Luận văn Phát triển ứng dụng GIS trên thiết bị di động

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o

Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi

----------------------------------------

LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc

Ngµnh : c«ng nghÖ th«ng tin

Ph¸t triÓn øng dông gis

trªn thiÕt bÞ di ®éng

Mao ngoy

Hµ Néi

2006

Hµ néi - 2006

Môc lôc

Lêi më ®Çu…………………………………………….………………….. 1

Ch−¬ng I : Tæng quan vÒ GIS……………………….………………. ….3

I.1 Giíi thiÖu………………………………………….…………. ………..3

I.1.1 Sù ra ®êi cña c«ng nghÖ GIS………………….…………. ………..3

I.1.2 §Þnh nghÜa GIS………………………………….……. …………..3

I.2 C¸c thµnh phÇn cña GIS…………………………….……. …………...5

I.2.1 ThiÕt bÞ phÇn cøng…………………………….…… . ………….…5

I.2.2 PhÇn mÒm………………………………………. . …………….….6

I.2.3 C¬ së d÷ liÖu ®Þa lý………………………….……. ……………....6

I.3 M« h×nh vµ cÊu tróc d÷ liÖu kh«ng gian………….…… . ………….….7

I.3.1 M« h×nh d÷ liÖu....................................................... ……………….7

I.3.1.1 Kh¸i niÖm…………………………….… …………………….7

I.3.1.2 CÊu tróc c¬ së d÷ liÖu………………… ………………………8

I.3.2 Qu¶n lý d÷ liÖu…………………………… ………………………8

I.3.2.1 Kh¸i niÖm…………………………………… ………………..8

I.3.2.2 Tæ chøc c¬ së d÷ liÖu……………………… ………………….9

I.3.2.3 M« h×nh d÷ liÖu kh«ng gian…………………... ……………..10

a. M« h×nh c¸c líp chång xÕp……..……….. …..…………..11

b. M« h×nh d÷ liÖu Raster…………………..…..………..…12

c. M« h×nh d÷ liÖu Vector...................................................... 16

d. D÷ liÖu phi kh«ng gian ...................................................... 20

e. Nguån d÷ liÖu b¶n ®å Vector…………..…….. …….……20

f. Mèi quan hÖ d÷ liÖu phi kh«ng gian vµ d÷ liÖu Vector…...21

g. So s¸nh d÷ liÖu Raster vµ Vector…………….……….. …22

Ch−¬ng II : ThiÕt bÞ di ®éng………………………………………… . ..24

II.1 Giíi thiÖu………………………………………………………… .24

II.1.1 ThiÕt bÞ di ®éng lµ g×?...............................................................24

II.1.2 Ph©n lo¹i thiÕt bÞ di ®éng………………………………….. …25

II.1.3 Windows CE……………………………………………….. ...28

II.1.4 Windows Mobile…………………………………………….. 29

II.1.5 L−− tr÷ file vµ bé nhí ch−¬ng tr×nh……………………….. …30

II.2 Lùa chän thiÕt bÞ di ®éng……………………………………… . ...31

II.2.1 HÖ ®iÒu hµnh……………………………………………… . ...32

II.2.2 ChÝ phÝ………………………………………………………. .33

II.2.3 KÝch th−íc…………………………………………………. ...33

II.2.4 KÝch th−íc mµn h×nh………………………………………. ...34

II.2.5 Dung l−îng Memory vµ Storage…………………………… . .34

II.2.6 TÝch hîp GPS………………………………………………… 34

II.2.7 TÝch hîp Camera…………………………………………… . .35

II.2.8 KÕt nèi kh«ng d©y………………………………………….. ..35

II.2.9 Kh¶ n¨ng më réng vµ c¸c phô kiÖn……………………….. …36

II.3 ViÖc truyÒn d÷ liÖu vµo thiÕt bÞ Windows Mobile……………… . .36

Ch−¬ng III : Ph¸t triÓn øng dông GIS trªn thiÕt bÞ di ®éng………... ..37

III.1 C¸c c«ng cô ph¸t triÓn…………………………………………... .37

III.1.1 ArcPad………………………………………………….… .. .37

III.1.1.1 Giíi thiÖu…………………………………………… . …37

III.1.1.2 NhiÒu øng dông tiÒm n¨ng…………………………… . .39

III.1.1.3 §Æc tÝnh chÝnh………………………………………….. 39

III.1.1.4 §Þnh d¹ng d÷ liÖu chuÈn…………………………….. …40

III.1.1.5 HiÓn thÞ vµ truy vÊn………………………………… . …42

III.1.1.6 ChØnh söa vµ thu thËp d÷ liÖu…………………………. ..43

III.1.1.7 Tr×nh t¹o Form (Form creation wizard)……………….. .44

III.1.1.8 Hç trî GPS………………………………………………44

III.1.1.9 C¸c c«ng cô ArcPad trong ArcGIS Desktop………...... ..46

III.1.1.10 §ßi hái hÖ thèng……………………………………... .47

III.1.2 ArcPad Application Builder (ArcPad Studio)……………… . 48

III.1.2.1 Giíi thiÖu…………………………………………… ..... 48

III.1.2.2 Applet lµ g×?.................................................................... .49

III.1.2.3 CÊu h×nh mÆc ®Þnh lµ g×?..................................................50

III.1.2.4 §Þnh nghÜa líp lµ g×?........................................................51

III.1.2.5 Sù më réng (Extension) lµ g×?..........................................52

III.1.2.6 M« h×nh ®èi t−îng ArcPad…………………… ............. .53

III.1.3 C¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh ®−îc hç trî……………….. ……..…58

III.2 Giíi thiÖu vÒ bµi to¸n…………………………………….. ……...58

III.2.1 Chøc n¨ng nhiÖm vô cña bµi to¸n…………………… .. ……58

ThuËt to¸n Bellman Ford…………………….….. ….59

ThuËt to¸n Dijkstra………………………….…… …60

ThuËt to¸n Dijkstra’s Two-Tree…………….……….61

ThuËt to¸n Partitioning……………………….…….. 62

III.2.2 S¬ ®å chøc n¨ng c¨n b¶n………………………….…… . …63

III.2.3 Tæ chøc d÷ liÖu trong hÖ thèng…………………….…….. ..65

III.2.4 Tæ chøc ch−¬ng tr×nh……………………………….….. ….79

III.2.5 H−íng dÉn sö dông ……………………………….…….. ...79

KÕt luËn :……..……………………………………………………… .. .. 90

Tµi liÖu tham kh¶o…………….…………………………………….. ….92

1

Lêi më ®Çu

HiÖn nay c«ng nghÖ th«ng tin ph¸t triÓn rÊt m¹nh mÏ, nhiÒu c«ng nghÖ

tiªn tiÕn tr−íc ®©y chØ cã ë c¸c n−íc ph¸t triÓn th× hiÖn nay ®· cã mÆt ë c¸c

n−íc ®ang ph¸t triÓn nh− lµ ViÖt Nam vµ C¨mpuchia. Trong ®ã cã thÓ kÓ ®Õn

c«ng nghÖ víi viÖc sö dông thiÕt bÞ di ®éng lµ mét c«ng nghÖ rÊt thµnh c«ng

vµ ®−îc ¸p dông vµo nhiÒu lÜnh vùc.

