BAI2

bài giảng viễn thám của Pgs.ts Trần Xuân Trường

BẢN ĐỒ VÀ PHÂN TÍCH BẢN

ĐỒ

Bài 2

 Bản đồ là nguồn dữ liệu chính của GIS

 Một vài khái niệm cơ bản về bản đồ

 Phân tích bản đồ

 Các loại bản đồ và phương pháp xây dựng chúng

Bản đồ là gì?

• Bản đồ trình diễn bề mặt trái đất

– khái niệm “map” trong toán

học được sử dụng để truyền

đạt ý niệm chuyển đổi thông

tin từ dạng này sang dạng

khác Nhà bản đồ học

chuyển tải thông tin từ bề

mặt Trái đất lên giấy.

– khái niệm “map” đề cập đến

hiển thị trực quan các thông

tin trừu tượng, khái quát hóa

Bản đồ có từ bao giờ?

Bản đồ bằng đất, Iraq,

khoảng 2500 B.C Hán, TQ, thế kỷ thứ 2 B.C. Bản đồ trên lụa, thời nhà

độ dân số, khí hậu, vận động của luồng chảy, sử dụng đất

Deaths from Cholera in London, Summer

1866 (19th July to 2nd October)

Dr John Snow, Soho

thể hiện đường quốc

lộ, sông ngòi hay các

đặc trưng nổi bật khác

Đặc tính bản đồ

Bản đồ có các đặc tính sau:

– nó thường là cách điệu hóa, khái quát hóa/trừu

tượng hóa cho nên phải diễn giải thận trọng – thường là cũ

– chỉ thể hiện tình huống tĩnh

– có tính mỹ thuật, tao nhã

– dễ trả lời câu hỏi như

• từ đây đi đến kia như thế nào? cái gì có ở điểm này?

– khó trả lời các câu hỏi như

• diện tích của hồ này?

• Chiếu bản đồ là phương pháp biểu diễn mặt

cong Trái đất trên mặt phẳng

– Đòi hỏi sử dụng các biến đổi toán học giữa

vị trí Trái đất và vị trí chiếu trên mặt phẳng.

• Có nhiều phép chiếu được phát minh để phù

hợp với mục đích sử dụng cụ thể.

Phép chiếu hình trụ và hình nón,

phương vị

Xếp chồng bản đồ

Đường dẫn nước

Huyện

Chồng phủ

Kiểm kê và phân tích bằng bản đồ

• Dưới đây là vài thí dụ về ứng dụng GIS vào kiểm kê, phân tích

– Hai cuộc điều tra đất sử dụng tại UK vào 1930 và 1960

• Kết quả đã được in trên bản đồ

• Để so sánh thay đổi đất sử dụng đất giữa 1930 và 1960 thì diện tích mỗi vùng đã được đo đạc bằng tay và đếm các điểm phủ nhau của bản đồ giấy bóng

– Phương pháp trên cho kết quả hạn chế vì chậm và là việc làm căng

thẳng

• Kiến trúc tổng thể

– 1969 I McHarg đã sử dụng xếp chồng bản đồ giấy bóng để thiết kế

đường cao tốc, hành lang phát thanh truyền hình và các công trình công cộng

– Mặc dù kỹ thuật này đã được sử dụng nhiều trong các ứng dụng trước đây, nhưng phương pháp này là công việc rất khó khăn và ít chính xác

Sử dụng bản đồ để làm gì?

• Truyền thống: bản đồ sử dụng để dẫn đường, tài liệu tham chiếu và trang

trí trên tường

• Ngày nay: bản đồ có các nhiệm vụ sau đây.

– Hiển thị dữ liệu: Cung cấp cách thức hữu hiệu để hiển thị thông tin – Lưu trữ dữ liệu: Là công cụ lưu trữ hiệu quả, mật độ cao

• thông thường bản đồ 1:50,000 chứa 1,000 tên vị trí

• VD: Thông tin trên bản đồ địa hình của toàn bộ nước Anh tỷ lệ 1:50,000 đòi hỏi 150 GBytes dạng số

– Chỉ số không gian: Bản đồ thể hiện đường biên vùng và vùng được

nhận biết bằng nhãn

– Công cụ phân tích dữ liệu: Trong phân tích, bản đồ được sử dụng để

• lập và kiểm chứng các giả thuyết, thí dụ nhận biết các vùng bị ung thư

• khảo sát quan hệ giữa các phân bổ bằng xếp chồng

So sánh GIS với bản đồ giấy

• Lưu trữ dữ liệu

– Dữ liệu không gian lưu trữ trong GIS cho phép xâm nhập nhanh phục vụ mục tiêu truyền thống và mục tiêu mới

– Bản chất của bản đồ tạo ra khó khăn khi sử dụng nó làm nguồn dữ liệu

• Phần lớn GIS không quan tâm đến sự khác nhau giữa các bộ dữ liệu phát sinh từ các bản đồ có tỷ lệ khác nhau

• Cách diễn đạt trong bản đồ trở nên cứng nhắc– Tuy nhiên, bản đồ là cách tuyệt vời để tổ hợp thông tin không gian

• bản đồ có thể được thiết kế để dễ dàng chuyển đổi sang dạng số: máy quyét có thể phân biệt các màu khác nhau trên bản đồ

