Bài giảng Viễn thám và GIS: Chương 2 - ThS. Phạm Thế Hùng

duøng ñeå xaùc ñònh vò trí vaø moái quan heä giöõa caùc ñoái töôïng ñòa lyù ngoaøi thöïc teá vaø treân baûn ñoà..  A coordinate system is a reference system used to.[r]

Trang 1

NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN

TRONG GIS

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

 Hệ tọa độ tham chiếu dữ liệu không gian

 Mô hình dữ liệu không gian

 Mô hình dữ liệu thuộc tính

 Một số kỹ thuật phân tích không gian cơ bản

Trang 2

Biên soạn: ThS Phạm Thế Hùng

 Khái niệm về hệ tọa độ có tính chất quy ước, dùng để xác định vị trí và mối quan hệ giữa các đối tượng địa lý ngoài thực tế và trên bản đồ

 A coordinate system is a reference system used to represent the locations of geographic features, imagery, and observations, such as Global Positioning System (GPS) locations, within a common geographic framework (ESRI)

HỆ TỌA ĐỘ (Coordinate System)

 Có hai loại hệ tọa độ được sử dụng trong lĩnh vực bản đồ học: Hệ tọa độ địa lý (geographic coordinate system) và Hệ tọa độ phẳng

(projected coordinate system)

 Hệ tọa độ địa lý thường được sử dụng ngoài thực địa

 Hệ tọa độ phẳng thường được sử dụng trên các loại bản đồ (giấy và số)

Trang 3

three-dimensional (3-D) spherical surface to define locations on the earth A GCS is often incorrectly called a datum, but a datum is only one part of a GCS A GCS includes an angular unit of measure,

a prime meridian, and a datum (based on a spheroid or ellipsoid) (ESRI)

 Hệ tọa độ địa lý:

 Bao gồm: kinh độ địa lý () và vĩ độ địa lý ()

 Bộ tham số xác lập một hệ tọa độ địa lý gọi là một datum

 Tùy trường hợp mà hệ tọa độ địa lý có thể được xác lập trên mặt cầu, bề mặt geoid hoặc ellipsoid làm chuẩn

 Phân biệt geoid, ellipsoid và datum?

Trang 4

 Hình dạng của Trái Đất:

 Con người đã biết hình dạng cầu của Trái Đất hơn 2.000 năm

 Aristotle vào thế kỷ thứ IV trước CN đã đưa ra những minh chứng chứng tỏ hình dạng cầu của Trái Đất

 Eratosthenes là người đầu tiên đã tính toán chu

vi của Trái Đất

 Tuy nhiên, hình dạng thực tế của Trái Đất không phải là một hình cầu hoàn chỉnh

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

Trang 5

 The geoid is the shape that the surface of the oceans would take under the influence of Earth's gravitation and rotation alone, in the absence of other influences such as winds and tides (Wikipedia)

 Geoid là mặt nước biển trung bình yên tĩnh, kéo dài xuyên qua các lục địa và hải đảo tạo thành một bề mặt cong khép kín

 Mô hình Geoid:

 Tính chất: Tại bất kỳ một điểm nào trên mặt Geoid, pháp tuyến cũng luôn luôn trùng với phương của dây dọi qua điểm đó

 Ứng dụng: Dùng để đo chênh cao

 Geoid là bề mặt đặc trưng cho hình dạng của Trái đất và khó có thể biểu diễn bởi một hình dạng toán học nào

Trang 6

 Mô hình Ellipsoid:

 A spheroid (ellipsoid) is a three-dimensional shape created from a two-dimensional ellipse

The ellipse is an oval, with a major axis (the longer axis), and a minor axis (the shorter axis) If you rotate the ellipse, the shape of the rotated figure is the spheroid (ESRI)

 Phương pháp thành lập: xoay một hình ellipse quanh bán trục nhỏ của nó với kích thước xấp

xỉ Geoid

Trang 7

 Các thông số cơ bản: bán trục lớn (a), bán trục nhỏ (b), độ dẹt (f hoặc )

f= (a – b)/a

 Có hai loại ellipsoid:

ellipsoid Trái đất (toàn cầu) và ellipsoid tham chiếu (địa phương)

 Mô hình Ellipsoid:

 Một số Ellipsoid phổ biến, đã được sử dụng ở Việt Nam

Trang 8

 Hai loại ellipsoid:

Hệ tọa độ quốc tế

Hệ tọa độ địa phương

ùBề mặt Trái đất Bề mặt ellipsoid địa phương Bề mặt ellipsoid quốc tế

 Mối quan hệ giữa Trái đất và mô hình biểu diễn:

1 Mực nước biển 2 Ellipsoid 3 Phương dây dọi

4 Lục địa 5 Geoid

Trang 9

hệ giữa Trái đất và mô hình biểu diễn

 Geoid được dùng để thay thế cho bề mặt thực của Trái Đất dùng trong đo cao

 Ellipsoid dùng để mô hình hóa hình dạng của Trái Đất.dùng để xác định tọa độ

 Điều kiện:

 Tâm ellipsoid trùng với trọng tâm Trái đất, mặt phẳng xích đạo ellipsoid trùng với mặt phẳng xích đạo Trái đất.

