GIS được cấu thành từ 5 thành phần quan trọng là: Phần cứng, phần mềm, quy trình/thủ tục, dữ liệu và con người. Các thành phần này của GIS phải có tính tương thích và phù hợp với nhau để GIS có thể hoạt động hiệu quả. Đặc điểm của mỗi thành phần cấu tạo nên GIS là gì? Vì sao GIS ngày càng quan trọng? Bài viết này Đất Hợp sẽ giải đáp giúp bạn.
5 thành phần của GIS
1. Phần cứng
Phần cứng cấu thành nên Hệ thống thông tin địa lý GIS bao gồm các thiết bị kỹ thuật cần thiết để GIS vận hành, bao gồm:
– Hệ thống máy tính:
Hệ thống máy tính dùng trong GIS cần có cấu hình mạnh để chạy phần mềm chuyên dụng và có đủ bộ nhớ để lưu trữ một lượng lớn dữ liệu thu thập được.
– Thiết bị thu thập dữ liệu:
Các thiết bị thường dùng để thu thập dữ liệu trong GIS là máy quét (Scanner), bàn số hóa (Digitizer), máy thu GPS:
- Máy quét (Scanner): Thường được dùng để quét các bản đồ địa hình hoặc ảnh hàng không giấy.
- Bàn số hóa (Digitizer): Dùng để số hóa dữ liệu từ bản đồ giấy đưa vào GIS.
- Máy thu GPS: Thu thập dữ liệu về tọa độ để đưa vào GIS. Xem thêm: Trimble Catalyst DA2 >>>
– Thiết bị xuất dữ liệu:
Máy in (Printer) hay máy vẽ (Plotter) là những thiết bị giúp xuất dữ liệu GIS sau khi được xử lý:
- Máy in (Printer): Dùng để tạo ra các bản đồ in trên giấy, thường in được các khổ nhỏ như A4.
- Máy vẽ (Plotter): Dùng để tạo ra các bản đồ chất lượng cao trên giấy với kích thước lớn, thường là A0.
5 thành phần của GIS.
2. Phần mềm
Phần mềm hay phần mềm GIS là thành phần của GIS dùng để tạo, quản lý, hiển thị và phân tích dữ liệu địa lý. Phần mềm GIS tuy có nhiều loại với nhiều giao diện khác nhau và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nhưng nó cũng thường bao gồm 5 nhóm công cụ cơ bản:
- Công cụ nhập và biên tập dữ liệu: Bao gồm tất cả các công cụ hỗ trợ chuyển đổi dữ liệu từ một dạng nào đó đến dạng số phù hợp để có thể sử dụng được trong GIS.
- Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu: Giúp giải quyết các vấn đề liên quan đến các dữ liệu bao gồm vị trí, topology và thuộc tính của các đối tượng (như điểm, đường và vùng thể hiện các đối tượng trên mặt đất) được cấu trúc và tổ chức.
- Công cụ truy vấn và hiển thị dữ liệu: Bao gồm các chức năng hỗ trợ truy vấn và thể hiện kết quả phân tích để cung cấp tới người sử dụng.
- Công cụ phân tích dữ liệu: Giúp xác định loại thông tin nào có thể được tạo ra từ GIS, giúp trả lời các câu hỏi mà người sử dụng đặt ra cho GIS.
- Hệ thống giao tiếp đồ họa với người sử dụng: Giúp người sử dụng giao tiếp với các công cụ.
3. Dữ liệu
Thành phần quan trọng thứ 3 của GIS là dữ liệu, dữ liệu này có thể được thu thập bởi chính người sử dụng hoặc nhận được từ các nguồn bên ngoài.
Dữ liệu nào được đưa vào GIS sẽ được quyết định bởi nhu cầu của người sử dụng. Thông thường, 60 – 80% chi phí thực hiện một dự án GIS tập trung vào thu thập và xây dựng dữ liệu.
GIS có thể được sử dụng để lưu nhiều loại dữ kiện khác nhau với các định dạng lưu trữ liệu khác nhau, từ dạng bản đồ số, bảng dữ liệu mô tả với số và chữ trong đó, đến các hình ảnh chụp, bản vẽ kiến trúc, và thậm chí cả âm thanh và video cũng có thể được tích hợp vào trong cơ sở dữ liệu GIS. Để mô tả dữ liệu GIS, thường có 2 loại chính:
- Dữ liệu không gian: Mô tả vị trí của các đối tượng không gian, bao gồm thông tin về hình dáng, kích thước, vị trí tương đối so với các đối tượng không gian khác hoặc so với hệ tham chiếu tọa độ nhất định. Các đối tượng không gian này có thể liên tục (dữ liệu không gian không có ranh giới tách biệt rõ ràng, như nhiệt độ, độ cao…) hoặc rời rạc (dữ liệu không gian có ranh giới tách biệt rõ ràng ngoài thực tế, như giếng nước, cột điện, con đường…). Hai mô hình dữ liệu định nghĩa cách thức dữ liệu không gian được thể hiện trong GIS là:
+ Mô hình Vector: Sử dụng các điểm và cặp tọa độ x, y của nó để xây dựng nên các đối tượng không gian, điểm, đường, vùng. Mô hình Vector lý tưởng để biểu diễn các đối tượng không gian rời rạc.
+ Mô hình Raster: Sử dụng lưới và các ô lưới để thể hiện sự biến đổi một đặc tính nào đó của đối tượng theo không gian. Mô hình Raster lý tưởng cho việc biểu diễn các đối tượng không gian liên tục.
