HỆ THỐNG THÔNG TIN địa lý (GIS) chương 5 xử lý dữ liệu gis

NỘI DUNG CHÍNH Chồng xếp bản đồ (Map Overlaying) Tìm kiếm không gian (Searching) Tạo vùng đệm (Buffer Zone) Nội suy không gian (Spatial Interpolation) Đo đạc tính toán (Area Calculation) Khi muốn trả lời các câu hỏi như: Loại sử dụng đất nào nằm bên trong khu vực bị ngập lụt? Vùng nào sẽ bị ô nhiễm và phải di rời? Loại đất nào phù hợp với việc trồng cà phê? → Lúc đó chúng ta phải chồng ghép bản đồ Đây là chức năng dùng để so sánh hai hay nhiều lớp dữ liệu để tìm ra mối quan hệ của một đối tượng nào đó trong các lớp khác nhau.

HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)

(Ch4 – Xử lý dữ liệu trong GIS)

Phan Trọng Tiến

Department of Software Engineering

Hanoi University of Agriculture

Office location: 3rd floor, Administrative

NỘI DUNG CHÍNH

I. Chồng xếp bản đồ (Map

Overlaying)

II. Tìm kiếm không gian (Searching)

III. Tạo vùng đệm (Buffer Zone)

IV. Nội suy không gian (Spatial

Interpolation)

V. Đo đạc tính toán (Area Calculation)

I CHỒNG XẾP BẢN ĐỒ

 Khi muốn trả lời các câu hỏi như:

-Loại sử dụng đất nào nằm bên trong khu vực bị ngập lụt?

-Vùng nào sẽ bị ô nhiễm và phải di rời?

-Loại đất nào phù hợp với việc trồng cà phê?

→ Lúc đó chúng ta phải chồng ghép bản đồ Đây là chức năng dùng để so sánh hai hay nhiều lớp dữ liệu để tìm ra mối quan hệ của một đối tượng nào đó trong các lớp khác

nhau.

CHỒNG XẾP BẢN ĐỒ

 Phân tích chồng ghép

đơn giản là tạo ra một bảng dữ liệu hay một biểu đồ thể hiện sự chồng ghép của hai đối tượng, hai hình hay hai lớp khác nhau

 Ví dụ: Sự chồng ghép

của hai lớp này để tìm

ra những loại đất nào nằm trong khu vực bị ngập lụt.

CHỒNG XẾP BẢN ĐỒ

Sự chồng ghép lớp dữ liệu là để so sánh mối quan hệ giữa hai hay nhiều lớp dữ liệu Chức năng phân tích không gian của ArcView có thể

so sánh để xác định đối tượng cụ thể được chồng ghép ở đâu

Ví dụ: Kết quả của việc chồng ghép là tìm thấy được đất nông nghiệp nằm trong khu vực ngập lụt

CHỒNG GHÉP SỐ HỌC

Chồng ghép bằng phương pháp số học dùng các phép toán học trong khi chồng ghép như :

+ (cộng), - (trừ), * (nhân), / (chia), mod, div, sqrt

CHỒNG GHÉP SỐ HỌC

Phương pháp chồng ghép số học được thể

hiện ở chức năng Map

Calculator

CHỒNG GHÉP SỐ HỌC

CHỒNG GHÉP BẢN ĐỒ DÙNG BIỂU THỨC LOGIC

A B

BÀI TẬP 2

CHỒNG GHÉP LOGIC

CHỒNG GHÉP BẢN ĐỒ DÙNG BIỂU THỨC CÓ ĐIỀU KIỆN

 Phương pháp chồng ghép dùng biểu thức

có điều kiện là quá trình máy tính kiểm

tra các số liệu trên bản đồ có thoả mãn

một điều kiện nào đó cho trước hay

không?

 Câu lệnh có dạng là:

BDSP = If (<Điều kiện>, Câu lệnh 1, Câu lệnh

2)

 Câu lệnh kiểm tra <điều kiện> nếu đúng

thực hiện <Câu lệnh 1>, ngược lại thực

hiện <Câu lệnh 2>

Ví dụ: Cho hai bản đồ A và B như sau

22,2 25,6 26,7 28,0 5 5 6 7 20,7 22,3 21,4 22,5 4 4 5 7 19,9 16,3 21,5 21,8 6 4 3 2 18,3 19,2 20,1 23,7 5 2 2 2

Hãy xây dựng bản đồ C theo câu lệnh sau

C = if (A>20, B+3, B+2)

BÀI TẬP

 Hãy viết câu lệnh để xây dựng bản đồ

C thoả mãn các điều kiện sau:

 Nếu bản đồ A lớn hơn 4 lần giá trị của bản

đồ B và nếu giá trị của bản đồ A <= 21 thì bản đồ C bằng bản đồ A, ngược lại bằng 0

 Nếu bản đồ A lớn hơn 4 lần giá trị của bản

đồ B và nếu giá trị của bản đồ A > 21 thì bản đồ C bằng 10, ngược lại bằng 0

 Nếu bản đồ A <= 4 lần giá trị của bản đồ

B thì bản đồ C bằng 0, ngược lại bằng A

PHÂN TÍCH DỮ LIỆU DẠNG VECTOR

PHÂN TÍCH DỮ LIỆU DẠNG VECTOR

CHỒNG GHÉP BẢN ĐỒ DẠNG VECTOR

CHỒNG GHÉP BẢN ĐỒ DẠNG VECTOR

CHỒNG GHÉP BẢN ĐỒ DẠNG VECTOR

CHỒNG GHÉP BẢN ĐỒ DẠNG VECTOR

PHƯƠNG PHÁP PHÂN LỚP

II TÌM KIẾM KHÔNG GIAN

 Tìm kiếm là một chức năng cơ bản của hoạt động

phân tích không gian của GIS.

 Tìm kiếm không gian dựa vào quan hệ không

gian của các đối tượng trên bản đồ.

 Tìm kiếm không gian dùng các toán tử so sánh

và toán tử logic trong biểu thức điều kiện.

 Ví dụ: “Hãy thể hiện những thửa đất nông nghiệp

nằm trong khoảng cách 500m từ đường chính”.

TÌM KIẾM ĐỐI TƯỢNG TRÊN BẢN ĐỒ TỪ BẢNG

CƠ SỞ DỮ LIỆU

CHỨC NĂNG QUERY

CHỨC NĂNG QUERY

TẠO SƠ ĐỒ HÌNH CỘT

TẠO MỘT BỀ MẶT GRID TỪ CÁC

ĐIỂM MẪU

o Ông Thanh là một nông dân, ông ấy muốn giảm lượng phân bón

trên cánh đồng Đầu tiên là việc lấy mẫu đất, phân tích lấy dữ liệu, từ lớp dữ liệu điểm mẫu đó, chức năng phân tích không gian

có thể tạo ra lớp bản đồ bề mặt mức độ dinh dưỡng của cả cánh đồng Từ đó tạo ra bản đồ về nhu cầu dinh dưỡng của các khu vực khác nhau trên cánh đồng Bên cạnh đó ông ta còn nhờ chức năng phân tích không gian để tạo ra một vùng đệm 300m xung quanh sông nhằm tránh sự ô nhiễm nước Và ông Thanh đã tiết kiệm được tiền và thu được năng suất cao trên cánh đồng đó bởi việc áp dụng chức năng phân tích không gian

o Sử dụng lớp điểm (Theaters) để tạo ra một

lớp Raster chỉ ra vùng phục vụ của từng

nhà hát Mỗi pixel trong lớp này được nhận một giá trị theo nhà hát mà gần nó nhất Các pixel có giá trị như nhau (màu như

nhau) ở gần cùng một nhà hát

XÁC ĐỊNH KHU VỰC GẦN NHẤT CỦA CÁC ĐIỂM

PHÂN BỔ CÁC GIÁ TRỊ XUNG

QUANH MỘT ĐIỂM

o Từ một lớp điểm thành phố, phân bổ

giá trị dân số theo một công thức

tính Kết quả là một lớp grid thể hiện mật độ dân số

TẠO RA CÁC LOẠI BẢN ĐỒ

Gary creates an elevation grid of Mt St

Helens from an imported elevation file

TẠO RA BẢN ĐỒ HƯỚNG DỐC VÀ BẢN ĐỒ ĐỘ DỐC

Bản đồ độ dốc

Bản đồ hướng dốc

TẠO BẢN ĐỒ THỦY LỰC

Bản đồ dòng chảy

III TẠO VÙNG ĐỆM

Sự tìm kiếm địa lý được thực hiện xung quanh các đối

tượng điểm, đường, vùng.

Đối tượng địa lý + Khoảng cách tìm kiếm theo yêu cầu.

Chức năng tạo vùng đệm xây dựng các đối tượng mới từ điều kiện tìm kiếm.

Xác định các vùng nằm trong khu vực tìm kiếm

Tạo vùng đệm có thể ở dạng Raster Kết quả là sự phân lớp các cell thành hai loại là các cell nằm bên trong và các cell nằm bên ngoài của khu vực vùng đệm.