– Đồng thời, bản đồ sản xuất bằng GIS sẽ rẻ, mật độ lưu trữ thông tin cao

• Lập chỉ số cho dữ liệu

– GIS thực hiện tốt chức năng này vì nó thường có khả năng tìm kiếm hiệu quả

So sánh GIS với bản đồ

• Các công cụ phân tích dữ liệu

– GIS là công cụ mạnh để phân tích dữ liệu

• Không còn trở ngại trong việc đo đạc nhanh, chính xác diện tích hay xếp chồng bản đồ

• Nhiều kỹ thuật phân tích không gian có sẵn trong GIS

• Công cụ hiển thị dữ liệu

– Hiển thị bằng điện tử có nhiều lợi thế hơn so với hiển thị trên giấy

• khả năng duyệt toàn bộ bản đồ, không bị gián đoạn bởi các trang giấy bản đồ

• Khả năng thay đổi tỷ lệ và zoom tùy ý

• Khả năng thể hiện dữ liệu phụ thuộc theo thời gian

• Hiển thị 3D theo góc nhìn tùy ý

• Có khả năng thay đổi tùy ý màu hay cường độ màu liên tục khi trình diễn

Lập bản đồ chuyên đề

• Lập bản đồ chorochromatic (vùng

mầu): bản đồ chorochromatic

(tiếng Hy lạp: choros - vùng,

chroma – màu) biểu diễn các

giá trị (tôn giáo, ngôn ngữ) vùng

thông qua các màu khác nhau

Sử dụng các màu cùng gam

hay các mẫu đen trắng khác

nhau nhưng có độ sáng tối

1 Tr

Vùng ngôn ngữ (Australia)

Lập bản đồ giá trị vùng

• Bản đồ giá trị vùng:sử dụng vùng

để biểu diễn giá trị

– Màu hay độ xám để biểu diễn

cấp bậc hay thứ tự dữ liệu

Màu càng xám cường độ hiện tượng càng cao

– Hai loại bản đồ giá trị vùng:

• bản đồ mật độ điểm

• bản đồ tỷ lệ dữ liệu thống kê

70

30 30 13

70/6 20/6 50/6

30/4 30/7 13/10

0-5 5-10 10-15 a) Giá trị b) Tỷ lệ

c) Phân lớp

d) Choropleth

 Tiến trình xây dựng bản đồ vùng giá trị:

 Bắt đầu từ giá trị tuyệt đối (thí dụ: tổng số bác sỹ)

 xây dựng quan hệ với giá trị tuyệt đối khác (thí dụ: tổng số bệnh viện)

 Phân nhóm các tỷ số trên thành lớp Số lớp giới hạn bởi tổng số độ xám của màu

có thể biểu diễn

 Tô màu hay độ xám tương ứng cho các vùng bản đồ

Lập bản đồ vùng giá trị

• Bản đồ vùng giá trị là loại bản đồ được sử dụng nhiều nhất, đặc biệt dành cho dữ liệu kinh tế-xã hội

Bản đồ mật độ điểm(density map)

Lập bản đồ isoline

• Bản đồ đồng mức (Hy lạp: iso-bằng

nhau) biểu diễn dữ liệu cho các hiện

tượng phân tán liên tục

• Trình tự xây dựng bản đồ

– đo đạc các điểm giá trị, thí dụ đo

đạc lượng mưa hàng năm, sau

Lập bản đồ cho dữ liệu tên điểm

• Trong bản đồ điểm dữ liệu tên thì

các vị trí điểm dữ liệu được biểu

diễn bằng các biểu tượng tượng

trưng có hình dáng, hướng hay

Lập bản đồ biểu tượng cấp bậc

• Bản đồ biểu tượng cấp bậc

được vẽ cho dữ liệu rời rạc

của điểm hay vùng.

• Hai cách biểu diễn biểu

Lập bản đồ Diagram

• Bản đồ biểu đồ sử dụng

biểu đồ để so sánh dữ liệu

và biểu diễn xu thế theo

thời gian của dữ liệu điểm

Bề mặt thống kê

• Bề mặt thống kê được xây dựng cho các dữ

liệu phân bổ liên tục trong vùng

• Chỉ quan tâm đến bề mặt “nhấp nhô” của khối

không gian

• Nếu các thuộc tính được đo tại điểm hay dọc

theo đường hay biên vùng tỷ lệ với chiều cao

thì ta có thể hình thành bề mặt thống kê

Bản đồ là giao diện của GIS

• Kết luận

– Bản đồ được sử dụng để hiển thị dữ liệu không gian và các quan hệ giữa chúng

• có thể khai thác thông tin khoảng cách, hướng, diện tích

• các patterns bộc lộ

• hiểu các quan hệ giữa các đặc trưng – Trong GIS: phân tích không gian bắt đầu từ bản đồ Bản đồ hỗ trợ quyết định tức thì kết quả phân tích và trình diễn kết quả cuối cùng.

– Trong GIS hiển thị (visualization) được áp dụng trong ba tình huống:

• Sử dụng hiển thị để khám phá Thí dụ, thao tác với dữ liệu thô hay không quen biết (ảnh vệ tinh) để trả lời câu hỏi “bản chất của tập dữ liệu là gì?” hay “tập dữ liệu nào bộc lộ mẫu liên quan đến vấn đề đang giải quyết?”

• Sử dụng hiển thị trong phân tích Thí dụ, để chế tác dữ liệu không quen biết Có thể biết rõ bản chất của hai tập dữ liệu tách rời nhau, nhưng không biết gì về quan hệ giữa chúng Phân tích không gian hỗ trợ vấn đề này.

• Sử dụng hiển thị để trình diễn Kết quả của phân tích không gian được hiển thị trong bản đồ thiết kế tốt, dễ hiểu với mọi người.