Sau khi kết thúc học phần sinh viên nắm được các kiến thức cơ bản về hệ thống thông tin địa lý và viễn thám, các kỹ năng xây dựng và phân tích cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính sử dụng phần mềm GIS. Ngoài ra, sinh viên sẽ ứng dụng GIS và viễn thám phục vụ nghiên cứu khoa học, các kiến thức và kỹ năng phân tích không gian và thuộc tính sẽ được trang bị dần trong quá trình học và nghiên cứu.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ARCGIS
Mục tiêu và yêu cầu
- Giúp cho sinh viên củng cố nội dung lý thuyết đã học
- Giúp sinh viên làm quen với công tác xử lý dữ liệu bản đồ trên máy vi tính bằng các phần mềm ArcMap
- Rèn luyện kỹ năng, tư duy trong xây dựng bản đồ số
- Khởi động được chương trình làm bản đồ - ArcMap
- Nắm bắt được các chức năng chính của các thanh công cụ trên ArcMap
- Hiểu rõ các bước và nội dung trong xây dựng bản đồ số từ bản đồ giấy đã scan.
Nội dung thực hành
1.2.1 Giới thiệu chung về phần mềm ArcGIS a) Giới thiệu về ArcGIS
ArcGIS là hệ thống GIS hàng đầu, cung cấp giải pháp toàn diện cho việc thu thập, chỉnh sửa, phân tích và phân phối thông tin qua Internet Hệ thống này phục vụ nhiều cấp độ, từ cơ sở dữ liệu địa lý cá nhân đến cơ sở dữ liệu doanh nghiệp.
Công nghệ ESRI hiện được các chuyên gia GIS đánh giá là giải pháp mở và toàn diện, cho phép khai thác tối đa các chức năng của GIS trên nhiều ứng dụng khác nhau như ArcGIS Desktop, ArcGIS Server, ArcIMS, ArcGIS Online và ArcPAD Hơn nữa, công nghệ này còn có khả năng tương thích cao với nhiều sản phẩm từ các nhà sản xuất khác nhau.
Hình 1.1 Các tổ hợp trong ArcGis
(Nguồn:http://www.esri.com)
14 b) Sự hình thành và phát triển của ArcGis
Thời gian Nội dung sơ lược
Jack và Laura Dangermond đã sáng lập Esri (Environmental Systems Research Institute) vào năm 1969, với mục tiêu ban đầu là quản lý sử dụng đất Trong giai đoạn đầu, công ty tập trung vào việc tổ chức và phân tích thông tin địa lý, hỗ trợ các nhà hoạch định và quản lý tài nguyên đưa ra quyết định chính xác hơn.
ESRI cung cấp các phát triển thương mại GIS trên toàn tiểu bang đầu tiên cho Maryland
Esri bước vào lĩnh vực phần mềm thương mại với các phần mềm ARC/INFO
Esri phát hành PC ARC / INFO để đáp ứng với sự phổ biến của các hệ thống máy tính IBM
1991 Esri phát hành phần mềm ArcView
1994 Website của ESRI www.esri.com được đưa ra
MapObjects, phần mềm dựa trên thành phần đầu tiên của ESRI, trở thành nền tảng cho bản đồ trên Internet
ArcGIS 9 được xây dựng dựa trên sự thành công của hệ thống máy tính để bàn và đưa ra thêm một khung phát triển và nền tảng máy chủ
ArcGIS Online là một nền tảng bản đồ đám mây dành cho tổ chức, cung cấp các công cụ cộng tác hiệu quả để biên mục, hình dung và chia sẻ thông tin không gian địa lý.
Nguồn:http://www.esri.com
15 c Các tính năng của ArcGIS
ArcGIS Desktop phiên bản mới nhất 10.3 (2015) cung cấp các công cụ mạnh mẽ cho việc thu thập, quản lý, cập nhật, phân tích thông tin và hiển thị dữ liệu, tạo nên một hệ thống thông tin địa lý (GIS) hoàn chỉnh Các ứng dụng chính của ArcGIS bao gồm việc hỗ trợ các hoạt động phân tích không gian và quản lý dữ liệu địa lý hiệu quả.
- Thành lập bản đồ chuyên đề và các bản in có chất lượng trình bày chuyên nghiệp;
Tạo và chỉnh sửa dữ liệu tích hợp, bao gồm dữ liệu không gian kết hợp với dữ liệu thuộc tính, cho phép sử dụng nhiều định dạng dữ liệu khác nhau, kể cả dữ liệu thu thập từ Internet.
- Truy vấn dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ nhiều nguồn và bằng nhiều cách khác nhau;
- Hiển thị, truy vấn và phân tích dữ liệu không gian kết hợp với dữ liệu thuộc tính;
- Quản lý và biên tập các cơ sở dữ liệu trong ArcGIS (Geodatabase);
- Hỗ trợ các ứng dụng cho người dùng d Các bộ công cụ chính của ArcGIS
ArcInfo là bộ sản phẩm toàn diện nhất trong hệ thống ArcGIS, bao gồm đầy đủ chức năng của ArcView và ArcEditor Nó cung cấp khả năng tạo và quản lý hệ thống GIS, xử lý dữ liệu không gian, chuyển đổi và xây dựng dữ liệu, mô hình hóa, phân tích, cũng như hiển thị bản đồ trên màn hình máy tính và xuất bản bản đồ ra nhiều phương tiện khác nhau Với ArcInfo, người dùng có thể thực hiện nhiều tác vụ phức tạp trong quản lý và phân tích dữ liệu địa lý.
- Xây dựng một mô hình xử lý không gian rất hữu dụng cho việc tìm ra các mối quan hệ, phân tích dữ liệu và tích hợp dữ liệu;
- Thực hiện chồng lớp các lớp vector, nội suy và phân tích thống kê;
- Tạo ra các đặc tính cho sự kiện và chồng xếp các đặc tính của các sự kiện đó;
- Chuyển đổi dữ liệu và các định dạng của dữ liệu theo rất nhiều loại định dạng;
- Xây dựng những bộ dữ liệu phức tạp, các mô hình phân tích và các đoạn mã để tự động hóa các quá trình GIS;
- Sử dụng các phương pháp trình diễn, thiết kế, in ấn và quản lý bản đồ để xuất bản bản đồ
ArcMap để xây dựng, hiển thị, xử lý và phân tích các bản đồ:
- Tạo các bản đồ từ các rất nhiều các loại dữ liệu khác nhau;
- Truy vấn dữ liệu không gian để tìm kiếm và hiểu mối liên hệ giữa các đối tượng không gian;
- Hiển thị trang in ấn
Hình 1.3 Giao diện làm việc của ArcMap
ArcCatalog dùng để lưu trữ, quản lý hoặc tạo mới các dữ liệu địa lý:
- Tạo mới một cơ sở dữ liệu;
- Khám phá và tìm kiếm dữ liệu;
- Xác định hệ thống tọa độ cho cơ sở dữ liệu
Hình 1.2 Gói phần mềm ArcInfo
ArcGlobe là một ứng dụng mạnh mẽ cho việc trực quan hóa dữ liệu địa lý 3D, cho phép người dùng khám phá các góc nhìn toàn cầu liên tục Đây là một phần mở rộng tùy chọn của ArcGIS 3D Analysis, giúp nâng cao khả năng phân tích và trình bày dữ liệu địa lý.
ArcScene là một ứng dụng cho phép người dùng tạo và tương tác với các cảnh ảnh hoặc khu vực hiển thị dưới dạng 3D Đây là một phần mở rộng tùy chọn của ArcGIS 3D Analysis, cung cấp khả năng điều hướng linh hoạt trong không gian ba chiều.
ArcToolbox cung cấp các công cụ để xử lý, xuất - nhập các dữ liệu từ các định dạng khác như MapInfo, MicroStation, AutoCad…
Hình 1.4 Giao diện làm việc của ArcCatalog
Hình 1.6 Hộp thoại Arctoolbox trong ArcGIS
ArcView cung cấp các chức năng toàn diện để biểu diễn, quản lý, xây dựng và phân tích dữ liệu địa lý, bao gồm các công cụ phân tích không gian và khả năng biên tập thông tin từ nhiều lớp bản đồ khác nhau Phần mềm này giúp thể hiện mối quan hệ và nhận diện các mô hình một cách hiệu quả.
