1
Mô hình dữ liệu GIS (không gian)
Mô hình thông tin- dữ liệu địa lý
Lớp dữ liệu (không gian, thuộc tính)
Mô hình dữ liệu (không gian, thuộc tính)
Mô hình vector, raster
Vector
Raster
So sánh vector, raster
Ưu điểm
Nhược điểm
Chuyển đổi vector và raster
Vector Raster
3
Thế giới thực
Mô hình nhận thức
Mô hình dữ liệu không gian
GIS
n lớp
thông tin Mô hình dữ liệu thuộc tính
Không gian: Mô tả vị trí của đối tượng, có thể là vị trí tương đối (so với đối tượng không gian khác) hoặc vị trí tuyệt đối (so với hệ tọa độ).
Thuộc tính: Mô tả đặc tính của đối tượng.
●
●
Cặp tọa độ X, Y
Bản đồ giấy
Bản đồ số
Vector
Raster
Điểm
●
Chấm mực
Đường
Vệt mực kéo dài
Vùng
Vệt mực kéo dài và lấp đầy
Chuỗi tọa độ X, Y Chuỗi tọa độ X, Y tạo thành đường bao
Điểm
Một cặp tọa độ (x, y)
0D
Đường
Chuỗi các điểm có thứ tự với 2 điểm đầu, cuối không trùng nhau, có thể có điểm trung gian
1D (chiều dài)
Vùng
Các đường kết nối không trùng nhau nhưng có chung 2 điểm đầu, cuối
Chuỗi các điểm có thứ tự với 2 điểm đầu, cuối trùng nhau, có ít nhất 1 điểm trung gian
2D (chiều dài, chiều rộng)
Thể hiện các đối tượng rời rạc (có ranh giới tách biệt rõ ràng ngoài thực tế) sử dụng 3 phần tử hình học.
5
● 1 (x1, y1) 1
●
2
● (x4, y4) (x1, y1)
(x2, y2) (x3, y3)
● I ●
1
●
2
● I
II A
● ●
●
● ● 1≡2
● III
B
● ●
●
● ●
●
Thế giới thực
Mô hình vector
7
Đối tượng dạng điểm
Đối tượng dạng đường
9
Đối tượng dạng vùng
Tỉ lệ bản đồ xác định kích thước và hình dạng của các đối tượng.
11
Điểm ↔ Vùng
13
Đường ↔ Vùng
Tỉ lệ bản đồ (M) Kích thước thực tế nhỏ nhất (L) 1/500 500 x 0,1 mm = 50 mm = 0,05 m
1/24.000 24.000 x 0,1 mm = 2.400 mm = 2,4 m 1/250.000 250.000 x 0,1 mm = 25.000 mm = 25 m
… …
1/M M x 0,1 mm = L
0,1 mm là
khoảng cách nhỏ nhất mà mắt người có thể phân biệt 2 điểm riêng biệt.
Một đối tượng hình chữ nhật với chiều dài 10 m, chiều rộng 5 m có thể được thể hiện dưới dạng điểm, đường, vùng trong mô hình vector theo các tỉ lệ khác nhau.
1/100.000 1/50.000
Vùng
≥ 1/50.000 Điểm
< 1/100.000
Đường
[1/100.000; 1/50.000)
.
Tỉ lệ bản đồ
Cho một thửa đất hình vuông với kích thước thực tế là 250 m x 250 m. Biết mắt người có thể phân biệt 2 điểm riêng biệt với khoảng cách nhỏ nhất là 0,1 mm.
Trong mô hình vector, hãy xác định cách thể hiện phù hợp cho thửa đất trên theo tỉ lệ bản đồ?
Ở tỉ lệ bản đồ 1/1.000.000, thửa đất trên sẽ được thể hiện dưới dạng điểm, đường hay vùng trong mô hình vector?
15
Hết giờ (5 phút)
Thể hiện các đối tượng liên tục (không có ranh giới tách biệt rõ ràng ngoài thực tế) sử dụng pixel.
Hàng Cột
Pixel
Số hàng
Số cột x số hàng
18
Thế giới thực
Mô hình raster
20
Kích thước pixel
Được xác định cụ thể, không đổi.
