ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

PHẠM THỊ THỊNH

CÔNG CỤ CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU ĐỊA LÝ

VÀ TÍCH HỢP VÀO GIS

Ngành: Công nghệ thông tin

Chuyên ngành: Quản Lý Hệ thống Thông tin

Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Đình Hóa

Hà Nội - 2016

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN Error! Bookmark not defined.

LỜI CẢM ƠN Error! Bookmark not defined.

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 5

MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1: DỮ LIỆU ĐỊA LÝ TRONG GIS VÀ VẤN ĐỀ CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU ĐỊA LÝ 7

1.1 Khái quát về hệ thống thông tin địa lý và ứng dụng 7

1.1.1 GIS là gì 7

1.1.2 Các thành phần của GIS 7

1.1.3 Chức năng của GIS 8

1.1.4 Ứng dụng của GIS 9

1.2 Một số hệ GIS thông dụng 9

1.2.1 MapInfo 10

1.2.2 ArcGIS 11

1.2.3 QGIS 14

1.3 Các chuẩn và định dạng dữ liệu CAD, GIS và sự liên quan Error! Bookmark not

defined.

1.3.1 CAD là gì Error! Bookmark not defined.

1.3.2 Một số định dạng trong CAD Error! Bookmark not defined.

1.3.3 Dữ liệu địa lý trong GIS Error! Bookmark not defined.

1.3.4 CAD và GIS Error! Bookmark not defined.

1.4 Xây dựng CSDL địa lý phục vụ quy hoạch hạ tầng và bài toán chuyển đổi dữ liệu địa lý ở

Việt Nam Error! Bookmark not defined.

1.4.1 Nhu cầu xây dựng CSDL địa lý Error! Bookmark not defined.

1.4.2 Các phương pháp chuyển đổi hiện tại Error! Bookmark not defined.

1.4.3 Các GIS xử lý dữ liệu CAD như thế nào Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 2: Phát triỂn công cỤ hỖ trỢ chuyỂn đỔi dỮ liỆu đỊa lý Error!

Bookmark not defined.

2.1 Phân tích hiện trạng dữ liệu và đề xuất cách giải quyết Error! Bookmark not defined.

2.1.1 Kết quả khao sát các ban ve Error! Bookmark not defined.

2.1.2 Phương hương giai quyêt Error! Bookmark not defined.

2.2 Đề xuất tiêu chuẩn cho bản vẽ CAD để chuyển đổi tự động vào CSDL địa lý Error!

Bookmark not defined.

2.2.1 Các yêu cầu kỹ thuật Error! Bookmark not defined.

2.2.2 Các khuyến cáo về tổ chức dữ liệu Error! Bookmark not defined.

2.3 Phát triển công cụ chuyển đổi dữ liệu địa lý Error! Bookmark not defined.

2.3.1 Cách tiếp cận, lựa chọn công nghệ và môi trường phát triển Error!

Bookmark not defined.

2.3.2 Khung phát triển plug-in cho hệ thống GIS Error! Bookmark not defined.

2.4 Phân tích thiết kế công cụ hỗ trợ chuyển đổi dữ liệu địa lý Error! Bookmark not

defined.

2.4.1 Mô hình ca sử dụng Error! Bookmark not defined.

2.4.2 Mô tả ca sử dụng Error! Bookmark not defined.

2.4.3 Biểu đồ lớp Error! Bookmark not defined.

2.4.4 Thiết kế lớp Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 3: KẾt quẢ cài đẶt và thỬ nghiỆm Error! Bookmark not defined.

3.1 Tổ chức thực nghiệm Error! Bookmark not defined.

3.1.1 Môi trường thực nghiệm Error! Bookmark not defined.

3.1.2 Dữ liệu thực nghiệm Error! Bookmark not defined.

3.2 Kết quả thử nghiệm chương trình Error! Bookmark not defined.

3.2.1 Một số giao diện chương trình và hướng dẫn thao tác Error! Bookmark not

defined.

3.2.2 Hiển thị kết quả Error! Bookmark not defined.

3.3 Nhận xét và đánh giá Error! Bookmark not defined.

KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 15

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT

STT Từ viết tắt/thuật

ngữ

Từ tiếng Anh Ý nghĩa

1 GIS Geographical Information

System

Hệ thống thông tin địa lý

2 CSDL Cơ sở dữ liệu

3 CAD Computer Aided Design or

Drafting

Thiết kế hay vẽ có trợ giúp

bởi máy tính

4 ESRI Environmental System

Research Institute

Viện nghiên cứu hệ thống

môi trường

5 NCGIA National Center for

Geography Information

and Analysis

Trung tâm quốc gia về Thông

tin và Phân tích địa lý

6 FIG Federation International of

Surveyors

Liên đoàn quốc tế các nhà

giám sát

7 CAE Computer-aided

engineering

Kỹ nghệ có máy tính trợ giúp

Công nghệ liên quan đến việc

sử dụng hệ thống máy tính để

phân tích đối tượng hình học

CAD

8 FEA Finite element analysis Giải tích phần tử hữu hạn

Ngành học thuật nghiên cứu

cung cấp các giải pháp số

cho các phương trình vật lý

của các mô hình từ các lĩnh

vực khác nhau.

