Bài giảng GIS ứng dụng (Dành cho học viên cao học)

Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System gọi tắt là GIS) được hình thành vào những năm 1960 và phát triển rất rộng rãi trong 10 năm lại đây. GIS ngày nay là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân... đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu đầu vào.

I H C QU C GIA HÀ N I

_

 _

Tr n Qu c Bình

Bài gi ng GIS ng d ng

(dùng cho h c viên cao h c)

Hà N i - 2010

Bài 1 Tính di n tích m t d c

D li u đ u vào: feature class DiemDoCao và DonViHanhChinh geodatabase

C:\ArcGIS_course\CaoHoc\Matdoc\DoSon.mdb

Yêu c u: Hãy tính di n tích t nhiên c a 3 xã ng V n, Hoàng Xá và Xá

Ki n th c n n: các công c Raster Calculator, Zonal Statistics, Attribute Join (Join

 Add Join tool)

-

Các b c th c hi n:

1 Hãy ch ng minh m i quan h gi a di n tích c a m t

hình đa giác ph ng b t k v i di n tích c a hình chi u c a nó

trên m t ph ng n m ngang:



cos

1

phang

v i  là góc nghiêng c a hình đa giác (so v i m t ph ng n m

đ n gi n nh hình v bên

2 B t Spatial Analyst, đ t Cell Size b ng 20m và Working Directory tùy ý

Spline Tension, Cell size 20m (xem bài 13 trong cu n bài gi ng ArcGIS v ph ng pháp

n i suy)

4 T l p DEM b c trên, l p raster đ d c có tên là Doc_DS, đ n v d c là đ (xem bài 13 trong cu n bài gi ng ArcGIS v tính đ d c)

5 Dùng công c Raster Calculator t o raster v i các cell có giá tr là 1/cos() v i  là

đ d c Chú ý v đ n v đo c a góc Xem v Raster Calculator trong ph n tr giúp c a ArcGIS

6 i tên l p k t qu thành InvCosGama

7 Tính t ng 



n

1

 theo t ng đ n v hành chính b ng công c Zonal Statistics As Table t k t qu đ u ra là b ng KetQua.dbf Hãy d a vào tham s Cell Size tr l i di n tích c a các đ n v hành chính là bao nhiêu?

Các di n tích trên s ch là g n đúng vì khi s d ng công c Zonal Statistics có

nh ng pixel n m c bên trong và bên ngoài ranh gi i hành chính tính di n tích chính xác h n, hãy làm các b c ti p theo đây

8 Join l p DonViHanhChinh v i b ng KetQua.dbf v a t o ra đ gán k t qu Zonal Statistics v i các đ n v hành chính S d ng tr ng Ten_DVHC đ join

9 M b ng thu c tính c a DonViHanhChinh, t o m t tr ng m i là DT_doc (đ nh

d ng Double) Tính toán cho tr ng DT_doc m i t o theo công th c nh hình v d i:

pixel phang

thuc phang pixel

doc thuc

doc

DT

DT DT

Công th c t ng ng trong Field Calculator nh sau:

[DonViHanhChinh.Shape_Area] * [Ketqua.SUM] / [Ketqua.COUNT]

Ho c:

[DonViHanhChinh.Shape_Area] * [Ketqua.DT_doc] / [Ketqua.AREA]

K t qu s đ c nh sau (k t qu c a b n có th h i khác đôi chút do các tham s

n i suy có th khác)

Hãy so sánh di n tích thu đ c b c 9 so v i k t qu b c 7

Bài 2 Spatial Join, Topology trong chu n hóa d li u

ph c v đánh giá bi n đ ng s d ng đ t

D li u đ u vào: 2 file b n đ hi n tr ng s d ng đ t n m 2005 và 2007 th tr n

Gôi, huy n V B n, t nh Nam nh đ nh d ng DGN c a Microstation

Yêu c u: chuy n đ i d li u sang m t c s d li u geodatabase c a ArcGIS Sau

đó ki m tra và chu n hóa d li u sao cho các vùng hi n tr ng:

Có màu s c kh p v i nhãn m c đích s d ng;

Không đè lên nhau và không có các kho ng tr ng

Các v n đ c n gi i quy t:

- Chuy n d li u đ u vào t đ nh d ng *.dgn thành geodatabase;

