Xử lý số liệu trong GIS
Lờ th? giang

Khoa Đất và Môi trường
Các vấn đề chính
Đo đạc tính toán
Tạo vùng đệm
Chồng xếp bản đồ
Nội suy không gian
Tìm kiếm không gian
I. Đo đạc tính toán
Dữ liệu địa lý được mô tả bằng các giá trị số.
Sự tính toán với sự trợ giúp của máy tính được thực hiện một cách nhanh chóng, chính xác.
Sự đo đạc về chiều dàI, diện tích, chu vi của các đối tượng địa lý được các phần mềm của GIS tính toán tự động.
II. Tạo vùng đệm
Sự tìm kiếm địa lý được thực hiện xung quanh các đối tượng điểm, đường, vùng.

Đối tượng địa lý + Khoảng cách tìm kiếm theo yêu cầu.
Chức năng tạo vùng đệm xây dựng các đối tượng mới từ điều kiện tìm kiếm.
Xác định các vùng nằm trong khu vực tìm kiếm
Tạo vùng đệm có thể ở dạng Raster. Kết quả là sự phân lớp các cell thành hai loại là các cell nằm bên trong và các cell nằm bên ngoàI của khu vực vùng đệm.
Tạo lớp khoảng cách từ một đối tượng
Tạo vùng đệm bằng Map Query
Vùng đệm cách 500, 1000, 1500 m từ hệ thống đường giao thông.
III. Chồng xếp bản đồ
Khi muốn trả lời các câu hỏi như:
-Loại sử dụng dất nào nằm bên trong khu vực bị ngập lụt?
-Vùng nào sẽ bị ô nhiễm và phải di rời?
-Loại đất nào phù hợp với việc trồng cà phê?
Lúc đó chúng ta phải chồng ghép bản đồ
Đây là chức năng dùng để so sánh hai hay nhiều lớp dữ liệu để tìm ra mối quan hệ của một đối tượng nào đó trong các lớp khác nhau.
Phân tích chồng ghép đơn giản là tạo ra một bảng dữ liệu hay một biểu đồ thể hiện sự chồng ghép của hai đối tượng, hai hình hay hai lớp khác nhau
Ví dụ: Sự chồng ghép của hai lớp này để tìm ra những loại đất nào nằm trong khu vực bị ngập lụt.
Sự chồng ghép lớp dữ liệu là để so sánh mối quan hệ giữa hai hay nhiều lớp dữ liệu. Chức năng phân tích không gian của ArcView có thể so sánh để xác định đối tượng cụ thể được chồng ghép ở đâu.
Ví dụ: Kết quả của việc chồng ghép là tìm thấy được đất nông nghiệp nằm trong khu vực ngập lụt
( [ Landuse] = "Agr" ) and ( [Flood Zone] = 1 )
chồng ghép số học
Chồng ghép bằng phương pháp số học dùng các phép toán học trong khi chồng ghép như :
+ (cộng), - (trừ), * (nhân), / (chia), mod, div, sqrt....
Phương pháp chồng ghép số học được thể hiện ở chức năng Map Calculator
chồng ghép số học
Ví dụ
Hãy xây dựng bản đồ C biết C = A+B
A
B
Chồng ghép bản đồ dùng biểu thức logic
A
B
Các Phép logic
BàI tập 1
(A and B) or C
A and (B or C)
A
B
C
A
B
C
(A or C) and (B or D)
(A or B) and (C or D)
A
B
C
D
D
C
A
B
BàI tập 2
Xây dựng bản đồ C biết C = A and B
Xây dựng bản đồ C biết C = A or B
A
B
BàI tập 3
Cho 3 bản đồ A, B và C
A
B
C
D
Hãy viết kết quả bản đồ D với câu lệnh sau:
D = (A=B) and (A<> C)
E = (A=B) or (A<> C)
H = (A=B) xor (A<> C)
Chồng ghép bản đồ dùng biểu thức có điều kiện
Phương pháp chồng ghép dùng biểu thức có điều kiện là quá trình máy tính kiểm tra các số liệu trên bản đồ có thoả mãn một điều kiện nào đó cho trước hay không?
Câu lệnh có dạng là:
BDSP = If (, Câu lệnh 1, Câu lệnh 2)
Câu lệnh trên có nghĩa là nếu thoả mãn <điều kiện> đưa ra trong câu lệnh thì máy tính sẽ thực hiện theo và bỏ qua câu lệnh 2 và ngược lại nếu không thoả mãn điều kiện đưa ra thì bỏ qua câu lệnh 1 và thực hiện


Ví dụ: Cho hai bản đồ A và B như sau:

A
B
Hãy xây dựng bản đồ C theo câu lệnh sau:
C = if (A>20, B+3, B+2)
Bài tập
Hãy viết câu lệnh để xây dựng bản đồ C thoả mãn các điều kiện sau:
Nếu bản đồ A lớn hơn 4 lần giá trị của bản đồ B và nếu giá trị của bản đồ A <= 21 thì bản đồ C bằng bản đồ A.
Nếu bản đồ A lớn hơn 4 lần giá trị của bản đồ B và nếu giá trị của bản đồ A > 21 thì bản đồ C bằng 10.
Nếu bản đồ A <= 4 lần giá trị của bản đồ B thì bản đồ C bằng 0.
Phân tích dữ liệu dạng Vector
Phân tích dữ liệu dạng Vector
chồng ghép bản đồ dạng Vector
chồng ghép bản đồ dạng Vector
chồng ghép bản đồ dạng Vector
chồng ghép bản đồ dạng Vector
Phương pháp Phân lớp
IV. Nội suy không gian
Nội suy không gian là một chức năng trong GIS mà người sử dụng muốn tính toán một số liệu chính xác cho những vị trí mà không được đo hoặc lấy mẫu dựa vào những vị trí đã được đo hoặc lấy mẫu.
Phương pháp nội suy
Dữ liệu điểm
Dữ liệu thực trên bề mặt
Có hai phương pháp nội suy:

1. Inverse Distance Weighting (IDW)

Đây là phương pháp nội suy đơn giản nhất
Là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong các chức năng phân tích của GIS.
Tính các số đo chưa biết như là một giá trị trung bình có trọng số thông qua các số đo đã biết của các điểm lân cận, các điểm càng gần thì trọng số càng lớn.
.
Nội suy khoảng cách có trọng số
Điểm chưa có giá trị cần được nội suy
Điểm i
Giá trị đã biết zi
Vị trí xi
Trọng số wi
Khoảng cách di
W: Là trọng số của điểm cần được tính.
d1,...,dn là khoảng cách từ 1.. n điểm mẫu đến vị trí điểm cần được tính
x1,...,xn là giá trị của các điểm mẫu đó.
Nội suy khoảng cách có trọng số
Trọng số của mỗi điểm được tính theoc ông thức sau:
W
Nội suy tuyến tính từ 2 điểm
2. Kriging
Tìm ra một số đặc tính chung của toàn bộ bề mặt được thể hiện bởi các giá trị số đo, và sau đó áp dụng các đặc tính đó để tính cho các phần khác của bề mặt.
Kriging bị ảnh hưởng bởi cả quan hệ của các điểm mẫu và hướng của chúng.
Kriging cần nhiều các lựa chọn và yêu cầu đầu vào từ người sử dụng
Đây là một phương pháp nội suy có độ chính xác cao hơn.
Các ứng dụng:
Tính toán lượng mưa, nhiệt độ và các thuộc tính khác tại các vị trí mà không có các trạm khí tượng thủy văn hoặc không có số liệu đo lường các đặc tính đó.
Tính toán độ cao của bề mặt TráI đất tại những vị trí độ cao chưa biết dựa vào các điểm đã có độ cao của mô hình DEM.
Tính toán để vẽ các đường đồng mức dựa vào các điểm mẫu độ cao đã được lấy.
Tính toán các loại đất cho các vùng trong bản đồ đất dựa vào vị trí và các số liệu của các mẫu đất đã được phân tích.
Tìm kiếm không gian
Tìm kiếm là một chức năng cơ bản của hoạt động phân tích không gian của GIS.
Tìm kiếm không gian dựa vào quan hệ không gian của các đối tượng trên bản đồ.
Tìm kiếm không gian dùng các toán tử so sánh và toán tử logic trong biểu thức điều kiện.
Ví dụ: "Hãy thể hiện những thửa đất nông nghiệp nằm trong khoảng cách 500m từ đường chính".
Tìm kiếm đối tượng trên bản đồ từ bảng cơ sở dữ liệu
Chức năng Query
Tìm kiếm một lớp
Tìm kiếm hai lớp
Chức năng Query
Tạo sơ đồ hình cột
Tạo một bề mặt GRID từ các điểm mẫu
ông Thanh là một nông dân, ông ấy muốn giảm lượng phân bón trên cánh đồng. Đầu tiên là việc lấy mẫu đất, phân tích lấy dữ liệu, từ lớp dữ liệu điểm mẫu đó, chức năng phân tích không gian có thể tạo ra lớp bản đồ bề mặt mức độ dinh dưỡng của cả cánh đồng. Từ đó tạo ra bản đồ về nhu cầu dinh dưỡng của các khu vực khác nhau trên cánh đồng. Bên cạnh đó ông ta còn nhờ chức năng phân tích không gian để tạo ra một vùng đệm 300m xung quanh sông nhằm tránh sự ô nhiễm nước. Và ông Thanh đã tiết kiệm được tiền và thu được năng suất cao trên cánh đồng đó bởi việc áp dụng chức năng phân tích không gian
Sử dụng lớp điểm (Theaters) để tạo ra một lớp Raster chỉ ra vùng phục vụ của từng nhà hát. Mỗi pixel trong lớp này được nhận một giá trị theo nhà hát mà gần nó nhất. Các pixel có giá trị như nhau (màu như nhau) ở gần cùng một nhà hát.

Xác định khu vực gần nhất của các điểm
Phân bổ các giá trị xung quanh một điểm
Từ một lớp điểm thành phố, phân bổ giá trị dân số theo một công thức tính. Kết quả là một lớp grid thể hiện mật độ dân số.
Tạo ra các loại bản đồ
Gary creates an elevation grid of Mt. St. Helens from an imported elevation file
Sử dụng lớp độ cao để tạo ra bản đồ đường đồng mức. Khoảng cao đều của các đường đồng mức là 100m
Tạo ra bản đồ địa mạo
Tạo ra bản đồ hướng dốc và bản dồ độ dốc
Bản đồ độ dốc
Bản đồ hướng dốc
Tạo bản đồ thủy lực
Bản đồ dòng chảy