9 CAM Computer-aided

manufacturing

Sản xuất chế tạo có máy tính

trợ giúp

Những phần mềm dùng để

sinh ra những đoạn mã

(code) hợp lệ cho máy CNC

10 CNC Computer numerical

control

Điều khiển bằng máy tính

11 PDM Product Data Management Một dạng phần mềm chuyên

dùng để quản lí dữ liệu

12 DBMS Database Management

System

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu

13 UT Universal translator Một công cụ chuyển đổi dữ

liệu địa lý

14 QH Quy hoạch

15 CGDD Chỉ giới đường đỏ

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Thành phần của GIS ................................................................................... 8

Hình 1.2. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thị trấn Yên Thanh, huyện Yên Thành, tỉnh Nghệ

An .............................................................................................................................. 11

Hình 1.3. Bộ phần mềm ứng dụng ArcGIS (Nguồn: ESRI) ...................................... 12

Hình 1.4. Tô chưc cơ sơ dư liệu – Geodatabase ........ Error! Bookmark not defined.

Hình 2.1. Bản đồ quy hoạch giao thông-QHPK N2 ... Error! Bookmark not defined.

Hình 2.2 SDD Phân Khu N8 và SDD Phân Khu N1 .. Error! Bookmark not defined.

Hình 2.3. Sơ đô quy trình chuyên đôi dư liẹu CAD sang GISError! Bookmark not

defined.

Hình 2.4. Mô hình ca sử dụng của phần mềm ............ Error! Bookmark not defined.

Hình 2.5. Biểu đồ lớp của phần mềm ......................... Error! Bookmark not defined.

Hình 2.6. Lớp giao diện chính của phần mềm ........... Error! Bookmark not defined.

Hình 2.7. Lớp giao diện tải dữ liệu CAD ................... Error! Bookmark not defined.

Hình 2.8. Lớp giao diện nhập địa chỉ lưu trữ ............. Error! Bookmark not defined.

Hình 2.9. Lớp điều khiển ............................................ Error! Bookmark not defined.

Hình 3.1. Giao diẹn phân mêm chuyên đôi dư liẹu CAD sang GISError! Bookmark not

defined.

Hình 3.2. Giao diện chọn dữ liệu CAD ...................... Error! Bookmark not defined.

Hình 3.3. Giao diện chọn lưới chiếu .......................... Error! Bookmark not defined.

Hình 3.4. Giao diện chọn vùng lưu trữ cho dữ liệu sau khi chuyển đổiError! Bookmark

not defined.

Hình 3.5. Bản vẽ quy hoach dang GIS sau khi đươc chuyên đô iError! Bookmark not

defined.

Hình 3.6. Dữ liệu thuộc tính của CSDL Quy hoạch ... Error! Bookmark not defined.

Hình 3.7. Bản vẽ chỉ giới đường đỏ dạng GIS sau khi chuyển đổiError! Bookmark not

defined.

Hình 3.8. Dữ liệu thuộc tính của CSDL Chỉ giới đường đỏError! Bookmark not defined.

MỞ ĐẦU

Dữ liệu địa lý là tài nguyên quan trọng nhất trong mọi GIS. Việc xây dựng CSDL GIS và cập

nhật, bổ sung dữ liệu đòi hỏi sử dụng nhiều công nghệ thu thập dữ liệu khác nhau. Chuyển đổi

dữ liệu từ các nguồn có sẵn khác là một biện pháp thường sử dụng, cho phép tận dụng các

nguồn dữ liệu số có sẵn như bản vẽ quy hoạch, thiết kế bằng CAD... Hỗ trợ người sử dụng

chuyển đổi dữ liệu sao cho hiệu quả (nhanh chóng, đảm bảo độ chính xác, tuân thủ các chuẩn

…) luôn là một vấn đề cần được nghiên cứu hoàn thiện.

