Báo cáo Nghiệm thu giáo trình Cơ sở dữ liệu & Hệ thống thông tin địa lý GIS - Phạm Hữu Đức

Nội dung text: Báo cáo Nghiệm thu giáo trình Cơ sở dữ liệu & Hệ thống thông tin địa lý GIS - Phạm Hữu Đức

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KiẾN TRÚC HÀ NỘI BÁO CÁO NGHIỆM THU GIÁO TRÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU & HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS. TÁC GIẢ: PHẠM HỮU ĐỨC
2. LỜI CẢM ƠN. T¸c gi¶ ch©n thµnh c¶m ¬n Ban Gi¸m ®èc Dù ¸n Qu¶n lý ®« thÞ ë ViÖt Nam, tr−ßng §¹i häc Tæng hîp Montreal - Canada, tr−êng §¹i häc KiÕn tróc Hµ Néi ®· t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi ®Ó ra ®êi cuèn gi¸o tr×nh nµy. C¶m ¬n Gi¸o s− François Charbonneau, Ph. D. ®· gãp ý cho viÖc x©y dùng ®Ò c−¬ng cuèn gi¸o tr×nh. C¶m ¬n TiÕn sü KTS Ph¹m Kh¸nh Toµn ®· cïng T¸c gi¶ t×m kiÕm tµi liÖu vµ gãp ý kiÕn cho viÖc biªn so¹n. Hà Nội, tháng 6 năm 2005
3. NỘI DUNG GIÁO TRÌNH LỜI NÓI ĐẦU. PHẦN NỘI DUNG. Chương 1: Những khái niệm cơ bản về hệ thông tin địa lý và hệ quy chiếu không gian - (16/192) 1.1. Khái niệm về thông tin địa lý (Geographical Infomation). 1.2. Khái niệm về bản đồ 1.3. Khái niệm về hệ thông tin địa GIS. 1.4. Quan hệ giữa GIS và các ngành khoa học khác. 1.5. Những ứng dụng của GIS. Chương 2: Mô hình hoá trái đất. - (15/192) 2.1. Ba phương pháp mô tả trái đất. 2.2. Mô hình hoá bề mặt. 2.3. Mô hình hoá bằng hình ảnh hay dữ liệu tiêu biểu. 2.4. Mô hình hoá các đối tượng riêng rẽ. 2.5. So sánh 3 phương pháp biểu diễn không gian. Chương 3: cấu trúc dữ liệu thông tin địa lý. - (31/192) 3.1. Cấu trúc chung của cơ sở dữ liệu thông tin địa lý. 3.2. Tiến trình của các kiểu dữ liệu địa lý. 3.3. Cơ sở dữ liệu địa lý, lưu giữ dữ liệu địa lý 3.4. Đối tượng (feature) trong mô hình dữ liệu hướng đối tượng. 3.5. Sự cung cấp của dữ liệu địa lý. 3.6. Truy cập dữ liệu địa lý. 3.7. Xây dựng những mô hình dữ liệu. 3.8. Hướng dẫn sử dụng biểu đồ đối tượng theo ngôn ngữ mô hình hợp nhất UML. 3.9. Những xu hướng công nghệ.
