Giáo trình hệ thống thông tin địa lý

Thôngăth ngăvi căthƠnhăl păb năđ ăth ănh ngăd aătrên k tăqu ănghiênăc uăth ă nh ngăngoƠiăth căđ a, k tăh p v i vi căphơnătíchăm uăđ tă ăphòngăthíănghi m.ăSauăkhiă h ăth ngăhóaăcácăđ năv

H C VI N NÔNG NGHI P VI T NAM

LÊ TH GIANG | TR N QU C VINH

Ch biên: LÊ TH GIANG

GIÁO TRÌNH

NHÀ XU T B N H C VI N NÔNG NGHI P ậ 2021

vi c qu nălỦăthôngătinăđaăngƠnh.ăH năth n a, GIS có kh n ngătr giúp các nhà qu n lý, các doanh nghi p,ăcácăcáănhơn,ầ đánhăgiáăhi n tr ng c a quá trình, s bi năđ ng c a s

v t thông qua các ch căn ngăthuăth p, qu n lý, truy v n, phân tích và tích h p thông tin

đ c g n v i m t n n hình h c (b năđ ) nh tăquánătrênăc ăs d li uăđ u vào K thu t GISăngƠyănayăđangăđ c ng d ng trong nhi uăl nhăv c nghiên c u và qu nălỦ,ăđ c bi t trong qu n lý và quy ho ch s d ng, khai thác các ngu n tài nguyên m t cách b n v ng

và h p lý H th ngăthôngătinăđ a lý là m t trong nh ng ng d ng r t có giá tr c a công ngh tin h cătrongăcácăl nhăv căcóăliênăquanăđ n phân tích không gian

Trong th i k h i nh p c aăđ tăn c v i th gi i th iăđ i 4.0, vi c ng d ng công ngh thôngătinăđ t ch c qu nălỦăcácăthôngătinăđ a lý m t cách t ng th góp

ph n không nh vào vi c s d ng có hi u qu ngu n tài nguyên thiên nhiên và môi

tr ng c aăđ tăn c

Hi n nay, có nhi u nghiên c uăđƣăvƠăđangăđ y m nh vi c ng d ng GIS vào các

l nhăv c qu n lý tài nguyên thiên nhiên, môiătr ngăc ngănh ăcácăl nhăv c kinh t - xã

h i.ă đápă ngăđ c xu th c a th iăđ i và có th đápă ng ngay v i nhu c u v trìnhăđ laoăđ ng tiên ti n, sinh viên ph iăđ c trang b nh ng ki n th c v ng d ng công ngh thôngătin,ăđ c bi t v GIS và các k n ngăthaoătácăphơnătích, x lý d li u b ng các công

c mà GIS cung c p

M căđíchăc aăgiáoătrìnhă“H th ngăthôngătinăđ aălỦ”ănh m trình bày t ng quan v

H th ngăthôngătinăđ a lý, các b ph n c u thành, các ch căn ngăc ăb n, các ng d ng GISătrongăcácăl nhăv c, c u trúc d li u trong GIS, mô hình s hóaăđ cao (DEM) và các ch căn ngăphơnătíchăd li u trongăGIS.ă iăt ngăng i h c là các sinh viên b c

i h c, nh ngăng i c n các ki n th c n n t ng v GIS, nh p môn GIS

Trong quá trình biên so năgiáoătrình,ăchúngătôiăđƣăthamăkh o các tài li u trong

n căvƠăn c ngoài, ch t l c nh ng ki n th c c n thi t v i th iăl ngăchoăphépăđ phù

h păchoăđƠoăt o b că i h c t i H c vi n Nông nghi p Vi t Nam, đ ng th i c g ng

ph n ánh m t s thành t u m i trong th i gian g năđơyăc a vi c ng d ng GIS

Giáoătrìnhă“H th ngăthôngătinăđ aălỦ”ăđ c phân công cho các tác gi ch u trách nhi m biên so n nh ăsau:

Ch ng 1: Gi i thi u v H th ng thôngă tină đ a lý do PGS.TS Lê Th Giang, ThS.ă oƠnăThanhăTh y và TS Ph m Quý Giang biên so n

Ch ngă2:ăC u trúc d li u trong GIS do PGS.TS Tr n Qu c Vinh biên so n

Ch ngă3:ăMôăhìnhăs đ cao do ThS oƠnăThanhăTh y biên so n

Ch ngă4:ăPhơnătíchăd li u trong GIS do PGS.TS Lê Th Giang và TS Ph m Quý Giang biên so n

Sau m iăch ngăđ u có ph n câu h i ôn t p và bài t p, nh m giúp sinh viên n m

v ng nh ng n i dung chính c a t ngăch ngăvƠăt ki mătraătrìnhăđ qua vi c làm các bài t p

Trong quá trình biên so n giáo trình khó tránh kh i đ c thi u sót, nhóm tác gi mong nh năđ c nhi uăđóngăgópăquý báu t đ ng nghi p và b năđ c

M CăL C

Ch ngă1.ăGI I THI U CHUNG H TH NGăTHỌNGăTINă A LÝ 1

1.1 GI I THI U 1

1.2.ă NHăNGH AăGIS 5

1.3 L CH S PHÁT TRI N C A GIS 7

1.4 CÁC THÀNH PH N C A GIS 10

1.4.1 Ph n c ng 11

1.4.2 Ph n m m 12

1.4.3 D li u 13

1.4.4.ăConăng i 13

1.4.5.ăPh ngăpháp 15

1.5 CÁC CH CăN NGăC A GIS 16

1.5.1 D li uăđ u vào 16

1.5.2 Phân tích d li u 18

1.5.3 D li uăđ u ra 18

1.6 M T S NG D NG C A GIS TRONG QU N LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MỌIăTR NG 19

1.6.1 ng d ng GIS trong nghiên c uătƠiănguyênăđ t 19

1.6.2 ng d ng GIS trong nghiên c u th m ph b m tăđ t 20

1.6.3 ng d ng GIS trong qu n lý r ng 22

1.6.4 ng d ng GIS trong nghiên c u th yăv n 23

1.6.5 ng d ng GIS trong nghiên c uăsinhătháiămôiătr ng 24

1.7 XUăH NGăPHỄTăTRI NăC AăGIS 24

1.7.1 S phát tri n c a ph n m m mã ngu năm 25

1.7.2 WebGIS và Mobile GIS 26

1.7.3 GIS d a trên n n t ng c aăđi nătoánăđámămơy 30

1.7.4 Trí tu nhân t o và GIS 33

CÂU H I ÔN T P 35

Ch ngă2.ăC U TRÚC D LI U TRONG GIS 36

2.1 D NG D LI UăC ăB N C A D LI U KHÔNG GIAN 36

2.1.1 D li u d ngăđi m 36

2.1.2 D li u d ngăđ ng 36

2.1.3.ă iăt ng d ng vùng 37

2.2 T CH C D LI U TRONG GIS 37

2.3 D LI U VECTOR 38

2.3.1 C u trúc d li u 38

2.3.2 Mô hình Spaghetti 40

2.3.3 Mô hình Topology 41

2.4 D LI U RASTER 43

2.4.1 C u trúc d li u 43

2.4.2 Pixel 44

2.4.3.ăCácăph ngăphápănénăd li u Raster 44

2.4.4.ă uăvƠănh căđi m c a c u trúc Raster 48

2.5 H TH NG THAM CHI U KHÔNG GIAN 48

2.5.1 H t aăđ 48

2.5.2.ă năv b năđ 51

2.5.3 Các phép chi u b năđ c ăb n 51

2.5.4 H quy chi u và h to đ Qu c gia VN-2000 55

2.5.5 T l b năđ 56

2.5.6 Metadata 57

2.6 MÔ HÌNH THÔNG TIN THU C TÍNH 58

2.6.1 Mô hình phân c p (Hierachical Model) 58

2.6.2 Mô hình m ngăl i (Network Model) 60

2.6.3 Mô hình quan h (Relational Model) 61

CÂU H I ÔN T P 62

Ch ngă3.ăMỌăHỊNHăS CAO 64

3.1 GI I THI U CHUNG V MÔ HÌNH S CAO 64

3.1.1.ă nhăngh aămôăhìnhăs đ cao 65

3.1.2 Các d ng mô hình DEM 66

3.2.ăPH NGăPHỄPăXỂYăD NG DEM 68

3.2.1.ăPh ngăphápăxơyăd ng DEM t cácăđi m m u 68

3.2.2.ăPh ngăphápăs hóa các b năđ gi y 69

3.2.3.ăPh ngăphápăxơyăd ng DEM t đ ngăđ ng m c 71

3.2.4.ăPh ngăphápăch p nh l p th 71

3.2.5.ăPh ngăphápăxơyăd ng DEM s d ng công ngh giao thoa Radar 72

3.2.6.ăPh ngăphápăxơyăd ng DEM t nh LiDAR 72

3.3 CÁC NGU N D LI U DEM MI N PHÍ 73

3.4 CÁC S N PH M T DEM 73

3.4.1 B năđ đ d c 73

3.4.2 B năđ h ng d c 75

3.4.3 B năđ đ ngăđ ng m c 76

3.4.4 B năđ tôăbóngăđ aăhìnhăvƠăđ a v t (Hillshade) 77

3.5 NG D NG C A DEM 78

3.5.1 H thôngătinăđ a lý và x lý nh 79

3.5.2 ng d ngătrongăth ngăm i 79

3.5.3 ng d ng trong công nghi p 80

3.5.4 ng d ng trong quy ho ch và qu n lý tài nguyên 80

3.5.5 ng d ng trong quân s 80

CÂU H I ÔN T P 81

Ch ngă4.ăPHỂNăTệCHăKHỌNGăGIANăTRONGăGIS 82

4.1 GI I THI U 82

4.2 QUY TRÌNH PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN 83

4.3 CÁC PHÉP PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN 85

4.3.1.ă oăl ng 85

4.3.2 T o vùng đ m 86

4.3.3 S phân l p 89

4.3.4 Phép tìm ki m 90

4.3.5 Phép ch ng x p 93

4.3.6 N i suy không gian (Spatial Interpolation) 102

4.3.7 Phân tích quan h không gian 111

4.4 M T S BÀI TOÁN NG D NG PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN TRONG GIS 115

CÂU H I ÔN T P 120

TÀI LI U THAM KH O 122

DANHăM CăCH ăVI TăT T

Ch vi t t t Vi tăđ yăđ /Ngh aăti ng Vi t

API Application Program Interface/Giao di năch ngătrìnhă ng d ng

ASTER Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer/

Máy đoăb c x ph n x và phát x nhi t trong không gian tiên ti n

CAD Computer Aidded Design/Thi t k đ c s h tr c a máy tính

CGI Common Gateway Interface/Giao di n c ng chung

CGIS Canadian Geographic Information System/H th ngăthôngătinăđ a lý c a Canada CSDL C ăs d li u

DD Decimal Degree/ th p phân

DEM Digital Elevation Model/Mô hình s đ cao

DMS Degree Minute Second/ , Phút, Giây

DSM Digital Surface Model/Mô hình s b m t

DTM Digital Terrain Model/Mô hình s đ a hình

ERSDAC Earth Remote Sensing Data Analysis Center/Trung tâm phân tích D li u

Vi n thámăTráiăđ t c a Nh t B n

ESRI Earth Remote Sensing Data Analysis Center/Trung tâm phân tích D li u

Vi n thámăTráiăđ t c a Nh t B n

FOSS Free and Open Source Software/Ph năm mămi n phí vàămƣăngu năm

Geo.AI Geospatial Artificial Intelligence/Ph ngăphápăh c máy d a trên d li uăđ a lý GIS Global Positioning System/H th ngăđ nh v toàn c u

ID Identification/Mã

IDW Inverse Distance Weighted/N i suy trung bình có tr ng s

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers/Vi n k ngh đi năvƠăđi n t LAN Local Area Network/M ng máy tính c c b

LBS Location Based Service/D ch v d a vào v trí

LiDAR Light Detection and Ranging/Phát hi n vƠăđoăkho ng cách b ng ánh sáng NASA National Aeronautics and Space Administration/C ăquanăHƠngăkhôngăvƠăV ă

SAAS Software as a Service/Ph n m mănh ălƠăm t d ch v

SAR Synthetic Aperture Radar/Radar kh uăđ t ng h p

SOAP Simple Object Extensible Protocol/Giao th c truy c păđ iăt ngăđ năgi n SRTM Shuttle Radar Topographic Mission/D ánă quană sátă đ a hình b ngă raă đa

tàu con thoi

TIN Triangular Irregular Network/M ngăl iătamăgiácăkhôngăđ u

UBND y ban nhân dân

USGS United State Geological Survey/C ăquanăkh oăsátăđ a ch t Hoa K

XML Extensible Markup Language/Ngôn ng đánhăd u m r ng

Ch ngă1 GI IăTHI UăCHUNGăH ăTH NGăTHỌNGăTINă AăLụ

Ch ng 1 gi i thi u nh ng v n đ c b n v H th ng thông tin đ a lý (GIS), đ nh ngh a GIS, l ch s phát phát tri n c a GIS, các b ph n c u thành GIS, các ch c n ng

c b n c a GIS, h th ng tham chi u không gian và m t s ng d ng c a GIS trong l nh

v c qu n lý tài nguyên và môi tr ng Sau khi h c xong ch ng này, sinh viên có th

n m đ c các v n đ n n t ng liên quan đ n GIS và các ng d ng c a GIS trong l nh

v c qu n lý tài nguyên thiên nhiên và môi tr ng

1.1.ăGI IăTHI U

T t c nh ng s vi c, hi năt ngătrênăTráiăđ tăđ u x y ra m tăđ aăđi mănƠoăđó.ă

M i ho tăđ ng c aăconăng iăđ uăđ c th c hi n trên b m t ho c g n v i b m t c a Tráiăđ t.ăConăng i di chuy n trên b m tăđ t, bay trong t ng khí quy n và làm vi c trong nh ngăđ ng h măđ căđƠoăd iălòngăđ t.ăConăng iăđƠoăcácăh , chônăcácăđ ng

ng và tuy n cáp, xây d ng các khu m đ khai thác khoáng s n,ăđ ng th i khoan gi ng