- Ra các quyết định chuẩn xác hơn dựa trên các dữ liệu địa lý;
- Xem và phân tích các dữ liệu không gian bằng nhiều phương pháp;
- Xây dựng đơn giản và dễ dàng các dữ liệu địa lý;
- Tạo ra các bản đồ có chất lượng cao;
- Quản lý tất cả các file, CSDL và các nguồn dữ liệu;
- Tùy biến giao diện người dùng theo yêu cầu
ArcEditor là bộ sản phẩm mạnh mẽ với nhiều chức năng, chuyên dùng để chỉnh sửa và quản lý dữ liệu địa lý Nó không chỉ bao gồm tất cả các tính năng của ArcView mà còn cung cấp thêm các công cụ chỉnh sửa và biên tập hữu ích Với ArcEditor, người dùng có thể thực hiện nhiều tác vụ nâng cao trong việc quản lý dữ liệu địa lý.
- Dùng các công cụ CAD (hệ thống hỗ trợ thiết kế trên máy tính: Computer Aid - Design) để tạo và chỉnh sửa các đặc tính GIS;
- Tạo ra các CSDL địa lý thông minh;
- Tạo quy trình công việc một cách chuyên nghiệp cho 1 nhóm và cho phép nhiều người biên tập;
- Xây dựng và giữ được tính toàn vẹn của không gian bao gồm các quan hệ hình học topo giữa các đặc tính địa lý;
- Quản lý và mở rộng mạng lưới hình học;
- Làm tăng năng suất biên tập;
- Quản lý môi trường thiết kế đa người dùng;
- Duy trì tính toàn vẹn giữa các lớp chủ đề và thúc đẩy tư duy logic của người dùng;
- Cho phép chỉnh sửa dữ liệu độc lập (khi tạm ngừng kết nối với CSDL) f Các dạng cấu trúc dữ liệu trong ArcGIS
Dữ liệu lưu trữ trong ArcGis được lưu trữ ở 3 dạng: shapefile, coverages và geodatabase
Shape files lưu trữ dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính, hiển thị trong ArcCatalog thông qua ba biểu tượng đại diện cho các loại đối tượng không gian: điểm, đường và vùng.
Shape file thực chất không phải là một file đơn lẻ mà là tập hợp từ 5 đến 6 file có tên giống nhau nhưng có đuôi khác nhau Trong số đó, các file quan trọng nhất của shape file thường có đuôi như: shp, shx, và dbf.
+ *.shp - chứa các đối tượng không gian (Geometry);
+ *.shx - chỉ số để liên kết đối tượng với bảng thuộc tính;
+ *.prj - xác định hệ quy chiếu của shape file
- Coverages : Lưu trữ các dữ liệu không gian, thuộc tính và topology Các dữ liệu không gian được hiển thị ở dạng điểm, đường, vùng và ghi chú
- GeoDatabase : Là một CSDL được chứa trong một file có đuôi là *.mdb
Khác với shape file, GeoDatabase cho phép lưu giữ topology của các đối tượng
Trong GeoDatabase có 1 hay nhiều Feature Dataset
Hình 1.7 Mô hình thể hiện cho GeoDatabase
Feature Dataset là một tập hợp các đối tượng có chung hệ quy chiếu và hệ tọa độ Nó có thể bao gồm một hoặc nhiều lớp đối tượng (Feature class).
Feature class là đơn vị chứa các đối tượng không gian trên bản đồ, tương đương với một layer trong ArcMap Mỗi Feature class chỉ bao gồm một loại đối tượng như polygon (vùng), line (đường) hoặc point (điểm) Ngoài ra, mỗi Feature class sẽ được liên kết với một bảng thuộc tính (Attribute Table), và khi tạo Feature class, bảng thuộc tính cũng sẽ được tự động tạo theo.
1.2.2 Một số chức năng của các thanh menu chính trong ArcGIS a) Kích hoạt gói phần mềm ArcMap và hoạt động
- Cách cài dặt phần mềm ArcGIS 10.3 (tìm hiểu thêm về hướng dẫn cài đặt)
- Khởi động phần mềm ArcMap
Hình 1.8 Giao diện khi mở gói phần mềm ArcMap
QT 1.1 Khởi động và mở bản đồ
- Vào Start / Program / ArcGIS / ArcMap 10.2 (Hoặc có thể nháy chuột trái 2 lần vào biểu tượng của ArcMap ( ) trên Desktop
- Click chuột vào File \ Open Hộp thoại Open xuất hiện cho phép người dùng hiển thị bản đồ cần mở
Các bước trong xây dựng bản đồ số bằng ArcMap
Xây dựng bản đồ số bằng công cụ của GIS chúng ta cần thực hiện những nội dung sau:
1 Định vị ảnh bản đồ;
2 Tách và xây dựng các lớp thông tin;
3 Số hóa các đối tượng bản đồ;
4 Nhập Cơ sở dữ liệu;
5 Tạo bản đồ chuyên đề;
6 Biên tập bản đồ và thiết kế trang in
Trong quá trình xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ số, cần tuân thủ năm chuẩn thông tin về bản đồ đã được giới thiệu trong phần lý thuyết của môn học.
Nội dung luyện tập kỹ năng
Chuẩn bị một CSDL đã xây dựng đầy đủ Thực hành các nội dung:
- Nội dung 1 : Mở bản đồ đã có;
Thay đổi tỷ lệ dịch chuyển cửa sổ các công cụ và điều chỉnh tỷ lệ bản đồ (Scale Bar) là những thao tác quan trọng trong việc sử dụng phần mềm bản đồ Người dùng có thể thực hiện các chức năng như Zoom in, Zoom out, Centered zoom, và Full extent để cải thiện trải nghiệm xem bản đồ Bên cạnh đó, việc sử dụng các công cụ Pan và các biểu tượng khác tại thanh công cụ Tools cũng giúp tối ưu hóa việc điều hướng trên bản đồ.
- Nội dung 3 : Tắt, bật các lớp (layer), công cụ Zoom to layer;
- Nội dung 4 : Xem thông tin về các đối tượng (sử dụng công cụ Identify trên thanh Tools);
- Nội dung 5 : Chọn đối tượng (Select a feature / Object);
- Nội dung 6 : Mở bảng thuộc tính Attribute table của các lớp thông tin
ĐỊNH VỊ ẢNH BẢN ĐỒ
Mục tiêu và yêu cầu
- Minh họa và bổ sung nội dung lý thuyết
- Giúp sinh viên đăng ký toạ độ cho ảnh bản đồ
- Phải khởi động được chương trình ArcMap và mở được file ảnh bản đồ
- Phải sử dụng thành thạo các công cụ để tiến hành đăng ký tọa độ cho ảnh bản đồ đã được quét và đưa vào trong máy tính
- Phải đưa ra được file ảnh bản đồ đã được định vị hoàn chỉnh với sai số cho phép.
Nội dung thực hiện
2.2.1 Thiết lập các hệ tọa độ trong ArcGis a) Thiết lập một hệ tọa độ mới
Quy trình xây dựng hệ tọa độ mới cho ArcMap là cần thiết khi các hệ tọa độ có sẵn không đáp ứng yêu cầu, chẳng hạn như khi làm việc với dữ liệu bản đồ VN2000 múi 3 độ, hệ tọa độ quốc gia của Việt Nam cho các địa phương, không được tích hợp sẵn trong ArcMap.
Để tạo hệ tọa độ VN2000 múi chiếu 3 độ cho tỉnh Gia Lai, cần sử dụng các thông số sau: False_Easting 500000.0, False_Northing 0.0, Central_Meridian 108.5, Scale_Factor 0.9999 và Latitude_Of_Origin 0.0, theo hướng dẫn của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
QT 2.1 Thiết lập hệ tọa độ mới
- Kích hoạt Arctoolbox (click chuột vào biểu tượng trên menu Standard)
- Chọn Data Management tool / Projection and Transformation / Define Projection
- Trong box Define Projection: Click chuột vào
- Trong box Spatial Reference Properties: Chọn biểu tượng New ( ) /
- Thay đổi các thông số cho phù hợp với hệ tọa độ chiếu
- Sau khi tạo xong, hệ tọa độ mới nằm ở mục Custom
Hình 2.1 Các thông số khi thay đổi cho VN2000 múi 3 tỉnh Gia Lai b Thiết lập hệ tọa độ cho bản đồ
Hình 2.2 Minh họa lựa chọn dữ liệu và hệ tọa độ
QT 2.2 Thiết lập hệ tọa độ cho bản đồ
- Mở bản đồ cần gán hệ tọa độ (click trên thanh Standard)
- Kích hoạt Arctoolbox (click chuột vào biểu tượng trên menu Standard)
- Chọn Data Management tool / Projection and Transformation / Define Projection
+ Click chuột vào để chọn lớp bản đồ cần gán / Tìm đến thư mục đã copy file ảnh / Click chuột chọn ảnh / OK;
+ Click chuột vào để chọn hệ tọa gán / Projected Coordinate Systems /
UTM / WGS 1984 / Northen Hemisphere /WGS 1984 UTM Zone 48N
Chọn lớp bản đồ (ảnh) cần gán Chọn hệ tọa độ gán
2.2.2 Thiết lập thông số cho Data frame
Data Frame là tập hợp các lớp dữ liệu được hiển thị trong cùng một hệ quy chiếu ArcGIS cho phép người dùng làm việc với từng Data Frame riêng lẻ hoặc kết hợp nhiều Data Frame cùng lúc.
