Bài giảng Viễn thám và GIS - Chương 3. Cấu trúc dữ liệu

10/10/2014 1 VIỄN THÁM VÀ GIS CHƯƠNG 3. CẤU TRÚC DỮ LIỆU 1. CÁC ĐỐI TƯỢNG CỦA GIS 2. MỐI QUAN HỆ ĐỊA LÝ KHÔNG GIAN 3. CƠ SỞ DỮ LIỆU TRONG GIS 3.1. CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN MÔ HÌNH DỮ LIỆU VECTOR MÔ HÌNH DỮ LIỆU RASTER CHUYỂN ĐỔI VECTOR ↔ RASTER 3.2. CẤU TRÚC DỮ LIỆU PHI KHÔNG GIAN 1.1. ĐỐI TƯỢNG ĐIỂM Là biểu diễn đơn giản nhất về một đối tượng, biểu diễn cho 1 vị trí riêng biệt. Biểu diễn cho: Đối tượng có hình dạng nhỏ (S = 0) 1.2. ĐỐI TƯỢNG ĐƯỜNG Là tập hợp thứ tự các tọa độ được liên kết với nhau tạo thành hình tuyến tính của một đối tượng. Biểu diễn cho: Đối tượng không có độ rộng 1.3. ĐỐI TƯỢNG VÙNG Là vùng khép kín mà đường biên của nó bao quanh 1 vùng, khu. 1.4. CÁC QUAN HỆ KHÔNG GIAN Các mối quan hệ không gian giữa các đối tương được quan sát thấy trên bản đồ. 10/10/2014 2 1.5. CÁC KÝ HIỆU VÀ NHÃN Đặc tính của các đối tượng trên bản đồ được thể hiện bằng các ký hiệu. Dữ liệu là gì? Các thông tin phản ánh thực chất của đối tượng và được chuẩn bị và thao tác trên máy tính. Phân loại dữ liệu trong GIS: Dữ liệu tương tự và dữ liệu số Dữ liệu không gian và phi không gian Dữ liệu tự nhiên và kinh tế xã hội Ảnh tương tự Ảnh vệ tinh 10/10/2014 3 3.1. Mô hình thông tin không gian Mô hình Vector: sử dụng các điểm, đường, vùng rời rạc để thể hiện cho các đối tượng rời rạc thông qua thuộc tính tên hoặc mã số quy định. Mô hình Raster: là kiểu dữ liệu mô tả không gian dưới dạng các lưới ô vuông tiêu chuẩn (các pixel hay điểm ảnh) 3.1. Mô hình thông tin không gian a. Mô hình Vector Đặc điểm: Các thực thể (đối tượng) được mô tả bằng cách ghi lại các cặp tọa độ (x,y,(z)) theo một hệ quy chiếu nhất định và đặc tính hình học của chúng. Đối tượng biểu diễn: - Tọa độ - Hình dạng - Kích thước - Đặc tính hình học 1) Kiểu đối tượng điểm (point)  Xác định bởi cặp tọa độ (x.y)  Đối tượng: các đối tượng đơn, thông tin địa lý chỉ gồm cơ sở địa lý (tên OTC, cây tiêu chuẩn, nhà)  Đặc điểm: - Chỉ gồm tọa độ đơn (x.y) - Không cần thể hiện chiều dài và diện tích. 10/10/2014 4 2) Kiểu đối tượng đường (line)  Xác định bởi các cặp (dãy) tọa độ (x.y)  Đối tượng: tất cả các đối tượng có dạng tuyến tính (sông, đường, ranh giới)  Đặc điểm: - Gồm dãy tọa độ - Mỗi đường được bắt đầu và kết thúc bởi nút. - Các đường cắt nhau tại nút 3) Kiểu đối tượng vùng (region/area)  Xác định bởi ranh giới các đường.  Đối tượng: các đối tượng có diện tích và được đóng kín bởi các đường hay cung (lô rừng, ao hồ, chủ sử dụng đất)  Đặc điểm: - Miêu tả bằng tập hợp đường và điểm nhãn. - Một hay nhiều đường giới hạn. Áp dụng mô hình topology: - Đường ranh giới tạo thành đường bao thửa đất luôn đảm bảo tính khép kín tuyệt đối về toạ độ. - Các đường ranh giới thửa không được phép giao nhau, phải luôn cắt nhau tại đầu hoặc cuối đường (tại điểm nút NODE). Sai Sai Đúng Sai Đúng 3.1. Mô hình thông tin không gian b. Mô hình Raster Đặc điểm: - Không gian được chia thành các ô vuông và được xếp liên tiếp từ trái qua phải, từ trên xuống dưới. - Vị trí của các đối tượng được xác định bởi vị trí dòng và cột mà chúng chiếm đóng. - Tập hợp ma trận các pixel hay giá trị thuộc tính tạo thành một lớp dữ liệu (Layer) - Độ phân giải không gian được quyết định bởi kích thước ô. - Ô hay pixel là đơn vị cơ bản (cơ sở). 10/10/2014 5 1) Kiểu đối tượng điểm (point) 2) Kiểu đối tượng đường (line) 3) Kiểu đối tượng vùng (region/area) VECTOR RASTER 10/10/2014 6 RASTER VS VECTOR Vector  Raster: Raster hóa (Rasterizing) Tiến trình chia đường hay vùng thành các ô vuông (pixel). Đặc điểm: - Sử dụng các thuật toán đơn giản. - Dễ dàng trong thực hiện. - Các đối tượng vector khi chuyển sang raster sẽ biểu diễn kém chính xác hơn. (1) (2) Raster  Vector: Vector hóa (Vectorizing) Tập hợp các pixel để tạo thành đường hay vùng. Đặc điểm: - Sử dụng các thuật toán phức tạp. - Tiến trình thực hiện phức tạp hơn so với raster hóa. - Yêu cầu dữ liệu đầu vào không bị nhiễu hay không rõ ràng. 10/10/2014 7 3.2. Mô hình dữ liệu phi không gian (thuộc tính) 3.2. Mô hình dữ liệu phi không gian (thuộc tính) 3.3. Liên kết dữ liệu  Mối quan hệ một – một: đối tượng trên bản đồ và bản ghi.  Mối liên kết giữa đối tượng và bản ghi được thông qua khóa chung được gán cho mỗi đối tượng.  Khóa được lưu trữ vào 2 nơi: file lưu trữ tọa độ và bản ghi tương ứng trong bảng dữ liệu thuộc tính.