Hai mô hình dữ liệu của GIS.
- Dữ liệu thuộc tính: Mô tả đặc tính của dữ liệu không gian, bao gồm những thông tin về diện tích, số nhà, tên đường, chủ sử dụng… Do việc đo lường và ghi nhận kết quả khác nhau, dẫn đến có nhiều loại dữ liệu thuộc tính có ý nghĩa khác nhau. Mỗi loại dữ liệu thích hợp cho một kiểu phân tích khác nhau. Có 4 kiểu dữ liệu thuộc tính điển hình là:
+ Dữ liệu danh xưng (Nominal): Là loại dữ liệu mang một tên gọi nào đó nhưng không có ý nghĩa về độ lớn hay trật tự, ví dụ tên một con đường, tên một quốc gia, loại hình sử dụng đất…
+ Dữ liệu thứ tự (Ordinal): Là loại dữ liệu mang một ý nghĩa nào đó về thứ tự, nhưng không chỉ ra rõ mức độ hay độ lớn của sự khác biệt nên không thể thực hiện các phép tính toán đối với loại dữ liệu này, ví dụ cấp của một con đường (đường chính, đường phụ), cấp của các tuyến thoát nước (cấp 1, cấp 2, cấp 3)…
+ Dữ liệu khoảng (Interval): Tương tự dữ liệu thứ tự ở thứ bậc của dữ liệu nhưng có thêm đặc tính là sự khác biệt về giá trị giữa các dữ liệu là tính được và có ý nghĩa, ví dụ khoảng nhiệt độ đo…
+ Dữ liệu tỷ lệ (Ratio): Có cùng đặc tính như dữ liệu khoảng nhưng chúng có giá trị khởi đầu 0 là cố định và không thay đổi theo định nghĩa, ví dụ thu thập bình quân của một hộ gia đình, dân số của một huyện tính từ 0 là ví dụ về các loại dữ liệu tỷ lệ.
4. Quy trình, thủ tục
Quy trình, thủ tục trong GIS đề cập đến cách thức dữ liệu được đưa vào hệ thống, lưu trữ, quản lý, chuyển đổi, phân tích, và cuối cùng là trình bày dưới dạng sản phẩm cuối cùng. Đây là những bước cần thiết được tiến hành trong quá trình thu thập, xử lý dữ liệu để trả lời các câu hỏi cần phải giải quyết.
5. Con người
Người làm việc với một hệ GIS có thể được chia thành các nhóm chính sau: Người xem, người sử dụng chuyên ngành và các chuyên gia GIS.
- Người xem: Là những người thường truy cập vào một cơ sở dữ liệu địa lý để tìm tài liệu tham khảo.
- Người sử dụng chuyên ngành: Là những người sử dụng GIS để thực hiện công việc chuyên môn và lập quyết định, thường là quản lý công trình tiện ích, quản lý tài nguyên, kỹ sư, thương gia…
- Chuyên gia GIS: Là những người thực sự là cho GIS hoạt động, thường là quản lý GIS (GIS Manager), quản lý cơ sở dữ liệu (Database Administrator), chuyên gia ứng dụng (Application Specialist), phân tích hệ thống (System Analyst), lập trình viên (Programmer). Đây là những người chịu trách nhiệm duy trì cơ sở dữ liệu địa lý và hỗ trợ kỹ thuật cho hai nhóm còn lại.
5 thành phần của GIS điều khiển cách thông tin địa lý có thể được xử lý, nhưng nó không đảm bảo rằng GIS đã xây dựng có thể được sử dụng một cách hiệu quả. Để dữ liệu GIS có thể được sử dụng hiệu quả, cần có sự kết hợp chặt chẽ giữa 5 thành phần với nhau, từ phần cứng, phần mềm, dữ liệu, quy trình, đến con người.
Vì sao GIS ngày càng quan trọng?
Ngày nay, hầu hết các dữ liệu đều gắn tới một vị trí xác định trên mặt đất, do đó khi đưa ra các quyết định liên quan đến định vị vị trí các công trình tiện ích, vạch ra các tuyến bộ hành, vạch ranh bảo vệ các vùng đất sinh thái, điều xe đến các nơi xảy ra tai nạn theo các tuyến đường tối ưu… thì dữ liệu vị trí luôn đóng vai trò quan trọng. Và GIS có khả năng cung cấp các dữ liệu này.
Ứng dụng GIS trong việc lựa chọn vị trí xây dựng điểm trung chuyển tại TP. Hồ Chí Minh (Ảnh: Cộng đồng GIS Việt)
Bên cạnh việc kết hợp các dữ liệu đa dạng thành dạng bản đồ trực quan dễ hiểu, GIS còn cho phép thực hiện các chức năng phân tích không gian phức tạp và trình bày kết quả trực quan dạng bản đồ hay đồ thị, hỗ trợ dữ liệu cho các nhà “lập quyết định” đưa ra các quyết định phù hợp.
Không thể phủ nhận rằng GIS đã, đang và sẽ đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Để được tư vấn về các thiết bị thu thập và xử lý dữ liệu chính xác phục vụ cho công tác GIS, hãy liên hệ đến Công ty TNHH Đất Hợp qua HOTLINE 0903 825 125, chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn.
>> Xem thêm: Chủ trương ứng dụng GIS trong quản lý phát triển đô thị bền vững tại Việt Nam