Bản đồ sẽ được hiển thị trong hệ tọa độ địa lý UTM WGS 1984, và khi thêm các lớp bản đồ từ các dữ liệu trong hệ quy chiếu khác vào Data Frame, chúng sẽ tự động được chuyển đổi về hệ UTM WGS 1984.
Khi muốn thêm 1 Data Frame mới: Insert / Data Frame
Kích hoạt Data Frame: Click chuột phải vào Data Frame cần kích hoạt / Chọn Active
Xóa 1 Data Frame: Click chuột phải vào Data Frame cần xóa / Chọn Remove
2.2.3 Đăng ký tọa độ cho ảnh bản đồ Ảnh bản đồ cần phải được đăng ký trong một hệ tọa độ xác định để tiến hành số hóa các thông tin có trên ảnh với mục đích gắn (trả) tọa độ của các pixel (tọa độ hàng - cột) về tọa độ thực của các pixel này ở ngoài thực tế Đây là bước đơn giản nhưng cực kỳ quan trọng trong xây dựng CSDL từ ảnh bản đồ scan Bởi vì, toàn bộ các dữ liệu sau này xây dựng sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào sai số khi chúng ta định vị ảnh bản đồ
QT 2.3 Thiết lập thông số cho Data Frame
- Trong bảng TOC ( Table of Contents ): Click chuột phải vào Layers
- Trong menu Data Frame Properties hiện ra chọn thẻ Coordinate System
- Tại Select a coordinate system chọn: Projected Coordinate Systems / UTM / WGS 1984 / Northen Hemisphere / WGS 1984 UTM Zone 48N
Hình 2.3 Minh họa về điểm định vị và cách lựa chọn
Lưu ý : Cách lựa chọn các điểm định vị, yêu cầu các của các điểm định vị và sai số phù hợp cần trình bày cụ thể cho sinh viên
Kết quả cần kiểm tra kỹ trước khi lưu tránh các trường hợp mắc phải các sai số
Kết quả định vị sẽ được sử dụng cho các phần tiếp theo
- Sử dụng QT 2.3 để thiết lập hệ tọa độ cho Data Frame
- Sử dụng QT 2.4 để thiết lập hệ tọa độ cho ảnh
- Kích hoạt thanh công cụ Georeferencing (Bấm phải chuột ở vị trí khoảng trống trên thanh Menubar / Lựa chọn Georeferencing )
Chú ý: Điều chỉnh ảnh cho đúng hướng (Sử dụng chức năng xoay ảnh Fit or Rotate trong Georeferencing
- Xác định vị trí các điểm định vị (ít nhất 4 điểm)
- Nhập tọa độ cho các điểm định vị (Click chuột vào biểu tượng Add Control
Points / Đưa trỏ chuột về đúng vị trí điểm định vị click chuột trái / Click chuột phải / Chọn Input X and Y )
- Chọn biểu tượng View Link Table ( ) để xem chi tiết thông tin về các điểm đã định vị
- Chọn Save ( ) để lưu lại các điểm định vị
- Click chuột trái vào Georeferencing / Update Georeferencing
(Kiểm tra kết quả qua công cụ đo khoảng cách Measure trên thanh
Tools) Điểm khống chế (định vị)
Các đường của lưới tọa độ
TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CÁC LỚP THÔNG TIN
Mục tiêu và yêu cầu
Từ một bản đồ đã được định vị theo hệ quy chiếu, cần tách các lớp thông tin theo các đối tượng chung như vùng, đường, điểm và văn bản, nhằm tạo ra lớp thông tin trong ứng dụng Catalog, phục vụ cho công tác số hóa bản đồ.
- Phải mở được file ảnh bản đồ đã được định vị đạt yêu cầu
Để xây dựng các lớp thông tin rỗng trong Catalog, cần thành thạo các công cụ hiển thị và chỉnh sửa lớp thông tin đã tạo.
Để tối ưu hóa việc phân tích bản đồ gốc, cần nhận diện các dạng đối tượng có trên bản đồ và lựa chọn những loại đối tượng phù hợp để phân loại vào các nhóm và lớp thông tin khác nhau.
- Phải đưa ra được toàn bộ các lớp thông tin đã tạo vào Table of contents.
Quản lý CSDL bằng ArcCatalog
Ứng dụng ArcCatalog là công cụ quản lý và tổ chức thông tin địa lý cho ArcGIS, cho phép người dùng sắp xếp các loại dữ liệu như geodatabases, file raster, tài liệu bản đồ, dữ liệu toàn cầu, dữ liệu 3D, và các lớp thông tin Ngoài ra, ArcCatalog cũng hỗ trợ quản lý dịch vụ GIS, Arcserver và metadata, giúp tối ưu hóa quy trình làm việc với dữ liệu địa lý.
ArcCatalog sắp xếp các nội dung theo chế độ cây, giúp người dùng dễ dàng tổ chức bộ dữ liệu GIS và tài liệu ArcGIS Công cụ này hỗ trợ nghiên cứu, tìm kiếm thông tin và quản lý dữ liệu hiệu quả.
Hình 3.1 Giao diện sử dụng của gói sản phẩm ArcCatalog
ArcCatalog cung cấp chức năng cho phép người dùng lựa chọn các thành phần của hệ thống thông tin địa lý (GIS), xem xét các thuộc tính của chúng và truy cập vào các công cụ cần thiết để thao tác với các đối tượng đã được chọn.
ArcCatalog cung cấp 3 cách xem dữ liệu là: Contents, Preview và Description
Chế độ Contents view : Tất cả các dữ liệu được hiển thị dưới dạng cây thư mục hay các biểu tượng
Chế độ Preview cho phép hiển thị dữ liệu dưới dạng bản đồ khi chọn Geography trong hộp thoại, hoặc dưới dạng bảng nếu chọn Table Người dùng có thể sử dụng menu để phóng to, thu nhỏ và xem thuộc tính của đối tượng.
Chế độ Description cung cấp thông tin mô tả đa dạng về dữ liệu, bao gồm hệ quy chiếu, thời gian và phương pháp thu thập, giúp người dùng hiểu rõ hơn về nguồn gốc và cách thức dữ liệu được thu thập.
Hình 3.2 Một số chức năng hiển thị chính trong ArcCatalog
Tách lớp thông tin và biên tập các đối tượng
Trong phần Thực hành môn học, quá trình số hóa sẽ được thực hiện thông qua việc sử dụng ArcCatalog để tạo ra các lớp thông tin và đối tượng.
Cách 1: Click đúp chuột vào biểu tượng ArcCatalog ( )trên Desktop Cách 2: Start / Program / ArcGIS / ArcCatalog
Cách 3: Chạy ArcCatalog trên nền ArcMap
3.3.2 Xây dựng các lớp thông tin Đối với một GIS, việc quản lý thông tin cho các đối tượng hay vùng sẽ được tiến hành thông qua quá trình phân chia thành các phân lớp thông tin và đối tượng (layer / theme và objective class) Cũng như vậy, trong quá trình thực hành chúng ta cũng sẽ phân chia CSDL trên bản đồ thành những hệ thống phân lớp thông tin và phân lớp đối tượng Mỗi lớp thông tin lưu trữ một loại các đối tượng có chung một tính chất hay đặc điểm giống nhau Thiết kế các lớp thông tin rất quan trọng đối với bất kỳ một hệ thống GIS nào bởi vì cách phân lớp thông tin sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tính hiệu quả, khả năng xử lý và sử dụng lâu dài của cơ sở dữ liệu không gian
Khi thiết kế các lớp thông tin cần tuân thủ một số nguyên tắc sau:
- Có các lớp thông tin cơ bản (thông tin nền) như:
+ Lớp thông tin cơ sở toán học bản đồ: điểm khống chế, khung, điểm độ cao, trắc địa nhà nước…;
+ Lớp thông tin về địa hình;
+ Lớp thông tin về hệ thống thuỷ văn;
+ Lớp thông tin về hệ thống đường giao thông
Việc lựa chọn các lớp thông tin chuyên đề phù hợp với từng ứng dụng và yêu cầu cụ thể là rất quan trọng, bao gồm cả việc lưu trữ trong cơ sở dữ liệu và thứ tự nhập vào.
