Hệ thống thông tin địa lý là gì và các thành phần cấu tạo

Hệ thống thông tin địa lý GIS hỗ trợ các quốc gia, các nhà khoa học trong việc phân tích những sự vật, hiện tượng thực đang xảy ra trên bề mặt Trái Đất thông qua nguồn dữ liệu không gian về mặt địa lý. Từ đó hoạch định các chiến lược cũng như các kế hoạch cải tạo địa chất, môi trường và tài nguyên một cách hiệu quả.

Ngày nay, hệ thống thông tin địa lý GIS được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như quản lý đất đai, quy hoạch đô thị, môi trường, lâm nghiệp, giao thông….nhằm tăng cao hiệu quả của công tác quản lý. Vậy Hệ thống thông tin địa lý GIS là gì, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết sau.

Hệ thống thông tin địa lý là gì?

Hệ thống thông tin địa lý là gì? Geographic Information System hay Hệ thống thông tin địa lý (viết tắt là GIS) là hệ thống có chức năng thu thập, lưu trữ, thao tác và phân tích các dữ liệu không gian để phục vụ cho các mục đích khác nhau.

Hệ thống thông tin địa lý GIS hỗ trợ các quốc gia, các nhà khoa học trong việc phân tích những sự vật, hiện tượng thực đang xảy ra trên bề mặt Trái Đất thông qua nguồn dữ liệu không gian về mặt địa lý. Từ đó hoạch định các chiến lược cũng như các kế hoạch cải tạo địa chất, môi trường và tài nguyên một cách hiệu quả.

Ví dụ: GIS có thể được sử dụng để giải quyết câu hỏi dựa trên vị trí như “Cái gì nằm ở đây” hoặc Tìm các đối tượng địa lý cụ thể ở đâu? Người dùng GIS có thể lấy giá trị từ bản đồ, chẳng hạn như diện tích đất rừng trên bản đồ là bao nhiêu. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng công cụ trình tạo truy vấn. Các tính năng quan trọng tiếp theo của GIS là khả năng kết hợp các lớp khác nhau để hiển thị thông tin mới.

GIS là hệ thống có chức năng thu thập, lưu trữ, thao tác và phân tích các dữ liệu không gian để phục vụ cho các mục đích khác nhau.

Người dùng có thể kết hợp dữ liệu độ cao, dữ liệu sông, dữ liệu sử dụng đất và nhiều dữ liệu khác để hiển thị thông tin về cảnh quan của khu vực. Từ bản đồ, người dùng có thể biết được đâu là vùng đất cao hoặc đâu là nơi tốt nhất để xây nhà, nơi nào có tầm nhìn ra sông. GIS giúp tìm kiếm thông tin mới.

Hệ thống thông tin địa lý GIS cần đảm bảo phải thực hiện được những chức năng cơ bản sau

• Thu thập dữ liệu: Hệ thống có thể thu thập dữ liệu từ rất nhiều nguồn, như là bản đồ giấy, ảnh chụp, biểu đồ, bản đồ số hay các dạng dữ liệu khác….
• Lưu trữ: Dữ liệu hệ thống thu thập được lưu dưới dạng mô hình Vector hoặc dạng mô hình Raster
• Truy vấn: Người sử dụng có thể truy vấn các thông tin đồ hoạ hiển thị trên bản đồ
• Phân tích: Người dùng xác định được những tình huống có thể xảy ra khi bản đồ có sự thay đổi nhờ vào các nguồn dữ liệu. Đây chính là chức năng hỗ trợ việc đưa ra các kế hoạch cũng như các định hướng trong việc sử dụng tài nguyên của người sử dụng.
• Hiển thị: Hệ thống có chức năng hiển thị các dạng bản đồ, biểu đồ khác nhau.
• Xuất dữ liệu: Hệ thống phải hỗ trợ việc kết xuất dữ liệu bản đồ ra các định dạng như: giấy in, Web, ảnh, file…

Các thành phần chính của hệ thống thông tin địa lý là gì?

Các thành phần của GIS: Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống máy tính được xây dựng để thu thập, lưu trữ, thao tác, phân tích, quản lý và hiển thị tất cả các loại dữ liệu không gian hoặc địa lý… Hệ thống GIS bao gồm các thành phần chính sau đây:

Hệ thống thông tin địa lý GIS được cấu tạo từ 5 thành phần cơ bản: Phần cứng, phần mềm, con người, phương pháp và dữ liệu

Phần cứng

Phần cứng là một máy tính chạy phần mềm GIS. Hiện nay có nhiều loại máy tính khác nhau, có thể là máy tính để bàn hoặc máy chủ. ArcGIS Server là một máy tính dựa trên máy chủ, nơi phần mềm GIS chạy trên máy tính kết nối mạng hoặc máy tính dựa trên đám mây.