đ khai thác d u m vƠăkhíăđ t t lòngăđ t Vi c theo dõi các ho tăđ ng trên là r t quan

tr ng và thông tin v v trí c a các ho tăđ ngăđóăchínhălƠăy u t r t c n thi t trong vi c giámăsátăchúng.ăH năth n a, vi c n m b tăđ c thông tin v v trí là r t quan tr ng khi chúng ta mu năđiăđ n m tăđ aăđi măchoătr c,ăđ tìm ki m thông tin v đ aăđi m nào đóă

ho căđ c nh báo cho nh ngăng i dân s ng khu v c lân c n Nói m t cách khái quát,

h uănh ăt t c các quy tăđ nh c aăconăng iăngƠyănayăđ u c năđ năthôngătinăđ a lý Chính vì v y, v tríăđ a lý là m tăđ c tính quan tr ng c a m iăhƠnhăđ ng, chính sách, chi năl c và quy ho ch Nh ng v năđ cóăliênăquanăđ n v trí, dù là thông tin c n

s d ngăđ gi i quy t v năđ hay là gi i pháp cho v năđ đó,ăđ uăđ c g i chung là các

v n đ đ a lý M t vài ví d v nh ng v năđ đ aălỦăđ c li tăkêăd iăđơy:

- Các nhà qu n lý h th ngăch măsócăs c kh e gi i quy t các v năđ đ a lý khi h quy tăđ nh v tríăđ xây d ng các tr m y t ho c b nh vi n m i;

- Các công ty chuy n phát gi i quy t các v năđ đ a lý khi h quy tăđ nh tuy n

đ ng và l chătrìnhăchoăph ngăti n v n chuy n c a h hàng ngày;

- C ăquanăgiaoăthôngăgi i quy t các v năđ đ a lý khi h ch n các tuy năđ ng lúc

c n m m tăđ ng cao t c m i;

- Cácăchuyênăgiaăt ăv n gi i quy t v năđ đ a lý khi h đánhăgiáăvƠăđ xu t nh ng

v trí t t nh tăđ đ t nh ng c a hàng bán l m i;

- Các công ty lâm nghi p gi i quy t v năđ đ a lý khi h quy tăđ nhăph ngăphápă

t t nh tăđ qu n lý r ng: khu v c r ng b ch t phá, v trí nên m đ ngăvƠăn iănênătr ng thêm các cây m i;

- Ban qu n lý r ng qu c gia gi i quy t v năđ đ a lý khi h qu n lý, lên l ch b o trì và c i thi n các gi ng loài trong công viên;

- Chính ph gi i quy t các v năđ đ a lý khi h quy tăđ nh phân b ngơnăsáchăđ xây d ng h th ng phòng th trên bi n;

- Du khách và khách du l ch gi i quy t v năđ đ a lý khi h đ aăraăvƠănh năđ c các ch d năđ ngăđiăkhiăláiăxeăt các máy GPS tích h p trên ô tô, ho c ch n khách s n

t i nh ng thành ph xa l vƠătìmăđ ngăđiăquanhăcácăcôngăviênăgi i trí (Hình 1.1);

Hình 1.1 Màn hình thi t b d n đ ng trên ô tô

- Các nhà qu nă lỦă đ tă đaiă gi i quy t v nă đ đ a lý khi xây d ng c ă s d li u (CSDL)ăđ tăđaiănh :ăxơyăd ngăc ăs d li u đ a chính, CSDL quy ho ch, k ho ch s

d ngăđ t, CSDL th ng kê, ki măkêăđ tăđai,ăCSDLăgiáăđ t, CSDL n năđ aălỦ,ăCSDLăđi u traăc ăb n v đ tăđaiầ;

Th c t , có r t nhi u nh ng v năđ khácănhauăđ uăliênăquanăđ n v tríăđ aălỦ,ăđ phân lo i các v năđ đ aălỦ,ăchúngătaăth ng d aăvƠoăbaăđ cătínhăc ăb n

- cătínhăđ u tiên là quy mô, m căđ chi ti t c a v năđ Ví d nh ăvi c thi t k

ki n trúc cho m t tòa nhà và vi c qu n lý b nh dchăc ngăđ u c n s d ng các thông tin

đ a lý, tuy nhiên l i hai quy mô hoàn toàn khác nhau Thi t k ki n trúc cho tòa nhà

c n s d ng nh ng thông tin mang tính chi ti t, quy mô nh : hình d ngăvƠăkíchăth c

c a th aăđ t, chi u cao, chi u r ng c a tòaănhƠ,ăđ d c c a n năđ t, kh n ngăk t n i v i các tr căđ ngăgiaoăthôngăxungăquanh, ăTrongăkhiăđó,ăvi c qu n lý d ch b nhănh ăs bùng phát dchăSARSăn mă2003ăhayăd chăcúmăgƠăvƠoăn mă2004, d ch Covid-19ăn mă2020ầ là v năđ trên quy mô vùng, qu c gia và th m chí là trên toàn c u,ădoăđóăc n

đ n nh ng thông tin v ngu n lây nhi mănh ăv trí, quy mô, dân s , m ngăl i giao thôngầ đ gi i quy t nó

- c tính quan tr ng th hai là m căđíchăc aăng i s d ng Có m t s v năđ

th c t x y ra mang tính ch t nghiêm tr ng và kh n c p, c nă đ c gi i quy t càng

nhanh càng t t v i chi phí th p nh t có th M t s v năđ khác l iăđ c xu t phát t s thôi thúc khám phá t nhiên, tìm hi u th gi i, kh o sát xã h i c aăng iădùng.ă óălƠăkhi các nhà nghiên c u s d ng d li uăđ aălỦăđ xác minh gi thuy t v s trôi d t c a các l căđ a, ho căđ l p b năđ phân b tr m tích, hay phân tích l ch s di chuy n c a loƠiă ng i trong nghiên c u nhân ch ng h c ho c kh o c h c Nh ng v nă đ này khôngăđòiăh i gi i quy t m t cách c p bách, mà nó xu t phát t m căđíchămu n khám phá, tìm tòi v th gi i t nhiên - chính là m căđíchăc a khoa h c ngày nay

Cho dù vi c gi i quy t các v năđ khoa h c hay các v năđ th c ti năth ngăđ c xem là nh ng ho tăđ ng riêng bi t c aăconăng i, thì vi c s d ngăcácăph ngăphápăđ

gi i quy t các v năđ đóăth ng l i không khác bi t nhau C th h n,ăcácăcôngăc và

ph ngăphápăđ c s d ng b i các nhà khoa h cătrongăc ăquanăchínhăph đ b o t n

m t gi ng loài quý hi m v c ăb n gi ng v i các công c đ c s d ng b i m t nhà sinh thái h căđ nâng cao ki n th c khoa h c c a chúng ta v h sinh thái T t c đ u s

d ng nh ng thi t b đoăl ng chính xác nh t, s d ng nh ng thu t ng chuyênăngƠnhăđƣă

đ c công nh n và ph bi n r ng rãi, kh ngăđ nh r ng k t qu nghiên c u c a h có th

đ c mô ph ngătheo,ănhìnăchungăđ u tuân theo nh ng nguyên lý khoa h căđƣăđ c phát tri n trong nhi u th p k qua Vi c s d ngăGISăđƣăc ng c Ủăt ng không có s phân

bi t v ph ngăphápăgi a khoa h c và th c ti n, cho th y th c t r ngăGISăđangăđ c

ng d ng r ng rãi trong nhi u t ch c khác nhau, t các t ch c h c thu t t iăcácăc ăquan chính ph và c các t păđoƠnăth ngăm i l n Vi c s d ng công c vƠăph ngăpháp gi ng nhau gi a gi i khoa h c và th c ti năđánhăd uăb c chuy n mình t khoa

h c nghiên c uăđ năthu n sang khoa h c ng d ng l y các v năđ th c ti n cu c s ng làm tr ng tâm

- c tính quan tr ng th ba là quy mô v th i gian M t s v năđ đ a lý mang tính t ch c hàng ngày,ălƠătìmăraăph ngăth căđ đi u hành m t ho tăđ ngănƠoăđó,ăvíăd

nh ăđ ki măsoátăđ uăvƠoăchoăl iăđi n qu c gia v i nhu c uăđi năt ngăvƠăgi m hàng ngày M t s v năđ khác l i mang tính chi n thu t trong trung h n, gi ngănh ăv năđ xácăđ nh khu v c r ng có th khai thác g đ căvƠoăn măt i c a Ban qu n lý r ng Có

nh ng v năđ đ a lý l i mang tính dài h n, là cung c p chi năl c ho tăđ ng trong nhi u

n măchoăm t t ch cănƠoăđó.ăVí d khi các nhà bán l quy tăđ nh m r ng m ngăl i

c a hàng ho c h p lý hóa m ngăl i c a hàng c a h

Choăđ n nh ngăn mă80ăc a th k tr c,ăconăng i v n gi i quy t nh ng công

vi c này ch y u v i b năđ gi y Tuy nhiên, b năđ gi y có r t nhi u h n ch nh :ă (1) Trên b năđ gi y,ăcácăđ iăt ng ph iăđ cămƣăhóaăd i d ng các bi uăt ng (đi m,ăđ ng, vùng) v i các màu s c và ch cáiăkhácănhau.ă i uănƠyăđòiăh i d li u

ph iăđ căkháiăquátăhóaăđ gi mădungăl ng tri tăđ ,ăth ng b ng cách phân lo i (2) Nh ng vùng có di n tích l năđòiăh i nhi u m nh b năđ đ th hi n chúng, gây ra r t nhi u tr ng iăđ thao tác và x lý d li u

(3) D li u trên b năđ gi y r t khó s d ngăđ k t h p v i d li u c a các b năđ khác

(4) B năđ gi y là tài li uăt nh,ăchúngătaăkhôngăth c p nh t hay ch nh s a b năđ

i u này có th không là v năđ trongăgiaiăđo nătr căđơy,ăkhiămƠăm t b năđ có th

đ c s d ng trong th i gian dài vì bi năđ ng v s d ngăđ t không có nhi u.ăNh ngă

hi n nay, chúng ta làm vi c v i d li uăđ c c p nh t liên t c, có khi là hàng ngày, ho c hàng gi (nh ăd li u v khí h u, th i ti t, d li u v thiên tai, th m h a, )

Trong b i c nhăđó,ăb năđ d ng s hoàn toàn có th kh c ph căđ c nh ng h n

ch k trên c a b năđ gi y vì:

(1) Vi c xây d ng b năđ s nhanhăchóngăh n,ăti t ki măchiăphíăh năsoăv i b năđ gi y; (2) Có th d dàng xây d ng các b năđ ph c v các m căđíchăs d ng khác nhau; (3) S n ph m b năđ có th đ c hi n th d i nhi u d ng khác nhau;

(4) Có th d dàng ch nh s a hay c p nh t thông tin trên b năđ m t cách nhanh chóng và ti n l i;

(5) Có th th c hi n các ch căn ngăphơnătíchăd li u, yêu c u k t h p gi a phân tích th ng kê và b năđ ;

(6) Giúp gi m thi u vi c s d ng b năđ gi y v năđòiăh i yêu c u kh t khe trong

l uătr và b oăđ m ch tăl ng c a d li u trong th i gian dài;

(7) Có th hi n th b năđ d i d ng 3D ậ m t công c quan tr ng trong phân tích

đ a hìnhăđ a m o (Van Meirvenne, 2010)

M t khác, b năđ gi y th hi năthôngătinăđ nh tính là ch y u,ănh ngăhi n nay,

vi c s d ng d li uăđ nhăl ngănh ăcácălo i d li u v đ cătínhăđ tăđai,ăch tăl ngăđ t,

đ cao,ăl ngăm a,ănhi tăđ ,ăhƠmăl ng các ch t hóa h cătrongăđ t,ăn c ăđangăngƠyăcàng ph bi n trong công tác nghiên c u và qu n lý trên m iăl nhăv c c aăđ i s ng xã

h i Chính vì v y, vi c ng d ng công ngh thông tin trong xây d ng b năđ đangălƠăxuă

h ng t t y u

T i sao chúng ta l i c năđ n h th ngămáyătínhăđ gi i quy t các v năđ liên quan

đ năthôngătinăđ a lý? Hãy th t ngăt ng b n là m t nhân viên c a B Tài nguyên và Môiătr ng Nhi m v c a b n là x lý các v năđ liênăquanăđ n t t c các ngu n tài nguyên r ng và khoáng s n,ăđ ng v t hoang dã, ch tăl ng ngu năn c, M t cách

đ nă gi n, b n ph i n mă đ c nh ng ngu n tài nguyên này c aă đ tă n că mìnhă đangă

đ căkhaiăthácănh ăth nƠo,ătƠiănguyênănƠoăđangăd n c n ki t hay tài nguyên nào có th

đ căkhaiăthácătrongăt ngălai?ăH năth n a, b n còn ph i n măđ c trong 10, 20 ho c

th măchíă100ăn măn a thì tr l ng c a nh ng ngu nătƠiănguyênănƠyăcóăcònăđ đ khai thácăhayăđƣăc n ki t, n u còn thì tr l ngălƠăbaoănhiêuăđ các nhà ho chăđ nh chính sách n măđ căvƠăđ aăraăcácăchínhăsáchăkhaiăthácătƠiănguyênăh p lý và b n v ng Công ngh thông tin không ch là m t gi i pháp k thu t trong công ngh đoăđ c b năđ , nó còn bao g m nh ng công c phân tích d li u không gian, gi i quy t các v năđ có y u

t đ a lý Song song v i s phát tri n c a công ngh máy tính, nh ng hi u bi t ngày càng sơuăh năv th gi i và các thành ph n c a nó ho tăđ ngăvƠăt ngătácăv i nhau cho

phép các d li uăđ aălỦăđ c k t h p v iănhau,ăđ c d báo v c không gian và th i gianăđ đánhăgiáăcácănguyăc ăti m n trong t ng k ch b n c th

S k t h p c a d li uăđ a lý d ng s và công ngh máyătínhăđƣăm ra s phát tri n c a H th ngăthôngătinăđ a lý (Geographic Information System ậ GIS) H th ng thôngătinăđ a lý là công c giúp chúng ta thao tác v i d li u không gian, h tr ra quy t

đ nh Hi n nay có nhi uăđ nh ngh a,ăquanăni m hay cách nhìn nh n và cách hi u khác nhau v GIS, do GIS là công ngh m i và có t căđ phát tri n nhanh, có ng d ng trong nhi uăl nhăv c khác nhau c aăđ i s ng xã h i

