[Lecture Notes, Textbooks] GIS Đại cương (9/2019)

(Click vào tên tài liệu để download)

I. LÝ THUYẾT

0. Chương trình học

1. Giới thiệu về GIS [6 tiết]

2. Hệ tọa độ (địa lý, phẳng) [6 tiết]

3. Mô hình dữ liệu GIS (không gian) [6 tiết]

4. Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) [6 tiết]

5. Phân tích dữ liệu GIS (đơn lớp, đa lớp) [6 tiết]

II. THỰC HÀNH

Thông tin chung:

• Lịch học:
  • Giờ học: sáng từ 9g30, thứ 7 hàng tuần
  • Địa điểm học: phòng RD405
• Máy tính cá nhân, phần mềm:
  • Sinh viên tự trang bị máy tính cá nhân khi đến lớp học thực hành. Nếu không có máy tính, có thể học ghép với bạn có máy tính.
  • Sinh viên tự tải, cài đặt phần mềm QGIS 2.18 theo link sau:
    • Windows 32 bits: http://qgis.org/downloads/QGIS-OSGeo4W-2.18.15-1-Setup-x86.exe
    • Windows 64 bits: http://qgis.org/downloads/QGIS-OSGeo4W-2.18.15-1-Setup-x86_64.exe

Bài giảng, dữ liệu thực hành

(Click vào tên tài liệu để download)

0. Chương trình học | Video 0

1. Giới thiệu phần mềm QGIS, hiển thị dữ liệu GIS [6 tiết] | Video 1

2. Truy vấn dữ liệu GIS [6 tiết]| Dữ liệu bài 2| Video 2| Dữ liệu kiểm tra bài 2

Lưu ý, cần kích hoạt phần mở rộng Spatial Query cho bài 2 theo trình tự như sau:

• Mở QGIS Desktop, trên Menu, chọn Plugins/ Manage and Install Plugins…

• Xuất hiện cửa sổ Fetching repositories, click Abort fetching.

• Tìm công cụ Spatial Query Plugin, đánh dấu chọn vào hộp chữ nhật phía trước phần mở rộng. Click Close.

3. Biên tập dữ liệu GIS [6 tiết] | Dữ liệu bài 3| Video 3

4. Phân tích dữ liệu GIS [6 tiết] | Dữ liệu bài 4| Video 4

Lưu ý, cần cài đặt thêm phần mở rộng Multi Ring Buffer cho bài 4 theo trình tự như sau:

• Mở QGIS Desktop, trên Menu, chọn Plugins/ Manage and Install Plugins…

• Xuất hiện cửa sổ Fetching repositories, vui lòng đợi vài giây.

• Trong cửa sổ Plugins, gõ cụm từ Multi Ring Buffer vào ô Search. Tick chọn chức năng Multi Ring Buffer hiện ra bên dưới. Sau đó, click Install plugin.

• Quá trình cài đặt diễn ra vài chục giây. Vui lòng chờ đợi.

• Sau khi hoàn tất cài đặt, click Close.

5. Trình bày, thiết kế bản đồ [6 tiết]| Dữ liệu bài 5| Video 5

III. CÂU HỎI ÔN TẬP

1. Giới thiệu về GIS

• Thông tin là dữ liệu đã được xử lý và là tiền đề của kiến thức, trí tuệ.
• GIS là một hình thức đặc biệt của hệ thống thông tin áp dụng cho dữ liệu địa lý (có vị trí trên Trái Đất).
• Dữ liệu GIS đã được xử lý, lưu trữ 2 thông tin: không gian, thuộc tính. Dữ liệu không gian mô tả vị trí của đối tượng. Dữ liệu thuộc tính mô tả đặc tính của đối tượng.
• GIS là hệ thống thông tin trên máy tính được thiết kế để thu thập, lưu trữ, xử lý, phân tích và hiển thị mọi dạng dữ liệu địa lý nhằm hỗ trợ việc ra quyết định.
• 1960: GIS đầu tiên trên thế giới ra đời tại Canada. 1980: GIS du nhập vào Việt Nam.
• GIS trả lời 5 câu hỏi: vị trí, điều kiện, xu hướng, quan hệ, mô phỏng.
• GIS = địa lý học + bản đồ học + tin học + toán học. GIS thuộc ngành khoa học Trái đất. GIS + GPS + viễn thám = công nghệ địa lý.
• GIS giúp lưu trữ hồ sơ tốt hơn, tăng hiệu quả công việc, truyền thông hữu hiệu hơn, ra quyết định tốt hơn.

