứng minh là rất có giá trị trongviệc giải quyết nhiều vấn đề thực tế, từ thiết lập tuyến đường phân phối của cácchuyến xe, đến lập báo cáo chi tiết cho các ứng dụng quy hoạch, hay mô phỏng sựlưu thông khí quyển toàn cầu.

Các thông tin địa lý hoặc chứa những tham khảo địa lý hiện (chẳng hạn nhưkinh độ, vĩ độ hoặc toạ độ lưới quốc gia), hoặc chứa những tham khảo địa lý ẩn(như địa chỉ, mã bưu điện, tên vùng điều tra dân số, bộ định danh các khu vực rừnghoặc tên đường) Mã hoá địa lý là quá trình tự động thường được dùng để tạo racác tham khảo địa lý hiện (vị trí bội) từ các tham khảo địa lý ẩn (là những mô tả,như địa chỉ) Các tham khảo địa lý cho phép định vị đối tượng (như khu vực rừnghay địa điểm thương mại) và sự kiện (như động đất) trên bề mặt quả đất phục vụmục đích phân tích

2.4 Cấu trúc dữ liệu trong GIS

Dữ liệu của một hệ thống thông tin địa lý có thể chia thành hai dạng:

- Hình ảnh (không gian)

Dung VP

- Phi hình ảnh (thuộc tính)

2.4.1 Dữ liệu kiểu không gian

Số liệu hình ảnh hay còn gọi là dữ liệu không gian là sự mô tả bằng kỹ thuật

số các phần tử bản đồ GIS sử dụng dữ liệu hình ảnh để thể hiện bản đồ ra mànhình hay ra giấy

Trong máy tính, dữ liệu không gian thường được thể hiện dưới các dạng sau:

2.4.2 Dữ liệu kiểu phi không gian

Số liệu thuộc tính thể hiện các tính chất, số lượng, chất lượng hay mối quan

hệ của các phần tử bản đồ và các vị trí địa lý Chúng được lưu trữ dưới dạng số hay

ký tự Thông thường dữ liệu được quản lý dưới dạng bảng (table) bao gồm các cột

và mỗi cột là các trường (field), mỗi hàng là một mẩu tin Để định nghĩa một

trường phải có tên trường (field name) và kiểu dữ liệu của trường, kiểu dữ liệu cóthể là : kiểu ký tự, kiểu số nguyên, kiểu số thực, kiểu logic…

2.5 Mô hình dữ liệu trong GIS

2.5.1 Mô hình dữ liệu kiểu RASTER

Đây là hình thức đơn giản nhất để thể hiện dữ liệu không gian, mô hìnhRaster bao gồm một hệ thống ô vuông hoặc ô chữ nhật được gọi là pixel Vị trí củamỗi pixel được xác định bởi số hang và số cột Giá trị được gán vào pixel tượngtrưng cho một thuộc tính mà nó thể hiện Ví dụ một căn nhà được thể hiện bằng 1pixel có giá trị là H, con sông được thể hiện bằng nhiều pixel có cùng giá trị là R,tương tự khu rừng cũng được thể hiện bằng một nhóm pixel có cùng giá trị là D

Kích thước của pixel càng nhỏ thì hình ảnh nó thể hiện càng sắc nét, thông

số thể hiện độ sắc nét gọi là độ tương phản Ảnh có độ tương phản cao, thì độ sắcnét càng cao, kích thước pixel nhỏ Tuy nhiên, hai ảnh Raster có cùng kích thước,nếu ảnh nào có độ tương phản cao thì file dữ liệu chứa nó sẽ lớn hơn Ví dụ nếu 1pixel thể hiện một diện tích là 250m X 250m mặt đất trên thực tế, thì để thể hiệnmột khoảng cách 1km ta cấn 4 pixel, để thể hiện một diện tích 1km x 1km ta cần

16 pixel Khi ta giảm kích thước pixel xuống còn 100m X 100m, để thể hiện mộtkhoảng cách 1km ta cần 10 pixel, để thể hiện một diện tích 1km X 1km ta cần 100pixel Vì kích thước của file dữ liệu liên quan tới số lượng pixel nên ta thấy rằngkích thước của file tăng lên đáng kể khi ta tăng độ tương phản của ảnh Raster

Dung VP

Đây là hình thức đơn giản nhất để thể hiện dữ liệu không gian, mô hìnhRaster bao gồm một hệ thống ô vuông hoặc ô chữ nhật được gọi là pixel Vị trí củamỗi pixel được xác định bởi số hang và số cột Giá trị được gán vào pixel tượngtrưng cho một thuộc tính mà nó thể hiện

2.5.2 Mô hình dữ liệu kiểu VECTOR

Mô hình dữ liệu vector thể hiện vị trí chính xác của vật thể hay hiện tượngtrong không gian Trong mô hình dữ liệu vector, người ta giả sử rằng hệ thống tọađộlà chính xác Thực tế, mức độ chính xác bị giới hạn bởi số chữ số dùng để thểhiện một giá trị trong máy tính, tuy nhiên nó chính xác hơn nhiều so với mô hình

dữ liệu Raster.Vật thể trên trái đất được thể hiện trên bản đồ dựa trên hệ tọa độ haichiều x,y, trên bản đồ vật thể có thể được thể hiện như là các điểm (point), đường(line) hay vùng (area) Mô hình dữ liệu vector cũng tương tự như vậy, một vật thểdạng điểm (point feature) được chứa dưới dạng cặp tọa độ (x, y) Một vật thể dạngdường (line feature) được chứa dưới dạng một chuỗi các cặp tọa độ (x,y) Một vật