1.2.ă NHăNGH AăGIS

ph n trên c a cu năsáchănƠy,ăchúngătôiăđƣăđ c p GISănh ălƠăm t công ngh

ng d ng trong c khoa h c và gi i quy t v năđ th c ti n, s d ng c nh ng ki n th c

đ c thù và ki n th c chung v th c t đ aălỦ.ăGISăđƣăxu t hi n t r t lâu trong l ch s , nó

gi ngănh ăm t công ngh n n trong r t nhi u ngành và l nh v c trong cu c s ng Chúng

ta có th quen thu c v i thu t ng GIS t r tălơu,ănh ngăchínhăxácăthìăcôngăngh GIS là

nh ăth nào và m c tiêu c a nó là gì? T i sao GIS không ch đ năthu n là m t công ngh , t i sao nó càng ngày càng thu hút s chú ý c a gi i h c thu t, dân d ng trong

nh ng t p chí khoa h c và nhi u h i th o chuyên ngành? Có r t nhi uăđ nhăngh aăv GISăđ căđ xu t trong nhi uăn m,ănh ngăch aăcóăm tăđ nhăngh aănƠoăth c s hoàn toàn th aăđángăvƠăbaoătrùmăđ c ti măn ngăc a GIS Ngày nay, khái ni măGISăđ c

g n v i nhi u ho tăđ ngătrongăcácăl nhăv c khác nhau: M t s n ph m ph n m m mà chúng ta có th mua t các nhà cung c păđ th c hi n m t s ch căn ngănh tăđ nh (ph n

m m GIS); s th hi n b ng s c a th gi i th căvƠăc ăs d li uăđiăkèmă(d li u GIS);

m t c ngăđ ng nh ngăng i s d ng các công c c a GIS cho nhi u m căđíchăkhácă

nhau (c ng đ ng GIS) và nh ng ho tăđ ng s d ngăGISăđ h tr ra quy tăđ nh (th c hành GIS) T t c các ho tăđ ng k trênăđ u mang nh ngănguyênălỦăc ăb n nh t c a GIS, Ủăngh aăc a GIS ph thu c vào b i c nhămƠănóăđ c s d ng Tuy nhiên, có m t

s đ nhăngh aăv GIS trong b ngă1.1ăt ngăđ i h uăíchăđ giúpăng i dùng có cái nhìn rõăh năv GIS

nghiên c u t ch c

đ a lý c a các đ i t ng và các c s phân ph i Các nhà qu n lý tiv n t i, các nhà qu n lý tài nguyên n ích, các c quan

GIS là công c đ th c hi n các ch c n ng phân tích d li u

Ngu n: Chang, 2018

GIS không ch đ năthu n là s th hi n b ng s c a b n đ ăChoădùăđ nhăngh aă

này là s mô t khôngăđ yăđ v GIS,ănh ngăítănh tănóăc ngămangăl i m t cách hi u

h uăíchăvƠăđ năgi năchoăcôngăchúng.ăChúngătaăđ u bi t t m quan tr ng c a các lo i b n

đ trong nhi u l nhăv c và vi c s d ngămáyătínhăđ x lý b năđ c ngăt ngăt nh ă

vi c s d ng các ph n m m Word ho căExcelăđ qu nălỦăv năb n hay tính toán M t h

GIS c ng là m t công c b ng máy tính đ gi i quy t các v n đ đ a lý ậ đ nhăngh aănƠyă

nh n m nh m c đíchăc a h GIS ch khôngăđ năthu n ch mô t v ch căn ngăhayăhìnhă

th c b ngoài c a nó Hay nói cách khác, GIS là m t h th ng h tr ra các quy tăđ nh

mang tính không gian M t h GIS là h th ng l u tr và qu n lý thông tin v s phân

b đ a lý c a các đ i t ng và các c s phân ph i ậ đ nhăngh aănƠyăth hi n giá tr c a

GISăđ i v i ngành công nghi p ti n ích Các nhà phân ph i ti n ích và d ch v s d ng GISăđ theo dõi tình tr ng và v trí c aăcácăđ iăt ng trong h th ngănh :ăđ ng ng

ng m, máy bi n th ,ăđ ng truy n và các tài kho n khách hàng GIS là m t công c đ

th hi n nh ng đ i t ng không th hi n th trong d li u đ a lý ậ m tăđ nhăngh aăthúăv

nh n m nhătínhă uăvi t c aăGISănh ăm t công c phân tích, ki m tra d li u và cho th y xuăh ng, m i quan h và nh ng b tăth ng bên trong nó, nh ng thông tin mà b ng m t

th ng chúng ta không th nh n bi tăđ c n u ch quan sát b năđ GIS là công c đ

th c hi n các ch c n ng phân tích d li u không gian mà không th làm th công - là

m tă đ nhă ngh a nói lên nh ng v nă đ liênă quană đ n vi c phân tích th công b nă đ truy n thông, ví d nh ălƠătríchăxu t các ch s đoăđ căđ năgi nănh ădi n tích, chu vi

M iăng i dùng s có m tăđ nhăngh a, m t cách hi u riêng v GIS tùy thu c vào b i

c nh và m căđíchăkhi h s d ng nó (Longley & cs., 2015) Tuyănhiên,ăđ nhăngh aăph

bi n nh t v GISălƠăđ nhăngh aăt ng quát theo Burrough (1988) “GIS là m t t p h p các

công c cho vi c thu th p, l u tr , chuy n đ i, phân tích và th hi n các d li u mang tính ch t không gian t th gi i th c đ gi i quy t các bài toán ng d ng, ph c v các

tr trên b năđ đ a hình truy n th ng thành d li uăcácăđi măđoătrongăGIS);

- Ph h l uătr và khôi ph c d li u có nhi m v t ch c, s p x p d li u không gianăđ đ m b o kh n ngăkhôiăph c, c p nh t và ch nh s a d li u trong GIS;

- Ph h thao tác và phân tích d li u có nhi m v th c hi n các ch căn ngăphơnătíchă

d li u, k t h p d li u,ă c tính các tham s và th c hi n các ch căn ngămôăhìnhăhóa;

- Ph h báo cáo k t qu đ u ra có nhi m v th hi n t t c ho c m t ph năc ăs

d li uăd i d ng b ng bi u, bi uăđ ho c b năđ

M t s đ nhăngh aăkhácămiêuăt GIS gi ng v i m t h th ngăc ăs d li u c a d

li uăđ a lý, nh n m nhăvƠoăđ c tính không gian c a d li u.ăCóăđ nhăngh aăkhácăl i nhìn

nh năGISănh ăm t h th ng t ch c d li uămƠătrongăđóănh ng chuyên gia có k n ngăchuyên bi t ho c t ch c s d ngăGISăđ căđ t v tríătrungătơmăh năcôngăngh

M t h GIS không ch đ năthu n là h th ng máy tính chuyên x lý b năđ m c

dù nó có th t o ra b năđ v i các t l khác nhau, trong các h quy chi u khách nhau

và v i h th ng ký hi u phong phú GIS là công c đ phân tích d li u không gian uăđi m l n nh t c a GIS là giúp chúng ta phân tích m i quan h không gian gi a các

đ iăt ngăđ a lý, GIS không ch l uătr hình nh b năđ mƠănóăcònăl uătr các s li u, giúp chúng ta có th hi n th b năđ theo nhi uăph ngăth c khác nhau tùy thu c vào

m căđíchăs d ng

1.3.ăL CHăS ăPHỄTăTRI NăC AăGIS

M t h th ng GIS là s phát tri n hi năđ i c a b năđ truy n th ng v i m tăđi m

t ngăđ ngăc ăb năvƠăhaiăđi m khác bi t c t lõi S t ngăđ ng ch b năđ truy n

th ng và h GISăđ u có tài li u b năđ n n,ătrênăđó các thông tin và d li uăđ c g n kèm S khác bi t ch : L ng d li uăđiăkèmălƠăkhôngăgi i h năđ i v i h GIS và h GIS s d ngăcácăph ngăphápăphơnătíchăvƠăth ngăkêăđ trình bày d li u h tr cho các

m căđíchăc th mà b năđ th ng không th lƠmăđ c B năđ truy n th ngăth ng

đ căđ năgi n hóa vì ph i gi i h n s l ng d li u hi n th trênăđó.ă

L ch s phát tri n c aăGISăđ c chia làm b năgiaiăđo n n i b t:

- Giaiăđo năđ u tiên: T nh ngăn măđ u th păniênă60ăđ n gi a th p niên 70 c a th

k tr c, ngành khoa h c GIS b tăđ uăđ căđ xu t b i m t vài nhà khoa h c ch ch t ậ

nh ngăng iăđóngăvaiătròăđ nhăhìnhăh ng nghiên c u và phát tri n sau này c a GIS;

- Giaiăđo n th hai: T n a cu i nh ngăn mă1970ăđ năđ u nh ngăn mă1980,ăđƣă

ch ng ki n s áp d ng công ngh c aăcácăc ăquanăqu căgiaăvƠoăcácăl nhăv c khác nhau, đánhăd u ti măn ngă ng d ng và phát tri n c a GIS trong th c ti n;

- Giaiăđo n th 3: T n mă1982ăđ n cu i th p niên 80, GIS phát tri n m nh m ,

đ căth ngăm iăhóaăvƠăđƣăcóănh ngăb c ti năv t b c;

- Giaiăđo n th 4: T nh ngăn măcu i th p niên 80 cho t i nay, nh ng c i ti n không ng ng c a công ngh GIS khi n cho nó tr nên ti n d ngăh năchoăng i s d ng

B ng 1.2 tóm t t nh ngăđi m chính trong l ch s phát tri n c a GIS và các công ngh liên quan

Có nhi u lu ng tranh lu n khác nhau v l ch s c a GIS vì công ngh nƠyăđƣăđ c phát tri năđ ng th i cácăc ăs nghiên c u khoa h c B c M , châu Âu và châu Úc Tuy nhiên, h u h t l ch s bi tăđ n c a GIS l iăđ c t p trung vào nh ng phát tri n

n c M Cho dù r tăkhóăđ phơnăđ nh rõ ràng ngu n g c l ch s c a GIS, có m tăđi u

ch c ch n r ng nhu c u tính toán các thông s hình h călƠăkh iăngu n cho s phát tri n

c a h GISă đ u tiên ậ h th ngă thôngă tină đ a lý c a Canada (Canadian Geographic Information System or CGIS) vào gi a nh ngăn mă1960.ă

B ng 1.2 Nh ng c t m c chính trong l ch s phát tri n c a GIS

đ c hình thành H th ng GIS cgiáo s Roger Tomlinson và các c ng s ph c a Canada đ c phát tri n b i

(Laura) đã thành l p công ty ESRI đ tri n khai các d án trong l nh v c GIS

đ c phóng lên qu đ o V (Earth Resources Technology Satelites tinh này đ u tiên đ c đ t tên là ERTS – V

tinh công ngh tài nguyên trái đ t), chính là v

dành cho các máy tính nh và d a vào d li u vector và các mô hình c s d li u liên quan

công nghi p GIS

nhanh chóng tr thành tài li u tham kh o ph

g m các bài báo khoa h c t M , Canada,

c và Anh

đ c gi i thi u l n đ u tiên M t vài công ty (Autodesk, ESRI, Intergrap và MapInfo) ra m t th h s n ph m trên n n t ng

t đô la Công ty Daratech báo cáo công nghi p ph n c ng, ph n m m và d ch v GIS đã đ t giá tr

th ng m i 6,9 t đô la, v i t c đ phát tri n hàng n m là 10%

D án Qu đ t c a Canada là m t n l c m nh m c a chính ph liên bang và chính quy n các tnhăđ đánhăgiáătƠiănguyênăđ t c a qu c gia v m căđíchăs d ng t i

th iăđi măđóăc ngănh ăti măn ngăc aăđ tăđai.ăM t trong nh ng k t qu quan tr ng c a

d án ki m kê này là di n tích c a các lo iăđ t và h CGIS đ c lên k ho ch và phát tri năđ u tiên nh m m căđíchălƠăm t công c tínhătoán,ăđ aăraăcácăs li u ch không

ph i là công c thành l p b năđ

Cácăc ăquanăthƠnhăl p b năđ qu căgiaănh ăVi n Kh o sát B năđ c a Anh, Vi n

a lý qu că giaă Phápă vƠă C ă quană b nă đ qu c phòng M (nayă lƠă C ă quană tìnhă báoăkhôngăgianăđ a lý qu c gia) b tăđ u nghiên c u kh n ngăs d ngămáyătínhăđ xây d ng

b năđ , vì b năđ gi y truy n th ng t n kém nhi u chi phí và nhân l căđ ch nh s a hay

c p nh t thông tin H th ng b năđ s đ uătiênăđ c ghi nh n b tăđ u nghiên c u vào

nh ngăn mă1960,ăđ n nh ngăn măcu i 1970 h u h tăcácăc ăquanăxơyăd ng b năđ đƣă

ti n hành công vi c s hóa b năđ c aăn c mình và d n d năđ aăb năđ s vào qu n lý

và s d ng.ăN c Anh là qu căgiaăđ u tiên hoàn thành vi c xây d ng m tăc ăs d li u

b năđ s hoàn ch nh cho toàn b lãnh th vƠoăn mă1995.ă

Vi năthámăc ngăđóngăm t vai trò quan tr ng trong ti n trình phát tri n c a GIS,

nó là ngu n công ngh c ngănh ăngu n d li u thi t y u cho h GIS Các v tinh quân

s đ uătiênăđ c phát tri n và tri n khai m t cách bí m t t nh ngăn mă1950ăđ thu th p thôngă tină tìnhă báo,ă nh ngă vi c công b nhi u tài li u quân s ngƠyă nayă đƣă choă th y

nh ng hi u bi t thú v v vai trò không h nh c a c ngăđ ng quân s và tình báo trong

s phát tri n c a GIS Các v tinhăgiánăđi p th i k đ u s d ng máy nh phim thông

th ngăđ ghi l i hình nh,ăsauăđóăd năđ c thay th b i vi n thám k thu t s t nh ng

n mă1960 Nh ngăn măđ u th p niên 70, h th ng Vi n thám dân s đƣăđ c khai thác

đ cung c p ngu n d li u m i kh ng l v b m t c aăTráiăđ t.ă iăkèmăv iăđóălƠăs phát tri n m nh m c a công ngh gi iăđoánă nh và nh n d ngăđ iăt ngămƠătr căđơyă

ch đ c s d ng cho các m căđíchăquơnăs ăQuơnăđ iăc ngă chính là tác gi c a h

th ngăđ nh v th ng nh tăđ u tiên c a Th gi i t nh ngăn mă1950ădoănhuăc u nh m

m c tiêu chính xác cho tên l aăđ năđ o xuyên l căđ a, t o ti năđ cho các công ngh