2. Hệ tọa độ (địa lý, phẳng)

• 3 mô hình toán học biểu diễn Trái đất: geoid, ellipsoid, spheroid.
• Hệ tọa độ địa lý xác định vị trí của các đối tượng theo kinh độ và vĩ độ sử dụng ellipsoid/ spheroid.
  • Spheroid (tỉ lệ ≤ 1/5.000.000), Ellipsoid (tỉ lệ ≥ 1/1.000.000).
  • Kinh độ (λ): 180°W (Tây) à 180°E (Đông).
  • Vĩ độ (ᵠ): 90°S (Nam) à 90°N (Bắc).
• Hệ tọa độ chiếu xác định vị trí của các đối tượng theo mặt phẳng sử dụng ellipsoid/ spheroid và phép chiếu bản đồ.
  • Biến dạng phép chiếu: hình dạng, diện tích, khoảng cách, hướng
  • Phân loại phép chiếu: bảo toàn (góc, diện tích, khoảng cách, hướng), mặt chiếu (hình trụ, hình nón, mặt phẳng)
• Hệ tọa độ VN2000
  • sử dụng ellipsoid WGS84 được điều chỉnh phù hợp với lãnh thổ Việt Nam bằng cách dịch chuyển gốc tọa độ và xoay trục tọa độ.
  • chia ellipsoid thành múi 6° (tỉ lệ < 1/10.000) / 3° (tỉ lệ ≥ 1/10.000) và sử dụng lưới chiếu UTM (hình trụ ngang cắt ellipsoid tại 2 kinh tuyến cách đều kinh tuyến trục 180 km/ 90 km).
  • đối với bán cầu Bắc, gốc tọa độ của mỗi múi là giao điểm của kinh tuyến trục (đã dịch về phía Tây 500 km) và xích đạo.
  • quy ước ghi tọa độ:
    • X = <khoảng cách tới xích đạo>
    • Y = <múi chiếu> <khoảng cách tới trục Ox sau khi dời kinh tuyến trục 500 km về phía Tây>

3. Mô hình dữ liệu GIS (không gian)

• Mô hình vector thể hiện các đối tượng rời rạc sử dụng 3 phần tử hình học: điểm, đường, vùng.
• Tỉ lệ bản đồ ảnh hưởng đến việc hiển thị đối tượng dưới dạng điểm, đường, vùng.
• Mô hình vector có thể biểu diễn bằng cấu trúc dữ liệu Spaghetti, Topology.
• Mô hình raster thể hiện các đối tượng liên tục sử dụng pixel.
• Kích thước pixel ảnh hưởng đến độ chính xác không gian của đối tượng.
• Mô hình raster có thể biểu diễn bằng cấu trúc dữ liệu mã hóa từng ô, mã hóa đoạn chạy.
• Có thể chuyển đổi qua lại giữa vector và raster.

4. Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính)

• Quan hệ (bảng) là bảng dữ liệu 2 chiều được đặt tên.
• Bộ (hàng) thể hiện đối tượng.
• Trường thuộc tính (cột) thể hiện thuộc tính của đối tượng.
• Giá trị (ô) thể hiện giá trị của 1 thuộc tính của 1 đối tượng.
• Khóa chính là 1 khóa được chọn để xác định duy nhất một mẩu tin trong quan hệ.
• Tên khóa chính được gạch dưới nét liền.
• Khóa ngoại là 1 hoặc nhiều thuộc tính trong quan hệ này được tham chiếu đến khóa chính của một quan hệ khác.
• Tên của khóa ngoại được gạch dưới nét đứt.
• Giữa các quan hệ có thể tồn tại quan hệ: 1-1, 1-n, n-1, n-n.

5. Phân tích dữ liệu GIS (đơn lớp, đa lớp)

• Nắm vững cách đo lường đối tượng: khoảng cách, chiều dài, chu vi, diện tích trong mô hình vector, raster
• Nắm vững thuật toán xử lý vùng ranh: Clip, Split, Merge, Buffer, Dissolve, Eliminate
• Nắm vững thuật toán chồng lớp: AND (Intersect), OR (Union), NOT (Difference), XOR (Symmetrical Difference)

IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO

V. ĐIỂM THI