Hệ thống thông tin địa lý(GIS) số ứng dụng Hải Dương Học Nguyễn Hồng Phương Đinh Văn Ưu NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2007, 36 Tr Từ khố: cơng nghệ GIS, Cấu trúc liệu, hải dương học, phép chiếu đồ Tài liệu Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên sử dụng cho mục đích học tập nghiên cứu cá nhân Nghiêm cấm hình thức chép, in ấn phục vụ mục đích khác không chấp thuận nhà xuất tác giả Mục lục Chương GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) 1.1 Mở đầu 1.2 Những cột mốc lịch sử hình thành phát triển công nghệ GIS 1.3 Các thành phần GIS 1.3.1 Phần cứng 1.3.2 Các modul phần mềm hệ thống thông tin địa lý 1.4 Đối tượng GIS 10 Chương DỮ LIỆU SỬ DỤNG TRONG GIS 11 2.1 Các liệu địa lý 11 2.2 Các liệu không gian liệu thuộc tính 11 2.3 Các cấu trúc liệu địa lý 12 2.3.1 Cấu trúc liệu phân cấp 12 2.3.2 Cấu trúc liệu mạng 12 2.3.3 Cấu trúc liệu quan hệ 13 2.4 Các mơ hình liệu địa lý 14 2.4.1 Vector raster 14 2.4.2 So sánh mơ hình liệu vector raster 15 2.5 Các lớp thông tin địa lý 16 Chương CÁC PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ 17 3.1 Mở đầu 17 3.2 Kiến thức sở 17 3.3 Hệ toạ độ cầu 18 3.4 Các tính chất phép chiếu đồ 19 3.5 Phân loại phép chiếu đồ 19 3.5.1 Các phép chiếu nón 20 3.5.2 Các phép chiếu trụ 20 3.5.3 Các phép chiếu phẳng 21 Chương ỨNG DỤNG GIS 23 4.1 Về ứng dụng GIS 23 4.1.1 Các ứng dụng kiểm kê 23 4.1.2 Các ứng dụng phân tích 23 4.1.3 Các ứng dụng quản lý 23 4.2 Ứng dụng GIS việc xây dựng quản lý sở liệu tổng hợp 23 4.2.1 Cơ sở liệu tổng hợp 23 4.2.2 GIS việc thiết kế sở liệu 24 4.2.3 GIS việc xây dựng quản lý sở liệu 25 4.3 Một số kết ứng dụng GIS nghiên cứu hải dương học quản lý tài nguyên môi trường biển Việt Nam 28 4.3.1 Vẽ đồ biển Đông vùng biển Việt Nam 28 4.3.2 Xây dựng mơ hình dự báo cá khai thác phục vụ đánh bắt xa bờ vùng biển Việt Nam 29 4.3.3 Nghiên cứu tác động q trình thị hố lên chất lượng nước vịnh Hạ Long 29 4.3.4 Nghiên cứu quản lý tổng hợp tài nguyên mơi trường vịnh Văn Phong, Khánh Hịa 30 4.4 Giới thiệu số phần mềm xử lý đồ hoạ GIS thông dụng 30 4.4.1 Phân biệt phần mềm xử lý GIS phần mềm đồ họa máy tính 30 4.4.2 Các phần mềm xử lý đồ hoạ máy tính 31 4.4.3 Các phần mềm xử lý GIS 31 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, vật giới xung quanh ta, từ nhà, đường phố, hàng đến khu rừng, dãy núi hay biển cả, tất thu nhỏ lại nằm gọn tầm tay nhờ công cụ vô mạnh mẽ: công nghệ Hệ thống thông tin địa lý (gọi tắt theo tên tiếng Anh GIS), ngày có nhiều người đến với GIS Cuốn sách giới thiệu với bạn công nghệ GIS Và giáo trình biên soạn cho sinh viên khoa Khí tượng Thuỷ văn Hải dương học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, trở nên bổ ích cho lần làm quen với khái niệm này, muốn nắm bắt công nghệ biến trở thành cơng cụ đắc lực cơng việc chun mơn tương lai Giáo trình bao gồm hai phần Phần thứ phần lý thuyết, giới thiệu khái niệm