đ nh v r t ph bi n ngày nay

GIS b tăđ u bùng n vào nh ngăn măđ u th p niên 80, khi giá thành c a các thi t

b máy tính gi m xu ng, b tăđ u ti m c n v i nhu c u s d ng c a các cá nhân và t

ch c Nh ng khách hƠngăđ u tiên là các công ty khai thác lâm s năvƠăcácăc ăquanăqu n

lý tài nguyên thiên nhiên, ph c v m căđíchătheo dõi s năl ng khai thác g và l p k

ho chăkhaiăthácăhƠngăn m.ăVƠoăth iăđi măđó,ăm t h th ng máy tính hi năđ i nh t (kém

xa m t chi c máy tính cá nhân ngày nay) có giá kho ngă250.000ăđôălaăM vƠăđ cƠiăđ t các ph n m m cho máy tính ho tăđ ng có giá kho ngă100.000ăđôălaăM Cho dù giá thành r tăđ tăđ nh ăv y,ănh ngăhi u qu kinh t c a vi c s d ng GIS trong qu n lý tài nguyên và các quy tăđ nhăđ căđ aăraănh h GISănƠyăc ngăv tăxaăchiăphíăbanăđ u T đó,ăth tr ng ph n m m GIS liên t c phát tri n, giá c a máy tính thì ngày càng gi m trong khi hi u qu thìăngƠyăcƠngăt ng,ălƠmăti năđ cho s phát tri nănh ăv ăbƣoăc a ngành công nghi p ph n m mătrongăl nhăv c GIS K t qu c a nó là th tr ng các s n

ph m và d ch v GIS v i l i nhu n 7 t đôălaăvƠoăn mă2000ăđangăngƠyăcƠngăgiaăt ngă

v i t căđ trung bình 13 %/n m.ăNgƠyănay,ăcóăhƠngătr măwebsiteăđ ngăt i d li u GIS

trên m ng toàn c u internet, b t k ai s d ng các trình duy tăwebăđ u có th truy c p

và xem các d li u GIS Có th nói,ăch aăbaoăgi công ngh GIS l i g năg iăđ n th v i

m iăng i, không ch dƠnhăchoăcácănhơnăviênăc ăquanăqu n lý tài nguyên, b t c cá nhân nào ch c n có thi t b đi n tho iăthôngămìnhătrongătayăđ u có th ti p xúc v i h

th ng GIS hàng ngày, hàng gi khi h có nhu c uătìmăđ ng đi,ătìmăgi và b n xe buýt

K t qu nƠyăcóăđ c chính nh vai trò then ch t c a internet

Hình 1.2 M i quan h gi a GIS, Vi n thám và GPS

1.4.ăCỄCăTHẨNHăPH NăC AăGISă

M t h th ngăthôngătinăđ a lý bao g m ph n c ng, ph n m m, d li u,ăconăng i

và ph ngăpháp (Hình 1.3)

Hình 1.3 Các thành ph n c a H th ng thông tin đ a lý

Các thành ph n này ph iăđ c h p nh t t tăđ ph c v cho vi c s d ng GIS hi u

qu S phát tri năvƠăt ngăthíchăc a các thành ph n là m t quá trình l păđiăl p l i theo chi u h ng phát tri n liên t c Vi c l a ch n và trang b ph n c ng, ph n m măth ng

là nh ngăb c d dàng và nhanh nh t trong quá trình phát tri n m t h GIS Vi c thu

th p và t ch c d li u,ăđƠoăt o nhân s và thi t l păcácăquyăđ nh cho quá trình s d ng GIS th ngăkhóăkh năh năvƠăt n nhi u th iăgianăh n

1.4.1.ăPh năc ng

Ph n c ng c a GIS là các thi t b c đ nh mà m tăth ng ta có th d dàng th y

đ c Nó bao g m máy tính và m ng công vi c c a máy tính, các thi t b ngo iăviăđ

nh p, xu tăvƠăl uătr d li u (Hình 1.4)

Máy tính có th là máy có c u hình b t k , do nhi u hãng s n xu t khác nhau, chúng có th là các máy tính cá nhân ho c máy tính bàn làm vi căđ c l păhayăđ c liên

k t v i nhau thành m ngăl i Tuy nhiên, máy tính có c u hình m nh s giúp các ch c

n ngăx lỦăđ h a, phân tích và tính toán c aăGISăđ c th c hi n hi u qu h năvƠăti t

ki m th i gian x lỦăh n.ăCácăthi t b ngo iăviăđ c phân lo i thành nhóm thi t b đ u vƠoănh ăbƠnăs hóa, máy quét và nhóm thi t b đ uăraănh ămáyăin,ămáyăv Các thi t b nƠyăc ngăh t s căđaăd ng v kíchăc ,ăki u dáng, t căđ x lỦăvƠăđ phân gi i do nhi u hãng khác nhau s n xu t.ăChúngăđ c k t n i v iămáyătínhăđ th c hi n vi c nh p và

xu t d li u

Hình 1.4 S đ t ch c các thi t b ph n c ng trong m t h GIS

1.4.2.ăPh năm m

Ph n m m GIS r tăđaăd ng và do nhi u hãng khác nhau s n xu t Ph n m m GIS

có th gi ng nhau ch căn ng,ăsongăkhácănhauăv tên g i, h đi uăhƠnhăhayămôiătr ng

ho tăđ ng, giao di n, khuôn d ng d li u không gian và h qu n tr c ăs d li u Theo

th i gian, ph n m m GIS phát tri n ngày càng thân thi n v iăng i dùng, toàn di n v

ch căn ngăvƠăcóăkh n ngăqu n lý d li u hi u qu h n.ăTuyănhiên,ăs giaăt ngăm nh

m v s l ng các ph n m m và các công ty s n xu t,ăc ngănh ăn ngăl c qu n lý c a GISăđƣăkhi n cho s l a ch n ph n m m GIS không ph i là quy tăđ nhăđ năgi n S l a

ch năđóăph iăc năc vào m căđíchăs d ng,ăn ngăl cătƠiăchínhăvƠătrìnhăđ cán b V quy mô hay m căđíchăs d ng, GIS có th đ c dùng c păđ aăph ng,ăc p qu c gia, khu v c hay toàn c u; cho giáo d c, nghiên c u khoa h c, quy ho ch và qu n lý D a vƠoăđó, chúng ta có th ch n các ph n m m t ng quát hay chuyên d ng

S n ph m ph n m m đ h a, tr giúp v và thi t k :ă iăt ng c a các ph n

m m này là s hóa, v và thành l p b năđ ,ădùngăđ qu nălỦăt ăli u b năđ s , s a

ch a, c p nh t thông tin trên b nă đ , trình bày và in b nă đ (MicroStation, AutoCADầ)

S n ph m ph n m m GIS v a và nh : Ph n m mănƠyăc ngăcóăch căn ngăc p nh t thông tin b năđ , ngoài ra có thêm ch căn ng qu n tr các thông tin b năđ và thông tin thu c tính c a b năđ Chúng có kh n ngăliênăk t d li u b năđ v i các m c tiêu phi không gian Ch căn ngăch y u bao g m thi t l p b năđ th ng kê theo thu c tính, hi n

th và trình bày b năđ k t qu (MapInfo, ArcView)

S n ph m ph n m m qu n tr và phân tích không gian: Các s n ph m này có

m c phát tri năcaoăh n,ăngoƠiăch căn ngăqu n tr , c p nh t thông tin, k t n i d li u thu c tính, nh ng ph n m m này còn có thêm nhi u ch căn ngăphơnătíchăkhôngăgian chuyên sâu Các phép tính toán hình h c ngày nay tr thành nh ng ch căn ngăc ăb n

t i thi u c a m t h GIS, ch căn ngăphơnătíchăkhôngăgian, mô hình hóa ph c t păđƣăvƠă đangă đ c phát tri n và có nh ngă b c ti nă v t b c v công ngh (ArcGIS, ILWIS, IDRISI, QGIS)

Có r t nhi u ch căn ngăc a GIS c năđ c s d ng l păđiăl p l i và các nhà phát tri năGISăđƣăthi t k nhi u công c đ th c hi n quá trình l p này thành nh ng đo n

mã l p trình (scripts) hay macros Ví d nh ăm tăc ăquanănghiênăc u d đoánăxóiămònăđ t, c n phát tri n m tăđo n mã l pătrìnhăc ăb n b ng m t ngôn ng l p trình mà

h hay s d ng.ă o n mã l pătrìnhăđóăđ cădùngăđ đi u khi n h GIS t đ ng mô hìnhăhóaăquáătrìnhăxóiămònăđ t t d li uăđ u vào cho s n và các tham s điăkèm, đ aă

ra k t qu v iăđ nh d ng phù h p Mã l p trình có th đ c tái s d ng cho các vùng khác nhau ho c t i nhi u th iăđi m khác nhau v i cùng m t ch căn ngăphơnătích.ăKh

n ngătíchăh p mã l p trình là m t ch căn ngăquanătr ng c a các ph n m m GIS ngày nay, nóăchoăphépăng i s d ng có th ch nh s a các công c phân tích tính toán trong

ph n m m, th m chí phát tri n các công c riêng phù h p v i m căđíchăs d ng và d

li u không gian c a h

Ph n m m GIS r tăđaăd ng: t nh ng gói ch căn ngăđ năgi năđ c thi t k cho máy tính cá nhơnăcóăgiáăvƠiătr măđôăla, đ n nh ng h th ngăđ c thi t k riêng cho vi c

v n hành m t công ty l n v i m ngăl iăhƠngătr mămáyătínhăk t n i v i nhau, có giá vài

ch cănghìnăđôăla.ăBênăc nhăđó,ăcácăph n m m mã ngu n m hoàn toàn mi năphíăc ngă

đ c phát tri n r tănhanhăđ ph c v m căđíchăgiáoăd c, nghiên c u h c thu t

1.4.3 D ăli u

D li u c a GIS bao g m d li u không gian và thu c tính D li u không gian là

d li u v v trí c aăcácăđ iăt ng trên m tăđ t theo m t h quy chi uăchoătr c Nó có

th đ c bi u di năd i d ngăcácăôăl i hay các c p t aăđ ho c c hai tùy thu c vào

kh n ngăc a t ng ph n m m c th D li u phi không gian là d li u thu c tính, hay

d li u mô t cácăđ iăt ngăđ a lý D li u thu cătínhăth ngăđ cătrìnhăbƠyăd i d ng các b ng thu cătínhăđiăkèmăd li u không gian S k t n i gi a d li u không gian và thu cătínhătrongăGISălƠă c ăs đ xácăđ nhă chínhăxácăcácăđ iăt ngăđ a lý, th c hi n

nh ng ch căn ngăphơnătíchăt ng h p trong GIS Vi c xây d ng m tăc ăs d li u GIS

c n s đ u t ăl n v th i gian, công s c và ti n b c Chính vì v y, ph n d li u GIS

ph iăđ c qu n lý và khai thác m t cách an toàn, ti n l i và hi u qu

M i h GIS c n ph iăt ngăthíchăv i d li u trong nhi uăđ nh d ng khác nhau, không ch nh ngăđ nh d ng riêng c a h th ng Ví d nh ăđ ng biên c a vùng nghiên

c u có th đ căl uă đ nh d ng DXF c a AutoCAD hay BNA c a AtlasGIS Thông

th ng, ph n m m GIS s ph iăt ngăthíchăv iăđ nh d ng DXF mà không c n chuy n

đ i d li u.ăT ngăt , GIS ph iăđ căđ căđ nh d ng DBF c a các b ng thu cătínhăđ c

l uătr kèm theo b năđ ăLỦăt ng nh t là các ph n m m GIS ph i có kh n ngăđ c

đ căcácăđ nh d ng d li uăRasterănh :ăGTIFF,ăTIFF,ăJPEG,ăEPS,ăASC,ăBMP,ăGRDăvƠă

đ nh d ng d li uăVectorănh ăSHP,ăSHX,ăDBF,ăGDB,ăKML.ă

V i d li u ba chi u, ph n l n các ph n m măGISăđ u h tr xây d ngăl i tam giácăkhôngăđ u (TIN) M t s khác l i h tr xây d ng c u trúc Raster là m ngăl i các ôăvuôngăcóăkíchăth c gi ngănhau,ăđ cămƣăhóaăđ th hi n b m t th gi i th c M t vài ph n m m GIS ch nh n d ngăcácăđ nh d ng riêng, chúng ph thu c vào nhà s n

xu t ph n m m Nh ngăn măg năđơy,ăm t s công c b tr đ c phát tri năđ giúp chuy nă đ i d li u gi aă cácă đ nh d ng khác nhau và giúp h th ngă t ngă thíchă v i

nh ng d li u trong khuôn m u chu n M t s chu n chuy năđ iăđ c xây d ng theo

c păđ qu c gia hay qu c t nh ăSDTSă(SpatialăDataăTransferăStandard)ăhayăDIGESTă(Digital Geographic Information Exchange Standard)

1.4.4.ăConăng i

Trong GIS, thành ph năconăng i chính là ph n não hay ph n s ng c a h th ng Conăng i tham gia vào vi c thi t l p, khai thác và b o trì h th ng m t cách gián ti p

hay tr c ti p.ăCóăhaiănhómăng iăđóngăvaiătròăquy tăđ nh tr c ti păđ n s t n t i và phát tri n c aăGISălƠăng i s d ngăvƠăng i qu n lý h th ng GIS

iăng ănh ngăng i s d ng GIS bao g m k thu t viên h tr k thu t, nh ng

ng i thu th p và x lý d li uăđ u vào; chuyênăgiaătrongăcácăl nhăv c khác nhau s

d ngăthôngătinăđ aălỦăđ gi i quy tăcácăbƠiătoánăđ t ra trong nghiên c uăc ngănh ăđ i

s ng.ăNg i dùng GIS tr thành m t ph n c a GIS khi ti n hành nh ng phép phân tích ph c t p, các thao tác phân tích không gian và mô hình hóa Công vi c này yêu

c u nh ng k n ngăđ c bi tăđ ch n l a, s d ng các công c c a GIS và có ki n th c

v d li uăđangăđ c s d ng Hi n t i và trong nhi uăn măt i, GIS v n s ph thu c vƠoă ng i s d ng n m v ng ki n th c v công vi c h đangă lƠmă ch khôngă đ năthu n ch là kích chu t trên giao di n ph n m m

- Ng i s d ng h th ng: Là nh ngăng i s d ngăGISăđ gi i quy t các v năđ

không gian H th ng là nh ngăng iăđ căđƠoăt o t t v l nhăv c GIS Nhi m v c a

h là s hóa b năđ , ki m tra l i, so n th o, phân tích d li uăthôăvƠăđ aăraăcácăgi i pháp