4. NỘI DUNG (Tiếp theo) Chương 4: Hệ quản trị dữ liệu Microsoft Access. - (24/192) 4.1. Những khái niệm cơ sở. 4.2. Thực hiện các công việc với Microsoft Access4 4.3. Lập Bảng - Table. 4.4. Lập mối quan hệ - Relationship. 4.5. Tạo Biểu mẫu - Form. 4.6. Lập Báo cáo (Reports). 4.7. Tạo nhãn thư (Mailing Labels) bằng các sử dụng Wizard Chương 5: Sử dụng phần mềm Mapinfo 6 để xây dựng GIS. - (78/192) 5.1.Giới thiệu phần mềm MapInfo Professional 5.2.Định nghĩa bản đồ theo MapInfo 5.3. Trình bày dữ liệu. 5.4. Các lớp bản đồ. 5.5. Mở files trong MapInfo. 5.6. Đặt thông tin lên bản đồ. 5.7. Lựa chọn. 5.8. Làm nhãn cho bản đồ 5.9. Làm việc với cửa sổ dàn trang (Layouts Windows) 5.10. Sử dụng bản đồ chuyên đề để phân tích. 5.11. Phân địa hạt - Redistricting. 5.12. Tạo và chỉnh sửa đối tượng. 5.13. Tạo vùng đệm (Buffering). 5.14. Quan hệ giữa MapInfo với các phần mềm khác. 5.15. Quản lý công cụ (Tool Manager) 5.16. Phát hành bản đồ trên Web 5.17. Liên kết nóng (HotLingking) các đối tượng. 5.18. Trình duyệt MetaData. 5.19. Bản đồ không gian ba chiều (3DMap)
5. MỤC TIÊU CẦN ĐẠT ĐƯỢC CỦA TỪNG CHƯƠNG Mục tiêu của chương 1: z Phân biệt được thông tin địa lý và hệ thông tin địa lý. Định nghĩa GIS. z Hiểu được thế nào là thông tin không gian và thông tin thuộc tính. Chương 1: Những khái niệm cơ bản về hệ thông tin địa lý và hệ quy chiếu không gian 1.1. Khái niệm về thông tin địa lý (Geographical Infomation). 1.2. Khái niệm về bản đồ 1.3. Khái niệm về hệ thông tin địa GIS. 1.4. Quan hệ giữa GIS và các ngành khoa học khác. 1.5. Những ứng dụng của GIS. Mục tiêu của chương 2: z Nắm được 3 mô tả trái đất, các trường hợp áp dụng cho từng phương pháp. Chương 2: Mô hình hoá trái đất. 2.1. Ba phương pháp mô tả trái đất. 2.2. Mô hình hoá bề mặt. 2.3. Mô hình hoá bằng hình ảnh hay dữ liệu tiêu biểu. 2.4. Mô hình hoá các đối tượng riêng rẽ. 2.5. So sánh 3 phương pháp biểu diễn không gian. Mục tiêu của chương 3: z Hiểu được các nguồn cung cấp dữ liệu địa lý. Các phần mềm cơ bản phục vụ việc tạo ra dữ liệu địa lý. z Liên kết dữ liệu từ nhiều nguồn (không gian và thuộc tính) z Nắm được cấu trúc của dữ liệu thông tin địa lý, được xếp đặt như thế nào trong máy tính của mình z Cấu trúc nào là cấu trúc tiên tiến nhất hiện nay. Cấu trúc nào được dùng phù hợp với điều kiện hiện tại của nước ta. z Những thông tinGIS được xếp đặt theo các thư mục (folders) trong máy tính của chúng ta như thế nào. Chương 3: cấu trúc dữ liệu thông tin địa lý. 3.1. Cấu trúc chung của cơ sở dữ liệu thông tin địa lý. 3.2. Tiến trình của các kiểu dữ liệu địa lý. 3.3. Cơ sở dữ liệu địa lý, lưu giữ dữ liệu địa lý 3.4. Đối tượng (feature) trong mô hình dữ liệu hướng đối tượng. 3.5. Sự cung cấp của dữ liệu địa lý. 3.6. Truy cập dữ liệu địa lý. 3.7. Xây dựng những mô hình dữ liệu. 3.8. Hướng dẫn sử dụng biểu đồ đối tượng theo ngôn ngữ mô hình hợp nhất UML. 3.9. Những xu hướng công nghệ.