nguyên lý GIS Phần thứ hai phần thực hành, với nội dung hướng dẫn người đọc sử dụng phần mềm ArcView GIS, công cụ xử lý mạnh cho phép làm việc mơi trường PC Trong phần hai cịn có tập thực hành kèm theo chương Việc giải tập thực hành không giúp cho học viên hiểu sâu thêm vấn đề lý thuyết học, mà sử dụng thành thạo phần mềm cơng cụ mạnh có ứng dụng thiết thực công tác chuyên môn sau kết thúc khoá học Do lần đầu biên soạn, giáo trình khơng khỏi có thiếu sót Chúng tơi hoan nghênh ý kiến đóng góp từ phía bạn sinh viên, người đọc sử dụng giáo trình chất lượng giáo trình hiệu ứng dụng sau khoá học ngày nâng cao Các tác giả Chương GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) 1.1 Mở đầu Q trình phát triển xã hội lồi người nảy sinh yêu cầu giao lưu người đương thời với người đời trước người đời sau Những nội dung họ thông tin với phi vật chất cần thể thơng qua hình thức hình vẽ, mơ hình, chữ viết Việc sinh chữ viết bước ngoặt lớn nhân loại khả thơng tin Bằng sách nhỏ họ miêu tả chi tiết vật, tượng tự nhiên hay xã hội lưu trữ lại cho hệ sau nhận thức lại Thế thông tin chữ viết chưa thoả mãn nhu cầu ngày cao trình trao đổi thông tin không gian nhiều thông tin diện rộng việc biểu diễn văn bộc lộ yếu điểm Một hình thức thơng tin khác đời, đồ Người ta biểu diễn thông tin không gian cách thu nhỏ kích thước vật theo tỉ lệ vẽ lên mặt phẳng Để biểu diễn độ cao thấp dùng dạng ký hiệu riêng (màu, ghi độ cao, đường bình độ) Những thơng tin biểu diễn điểm tính chất vật giải thích chữ số kèm theo vật biểu diễn Sự có mặt hệ thơng tin đồ làm cho nhiều ngành khoa học kĩ thuật phát triển thêm bước dài, khoa học quân Từ lâu đồ cơng cụ thơng tin quen thuộc lồi người Trong trình phát triển kinh tế kĩ thuật, đồ cải tiến cho ngày đầy đủ thơng tin hơn, ngày xác Khi khối lượng thông tin lớn đơn vị diện tích đồ người ta tiến đến việc lập đồ chuyên đề Ở đồ chuyên đề, có thơng tin theo chun đề biểu diễn Trên đơn vị diện tích địa lí có nhiều loại đồ chun đề: đồ địa hình, đồ hành chính, đồ địa chất, đồ du lịch, đồ giao thông, đồ trạng xây dựng Trong năm đầu thập kỉ 60 (1963-1964) nhà khoa học Canada cho đời hệ thông tin địa lý Hệ thống thông tin địa lý kế thừa thành tựu ngành đồ ý tưởng lẫn thành tựu kỹ thuật đồ Hệ thông tin địa lý bắt đầu hoạt động việc thu thập liệu theo định hướng tuỳ thuộc vào mục tiêu đặt Bên cạnh Canada, nhiều trường đại học Mỹ tiến hành nghiên cứu xây dựng Hệ thông tin địa lý Trong Hệ thông tin địa lý tạo có nhiều hệ khơng tồn lâu thiết kế cồng kềnh mà giá thành lại cao Lúc người ta đặt lên hàng đầu việc khắc phục khó khăn nảy sinh trình xử lý số liệu đồ họa truyền thống Họ tập trung giải vấn đề đưa đồ, hình dạng, hình ảnh, số liệu vào máy tính phương pháp số để xử lý liệu Tuy kỹ thuật số hóa sử dụng từ năm 1950 điểm giai đoạn đồ số hóa liên kết với để tạo tranh tổng thể tài nguyên thiên nhiên khu vực Từ máy tính sử dụng phân tích đặc