Gộp các đối tượng thành một lớp thông tin là cách tiếp cận tối ưu, giúp tránh việc quản lý quá nhiều lớp thông tin mà vẫn đảm bảo không quá tổng quát, nhằm dễ dàng xử lý từng đối tượng một cách riêng biệt.
Trong hộp thoại Catalog Tree: Click chuột phải vào Folder Connections / Chọn Connect to folder / Chọn thư mục để khởi tạo dữ liệu (hoặc tạo mới một Folder)
Lưu ý: Có thể tiến hành xây dựng CSDL bằng cách chạy trực tiếp trên
ArcMap khi chúng ta lựa chọn biểu tượng Catalog trên thanh Standard của ArcMap Các bước tiếp theo khá tương tự khi ta sử dụng tạo CSDL trên box
Hình 3.3 Công cụ trong box Connect to Folder
Xác định các nhóm thông tin chính: hệ thống thông tin nền, chuyên đề và bổ trợ
Tạo một dữ liệu GeoDatabase (gói dữ liệu địa lý)
- Chọn đường dẫn chứa GeoDatabase
- Kích chuột phải vào chỗ bất kỳ trên màn hình
- Đánh tên cho GeoDatabase Đường dẫn đến Folder đã tạo
Tạo mới một Feature Dataset (tạo các nhóm dữ liệu)
Hình 3.4 Minh họa cho quá trình tạo mới một Feature dataset
Tạo mới một Feature class (tạo các lớp thông tin)
QT 3.2 Tạo mới một Feature Dataset
- Chọn đường dẫn chứa Feature Dataset (click đúp chuột vào GeoDatabase vừa tạo)
- Kích chuột phải vào chỗ bất kỳ trên màn hình
- Đánh tên cho Feature Dataset trong hộp Name
- Chọn Edit để đặt hệ thống tọa độ xuất hiện hộp thoại
- Chọn Select sau đó lựa chọn hệ thống tọa độ
QT 3.3 Tạo mới một Feature class
- Click đúp chuột vào Feature Dataset vừa tạo
- Đánh tên cho Feature class trong hộp New Feature class
- Chọn các thông số phù hợp cho từng loại đối tượng (điểm - point; đường - line; vùng - polygon)
Hình 3.5 Minh họa cho quá trình tạo mới một Feature class
- Không sử dụng khoảng trống ở mục Name tại box New Feature Class;
- Kiểm tra kỹ định dạng các loại đối tượng trong ô Type của box New Feature Class (4 dạng Point - Line - Polygon và Annotation);
When creating a text annotation layer, it is essential to determine the map scale beforehand Enter this scale in the Reference Scale field, which appears after selecting Next in the New Feature Class dialog box.
Khi tạo các lớp thông tin, việc thiết kế các bảng CSDL thuộc tính là rất quan trọng, bao gồm việc xác định trước các trường dữ liệu và định dạng của chúng Hãy tìm hiểu chi tiết về quy trình này trong Bài 5.
- Dữ liệu để xây dựng dựa trên ảnh đã định vị trong Bài 2
SỐ HÓA BẢN ĐỒ VÀ KHẢ NĂNG PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN
Mục tiêu và yêu cầu
Biến đổi dữ liệu raster thành dữ liệu vector là quá trình chuyển đổi bản đồ giấy thành bản vẽ số trên máy tính, tạo ra một bản đồ số hóa chính xác và dễ dàng sử dụng.
- Yêu cầu không bị mất thông tin, số hóa chính xác các đối tượng
- Yêu cầu đầy đủ đối với các thuộc tính như màu sắc, giá trị…
- Trình bày đúng tiêu chuẩn của bản đồ
- Thành thạo trong việc sử dụng các công cụ phân tích không gian được giới thiệu.
Số hóa đối tượng bản đồ
Sau khi hoàn thiện các lớp thông tin, bước tiếp theo trong quá trình số hóa là biên tập các đối tượng dựa trên mô hình thông tin không gian và mô hình thuộc tính, cụ thể là bảng cơ sở dữ liệu thuộc tính.
Trong quá trình số hóa, thanh công cụ Editor sẽ được sử dụng thường xuyên Để gọi thanh công cụ Editor, bạn cần chọn thực đơn Tools.
Editor ToolBar ; View / Tool / Editor hoặc click chuột phải vào thanh MenuBar / chọn Editor
Trước khi tiến hành biên tập, hãy chọn chức năng Snapping bằng cách nhấp vào Editor, sau đó chọn Snapping Tiếp theo, mở Snapping Toolbar và chọn tất cả các ô để kích hoạt chế độ bắt điểm vào đỉnh của các đường và vùng.
- Khi số hóa nên gọi từng lớp thông tin riêng biệt để làm việc và số hóa lần lượt các lớp thông tin;
- Số hóa lần lượt các đối tượng trong lớp thông tin: từ trên xuống dưới, từ trái qua phải;
- Với các lớp thông tin có dữ liệu thuộc tính đi kèm cần chú ý nhập ngay CSDL thuộc tính cho các đối tượng khi số hóa xong
Hình 4.1 Minh họa cho quá trình tạo lớp thông tin có đối tượng dạng điểm
Lưu ý: để tạo ra điểm ở những tọa độ cho trước cần: click chuột trái tạo ra điểm
(ở bất kỳ vị trí nào), sau đó click chuột phải / Chọn Absolutely X,Y / Ghi tọa độ
QT 4.1 Tạo mới đối tượng dạng điểm (point)
- Khởi động ArcCatalog trong ArcMap: Click vào biểu tượng trên thanh
- Chọn tới Folder đã tạo các lớp thông tin trong mục Folder Connections
Để số hóa lớp thông tin dạng điểm, bạn chỉ cần chọn lớp thông tin đó, giữ chuột kéo lớp vào màn hình và thả chuột Sau khi thực hiện, lớp thông tin sẽ xuất hiện trong hộp TOC.
- Click vào biểu tượng Add Data để tìm đến thư mục ảnh đã định vị / Chọn ảnh / Add
- Click chuột phải vào khoảng trắng trên thanh công cụ / Chọn Editor Thanh công cụ Edtor hiện lên / chọn Editor / Start editing
- Trên thanh Editor chọn Creat Features / Chọn lớp thông tin cần số hóa / Chọn các công cụ để vẽ đối tượng trong box Construction tools
- Số hóa các đối tượng xong chọn Editor / Save Edits
- Chọn Editor / Stop editing sau khi đã hoàn thành biên tập các đối tượng ở lớp thông tin
Hình 4.2 Minh họa cho quá trình tạo lớp thông tin có đối tượng dạng đường
QT 4.2 Tạo mới đối tượng dạng đường (polyline)
- Khởi động ArcCatalog trong ArcMap: Click vào biểu tượng trên thanh
- Chọn tới Folder đã tạo các lớp thông tin trong mục Folder Connections
- Đặt thông số cho Data Frame
- Click vào biểu tượng Add Data để tìm đến thư mục ảnh đã định vị / Chọn ảnh / Add
- Chọn lớp thông tin dạng đường cần số hóa
- Click chuột vào lớp thông tin, chọn Editor / Start editing
- Trên thanh Editor chọn Creat Features / Chọn lớp thông tin cần số hóa / Chọn các công cụ để vẽ đối tượng trong box Construction tools
Lưu ý: Khi muốn dừng để không vẽ đối tượng nữa (điểm kết thúc) có thể click đúp chuột trái hoặc nhấn phím F2
- Số hóa các đối tượng xong chọn Editor / Save Edits
- Chọn Editor / Stop editing sau khi đã hoàn thành biên tập các đối tượng trong lớp thông tin
Các công cụ số hóa:
Hình 4.3 Các biểu tượng có liên quan tới việc chỉnh sửa các đối tượng dạng đường Các công cụ chỉnh sửa:
Để sửa lỗi dữ liệu khi số hóa, bạn cần chọn đối tượng bị sai, sau đó chọn "Edit vertice" để điều chỉnh các điểm vertex bị lỗi, hoặc bạn có thể click đúp vào đối tượng cần sửa.