6. MỤC TIÊU CẦN ĐẠT ĐƯỢC CỦA TỪNG CHƯƠNG (Tiếp theo) Mục tiêu của chương 4: z Hiểu biết thế nào là cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu quan hệ. z Thực hiện được một cơ sở dữ liệu cho mục đích quản lý của cơ quan bằng Microsoft Access. z Yêu cầu thực hành đặt lên hàng đầu. Chương 4: Hệ quản trị dữ liệu Microsoft Access. 4.1. Những khái niệm cơ sở. 4.2. Thực hiện các công việc với Microsoft Access4 4.3. Lập Bảng - Table. 4.4. Lập mối quan hệ - Relationship. 4.5. Tạo Biểu mẫu - Form. 4.6. Lập Báo cáo (Reports). 4.7. Tạo nhãn thư (Mailing Labels) bằng các sử dụng Wizard Mục tiêu của chương 5: z Sử dụng được phần mềm MapInfo để xây dựng GIS. z Xây dựng được GIS theo mục đích của cơ quan. z Yêu cầu thực hành đặt lên hàng đầu. Chương 5: Sử dụng phần mềm Mapinfo 6 để xây dựng GIS. 5.1.Giới thiệu phần mềm MapInfo Professional 5.2.Định nghĩa bản đồ theo MapInfo 5.3. Trình bày dữ liệu. 5.4. Các lớp bản đồ. 5.5. Mở files trong MapInfo. 5.6. Đặt thông tin lên bản đồ. 5.7. Lựa chọn. 5.8. Làm nhãn cho bản đồ 5.9. Làm việc với cửa sổ dàn trang (Layouts Windows) 5.10. Sử dụng bản đồ chuyên đề để phân tích. 5.11. Phân địa hạt - Redistricting. 5.12. Tạo và chỉnh sửa đối tượng. 5.13. Tạo vùng đệm (Buffering). 5.14. Quan hệ giữa MapInfo với các phần mềm khác. 5.15. Quản lý công cụ (Tool Manager) 5.16. Phát hành bản đồ trên Web 5.17. Liên kết nóng (HotLingking) các đối tượng. 5.18. Trình duyệt MetaData. 5.19. Bản đồ không gian ba chiều (3DMap)
7. Chương 1: Những khái niệm cơ bản về hệ thông tin địa lý & hệ quy chiếu không gian Kh¸i niÖm vÒ b¶n ®å vµ líp b¶n ®å Tæ hîp d÷ liÖu ®a lý, d©n sè, tuæi thä, chÊt l−îng n−íc, tèc ®é t¨ng tr−ëng. Tuæi thä, chÊt l−îng n−íc, t¨ng d©n sè ë Nam Mü B¶n ®å thø nhÊt c¸c n−íc ch©u ¢u, b¶n ®å thø hai c¸c n−íc sö dông ®ång tiÒn chung Ch©u ¢u
8. Kh¸i niÖm vÒ HÖ th«ng tin ®Þa lý HÖ th«ng tin ®Þa lý GIS bao gåm 5 thµnh phÇn: 1 - Nh÷ng con ng−êi ®−îc ®µo t¹o (People). 2 - D÷ liÖu kh«ng gian vµ d÷ liÖu thuéc tÝnh (Data), 3 - Ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch (analysis), 4 - PhÇn mÒm tin häc (Software) vµ C¸c bé phËn cña hÖ 5 - PhÇn cøng m¸y tÝnh (Hardware) th«ng tin ®Þa lý GIS TÊt c¶ ®−îc kÕt hîp, tæ chøc, tù ®éng ho¸, ®iÒu hµnh, cung cÊp th«ng tin th«ng qua sù diÔn t¶ ®Þa lý