trưng nguồn tài ngun đó, cung cấp thơng tin bổ ích, kịp thời cho việc quy hoạch Việc hồn thiện Hệ thơng tin địa lý cịn phụ thuộc vào công nghệ phần cứng mà thời kỳ máy tính IBM 1401 cịn chưa đủ mạnh Giai đoạn đầu năm 60 kỷ trước đánh dấu đời Hệ thông tin địa lý chủ yếu phục vụ cho công tác điều tra quản lý tài nguyên Đến thập kỷ 60 Hệ thơng tin địa lý phát triển, có khả phục vụ công tác khai thác quản lý thị DIME quan kiểm tốn Mỹ, GRDSR quan thống kê Canada, Năm 1968, Hội địa lý quốc tế định thành lập Uỷ ban thu thập xử lý liệu địa lý Trong năm 70 Bắc Mỹ có quan tâm nhiều đến việc bảo vệ môi trường phát triển Hệ thông tin địa lý Cũng khung cảnh đó, hàng loạt yếu tố thay đổi cách thuận lợi cho phát triển Hệ thông tin địa lý, đặc biệt giảm giá thành với tăng kích thước nhớ, tăng tốc độ tính tốn máy tính Chính nhờ thuận lợi mà Hệ thông tin địa lý thương mại hóa Đứng đầu lĩnh vực thương mại phải kể đến quan, công ty: ESRI, GIMNS, Intergraph Chính thời kỳ xảy “loạn khuôn dạng liệu” vấn đề phải nghiên cứu khả giao diện khuôn dạng Năm 1977 có 54 Hệ thơng tin địa lý khác giới Bên cạnh Hệ thông tin địa lý, thời kỳ phát triển mạnh mẽ kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám Một hướng nghiên cứu kết hợp Hệ thông tin địa lý viễn thám đặt bắt đầu thực Thập kỷ 80 đánh dấu nhu cầu sử dụng Hệ thông tin địa lý ngày tăng với quy mô khác Người ta tiếp tục giải tồn năm trước mà lên vấn đề số hóa liệu: sai số, chuyển đổi khuôn dạng Thời kỳ có nhảy vọt tốc độ tính tốn, mềm dẻo việc xử lý liệu không gian Thập kỷ đánh dấu nảy sinh nhu cầu ứng dụng Hệ thông tin địa lý như: Khảo sát thị trường, đánh giá khả thi phương án quy hoạch, sử dụng tối ưu nguồn tài ngun, tốn giao thơng, cấp nước Có thể nói thời kỳ bùng nổ Hệ thông tin địa lý Những năm đầu thập kỷ 90 đánh dấu việc nghiên cứu hoà nhập viễn thám Hệ thống thông tin địa lý Các nước Bắc Mỹ châu Âu gặt hái nhiều thành công lĩnh vực Khu vực châu Á - Thái Bình Dương thành lập nhiều trung tâm nghiên cứu viễn thám Hệ thống thông tin địa lý Rất nhiều hội thảo quốc tế ứng dụng viễn thám Hệ thống thông tin địa lý tổ chức nhằm trao đổi kinh nghiệm thảo luận khả phát triền ứng dụng công nghệ Hệ thống thông tin địa lý Hệ thông tin địa lý định nghĩa tập hợp công cụ để thu thập, lưu trữ, chỉnh sửa, truy cập, phân tích cập nhật thơng tin địa lý cho mục đích chuyên biệt 1.2 Những cột mốc lịch sử hình thành phát triển cơng nghệ GIS Dưới liệt kê vắn tắt thời điểm, kiện lịch sử, tên tuổi tổ chức nhà khoa học có đóng góp quan trọng vào trình hình thành phát triển cơng nghệ GIS 1963 – Phịng đồ họa vi tính trường Đại học tổng hợp Harvard (R Fisher, J Dangermond, D Sinton, N Chrisman, G Dutton, S Morehouse, T Peuker) 1963 – Thành lập Hiệp hội hệ thống thông tin đô thị khu vực (URISA) 1964 – Symap đời (Hệ thống phần mềm vẽ đồ sở Đại học tổng hợp Harvard xây dựng) Giữa năm 60 – Tổng cục Điều tra dân số Mỹ xây dựng