Hình 4.4 Công cụ Edit Vertices
Cắt đường thẳng thành các phần:
- Chọn đối tượng cần cắt;
- Chọn công cụ Split tools ;
- Chọn vị trí trên đường cần tách
Cắt đường thẳng theo khoảng cách hoặc tỷ lệ xác định:
- Chọn vào đường thẳng cần cắt / Chọn Editor / Split;
Cắt theo tỷ lệ phần trăm
QT 4.3 Tạo mới đối tượng dạng vùng (polygon)
- Khởi động ArcCatalog trong ArcMap: Click vào biểu tượng trên thanh
- Chọn tới Folder đã tạo các lớp thông tin trong mục Folder Connections
- Đặt thông số cho Data Frame
- Click vào biểu tượng Add Data để tìm đến thư mục ảnh đã định vị / Chọn ảnh / Add
- Chọn lớp thông tin dạng vùng cần số hóa
- Click chuột vào lớp thông tin, chọn Editor / Start editing
- Trên thanh Editor chọn Creat Features / Chọn lớp thông tin cần số hóa / Chọn các công cụ để vẽ đối tượng trong box Construction tools
- Khi muốn dừng để không vẽ đối tượng nữa (điểm kết thúc) có thể nhấn phím F2 hoặc click chuột phải / Finish Sketch
- Số hóa các đối tượng xong chọn Editor/ Save Edits
- Chọn Editor / Stop editing sau khi đã hoàn thành biên tập các đối tượng trong lớp thông tin
Hình 4.5 Công cụ Construction tools Các công cụ số hóa:
Khi số hóa các đường biên giữa các đối tượng nằm liền kề
- Đưa trỏ chuột vào vị trí giáp biên đầu, di chuyển chuột dọc theo ranh giới, click chuột tại điểm giáp biên cuối
Các công cụ chỉnh sửa:
Cắt một polygon thành các polygon riêng:
- Chọn Editor / Cut polygons tool ;
- Vẽ đường hoặc vùng làm cơ sở để chia vùng vừa chọn;
Chỉnh sửa hình dạng của Polygon: Sử dụng công cụ Reshape Feature tool
Nhập (hợp) các polygon thành 1 polygon:
- Giữ Shift và click chuột lựa chọn các vùng cần gộp;
QT 4.4 Tạo mới đối tượng dạng Text
- Chọn lớp thông tin dạng Text
- Click chuột vào lớp thông tin, chọn Editor
- Trên thanh Editor chọn Creat Features /
Chọn lớp thông tin cần số hóa / Đánh chữ trong hộp Annotation Construction
- Chọn kiểu đặt chữ trong Construction tools và đưa vào vị trí cần đặt trên bản đồ
- Số hóa các đối tượng xong chọn Editor /
Hình 4.6 Box Annotation Construction Để thay đổi format của đối tượng text click chuột vào biểu tượng Toggle
Một số chức năng phân tích không gian của ArcMap (sử dụng Arctoolbox) 42 1 Sử dụng chức năng Analysis toolbox / Extract
4.3.1 Sử dụng chức năng Analysis toolbox / Extract
Input layer chỉ giữ lại các đối tượng nằm trong đường bao của Clip layer, và các đối tượng này có thể ở dạng điểm, đường, hoặc vùng.
Kỹ thuật Split: Phân chia đối tượng trong lớp thông tin đầu vào thành nhiều đối tượng phụ (Các lớp thông tin cần phải là polygon)
- Kích hoạt thanh công cụ của Arctool box
- Chọn đường dẫn cho file chứa đối tượng sẽ được cắt
- Chọn đường dẫn cho file chứa đối tượng cắt
- Chọn đường dẫn cho file chứa kết quả / OK
Hình 4.7 Minh họa kỹ thuật Clip
File chứa đối tượng bị cắt
File chứa đối tượng cắt File chứa kết quả
4.3.2 Sử dụng chức năng Analysis toolbox / Overlay
Loại bỏ đi phần thông tin nằm trong đường bao của các đối tượng ở Erase feature
- Kích hoạt thanh công cụ của Arctool box
- Chọn đường dẫn cho file chứa đối tượng bị cắt (Input feature)
- Chọn đường dẫn cho file chứa đối tượng cắt (Split feature)
- Chọn trường dữ liệu cắt (Split Field)
- Chọn đường dẫn cho file chứa kết quả (Target workspace)
- Kích hoạt thanh công cụ của Arctool box
- Chọn đường dẫn cho file chứa đối tượng bị cắt (Input feature)
- Chọn đường dẫn cho file chứa đối tượng cắt (Erase feature)
- Chọn đường dẫn cho file chứa kết quả (Output Feature Class)
Hình 4.8 Minh họa kỹ thuật Split
Hình 4.9 Minh họa kỹ thuật Erase
Giao nhau giữa các đối tượng trên hai lớp khác nhau tạo ra nhiều đối tượng mới, giữ lại tất cả các thuộc tính của cả hai lớp, nhưng chỉ giữ phần giao nhau.
Giao nhau giữa các đối tượng trên hai lớp khác nhau tạo ra nhiều đối tượng mới, giữ lại toàn bộ thuộc tính của cả hai lớp Quy trình này tương tự như phương pháp Intersect.
- Kích hoạt thanh công cụ của Arctool box
- Chọn các lớp thông tin (chú ý thứ tự)
- Chọn đường dẫn cho file chứa kết quả (Output Feature Class)
- Lựa chọn kiểu định dạng cho kết quả (Output type)
Hình 4.10 Minh họa kỹ thuật Intersect
Hình 4.11 Minh họa kỹ thuật Union
4.3.3 Sử dụng chức năng Analysis toolbox / Proximity (chỉ nghiên cứu khả năng Buffer)
4.3.4 Chuyển đổi dữ liệu: vector hóa, raster hóa
Hai quá trình này đều được chuyển đổi một cách tự động trên ArcMap thông qua bộ công cụ trong mục Conversion tool trong Arctoolbox
Hình 4.12 Minh họa kỹ thuật Buffer
Hình 4.13 Các trình đơn lựa chọn chuyển đổi dữ liệu
- Kích hoạt thanh công cụ của Arctool box
- Chọn đường dẫn cho file cần tạo vùng đệm ở thanh Browse của hộp thoại Input Features
- Chọn đường dẫn cho file chứa vùng đệm ở thanh Browse của hộp thoại Output Feature class
- Chọn đơn vị và độ rộng khoảng đệm trong hộp thoại Linear unit
TẠO LẬP CSDL THUỘC TÍNH VÀ HIỂN THỊ CÁC LỚP THÔNG TIN CHUYÊN ĐỀ
Mục tiêu và yêu cầu
Tạo ra các trường dữ liệu và nhập dữ liệu thuộc tính nhằm mô tả cho đối tượng không gian thuộc nhóm chuyên đề
- Phải lập được các trường dữ liệu và lựa chọn đúng kiểu trường dữ liệu
- Nhập theo đúng nguyên tắc kết nối giữa bảng dữ liệu và đối tượng không gian
- Phải đưa ra được bảng cơ sở dữ liệu hoàn chỉnh.
Xây dựng bảng CSDL thuộc tính cho các lớp thông tin
Trong quá trình xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL) cho các đối tượng, ArcMap hỗ trợ tạo ra nhiều kiểu mô hình thông tin, trong đó mô hình thông tin không gian và mô hình dữ liệu thuộc tính là hai loại quan trọng nhất Bài thực hành này sẽ tập trung vào việc xây dựng CSDL thuộc tính cho lớp thông tin hiện trạng bằng cách sử dụng công cụ Editor.
Mở lớp HT_SDD_PuPau (Lớp thông tin về hiện trạng sử dụng đất ở dạng vùng) đã tạo
Q.T 5.1 Mở bảng CSDL thuộc tính
- Click chuột trái vào lớp HT_SDD_PuPau.shp sau khi tạo được 1 đối tượng đầu tiên
Sau khi đã số hóa được 1 vùng đầu tiên: Chọn Editor / Save Edits / Stop Editing
Thêm trường dữ liệu và chọn lựa định dạng cho các trường dữ liệu:
Nhập dữ liệu thuộc tính cho các trường dữ liệu
QT 5.2 Thêm và định dạng các trường dữ liệu
- Thực hiện QT 5.1 mở bảng CSDL thuộc tính
- Xác định số lượng trường dữ liệu (đặc điểm hoặc tính chất) cần xây dựng
- Đặt tên và xác định định dạng cho từng trường
QT 5.3 Nhập dữ liệu thuộc tính
Chọn đối tượng và nhấp chuột vào các trường để nhập thông tin cho từng đối tượng Tiếp tục quá trình số hóa và nhập dữ liệu cho toàn bộ đối tượng trong lớp thông tin.