9. VÞ trÝ cña hÖ th«ng tin ®Þa lý trong hÖ th«ng tin chung HÖ th«ng tin HÖ th«ng tin phi h×nh häc (KÕ HÖ th«ng tin kh«ng to¸n, Qu¶n lý Nh©n sù ) gian HÖ th«ng tin ®Þa lý C¸c hÖ th«ng tin (GIS) kh«ng gian kh¸c (CAD/CAM, ) C¸c hÖ thèng GIS HÖ th«ng tin ®Êt ®ai kh¸c (Kinh tÕ X· héi, (LIS) D©n sè ) HÖ th«ng tin ®Þa HÖ thèng th«ng tin qu¶n lý ®Êt chÝnh sö dông (Rõng, Lóa )
10. Ch−¬ng 2: M« h×nh ho¸ tr¸i ®Êt Ba ph−¬ng ph¸p m« t¶ bÒ mÆt tr¸i ®Êt C¸c ®èi t−îng vector ¶nh Raster B¶n ®å c¸c mÆt tam gi¸c
11. So s¸nh 3 ph−¬ng ph¸p biÓu diÔn kh«ng gian. D÷ liÖu vector D÷ liÖu Raster D÷ liÖu tam gi¸c TIN H×nh 2 trang 58 H×nh 3 trang 58 Modeling our World Modeling our World D÷ liÖu vector nh»m m« h×nh D÷ liÖu raster nh»m m« h×nh Tam gi¸c TIN cã hiÖu qu¶ Môc ho¸ c¸c ®èi t−îng ®Þa lý riªng ho¸ c¸c yÕu tè ®Þa lý liªn tôc khi biÓu diÔn bÒ mÆt, cã tiªu rÏ cã h×nh d¹ng chÝnh x¸c vµ vµ c¸c h×nh ¶nh trªn mÆt ®Êt. thÓ biÓu thÞ ®é cao vµ øng cã biªn giíi. nh÷ng tÝnh chÊt kh¸c n÷a dông vÝ dô nh− sù tËp trung. ChyÓn ®æi tõ kh«ng ¶nh Chôp ¶nh tõ vÖ tinh vµ tõ Biªn dÞch tõ d÷ liÖu kh«ng TËp hîp tõ d÷ liÖu GPS. m¸y bay. ¶nh. Sè ho¸ tõ b¶n ®å vÏ tay. ChuyÓn ®æi tõ d÷ liÖu TIN. Thu thËp tõ d÷ liÖu GPS. VÏ trªn b¶n ®å raster. Raster ho¸ tõ d÷ liÖu vector NhËp c¸c ®iÓm víi ®é cao. Nguån Vector ho¸ tõ d÷ liÖu raster. Scan (quÐt ¶nh) b¶n vÏ, tõ ChuyÓn ®æi tõ ®−êng ®ång d÷ liÖu VÏ ®−êng ®ång møc tõ b¶n vÏ ¶nh chôp. møc cña d÷ liÖu vector. TIN. BiÕn ®æi tõ d÷ liÖu tr¾c ®Þa. NhËp tõ b¶n vÏ CAD §iÓm ®−îc l−u gi÷ víi to¹ ®é Tõ gèc to¹ ®é ë gãc tr¸i d−íi Mçi nót cña m¹ng TIN cã L−u X,Y. §−êng ®−îc l−u nh− cïng cña raster theo chiÒu gi¸ trÞ to¹ ®é X,Y. gi÷ tuyÕn nèi tiÕp c¸c ®iÓm cã to¹ réng vµ chiÒu cao, c¸c ®iÓm kh«ng ®é X,Y. §a gi¸c ®−îc l−u nh− ¶nh (cell) ®−îc x¸c ®Þnh gian mét ®−êng khÐp kÝn. theo cÞ trÝ hµng vµ cét. §iÓm biÓu diÔn c¸c ®èi t−îng §èi t−îng ®iÓm ®−îc biÓu C¸c gi¸ trÞ Z cña c¸c ®iÓm M« t¶ nhá. §−êng biÓu diÔn c¸c ®èi diÔn b»ng mét cell. §−êng x¸c ®Þnh h×nh d¹ng cña ®èi t−îng cã chiÒu dµi nh−ng bÒ ®−îc biÓu diÔn b»ng mét mÆt. C¸c ®−êng gi¸n ®o¹n t−îng réng hÑp. §a gi¸c biÓu diÔn lo¹t c¸c ®iÓm kÒ liÒn cã biÓu thÞ sù thay ®æi trªn bÒ c¸c ®èi t−îng tr¶i réng. cïng gi¸ trÞ. §a gi¸c biÓu thÞ mÆt vÝ dù nh− suèi, vv b»ng mét vïng c¸c cell cã cïng gi¸ trÞ. §−êng l−u gi÷ vÖt liªn kÕt c¸c Nh÷ng cell bªn c¹nh nhanh Mçi tam gi¸c ®−îc liªn kÓt Liªn nót. §a gi¸c l−u g÷ c¸c ®a gi¸c chãng ®−îc ®Þnh vÞ b»ng víi nh÷ng tam gi¸c kh¸c kÕt hai bªn cña ®−êng. l−îng t¨ng gi¶m gi¸ trÞ hµng bªn