quy trình vẽ đồ địa theo địa (D Cooke, M White xây dựng lý thuyết quan hệ không gian cho liệu địa lý) 1967 – GIS Canađa đời (R Tomlinson tác giả thuật ngữ GIS) 1967 – Thành lập Cơ quan đo vẽ đồ thực nghiệm Anh (Boyle, Rhind) 1969 – Thành lập Intergraph ESRI (Dangermond Morehouse) 1973 – Các hội nghị Hệ thống thông tin đô thị (URPIS) tổ chức Ôxtrâylia dẫn đến thành lập Tổ chức hệ thống thông tin đô thị Ôxtrâylia (AURISA) năm 1975 1974 – Các hội nghị AutoCarto tổ chức 1973 – ODYSSEY (tiền thân phần mềm GIS Tổng hợp Harvard xây dựng) đời 1978 – Hệ thống hiển thị thông tin nội địa Nhà Trắng (Mỹ) đời 1980 – Phần mềm ArcINFO đời 1987 – Phần mềm MapINFO đời 1987 – Tạp chí GIS quốc tế đời 1.3 Các thành phần GIS Hệ thống thông tin địa lý bao gồm bốn thành phần quan trọng phần cứng máy tính, tập hợp modul phần mềm ứng dụng, sở liệu GIS yếu tố người Yếu tố người bao hàm chuyên gia lĩnh vực GIS lẫn lĩnh vực chuyên môn hẹp đối tượng ứng dụng GIS Đây thành phần quan trọng nhất, có người sử dụng công cụ GIS để xây dựng sở liệu tạo sản phẩm GIS Cơ sở liệu GIS đề cập đến chương II Dưới giới thiệu chi tiết phần cứng phần mềm, vốn có chức công cụ hệ thống thông tin địa lý 1.3.1 Phần cứng Phần cứng tổng quát Hệ thống thông tin địa lý gồm thiết bị thể theo sơ đồ sau (Hình 1.1): Hình 1.1 Các thành phần cứng hệ thống thơng tin địa lý Đơn vị xử lý trung tâm kết nối với đơn vị lưu trữ gồm ổ đĩa, băng từ để lưu trữ liệu chương trình Bàn số hóa thiết bị tương tự khác xử lý dùng cho chuyển đổi liệu đồ thành dạng số gửi vào máy tính Máy vẽ thiết bị hiển thị khác dùng để hiển thị kết xử lý liệu Băng từ cịn sử dụng để truyền thơng với hệ thống khác Việc kết nối truyền thông máy tính thực thơng qua hệ thống mạng với đường liệu đặc biệt đường điện thoại qua modem Thiết bị hình thiết bị giao tiếp hiển thị hình, thơng qua người sử dụng điều khiển máy tính 1.3.2 Các modul phần mềm hệ thống thông tin địa lý Các thành phần phần mềm Hệ thống thông tin địa lý thể qua sơ đồ hình 1.2 Hệ thống phần mềm Hệ thống thông tin địa lý lại bao gồm năm thành phần bản, thực chức sau: Hình 1.2 Thành phần phần mềm hệ thống thông tin địa lý Nhập kiểm tra liệu Lưu trữ quản lý sở liệu Xuất liệu Chỉnh sửa liệu Tương tác với người sử dụng Dưới trình bày chi tiết bốn chức hệ thống phần mềm sử dụng hệ thống thơng tin địa lý Đó chức nhập, lưu trữ-quản lý, biến đổi xuất liệu Nhập liệu Hình 1.3 Sơ đồ nhập số liệu Hệ thống bao gồm tất công cụ phương pháp thực quy trình biến đổi liệu dạng đồ, liệu quan trắc, liệu đo từ cảm biến (bao gồm ảnh vũ trụ, ảnh hàng không, thiết bị ghi) thành dạng số tương thích Rất nhiều cơng cụ máy tính sẵn có cho cơng việc bao gồm thiết bị đầu cuối tương tác, thiết bị hiển thị nhìn thấy được, thiết bị số hóa, thiết bị quét, liệu tệp văn Dữ liệu nhập vào lưu trữ thiết bị từ đĩa, băng từ Quá trình nhập kiểm tra liệu cần thiết cho việc xây dựng sở liệu địa lý Sơ đồ hệ thống nhập liệu hệ thông tin địa lý minh họa hình 1.3 Lưu trữ quản lý sở liệu Lưu trữ quản lý sở liệu đề cập đến phương pháp kết nối liệu không gian thông tin thuộc tính đối tượng địa lý (điểm, đường, vùng đại diện cho đối tượng thực bề mặt Trái Đất) Cả hai loại liệu cấu trúc, tổ chức liên hệ với cách chúng thao tác máy tính cho người sử dụng hệ thống hiểu Mơ hình modul quản lý lưu trữ sở liệu minh họa hình 1.4 Hình 1.4 Mơ hình modul quản lý lưu trữ sở liệu Chỉnh sửa liệu Chỉnh sửa liệu gồm hai loại thao tác nhằm mục đích xố bỏ lỗi từ liệu cập nhật chúng Modul áp dụng phương pháp phân tích liệu khác để tìm câu trả lời cho yêu cầu, câu hỏi hệ thống thông tin địa lý Việc chỉnh sửa liệu thực riêng biệt liệu không gian thông tin thuộc tính đồng thời hai loại liệu Chỉnh sửa liệu hiểu hành động kết nối với việc thay đổi tỷ lệ, phù hợp liệu chuyển sang lưới chiếu mới, tính tốn chu vi diện tích Nói chung thao tác phụ thuộc vào mục đích cụ thể ứng dụng hệ thống thơng tin địa lý Hình 1.5 Chỉnh sửa liệu 10 Xuất liệu Modul xuất liệu (hình 1.6) đưa báo cáo kết q trình phân tích liệu tới người sử dụng Dữ liệu đưa dạng đồ, bảng, biểu đồ, lưu đồ thể hình ảnh hình, máy in, máy vẽ ghi thiết bị từ dạng số Hình 1.6 Xuất liệu 1.4 Đối tượng GIS Hỗ trợ hiệu cho việc lập kế hoạch định; Cung cấp cơng cụ mạnh q trình thu thập, quản lý xử lý số liệu; Khả tích hợp thơng tin liệu từ nhiều nguồn khác nhau; Khả phân tích-tra vấn tổng hợp, sử dụng liệu địa lý tham chiếu địa lý để tạo kết Các ứng dụng GIS đáp ứng yêu cầu sau đây: Định vị: Đối tượng có vị trí xác định? Điều kiện: Xác định vị trí thoả mãn nhiều điều kiện cụ thể; Xu thế: Những biến động theo thời gian; Mơ hình: Những biến động theo không gian; Kịch bản: Nếu 18 Hình 3.1 Bề mặt ba chiều đưa mặt phẳng hai chiều 3.3 Hệ toạ độ cầu Trong hệ tọa độ cầu, bề mặt Trái Đất chia thành đường chạy theo phương nằm ngang (được gọi vĩ tuyến) đường chạy theo phương thẳng đứng (được gọi kinh tuyến) Tất đường tạo nên mạng lưới gọi lưới địa lý Cực Nam Cực Bắc hai điểm đường kinh tuyến gặp Gốc tọa độ địa lý xác định giao điểm kinh tuyến gốc chạy qua Greenwich (Anh) đường xích đạo Cũng gốc tọa độ Đề các, gốc tọa độ cầu có giá trị (0,0) Trên sở gốc tọa độ, bề mặt Trái Đất chia thành bốn phần có tên gọi theo hướng địa bàn Đông, Tây, Nam Bắc Vĩ độ kinh độ giá trị góc tâm tạo bán kính Trái Đất chạy qua điểm nằm bề mặt nó, kinh độ vĩ độ điểm xác định vị trí điểm bề mặt Trái Đất Cần lưu ý kinh độ vĩ độ giá trị không đồng đơn vị đo toàn bề mặt Trái Đất Chỉ có xích đạo, khoảng cách độ kinh xấp xỉ khoảng cách độ vĩ Đó xích đạo đường vĩ tuyến có độ dài tương đương với độ dài kinh tuyến Cũng cần nhấn mạnh rằng, hệ toạ độ cầu sử dụng cho bề mặt cong Trái Đất, nên khơng phải phép chiếu đồ Nếu nói cách xác giá trị kinh độ vĩ độ có chức hệ thống tham chiếu định vị điểm bề mặt Trái Đất phục vụ cho phép chiếu đồ Chính mà hệ tọa độ cầu gọi