Hiện nay chủ yếu người sử dụng vẫn dùng các công cụ xử lý từng file dữ liệu và thiết lập tham

số cho quá trình chuyển đổi một cách thủ công. Trong khi đó các phần mềm hệ thống thông

tin địa lý cho phép mở rộng thêm chức năng bằng các plug-in tự xây dựng.

Đề tài “Công cụ chuyển đổi dữ liệu địa lý và tích hợp vào GIS” đặt mục tiêu nghiên cứu hỗ trợ

tốt hơn cho người sử dụng GIS trong việc chuyển đổi dữ liệu một cách hiệu quả nhất.

Bố cục của luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Trình bày các khái niệm chung về GIS và dữ liệu địa lý, vấn đề chuyển đổi dữ liệu

địa lý.

Chương 2: Tìm hiểu hiện trạng thực tế dữ liệu CAD, những vấn đề cần giải quyết khi chuyển đổi

dữ liệu CAD sang GIS. Từ đó, phân tích thiết kế và cách thức xây dựng công cụ hỗ trợ chuyển

đổi dữ liệu địa lý.

Chương 3. Thử nghiệm chạy chương trình, đánh giá, phân tích kết quả.

DỮ LIỆU ĐỊA LÝ TRONG GIS VÀ VẤN ĐỀ CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU ĐỊA LÝ

Khái quát về hệ thống thông tin địa lý và ứng dụng

GIS là gì

GIS - Geographic Information System(GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin, đã hình thành

từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây.

GIS được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian (bản đồ) gắn với các thông

tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạt động theo lãnh thổ.

Ngày nay, ở nhiều quốc gia trên thế giới, GIS đã trở thành công cụ trợ giúp quyết định trong hầu

hết các hoạt động kinh tế-xã hội, an ninh, quốc phòng, đối phó với thảm hoạ thiên tai v.v... GIS

có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân

v.v... đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế-xã hội thông qua

các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một

nền bản đồ số nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu bản đồ đầu vào.

Hệ thông tin địa lý (Geographical Information System – GIS) là tập hợp các công cụ để thu thập,

lưu trữ, chỉnh sửa, truy cập, phân tích và cập nhật các thông tin địa lý cho một mục đích chuyên

biệt.

Ngoài ra cũng có nhiều định nghĩa khác về GIS [1]:

GIS là công cụ trên cơ sở nền máy tính để lập bản đồ và phân tích những hiện tượng đang tồn tại

và các sự kiện xảy ra trên trái đất (Environmental System Research Institute ESRI – Mỹ).

GIS là hệ thống phần cứng, phần mềm và các thủ tục được thiết kế nhằm thu thập, quản lý, xử lý,

phân tích, mô hình hóa và hiển thị các dữ liệu quy chiếu không gian để giải quyết các vấn đề

quản lý và lập kế hoạch (National Center for Geography Information and Analysis NCGIA –

Mỹ).

GIS là một tập hợp các nguyên lý, phương pháp, dụng cụ và dữ liệu quy chiếu không gian được

sử dụng để nhập, lưu trữ, chuyển đổi, phân tích, lập mô hình, mô phỏng và lập bản đồ các hiện

tượng, sự kiện trên trái đất, nhằm sản sinh các thông tin thiết thực hổ trợ cho việc ra quyết

định (Thériault – Canada).

Các thành phần của GIS

GIS bao gồm 4 thành phần chính (được FIG - Federation International of Surveyors công nhận)

đó là: phần cứng (Hardware), phần mềm (Software), dữ liệu (Data) và người sử dụng (User).

Ngoài 4 thành phần cơ bản trên, để quản lý toàn bộ cơ sở dữ liệu của một vùng không gian rộng

lớn, quy trình và cách thức tổ chức hệ thống GIS được xem là thành phần thứ 5 góp phần giữ vai

trò quan trọng trong việc phát triển ứng dụng GIS.

Hình 1.1. Thành phần của GIS

Phần cứng: bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại vi

Phần mềm: là bộ não của hệ thống, phần mềm GIS rất đa dạng và có thể chia làm 3 nhóm (nhóm

phần mềm quản đồ họa, nhóm phần mềm quản trị bản đồ và nhóm phần mềm quản trị, phân tích

không gian).

Dữ liệu: bao gồm dữ liệu không gian (dữ liệu bản đồ) và dữ liệu thuộc tính (dữ liệu phi không

gian). Dữ liệu không gian miêu tả vị trí địa lý của đối tượng trên bề mặt Trái đất. Dữ liệu thuộc

tính miêu tả các thông tin liên quan đến đối tượng, các thông tin này có thể được định lượng hay

định tính.