TẠO LỚP KHOẢNG CÁCH TỪ MỘT ĐỐI TƯỢNG

TẠO VÙNG ĐỆM BẰNG MAP

QUERY

Vùng đệm cách 500, 1000, 1500 m từ hệ thống đường giao thông.

IV NỘI SUY KHÔNG GIAN

 Nội suy không gian là một chức năng trong

GIS mà người sử dụng muốn tính toán một số liệu chính xác cho những vị trí mà không được

đo hoặc lấy mẫu dựa vào những vị trí đã được

đo hoặc lấy mẫu

 Có hai phương pháp nội suy

Phương pháp nội suy

D÷ liÖu ®iÓm D÷ liÖu thùc trªn bÒ mÆt

 Đây là phương pháp nội suy đơn

giản nhất

biến nhất trong các chức năng phân tích của GIS.

 Tính các số đo chưa biết như là một

giá trị trung bình có trọng số thông qua các số đo đã biết của các điểm lân cận, các điểm càng gần thì trọng

1 Inverse Distance Weighting (IDW)

NỘI SUY KHOẢNG CÁCH CÓ TRỌNG SỐ

X

X

X

X X

X X

X

X

Điểm chưa có giá trị cần được nội suy

W: Là trọng số của điểm cần được tính.

d1, ,dn là khoảng cách từ 1 n điểm mẫu đến vị trí điểm

cần được tính

x1, ,xn là giá trị của các điểm mẫu đó.

NỘI SUY KHOẢNG CÁCH CÓ

TRỌNG SỐ

Trọng số của mỗi điểm được tính theo công thức sau:

W

NỘI SUY TUYẾN TÍNH TỪ 2 ĐIỂM

 Tìm ra một số đặc tính chung của toàn bộ bề

mặt được thể hiện bởi các giá trị số đo, và

sau đó áp dụng các đặc tính đó để tính cho các phần khác của bề mặt

 Kriging bị ảnh hưởng bởi cả quan hệ của các

điểm mẫu và hướng của chúng

 Kriging cần nhiều các lựa chọn và yêu cầu

đầu vào từ người sử dụng

 Đây là một phương pháp nội suy có độ chính

xác cao hơn

2 Kriging

 Tính toán lượng mưa, nhiệt độ và các thuộc

tính khác tại các vị trí mà không có các trạm khí tượng thủy văn hoặc không có số liệu đo lường các đặc tính đó

 Tính toán độ cao của bề mặt Trái đất tại

những vị trí độ cao chưa biết dựa vào các

điểm đã có độ cao của mô hình DEM

 Tính toán để vẽ các đường đồng mức dựa

vào các điểm mẫu độ cao đã được lấy

 Tính toán các loại đất cho các vùng trong

bản đồ đất dựa vào vị trí và các số liệu của

Các ứng dụng

Nội suy giá trị pH đất tại các điểm khảo sát

V ĐO ĐẠC TÍNH TOÁN

 Dữ liệu địa lý được mô tả bằng các

giá trị số.

 Sự tính toán với sự trợ giúp của

máy tính được thực hiện một cách nhanh chóng, chính xác.

 Sự đo đạc về chiều dài, diện tích,

chu vi của các đối tượng địa lý được các phần mềm của GIS tính toán tự động.

Tính diện tích

 Dữ liệu Vector: chia nhỏ bản đồ dưới

dạng đa giác

 Dữ liệu Raster: tính diện tích của 1 ô,

sau đó nhân diện tích này với số

lượng ô của bản đồ

Với các chức năng trên, GIS có khả năng giải đáp :

 Vị trí của đối tượng nghiên cứu: quản lý và cung cấp vị

trí của các đối tượng theo yêu cầu bằng các cách khác nhau như tên địa danh, mã, vị trí, toạ độ.

 Ðiều kiện về thuộc tính của đối tượng: thông qua phân

tích các dữ liệu không gian cung cấp các sự kiện tồn tại hoặc xảy ra tại một đỉem nhất định hoặc xác định các đối tượng thoả mãn các điều kiện đặt ra.

 Xu hướng thay đổi của đối tượng: cung cấp hướng thay

đổi của đối tượng thông qua phân tích các lãnh thổ

trong vùng nghiên cứu theo thời gian.

 Cấu trúc và thành phần có liên quan của đối tượng:

cung cấp mức độ sai lệch của các đối tượng so với kiểu mẫu và nơi sắp đặt chúng đã có từ các nguồn khác.

 Các giải pháp tốt nhất để đáp ứng mục tiêu nghiên cứu

 Các mô hình nhằm giả định các phương án khác nhau