Trong vßng 20 n¨m trë l¹i ®©y, c«ng nghÖ hç trî thu thËp, tæ chøc vµ

khai th¸c th«ng tin ®Þa lý cã c¸c b−íc ph¸t triÓn ®¸ng kinh ng¹c. Sù c¹nh tranh

quyÕt liÖt cïng víi ®ßi hái ngµy cµng t¨ng tõ phÝa ng−êi sö dông ®· thóc ®Èy

viÖc ra ®êi nhiÒu gi¶i ph¸p c«ng nghÖ cã chÊt l−îng cao trong thÞ tr−êng ngµy

cµng réng lín cña c¸c hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý (GIS). Kh«ng n»m ngoµi xu

h−íng ®ã, c«ng nghÖ ph¸t triÓn øng dông GIS trªn thiÕt bÞ di ®éng høa hÑn sÏ

®em l¹i nhiÒu thµnh c«ng vµ lîi Ých cho chóng ta.

Tuy nhiªn ®èi víi C¨mpuchia lµ mét n−íc nghÌo, ngµnh c«ng nghÖ

th«ng tin nãi chung vµ hÖ thèng th«ng tin ®ia lý nãi riªng lµ mét lÜnh vùc cßn

®ang míi mÎ so víi c¸c n−íc trong khu vùc vµ quèc tÕ. Víi nguån nh©n lùc

yÕu vµ thiÕu, c¬ së h¹ tÇng ch−a ®Çy ®ñ, C¨mpuchia gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n ®Ó

khai th¸c, ph¸t triÓn vµ triÓn khai c¸c hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý nµy. Do vËy,

nghiªn cøu nµy cã ý nghÜa to lín cho t«i vµ ®Êt n−íc C¨mpuchia.

Víi mong muèn b−íc ®Çu t×m hiÓu vÒ c«ng nghÖ GIS vµ kh¶o s¸t vÒ

ph−¬ng ph¸p kÕt nèi thiÕt bÞ di ®éng víi GIS, phôc vô cho viÖc ®−a b¶n ®å

Phnom Penh lªn thiÕt bÞ di ®éng, ®Ó khai th¸c vµ hiÓn thÞ mét sè th«ng tin vÒ

Phnom Penh. Vµ tõ ®ã t«i ®Æt vÊn ®Ò nghiªn cøu vÒ “ Ph¸t triÓn øng dông GIS

trªn thiÕt bÞ di ®éng ’’.

2

Ngoµi phÇn më ®Çu giíi thiÖu môc tiªu vµ ý nghÜa cña luËn v¨n, phÇn

cuèi lµ tãm t¾t nh÷ng kÕt qu¶ chÝnh ®· ®¹t ®−îc, cÊu tróc cña luËn v¨n chia

thµnh ba ch−¬ng chÝnh sau ®©y:

Ch−¬ng I : Tæng quan vÒ GIS

Ch−¬ng II : ThiÕt bÞ di ®éng

Ch−¬ng III : Ph¸t triÓn øng dông GIS trªn thiÕt bÞ di ®éng

3

Ch−¬ng I

Tæng quan vÒ GIS

I.1. Giíi thiÖu

I.1.1 Sù ra ®êi cña c«ng nghÖ GIS

Trong nh÷ng n¨m qua cïng víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ th«ng tin

th× nhu cÇu sè hãa vµ xö lý th«ng tin trªn b¶n ®å ngµy cµng nhiÒu. §Æc biÖt lµ

b¶n ®å chuyªn ®Ò ®· cung cÊp nh÷ng th«ng tin h÷u Ých ®Ó khai th¸c vµ qu¶n lý

tµi nguyªn. Nh−ng sù biÓu thÞ th«ng tin b¶n ®å mét c¸ch ®Þnh l−îng bÞ h¹n

chÕ do sè l−îng cña sè liÖu qu¸ lín. Bªn c¹nh ®ã còng cßn thiÕu c¸c c«ng cô

quan träng ®Ó m« t¶ sù biÕn thiªn kh«ng gian mang tÝnh chÊt ®Þnh l−îng.

Nh÷ng n¨m gÇn ®©y cïng víi sù ph¸t triÓn cña m¸y tÝnh th× viÖc ph©n

tÝch kh«ng gian vµ x©y dùng c¸c hÖ thèng b¶n ®å chuyªn ®Ò phôc vô ®êi sèng

d· thùc sù ph¸t triÓn.

HÖ thèng th«ng tin ®Þa lý (GIS : Geographic Information Systems) ra

®êi vµo nh÷ng n¨m ®Çu cña thËp kû 70 cña thÕ kû 20 vµ ngµy cµng ph¸t triÓn

m¹nh mÏ trªn nÒn t¶ng cña c¸c tiÕn bé c«ng nghÖ m¸y tÝnh, ®å häa m¸y tÝnh,

ph©n tÝch d÷ liÖu kh«ng gian vµ qu¶n trÞ d÷ liÖu. HÖ GIS ®Çu tiªn ®−îc d−a vµo

øng dông trong c«ng t¸c qu¶n lý tµi nguyªn ë Canada víi tªn gäi lµ “Canada

Geographic Information System” bao gåm th«ng tin vÒ n«ng nghiÖp, l©m

nghiÖp, sö dông ®Êt vµ ®éng vËt hoµng d·. Tõ n¨m 80 cña thÕ kû 20 trë l¹i

®©y, c«ng nghÖ GIS ®· cã mét sù ph¸t triÓn nh¶y vãt vµ trë thµnh mét c«ng cô

h÷u hiÖu trong c«ng t¸c qu¶n lý vµ trî gióp quyÕt ®Þnh.

I.1.2 §Þnh nghÜa GIS

GIS lµ c«ng nghÖ míi cã øng dông trong nhiÒu lÜnh vùc ho¹t ®éng cña

4

con ng−êi. §iÒu ®ã dÉn ®Õn hiÖn nay cã rÊt nhiÒu ®Þnh nghÜa, quan ®iÓm, quan

niÖm, kh¸i niÖm, c¸ch hiÓu kh¸c nhau vÒ GIS; nh−ng chóng ®Òu cã ®iÓm

gièng nhau: bao hµm kh¸i qu¸t kh«ng gian, ph©n biÖt gi÷a hÖ th«ng tin qu¶n

lý (Management Information System - MIS) vµ GIS. VÒ khÝa c¹nh cña b¶n ®å

häc th× GIS lµ kÕt hîp cña b¶n ®å trî gióp m¸y tÝnh vµ c«ng nghÖ c¬ së d÷

liÖu. Cã hai lo¹i ®Þnh nghÜa vÒ GIS : ®Þnh nghÜa ®¬n gi¶n hay kh¸i qu¸t, ®Þnh

nghÜa chi tiÕt hay phøc t¹p :

Ï

§Þnh nghÜa ®¬n gi¶n :

GIS lµ mét c«ng cô trî gióp quyÕt ®Þnh kh«ng gian.

GIS lµ mét c«ng cô cã môc ®Ých tæng qu¸t.

GIS lµ mét c«ng nghÖ cña c¸c c«ng nghÖ.

Ï

§Þnh nghÜa phøc t¹p :

§Þnh nghÜa cña dù ¸n The Geographer’s Craft, khoa §Þa lý,

tr−êng §¹i häc Texas : GIS lµ CSDL sè chuyªn dông trong ®ã hÖ

trôc to¹ ®é kh«ng gian lµ ph−¬ng tiÖn tham chiÕu. GIS bao gåm

c¸c c«ng cô ®Ó thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc sau :

9 NhËp d÷ liÖu tõ b¶n ®å giÊy, ¶nh vÖ tinh, ¶nh m¸y bay, sè

liÖu ®iÒu tra vµ c¸c nguån kh¸c.

9 L−u d÷ liÖu, khai th¸c, truy vÊn CSDL.

9 BiÕn ®æi d÷ liÖu, ph©n tÝch, m« h×nh hãa, bao gåm c¶ d÷

liÖu thèng kª vµ d÷ liÖu kh«ng gian.

9 LËp b¸o c¸o, bao gåm b¶n ®å chuyªn ®Ò, c¸c b¶ng biÓu,

biÓu ®å vµ kÕ ho¹ch.