Con người: Trong GIS, thành phần con người là thành phần quan trọng nhất bởi con người tham

gia vào mọi hoạt động của hệ thống GIS (từ việc xây dựng cơ sở dữ liệu, việc tìm kiếm, phân

tích dữ liệu …). Có 2 nhóm người quan trọng là người sử dụng và người quản lý GIS.

Phương pháp: một phần quan trọng để đảm bảo sự hoạt động liên tục và có hiệu quả của hệ

thống phục vụ cho mục đích của người sử dụng

Chức năng của GIS

GIS gồm 4 chức năng chính: Nhập dữ liệu, quản lý dữ liệu, phân tích dữ liệu, và hiển thị dữ liệu.

Nhập dữ liệu: Nhập dữ liệu là quá trình mã hóa dữ liệu thành dạng có thể đọc và lưu trữ trên

máy tính (tạo cơ sở dữ liệu GIS). Nhập dư liệu giữ vai trò rất quan trọng trong việc tạo ra cơ sở

dữ liệu đầy đủ và chính xác. Nhập dữ liệu có thể từ nhiều nguồn khác nhau như ảnh vệ tinh, ảnh

chụp máy bay, chuyển đổi dữ liệu,…

Quản lý dữ liệu: Dữ liệu thuộc tính thường được quản lý dưới dạng mô hình quan hệ, trong khi

dữ liệu không gian được quản lý dưới dạng mô hình dữ liệu vector và raster. Có thể chuyển đổi

qua lại giữa hai mô hình: Vector sang Raster (Raster hóa) hoặc raster sang vector (vector hóa).

Quản lý dữ liệu giữ vai trò rất quan trọng trong việc truy cập nhanh cơ sở dữ liệu không gian và

thuộc tính, góp phần phân tích dữ liệu hiệu quả cho các bài toán ứng dụng thực tế. Quản lý dữ

liệu phụ thuộc vào thiết bị lưu trữ dữ liệu (máy tính) rất nhiều, đặc biệt là bộ nhớ thiết bị.

Phân tích dữ liệu: GIS có thể phân biệt với các hệ thống thông tin khác bởi khả năng phân tích

kết hợp dữ liệu không gian và thuộc tính cùng lúc. Đây được xem như thế mạnh mà các công cụ

GIS mang lại cho người dùng, với nhu cầu phân tích, giải quyết các bài toán dựa trên dữ liệu

không gian địa lý.

Hiển thị dữ liệu: GIS cho phép lưu trữ và hiển thị thông tin hoàn toàn tách biệt, có thể hiển thị

được thông tin ở các tỉ lệ khác nhau, mức độ chi tiết của thông tin được lưu trữ chỉ bị giới hạn

bởi khả năng lưu trữ phần cứng và phương pháp mà phần mêm dùng để hiển thị dữ liệu. Với sự

phát triển của công nghệ, GIS cũng đã cho phép hiển thị dữ liệu không gian địa lý ở nhiều định

dạng khác nhau, kể cả mô hình 3D mô phỏng gần giống thế giới thực.

Ứng dụng của GIS

Sử dụng GIS để tạo và lưu trữ dữ liệu địa lý - tạo cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu địa lý được tạo và

quản lý bằng GIS cho phép các ứng dụng đa ngành có thể được thực hiện trên cùng một nền dữ

liệu thống nhất.

Tính toán theo các mô hình để tạo ra thông tin mới:

Ví dụ

- Bản đồ thích nghi cây trồng được tính toán dựa trên việc chồng xếp có trọng số các thông tin:

bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ độ dốc.

- Bản đồ hiện trạng rừng hai thời kỳ được chồng xếp để có bản đồ về biến động rừng giữa hai

thời kỳ…

Các bài toán mô phỏng:

Theo các mô hình lý thuyết (mang tính giả định), GIS còn có ứng dụng trong các bài toán mô

phỏng như các ví dụ sau:

- Với một chiều cao đập cho trước, GIS có thể mô phỏng được mức, lượng, diện tích nước ngập.

- Với các chiều rộng mở đường khác nhau trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất, GIS cho phép mô

phỏng các phương án mở đường và tiền đền bù.

Các ứng dụng có liên quan đến mô hình số độ cao:

- Như tính toán phạm vi quan sát từ điểm phục vụ cho các yêu cầu quân sự hoặc đặt trạm ăng ten

viễn thông (điện thoại di động).

- Các thông số của địa hình được xác định như độ cao, độ dốc còn phục vụ cho công tác qui hoạch

(ví dụ phân cấp phòng hộ đầu nguồn) và các khoa học trái đất (địa mạo, địa lý).