Để một chiếc máy tính chạy tốt thì tất cả các thành phần phần cứng đều phải có dung lượng cao. Một số thành phần phần cứng là: Bo mạch chủ, ổ cứng, bộ xử lý, card đồ họa, máy in, v.v. Tất cả các thành phần này hoạt động cùng nhau để chạy phần mềm GIS một cách trơn tru. Các thành phần phần cứng chính:

• Bo mạch chủ: Bo mạch chủ nơi các thành phần phần cứng chính được lắp đặt hoặc nơi kết nối tất cả các thành phần.
• Đĩa cứng: Hay còn gọi là ổ cứng, là nơi chứa dữ liệu.
• Bộ xử lý: Bộ xử lý là thành phần chính của máy tính, thực hiện các phép tính. Nó được gọi là đơn vị xử lý trung tâm (CPU).
• RAM: Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM), trong đó tất cả các chương trình đang chạy được tải tạm thời.
• Máy in: Là thiết bị đầu ra dùng để in hình ảnh, bản đồ hoặc tài liệu. Có nhiều loại máy in trên thị trường.
• Đĩa ngoài: Đây là không gian lưu trữ di động, chẳng hạn như ổ USB, DVD, CD hoặc đĩa ngoài.
• Màn hình: Là màn hình hiển thị thông tin đầu ra. Có nhiều loại màn hình: CRT (Cathode Ray Tube), LCD (Liquid Crystal Display), LED (Light Emitting Diode), v.v.

Phần mềm

Thành phần tiếp theo là phần mềm GIS, cung cấp các công cụ để chạy và chỉnh sửa thông tin không gian. Nó giúp truy vấn, chỉnh sửa, chạy và hiển thị dữ liệu GIS. Nó sử dụng RDBMS (Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ) để lưu trữ dữ liệu. Danh sách một vài phần mềm GIS: ArcGis, ArcView 3.2, QGIS, SAGA GIS. Thành phần phần mềm:

• Công cụ GIS: Các công cụ chính hỗ trợ duyệt dữ liệu GIS
• RDBMS (Relational Database Management System): Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ, được sử dụng để lưu trữ dữ liệu GIS. Phần mềm GIS lấy từ RDBMS hoặc chèn dữ liệu vào RDBMS.
• Công cụ truy vấn: Một công cụ được sử dụng cùng với hệ quản trị cơ sở dữ liệu để truy vấn, chèn, xóa và SQL khác (ngôn ngữ truy vấn chuẩn).
• GUI (Graphical User Interface): Giao diện người dùng đồ họa để giúp người dùng tương tác tốt với phần mềm.
• Bố cục: Thiết kế một cửa sổ bố cục tốt cho bản đồ.

Dữ liệu

Thành phần quan trọng và đắt tiền nhất của hệ thống thông tin địa lý là dữ liệu, thường được coi là nguồn cung cấp năng lượng cho GIS. Dữ liệu GIS là sự kết hợp của dữ liệu đồ họa và dữ liệu dạng bảng. Đồ họa có thể là vector hoặc raster. Cả hai loại dữ liệu này đều có thể được tạo nội bộ bằng phần mềm GIS hoặc có thể mua.

Quá trình tạo dữ liệu GIS từ dữ liệu tương tự hoặc định dạng giấy được gọi là số hóa. Quá trình số hóa liên quan đến việc đăng ký hình ảnh raster với một số lượng nhỏ GCP (điểm kiểm soát mặt đất) hoặc tọa độ đã biết. Quá trình này được gọi rộng rãi là tấm cao su hoặc khúc xạ địa lý. Đa giác, đường thẳng và điểm được tạo ra bằng cách số hóa hình ảnh raster.

Bản thân hình ảnh raster có thể được đăng ký với các tọa độ, được gọi rộng rãi là một hình ảnh đã được hiệu chỉnh. Hầu hết các hình ảnh đã đăng ký được xuất ở định dạng TIFF. Như đã đề cập ở trên, dữ liệu GIS có thể là raster hoặc vector. Loại dữ liệu GIS:

• Raster: Hình ảnh Raster lưu trữ thông tin trên cơ sở một đơn vị. Nó có thể là ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, mô hình độ cao kỹ thuật số (DEM). Hình ảnh Raster thường lưu trữ dữ liệu liên tục.
• Vectơ: Dữ liệu vectơ rời rạc. Nó lưu trữ thông tin ở định dạng tọa độ x và y. Dữ liệu vectơ được chia thành ba loại: Đường, điểm và diện tích.

Con người

Con người chính là người sử dụng hệ thống thông tin địa lý. Họ chạy phần mềm GIS. Cả phần cứng và phần mềm đều được phát triển, điều này giúp mọi người dễ dàng chạy phần mềm GIS. Máy tính cũng có giá cả phải chăng, người dùng có thể sử dụng các tác vụ GIS. Những công việc này có thể là tạo bản đồ đơn giản hoặc thực hiện phân tích GIS nâng cao. Con người là thành phần chính của một GIS thành công.

Phương pháp

Để vận hành GIS thành công, một kế hoạch được thiết kế tốt và các quy tắc hoạt động kinh doanh là rất quan trọng. Phương pháp có thể khác nhau đối với các tổ chức khác nhau. Tuy nhiên bất kỳ tổ chức nào cũng cần ghi lại kế hoạch quy trình vận hành GIS của mình.

Các tài liệu này giải quyết các câu hỏi về các phương pháp GIS: Số lượng chuyên gia GIS cần thiết, phần mềm và phần cứng GIS, quy trình lưu trữ dữ liệu, loại DBMS (hệ quản trị cơ sở dữ liệu), v.v. Một kế hoạch được thiết kế tốt sẽ giải quyết tất cả những vấn đề này.

Ngày nay GIS ngày càng chứng tỏ tầm quan trọng và lợi ích của mình. Trong tương lai hệ thống GIS sẽ được ứng dụng phổ biến như một công cụ cấp thiết cho mọi tổ chức. Từ những điều trên, VegaGeospatial Center hy vọng đã giúp bạn hiểu được phần nào Hệ thống thông tin địa lý GIS là gì cùng với lợi ích mà nó đem lại trong công tác quản lý các nguồn tài nguyên.

Nguồn: Tổng hợp