§Þnh nghÜa cña ViÖn nghiªn cøu HÖ thèng M«i tr−êng ESRI, Mü:

GIS lµ c«ng cô trªn c¬ së m¸y tÝnh ®Ó lËp b¶n ®å vµ ph©n tÝch

nh÷ng c¸i ®ang tån t¹i vµ c¸c sù kiÖn x¶y ra trªn Tr¸i §Êt. C«ng

nghÖ GIS tÝch hîp c¸c thao t¸c c¬ së d÷ liÖu (CSDL) nh− truy vÊn

vµ ph©n tÝch thèng kª víi lîi thÕ quan s¸t vµ ph©n tÝch thèng kª

5

b¶n ®å. C¸c kh¶ n¨ng nµy sÏ ph©n biÖt GIS víi c¸c hÖ thèng

th«ng tin kh¸c.

§Þnh nghÜa cña David Cowen, NCGIA, Mü: GIS lµ hÖ thèng phÇn

cøng, phÇn mÒm vµ c¸c thñ tôc ®−îc thiÕt kÕ ®Ó thu thËp, qu¶n lý,

xö lý, m« h×nh hãa vµ hiÓn thÞ c¸c d÷ liÖu quy chiÕu kh«ng gian

®Ó gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò qu¶n lý vµ lËp kÕ ho¹ch phøc t¹p.

I.2 C¸c thµnh phÇn c¬ b¶n cña GIS

Sù liªn kÕt chÆt chÏ gi÷a thÕ giíi thùc, con ng−êi vµ c¸c thµnh phÇn c¬

b¶n cña GIS, mèi quan hÖ nµy ®¸p øng qua l¹i lÉn nhau nh− sau :

GIS

PhÇn mÒm

c«ng cô

Trõu t−îng

hay ®¬n gian

ho¸

CSDL

+

Ng−êi sö dông

ThÕ giíi thùc

KÕt qu¶

H×nh 1.3 : Quan hÖ gi÷a thÕ giíi thùc-con ng−êi-c¸c thµnh phÇn cña GIS

GIS bao gåm 3 nhãm thµnh phÇn víi nh÷ng chøc n¨ng râ rµng. §ã lµ

thiÕt bÞ, phÇn mÒm vµ c¬ së d÷ liÖu.

I.2.1 ThiÕt bÞ (phÇn cøng)

ThiÕt bÞ tèi thiÓu ph¶i bao gåm : m¸y tÝnh, bµn sè hãa, tñ b¨ng tõ, thiÕt

bÞ ®Çu ra (m¸y in, m¸y vÏ), tr¹m lµm viÖc ®èi tho¹i (hiÓn thÞ).

ThiÕt bÞ sè hãa : Sö dông ®Ó chuyÓn ®æi c¸c h×nh ¶nh b¶n ®å sang d¹ng

sè hãa, nh− lµ bµn sè hãa (Digitizer) hoÆc m¸y quÐt ¶nh (Scanner), tuy nhiªn

c¸c m¸y quÐt ¶nh kh«ng t¹o ra c¬ së d÷ liÖu b¶n ®å mµ chØ t¹o ra d÷ liÖu

6

Raster vµ nã cã thÓ ®−îc vector hãa theo môc ®Ých yªu cÇu cña hÖ thèng th«ng

tin ®Þa lý.

§Çu ®äc, ®Üa mÒm, CD-ROM : do d÷ liÖu th«ng tin ®Þa lý lµ mét khèi

l−îng rÊt lín bao gåm d÷ liÖu kh«ng gian vµ phi kh«ng gian nªn viÖc l−u tr÷,

cËp nhËt….vµo ra lµ rÊt quan träng.

Tr¹m xö lý : Xö lý, kiÓm so¸t th«ng tin vµo ra, chuÈn hãa c¬ së d÷ liÖu,

cËp nhËt c¬ së d÷ liÖu cho m¸y chñ.

M¸y chñ : KiÓm so¸t sù truy cËp cña ng−êi sö dông, qu¶n lý file, qu¶n

lý c¬ së d÷ liÖu, thao t¸c ®å häa vµ toµn bé m«i tr−êng tÝnh to¸n.

ThiÕt bÞ in : Dïng ®Ó in Ên c¸c v¨n b¶n b¸o c¸o cña c¸c lo¹i b¶n ®å

kh¸c nhau tïy nhu cÇu ng−êi sö dông.

B¨ng tõ : Dïng ®Ó trao ®æi d÷ liÖu víi c¸c hÖ thèng kh¸c, thùc hiÖn

chøc n¨ng sao chÐp d÷ liÖu.

I.2.2 PhÇn mÒm

C¸c thµnh phÇn cña phÇn mÒm nãi chung gåm 5 nhãm chøc n¨ng c¬

b¶n sau :

-

Nhãm chøc n¨ng nhËp vµ hiÖu chØnh c¸c d÷ liÖu

B¶o qu¶n d÷ liÖu vµ qu¶n lý c¬ së d÷ liÖu

In ra vµ tr×nh bµy c¸c d÷ liÖu

ChuyÓn ®æi d÷ liÖu (b¶o qu¶n, sö dông vµ ph©n tÝch)

§èi tho¹i víi ng−êi sö dông

I.2.3 C¬ së d÷ liÖu ®Þa lý

C¬ së d÷ liÖu ®Þa lý bao gåm 2 nhãm t¸ch biÖt : Nhãm th«ng tin kh«ng

gian vµ nhãm th«ng tin thuéc tÝnh. Nhãm th«ng tin kh«ng gian bao gåm th«ng

tin vÒ vÞ trÝ Topo (cÊu tróc quan hÖ). Nhãm th«ng tin thuéc tÝnh ®−îc ®Þnh

nghÜa nh− lµ mét tËp hîp c¸c gi¸ trÞ thuéc tÝnh vµ quan hÖ gi÷a chóng.

7

§Çu vµo

C¬ së d÷ liÖu

C¬ së d÷ liÖu ®Þa lý

VÞ trÝ

Nhu

cÇu

cÇn

gi¶i

quyÕt

Thuéc tÝnh

Topo

HÖ thèng qu¶n lý

thuéc tÝnh

Module xö lý

c¸c d÷ liÖu

Xö lý

H×nh 1.4 : C¸c thµnh phÇn c¬ b¶n cña mét c¬ së d÷ liÖu ®Þa lý

I.3 M« h×nh vµ cÊu tróc d÷ liÖu kh«ng gian

I.3.1 M« h×nh d÷ liÖu

I.3.1.1 Kh¸i niÖm

C¸c biÕn vÒ ®Þa lý trong thÕ giíi thùc rÊt phøc t¹p. Cµng quan s¸t gÇn,

cµng nhiÒu chi tiÕt, nãi chung lµ kh«ng giíi h¹n. §iÒu ®ã sÏ cÇn mét c¬ së d÷

liÖu x¸c ®Þnh ®Ó thu thËp c¸c ®Æc ®iÓm cña thÕ gií thùc. Sè liÖu cÇn ph¶i gi¶m

®Õn mét sè l−îng nhÊt ®Þnh vµ qu¶n lý ®−îc b»ng viÖc xö lý t¹o ra hoÆc trõu

t−îng hãa. BiÕn ®Þa lý cÇn ®−îc biÓu diÔn trong c¸c thuËt ng÷ c¸c ph©n tö h÷u

h¹n hoÆc c¸c ®èi t−îng. C¸c quy t¾c ®−îc dïng ®Ó chuyÓn c¸c biÕn ®Þa lý sang

c¸c ®èi t−îng lµ m« h×nh d÷ liÖu. M« h×nh d÷ liÖu nh− lµ mét bé quy t¾c ®Ó

biÓu diÔn sù tæ chøc logic cña d÷ liÖu trong CSDL….bao gåm tªn c¸c ®¬n vÞ

8

logic d÷ liÖu vµ c¸c quan hÖ gi÷a chóng. M« h×nh d÷ liÖu ®−îc chän ®Ó cho

mét ®èi t−îng ®Æc biÖt hoÆc øng dông bÞ ¶nh h−ëng bëi :