Diện tích raster = diện tích pixel x số pixel
Tỉ lệ nghịch với độ chính xác không gian của dữ liệu.
Thế giới thực 71 m²
Kích thước 1 m 16 x 16 pixel
73 m²
Kích thước 2 m 8 x 8 pixel
76 m²
Kích thước 4 m 4 x 4 pixel
80 m²
Kích thước pixel tăng dần
kích thước pixel 20 m là bao nhiêu?
Giá trị của pixel
Định lượng (numerical) | Định tính (non-numerical)
Khuyết dữ liệu: NO DATA
22
Với kích thước pixel 10 m, diện tích
pixel có giá trị trên 2 là bao nhiêu?
Hệ tọa độ
Tọa độ thực được thiết lập ở góc trên bên trái (hệ tọa độ địa lý/ hệ tọa độ chiếu).
Hàng Cột
Tọa độ hàng/ cột được đánh tăng dần từ góc trên trái theo chiều trái sang phải, trên xuống dưới (hệ tọa độ hàng cột).
x= 10 y= 10
A ● 1 2 ..
1 2 ..
x
Vị trí X Y
Góc trên phải (B)
XA YA+ số cột *
kích thước pixel Góc dưới
trái (C)
XA– số hàng * kích thước pixel
YA
Góc dưới phải (D)
XA– số hàng * kích thước pixel
YA+ số cột * kích thước pixel Tâm pixel XA– (m – 0,5) * YA+ (n – 0,5) *
●B
●C ●D
●E
Với kích thước pixel 1 m, xác định tọa độ
chiếu của các điểm B, C, D, E?
Trong hệ tọa độ Oxy (đơn vị:
km), cho raster thể hiện giá trị độ cao (m) với kích thước pixel 10 km, góc trên bên
trái A (200, 400), xác định:
Số pixel của raster?
Diện tích raster (km²)?
Tọa độ chiếu của 3 góc còn lại (B, C, D)?
Tọa độ chiếu của tâm pixel tại hàng 3, cột 4?
Số pixel có độ cao trên 3 m?
24
Hết giờ (5 phút)
x
y
C D
Vector
Cấu trúc dữ liệu phức tạp (Shapefile,…)
Raster
Cấu trúc dữ liệu đơn giản
(ASCII GRID,…)
Vector
Cấu trúc dữ liệu phức tạp (Shapefile,…)
Dung lượng nhỏ gọn
Raster
Cấu trúc dữ liệu đơn giản (ASCII GRID,…)
Dung lượng khá lớn
27
6 điểm Lưu trữ 6 giá trị 8 pixel Lưu trữ 8 giá trị
Vector
Cấu trúc dữ liệu phức tạp (Shapefile,…)
Dung lượng nhỏ gọn
Thích hợp cho topology
Phù hợp cho quản lý thuộc tính
Raster
Cấu trúc dữ liệu đơn giản (ASCII GRID,…)
Dung lượng khá lớn
Cần thiết cho hình ảnh
Ưu tiên cho phân tích dữ liệu
Không gian
IDX,Y X,Y X,Y
…
ID Rừng
1 Rừng
2 Lúa
3 Nước
Vector
Cấu trúc dữ liệu phức tạp (Shapefile,…)
Dung lượng nhỏ gọn
Thích hợp cho topology
Phù hợp cho quản lý thuộc tính
Chất lượng đồ họa tốt
Raster
Cấu trúc dữ liệu đơn giản (ASCII GRID,…)
Dung lượng khá lớn
Cần thiết cho hình ảnh
Ưu tiên cho phân tích dữ liệu
Chất lượng đồ họa kém
29
Khai báo kích thước pixel của raster: 1 m, …
Xác định góc trên bên trái của raster: Trùng với điểm giao nhau giữa hai giá trị X lớn nhất và Y nhỏ nhất của vector.
Từ góc trên bên trái, phác họa phạm vi của raster: Chứa toàn bộ vector với hàng cuối và cột cuối chứa ít nhất 1 điểm.
31
x
y 1●
2●
3●
4●
● 1
● 2
● 3
● 4 +A
+C
+B
x
y 1●
2●
3●
4●
● 1
● 2
● 3
● 4 +A
+C
+B
x
y 1●
2●
3●
4●
● 1
● 2
● 3
● 4 +A
+C
+B
+D +D
+E
● ● ●
Ánh xạ các đối tượng vector qua raster
Điểm Pixel:
Tọa độ điểm thuộc pixel nào thì lấy pixel đó.