đ truy v n d li uăđ aălỦ.ăNg i s d ng h th ng v n nên th ng xuyên c p nh t ki n

th c và công ngh m i vì công ngh GISăđ c phát tri n và bi năđ i liên t c

- Thao tác viên h th ng: Có trách nhi m v n hành h th ngăhƠngăngƠyăđ ng i

s d ng h th ng làm vi c hi u qu Công vi c c a h là s a ch aăkhiăch ng trình b giánăđo n do l i ho c tr giúp nhân viên th c hi n các ch căn ngăphơnătíchăph c t p ôiăkhiăh còn có trách nhi m hu n luy năng i dùng, h c ngălƠănh ngăng i có kinh nghi mănh ăng i s d ng h th ng H có hi u bi t sâu v c u hình ph n m m và

ph n c ngăđ có th yêu c u nâng c p khi c n thi t H còn làm vi cănh ănh ngăng i

qu n tr h th ng, qu n tr c ăs d li u,ăđ m b o s an toàn, th ng nh tăvƠăđ yăđ c a

d li uăđ tránh tình tr ngăh ăh ng và m t d li u

- Nhà cung c p GIS: Có trách nhi m cung c p ph n m m, c p nh t ph n m m,

ph ngăphápănơngăc p cho h th ng.ă ôiăkhiăh tham gia hu n luy năng i dùng GIS thông qua h păđ ng v i nhà qu n tr h th ng

- Nhà cung c p d li u: Có th là các t ch că NhƠă n că hayă t ă nhơn.ă Thôngă

th ng, cácăcôngătyăt ănhơnăcungăc p d li u s aăđ i t d li u c aăcácăc ăquanăNhƠă

n c cho phù h p v i các ng d ng c th ăTh ngăthìăcácăc ăquanăNhƠăn c cung c p

d li uăđ c xây d ng cho chính nhu c u c a h ,ănh ngăd li u này có th đ c s

d ng trong các t ch căvƠăc ăquanăkhác.ăM t s d li uăđ c bán v i giá r ho c mi n phí cho các d án GIS phi l i nhu n

- Ng i phát tri n ng d ng: Là nh ng l pă trìnhă viênă đ că đƠoă t o H xây

d ng các giao di n thân thi n,ăgiúpăng i dùng d dƠngăh nătrongăvi c ti p c n các

ph n m m c aă GISă đ th c hi n các thao tác c th trên các h th ng GIS chuyên

nghi p Ph n l n l p trình GIS b ng ngôn ng macro do nhà cung c p GIS xây d ng

đ ng i phát tri n ng d ng có kh n ngăghépăn i v i các ngôn ng máy tính truy n

th ng NgƠyănay,ăc ngăv i s phát tri n c a các ph n m m mã ngu n m và s đaă

d ng c a các ngôn ng l p trình, c ngăđ ngăng i phát tri n ng d ng ngày càng m

r ng ch không gi i h n trong nhóm nhân viên c a các công ty phát tri n ph n m m

B t c ng i dùng nào có kh n ngăs d ng ngôn ng l p trình (Python, C+, Matlab,

R project, ) và có hi u bi t v h GISăđ u có th phát tri n các ng d ng phân tích khôngăgianăđ ph c v m căđíchăcáănhơn.ă

- Chuyên viên phân tích h th ng GIS: Là nhómăng i chuyên nghiên c u thi t k

h th ng H lƠăđ iăng ăchuyênănghi p, có trách nhi măxácăđ nh m c tiêu khi xây d ng h GISătrongăc ăquan.ăH hi u ch nh h th ng,ăđ xu t các bi n pháp k thu t và phân tích đúngăđ n nh măđ m b o vi c v n hành h th ngătr nătruăvƠăhi u qu Thôngăth ng, chuyên viên phân tích h th ng là nhân viên c a các hãng l n chuyên v cƠiăđ t GIS Nhìn chung, m t d án GIS ch thƠnhăcôngăkhiănóăđ c qu n lý t t, ng i th c

hi n t i m iăcôngăđo n ph i có k n ngăt t và có s ph i h p nh pănhƠngă năkh p v i nhau Hình 1.5 là m t ví d v c u trúc qu n lý d ánăGISăđ c l p Tuy nhiên, trong nhi uătr ng h p có th k t h p qu n lý d án GIS v i c u trúc qu n lý có s nătrongăc ăquan (Lê B o Tu n, 2010)

Hình 1.5 S đ c u trúc qu n lý d án GIS

1.4.5.ăPh ngăpháp

GIS là m t h th ngăthôngătinăđ c bi t nên tùy t ng m căđíchăvƠăhoƠnăc nh ng

d ng c th mà l a ch n và thi t k h th ng cho phù h p Mu n m t h GIS ho t

đ ng có hi u qu đòiă h i ph i có s ph i h p t t gi a các nhà qu n lý, khoa h c chuyên môn và các k s ăthi t k xây d ng h th ng Vi c xây d ng m t h GISăđ nă

gi n hay hi năđ i là tùy thu c vào hoàn c nh c th , m căđíchăvƠăyêuăc u cung c p

thôngătinăchoăcácăl nhăv c chuyên môn M t d án GIS ch thƠnhăcôngăkhiănóăđ c

qu n lý t tăvƠăng i s d ng h th ng ph i có k n ngăt t, có s ph i h p t t gi a công tác qu n lý và công ngh GIS

1.5 CÁC CH CăN NGăC AăGIS

Ch căn ngăc a GIS có th đ c chia thành ba b ph n chính: d li u đ u vào, phân tích d li u và thông tin đ u ra Trong phân tích d li u bao g m 2 ch căn ngăc ă

b nălƠăl uătr d li u và x lý d li u (Hình 1.6) M i b ph n ch u trách nhi m m t

ch căn ngăc th c u thành m t quy trình c a GIS

Hình 1.6 C u trúc c a GIS

1.5 1.ăD ăli uăđ uăvƠo

D li uăđ uăvƠoăđ c păđ năquáătrìnhăxácăđ nh và thu th p d li u c n thi t cho

m t ng d ng c th ăQuáătrìnhănƠyăliênăquanăđ n vi c thu th p d li u,ăđ nh d ng d

li u, tham chi uăđ a lý, biên so n tài li u và d li u D li uăđ uăvƠoăđ c chuy năđ i t

d ng thô ho c d ng hi n có thành d ng có th s d ngăđ c trong GIS (Malczewski, 1999) D li uăđ u vào c n thi t cho m t d án c th th ng có s n trong các d ng khác nhau bao g m: b năđ t ngăt , b ng, bi uăđ và b d li u k thu t s có s n,

b năđ , nh hàng không, nh v tinh, s li u kh o sát th căđ a và các ngu n khác d ng

s L i th thuăđ c t GIS là s tích h p hi u qu nhi u ngu n d li u và thông tin vào

m tăđ nh d ngăt ngăthích.ăGISăcóăth đ c s d ng không ch đ t o b năđ t đ ng,

mà còn có kh n ngătíchăh p và phân tích không gian c a các t p d li uăđaăngu n,

ch ng h nănh ăd li u v dân s ,ăđ a hình, th yăv n,ăkhíăh u, th m th c v t, m ngăl i giaoăthôngăvƠăc ăs h t ng công c ng (Martin, 1991; Cassettari, 1993; DeMers, 1997)

H th ngăGISăđi n hình cung c păph ngăphápănh p d li uăđ u vào thay th , bao g m

nh p b ng bàn phím cho các thu c tính phi không gian và d li u v tríăđi m, các thi t

b đ nh v th côngă(nh ăbƠnăs hóa, chu t máy tính), thi t b t đ ng (máy quét), ho c

nh p t p s có s n (chuy năđ i tr c ti p t các ngu n d li u s khác)

Các ngu n d li uăđ u vào c aăGISăthôngăth ng là:

- S li uăđoăđ c th căđ a:ă ơyălƠăngu n d li uăđ c l y t vi căđoăđ c b ng máy đoăđ c th căđ aănh ămáyă toƠn đ căđi n t K t qu c aăquáătrìnhăđoăs đ c ghi l i

thành các file d li u t aăđ đi m Nh ng ph n m m l p b năđ hi nănayăđ u có ch c

n ngăimportăfileăt aăđ đi măđ thành l p các b năđ nh ăMicroStation,ầ

- S hóa: Là quá trình chuy n t d li u d ng gi y sang d ng s ăPh ngăphápănày s d ng m t bàn s hóa và chu t v i m t con tr đ theo dõi và ghi l iăcácăđi m,

đ ngăvƠăđaăgiácăc n thi t t o thành m t t p d li u c th S hóaălƠăph ngăphápăhi u

qu đ s d ng khi ch c n m t vài b năđ v i d li uăđ a lý t i thi u c năđ c s hóa

Nh căđi m c aăph ngăphápănƠyălƠăch tăl ng c a b năđ s hóa ph thu c nhi u vào

ch tăl ng b năđ n n, t l b năđ vƠătrìnhăđ c aăng i s hóa

- Quét b năđ : S d ngămáyăquétăđ chuy n m t d li uăt ngăt sang d ng s Raster (Pazner & cs., 1993) Máyăquétăđ c s d ngătrongăGISăđ nh p d li uăđ u vào

và các thông tin nh Ch tăl ng c a thông tin này ph thu căvƠoăđ phân gi i c a máy quét và ch tăl ng c a b năđ n n Không gi ngănh ătrongăquáătrìnhăs hóa,ăng i dùng

có quy n ki m soát gi i h năđ i v i lo i d li u s đ c ch n trong quá trình quét

- T ăli u vi n thám: Là m t trong nh ng ngu n d li uăđ u vào chính c aăGIS.ăT ă

li u vi n thám là k t qu c a quá trình thu th p d li u b m tăđ t s d ngăph ngăpháp bay ch p ho c các b c m t v tinh (Jensen, 1996) H th ng v tinh Landsat, SPOT, VNREDSat, Setinal,ầ là nh ng h th ng chính cung c păt ăli u vi n thám cho m c đíchăqu nălỦăđ tăđai,ăgiámăsátăvƠăqu nălỦămôiătr ng, quy ho chăđôăth và qu n lý r i ro,

bi năđ i khí h u.ăL ng thông tin kh ng l có s n t qu đ o v tinh ph iăđ c x lý

tr c khi nó có th đ c tích h p vào GIS Quá trình x lý này bao g mă3ăb c: x lý nh;ăt ngăc ng ch tăl ng nh và phân lo i nh (Jensen,1996)

- GPS: Lo iăthôngătinăđ a lý khác có t m quan tr ngăđ i v i d li uăđ u vào là h

th ngăđ nh v toàn c u GPS ho tăđ ng thông qua m t chòm sao qu đ o v tinh phía trênătráiăđ t, đ c s d ngăđ xácăđ nh v trí t aăđ chính xác M c dù h th ngăbanăđ u

đ c B Qu c phòng Hoa K phát tri nănh ălƠăm t tr giúpăđi uăh ng,ănh ngănóăđƣă

v t qua c m căđíchăquơnăs , s d ng c sang m căđíchădơnăs trong th p k qua D

ki n d li u t GPS s đ c s d ng ngày càng g n v iăcácăc ăs d li u không gian

hi năcóăđ c p nh t các ng d ng trong vi c h tr ra quy tăđ nh không gian

- Internet:ăTr căđơy,ăinternet ch cung c p thông tin liên l c và h tr cho các chuyên gia v GIS.ăTuyănhiên,ăđi uănƠyăđangăthayăđ i và internetăđangănhanhăchóngătr thành m t ngu n d li u quan tr ng cho các d án và các nghiên c u d a trên n n t ng GIS Cáănhơn,ătr ngăđ i h c và các t ch cănh ăc c Kh oăsátăđ a ch t Hoa K , C c

đi u tra dân s Hoa K , t ch că NASAă đƣă cungă c p d li u không gian và thu t toán/ch ngătrìnhăGISăcóăs n cho c ngăđ ng Có m t s trang web cung c p m t danh sách ngu n d li uăđ aălỦ.ă ƣăcóăm t cu c kh o sát h u ích v các tài nguyên internet cho GIS và h tr ra quy tăđ nhăkhôngăgianăđ c cung c p b i trang ch c aănhƠăđ a lý

t i http://www.utexas.edu/depts/grg/gcraft/notes/sources/sources.html

- D li u s có s n: M t trong nh ng ngu n d li uăquỦăgiáăchoăđ u vào c a GIS

là các d li u s có s n Hi n nay t i nhi u đ aăph ngăvƠăc ăquanănhƠăn c khi th c

hi n d ánăđ uăđƣăxơyăd ng các b năđ s D ng b năđ s có s năth ngăđangă d ng

CAD, có ph n m r ngă th ng là DXF (D ng c a AutoCAD), hay DGN (d ng c a MicroStation)ầ M t vài thao tác chuy năđ i d ng d li u t d ng CAD sang d ng c a GISănh ăshapeăfileălƠăchúngătaăđƣăcóăm t d li uăđ u vào cho GIS r t nhanh chóng và

Vi căl uătr d li u trong GIS bao g m các ch căn ngăc n thi tăđ l uătr và truy

xu t d li u t m tăc ăs d li u Các ph ngăth căđ c s d ngăđ th c hi n ch c

n ngănƠyă nhăh ngăđ n hi u qu ho tăđ ng c a h th ng v i d li u (Aronoff, 1989)

H u h t các h th ngăGISălƠăđ nhăh ngăc ăs d li u.ăC ăs d li u có th đ căđ nh ngh aălƠăm t t p h p d li uăkhôngăd ăth a trong m t máy tính, đ c s p x p sao cho

nó có th đ c m r ng, c p nh t, truy xu t và chia s b i nhi u ng d ng khác nhau Tuyănhiên,ăc ăs d li u GIS không ch lƠăph ngăti năđ năgi năđ l uătr d li u và thông tin mà còn đ c coi là m tăđ i di n ho c mô hình c a h th ngăđ a lý trong th

gi i th c Cu i cùng, vi c phân bi t gi a các th c th và đ i t ng đ a lý là r t h u ích

Th c th đ a lý là m t thu t ng đ c s d ngăliênăquanăđ n m t y u t c a m t h

th ng trong th gi i th c;ăđóălƠăcácăth c th đ c ch aătrongăkhôngăgianăđ a lý M t đ i

t ng đ a lý là m tăđ i di n GIS c a m t th c th đ a lý Ví d : Các th c th đ aălỦănh ă

UBNDăxƣ,ăđ ng giao thông và đ năv hành chính xƣăđ c th hi nătrongăc ăs d li u GISăd i d ngăcácăđ iăt ngăđi m,ăđ ngăvƠăvùng.ăCácăđ iăt ngăđ c mô t b ng d

li u v trí ho c không gian, ghi l i v trí c a m tăđ iăt ng nh tăđ nhă(đi m,ăđ ng, vùng) và d li u thu c tính ho c phi không gian mà mô t đ căđi m c aăđ iăt ng