- L c b các đ i t ng không c n thi t trên b n đ hi n tr ng s d ng đ t;

- Kh c ph c các l i ch ng đè, vùng h c a các vùng hi n tr ng s d ng đ t;

- Gán và ki m tra thông tin v hi n tr ng s d ng đ t c a t ng khoanh đ t;

- Hi n th n i dung hi n tr ng s d ng đ t

Ki n th c n n: công c Quick Import và Feature Class to Feature Class, Topology

validating, errors, common tasks]) Cách t o m t style đ trình bày nhanh các l p d li u

b n đ (xem h ng d n s b trên l p và đ c ph n tr giúp Styles  [described, creating, match to symbol in a style])

-

Các b c th c hi n:

1 M các b n đ trong Microstation r i xem các thông tin c n thi t (vùng hi n

tr ng, nhãn hi n tr ng) n m nh ng l p nào Ghi thông tin này ra gi y

2 T o m i m t Geodatabase và Feature Dataset có h t a đ VN-2000 trong múi 48

3 i v i b n đ c a t ng n m (Goi2005.dgn và Goi2007.dgn), làm các b c sau:

- B ng công c Feature Class to Feature Class, hãy Import các đ i t ng Polygon

thành l p Poly_xx (xx là n m hi n tr ng) ch gi l i 2 tr ng Level_ và Fill_

- Import các đ i t ng Annotation thành l p Anno_xx, ch gi l i tr ng Level_ và

Text_

4 M 4 l p trong ArcMap, xóa t t c các đ i t ng không ph i là vùng hi n tr ng

l p Poly_xx, và các đ i t ng không ph i là nhãn hi n tr ng trong l p Anno_xx (chú ý s

d ng công c Select By Attributes và kích ho t phiên biên t p Editing)

Chú ý: b c 5 và 6 d i đây th c hi n l n l t cho t ng feature class Poly_xx

5 T o m t Topology có 2 quy t c Must not overlap và Must not have gaps t Tolerance b ng ~0.5m S d ng ph n tr giúp c a ArcGIS, hãy gi i thích 2 quy t c topology nói trên là gì, ý ngh a c a tolerance khi thi t l p topology M t feature class có

th tham gia vào 2 topology đ c không?

6 M topology v a t o trong m t b n đ m i

ArcMap Ki m tra và s a l i topology cho toàn b l p

Poly_xx 1

7 (Spatial) Join các l p Poly_xx v i các l p Anno_xx

c a n m t ng ng 2 l p đ u ra đ t tên là HT_xx, các tham

s khác đ t nh trong h p tho i hình v bên Hãy tr l i:

- Spatial Join là gì ?

- Gi i thích ý ngh a c a các tham s (thông tin) trong

h p tho i trên

- M c tiêu c a b c 7 này là gì ?

Xem thêm tr giúp c a ArcGIS v Spatial Join các

ph n Join  [Described, Spatial Join]

8 i v i 2 l p HT_xx v a t o, m b ng thu c tính

c a chúng, kéo tr ng Text_ vào g n tr ng Fill, s p x p Fill

theo th t t ng d n r i đ i chi u Fill v i Text_ theo chu n

tô màu cho trong b ng d i (nh ng đ i t ng có Distance > 0 thì ch a c n đ i chi u)

màu theo nhãn cho kh p

Các lo i đ t có trong b n đ :

Màu Lo i đ t Màu Lo i đ t Màu Lo i đ t

5 LUC 53 ANI 72 DYT

12 BHK 56 SKC 75 DGD

26 RPT 58 SKX 81 DCH

36 TSN 60 DGT 85 RAC

42 ODT 63 DTL 88 TIN

45 DTS 66 DNT 89 NTD

52 QPH 69 DVH 91 SON

9 Gán MDSD cho các th a đ t nh : Select

t t c nh ng đ i t ng có Distance > 0, sau đó s

d ng Field Calculator tính cho tr ng Text_ b ng

l nh sau (Trong ArcGIS 10 c n b dòng DIM đi,

n u không s b l i):

Select case [Fill]

case 5

HT = "luc"

case 36

HT = "tsn"

case 42

HT = "odt"

case 56

HT = "skc"

case 60

HT = "dgt"

case 63

1

Khi s a l i topology trong ArcGIS 10.0, s báo l i "Can not create feature" ây là bug trong b n 10.0 và cách kh c ph c là cài đ t SP1 Link v v n đ kh c ph c t m th i hãy dùng các công c v / biên t p đ i

t ng trong Editor, ví d nh Edit Vertices đ s a l i Must not have gaps

HT = "dtl"

case 88

HT = "tin"