Nếu điểm thuộc ranh giới nhiều pixel thì lấy theo thứ tự ưu tiên:
pixel trên trái > pixel trên phải > pixel dưới trái > pixel dưới phải.
x
1●
2●
3●
4●
● ● ● ● +A
+C
+B
Ánh xạ các đối tượng vector qua raster
33
x
y 1●
2●
3●
4●
● 1
● 2
● 3
● 4 +A
+C
+B +D
Đường Chuỗi pixel:
Đường đi qua các pixel nào thì lấy các pixel đó.
Vùng Chuỗi pixel:
Vùng chiếm ≥ ½ diện tích pixel thì lấy pixel đó.
x
y 1●
2●
3●
4●
● 1
● 2
● 3
● 4 +A
+C
+B
+E +D
Chuyển sang 3 lớp raster với kích thước pixel 1 m cho 3 lớp vector sau:
Lớp vector điểm chứa A (4, 1), B (3/2, 3/2), C (2, 4)
Lớp vector đường chứa DE với D (3, 3/2), E (0, 4)
Lớp vector vùng chứa FGH với F (3, 2), G (4, 4), H (4, 5/2)
Tất cả tọa độ đều thuộc hệ tọa độ Oxy (đơn vị: m)
Hết giờ (5 phút)
x
y
Raster Điểm
Tọa độ tâm của từng pixel thành từng điểm.
Raster Đường
Nối tâm của các chuỗi pixel (cùng giá trị) thành từng đường, ưu tiên khoảng cách gần nhất.
36
x
y 1●
2●
3●
4●
● 1
● 2
● 3
● 4 +A
+C
+B
x
y 1●
2●
3●
4●
● 1
● 2
● 3
● 4 A
C
B
D
Raster Vùng
Nối đường bao của các chuỗi pixel (cùng giá trị) thành từng vùng.
x
y 1●
2●
3●
4●
● 1
● 2
● 3
● 4 A
C
B
D
F E
G
Trong hệ tọa độ Oxy (đơn vị: m), cho lớp raster chứa giá trị lượng mưa (mm). Giá trị N nghĩa là khuyết dữ liệu.
Chuyển raster trên sang lớp vector dạng điểm theo giá trị lượng mưa. Trả lời các câu hỏi sau:
38
Hết giờ (5 phút)
10 20 20 20 50 10 20 40 N 30 10 20 N 40 30 10 20 20 20 30 10 10 10 0 30
x
y 1●
2●
3●
4●
● 1
● 2
● 3
● 4 5●
● 5 0●
Tổng số điểm trong lớp vector là bao nhiêu?
Có bao nhiêu điểm có lượng mưa 10 mm?
Tọa độ X, Y của điểm có lượng mưa lớn nhất là bao nhiêu?
Tọa độ X, Y của điểm có lượng mưa nhỏ
nhất là bao nhiêu?
Trong hệ tọa độ Oxy (đơn vị: m), cho lớp raster chứa giá trị lượng mưa (mm). Giá trị N nghĩa là khuyết dữ liệu.
Chuyển raster trên sang lớp vector dạng đường theo giá trị lượng mưa? Tổng số đường trong lớp vector là bao nhiêu?
Chuyển raster trên sang lớp vector dạng vùng theo giá trị lượng mưa? Tổng số vùng trong lớp vector là bao nhiêu?
10 20 20 20 30 10 20 40 N 30 10 20 40 40 30 10 20 20 20 30 10 10 10 10 30
x
1●
2●
3●
4●
● ● ● ● 5●
●
0●
Mô hình vector thể hiện các đối tượng rời rạc sử dụng 3 phần tử hình học: điểm, đường, vùng.
Tỉ lệ bản đồ ảnh hưởng đến việc hiển thị đối tượng dưới dạng điểm, đường, vùng.
Mô hình raster thể hiện các đối tượng liên tục sử dụng pixel.
Kích thước pixel ảnh hưởng đến độ chính xác không gian của đối tượng.
Có thể chuyển đổi qua lại giữa vector và raster.
42
