Chương I Giới thiệu chung về hệ thống thông tin địa lý
1.6 Cấu trúc một hệ thống thông tin địa lý
Một hệ thống thông tin địa lý gồm hai thành phần cơ bản là: phần cứng và tập hợp các modul phần mềm. Một yếu tố không kém phần quan trọng nữa là và bối cảnh tổ chức bao gồm cả người sử dụng hệ thống. Tất cả các thành phần này cần được kết hợp một cách cân đối để hệ thống có thể hoạt động một cách hiệu quả (Burrough & McDonnell, 1998).
1.6.1. Phần cứng:
Các cấu thành cơ bản phần cứng của một hệ thống GIS được mô tả ở hình vẽ 1.2. Máy tính có ổ cứng để lưu trữ dữ liệu và phần mềm, ngoài ra còn có thể lưu trữ thông qua mạng hoặc ổ đĩa CD- ROM hoặc các thiết bị ngoại vi khác. Bàn số hoá hoặc máy quét được dùng để chuyển đổi bản đồ giấy và tài liệu sang dạng số để có thể sử dụng được bởi các chương trình phần mềm máy tính. Máy in khổ lớn, máy in hoặc bất cứ phương tiện hiển thị nào khác được sử dụng để hiển thị kết quả xử lý thông tin. Máy tính có thể nối với nhau, chia sẻ tài nguyên và lập thành mạng thông qua cáp hay đường điện thoại với modem. Người dùng phải kiểm soát máy tính và các thiết bị ngoại vi (là từ chung cho các thiết bị in, hiển thị, và các thiết bị khác nối với máy tính).
Bàn số hoá
Máy tính Mạng
Ổ CD-ROM
Máy in Máy in khổ
lớn
Hình 1.2: Các thành phần của phần cứng trong hệ thống thông tin địa lý 1.6.2. Phần mềm:
Phần mềm GIS có thể được chia ra thành năm nhóm chức năng như sau:
Nhóm nhập dữ liệu
Nhóm lưu tữ và quản trị dữ liệu
Nhóm đầu ra và hiển thị dữ liệu
Nhóm biến đổi dữ liệu
Nhóm giao diện với người sử dụng
Nhóm nhập dữ liệu
Cơ sở DLĐL Giao diện với
người sử dụng
Hiển thị và ra báo cáo
Chuyển đổi dữ liệu
Hình 1.3: Các cấu thành phần mềm cơ bản của một hệ thống GIS
Nhóm nhập dữ liệu bao trùm tất cả các khía cạnh liên quan đến thu thập dữ liệu từ bản đồ có sẵn, khảo sát thực địa, và thông tin viễn thám (bao gồm cả ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, và các thiết bị thu khác) và chuyển đổi chúng sang dạng số tiêu chuẩn. Có nhiều công cụ để thực hiện việc này bao gồm màn hình giao diện trực tíêp và con chuột, bàn số hoá, chương trình Word và Excell, máy quét, các ổ đọc dữ liệu dạng từ như CD-ROM,v.v…
Bản đồ giấy Ảnh hàng không
Đầu thu cảm ứng
Khảo sát thực địa
Bàn phím Bàn số hoá Máy in plotter Máy scanner Băng từ, ổ quang
NHẬP DỮ LIỆU
Hình 1.4: Quy trình nhập dữ liệu của hệ thống GIS
Lưu trữ và quản trị dữ liệu liên quan tới cách thức quản lý dữ liệu về liên kết (topo) dữ liệu vị trí (điểm, đường, vùng biểu diễn đối tượng địa lý trên bề mặt quả đất). Các phần mềm thương mại: MicroStation, AutoCAD, MGE.
Hệ quản trị CSDL của GIS bao gồm các thành phần cơ bản được thể hiện như hình 1.5 sau:
Thu nạp dữ liệu CƠ SỞ
DỮ LIỆU Tra cứu
Thao tác, biến đổi dữ liệu Hiển thị kết
quả, báo cáo
Hình 1.5: Các thành phần của hệ quản trị cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý
Chương trình máy tính dùng để tổ chức dữ liệu được gọi là hệ quản trị CSDL.
Các modul chương trình bao gồm:
• Nhập, kiểm tra và sửa chữa dữ liệu
• Lưu trữ dữ liệu và điều hành dữ liệu
• Thành lập dữ liệu đầu ra và biểu diễn dữ liệu
• Đối thoại với người dùng
Một số các phần mềm quản trị CSDL phi không gian hiện đang lưu hành trên thị trường:
ORACLE, SYSBASE, SQL Server và các phần mềm CAD: MicroStation, AutoCAD, một số phần mềm quản trị cả hai kiểu dữ liệu: Arc/Info, MGE, Geo/SQL, Spans, MicroStation Geographic.
Nhóm đầu ra và hiển thị dữ liệu bao gồm các thành phần được thể hiện như hình 1.6.
Hình1.6 : Các thành phần của nhóm đầu ra và hiển thị thông tin
Đầu ra và biểu diễn kết quả tính toán chính là con đường biến đổi dữ liệu kết quả ra cho người dùng. Dữ liệu có thể biểu diễn dưới dạng bản đồ, bảng số, hay các hình vẽ.
Biến đổi dữ liệu hàm chứa hai dạng: a) biến đổi nhằm mục đích loại từ các lỗi dữ liệu hoặc cập nhật chúng cho phù hợp với các tập thông tin khác; b) một loạt các phương pháp phân tích không gian áp dụng lên các dữ liệu để trả lời các câu hỏi đặt ra trong GIS.
BIẾN ĐỔI DỮ LIỆU
Quản lý và Cập nhật
Sử dụng và phân tích
Hình 1.7: Biến đổi dữ liệu
Biến đổi dữ liệu có thể được áp dụng cho các khía cạnh không gian, quan hệ topo, và phi không gian của dữ liệu, một cách riêng biệt hoặc kết hợp. Nhiều phép biến đổi, ví dụ như biến đổi liên quan đến thay đổi tỷ lệ, thay đổi hệ chiếu, truy cập lôgích, tính toán diện tích, chu vi là những biến đổi có tính chất phổ biến cho bất kỳ một hệ GIS nào. Các biến đổi khác có thể mang tính ứng dụng đặc thù mà việc đưa vào hệ thống GIS là tuỳ thuộc vào yêu cầu của người sử dụng.
Hầu hết các hệ thống GIS đều có một loạt các giao diện với người sử dụng. Giao diện đơn giản nhất là các lệnh menu mà có thể chọn dễ dàng bằng cách chỏ và nhắp chuột. Cách thay thế là gõ lệnh đơn giản thông qua bộ chuyển đổi ngôn ngữ lệnh CLI. Tất nhiên là không phải tất cả các phép xử lý đều có thể được thực hiện thông qua lệnh menu cơ bản, vì vậy người sử dụng có thể phải viết chương trình riêng cho mình để giải quyết bài toán riêng biệt nào đó. Một số hệ
thống GIS có ngôn ngữ Macro - là ngôn ngữ lập trình đơn giản hoá và chính thức mà có thể sử dụng để liên kết tất cả các ứng dụng cơ bản với nhau.
Câu hỏi chương I.
1. Khái liệm hệ thông tin địa lý.
2. Các lĩnh vực ứng dụng của hệthông tin địa lý.
3. Trình bày cấu trúc của một hệ thống thông tin địa lý.