Ph n m mămáyătínhăđ c s d ngăđ t ch căc ăs d li uăđ c g i là các h

qu n tr c ăs d li u C u trúc và cách th c th hi năc ăs d li uăđ c trình bày chi

ti t ch ngă2

b X lý d li u

H th ngăthôngătinăđ a lý cung c p công c phân tích m i quan h c a nh ng đ i

t ng trong m t l p b năđ ho c gi a các l p b năđ chuyênăđ khácănhau,ăđ đ aăraă

m t k t qu t ng h pănh ăch căn ngăt oăvùngăđ m, ch ng x p b năđ , tìm ki m không gian, n i suy không gian ho c là công c đ x lý vùng biên không gian c aăđ iăt ng

nh ăcácăch căn ngăGeoprocessing i uăđ c bi t c a ho tăđ ng phân tích, x lý d li u trong GIS là k t qu luôn đ ng th i tr l iăđ c hai câu h i: đơuă(Where)? và Cái gì (What)?ă i u này r t quan tr ng trong vi c cung c p thông tin cho nhà ho chăđ nh chính sách, h tr ra quy tăđ nh Các công c này s đ c trình bày chi ti t ch ngă4

1.5.3 ăD ăli uăđ uăra

D li uăđ u ra c a GIS cung c p m t cách xem d li u ho căthôngătinăd i d ng

b năđ , b ng bi u,ăs ăđ , D li uăđ u ra hi n th choăng i dùng k t qu x lý và

phân tích d li u GIS Các k t qu có th đ c t o ra d ng gi y, file s ho c d ng

đi n t (Aronoff, 1989) B năđ là d ng d li uăđ u ra tiêu chu n nh t c a GIS kèm theoăđóălƠăb ng thu c tính M t lo t các thi t b đ uăraăđ c s d ng bao g m: màn hình

hi n th , bút v , bút v đi n t , máy in laser, máy v

K t qu đ uăra,ăđ c bi t là trong các d ng b năđ ,ăth ngăđ c s aăđ i ho căt ngă

c ngăt ngătácăthôngăquaăch căn ngăthƠnhăph n c a b năđ đ thêm các y u t nh ăchú d n,ătiêuăđ b năđ ,ăh ng, thanh t l , màu s c và bi uăt ng Ch căn ngăđ u ra

đ căxácăđ nh b i nhu c u c aăng iădùng,ădoăđóăs tham gia c aăng i dùng là quan

tr ng trong vi căxácăđ nh các yêu c uăđ u ra M t s h th ng GIS h tr nhi u thi t b khácănhauănh ămáyăv , máy in, hi n th 3D,ăc ngănh ăđ uăraăđaăph ngăti n

Nhìn chung, d li uăđ u ra có th phân thành 4 lo i:

- D ngăv năb n: b ng bi u, danh sách, các con s và ký t ;

- D ngăđ h a: b năđ , th hi nămƠnăhình,ăđ th , bi uăđ , các ô ph i c nh,ầ;

- D li u s :ăl uătr b ngăđ aăt ,ăb ngăt , truy n qua m ng;

- Các d ngăkhác:ăCh aăđ c s d ng ph bi n,ănh ăơmăthanhădoămáyătínhăt o ra

và video clips

Ngoài ra, có hai d ng d li uăđ u ra c a GIS có th phân bi t: hi n th và chuy n

đ i D ng hi n th th hi năcácăthôngătinăđ năng i dùng GIS 1 s d ngănh ăb năđ ,

b ng bi u D ng chuy năđ i truy n thông tin vào m t h th ng d a trên máy tính khác

đ x lý và phân tích

1.6 M Tă S ă NGă D NGă C Aă GISă TRONGă QU Nă Lụă TẨIă NGUYểNă VẨă

Qu n lý tƠiănguyênăthiênănhiênăvƠămôiătr ng là m tăl nhăv c r t r ng, bao g m:

đ t,ăn c, khí h u, sinh v t,ămôiătr ng

1.6.1 ngăd ngăGISătrongănghiênăc uătƠiănguyênăđ t

- Thành l p b n đ th nh ng

B năđ ăth ănh ngă(đ t)ălƠ c ăs ăkhoaăh căđ ăđi uătraăv ăch tăl ngăđ t,ăđ tăk ă

ho chăt ăch căvƠăqu nălỦăs năxu tănôngănghi p,ănghiênăc uăcácăbi năphápăk ăthu tălƠmă

t ngăđ ăphìăc aăđ t

Thôngăth ngăvi căthƠnhăl păb năđ ăth ănh ngăd aătrên k tăqu ănghiênăc uăth ă

nh ngăngoƠiăth căđ a, k tăh p v i vi căphơnătíchăm uăđ tă ăphòngăthíănghi m.ăSauăkhiă

h ăth ngăhóaăcácăđ năv ăth ănh ng,ăng iătaăth ăhi năcácăđ năv ăphơnălo iăb ngăn nă

ch tăl ng, đ ngăth iăph iăh păv iăph ngăphápăkỦăhi uăđ ăth ăhi năđ aăhình,ăkhíăh u,ăthƠnhăph năc ăgi iăc aăđ t.ăGISăgiúpăchúngătaăcóăđ căcôngăc ăth ăhi năn năch tăl ngă

đ tăb ngăcácănhómămƠuăs căt ngă ngăv iăcácănhómăđ tăc ăth ăGISăcònăh ătr ăthƠnhă

l păcácăb năđ ăchuyênăđ ăt ăb năđ ăth ănh ngăm tăcáchănhanhăchóngănh ăb năđ ăthƠnhă

ph năc ăgi i,ăb năđ ăpH,ăcácăb năđ ăkhíăh u,ăb năđ ăchuyênăđ ătheoănhómăđ t,ăb năđ ăchuyênăđ ătheoăs ăd ngăđ t,ăb năđ ăchuyênăđ ătheoăđ aăhình

Vi căápăd ngăGISăph iăh păv iăt ăli uăvi năthámătrongănghiênăc uătƠiănguyênăđ tăđƣăđ cătri năkhaiăt ălơuăvƠăcóăhi uăqu ă ănh ngăvùngăkhíăh uăônăđ i,ăkhíăh uăkhôăh năvƠănh ngăn iăcóăl păph ăth căv tăđ năgi n.ă iăv iănh ngăvùngănhi tăđ iăthìăvi căápă

d ngăph căt păh năvìăđòiăh iăs ătíchăh pănhi uăl păthôngătinăh n.ăGISăs ăcungăc păcácăcôngăc ăđ ăkhaiăthácăthôngătinăho cătíchăh păthôngătinăđ ăxơyăd ngăb năđ ăth ănh ngă

v iăđ ăchínhăxácăcao

- Thành l p b n đ thoái hóa đ t

ThƠnhăl păb năđ ăthoáiăhóaăđ căhi uălƠăph ngăphápănh măđánhăgiáătìnhătr ngă

đ t.ăCácăd ngăthoáiăhóaăđ tăch ăy uălƠ:ăxóiămòn,ăr aătrôi,ăđ tăcóăđ ăphìăth păvƠăm tăcơnă

b ngădinhăd ng,ăđ tăchuaăhóa,ăm năhóa,ăphènăhóa,ăb cămƠu,ăkhôăh năvƠăsaăm căhóa,ă

đ tăng păúng,ăl ăquét,ăđ tătr tăvƠăs tăl ,ăđ tăb ăôănhi mầ Vi căxơyăd ngăb năđ ăthoái hóa giúpăchoăvi căđi uătra,ăđánhăgiáăthoáiăhóaăđ tăs ărõărƠngăt ăt ngăth ăđ năchiăti t,ăt ă

v ămôăđ năviămô

GISăk tăh păv i t ăli uă nhăvi năthámăs ăxơyăd ngăđ căb năđ ăch ăs ăm năhóaă

đ tă(NDSI); xơyăd ngăcácăb năđ ăđ nătínhăđ ăth căhi năph ngătrìnhăm tăđ tăph ăd ngă(USLE), t ăđóăxơyăd ngăb năđ ăxóiămònăđ t GISăgiúpăxơyăd ngăb năđ ăkhôăh n,ăb năđ ă

k tăvonăhóaăvƠăđáăongăhóa.ă ơyălƠănh ngăb năđ ăđ uăvƠoăquanătr ngăđ ăgiúpăxơy d ngă

b năđ ăthoáiăhóaăđ tăb ngăcácăch căn ngăch ngăx păb năđ ăc aăGIS B năđ ăthoáiăhóaăcóăr tănhi uăt ăl ăkhácănhauătùyăthu căc păđ ăxơyăd ngăb năđ

- ánh giá thích h p đ t đai

Trongăquyătrìnhăđánhăgiáăđ tătheoăFAOăbaoăg mă3ăn iădungăchính:ă(i)ă ánh giá

hi nătr ngăs ăd ngăđ tăđ ăl aăch năcácălo iăs ăd ngăđ tăph căv ăđánhăgiáăđ t;ă(ii)ăXây

d ngăb năđ ăđ năv ăđ tăđai;ă(iii)ăPhân h ngăthíchăh păđ tăđai ( ƠoăChơuăThu,ă1998).ă GISăs ăth căhi năvi căxơyăd ngăb năđ ăđ năv ăđ tăđaiăvƠăđánhăgiáăthíchăh păđ tăđai GIS

s ăh ătr ăxơyăd ngăcácăb năđ ăđ nătínhănh ăb năđ ăđ t,ăb năđ ăthƠnhăph năc ăgi i,ăb nă

đ ăđ ăphì,ăb năđ ăch ăđ ăn c,ăb năđ ăđ ăd c,ăb năđ ăđ ădƠyăt ngăđ t,ầ GISăs ăd ngăcôngăc ăch ngăx păb năđ ăđ ăsoăsánhăcácăb năđ ăđ nătínhătrênăcùngăm tăđ năv ăđ t đaiă

c ăth , đ ăt ngăh păvƠăđ aăraăb năđ ăđ năv ăđ tăđai.ăGISăcóăth ăh ătr ăsoăsánhăđ cătínhă

đ tăđaiăc aănh ngăđ năv ăđ tăđaiă(LMU)ăv iăyêuăc uăs ăd ngăđ tăc aăcácălo iăs ăd ngă

đ tă(LUT), ho căcácălo iăcơyătr ngăđ ăđánhăgiáăm căđ ăthíchăh păc aăđ tăđaiăv i t ngăLUTăho căt ngălo iăcơyătr ngăđó

1.6.2 ng d ngăGISătrong nghiênăc uăth măph ăb ăm tăđ t

- Phân tích và phân vùng các d ng đ t

Cóăth ăđ cădùngăđ ăl păb năđ ăphơnălo iăđ tăc aăm tăvùng.ăM iălo iăđ tăđ că

bi uădi năb iăm tămƠuăvƠăn năkhácănhauătheo quyăđ nh.ăKèmătheoăcácăpolygonăbi uă

di năphơnăb ăc aănh ng lo iăđ tălƠăcácăthôngătinăthu cătínhănh ăđ aăđi m,ădi nătích,ầă

Nh ngăthôngătinăd iăd ngăb năđ ăgiúpăchoănhƠăqu nălỦăphơn tíchăd ădƠngănh ngăxuă

h ngăbi năđ iădoătácăđ ngăc aăthiênănhiênăho căc aăconăng i

Hình 1.7 Bi u di n 3D v phân vùng các d ng đ t

Ngu n: Ng c Hi n, 2020

- ng d ng GIS trong quy ho ch s d ng tài nguyên đ t

Côngăngh ăGISăh ătr ăr tănhi uătrongăcôngăvi căquyăho chăs ăd ngăđ t.ă T ăd ă

li uăv ăhi nătr ngăs ăd ngăđ tăđ căthuăth păt ănhi u ngu n khácănhauătùyăthu căt ngă

đ aăph ng,ăsauăđóăđ căx ălỦătrongăGIS,ăl păb năđ ăhi nătr ng s ăd ngăđ t,ăkèmăđóălƠă

nh ngăs ăli uăv ănhuăc uăs ăd ngăđ tătrongăt ngălaiăc ngănh ăcácătiêuăchíăquyăho ch,

t ăđóăs ăd ngăs ăh ătr ăc aăcôngăc ăphân tích khôngăgianăc aăGISăđ ăđ aăraănh ngă

ph ngăánăquyăho chăphùăh p,ănhanhăchóngăvƠăđápă ngăđ căcácăđi uăki năc aăbƠiătoánăquyăho chăđ tăra.ăD aăvƠoăđó, các nhà quy ho ch vƠănhƠăqu nălỦ cóăth ăd ădƠngăn m b tă

đ căthôngătin,ăh ătr ăraăquy tăđ nhăv phát tri năcácăk ăho chăs ăd ngăđ tăh pălỦ Thành ph Brno - C ngă hoƠă Czechă đƣă dùngă côngă ngh GISă đ phát tri n quy

ho ch t ng th và hi n th thôngătinătheoăc ăs d li uăGISăđ a chính c a thành ph Mlada - C ngăhoƠăCzechăc ngăs d ngăGISăđ h tr k ho ch quy ho ch l i m t khu sân bãi quân s ,ăđánhăgiáăvƠămôăph ng các lo iătƠiănguyênăđ t

Vi n ÐaălỦă“AgustinăCodazzi”ă(IGAC)ăc aăColombiaăđƣădùngăcôngăngh GIS

đ hi n th và ki m soát hi n tr ng s d ngăđ t hi nănayăvƠătrongăt ngălaiăc a thành

ph Ibague

Hình 1.8 D li u GIS v hi n tr ng s d ng đ t trên n n nh v tinh

Ngu n: Ng c Hi n, 2020

- ng d ng GIS xây d ng b n đ th m che ph và b n đ bi n đ ng th m che ph

Vi c ng d ng GIS v i s ph i h p c aăt ăli u vi n thám là m t b công c r t

hi u qu trong nghiên c u th m ph th c v t trên b m tăđ t.ă ơyălƠălo i b năđ th

hi n tình tr ng t nhiên c a b m tăđ t.ăT ăli u vi n thám cung c p trung th c hình nh

b m tăđ t t i th iăđi m ch p nh Các ph n m m gi iăđoánă nh s giúp x lý nh và phân lo i nh.ăSauăđó, chuy n k t qu phân lo i nh sang ph n m m GIS, GIS s cung

c p các công c xây d ng b năđ l p ph , chi t tách thông tin và th ng kê s li u Bên c nh vi c xây d ng b năđ l p ph , GIS còn cung c p ch căn ngăch ng x p

b năđ đ xây d ng b năđ bi năđ ng s d ngăđ t ho c bi năđ ng l p ph th c v t qua

th i gian Trongătr ng h p này, chúng ta c n ph i có b năđ s d ngăđ t ho c b năđ

l p ph c a nhi u th iăđi m Các b năđ này có th có t vi c gi iăđoánă nh vi n thám

ho c xây d ng b năđ s d ngăđ t c aăđ aăph ng

1.6 3.ă ngăd ngăGISătrongăqu nălỦăr ng

ng d ng GIS và nh vi n thám trong qu n lý r ng là gi i pháp t iă uănh t trong

vi c qu n lý tài nguyên r ng, hi nănayănhƠăn căđƣăvƠăđangăápăd ng ngành khoa h c công ngh GIS và vi năthámăđ theo dõi, giám sát r ng