Find and Replace: Tìm và thay thế dữ liệu Select By Attribute: Lựa chon theo thuộc tính Clear Selection: Bỏ lựa chọn
Switch Selection: Chọn các phần không được chọn Select All: Chọn hết các trường
To enhance your database management, you can add fields to your tables, establish data relationships through joins, and utilize related tables for better organization Creating graphs will help visualize your data effectively, while adding tables to your layout ensures a comprehensive view of your attributes Finally, don't forget to print your database tables for offline reference.
Report: Tạo báo cáo Export: Xuất dữ liệu Appearance: Dịnh dạng font chữ cho bảng CSDL
Hình 5.1 Hộp thoại Add Field
Một số hoạt động trên bảng thuộc tính Đặt Font và kích thước chữ
- Open Attribute table / Options / Appearance
- Chọn Table Font Size and Color
Di chuyển tới một bản ghi cụ thể
- Đánh số của bảng ghi muốn di chuyển tới
Sắp xếp các bản ghi theo một thứ tự nhất định
- Click chuột trái vào phía trên cột cần sắp xếp (nếu muốn sắp xếp nhiều trường ấn đồng thời phím Ctrl)
- Sort Ascending : Chiều tăng dần
- Sort Descending : Chiều giảm dần
Lưu ý: Có thể kết hợp nhiều trường dữ liệu bằng cách chọn Advanced Sorting
Nhập thông tin cho trường dữ liệu Các trường dữ liệu được tạo
Xoá các lựa chọn đã chọn
- Chọn Options trong bảng thuộc tính
- Click chuột phải / Delete Field
- Click vào đối tượng / Nhấn phím Delete hoặc Chọn bản ghi / Delete
Tổng hợp một số tham số thống kê cho trường dữ liệu
+ Count: Số lượng bản ghi;
+ Min : Giá trị nhỏ nhất;
+ Max: Giá trị lớn nhất;
+ Mean: Giá trị trung bình;
+ Dev: Phương sai tiêu chuẩn
Tính toán dữ liệu về địa lý
+ Property: Thuộc tính tính toán;
+ X (Y) Coordinate of Centroid: Trích xuất tọa độ của tâm đối tượng;
- Chọn lựa các thông số / OK
Lựa chọn theo thuộc tính
+ Chọn Select by Attributes + Chọn trường cần lựa chọn ở hộp Fields
+ Chọn phép tính của câu lệnh
+ Chọn giá trị gán cho trường
+ Bấm Apply các đối tượng được chọn sẽ được hiển thị màu xanh
Hình 5.3 Minh họa cho các hoạt động trên bảng thuộc tính
1: Hộp thoại chứa tên các trường; 2: Các toán tử; 3: Công thức
Các nội dung cần cần xây dựng trong khi xây dựng Bảng CSDL thuộc tính:
1 Chuẩn bị lớp thông tin cần xây dựng bảng CSDL thuộc tính (lớp
The information layer HT_SDD_PuPau consists of four essential data walls: STT_LO (Lot Number / Short Integer), MA_LHSDD (Land Use Type Code / Text), LHSDD (Land Use Type / Text), and DIEN_TICH (Lot Area / Double).
Trong trường hợp bị thiếu các trường dữ liệu trên sử dụng QT 5.2 để add các trường mới vào;
2 Sử dụng QT 5.3 để nhập thủ công cho từng đối tượng;
3 Mở bảng CSDL thuộc tính và nhập tự động cho trường dữ liệu
DIEN_TICH bằng công cụ tính toán dữ liệu địa lý;
4 Lưu các kết quả lại
Lưu ý: Có thể nhập dữ liệu nhanh bằng cách sử dụng các quy trình
Select by Attribute và Field Calculator để nhập tự động cho nhiều đối tượng giống nhau
Hình 5.4 Lựa chọn Calculate Geometry trên bảng Attribute
Thiết kế bản đồ chuyên đề
5.3.1 Chồng xếp các lớp thông tin
Trong ArcMap và các phần mềm GIS khác, người dùng có thể kết hợp và chồng xếp nhiều lớp thông tin để tạo ra bản đồ chứa thông tin cần thiết cho các mục đích sử dụng khác nhau.
Trong quá trình xây dựng bản đồ, việc lựa chọn thông tin cần thiết là rất quan trọng Chúng ta sẽ sử dụng toàn bộ thông tin đã được số hóa để kết hợp và tạo ra nội dung thực hành hiệu quả.
5.3.2 Các phương pháp hiển thị dữ liệu
Dữ liệu có thể được trình bày trên bản đồ qua nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm ký hiệu, màu sắc, độ nét và đường bao Việc lựa chọn cách hiển thị phù hợp phụ thuộc vào loại dữ liệu và mục đích sử dụng ArcMap cung cấp nhiều kiểu hiển thị, nhưng cần lưu ý rằng tất cả các đối tượng trong cùng một lớp phải sử dụng phương pháp hiển thị đồng nhất.
1 Single Symbol: Tất cả các đối tượng đều được hiển thị theo cùng 1 kiểu Phương pháp này được dùng để hiển thị các dữ liệu đơn giản thường dùng cho các đối tượng dạng điểm
2 Categories: Các đối tượng được hiển thị bằng màu sắc hay ký hiệu khác nhau dựa trên giá trị của một (hay nhiều) thuộc tính nào đó Thuộc tính được sử dụng làm cơ sở hiển thị có giá trị rời rạc với số lượng không quá 20 - 30 giá trị, như 1, 2, 3
Có 3 chế độ hiển thị bằng Categories: 1 Unique values; 2 Unique values, may fields; 3 Match to symbols in style Trong đó, Unique values là hay được sử dụng nhất, chẳng hạn như: Để hiển thị các loại hình sử dụng đất bằng các màu sắc khác nhau hay trên bản đồ hành chính các địa phương được tô màu khác nhau
3 Quantities: Các đối tượng được hiển thị bằng màu sắc hay ký hiệu khác nhau dựa trên giá trị của một (hay nhiều) thuộc tính nào đó Khác với phương pháp Categories, thuộc tính được sử dụng làm cơ sở hiển thị có giá trị liên tục hay rời rạc với số lượng giá trị lớn Chẳng hạn như khi thể hiện mô hình số độ cao hay thể hiện mật độ dân cư ở 1 khu vực nào đó ArcMap sẽ chia các giá trị có thể có thành từng khoảng rồi đặt cho mỗi khoảng giá trị một loại ký hiệu và có thể thay đổi số lượng cũng như ranh giới của các khoảng
Graduated color: Các khoảng giá trị được hiển thị bằng màu sắc khác nhau
Graduated symbols: Các khoảng giá trị được hiển thị bằng ký hiệu có kích thước khác nhau
Ký hiệu tỷ lệ là một phương pháp hiển thị dữ liệu mà mỗi giá trị được thể hiện bằng ký hiệu có kích thước tương ứng với giá trị đó, giúp mang lại độ chính xác cao hơn so với ký hiệu tốt nghiệp Tuy nhiên, ký hiệu tỷ lệ có tính khái quát hóa kém hơn và không thích hợp khi thuộc tính có quá nhiều giá trị, vì điều này có thể gây rối mắt cho người xem.
Dot Density: Thuộc tính được thể hiện bằng các điểm có mật độ khác nhau Giá trị càng cao thì mật độ càng lớn
4 Chart: Giá trị của một tập hợp các thuộc tính dạng số được thể hiện bằng biểu đồ Ví dụ: như cơ cấu sử dụng đất của từng khu vực có thể được hiển thị bằng phương pháp này
5 Multiple Attributes: Giống như phương pháp Quantities / Graduated color song áp dụng cho một tập hợp các thuộc tính a) Hiển thị theo biểu tượng đơn
Click chuột phải vào lớp thông tin chứa đối tượng điểm trong TOC / Properties (hoặc click đúp vào đối tượng nằm bên dưới tên của Layer) / chọn Tab Symbology
Tại box Show: C họn Features / Single Symbol
Hình 5.5 Điều chỉnh các định dạng cho hiển thị đối tượng đơn
Chỉnh sửa định dạng các đối tượng
52 b) Hiển thị dữ liệu Categories
Cần tạo lớp thông tin mới mang tên RG_QLy.shp, chứa dữ liệu về đường ranh giới giữa các lô đất và ranh giới của khu vực nghiên cứu, cụ thể là xã lập bản đồ.