 Khối lượng ellipsoid bằng khối lượng Trái đất.

 Tổng bình phương các chênh cao giữa geoid và ellipsoid là nhỏ nhất.

Trang 10

 Datum:

 While a spheroid (ellipsoid) approximates the shape of the earth, a datum defines the position

of the spheroid relative to the center of the earth A datum provides a frame of reference for measuring locations on the surface of the earth It defines the origin and orientation of latitude and longitude lines (ESRI)

 Datum dùng để định vị chính xác 1 ellipsoid và là cơ sở để thành lập hệ tọa độ được sử dụng trong trắc địa – bản đồ

 Datum:

 While a spheroid (ellipsoid) approximates the shape of the earth, a datum defines the position

of the spheroid relative to the center of the earth A datum provides a frame of reference for measuring locations on the surface of the earth It defines the origin and orientation of latitude and longitude lines (ESRI)

 Datum dùng để định vị chính xác 1 ellipsoid và là cơ sở để thành lập hệ tọa độ được sử dụng trong trắc địa – bản đồ

 Có 2 loại datum: vertical và horizontal datum

Trang 11

 Geographic Coordinate System (GCS) = Datum + Angular unit + Prime Meridian

 Datum = Ellipsoid (Geoid)

 Parallel: đường vĩ tuyến

 Meridian: đường kinh tuyến

Trang 12

 Kinh độ địa lý là góc nhị diện giữa mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng kinh tuyến qua điểm xét

 Kinh tuyến gốc là đường kinh tuyến qua đài thiên văn Greenwich, London, Vương quốc Anh

 Kinh độ địa lý() có giá trị từ 0 – 180oĐông/Tây

Trang 13

 Vĩ độ địa lý là góc hợp bởi phương của đường dây dọi (phương của trọng lực) với mặt phẳng xích đạo

 Vĩ độ địa lý () có giá trị thay đổi từ 00 đến 900

Bắc hoặc Nam

Trang 14

Vị trí Độ dài kinh tuyến (1 o ) Độ dài vĩ tuyến (1 o )

Chiều dài đường kinh tuyến và vĩ tuyến

Trang 15

 Hệ tọa độ địa lý

Trang 16

 Phương pháp xác định tọa độ địa lý ngoài thực địa:

dựa vào các kỹ thuật đo đạc, định vị chính xác cao (từ máy định vị GPS), mạng internet (Google Maps hoặc Google Earth)

 Hệ tọa độ vuông góc phẳng theo múi chiếu:

 Được sử dụng trong các bản đồ tỷ lệ lớn (đặc biệt là bản đồ địa hình và địa chính)

 A projected coordinate system (PCS) is defined

on a flat, 2D surface Unlike a GCS, a PCS has constant lengths, angles, and areas across the two dimensions

 A PCS is always based on a GCS that is based

on a sphere or spheroid (ESRI)

 PCS = GCS + Map projection

Trang 17

phẳng theo múi chiếu:

 Thường tính theo mét, là giá trị khoảng cách

 Trục OX là hình chiếu của kinh tuyến giữa múi

 Trục OY là hình chiếu của xích đạo

 Gốc tọa độ O được dời về phía Tây 500km

 Hệ tọa độ vuông góc phẳng theo múi chiếu:

 Tọa độ phẳng theo Gauss (Hệ HN-72)

Trang 18

 Khái niệm:

 A map projection is a systematic transformation of the latitudes and longitudes of locations on the surface of a sphere or an ellipsoid into locations

on a plane Map projections are necessary for creating maps.

Map projections

 Khái niệm:

 Là những quy tắc toán học để chuyển từ bề mặt ellipsoid lên mặt phẳng bản đồ

 Gọi chung là các phương trình chiếu

 Tổng quát:

x = f1(,)

y = f2(,)

PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ (Map Projection)

Trang 19

 Mặt cong ellipsoid mặt phẳng bản đồ luôn có sai số, gọi chung là các biến dạng

 Có 3 loại biến dạng: góc, diện tích, khoảng cách

 Có những phép chiếu không có biến dạng góc và diện tích, nhưng luôn có biến dạng độ dài

 Tại những nơi không biến dạng tỷ lệ bằng 1 (tỷ lệ chung), những nơi khác lớn hoặc nhỏ hơn 1, gọi là tỷ lệ riêng

 Sai số chiếu hình:

Trang 20

 Phân loại phép chiếu bản đồ:

 Dựa vào vị trí tiếp xúc giữa bề mặt hỗ trợ chiếu và mặt ellipsoid: phép chiếu đứng, phép chiếu ngang và phép chiếu nghiêng

 Phân loại phép chiếu bản đồ:

 Dựa vào bề mặt hỗ trợ chiếu: phép chiếu hình trụ, phép chiếu hình nón và phép chiếu phương vị

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	1,1 MB