Case else

HT = "";

End Select

-

Text_=HT

Các tham s khác đ t nh hình bên, chú ý đánh d u ô Calculate Selected Records only Hãy gi i thích cách th c gán m c đích s d ng đ t trong l nh tính toán trên

10 T o Style đ mô t Symbology cho các lo i hình s d ng đ t Khi t o Style hãy

s d ng quy đ nh v màu s c RGB đ i v i t ng lo i đ t có trong cu n "QUY NH K THU T XÂY D NG B N HI N TR NG S D NG T VÀ B N QUY HO CH S D NG

T D NG S TRÊN PH N M M MICROSTATION" (có th tìm cu n này trong Google r i t i

v t Internet) Áp d ng Style m i t o cho c 2 l p HT_2005 và HT_2007 đ th hi n n i dung hi n tr ng s d ng đ t lên màn hình

11 t Alias là HTxx (xx là n m hi n tr ng) cho tr ng Text_ c a c 2 l p HT_2005

và HT_2007 (đ có th phân bi t chúng sau khi Union) b ng cách b m chu t ph i vào tên

tr ng trong h p tho i Attribute Table r i ch n Properties

Bài 3 Thành l p b n đ bi n đ ng s d ng đ t

D li u đ u vào: 2 l p d li u hi n tr ng s d ng đ t th tr n Gôi (HT_2005 và

HT_2007) đã đ c chu n hóa trong bài 2

Yêu c u: Thành l p b n đ bi n đ ng s d ng đ t giai đo n 2005-2007 c a th tr n Gôi

Ki n th c n n: các công c Geoprocessing đã h c bài 12 cu n ArcGIS

-

Các b c th c hi n:

1 Ch ng x p 2 l p HT_2005 và HT_2007 b ng công c Union trong ArcToolBox,

đ t tên l p đ u ra là BienDong d i d ng Feature Class trong Geodatabase Trong h p tho i Union nh b không đánh d u ô Gaps Allowed (n u không thì ArcToolBox có th s báo l i)

2 Biên t p bi n đ ng b ng cách m b ng thu c tính c a l p Biendong, t o m t

tr ng m i có tên là LoaiBD d ng Text(10) r i tính cho tr ng đó b ng l nh nh sau (Trong ArcGIS 10 c n b dòng DIM đi, n u không s b l i):

if [Text_] = [Text1] then

BD=""

Else

BD =[Text_] & "->" & [Text1]

End if

-

LoaiBD = BD

* Chú ý: th t và tên c a các tr ng Text_ và Text1 có th ng c l i n u trong Union thay đ i th

t các l p đ u vào Quan tr ng là trong tr ng LoaiBD ph i th hi n đúng th t c a hi n tr ng các n m

Hãy gi i thích l nh tính toán trên dùng đ làm gì và làm nh th nào ?

3 L c nh ng bi n đ ng gi (quá nh ): đ i v i nh ng đ i t ng c a l p Biendong có

di n tích nh h n 50 r i gán cho tr ng BD là "" (không bi n đ ng) Hãy t suy ngh cách làm

4 Khái quát hóa và trình bày: ch p các vùng bi n đ ng cùng lo i v i nhau, đ t tên

l p k t qu là Biendong05_07 T o Symbology và nhãn cho l p Biendong05_07 Hãy t suy ngh cách th c hi n b c này

Bài 4 T đ ng hóa quy trình phân tích không gian b ng Model Builder

D li u đ u vào: các d li u v hi n tr ng s d ng đ t đã s d ng bài 2 (các file

Microstation hi n tr ng s d ng đ t th tr n Gôi các n m 2005 và 2007)

Yêu c u: T đ ng hóa m t s b c chuy n đ i đ nh d ng d li u, chu n hóa b n đ

hi n tr ng s d ng đ t và thành l p b n đ bi n đ ng s d ng đ t

Ki n th c n n: xem ph n tr giúp c a ArcGIS v Model Builder  [Overview of, Introduction to] và ph n trình chi u minh h a trên l p