Click chuột phải RG_QLy.shp trong TOC / Properties / chọn Tab
Tại box Show: Chọn Features / Categories/ Unique values :
+ Tại Value field: chọn trường dữ liệu cần hiển thị;
+ Click vào Add all values nếu không thấy dữ liệu hiện lên trong hộp thoại phía dưới;
+ Click đúp chuột vào các loại đối tượng;
+ Định dạng lại cho phù hợp
Hình 5.6 Điều chỉnh các định dạng cho hiển thị Catergories
Sử dụng lớp hiện trạng để làm việc:
Click chuột phải Hiện trạng sử dụng đất trong TOC / Properties / chọn Tab Symbology;
Tại box Show: Chọn Features / Quantities/ Graduated Symbols :
+ Tại Value field: Chọn trường dữ liệu cần hiển thị ( DIEN_TICH );
+ Tại Classification: Chọn số lượng lớp cần chia;
+ Click đúp chuột vào các cột Range hay Label để định dạng lại các lớp phân chia
Để điều chỉnh định dạng hiển thị của các lớp phân chia, bạn cần thực hiện các bước sau: áp dụng hoặc xác nhận các thay đổi, điều chỉnh định dạng màu nền, sửa đổi tên các lớp và thiết lập giới hạn phân chia cho từng lớp.
Tạo nhãn là quy trình tự động gán các văn bản mô tả cho các đối tượng trên bản đồ, giúp tiết kiệm thời gian và công sức Nhãn này được hình thành từ một hoặc nhiều trường thuộc tính của đối tượng, đảm bảo tính chính xác và nhất quán Việc tạo nhãn tự động loại bỏ nhu cầu gán nhãn thủ công, mang lại hiệu quả cao trong quản lý thông tin bản đồ.
Kích hoạt thanh công cụ Labeling: Click chuột phải vào khoảng trống trên thanh Menubar / Chọn Labeling
Hình 5.7 Điều chỉnh các định dạng cho hiển thị Quantities
Ứng dụng để tạo nhãn cho lớp hiện trạng
- Nhãn của các lô được hiển thị:
Hình 5.8 Hộp thoại Label Manager
Hình 5.9 Minh họa cho hiển thị nhãn
- Kích hoạt thanh công cụ Labeling
- Chọn Label Manager / Chọn trường dữ liệu cần hiển thị
- Chọn định dạng về màu sắc, font size và vị trí hiển thị cho nhãn
Số thứ tự của lô
Ký hiệu loại hình sử dụng đất
- Mở Label Manager / Chọn Expression trong Text String
- Đánh vào box Expression công thức:
[MA_LHSDD]&chr(13)& [STT_LO] &" -"& chr(13)& [DIEN_TICH]
Hình 5.10 Hộp thoại Label Expresion
Hộp thoại để viết công thức
THIẾT KẾ TRANG IN VÀ IN ẤN
Mục tiêu và yêu cầu
Xây dựng một tờ bản đồ hoàn chỉnh và in ấn chuyển đổi dữ liệu
- Các lớp thông tin bản đồ khi chồng xếp theo thứ tự trước khi đưa ra Layout
- Biên tập theo đúng quy định của một tờ bản đồ
- Phải chọn được tỷ lệ in ra.
Thiết kế trang in và in ấn
Công việc này được thực hiện sau khi hoàn tất quá trình số hóa Để làm việc, chúng ta cần chuyển sang chế độ Layout View bằng cách nhấp vào biểu tượng ở góc dưới bên phải giao diện ArcMap Khác với Data View chỉ cho phép hiển thị một Data Frame tại một thời điểm, Layout View cho phép hiển thị nhiều Data Frame cùng lúc.
Các bước thiết kế trang in:
- Bước 1: Thêm các lớp thông tin vào Data Frame;
- Bước 2: Chỉnh định dạng các đối tượng theo đúng quy định;
- Bước 3: Sắp xếp các lớp thông tin sao cho khả năng hiển thị tốt nhất (có thể lựa chọn File/Save để lưu bản đồ)
- Bước 4: Thực hiện 10 nội dung cơ bản sau:
Chọn File / Page and Print Setup
Bỏ dấu tích tại Use Printer
Paper Settings để lựa chọn khổ giấy phù hợp
Hình 6.1 Hộp thoại Page and Print Setup
2 Đặt tỷ lệ cho bản đồ
Cách 1: Chọn View / Data Frame Properties / Chọn tab Data Frame /
Chọn Fixed Scale trong mục Extent / Đánh tỷ lệ trong box Scale
Dùng công cụ Pan trên thanh công cụ Tools để đưa các đối tượng về giữa bản đồ
Cách 2: Đánh tỷ lệ vào ô Scale trên thanh Standard
Dùng công cụ Pan trên thanh công cụ Tools để đưa các đối tượng về giữa bản đồ
3 Kích thước của bản đồ
• Chọn công cụ Select Elements trên thanh Tools
• Bấm chuột trái vào một chỗ bất kỳ bên trong Data Frame để chọn
Để thay đổi kích thước, hãy di chuyển trỏ chuột đến một trong tám hình vuông nhỏ, khi thấy con trỏ chuyển thành hình mũi tên hai chiều, nhấn chuột trái và giữ, sau đó kéo để điều chỉnh kích thước mong muốn rồi thả nút chuột.
• Thay đổi vị trí: Bấm chuột trái vào chỗ bất kỳ trong Data Frame, giữ chuột kéo về vị trí cần thiết sau đó thả chuột
Hình 6.2 Đặt tỷ lệ bản đồ
Hình 6.3 Điều chỉnh khung Data Frame
Vị trí thay đổi kích thước Khung Data Frame
4 Tạo lưới chiếu bản đồ
Chọn View / Data Frame Properties / Grids / New Grid
Chọn Measure Grid (Divides map into a grid of map unit) / Thay tên trong ô Grid Name / Next
Chọn Grids and Labels / Thay đổi khoảng cách giá trị của lưới tại mục Intervals / Next
Chọn Majior division ticks / Thay đổi font size cho Labels tại Text style / Next
Chọn Place a border between grid and axis label / Finish
Hình 6.4 Tạo lưới chiếu cho bản đồ
Chỉnh sửa lưới: Chọn View / Data Frame Properties / Grids
( Sửa lại tọa độ của đường lưới – lỗi có nhiều số 0 sau dấu phẩy )
Chỉnh và lựa chọn thông số cho khung
- New Grid: tạo lưới mới
- Style: kiểu lưới tọa độ
- Properties: thuộc tính của lưới
- Convert to Grphics: chuyển lưới sang dạng đồ họa
Hình 6.5 Sửa lỗi tọa độ có nhiều số 0 sau dấu phẩy
6 Tạo thước tỷ lệ và tỷ lệ bản đồ
Lựa chọn các thông số phù hợp
Hình 6.6 Lựa chọn trong box Neatline
Hình 6.7 Tạo thước tỷ lệ
7 Tạo mũi tên chỉ phương bắc
• Lựa chọn các thông số phù hợp / Di chuyển về vị trí thích hợp
• Đánh tên bản đồ / Di chuyển về vị trí thích hợp
Hình 6.8 Tạo mũi tên chỉ hướng bắc
Có thể chỉnh sửa định dạng tiêu đề bằng thanh công cụ Drawing:
9 Thiết lập bảng chú giải
• Vào thực đơn Insert / Legend, trên màn hình sẽ hiện ra hộp thoại Legend Wizard Trong danh sách Legend Items liệt kê những layer có trong chú giải
• Sử dụng các nút hoặc để loại hoặc thêm các layer trong bảng chú giải
+ Number of column: Chia bảng chú giải thành các cột
+ Preview: Xem trước bảng chú giải
Chỉnh định dạng cho Tiêu đề của bảng chú giải
Chỉnh định dạng cho các loại đối tượng đường và vùng cho từng lớp thông tin
Chỉnh định dạng cho khoảng cách giữa các phần trong chú giải
Hình 6.9 Các bước trong tạo bảng chú giải
Chỉnh định dạng cho khung của bảng chú giải
10 Biên tập bảng chú giải
Để biên tập và chỉnh sửa ta click đúp chuột vào bảng Chú giải
Để hoàn thiện bản đồ và thêm thông tin cần thiết, hãy lựa chọn các Tab phù hợp và sử dụng chức năng trong Menu Insert để thực hiện việc sửa chữa.