Các phân tích mạng

Để giải quyết các bài toán tìm đường ngắn nhất hay thời gian thích hợp để bật tắt đèn xanh đèn

đỏ trong giao thông đô thị.

Các phân tích khoảng cách

Có thể ứng dụng tìm đặt vị trí (allocation) như trạm xe buýt, trạm xăng, siêu thị hay trường học

một cách hiệu quả nhất.

Các ứng dụng trên có thể coi là “cổ điển” và đã được áp dụng thành công. Ngày nay GIS đang

phát triển mạnh theo hướng tổ hợp, phát triển GIS lớn (enterprise), liên kết mạng, ứng dụng

thành quả của các ngành khoa học khác vào GIS, như ứng dụng trí tuệ nhân tạo, lý thuyết mờ

vào trong việc xử lý dữ liệu GIS, tích hợp GIS với các thông tin chuyên đề để hình thành hệ

thông tin giải quyết một vấn đề cụ thể cũng như trợ giúp quyết định, nhất là trong quản lý lãnh

thổ….

Một số hệ GIS thông dụng

Các phần mềm mã nguồn mở đã thực sự trưởng thành trong những năm qua và đã trở thành

những công cụ thiết thực và hỗ trợ tốt cho người dùng. Các phần mềm mã nguồn mở cho GIS

cũng không nằm ngoài xu hướng đó và ngày nay đã có thể đáp ứng được nhu cầu của dân

chuyên nghiệp GIS trên toàn thế giới.

GIS ngày càng phát triển và được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực của đời sống kinh tế - xã hội, kéo

theo là sự ra đời của các phần mềm GIS. Hiện nay có rất nhiều phần mềm GIS được xây dựng cả

trên nền desktop và nền web. Một số phần mềm GIS gồm có:

MapInfo

MapInfo là một giải pháp phần mềm GIS thân thiện với người sử dụng. Ngay từ đầu, hãng đã

chủ trương xây dựng các phần mềm GIS có hiệu quả, với các chức năng phân tích không gian

hữu ích cho các hoạt động kinh doanh, quản lý nhưng không cồng kềnh và không phức tạp hóa

bởi những chức năng không cần thiết, giao diện đơn giản và dễ hiểu, đồng thời giá cả phải phù

hợp với đại đa số người sử dụng. Phiên bản gần đây là MapInfo Professional 11 cũng vẫn duy trì

truyền thống này - có thể chạy trên các hệ điều hành thông thường như Windows XP, Windows

2000, Windows NT+SP6, Windows 98 SE, Windows 2003 Server với Terminal Services và

Citrix.

Các chức năng cơ bản của Mapinfo

Nhập dữ liệu: MapInfo cho phép nhập dữ liệu thuộc các khuôn dạng khác nhau như AutoCAD

DWG/DXF 2004, MicroStation DGN v8, Open ESRI Grid data, Open CSV, Open Shape files...;

Hỗ trợ liên kết với CSDL: Oracle 10G & 9iR2, MS SQL, Server 2000, MS Access, IBM

Informix 9.4;

Hỗ trợ CSDL không gian: Oracle 10G Spatial & Locator, MS SQL Server and Informix thông

quan SpatialWare;

Xuất dữ liệu sang các khuôn dạng khác: Cho phép xuất dữ liệu sang các khuôn dạng GIF, LZW

TIFF và TIFF CCITT Group 4;

Biên tập bản đồ / chỉnh sửa dữ liệu: Tạo lập các đối tượng đồ họa, hiển thị chúng theo các kiểu

ký hiệu có trong thư viện ký hiệu mặc định hoặc trong thư viện tự tạo, hiển thị các đối tượng

theo lớp trong Layer Control... Tạo bảng chú giải, cho phép hiển thị dữ liệu theo 2 biến số khác

nhau trong cùng một thời điểm, tạo các vùng đệm bằng công cụ buffer...;

Xác định cơ sở toán học cho bộ dữ liệu: số lượng lưới chiếu bản đồ có mặc định trong MapInfo

rất phong phú, đủ để đáp ứng cho việc xác định cơ sở toán học cho các bộ dữ liệu được thu thập

từ các nguồn khác nhau. Các lưới chiếu theo các thông số riêng biệt cho từng vùng cũng có thể

được tạo lập mới bằng cách biên tập tệp tin MAPINFOW.PRJ của phần mềm;

Chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu bằng công cụ Universal Translator: cho phép chuyển đổi dữ liệu

từ khuôn dạng của MapInfo *.TAB sang các khuôn dạng *.shp của ArcView, DGN của

Microstation, DXF và DWG của AutoCAD và ngược lại. Trong quá trình chuyển đổi, công cụ

này còn cho phép xác định và chuyển đổi cơ sở toán học của dữ liệu;