-

PhÇn mÒm phï hîp

§µo t¹o c¸n bé chñ chèt

TiÒn lÖ cã tÝnh lÞch sö

I.3.1.2 CÊu tróc C¬ së d÷ liÖu

Khi nhËp d÷ liÖu vµo mét hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý, c¸c cÊu tróc d÷ liÖu

cã thÓ nh− sau :

CÊu tróc cña hiÖn t−îng theo quan niÖm ng−êi sö dông

CÊu tróc cña hiÖn t−îng thÓ hiÖn trong mét hÖ GIS

-

Topo vµ c¸c ®¬n vÞ b¶n ®å : Topo (topology) lµ tËp hîp c¸c tÝnh chÊt

cña mét thùc thÓ h×nh häc trong tr¹ng th¸i biÕn d¹ng vµ biÕn vÞ. C¸c thuËt ng÷

dïng trong täa ®é h×nh häc lµ vïng, miÒn kÕ cËn, kh«ng gian bao quanh…..

C¸c ®¬n vÞ b¶n ®å lµ : ®iÓm, ®−êng vµ vïng. Topo lµ mét cÊu tróc, trong

®ã c¸c ®iÓm, ®−êng vµ vïng lµ duy nhÊt vµ cã liªn quan víi nhau. Ba ®¬n vÞ

nµy ®−îc x¸c ®Þnh b»ng c¸c vÞ trÝ kh«ng gian trong mét hÖ täa ®é thÝch hîp vµ

b»ng c¸c thuéc tÝnh cña chóng.

I.3.2 Qu¶n lý d÷ liÖu

I.3.2.1 Kh¸i niÖm

D÷ liÖu ®−îc nhËp vµo vµ l−u tr÷ trªn m¸y tÝnh trong mét kh«ng gian

®−îc gäi lµ tÖp d÷ liÖu hay tÖp tin. TÖp tin ®−îc ghi víi ®é dµi víi sè l−îng

byte nhÊt ®Þnh. C¸c sè ghi nµy cã thÓ lµ sè thùc hay sè nguyªn vµ ®−îc tæ

chøc theo mét khu«n d¹ng ®Æc biÖt. Mçi mét sè ghi m« t¶ mét yÕu tè duy nhÊt

vµ chøa c¸c tr−êng nhËn biÕt c¸c thuéc tÝnh cña yÕu tè ®ã. C¸c d÷ liÖu ®−îc

l−u tr÷ trong c¸c tr−êng nµy.

-

TÖp tin ®¬n gi¶n theo mét chiÒu

9

-

TÖp tin s¾p xÕp theo d·y

TÖp tin theo chØ sè

B¶n ghi

Tr−êng d÷ liÖu

H×nh 1.5 : CÊu tróc c¸c tÖp tin

I.3.2.2 Tæ chøc c¬ së d÷ liÖu

C¸c d÷ liÖu ®−îc nhËp vµo vµ l−u tr÷ nhê c¸c phÇn mÒm qu¶n lý CSDL.

Mét CSDL lµ mét tËp hîp c¸c c¸ch biÓu diÔn thùc d−íi d¹ng c¸c d÷ liÖu cã

liªn kÕt qua l¹i ë møc tèi ®a. Nh÷ng d÷ liÖu nµy ®−îc ghi nhí theo chuçi tÝnh

tãan vµ theo mét cÊu tróc hîp lý sao cho cã thÓ khai th¸c dÔ dµng, nh»m tháa

m·n c¸c yªu cÇu khi cung cÊp th«ng tin vµ c¸c chØ dÉn cho ng−êi sö dông.

b

I

2

3

e

5

f

a

II

6

1

g

d

4

H×nh 1.6 : BiÓu diÔn Polygon I vµ II

10

I

a

1

2

I

b

c

d

e

f

2

3

4

3

6

4

3

4

1

5

4

3

I

M

I

II

I

II

I

a

c

b

e

c

f

d

g

II

c

H×nh 1.7 : CÊu tróc d÷ liÖu kiÓu quan hÖ

CSDL ®−îc tæ chøc ë d¹ng mét th− môc, trong ®ã d÷ liÖu ®−îc ghi nhí

trong nhiÒu tÖp. PhÇn mÒm qu¶n lý cho phÐp ghi nhí c¸c tÖp d÷ liÖu trong tÖp

theo thø tù hoÆc theo chØ sè trùc tiÕp. Chóng qu¶n lý c¸c tÖp ®éc lËp, c¸c tÖp

cã cÊu tróc thø bËc ( h×nh 1.8a) d¹ng m¹ng (h×nh 1.8b) hoÆc d¹ng quan hÖ

(h×nh 1.6, 1.7).

F

H×nh 1.8a

H×nh 1.8b

I.3.2.3 M« h×nh d÷ liÖu kh«ng gian

HiÖn nay trªn thÞ tr−êng ®· cã rÊt nhiÒu phÇn mÒm m¸y tÝnh trî gióp ®Ó

chóng ta cã thÓ m« h×nh hãa d÷ liÖu, x¸c ®Þnh cÊu tróc cho d÷ liÖu. Cã nh÷ng

11

khu«n mÉu c¨n b¶n cho d÷ liÖu ®Þa lý vµ cã nh÷ng nguyªn lý vµ cã nh÷ng

h×nh thøc h−íng dÉn chóng ta m« h×nh hãa vµ tæ chøc d÷ liÖu. M« h×nh tæ

chøc d÷ liÖu th«ng dông nhÊt hiÖn nay lµ m« h×nh b¶n ®å chång xÕp, trong ®ã

®èi t−îng tù nhiªn ®−îc thÓ hiÖn nh− mét tËp hîp c¸c líp th«ng tin riªng rÏ.

a. M« h×nh b¶n ®å c¸c líp chång xÕp

Mét trong c¸c ph−¬ng ph¸p chung nhÊt cña tæ chøc d÷ liÖu ®Þa lý lµ tæ

chøc theo c¸c b¶n ®å vµ c¸c líp th«ng tin. Mçi líp th«ng tin lµ mét biÓu diÔn

cña d÷ liÖu theo mét môc tiªu nhÊt ®Þnh, do vËy nã th−êng lµ mét hoÆc mét

vµi d¹ng cña th«ng tin.

GIS l−u tr÷ th«ng tin thÕ giíi thùc thµnh c¸c líp (layer) b¶n ®å chuyªn

®Ò mµ chóng cã kh¶ n¨ng liªn kÕt ®Þa lý víi nhau. ViÖc tæ chøc c¸c líp

chuyªn ®Ò ®ã nh»m :

-

Gióp viÖc qu¶n lý chóng dÔ dµng.

ChØ cã c¸c ®èi t−îng liªn quan ®Õn chuyªn ®Ò.

H¹n chÕ sè l−îng th«ng tin thuéc tÝnh cÇn g¸n cho ®èi t−îng b¶n

®å sÏ qu¶n lý

-

T¨ng kh¶ n¨ng cËp nhËt th«ng tin vµ b¶o tr× chóng v× th«ng

th−êng mçi líp th«ng tin cã c¸c nguån d÷ liÖu thu thËp kh¸c

nhau

-

HiÓn thÞ b¶n ®å nhanh vµ dÔ truy cËp.