Hệ thống tham chiếu tồn cầu 19 Hình 3.2 Hệ tọa độ cầu 3.4 Các tính chất phép chiếu đồ Như đề cập trên, tính chất sau đối tượng có khả bị thay đổi sai lệch thực phép chiếu đồ: hình dạng, diện tích, khoảng cách hướng Các phép chiếu khác có lưu ý tới việc bảo tồn đặc tính khác nhau, chưa có biện pháp hữu hiệu cho phép bảo tồn tất đặc tính nêu phép chiếu Các phép chiếu bảo tồn hình dạng chủ trương trì hình dạng đối tượng mức độ địa phương Đặc điểm phép chiếu lưới địa lý có dạng hình vng Tuy nhiên, khơng có phép chiếu bảo tồn hình dạng đối tượng vùng lớn Các phép chiếu bảo tồn diện tích, cịn gọi phép chiếu đẳng diện tích hay phép chiếu tương đương Các phép chiếu cố gắng trì diện tích miền đồ đó, góc tạo kinh tuyến vĩ tuyến khơng xác Các phép chiếu bảo tồn khoảng cách, gọi phép chiếu đẳng khoảng cách, biểu diễn xác khoảng cách điểm đồ Thực ra, tên gọi phép chiếu cách tương đối Thông thường phép chiếu loại này, tỷ lệ đồ xác theo phương kinh tuyến đồ coi đẳng khoảng cách theo phương kinh tuyến, cịn tỷ lệ đồ xác theo phương vĩ tuyến đồ coi đẳng khoảng cách theo phương vĩ tuyến Khơng có đồ đẳng khoảng cách theo hướng Các phép chiếu bảo tồn hướng, gọi phép chiếu theo góc phương vị sử dụng để nối điểm nằm bề mặt Trái Đất theo hướng hay góc phương vị cho trước, hay nói cách khác xác định cung ngắn nối hai điểm với Đây cung trùng với đường tròn lớn địa cầu 3.5 Phân loại phép chiếu đồ Vì đồ mặt phẳng nên phép chiếu đơn giản thường sử dụng hình hình học trải lên mặt phẳng mà khơng phải kéo căng bề mặt chúng Ba hình hình học thoả mãn tốt điều kiện hình nón, trụ mặt phẳng Để chiếu mặt phẳng lên mặt phẳng khác, bước phải tạo nhiều điểm tiếp xúc Các điểm gọi tiếp điểm Như thấy hình từ 3.3 20 đến 3.5, phép chiếu phẳng có tiếp điểm với mặt cầu Các phép chiếu nón trụ tiếp xúc với mặt cầu qua đường thẳng Nếu mặt chiếu cắt qua hình cầu thay tiếp xúc với bề mặt cầu phép chiếu gọi phép chiếu cắt thay phép chiếu tiếp xúc Trong số phép chiếu sử dụng, có nhiều phép chiếu quy phép chiếu nón, trụ phẳng vào bề mặt chiếu 3.5.1 Các phép chiếu nón Phép chiếu nón đơn giản tiếp xúc với mặt địa cầu qua vĩ tuyến Vĩ tuyến gọi vĩ tuyến chuẩn phép chiếu xét Các kinh tuyến chiếu lên mặt nón cắt đỉnh hình nón Các vĩ tuyến chiếu lên mặt nón thành hình đường trịn đồng tâm Hình nón “cắt” theo kinh tuyến trải phẳng Kinh tuyến nằm đối diện với đường cắt gọi kinh tuyến trung tâm Nhìn chung, độ biến dạng tăng dần theo hướng bắc nam vĩ tuyến chuẩn Do đó, cắt bớt phần chóp hình nón cho kết chiếu xác Trong thực tế, điều thực cách khơng sử dụng phép chiếu cho khu vực nằm gần cực Các phép chiếu nón phức tạp sử dụng hai vĩ tuyến chuẩn gọi phép chiếu nón cắt Độ biến dạng phép chiếu nón cắt khơng đồng vùng nằm bên bên hai vĩ tuyến chuẩn Phức tạp nữa, phép chiếu nón xiên, trục hình nón khơng trùng với trục địa cầu a) b) Hình 3.3 Các phép chiếu nón: tiếp xúc (a) cắt (b) 3.5.2 Các phép chiếu