-

Các b c th c hi n: n i dung bài này g m 3 ph n Ph n A, B hãy th c hi n theo

h ng d n chi ti t d i đ t đ ng hóa quy trình chu n hóa d li u (liên quan đ n bài 2), ph n C hãy t suy ngh t o model đ t đ ng hóa quy trình thành l p b n đ bi n đ ng

s d ng đ t (liên quan đ n bài 3)

Ph n A: th c hi n theo h ng d n chi ti t d i đ t đ ng hóa quy trình chu n hóa

d li u

1 T đ ng hóa các b c: chuy n đ i d li u, xóa các đ i t ng không c n thi t, t o quy t c topology cho các đ i t ng d ng vùng

m c C:\ArcGIS_Course\Caohoc\BiendongSDD hãy t o

s n m t Geodatabase có tên là CH_model v i m t

Feature DataSet là VN2000, h t a đ VN2000 v i múi

chi u 48N

1.2 T o model: ArcCatalog, tìm nhánh

Toolbox.tbx danh sách r i b m chu t ph i vào đó, ch n

New Model Trên màn hình s xu t hi n c a s Model

Builder

Microstation sang ArcGIS Trong c a s Search, tìm

công c Feature Class to Feature Class r i kéo nó vào c a

s Model Builder Nháy đúp vào công c này r i đ t l p đ u vào là Goi2005Polygon, Output location là feature dataset VN2000 trong CSDL đã t o, l p đ u ra đ t là Poly_05, xóa h t các tr ng chuy n đ i, ch gi l i tr ng Level_ và Fill K t qu s đ c nh hình

d i bên ph i

1.4 Chuy n feature class Poly_05 ( đ u ra c a b c tr c) thành m t feature layer

r i ch n các vùng các level khác 30 (ta ph i chuy n thành feature layer thì m i có th s

d ng công c Select By Attribute đ c)

Hãy tìm công c Make Feature Layer b ng c a s Search r i kéo nó vào c a s Model Builder Nháy đúp vào nó r i đ t Input Feature là Poly_05, Output Layer là Poly_05_Layer

Tìm công c Select Layer by Attributes b ng c a s Search r i kéo nó vào c a s Model Builder, đ t đ u vào là Poly_05_Layer (bi u t ng màu xanh), b m vào nút SQL

đ đ t l nh truy v n tìm các đ i t ng có [Level_] <> 30 (chú ý tên tr ng cho vào d u ngo c vuông)

1.5 Xóa các đ i t ng ngoài level 30 đã ch n b c tr c: s d ng công c Delete

Features t Input Feature là l p k t qu c a b c tr c

1.6 T o topology và xác đ nh các feature class tham gia vào topology: thêm công

c Create Topology vào model, đ t Input Feature Dataset là VN2000 đã t o b c chu n

b , Output topology là HT_05_topo và Cluster Tolerance b ng 0.5

Thêm công c Add Feature Class to Topology vào model, đ t Input Topology là HT_05_topo b c trên, Input Feature Class là l p đ u ra c a công c Delete Features

1.7 Thêm 2 quy t c topology và ki m tra topology:

Thêm công c Add Rule to Topology vào model, đ t Input Topology là topology

đ u ra c a b c tr c, Rule Type là "Must not have gaps", Input Feature Class là Poly_05

T ng t nh v y hãy thêm quy t c "Must not overlap"

Thêm công c Validate Topology vào model, đ t Input Topology là l p đ u ra c a quy t c “Must not overlap” v a làm trên

1.9 Thi t l p tham s đ u vào:

B m chu t ph i vào l p Polygon (l p đ u vào đ u tiên) r i ch n Model Parameter

S xu t hi n ch P bên c nh đó B m chu t ph i vào l p Polygon m t l n n a r i ch n

Rename và đ i tên nó thành Input Polygon (tên này s hi n ra trong h p tho i tham s khi

ch y model)

B m chu t ph i vào công c Feature Class to Feature Class r i ch n Make Variable

 From Parameter  Output Feature Class, trên c a s Model Builder s xu t hi n thêm

1 ellips có tên là Output Feature B m chu t ph i vào nó r i ch n Model Parameter B ng cách này chúng ta s có th đ t tên cho l p d li u đ u ra c a công c Feature Class to Feature Class nh m t tham s