c¹nh nã. topo vµ cét. Che phñ b¶n ®å h×nh häc Sù trïng hîp kh«ng gian. §é cao, ®é dèc, h−íng. (topological map overlay). Sù cËn kÒ. §−êng ®ång møc lÊy ra tõ Ph©n Vïng ®Öm (buuffer) vµ sù cËn Ph©n tÝch bÒ mÆt. bÒ mÆt. tÝch kÒ. Sù ph¸t t¸n. MÆt c¾t däc theo ®−êng ®Þa lý §a gi¸c mê chång vµ che phñ. ®−êng ®i ng¾n nhÊt. Ph©n tÝch hiÓn thÞ nh÷ng VÊn tin kh«ng gian vµ logic. yÕu tè kh«ng nh×n thÊy §Þa chØ m· ho¸ ®Þa lý. ®−îc. Ph©n tÝch m¹ng. D÷ liÖu vector lµ c¸ch tèt nhÊt D÷ liÖu raster lµ tèt nhÊt khi D÷ liÖu tam gi¸c TIN lµ tèt KÕt ®Ó vÏ h×nh d¹ng chÝnh x¸c c¸c thÓ hiÖn h×nh ¶nh vµ c¸c ®èi nhÊt cho viÖc biÓu thÞ xuÊt ®èi t−îng ®Þa lý. Nh−ng kh«ng t−îng víi thuéc tÝnh biÕn ®æi phong phó bÒ mÆt. Cã thÓ
12. Ch−¬ng 3: CÊu tróc d÷ liÖu th«ng tin ®Þa lý C¸ch tiÕp cËn líp (layer) biÓu diÔn d÷ liÖu kh«ng gian Layer ®−îc nhiÒu c«ng nghÖ phÇn mÒm GIS lùa chän, trong ®ã næi tiÕng nhÊt lµ ViÖn nghiªn cøu hÖ thèng m«i tr−êng (EnvironmentalSystem Reseach Institute, Inc, (ESRI)). C¸ch tiÕp cËn h−íng ®èi t−îng •ThÕ gíi thùc ®−îc m« h×nh ho¸ nh− mét tËp hîp cña c¸c ®èi t−îng ®−îc nhãm l¹i víi nhau trong c¸c líp (classes) vµ cã c¸c lo¹i kh¸c nhau cña c¸c mèi quan hÖ gi÷a chóng. • CÇn ph¶i ph©n biÕt líp (layer) víi thuËt ng÷ líp (class). Tæ chøc c¬ së d÷ liÖu hoµ trén c¸c nguyªn t¾c cña c¶ m« h×nh tÇng bËc vµ m« h×nh m¹ng. Mäi ®èi t−îng trong cïng mét class chia sÎ mét tËp hîp c¸c thuéc tÝnh, ®ã lµ ®Æc tÝnh vµ ph−¬ng thøc. •ESRI lµng−êi tiªn phong trong c¸ch tiÕp cËn nµy
13. Ch−¬ng 3: CÊu tróc d÷ liÖu th«ng tin ®Þa lý (tiÕp theo) M« h×nh d÷ liÖu CAD (The CAD Data Model). •Vµo nh÷ng n¨m 60 vµ 70 cña thÕ kû XX, víi phÇn cøng m¸y tÝnh vµ phÇn mÒm x©y dùng b¶n ®å tinh x¶o ®· cho nh÷ng b¶n ®å víi møc ®é trung thùc cao. •Mét l−îng th«ng tin Ýt ái vÒ thuéc tÝnh ®−îc gi÷ trong nh÷ng files nµy; C¸c líp (layer) b¶n ®å vµ nh·n chó gi¶i lµ biÓu diÔn ban ®Çu cña thuéc tÝnh. M« h×nh d÷ liÖu kÕt hîp (The Coverage Data Model). •N¨m 1981 ESRI giíi thiÖu phÇn mÒm GIS th−¬ng phÈm ®Çu tiªn cña hä - ArcInfo •D÷ liÖu kh«ng gian ®−îc kÕt hîp víi d÷ liÖu thuéc tÝnh. •Quan hÖ h×nh häc gi÷a c¸c ®èi t−îng vector ®−îc l−u gi÷. M« h×nh d÷ liÖu kÕt hîp