Phân tích không gian:

Cung cấp các công cụ mạnh và logic đáp ứng việc thực hiện những bài toán

phân tích không gian phức tạp;

Thể hiện những đặc điểm và xu hướng của các đối tượng địa lý được lưu trong

CSDL, từ đó thể hiện những ảnh hưởng qua lại giữa các hiện tượng, đối tượng

trong không gian;

Cho phép thành lập bản đồ có mức độ chi tiết cao nhằm phục vụ cho mục đích

hiển thị dữ liệu không gian và hỗ trợ cho hoạch định chính sách;

Hỗ trợ cho các doanh nghiệp giải các bài toán về tìm hiểu khách hàng và thị

trường.

Hình 1.2. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thị trấn Yên Thanh, huyện Yên Thành,

tỉnh Nghệ An

MapInfo có rất nhiều ưu điểm với khả năng hiển thị và lập bản đồ tốt và có những chức năng

GIS cơ bản và được nhiều người sử dụng ưa chuộng trong các dự án GIS quy mô nhỏ, CSDL cỡ

nhỏ. Tuy nhiên, do nhược điểm là quản lý topology không được chặt chẽ, cấu trúc dữ liệu không

đầy đủ nên khả năng phân tích cũng hạn chế - MapInfo thường không được sử dụng để xây dựng

các CSDL lớn. Hơn nữa, MapInfo cũng còn hạn chế khi cần đưa ra một giải pháp mạng chuyên

nghiệp và kết nối trao đổi số liệu với các hệ thống GIS khác.

ArcGIS

ArcGIS là hệ thống GIS hàng đầu hiện nay, cung cấp một giải pháp toàn diện từ thu thập / nhập

số liệu, chỉnh lý, phân tích và phân phối thông tin trên mạng Internet tới các cấp độ khác nhau

như CSDL địa lý cá nhân hay CSDL của các doanh nghiệp. Về mặt công nghệ, hiện nay các

chuyên gia GIS coi công nghệ ESRI là một giải pháp mang tính chất mở, tổng thể và hoàn chỉnh,

có khả năng khai thác hết các chức năng của GIS trên các ứng dụng khác nhau như: desktop

(ArcGIS Desktop), máy chủ (ArcGIS Server), các ứng dụng Web (ArcIMS, ArcGIS Online),

hoặc hệ thống thiết bị di động (ArcPAD)... và có khả năng tương tích cao đối với nhiều loại sản

phẩm của nhiều hãng khác nhau.

Hình 1.3. Bộ phần mềm ứng dụng ArcGIS (Nguồn: ESRI)

ArcGIS Desktop (với phiên bản mới nhất là ArcGIS 10) bao gồm những công cụ rất mạnh để

quản lý, cập nhật, phân tích thông tin và xuất bản tạo nên một hệ thống thông tin địa lý (GIS)

hoàn chỉnh, cho phép:

– Tạo và chỉnh sửa dữ liệu tích hợp (dữ liệu không gian tích hợp với dữ liệu

thuộc tính) - cho phép sử dụng nhiều loại định dạng dữ liệu khác nhau thậm

chí cả những dữ liệu lấy từ Internet;

– Truy vấn dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ nhiều nguồn và bằng

nhiều cách khác nhau;

– Hiển thị, truy vấn và phân tích dữ liệu không gian kết hợp với dữ liệu thuộc

tính;

– Thành lập bản đồ chuyên đề và các bản in có chất lượng trình bày chuyên

nghiệp.

ArcGIS Destop là một bộ phần mềm ứng dụng gồm: ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox,

ModelBuilder, ArcScene và ArcGlobe. Khi sử dụng các ứng dụng này đồng thời, người sử dụng

có thể thực hiện được các bài toán ứng dụng GIS bất kỳ, từ đơn giản đến phức tạp, bao gồm cả

thành lập bản đồ, phân tích địa lý, chỉnh sửa và biên tập dữ liệu, quản lý dữ liệu, hiển thị và xử lý

dữ liệu. Phần mềm ArcGIS Desktop được cung cấp cho người dùng ở 1 trong 3 cấp bậc với mức

độ chuyên sâu khác nhau là ArcView, ArcEditor, ArcInfo:

ArcView: Cung cấp đầy đủ chức năng cho phép biêu diên , quản lý, xây dưng và phân tích dữ

liệu địa lý, các công cụ phân tích không gian cùng với việc biên tập và phân tích thông tin từ các

lớp bản đồ khác nhau đồng thời thể hiện các mối quan hệ và nhận dạng cac mô hình. Với

ArcView, cho phép:

– Ra cac quyết định chuẩn xác hơn dưa trên cac dư liêu đia ly;

– Xem và phân tích các dữ liệu không gian bằng nhiêu phương phap ;

– Xây dựng đơn giản và dễ dàng các dữ liệu địa lý;

– Tạo ra cac bản đồ co chất lượng cao;

– Quản lý tât ca cac file, CSDL và cac nguồn dữ liệu;

– Tùy biến giao diện người dùng theo yêu cầu.