Công c GISăvƠăt ăli u nh vi n thám s phân lo iăđ che ph c a r ng, x lý và phân tích nh ng khu v căđ che ph ít, qu n lý nh ng khu v c r ngăđ u ngu n, t đóănhƠăn c có nh ng chính sách h p lý trong vi c tr ng r ng, ph xanhăđ t tr ngăđ i tr c

- GIS và vi n thám trong c tính sinh kh i r ng

ng d ng nh vi n thám trong vi că c tính sinh kh i, nh m h tr vi c tính toán sinh kh i r ng m t cách nhanh chóng và k p th i Nhi u qu c gia trên th gi iăđƣăti n hành nghiên c u tính toán tr l ng sinh kh i c a th m th c v t d a trên nh vi n thám

nh ăLandsat,ăSPOT,ăAVHRRăNOAA,ăALOSầ

Có r t nhi uăph ngăphápă c tính sinh kh i t các nh v tinh thông qua nh ng giá tr nh ăh s b c x , h s ph n x , ch s chu n hóa các th c v t khác nhau (The Normalized Difference Vegetation Index ậ NDVI), ch s di n tích b m t lá (Leaf Area Index ậ LAI), h s b c x c a ho tă đ ng quang h p (The Fraction of Absorbed Photosynthetically Active Radiation ậ fAPAR) Chính công ngh nƠyăđƣăgópăph n làm rõăc ăs lý thuy t t nh ng tính toán th c nghi m trên nh, nh măđ xu t gi i pháp hi u

qu trong vi c giám sát th m ph th c v t

Tuyănhiên,ăđ tínhăđ c sinh kh i t ng th c a r ng c n có nh ng nghiên c u ti p

t c trong vi c tính th tích r ngăc ngănh ăchi uăcaoăcơyăt ngă ng cho t ng khu v c Ngoài ra, s ch aăphùăh p v con s trong vi că c tính di n tích r ng t o ra t nh v tinh và th ng kê r ng truy n th ng (do v năđ xácăđ nh khu v c r ng)ăc ngăc năđ c

gi i quy t t d li u b tr b i GIS

Hình 1.9 D li u GIS v hi n tr ng cháy r ng trên n n nh v tinh

- ng d ng nh vi n thám trong c nh báo cháy

Tích h păGISăvƠăt ăli u nh v tinh có th xácăđ nhăđ c v trí và di n tích cháy

r ng m tăcáchănhanhăchóngăvƠăchínhăxác.ă phòng ng a hi năt ng cháy r ng, GIS có

th h tr trong vi căđánhăgiá nh ng b tăth ng trên di n r ng,ăđ xácăđ nhăđ c khu

v c khô h n,ăđ che ph th pầăc nh báo cháy r ng

1.6 4.ă ngăd ng GISătrongănghiênăc uăth yăv n

- Tính toán dòng ch y l u v c

V iă môă hìnhă s ă hóaă đ ă caoă (DEM),ă GISă cóă th ă cungă c pă ch că n ngă phơnă tíchăkhôngăgianăđ ăxơyăd ngăb năđ ădòngăch yăl uăv c.ă i uănƠyăr tăquanătr ngăđ iăv iăvi căthi tăk ăl uăv căđ iăv i cácănghiênăc uăth yăv n

- Nghiên c u hi n tr ng và d báo l l t

GISăcungăc păcôngăc ăsoăsánhăm căn căvƠăđ ăcaoăb ăm tăđ ăxơyăd ngăb năđ ăl ă

l t.ă i u nƠyălƠăr tăc năthi tătrongăvi căxơyăd ngăk chăb năvƠăd ăbƣoăm aăl , giúp cung

c păthôngătinăh uăíchăchoăcácănhƠăqu nălỦăđ k păth iăđ ăxu tăcácăgi iăphápănh măgi măthi uăthi tăh iădoăm aăl ăgơyăra

- Nghiên c u tình tr ng h n hán

GISăc ngăgiúpătínhătoánăraăl ngăn căb căh iăvƠătiêuăhaoănhi tăb ăm tăđ ăxơyă

d ngăb năđ ănguyăc ăh năhán, giúpăcácănhƠăch cătráchăcóănh ngăthôngătinăh uăích, đ aăraăcácăgi iăphápăk păth iăch ngăh n

1.6 5.ă ngăd ngăGISătrongănghiênăc uăsinhătháiămôiătr ng

GIS cung c p các công c đ phân vùng sinh thái d a trên s thích nghi c a m t

đ căđi mămôiătr ngănƠoăđóănh ăvùngăsinhătháiălâm nghi p, vùng sinh thái nuôi tr ng

th y s n, vùng sinh thái bi năđ i khí h u, t đóăxơyăd ng b năđ vùng sinh thái giúp

qu nălỦămôiătr ngăchuyênăđ c th

GIS còn cung c p các công c môăhìnhăhóaăđ xácăđ nh th c tr ng và di n bi n ô nhi m không khí t cácăph ngăti n giao thông, ô nhi măn c, ô nhi măđ t và các hi n

t ng bi năđ i khí h u theo các k ch b n, t đóătínhătoánăđ c nh ng thi t h i do các

hi năt ng c căđoanăgơyăra.ăV i vi c mô hình hóa, các nhà ch c trách có th tìm ra, đ aă

ra nh ng gi i pháp h u ích, gi m thi u các thi t h i gây ra

1.7 UăH NGăPHỄTăTRI NăC AăGIS

H th ngătinăđ aălỦăGISăraăđ iăđánhăd u m t cu c cách m ng trong vi c mô hình hóa các s v t, hi năt ng trên b m t tráiăđ t.ăC ăs d li u GIS là m t trong các công

c h tr ra quy tăđ nh, chúng có th giúp ta trong b t k l nhăv c nào và ngày càng tr nên quan tr ng trong cu c s ng hàng ngày c a chúng ta ngày nay Nh ng ti n b c a GIS là k t qu k t h p c a r t nhi u công ngh ,ăcácăl nhăv c khác nhau g măc ăs d

li u (Database), công ngh đ nh v v tinh (GPS), công ngh Vi n thám thu nh n nh v tinh (RS), công ngh thành l p b năđ , toán h c, l pătrình,ăđ a lý, thi t k v i s tr giúp

c a máy tính (CAD) và khoa h c máy tính là nh ng nhân t quan tr ng trong s phát tri n c a GIS

Ngày nay, khi khoa h c công ngh ngày càng phát tri n, nhu c u c aăconăng i ngày m tăcaoăh năthìăGISăc ngăđ c áp d ng vào phát tri n kinh t - xã h i thêm ph n

c p thi tăh nătru c.ăChoăđ n nay, GISăđƣăxơyăd ng hoàn ch nh v i kh n ngăl uătr ,

qu n lý, truy c p, x lý phân tích và cung c p thông tin m t cách đa d ng và m nh m

B vi x lý hi n nay có t căđ hƠngăGigaHertz.ăCardăđ h a m nhăh năr t nhi u so v i

tr căđơy.ăBơyăgi chúngătaăngh ăv GISăl uătr d li u trong TeraBytes, ch không còn MegaBytes D li uăGISăđƣătr nên ph bi năh n.ăD li u TIGER, hình nh v tinh

Landsat và th m chí c d li u LiDAR có th t i v mi n phí Kho d li u tr c tuy n

nh ăArcGISăOnlineăv i kh iăl ng r t l n các d li u không gian Ch căn ng và yêu

c u m iăd ngănh ălƠăvôăt n vƠăv t ra ngoài kh n ngăc a nh ng s n ph m ph n m m GIS truy n th ng GISăđ c áp d ng trong h u h tăcácăl nhăv c t khoa h c công ngh

đ n d ch v công c ng, ph c v nh ng nhu c u r t c p thi t c aăconăng i

1.7.1 S phát tri n c a ph năm mămã ngu năm

N iălênătrongăxuăh ng phát tri n c aăGISăđ u th k XXI là s thayăđ i l n c a

ng i s d ng GIS trong vi c xây d ng ph n m m GIS c a riêng h theo d ng c ng tác, hay g i là ph n m m ngu n m ă n nay, ph n m m ngu n m (FOSS ậ Free and Open SourceăSoftware)ăđƣăcóăt m nhăh ng sâu r ngătrongăl nhăv c công ngh thông tin nói chung và GIS nói riêng S phát tri n c a các ph n m m mã ngu n m v n là m t trong

nh ngăxuăh ng ch đ o c aăGISătrongăt ngălai.ăKhôngăquáăkhiănóiăr ng chúng ta đangăd năb c vào k nguyên bùng n c a ph n m m mã ngu n m

Khiănóiăđ n ph n m mănƠoăđóăcóă“ngu n m ”ăthìăcóăngh aălƠămƣăngu n c a ph n

m măđóăđ c truy c p, truy n t i, s aăđ i và s d ng mi n phí, t do H u h tăng i s

d ngăkhôngăquanătơmăđ n mã ngu n mà ch s d ngăch ngătrìnhăph n m măđƣăđ c

d ch ra ngôn ng máyătính,ănh ngăđ i v i nh ngăng i l p trình mu n ti p t c phát tri n ph n m m thì r t quan tr ng.ă năgi n là vì quá trình d ch mã ngu n ph n m m t ngôn ng l p trình (ví d C++, Visual C, C#, Visual Basic, ) sang ngôn ng máy tính

là quá trình m t chi u,ăcóăngh aălƠăkhiămƣăngu năđƣăđ c d ch ra ngôn ng máy, d ng excutable thì không có cách gì chuy năng c l i thành mã ngu n

uăđi m l n nh t c a ph n m m mã ngu n m lƠăng i s d ngăđ c dùng mi n phí, vì v y s phát tri n ph n m m ngu n m đƣăvƠăđangătácăđ ng m nh m đ n th

tr ng ph n m măth ngăm i Mozilla FireFox, m t ph n m m mã ngu n m tr thành

m t trong nh ng trình duy t web ph bi n nh t th gi i, trong khi Microsoft Internet Explorerăđangăd năítăđ că aăchu ng và s d ngăh nălƠăm t ví d đi n hình H đi u hƠnhăLinuxăđangăngƠyăcƠngăhoƠnăthi năvƠăđƣăcóăth đápă ngăđ c yêu c u c a nh ng

ng i s d ngă máyă tínhă bìnhă th ng và t tă nhiênă đangă bƠoă mònă th tr ng c a Microsoft Windows H đi u hành server Apache và ngôn ng l pătrìnhăwebăPHPăđƣă

đ căh nă50%ăwebsitesătrênăth gi i s d ng.ăTrongăl nhăv c GIS, nhi u ph n m m mã ngu n m nh ăQGIS,ăGRASSăGIS,ăSAGAăGISăraăđ iăvƠăđangăd n tr nên ph bi n

B ng 1.3 li t kê m t s ph n m m GIS mã ngu n m cho máy tính cá nhân ph bi n

v tínhă n ngă vƠă quyă môă đ c ng d ng Nh ng ph n m m này có th k đ n GeoServer, MapServer, Open WebGIS,

B ng 1.3 Các ph n m m GIS mã ngu n m ph bi n hi n nay

HP-UX, DEC-Alpha, and Windows

M c dù cho t i nay, các ph n m mă GISă th ngă m iă nh ă ArcGIS,ă Geomedia,ăMapinfo hay Global Mapper, v n có m t ch đ ng v ng ch c trên th tr ng ph n

m m GIS b i nh ngătínhăn ngăm nh m , nh ng gi iăphápăđ n b t k các bài toán v không gian t n t i ngày nay và s h tr t iăđaăđ i v iăng i s d ng, vi c phát tri n các ph n m m mã ngu n m v nălƠăxuăh ng t t y u khi nhu c uăngƠyăcƠngăđaăd ng, trong khi kh n ngăv tài chính c a nhi uăđ iăt ngăng i dùng không ph i lúc nào

c ngăđ m b oăđ s d ng các ph n m măth ngăm i.ăTrongăt ngălai,ăs có thêm nhi u

ph n m m GIS mã ngu n m ra đ i, đ ng th i các ph n m m mã ngu n m hi n nay

c ngăđ c d báo s cung c p nh ngătínhăn ngăngƠyăcƠngăm nh m h n.ă

1.7.2 WebGIS và Mobile GIS

Trong nh ngăn măg năđơy,ăs phát tri n nhanh chóng c a internet và các thi t b mobile c v s l ng và ch tăl ng d ch v đƣăt oănênăđ ng l c m i cho GIS T căđ

đ ng truy n internet, k c m ngăkhôngădơy,ăđƣăđ c c i ti năv t b c và kh n ngă

ng d ngăGISătrênăc ăs webăđƣăth c s bùng n Các công ngh Mobileănh ăWiFi,ă3G,ă4G,ă5Găcellular,ăđƣăđemăl i nh ng kh n ngăm i cho GIS M t trong các kh n ngăđóălƠă

m r ngăđ aăcácăch căn ngăc a h th ng GIS t nh ngămáyătínhăđ bàn hay m ng c c

b LAN lên m ng internet Các ch căn ngăc a s k t n i h th ng GIS và m ng web bao g m vi c phân ph i d li u không gian (b năđ ), hi n th b năđ t nhăvƠăb năđ

đ ng, h iăđápăvƠăphơnătíchăGISătrênăWeb

Hình 1.10 S k t h p gi a WebGIS, Mobile GIS và Mobile Internet

Theo nhi u nhà chuyên môn v GIS trên th gi i,ăchúngătaăđangăch ng ki n m t

hi năt ng m i v GIS: Phát tri n GIS trên m ng Web và s tr thành m t d ng phân

b GIS toàn c u

Thu t ng chuyên môn m i c a hi năt ngăđóăng i ta g i là GeoWeb; m t m ng

l i r ng rãi toàn c u v phân ph i, chia s d li u, h p tác phát tri n và v năhƠnh,ăđ ng

th i GIS theo th i gian th c (real time) trên toàn th gi i Các h th ng GIS riêng r trên th gi i s ngày càng k t n i v i nhau m căđ chia s v d li u và kh n ngăv n hƠnhăđ n m c ta có th g i nó là h th ng toàn c u c a nh ng h th ng T t nhiên s

xu t hi n vô vàn v năđ c n ph i gi i quy t: V năđ tiêu chu n hóa mô hình s li u, v n