Làm t ng t nh v y v i công c Create Topology đ đ t tên c a HT_05_topo nh

m t tham s c a model

1.10 Thêm các l p đ u ra vào ArcMap

B m chu t ph i vào l p cu i cùng c a model (có tên là HT_05_topo (5) trong hình

d i, tên có th khác trong mô hình c a b n) r i ch n Model Parameter và Add to Display (b n ph i đ t đ u ra là Parameter thì ch c n ng Add to Display m i có tác d ng)

B m chu t ph i vào l p đ u ra c a công c Delete Features (Poly_05_layer(3)) r i

c ng ch n Model Parameter và Add to Display N u c n thi t hãy đ i tên nó thành m t tên khác d nh n bi t h n

1.11 t tên, ghi và ch y th model

Trong th c đ n c a c a s Model Builder, vào Model  Model Properties r i đ t Name là Nhapdulieu (vi t li n) và Label là Nhap du lieu

B m vào nút Save đ ghi model

ch y model có 2 cách:

b n không đ t tham s đ c)

- Vào ArcCatalog r i nháy đúp chu t vào model (Nhap du lieu), hãy đ t các tham s

c n thi t r i b m nút Run

Hãy ch y th v i d li u c a n m 2005, sau đó ch y l n n a v i d li u c a n m 2007

Ph n B: T đ ng hóa các b c: chuy n đ i d li u, xóa các đ i t ng không c n thi t cho các đ i t ng d ng đi m

Annotation, tên đ u ra đ t là Anno_05, các tr ng thu c tính c n chuy n đ i là Level_ và Text_ B n c n xóa các đ i t ng không ph i Level 33

i v i các đ i t ng d ng đi m, không c n thi t l p Topology

Ph n C: T o model đ t đ ng hóa quy trình thành l p b n đ bi n đ ng s d ng đ t

Hãy t o model đ t đ ng hóa các b c thành l p b n đ bi n đ ng s d ng đ t bài 3

Bài 5 Thành l p b n đ vùng giá tr đ t đai

D li u đ u vào: các d li u đ u vào c a ph ng Nguy n Du, qu n Hai Bà Tr ng,

TP Hà N i, n m feature dataset VunggiatriDD trong geodatabase Bando_NguyenDu

th m c VungGiaTri, trong đó có 3 feature class:

- GiaDat: l p đ i t ng d ng đi m ch a thông tin thu th p đ c v giá tr c a (m t

s ) th a đ t có giao d ch trên th tr ng

- Thua: l p đ i t ng d ng vùng mô t các th a đ t L p Thua đã có 2 tr ng thu c

tính mô t các h s v trí (HS_VT) và h s hình th (HS_Hinhthe)

- TenDT : tên đ a danh, ch dùng đ trình bày b n đ

Các l p d li u trên đã đ c đ a s n vào b n đ có tên là VungGiaTri.mxd

Yêu c u: Thành l p b n đ vùng giá tr đ t đai theo giá th tr ng c a ph ng Nguy n Du

Ki n th c n n: đ c bài báo (đã l c b t) v thành l p b n đ vùng giá tr đ t đai

-

Các b c th c hi n:

1 M b n đ VungGiaTri.mxd

2 Tính giá quy chu n cho các đi m thu th p giá đ t: t o tr ng m i GiaQuyChuan

d ng Float (hay Double) trong b ng thu c tính c a l p GiaDat Dùng Field Calculator tính giá tr cho tr ng này nh sau:

Giá quy chu n = giá thu th p đ c / (h s v trí × h s hình th x 106

)

directory, Extent là Same as GiaDat, Cell size=1m

l a ch n cho thích h p nh t

5 Tính giá quy chu n cho t ng th a đ t: S d ng công c Zonal Statistics đ tính giá quy chu n trung bình c a các th a đ t theo giá tr c a các pixel t l p raster là k t qu

n i suy b c 3 Nh đánh d u ô Join output table trong h p tho i Zonal Statistics

Giá quy chu n trung bình c a các th a đ t n m tr ng nào c a b ng k t qu ?

6 Tính giá d báo cho t ng th a đ t: t o m t tr ng m i trong b ng thu c tính c a

l p Thua v i tên là GiaTT, d ng Double Tính tr ng GiaTT theo công th c sau:

GiaTT = Giá quy chu n × h s v trí × h s hình th