ArcEditor: Là bộ sản phẩm có nhiều chức năng hơn, dùng để chỉnh sửa và quản lý dữ liệu địa

lý. ArcEditor bao gồm các tính năng của ArcView và thêm vào đó là một số các công cụ chỉnh

sửa, biên tập. Với ArcEditor, cho phép:

– Dùng các công cụ CAD để tạo và chỉnh sửa các đặc tính GIS;

– Tạo ra các CSDL địa lý thông minh;

– Tạo quy trình công việc một cách chuyên nghiệp cho 1 nhóm và cho phép

nhiều người biên tập;

– Xây dựng và giữ được tính toàn vẹn của không gian bao gồm các quan hệ

hình học topo giữa các đặc tính địa lý;

– Quản lý và mở rộng mạng lưới hình học;

– Làm tăng năng suất biên tập;

– Quản lý môi trường thiết kế đa người dùng với versioning;

– Duy trì tính toàn vẹn giữa các lớp chủ đề và thúc đẩy tư duy logic của

người dùng;

– Cho phép chỉnh sửa dữ liệu độc lập (khi tạm ngừng kết nối với CSDL).

ArcInfo: Là bộ sản phẩm ArcGIS đầy đủ nhất. ArcInfo bao gồm tất cả các chức năng của

ArcView lẫn ArcEditor. Cung cấp các chức năng tạo và quản lý một hệ GIS, xử lý dữ liệu không

gian và khả năng chuyển đổi dữ liệu, xây dựng dữ liệu, mô hình hóa, phân tích, hiển thị bản đồ

trên màn hình máy tính và xuất bản bản đồ ra các phương tiện khác nhau. Với ArcInfo, cho

phép:

– Xây dựng một mô hình xử lý không gian rất hữu dụng cho việc tìm ra các

mối quan hệ, phân tích dữ liệu và tích hợp dữ liệu;

– Thực hiện chồng lớp các lớp vector, nội suy và phân tích thống kê;

– Tạo ra các đặc tính cho sự kiện và chồng xếp các đặc tính của các sự kiện

đó;

– Chuyển đổi dữ liệu và các định dạng của dữ liệu theo rất nhiều loại định

dạng;

– Xây dựng những bộ dữ liệu phức tạp, các mô hình phân tích và các đoạn

mã để tự động hóa các quá trình GIS;

– Sử dụng các phương pháp trình diễn, thiết kế, in ấn và quản lý bản đồ để

xuất bản bản đồ.

QGIS

Giới thiệu

QGIS (tên gọi trước đây là Quantum GIS) là một phần mềm GIS mã nguồn mở được bắt đầu xây

dựng từ năm 2002 và được phát triển nhanh chóng với một cộng đồng phát triển lớn trên cơ sở tự

nguyện. Đây là phần mềm tương đối mạnh và dễ sử dụng, chạy được trên các hệ điều

hành:Windows, Mac OS X, Linux, BSD và Android và bao gồm các ứng dụng cho:

QGIS Desktop: Tạo lập, chỉnh sửa, hiển thị, phân tích và xuất bản thông tin địa không gian;

QGIS Browser: Duyệt và xem nhanh dữ liệu và siêu dữ liệu cũng như kéo và thả dữ liệu từ kho

dữ liệu này sang kho dữ liệu khác;

QGIS Server: Xuất bản QGIS project với các lớp dữ liệu thông qua các dịch vụ WMS và WFS

theo chuẩn OGC. Có khả năng kiểm soát lựa chọn các thuộc tính hoặc cách bố trí bản đồ và hệ

tọa độ của những lớp dữ liệu khi xuất bản;

QGIS Web Client: Cho phép dễ dàng xuất bản QGIS project lên Web với thư viện các kí hiệu,

nhãn phong phú cũng các cách kết hợp các đối tượng để tạo bản đồ Web ấn tượng;

QGIS on Android (beta!): Phiên bản thử nghiệm đang được hoàn thiện để sử dụng QGIS trên

các thiết bị chạy Android.