đ t o c ng web (web portals), v năđ liênăquanăđ n tinh th n c i m c aăconăng i,

v năđ gi a d li uăt ănhơnăvƠăd li uănhƠăn c,

Chúngătaăđangăb c vào k nguyên c a xã h i thông tin, ngày càng nh năđ c nhi u thông tin và ph i x lý kh iăl ng thông tin l năh n.ăVíăd : Ch trong vòng vài

n măt i ta s th y s l ng v tinh nhân t oăđ c phóng lên qu đ oătráiăđ tăt ngălênăhƠngătr măl n,ăc ngănh ăkh iăl ng d li u ngày càng to l n t GPS, t các h th ng t

đ ng thu th p d li u (dataloggers) và s l ng website và web portals Yêu c u x lý

d li u có tính không gian s t ngălênăkhôngăng ng và ch n ch n GeoWeb hay khái

ni măt ngăt s phát tri nănhanhăchóngănh ăb t k hi năt ngănƠoăcóăđ ng l c yêu c u

c a s đôngănhơnălo i

Kh n ngăv năhƠnhăđ ng th i (interoperability) là y u t c ăb n c a GeoWeb.ă

kh n ngănƠyătr thành hi n th c trên toàn c u, c n có m tăch ngătrìnhăchuy năđ i các

d ngăl uătr d li u, h quy chi u t aăđ , t l vƠăs ăđ vào trong nh ng CSDL th ng

nh t, d t ngăthíchăđ c v i m i h th ng Công ngh chuy năđ i này chính là c u trúc th ng nh t c a m ng oă (cyberă structure)ă vƠă ph ngă phápă tínhă m ng (grid

computing) H máy tính ngày nay bao g m nhi u b x lý ch yăđ ng th i (multicore processor) cho ta th y s c m nhătínhătoánăđangăt ngănhanh,ăcácăb ngăt iăinternetăc ngăkhông ng ngăđ c t ngăr ng thêm, thi t b l uătr ngày càng có kh n ngăl uătr l n Bên c nhăđó,ăcácătiêuăchu n và công ngh v Webănh ăExtensibleăMarkupăLanguageă(XML) và Simple Object Extensible Protocol (SOAP) s ngày càng tr nên quan tr ng

đ i v i Web

Ngày càng s có nhi u thi t b diăđ ng (mobile) truy c păGeoWebăh năvƠăc n thi t làm cho h GeoWeb tr nên t c th i (real-time)ăh n.ăPh n m m GIS s ngày càng có tính d ch v nhi uăh n,ăđápă ng nhu c uă“m i lúc, m iăn i”.ăD ch v d a trên v trí (Location Based Service - LBS)ănh ăc u h a, c uăth ng,ăhayăphơnăph i hàng hóa s

đ m b o ngày càng chính xác, k p th i

Hình 1.11 C u trúc c a m t h th ng d ch v d a trên v trí

Ngu n: Steiniger & cs., 2012

Công c đ k t n i GIS v iăwebăc ngăđƣăđ c các công ty phát tri n ph n m m GIS b sung vào s n ph m c a h ăESRI,ăIntergraph,ăMapInfoăđ uăđƣăcóănh ng module

đ bi u th và phân tích b năđ trên n n web C ngăđ ng nh ngăng i phát tri n ph n

m m ngu n m c ngăt o ra nhi u ph n m măt ngăt ,ăđ c bi t là h cho phép c ng

đ ng GIS trên th gi i s d ng mi năphí,ăđ ng th i v i vi c cho phép chuy n t i t do

mã ngu n, ph n m m có kh n ngăt p h păđ c trí tu l p trình c a hàng ngàn chuyên viên l p trình trên th gi i

M t trong nh ng ph n m m ngu n m th hi n b n đ và truy v n GIS trên Web

đ c công nh năđangăcóătri n v ngălƠăMapServeră(http://mapserver.gis.umn.edu).ă ơyă

là công c hi n th b năđ trênămôiătr ngăwebăt ngăt nh ălƠăCGIă(CommonăGatewayăInterface) script hay là m t ng d ng riêng bi t qua giao di n API (Application Program

Interface) v i vi c s d ng công c l pătrình.ăNóiăcáchăkhác,ăMapServerălƠămôiătr ng phát tri n ngu n m đ xây d ng các ng d ng GIS có kh n ngă k t n i v i Web

Tr ngă i h c Minnesota thành l p và phát tri n MapServer có tr giúp c a NASA và

C c Qu n lý Tài nguyên Thiên nhiên Minnesota (US Department of Natural Resources) Hi n nay,ăMapServerăđ căcƠiăđ t và s d ngăđ phát tri n các ng d ng

b năđ trên n n Web kho ng 20 t ch c trên th gi i

SauăđơyălƠăm t s ng d ngăđ c phát tri n thông qua vi c s d ng MapServer API (ho căquaăCGIănh ăđƣătrìnhăbƠyă trên) Khi k t h p v i ph n m m ngu n m v CSDL MySQL và ngôn ng l p trình cùng ngu n m nh ălƠăPHP,ănh ng ng d ng này

có th d dƠngăđ c trang b thêm nhi u công c h u hi u mà ch riêng v i MapServer thì r t khó th c hi n Nh ng ng d ng gi i thi u đơyăkhôngăcóăgìălƠăm i m ,ănh ngăchúng ch ng t nh ng tác d ng mà MapServer có th th c hi năđ c

Công c tr giúp phân ph i b t đ ng s n (Real Estate Sales Tool): Khi liên k t

t aăđ kinhăv ăđ (lat/long coordinates) cho m iăkhuăđ t hay nhà c a vào ph n m m

hi u th hƠngă hóaă (multipleă listingă service),ă ng i ta có th t o nên catalog có tính khôngăgianăđ h a (ví d vi c nh n chu tăđ tìm ki m, vi c các c a s thông tin hi n lên khi con tr điăquaăcácăđi m tr ng tâm)

Theo dõi ti n trình có tính th i gian th c (Real-Time Track and Trace): Khi dùng

thi t b GPSăđ xácăđ nh v trí t c th i (th i gian th c) và chuy n giao d li u v tríăđ n thi t b diăđ ng có công ngh cellular 2.5 và 3G, MapServer có th thành l p ng d ng

ch đ ng t c th i.ăC ăs d li u ngu n m MySQL là m t CSDL ph c v t t cho vi c

l uătr lo i d li uăđ a lý này

C v n ch đ ng tránh t c ngh n giao thông t c th i (Real-Time Traffic

Advisories and Congestion Avoidance): V i vi c thu th p d li u m tăđ các lu ng giao thông thông qua c p nh p t aăđ GPS,ăđ a ch đ ng ph vƠăcácăđi m nút giao thông, MapServer có th tính toán m căđ giao thông th c t theo th i gian th c, th hi n các thôngătinăđóălên webă(đ các thi t b diăđ ng có th c p nh p)ăvƠăđ aăraăch d n v các

lu ngăđ ng h p lý

Nhìnăchung,ăWebGISăđƣăcungăc p các ch căn ngăkhaiăthácăthôngătinăc ăb nănh ă

qu nălỦăng i s d ng, cung c p nh ng công c t ngătácăv i b năđ , tra c u, tìm ki m thông tin trên b năđ nh ngăv n còn h n ch v cách thi t k giao di n, hình nh b năđ khôngăđ c s cănétăsinhăđ ng, thi u m quan Có nh ng WebGIS có r t nhi u l p thông tin c a b năđ đ căđ aăvƠoănh ngăl iăkhôngăkhaiăthácăđ c h t các thông tin này Do đó,ăl p thông tin v a c ng k nh, làm t căđ t i d li u b ch m,ăkhôngăđemăl i hi u qu

s d ng Có nh ng WebGIS thì ch có m t vài l p thông tin b năđ , trong khi các l p thông tin này thì có n iădungăquáăs ăsƠi,ăthi u c th nên r t h n ch trong vi c s d ng tra c u thông tin

T khiăWebGISăraăđ i, nhi u nhà cung c p d ch v GISăhƠngăđ u l năl t tung ra các ph n m m h tr b nă đ nh ă ArcIMSă c a ESRI, MapGuide c a AutoDesk,

GapMedia Webmap Server c a Intergrap, Mapinteme c aăMapinfoầăNh ng ph n m m này tuy d s d ngănh ngătínhălinhăho t không cao do ph i l thu c vào gi i pháp riêng

c a nhà cung c p Ngày nay, h u h t các qu căgiaăđ uăh ngăđ n xây d ng CSDL h

t ng d li u không gian, s d ng các chu n m qu c t nh ăOpenGISă ho c ISO/TC

211 M t s ph n m m mã ngu n m đangă ph bi n trên th gi iă nh ă Mapserver,ăGeoserver,ăSharpmap,ăGoogleăMapăAPIầăchoăphépăt o l i các b năđ đ ng và trình bày d li u không gian trên Web

1.7.3 GIS d aătrênăn năt ngăc aăđi nătoánăđámămơy

i nătoánăđámămơyă(cloud computing) là mô hình đi n toán s d ng công ngh

máy tính và phát tri n d a vào m ng Internet Thu t ng “đámămơy” là l i nói n d ch

m ng Internet (d aăvƠoăcáchăđ c b trí c aănóătrongăs ăđ m ng máy tính) và nh ăm t liênăt ng v đ ph c t p c aăc ăs h t ng ch a trong nó môăhìnhăđi n toán này, m i

kh n ngăliênăquanăđ n công ngh thông tin đ uăđ c cung c păd i d ng các “d ch v ”, choăphépăng i s d ng truy c p d ch v công ngh t m t nhà cung c pănƠoăđóă“trong đámămơy” mà không c n ph i có ki n th c, kinh nghi m v công ngh đó,ăc ngănh ăkhông c năquanătơmăđ năc ăs h t ng ph c v công ngh đó Theo Vi n K ngh i n

vƠă i n t (IEEE), M , “ i n toán đám mây là hình m u trong đó thông tin đ c l u

tr th ng tr c t i máy ch trên Internet và ch đ c đ c l u tr t m th i các máy khách, bao g m máy tính cá nhân, trung tâm gi i trí, máy tính trong doanh nghi p,

ph ng ti n máy tính c m tay, ”.ă i nătoánăđámămơyălƠăkháiăni m t ng th bao g m c

nh ng khái ni mănh ăph n m m d ch v , Web 2.0 và các v năđ khác xu t hi n g năđơy,ăxuăh ng công ngh n i b t,ătrongăđóăđ tài ch y u c a nó là v năđ d aăvƠoăInternetăđ đápă ng nh ng nhu c uăđi n toán c aăng i dùng Ví d , d ch v Google AppEngine cung c p nh ng ng d ng kinh doanh tr c tuy năthôngăth ng, có th truy nh p t m t trình duy t web, còn các ph n m m và d li uăđ uăđ căl uătr trên máy ch

V ăthành ph n,ă“đi nătoánăđámămơy”ăbao g mă5ăl păriêngăbi t,ăcóătácăđ ngăquaăl iă

l nănhau:

- Client (l p hách hàng):ăL păClientăc aăđi nătoánăđámămơyăbaoăg măph năc ngă

vƠăph năm m,ăd aăvƠoăđó,ăkháchăhƠngăcóăth ătruyăc păvƠăs ăd ngăcácă ngăd ng/d chăv ă

đ că cungă c pă t ă đi nă toánă đámă mơy.ă Ch ngă h n,ă máyă tínhă vƠă đ ngă dơyă k tă n iăInternetă(thi tăb ăph năc ng)ăvƠăcácătrìnhăduy tăwebă(ph năm m)ầ

- pplication (l p ng d ng) L pă ngăd ngăc aăđi nătoánăđámămơyălƠmănhi măv ă

phơnăph iăph năm mănh ăm tăd chăv ăthôngăquaăinternet,ăng iădùngăkhôngăc năph iăcƠiăđ tăvƠăch yăcácă ngăd ngăđóătrênămáyătínhăc aămình,ăcácă ngăd ngăd ădƠngăđ că

ch nhăs aăvƠăng iădùngăd ădƠngănh năđ căs ăh ătr Nh ng ho tăđ ng đ căqu nălỦă

t iătrungătơmăc aăđámămơyăch ăkhôngăn mă ăphíaăkháchăhƠngă(l păClient),ăchoăphépăkháchăhƠngătruyăc pă ngăd ngăt ăxaăthôngăquaăWebsite Ng iădùngăkhôngăc năth că

hi nănh ng tínhăn ngănh ăc pănh tăphiênăb n,ăb năváăl i,ădownloadăphiênăb năm iầă

b iăchúngăs ăđ căth căhi năt ă“đámămơy”

- latform (l p n n t ng) Cungăc păn năt ngăchoăđi nătoánăvƠăcácăgi iăphápăc aă

d chăv ,ăchiăph iăđ năc uătrúcăh ăt ngăc aă“đámămơy”ăvƠălƠăđi măt aăchoăl pă ngăd ng,ăchoăphépăcácă ngăd ngăho tăđ ngătrênăn năt ngăđó.ăNóăgi mănh ăs ăt năkémăkhiătri năkhaiăcácă ngăd ngăkhiăng iădùngăkhôngăph iă trangăb ăc ăs ăh ăt ngă(ph năc ngăvƠă

ph năm m)ăc aăriêngămình

- Infrastructure (l p c s h t ng) Cungăc păh ăt ngămáyătính,ătiêuăbi uălƠămôiă

tr ngăn nă oăhóa.ăThayăvìăkháchăhƠngăph iăb ăti năraămuaăcácăserver,ăph năm m,ătrungătơmăd ăli uăho căthi tăb ăk tăn iầăgi ăđơy,ăh ăv năcóăth ăcóăđ yăđ ătƠiănguyênăđ ăs ă

d ngămƠăchiăphíăđ căgi măthi u,ăho căth măchíălƠămi năphí.ă ơyălƠăm tăb căti năhóaă

c aămôăhìnhămáyăch ă oă(VirtualăPrivateăServer)

- Server (l p server - máy ch ): Baoăg măcácăs năph măph năc ngăvƠăph năm mă

máyătính,ăđ căthi tăk ăvƠăxơyăd ngăđ căbi tăđ ăcungăc păcácăd chăv ăc aăđámămơy.ăCácăserverăph iăđ căxơyăd ngăvƠăcóăc uăhìnhăđ ăm nhăđ ăđápă ngănhuăc uăs ăd ngăc aă

đ ngăđ oăng iădùngăvƠăcácănhuăc uăngƠyăcƠngăcaoăc aăh

Hình 1.12 Mô hình d ch v “ đi n toán đám mây” GIS

Ngu n: Deogawanka, 2015

Ngày nay, vi c phát tri n GIS d a trên “đi nătoánăđámămơy” là m t xuăh ng t t

y u Các thành ph n c a “đi nătoánăđámămơy” cung c p cho H th ngăthôngătinăđ a lý

ba mô hình d ch v :