Gi¶ sö ta cã vïng quan s¸t nh− trªn h×nh d−íi. Mçi nhãm ng−êi sö dông

sÏ quan t©m nhiÒu h¬n ®Õn mét hay vµi lo¹i th«ng tin. ThÝ dô, së giao th«ng

c«ng tr×nh sÏ quan t©m nhiÒu ®Õn hÖ thèng ®−êng phè, së nhµ ®Êt quan t©m

nhiÒu ®Õn c¸c khu d©n c− vµ c«ng së, së th−¬ng m¹i quan t©m nhiÒu ®Õn ph©n

bæ kh¸ch hµng trong vïng. T− t−ëng t¸ch b¶n ®å thµnh c¸c líp tïy ®¬n gi¶n

nh−ng kh¸ mÒm dÎo vµ hiÖu qu¶, chóng cho kh¶ n¨ng gi¶i quyÕt rÊt nhiÒu vÊn

12

®Ò vÒ thÕ giíi thùc, tõ theo dâi ®iÒu hµnh xe cé giao th«ng, ®Õn c¸c øng dung

lËp kÕ ho¹ch vµ m« hinh hãa l−u th«ng.

H×nh 1.9 : Chång xÕp c¸c líp b¶n ®å

Mçi hÖ GIS cã m« h×nh d÷ liÖu quan niÖm riªng ®Ó biÓu diÔn m« h×nh

d÷ liÖu vËy lý duy nhÊt. HÖ th«ng tin ®Þa lý cung cÊp c¸c ph−¬ng ph¸p ®Ó

ng−êi sö dông lµm theo c¸c m« h×nh quan niÖm.

Víi ng−êi sö dông th× c¸c quan niÖm d÷ liÖu kh«ng gian liªn quan chÆt

chÏ víi d÷ liÖu nguån ®Ó x©y dùng nªn m« h×nh kh«ng gian trªn m¸y tÝnh. C¸c

®¬n vÞ h×nh häc s¬ khai ®−îc sö dông ®Ó ®Æc tr−ng c¸c d÷ liÖu kh«ng gian thu

thËp ®−îc. Cã hai m« h×nh d÷ liÖu kh«ng gian chóng ta th−êng gÆp trong c¸c

hÖ thèng GIS ®ã lµ m« h×nh d÷ liÖu Raster vµ m« h×nh d÷ liÖu Vector.

b.

M« h×nh d÷ liÖu Raster

M« h×nh d÷ liÖu Raster (hay cßn gäi lµ l−íi tÕ bµo) h×nh thµnh nÒn cho

mét sè hÖ th«ng tin ®Þa lý. C¸c hÖ thèng trªn c¬ së Raster hiÓn thÞ, ®Þnh vÞ vµ

l−u tr÷ d÷ liÖu ®å häa nhê sö dông c¸c ma trËn hay l−íi tÕ bµo. §é ph©n gi¶i

d÷ liÖu Raster phô thuéc vµo kÝch th−íc cña tÕ bµo hay ®iÓm ¶nh, chóng kh¸c

13

nhau tõ vµi chôc ®eximet ®Õn vµi kilomet. TiÕn tr×nh x©y dùng l−íi tÕ bµo

®−îc m« t¶ nh− sau ®©y:

Gi¶ sö phñ mét l−íi trªn b¶n ®å gèc, d÷ liÖu Raster ®−îc lËp b»ng c¸ch m·

ho¸ mçi tÕ bµo b»ng mét gi¸ trÞ dùa theo c¸c ®Æc tr−ng trªn b¶n ®å nh− trªn h×nh

1.10. Trong thÝ dô nµy, ®Æc tr−ng “®−êng” ®−îc m· ho¸ lµ 2, ®Æc tr−ng “®iÓm”

®−îc m· ho¸ lµ 1 cßn ®Æc tr−ng “vïng” ®−îc m· ho¸ lµ 3. KiÓu d÷ liÖu cña tÕ bµo

trong l−íi phô thuéc vµo thùc thÓ ®−îc m· hãa, ta cã thÓ sö dông sè nguyªn, sè

thùc, ký tù hay tæ hîp chóng ®Ó lµm gi¸ trÞ. §é chÝnh x¸c cña m« h×nh nµy phô

thuéc vµo kÝch th−íc hay ®é ph©n gi¶i cña c¸c tÕ bµo l−íi (h×nh 1.11). Mét ®iÓm

cã thÓ lµ mét tÕ bµo, mét ®−êng lµ vµi tÕ bµo kÒ nhau, mét vïng lµ tËp hîp nhiÒu

tÕ bµo. Mçi ®Æc tr−ng lµ tËp tÕ bµo ®¸nh sè nh− nhau (cã cïng gi¸ trÞ) [1].

H×nh 1.10 BiÓu diÔn Raster

14

3

1

3

1

3

Lóa

3

1

1 1

3

1

3

2

3

2

3

2

3

2

3

2

3

S¾n

Ng«

a)

b)

c)

H×nh 1.11 Sù ¶nh h−ëng cña lùa chän kÝch th−íc tÕ bµo

B¶n ®å ®−îc ph©n ra thµnh nhiÒu líp. Mçi líp b¶n ®å cã thÓ bao gåm

hµng triÖu tÕ bµo. Trung b×nh mét ¶nh vÖ tinh Landsat phñ 30,000km², víi

kÝch th−íc ®iÓm ¶nh 30 m th× cã kho¶ng 35 triÖu tÕ bµo hay pixel. §Ó gi¶m sè

l−îng cÇn l−u tr÷ trong m¸y tÝnh ta ph¶i nÐn d÷ liÖu nhê mét sè thuËt to¸n. Cã

thuËt to¸n b¶o toµn ¶nh, cho kh¶ n¨ng kh«i phôc toµn bé tËp d÷ liÖu gèc. Cã

thuËt to¸n tèi −u ®−îc dung l−îng l−u tr÷ nh−ng l¹i mÊt m¸t th«ng tin ban ®Çu.

Sau ®©y lµ tr×nh bµy tãm t¾t c¬ chÕ nÐn cho kh¶ n¨ng phôc håi ®Çy ®ñ th«ng

tin. Ph−¬ng ph¸p nµy vµo theo tõng ®«i, sè thø nhÊt lµ tæng sè byte gièng

nhau, sè thø hai lµ gi¸ trÞ cña chóng. ThÝ dô, l−íi pixel

00011

00111

01111

SÏ ®−îc l−u tr÷ lµ 3021203120311041. Nh− vËy, chØ cÇn 16 chø kh«ng

ph¶i 20 byte ®Ó l−u tr÷ chóng, ta ®· tiÕt kiÖm 20% dung l−îng nhí. Tû lÖ nÐn

cña ph−¬ng ph¸p nµy phô thuéc vµo tËp d÷ liÖu ¶nh. H×nh d¹ng h×nh häc bao

phñ toµn bé mÆt ph¼ng ®−îc gäi lµ “kh¶m” (tessellation). TÕ bµo h×nh vu«ng

võa ®Ò cËp trªn lµ mét d¹ng cña “kh¶m”. Lôc gi¸c vµ tam gi¸c lµ hai thÝ dô

15

kh¸c cña “kh¶m” mÆt ph¼ng (h×nh 1.12). Khi sö dông hai lo¹i “kh¶m” nµy sÏ

dÉn tíi bÊt lîi nh− sau: kh«ng thÓ chia ®Ö qui tÕ bµo thµnh tÕ bµo nhá h¬n, hÖ

thèng ®¸nh sè phøc t¹p h¬n.