trụ Các phép chiếu trụ có tiếp tuyến hai cát tuyến với địa cầu Trong số phép chiếu trụ, phép chiếu Mercator phổ biến nhất, với tiếp tuyến đường xích đạo Các kinh tuyến chiếu lên mặt trụ cách hình học, cịn vĩ tuyến chiếu lên hình trụ cách tốn học, tạo góc lưới 90o Hình trụ bị cắt dọc theo kinh tuyến để tạo lưới chiếu trụ Các kinh tuyến cách nhau, 21 khoảng cách vĩ tuyến tăng dần phía hai cực Đây phép chiếu bảo tồn hình dạng phản ánh xác hướng dọc theo đường thẳng Nếu kinh tuyến sử dụng làm tiếp tuyến phép chiếu gọi phép chiếu trụ ngang Trong trường hợp này, độ xác tỷ lệ bảo tồn theo hướng bắc-nam Trường hợp tiếp tuyến nằm xiên (khơng trùng với đường xích đạo kinh tuyến) phép chiếu gọi phép chiếu trụ xiên a) b) Hình 3.4 Các phép chiếu trụ: thường (a), ngang (b) xiên (c) c) 3.5.3 Các phép chiếu phẳng Các phép chiếu phẳng chiếu liệu đồ lên mặt phẳng tiếp xúc với địa cầu Các phép chiếu phẳng thường tiếp xúc với địa cầu điểm, có trường hợp cắt Tiếp điểm Cực Bắc, Cực Nam nằm đường xích đạo hay điểm khác địa cầu, tương ứng với lựa chọn phép chiếu phẳng mang tên gọi cực, xích đạo hay xiên Phép chiếu cực phép chiếu đơn giản số phép chiếu phẳng Trong phép chiếu này, vĩ tuyến toả từ cực thành đường tròn đồng tâm, kinh tuyến đường thẳng cắt cực Tại vị trí khác, phép chiếu phẳng có góc lưới 90o Hướng từ tiêu điểm hướng xác a) b) Hình 3.5 Các phép chiếu phẳng: cực (a), xích đạo (b) xiên (c) c) 23 Chương ỨNG DỤNG GIS 4.1 Về ứng dụng GIS Ngày nay, GIS áp dụng hầu khắp lĩnh vực khoa học công nghệ, phục vụ nhu cầu cấp thiết người Mặc dù đa dạng phong phú, ứng dụng GIS phân thành ba nhóm, vào mức độ phạm vi áp dụng chúng, bao gồm ứng dụng loại kiểm kê, ứng dụng loại phân tích ứng dụng loại quản lý 4.1.1 Các ứng dụng kiểm kê Một dự án GIS thường bắt đầu công tác kiểm kê đối tượng nghiên cứu khu vực lựa chọn, (chẳng hạn loại rừng, thuỷ văn, sử dụng đất, v.v ) Các đối tượng biểu diễn môi trường GIS dạng lớp thông tin địa lý Các ứng dụng giai đoạn chủ yếu tập trung vào việc cập nhật đơn giản hoá quy trình thu thập liệu 4.1.2 Các ứng dụng phân tích Sau hồn thành giai đoạn kiểm kê, kỹ thuật phân tích khơng gian phân tích thống kê cơng nghệ GIS cho phép thực loạt tra vấn phức tạp lớp thông tin chứa liệu chuyên đề 4.1.3 Các ứng dụng quản lý Các kỹ thuật phân tích khơng gian xây dựng mơ hình mức độ cao hỗ trợ cho định nhà quản lý, lãnh đạo ban ngành cấp quyền Trong giai đoạn dự án GIS, trọng tâm ứng dụng chuyển từ công tác thu thập liệu sang thao tác xử lý, phân tích mơ hình hố để giải vấn đề xúc giới thực 4.2 Ứng dụng GIS việc xây dựng quản lý sở liệu tổng hợp 4.2.1 Cơ sở liệu tổng hợp Cơ sở liệu hợp phần quan trọng dự án có khn khổ bao trùm khoảng thời gian không gian rộng lớn Cơ sở liệu không quan trọng từ góc độ lưu trữ khối lượng lớn liệu, mà cịn từ góc độ đảm bảo chuẩn mực tính ổn định liệu, cho phép dễ dàng bảo vệ sử dụng liệu Công nghệ GIS tỏ đặc biệt