14. Ch−¬ng 3: CÊu tróc d÷ liÖu th«ng tin ®Þa lý (tiÕp theo) M« h×nh d÷ liÖu c¬ së d÷ liÖu ®Þa lý (The Geodatabase Data Model). •ArcInfo 8 ®−a vµo m« h×nh d÷ liÖu míi - m« h×nh d÷ liÖu h−íng ®èi t−îng •M« h×nh d÷ liÖu c¬ së d÷ liÖu ®Þa lý mang m« h×nh d÷ liÖu vËt thÓ g¾n bã víi m« h×nh d÷ liÖu logic •Cho phÐp ta thùc hiÖn phÇn lín øng xö theo ý muèn, kh«ng cÇn ph¶i viÕt bÊt kú mét m· (code) nµo. PhÇn lín nh÷ng øng xö ®−îc thùc hiÖn th«ng qua domain (LÜnh vùc). Môc ®Ých sö dông ®Êt LuËt lÖ rµng buéc Sù xÕp ®Æt tù nhiªn Sù xÕp ®Æt hîp logic Quan hÖ h×nh häc Quan hÖ kh«ng gian Quan hÖ th«ng th−êng
15. Ch−¬ng 3: CÊu tróc d÷ liÖu th«ng tin ®Þa lý (tiÕp theo) Bªn trong mét c¬ së d÷ liÖu ®Þa lý
16. Ch−¬ng 3: CÊu tróc d÷ liÖu th«ng tin ®Þa lý (tiÕp theo) §èi t−îng b¶n ®å trong CSDL §L
17. Ch−¬ng 3: CÊu tróc d÷ liÖu th«ng tin ®Þa lý (tiÕp theo) Më c¬ cÊu cña d÷ liªu
18. Ch−¬ng 3: CÊu tróc d÷ liÖu th«ng tin ®Þa lý (tiÕp theo) Truy cËp d÷ liÖu ®Þa lý
19. Ch−¬ng 4: HÖ qu¶n trÞ d÷ liÖu Microsoft Access. CÊu tróc d÷ liÖu Access C¸c b¶ng (tables)
20. Ch−¬ng 5: Sö dông phÇn mÒm Mapinfo 6 ®Ó x©y dùng GIS.
21. Tµi liÖu tham kh¶o TiÕng ViÖt. 1. §Æng V¨n §øc (1996) , Gi¸o tr×nh cao häc vÒ c¸c hÖ th«ng tin ®Þa lý, 2. §Æng V¨n §øc (2001) , HÖ thèng th«ng tin ®Þa lý GIS, Nxb Khoa häc KT, Hµ Néi. 3. François Charbonneau (2002), Tr−êng §¹i häc Tæng hîp Montreal (2000), Bµi gi¶ng c¬ së d÷ liÖu vµ hÖ th«ng tin ®Þa lý - (Tµi liÖu gi¶ng d¹y t¹i tr−êng §H KiÕn tróc Hµ Néi). 4. §Æng Minh Hoµng (2000) , CÈm nang sö dông Microsoft Access 2000, Nxb Thèng kª, Hµ Néi. 5. TrÇn Thanh Phong, NguyÔn Träng To¸n (1998) , Microsoft Access 97 - Visual Basic for ApplicationR twf A ®Õn Z, Nxb Thèng kª, Hµ Néi. TiÕng n−íc ngoµi. 6. Bob Booth and Andy Mitchell (2001), Getting Started with ArcGIS, GIS by ESRI 7. E Diclon (1990), An Introduction togeographical, Infomation Syste (GIS), Laboratoire Commun de TÐlÐdÐtection CEMAGREF/ENGREF Montplier . 8. E Diclon (1990), Data Structure for Thematic Maps, Laboratoire Commun de TÐlÐdÐtection CEMAGREF/ENGREF Montplier . 9. MapInfo ProfessionalR, MapInfo Profesional Tutorial, 10. Michaael Zeiler (2001), Modeling Our World - The ESRI Guide to Geodatabase Design, ESRI Press 11. Microsoft Access (2000), Introduction Microsoft Accessl.htm. 12. Microsoft Office (2000), Tutorial-Office\Microsoft Access Tutorial.htm. 13. www.unice.fr\GEONET\THEORIE.HTME (2005), Definition d'un S.I.G. 14. www.unice.fr\GEONET\THEORIE.HTME (2005), Une Base de DonnÐes Graphiques. 15. www.unice.fr\GEONET\THEORIE.HTME (2005), Les types de donnÐes graphiques.
22. Xin c¶m ¬n sù chó ý theo dâi cña quý vÞ !