Các chức năng cơ bản trong QGIS

QGIS hỗ trợ hầu hết các chức năng cơ bản của một phần mềm GIS gồm: Quản lý dữ liệu, đọc

được nhiều định dạng dữ liệu, biên tập và xuất bản bản đồ, xuất-nhập dữ liệu và các chức năng

phân tích không gian…

QGIS hỗ trợ xử lý dữ liệu vector: Dữ liệu không gian dựa trên PostGIS mà chủ yếu là

PostgreSQL. QGIS có khả năng đọc được hầu hết dữ liệu vector được cung cấp bởi thư viện

OGR, bao gồm ESRI shapefiles, MapInfo, SDTS and GML… QGIS hỗ trợ xử lý dữ liệu vector:

Dữ liệu không gian dựa trên PostGIS mà chủ yếu là PostgreSQL. QGIS có khả năng đọc được

hầu hết dữ liệu vector được cung cấp bởi thư viện OGR, bao gồm ESRI shapefiles, MapInfo,

SDTS and GML…

QGIS có khả năng đọc được dữ liệu raster được cung cấp bởi thư viện GDAL, bao gồm DEM,

ArcGrid, ERDAS, SDTS và GeoTIFF…

QGIS cung cấp định dạng dữ liệu trên cả ảnh vector và raster. Dữ liệu không gian trực tuyến

được hỗ trợ trong thư viện OGC-dựa trên WMS hoặc WFS. QGIS trình bày và chồng xếp các dữ

liệu ảnh raster và vector mà không cần quan tâm các định dạng dữ liệu.

Tạo bản đồ và thao tác dữ liệu không gian dựa trên giao diện thân thiện.

GUI có sẵn nhiều tool hỗ trợ.

Tạo, chỉnh sửa và xuất dữ liệu cho người dùng: digitizing tools for GRASS and shapefile

formats, the georeferencer plugin, GPS tools to import and export GPX format, convert other

GPS formats to GPX, or down/upload directly to a GPS unit.

Xuất bản đồ dựa trên UMN Mapserver...

Plugins

QGIS có rất nhiều các Plugins hỗ trợ các thao tác mở rộng cho các dạng dữ

liệu khác nhau và phân tích không gian nhờ vào một cộng đồng phát triển rất

lớn. TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

[1] Nguyễn Hồng Phương, Đinh Văn Ưu (2006), Hệ thống thông tin địa lý và

một số ứng dụng trong hải dương học. NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội.

[2] Phạm Văn Cự, Lương Anh Tuấn, Hoàng Kim Hương (2005), Giáo trình về

hệ thống thông tin địa lý GIS và bản đồ. NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội.

[3] Trần Hùng (2011), Ứng dụng GIS trong quản lý hạ tầng kỹ thuật đô thị tại Việt

Nam. Công ty tư vấn GeoViet Hội thảo ứng dụng GIS toàn quốc.

[4] Nguyễn Khắc Thời, Phạm Vọng Thành, Trần Quốc Vinh, Nguyễn Thị Thu Hiền

(2011), Giáo trình viễn thám. NXB Đại Học Nông Nghiệp.

[5] Phạm Hữu Đức (2011), Cơ sở dữ liệu và hệ thống thông tin địa lý GIS, NXB Xây

Dựng.

[6] Trần Thị Băng Tâm (2006), Giáo trình hệ thống thông tin địa lý, NXB Đại Học

Nông Nghiệp.

Tiếng Anh

[7] Autodesk, Inc (2011), DXF Reference.

[8] ESRI Technical paper (2008), Mapping Specification for DWG/DXF (MSD).

[9] Environmental Systems Research Institute, Inc (1998), ESRI Shapefile Technical

Description.

[10] R.Zaiane, Dr.Osmar (2001), Principles of knowledge discovery in databases.

University of Alberta.

[11] Silas Toms (2015), “ArcPy and ArcGIS Geospatial Analysis with Python”. Packt

Publishing.

[12] Husheng-hua, He Zong-yi, Tao Li-jia (2007), “Research on Data Conversion

between AutoCAD and GIS”. Bulletin of Surveying and Mapping.

[13] Paul A. Zandbergen (2013), “Python Scripting for ArcGIS”. ESRI Press.

Internet

[14] https://en.wikipedia.org/wiki/Computer-aided_design

[15] https://en.wikipedia.org/wiki/Geographic_information_system

[16] http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html -

/Shapefile_file_extensions/005600000003000000/

[17] http://www.esri.com/news/arcuser/0401/topo.html

[18] https://www.gisconvert.com/

[19] https://www.safe.com/convert/dwg-to-shp/