TÕ bµo ch÷ nhËt

TÕ bµo lôc gi¸c

TÕ bµo tam gi¸c

H×nh 1.12 “Kh¶m” mÆt ph¼ng

Lîi thÕ lín nhÊt cña hÖ thèng Raster lµ d÷ liÖu h×nh thµnh b¶n ®å trong

bé nhí m¸y tÝnh. Do vËy, c¸c thao t¸c kiÓu nh− so s¸nh l−íi tÕ bµo ®−îc thùc

hiÖn dÔ dµng. Tuy nhiªn hÖ thèng Raster sÏ kh«ng thuËn tiÖn cho viÖc biÓu

diÔn ®−êng, ®iÓm v× mçi lo¹i lµ tËp c¸c tÕ bµo trong l−íi. §−êng th¼ng cã thÓ

bÞ ®øt ®o¹n hay réng h¬n.

Ph−¬ng ph¸p Raster ®−îc h×nh thµnh trªn c¬ së quan s¸t “nÒn” thÕ giíi

thùc. Quan s¸t nÒn lµ ph−¬ng ph¸p tæ chøc th«ng tin trong hÖ thèng ph©n tÝch

¶nh vÖ tinh vµ hÖ th«ng GIS h−íng tµi nguyªn vµ m«i tr−êng.

Còng nh− m« h×nh Vector, m« h×nh Raster cã c¸c tÇng b¶n ®å cho ®Þa

h×nh, hÖ thèng thñy lîi, sö dông ®Êt, lo¹i ®Êt,.. tïy nhiªn do c¸ch thøc xö lý th«ng

tin thuéc tÝnh kh¸c nhau cho nªn m« h×nh Raster th−êng cã nhiÒu líp b¶n ®å

h¬n. ThÝ dô, trong m« h×nh Vector, møc ®é « nhiÔm m«i tr−êng cã thÓ g¸n trùc

tiÕp cho ®èi t−îng “hå”. Trong m« h×nh Raster l¹i kh«ng lµm ®−îc nh− vËy.

Tr−íc hÕt ph¶i t¹o lËp líp b¶n ®å cho hå, mçi tÕ bµo cña chóng ®−îc g¸n gi¸ trÞ

cña “hå”. Sau ®ã t¹o líp b¶n ®å thø hai cho c¸c tÕ bµo mang thuéc tÝnh « nhiÔm.

KÕt qu¶ lµ c¬ së d÷ liÖu cña m« h×nh Raster cã thÓ chøa tíi hµng tr¨m líp b¶n ®å.

16

−u ®iÓm chÝnh cña m« h×nh nµy lµ ®¬n gi¶n. L−íi lµ mét bé phËn cña

b¶n ®å ®· ®−îc sö dông ®Ó kiÕn t¹o th«ng tin ®Þa lý. Khi c¸c sè hiÖu ®Çu

vµo lµ c¸c ¶nh vÖ tinh hay tõ m¸y quÐt th× chóng l¹i cã ngay khu«n mÉu

l−íi, chóng phï hîp cho m« h×nh d÷ liÖu nµy. Sö dông m« h×nh d÷ liÖu

Raster dùa trªn c¬ së l−íi th× c¸c phÐp ph©n tÝch d÷ liÖu trë nªn dÔ dµng

h¬n. §Æc biÖt thuËn lîi cho c¸c hÖ thèng GIS nh»m chñ yÕu vµo viÖc ph©n

tÝch c¸c biÕn ®æi liªn tôc trªn bÒ mÆt tr¸i ®Êt ®Ó qu¶n lý tµi nguyªn thiªn

nhiªn vµ m«i tr−êng.

Nh−îc ®iÓm cña m« h×nh Raster lµ ph¶i xö lý khèi d÷ liÖu rÊt lín. NÕu

®é ph©n gi¶i cña l−íi cµng thÊp th× c¸c thùc thÓ trªn b¶n ®å cµng cã thÓ bÞ mÊt

®i. Tr−êng hîp ng−îc l¹i th× ph¶i l−u tr÷ mét khèi l−îng lín th«ng tin trong c¬

së d÷ liÖu. Víi kiÕn tróc nµy, viÖc co gi·n b¶n ®å, biÕn ®æi c¸c phÐp chiÕu,.. sÏ

chiÕm rÊt nhiÒu thêi gian. ViÖc thiÕt lËp c¸c m¹ng l−íi cña c¸c ®Æc tr−ng nh−

®−êng giao th«ng, hÖ thèng thuû lîi, rÊt khã kh¨n.

h−íng cho c¬ së d÷ liÖu. Trong thùc tÕ ®· cã mét sè hÖ thèng GIS sö dông m«

h×nh d÷ liÖu nµy song kh«ng nhiÒu.

c. M« h×nh d÷ liÖu Vector

M« h×nh d÷ liÖu Vector coi c¸c hiÖn t−îng lµ tËp c¸c thùc thÓ kh«ng

thÕ giíi thùc mµ nã kh«ng bÞ chia nhá ra thµnh c¸c hiÖn t−îng cïng lo¹i. ThÝ

dô, thµnh phè ®−îc coi nh− mét thùc thÓ, chóng cã thÓ ®−îc chia nhá ra nh−ng

c¸c phÇn chia nhá ®ã kh«ng ®−îc lµ thµnh phè mµ nã lµ quËn, ao hå hay vïng

vïng, m« h×nh 3D cßn cã thªm bÒ mÆt ba chiÒu vµ khèi (h×nh 1.13). C¸c thùc

thÓ s¬ ®¼ng ®−îc h×nh thµnh trªn c¬ së c¸c Vector hay täa ®é cña c¸c ®iÓm

trong mét hÖ trôc täa ®é nµo ®ã.

17

§iÓm lµ thµnh phÇn s¬ cÊp cña d÷ liÖu ®Þa lý ë m« h×nh nµy. C¸c ®iÓm

®−îc nèi víi nhau b»ng ®o¹n th¼ng hay c¸c ®−êng cong ®Ó t¹o c¸c ®èi t−îng

kh¸c nhau nh− ®èi t−îng ®−êng hay vïng.

KiÓu thµnh

phÇn s¬ cÊp

BiÓu diÔn b»ng

®å häa

BiÓu diÔn sè

H×nh 1.13 C¸c thµnh phÇn h×nh häc c¬ së

Trong c¬ së d÷ liÖu kh«ng gian, c¸c thùc thÓ cña thÕ giíi thùc ®−îc biÓu

diÔn d−íi d¹ng sè b»ng mét kiÓu ®èi t−îng kh«ng gian t−¬ng øng. Dùa trªn

kÝch th−íc kh«ng gian cña ®èi t−îng mµ USNSD (US National Standard for

Digital Cartographic) ®· chuÈn ho¸ c¸c lo¹i ®èi t−îng nh− sau :

0-D §èi t−îng cã vÞ trÝ nh−ng kh«ng cã ®é dµi (®èi t−îng ®iÓm).

1-D §èi t−îng cã ®é dµi (®−êng) t¹o tõ hai hay nhiÒu ®èi t−îng 0-D.

2-D §èi t−îng cã ®é dµi vµ ®é réng (vïng), ®−îc bao quanh bëi Ýt nhÊt

3 ®èi t−îng ®o¹n th¼ng.

®−îc bäc bëi Ýt nhÊt 2 ®èi t−îng 2D.

Lo¹i thùc thÓ s¬ ®¼ng ®−îc sö dông phô thuéc vµo tû lÖ quan s¸t hay

møc ®é kh¸i qu¸t. Víi tû lÖ nhá th× thµnh phè ®−îc biÓu diÔn b»ng ®iÓm, cßn

®−êng ®i vµ s«ng ngßi ®−îc biÓu diÔn b»ng ®−êng. Khi t¨ng tû lÖ biÓu diÔn th×

18

thµnh phè ®−îc biÓu diÔn b»ng vïng, cã ®−êng ranh giíi. Víi tû lÖ lín th×

thµnh phè ®−îc biÓu diÔn bëi tËp c¸c thùc thÓ ®Ó t¹o nªn c¸c ng«i nhµ, ®−êng

phè, c«ng viªn vµ c¸c hiÖn t−îng vËt lý, hµnh chÝnh kh¸c.