Hình 6.10 Điều chỉnh bảng chú giải
Data Frame : Thêm một Khung dữ liệu mới Text : Thêm các đối tượng dạng chữ
Dynamic Text : Đưa các thông tin dạng chữ cụ thể khác như ngày tháng, người thiết kế…
Scale text : Thêm dòng tỷ lệ bản đồ
Object : Thêm các đối tượng khác
SỬ DỤNG ENVI TRONG XỬ LÝ ẢNH VIỄN THÁM
SỬ DỤNG ENVI TRONG XỬ LÝ ẢNH VIỄN THÁM
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ SẢN PHẨM ENVI
Mục tiêu và yêu cầu
Nắm bắt được các tính năng cơ bản của phần mềm ENVI và hoạt động xử lý ảnh viễn thám
- Khởi động được chương trình
- Nắm bắt được các chức năng chính của các thanh công cụ.
Giới thiệu về ENVI
Hiện nay, viễn thám và công nghệ GIS được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên tại Việt Nam, giúp cải thiện khả năng xử lý dữ liệu và xây dựng bản đồ Phương pháp này khắc phục nhiều hạn chế của các phương pháp truyền thống, đặc biệt trong việc đánh giá biến động sử dụng đất Công nghệ GIS và viễn thám đóng vai trò quan trọng trong quản lý tài nguyên rừng và môi trường, cho phép thiết lập bản đồ hiện trạng rừng và phân tích dữ liệu hiệu quả Bên cạnh đó, việc xác định các yếu tố ảnh hưởng như khí hậu, thủy văn, địa hình và thảm thực vật sẽ hỗ trợ quy hoạch và đánh giá sử dụng tài nguyên thiên nhiên, từ đó đưa ra giải pháp tích hợp hiệu quả.
Hình 7.1 Mối liên hệ giữa viễn thám và GIS
ENVI (Môi trường để Hình ảnh Hình dung) là phần mềm hàng đầu trong xử lý ảnh viễn thám, thuộc bộ sản phẩm của EXELIS Visual Information Solutions (Mỹ) Phần mềm này kết hợp các kỹ thuật chuyên sâu trong xử lý dữ liệu ảnh số, bao gồm viễn thám, DEM và GIS/GPS, cùng với công nghệ phân tích địa không gian Mục tiêu của ENVI là khai thác thông tin giá trị để hỗ trợ ra quyết định chính xác và kịp thời.
Phần mềm ENVI cung cấp công cụ hiển thị dữ liệu và phân tích ảnh trong môi trường thân thiện, đáp ứng nhu cầu xử lý ảnh máy bay và vệ tinh Với giao diện hiện đại và các tính năng nổi bật được quy trình hóa, ENVI thường xuyên được nâng cấp để trở thành công cụ hiệu quả trong khai thác thông tin địa không gian, phục vụ cho các ứng dụng bản đồ và tài nguyên môi trường đa ngành.
Người dùng có thể phát triển các công cụ phần mềm ENVI bằng ngôn ngữ lập trình IDL (Interactive Data Language), một ngôn ngữ lập trình cấu trúc cho phép tích hợp xử lý ảnh và hiển thị thông qua giao diện đồ họa dễ sử dụng.
Một số đặc điểm và tính năng của ENVI
Đặc điểm chính của ENVI, bao gồm:
Môi trường giao diện thân thiện;
Hệ thống cho phép người dùng thao tác với từng kênh phổ riêng lẻ hoặc toàn bộ ảnh Khi mở một file ảnh, mọi kênh phổ có thể được chỉnh sửa bằng tất cả các chức năng hiện có Đối với nhiều file ảnh, người dùng có thể dễ dàng chọn các kênh từ các file khác nhau để xử lý cùng lúc.
ENVI cung cấp các công cụ chiết tách phổ và thư viện phổ chuyên dụng, hỗ trợ phân tích ảnh có độ phân giải phổ cao Với việc sử dụng ngôn ngữ IDL, ENVI cho phép tùy biến linh hoạt và hiệu quả trong các ứng dụng phân tích.
Những tính năng nổi trội của ENVI:
Làm việc (hiển thị và xử lý) số lượng và dung lượng ảnh lớn;
Đọc, hiển thị và phân tích nhiều định dạng (format) ảnh vệ tinh, ảnh thông dụng, dữ liệu raster và DEM;
Khai thác thông tin từ nhiều loại ảnh vệ tinh và ảnh hàng không khác nhau (VNREDSat-1, SPOT, Landsat, ASTER, QuickBird, GeoEye, WorldView, Radar, Vexcel…);
Trộn các dạng ảnh (ảnh quang học, ảnh radar…) nhằm hiểu rõ đặc điểm của vùng nghiên cứu;
Bộ công cụ xử lý ảnh đa dạng bao gồm các phương pháp khoa học đã được kiểm chứng, như công cụ xử lý hình học, phân tích phổ, phân tích dữ liệu và các công cụ nâng cao.
Khả năng làm việc với dữ liệu vector như shapefile, MIF, DXF và GPS, cùng với việc kết nối trực tiếp với phần mềm ArcGIS, giúp tích hợp dễ dàng kết quả phân tích ảnh vào cơ sở dữ liệu và quy trình ứng dụng bản đồ GIS.
Với ngôn ngữ lập trình IDL, ENVI có khả năng tùy biến và mở rộng theo yêu cầu quy trình xử lý phân tích ảnh của khách hàng
Bộ phần mềm ENVI cung cấp cả khoá cứng và khoá mềm, được phân phối theo các mức sản phẩm khác nhau, bao gồm phần cơ bản là ENVI (Runtime) hoặc ENVI+IDL, cùng với các module mở rộng theo yêu cầu Các module này được thiết kế để nâng cao tính năng của ENVI, phục vụ cho các biện pháp xử lý chuyên sâu và cung cấp công cụ xử lý ảnh nâng cao.
Nắn chỉnh hình học về tọa độ mặt đất và tạo ảnh trực giao với độ chính xác cao
Module này sử dụng mô hình toán học với các thông số của sensor cụ thể như SPOT hoặc Landsat để loại bỏ những yếu tố gây méo ảnh trong quá trình bay chụp.
2 Module ENVI Feature Extraction (FX)
Tìm kiếm và phân tích thông tin từ các đối tượng quan tâm như công trình tòa nhà, sân bóng, phương tiện giao thông, và hạ tầng như đường xá, cầu cống, sông hồ thông qua các đặc tính không gian, phổ và kết cấu Việc này được thực hiện dựa trên các loại ảnh vệ tinh và ảnh hàng không khác nhau.
Tạo lập mô hình địa hình số (DEM) từ cặp ảnh stereo (ảnh vệ tinh ASTER,
IKONOS, OrbView-3, QuickBird và SPOT
Tiền xử lý là quy trình hóa giúp loại bỏ hoặc điều chỉnh các ảnh hưởng của khí quyển đối với ảnh vệ tinh gốc, nhằm tạo ra ảnh viễn thám chất lượng cao hơn, sẵn sàng cho các bước xử lý và phân tích tiếp theo.
5 Module ENVI NITF Đọc, chỉnh sửa và phân phối ảnh viễn thám trong định dạng (format) NITF có hiệu suất nén ảnh cao
6 Sản phẩm chuyên dụng ENVI LIDAR
Xử lý dữ liệu lidar chuyên sâu giúp xác định và chiết tách các đối tượng 3D, từ đó xây dựng cơ sở dữ liệu GIS 3D phục vụ cho các ứng dụng trong đô thị và ngành lâm nghiệp.
7 Sản phẩm chuyên dụng ENVI SARScape
Xử lý chuyên sâu dữ liệu ảnh radar, phân tích và tạo lập bản đồ DEM và bản đồ biến động bề mặt
Nguồn: http://www.vinanren.vn - Tổng công ty Tài nguyên và Môi trường Việt Nam
Hệ thống các trình đơn trên thanh Menu của ENVI
Để kích hoạt phần mềm ENVI, bạn chỉ cần nhấp đúp vào biểu tượng ENVI trên màn hình Sau đó, thanh thực đơn lệnh ENVI và cửa sổ IDL Development Environment sẽ xuất hiện Chúng ta sẽ thao tác chủ yếu với các công cụ có sẵn trên thanh thực đơn lệnh ENVI.