Nh− vËy, m« h×nh d÷ liÖu Vector sö dông c¸c ®o¹n th¼ng hay ®iÓm rêi r¹c

®Ó nhËn biÕt c¸c vÞ trÝ cña thÕ giíi thùc. Kh¸c víi m« h×nh Raster, m« h×nh d÷

liÖu Vector cã thÓ cho biÕt “n¬i mµ mäi thø x¶y ra”. M« h×nh d÷ liÖu Vector ®Þnh

h−íng ®Õn c¸c hÖ thèng qu¶n trÞ c¬ së d÷ liÖu. Chóng cã −u ®iÓm trong viÖc l−u

tr÷ sè liÖu b¶n ®å bëi v× chóng chØ l−u c¸c ®−êng biªn cña c¸c ®Æc tr−ng, kh«ng

cÇn l−u toµn bé vïng cña chóng. Bëi v× c¸c thµnh phÇn ®å häa biÓu diÔn c¸c ®Æc

tr−ng cña b¶n ®å liªn kÕt trùc tiÕp víi c¸c thuéc tÝnh cña c¬ së d÷ liÖu, ng−êi sö

dông cã thÓ t×m kiÕm (query) vµ hiÓn thÞ c¸c th«ng tin tõ c¬ së d÷ liÖu.

giíi thùc thµnh c¸c ®iÓm, ®−êng vµ vïng, ®Ó cã c¸c ®Æc tr−ng qu¶n lý ®−îc

b»ng m¸y tÝnh. §ã lµ s«ng ngßi, ®−êng biªn hµnh chÝnh, vÞ trÝ cña c¸c tiÖn Ých

nh− bÖnh viÖn, tr−êng häc,.. . C¸c thùc thÓ nµo ®−îc trõu t−îng hãa thµnh c¸c

líp ®éc lËp nh− líp ®−êng giao th«ng, líp ®−êng biªn hµnh chÝnh, líp c¸c tiÖn

Ých. ChØ b»ng täa ®é cña c¸c ®iÓm vµ c¸c ®o¹n th¼ng nèi gi÷a chóng còng cã

thÓ biÓu diÔn ®−îc c¸c thùc thÓ cña thÕ giíi thùc.

19

ThÕ giíi

thùc

BÖnh viÖn

§−êng

biªn

hµnh

tr×nh

TØnh

A

S«ng

BÖnh viÖn

Trôc

y

S«ng

TØnh

A

C¸c c«ng tr×nh

c«ng céng

C¸c tÇng

b¶n ®å

B¶n ®å

VÐct¬

S«ng

Trôc x

H×nh 1.14 BiÓu diÔn b¶n ®å Vector

Mçi m« h×nh Raster vµ Vector ®Òu cã −u vµ nh−îc ®iÓm riªng. Tïy

môc tiªu cña tõng hÖ thèng GIS cã thÓ thiÕt kÕ chøc n¨ng biÕn ®æi

Raster/Vector nÕu hÖ thèng cÇn biÕn ®æi ¶nh vÖ tinh sang tÖp Vector cña

c¸c ®a gi¸c hoÆc biÕn ®æi ng−îc l¹i ®Ó m« h×nh hãa th× cÇn ph¶i thiÕt kÕ

chøc n¨ng nµy. Víi m« h×nh d÷ liÖu Vector cho phÐp nhiÒu thao t¸c h¬n

trªn c¸c ®èi t−îng so víi m« h×nh Raster. ViÖc ®o diÖn tÝch, kho¶ng c¸ch

cña c¸c ®èi t−îng ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸c tÝnh to¸n h×nh häc tõ c¸c täa ®é

cña ®èi t−îng thay v× viÖc ®Õm c¸c tÕ bµo cña m« h×nh Raster. RÊt nhiÒu

thao t¸c trong m« h×nh nµy chÝnh x¸c h¬n. T−¬ng tù víi viÖc tÝnh chu vi cña

mét vïng, tÝnh diÖn tÝch trªn c¬ së ®a gi¸c trªn mÆt cÇu sÏ chÝnh x¸c h¬n

viÖc ®Õm c¸c pixel trªn b¶n ®å cã c¸c phÐp chiÕu kh¸c nhau. Mét sè thao

t¸c ë m« h×nh nµy thùc hiÖn nhanh h¬n nh− t×m ®−êng ®i trong m¹ng l−íi

giao th«ng hay hÖ thèng thuû lîi,.. . Mét sè thao t¸c kh¸c cã chËm h¬n nh−

n¹p chång c¸c líp, c¸c thao t¸c víi vïng ®Öm.

20

d. D÷ liÖu phi kh«ng gian

D÷ liÖu phi kh«ng gian lµ c¸c d÷ liÖu thèng kª, c¸c thuéc tÝnh cña c¸c

®Ó thuËn tiÖn cho viÖc khai th¸c, c¸c d÷ liÖu nµy cã thÓ ®−îc chia thµnh c¸c

C¸c d÷ liÖu phi kh«ng gian (thuéc tÝnh tÜnh, thuéc tÝnh ®éng, vµ c¸c

thuéc tÝnh cña c¸c tiÖn Ých) ®−îc l−u tr÷ trong nhiÒu tÖp. Mçi mét øng dông cô

thÓ sÏ gåm c¸c tÖp kh¸c nhau. VÒ lý thuyÕt th× sè tÖp còng nh− sè l−îng th«ng

tin l−u tr÷ trong hÖ thèng nµy lµ kh«ng bÞ h¹n chÕ. Thùc tÕ th× chóng bÞ h¹n

chÕ bëi dung l−îng ®Üa cøng cßn trèng.

e. Nguån d÷ liÖu b¶n ®å Vector

ta ®· cã s½n b¶n ®å giÊy, d÷ liÖu sÏ ph¶i ®−îc nhËp vµo m¸y tÝnh b»ng bµn sè

ho¸ (digitizer) hay m¸y quÐt (scanner). Trong nhiÒu tr−êng hîp còng sö dông

“chuét” ®Ó nhËp b¶n ®å lµ ¶nh Bitmap trong m¸y tÝnh. NÕu b¶n ®å ®−îc nhËp

b»ng m¸y quÐt th× sè liÖu nµy ph¶i ®−îc chuyÓn sang khu«n d¹ng Vector v×

®Çu ra cña m¸y quÐt lµ ¶nh Bitmap.

NÕu trong tr−êng hîp ch−a cã b¶n ®å giÊy hoÆc b¶n ®å ®Þnh ®−a vµo

qu¶n lý l¹i kh«ng cã s½n trong c¸c hÖ thèng kh¸c th× viÖc nhËp b¶n ®å sè hãa

ph¶i th«ng qua hÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu GPS (Global Positioning System).

bÒ mÆt tr¸i ®Êt, ta ®Æt thiÕt bÞ thu nhËn GPS ë vÞ trÝ ®ã. KÕt qu¶ ta sÏ ®−îc täa

®é chÝnh x¸c theo kinh tuyÕn, vÜ tuyÕn cña vÞ trÝ ®ã. §Ó cã ®−îc h×nh ¶nh, d÷

liÖu b¶n ®å trªn m¸y tÝnh sÏ cã mét hÖ thèng cã kh¶ n¨ng nhËp d÷ liÖu tõ GPS

®Ó t¹o lËp c¸c b¶n ®å Vector.

21

f. Mèi quan hÖ gi÷a d÷ liÖu phi kh«ng gian vµ d÷ liÖu Vector

B¶n ®å kh«ng chØ thÓ hiÖn líp c¸c ®èi t−îng h×nh häc mµ mçi ®èi t−îng

nµy cßn ®−îc g¾n víi mét tËp c¸c thuéc tÝnh d÷ liÖu thèng kª kh¸c. Mçi ®èi

t−îng h×nh häc cã mét m· nhËn diÖn (object ID) dïng ®Ó liªn kÕt víi mét b¶n

ghi trong c¬ së d÷ liÖu quan hÖ.

C¸c d÷ liÖu ®Þa lý ®−îc tæ chøc nhê m« h×nh quan hÖ ®Þa lý vµ

topo. Líp c¸c vïng (area layer), ®−êng (line layer), ®iÓm (point layer)

liªn kÕt víi c¸c thuéc tÝnh ®−îc m« t¶ nh− trªn h×nh 1.15. M« h×nh nµy

minh häa c¸ch qu¶n lý vÞ trÝ, quan hÖ kh«ng gian cña c¸c ®Æc tr−ng ®iÓm,

®−êng vµ ®a gi¸c. §ång thêi cho phÐp qu¶n lý hiÖu qu¶ c¸c ®Æc tÝnh cña

c¸c ®Æc tr−ng ®ã.

M· ®a

gi¸c

Täa ®é

c¸c ®Ønh

M· ®a

gi¸c

M·

Tªn tØnh

1

tØnh

2

x11, y11, x12, y12, ,,

1

2

1

2

04

05

PP

SR

x21, y21, x22, y22, ,,

M·

Täa ®é c¸c ®iÓm

cña ®−êng

M·

®−êng

®é dµi

(km)

1

2

®−êng

s¾t

x11, y11, x12, y12, ,,

1

2

1

2

SV

SR

100

70

x21, y21, x22, y22, ,,

M· ®iÓm

Täa ®é ®iÓm

x11, y11

M· ®iÓm Lo¹i nhµ Sè hiÖu

TËp thÓ

1

2

1

2

123

111

2

x22, y22

BiÖt thù

H×nh 1.15 : Quan hÖ sè liÖu b¶n ®å Vector vµ sè liÖu phi kh«ng gian

D÷ liÖu b¶n ®å dùa theo c¸c ®èi t−îng (®iÓm, ®−êng, ®a gi¸c,..) øng víi

22

mçi ®èi t−îng t−¬ng øng sÏ cã sè hiÖu riªng ®Ó cã thÓ qui chiÕu c¸c d÷ liÖu

phi kh«ng gian bao gåm c¸c d÷ liÖu thèng kª l−u tr÷ trong c¸c tÖp kh¸c nhau

cña c¬ së d÷ liÖu.

g. So s¸nh d÷ liÖu Raster vµ d÷ liÖu Vector

D÷ liÖu Vector

¦u ®iÓm :

-

BiÓu diÔn tèt c¸c ®èi t−îng ®Þa lý

D÷ liÖu nhá, gän

C¸c quan hÖ topo ®−îc x¸c ®Þnh b»ng m¹ng kÕt nèi

ChÝnh x¸c vÒ h×nh häc

Kh¶ n¨ng söa ch÷a, bæ sung, thay ®æi c¸c d÷ liÖu h×nh häc còng

nh− thuéc tÝnh nhanh, tiÖn lîi.

Nh−îc ®iÓm :

-

CÊu tróc d÷ liÖu phøc t¹p

Chång xÕp b¶n ®å phøc t¹p

C¸c bµi to¸n m« pháng th−êng khã gi¶i v× mçi ®¬n vÞ kh«ng gian

cã cÊu tróc kh¸c nhau

-

In Ên ®Æt tiÒn

Kü thuËt ®¾t tiÒn

D÷ liÖu Raster

¦u ®iÓm :

-

CÊu tróc rÊt ®¬n gi¶n

DÔ dµng sö dông c¸c phÐp to¸n chång xÕp vµ c¸c phÐp to¸n xö lý

¶nh viÔn th¸m

-

23

-

Bµi to¸n m« pháng lµ cã thÓ thùc hiÖn ®−îc do ®¬n vÞ kh«ng gian

lµ gièng nhau (cell)

Kü thuËt rÎ tiÒn vµ cã thÓ ph¸t triÓn m¹nh

Nh−îc ®iÓm :

-

Dung l−îng d÷ liÖu lín

§é chÝnh x¸c cã thÓ gi¶m nÕu sö dông kh«ng hîp lý kÝch th−íc

cell

-

B¶n ®å hiÓn thÞ kh«ng ®Ñp

C¸c bµi to¸n m¹ng rÊt khã thùc hiÖn

Khèi l−¬ng tÝnh to¸n ®Ó biÕn ®æi täa ®é lµ rÊt lín

24

Ch−¬ng II

thiÕt bÞ di ®éng

II.1 Giíi thiÖu

Nh− chóng ta ®−îc biÕt víi sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña c¸c c«ng

nghÖ hiÖn ®¹i hiÖn nay, trong ®ã c«ng nghÖ víi viÖc sö dông thiÕt bÞ di ®éng

®· vµ ®ang ph¸t triÓn m¹nh vµ høa hÑn sÏ ®em l¹i cho chóng ta sù tiÖn lîi

trong viÖc giao tiÕp còng nh− ¸p dông vµo c¸c c«ng viÖc cña m×nh. Kh«ng

n»m ngoµi xu h−íng ®ã c«ng nghÖ th«ng tin ®Þa lý còng ®· vµ ®ang ph¸t triÓn

trªn c¸c thiÕt bÞ di ®éng. Nh−ng tr−íc tiªn chóng ta ph¶i t×m hiÓu vÒ c¸c thiÕt

bÞ di ®éng vµ mét sè vÊn ®Ò n÷a liªn quan ®Õn c«ng viÖc cña m×nh.

Trong phÇn nµy chóng ta sÏ ®Ò cËp ®Õn c¸c vÊn ®Ò nh− sau :

- HÖ ®iÒu hµnh Windows CE vµ Windows Mobile

- C¸ch l−u tr÷ d÷ liÖu trong thiÕt bÞ di ®éng

- ViÖc lùa chän thiÕt bÞ di ®éng ®Ó thÝch hîp víi c«ng viÖc cña m×nh

- ViÖc truyÒn d÷ liÖu vµo thiÕt bÞ di ®éng

II.1.1 ThiÕt bÞ di ®éng lµ g×?

Chóng ta cã thª hiÓu thiÕt bÞ di ®éng lµ thiÕt bÞ nhá gän, cã thÓ dÔ dµng

cÇm b»ng mét tay vµ mét tay n÷a cã thÓ sö dông ®Ó ®iÒu khiÓn trªn nã hay

ng−êi ta cßn gäi lµ thiÕt bÞ cÇm tay. Vµ thËt ra nã ®¬n gi¶n chØ lµ mét chiÕc sæ

tay víi ®Çy ®ñ tÝnh n¨ng cña mét m¸y tÝnh ®Ó bµn. Ng−êi ta dïng nã nh− lµ

mét cuèn sæ tay ®Ó ghi chÐp, l−u danh b¹, lªn lÞch kÕ ho¹ch,…nãi chung lµ ®Ó

nghe nh¹c, gäi ®iÖn tho¹i, tra tõ ®iÓn, truy cËp Internet,….

25

C¸c thiÕt bÞ di ®éng cã thÓ lµ PDA, Smartphone,…ThËt ra thiÕt bÞ di

mµ nã sö dông ch¼ng h¹n nh− Pocket PC vµ Palm. Pocket PC lµ PDA sö dông

hÖ ®iÒu hµnh Windows Mobile do Microsoft ph¸t triÓn. Cßn Palm còng lµ

PDA sö dông hÖ ®iÒu hµnh PalmOS.

26

H×nh 2.1 : Smartphone_TREO cña Palm