hiệu việc xây dựng sở liệu tổng hợp, tức sở liệu chứa khối lượng lớn liệu, thu thập từ nhiều nguồn khác nhau, không đồng thể loại, khuôn dạng lẫn chất lượng liệu Dưới 24 vài minh hoạ cụ thể vai trò GIS giai đoạn khác tồn quy trình thiết kế, xây dựng quản lý sở liệu tổng hợp 4.2.2 GIS việc thiết kế sở liệu Thiết kế sở liệu trình phức tạp nhằm đưa vào áp dụng khn dạng chuẩn hố dùng rộng rãi giới, đồng thời phải áp dụng tiến khoa học công nghệ để tạo công cụ quản lý xử lý thật tiện lợi thân thiện người sử dụng Thiết kế tuỳ biến giao diện đồ hoạ GIS công cụ mạnh cho phép thiết kế giao diện đồ hoạ sở liệu Thông thường, sở liệu thường xây dựng giao diện phần mềm quản lý đồ họa thông dụng Tuy nhiên, việc tập hợp tồn kết có tính phân dị cao thể loại hình thức mơi trường làm việc địi hỏi áp dụng cơng cụ có tính kỹ thuật cao Mặt khác, việc xây dựng sở liệu tổng hợp với chế quản trị mạnh, nối kết nhiều thể loại liệu sản phẩm đồ họa khác giao diện đòi hỏi chức chun biệt vượt ngồi khn khổ chức ngầm định phần mềm sử dụng Trong trường hợp đó, hàng loạt chức nối kết quản lý sản phẩm đồ họa mức độ cao bổ sung cách tuỳ biến giao diện phần mềm quản lý đồ họa sử dụng Quá trình tuỳ biến thực cách viết thêm đoạn chương trình ngơn ngữ lập trình ngầm định phần mềm quản lý đồ họa sử dụng Kết trình việc tạo giao diện đồ họa mới, với mối liên kết, lệnh đơn nút lệnh cho phép thực chức chuyên biệt quản lý xử lý sở liệu khơng có giao diện ngầm định Trên hình 4.1 minh hoạ giao diện đồ hoạ sở liệu tổng hợp xây dựng cho khu vực quần đảo Trường Sa Quá trình tuỳ biến giao diện phần mềm ArcView GIS tạo số lệnh đơn nút lệnh mới, cho phép truy cập dễ dàng tới sở liệu thành phần hay chạy chương trình chuyên dụng bên sở liệu tổng hợp Hình 4.1 Giao diện đồ hoạ cho người sử dụng sở liệu Trường Sa với lệnh đơn nút lệnh tạo Khả nối kết với ứng dụng khác Công nghệ GIS cho phép thống sở liệu thành phần sở liệu tổng hợp nối kết phong phú ứng dụng tồn độc lập Chẳng hạn, việc nối kết phần mềm chuyên dụng dùng để quản lý xử lý sở liệu thành phần 25 giao diện chung có ích lợi lớn việc sử dụng tài nguyên sẵn có quan (chẳng hạn, phần mềm chuyên gia quan xây dựng từ trước) mà không tốn thời gian kinh phí để tạo Trên hình 4.2 minh hoạ việc chạy chương trình xử lý liệu hải văn biển viết ngôn ngữ Pascal giao diện đồ hoạ chung sở liệu tổng hợp hải dương học-nghề cá Hình 4.2 Thao tác với liệu từ CD-ROM chương trình DOMAIN Trong trình thiết kế sở liệu tổng hợp, cơng cụ GIS sử dụng để kết nối sở liệu với phần mềm văn phòng để thao tác với nguồn liệu có định dạng chuyên biệt Chẳng hạn, từ giao diện đồ hoạ sở liệu tổng hợp khởi động phần mềm Excel để làm việc với bảng liệu 4.2.3 GIS việc xây dựng quản lý sở liệu GIS tỏ công cụ mạnh tồn q trình xây dựng quản lý sở liệu thơng qua khả tích hợp, hiển thị, tra vấn, phân tích, chuyển đổi kết xuất liệu Khả tích hợp liệu GIS làm việc với hai loại liệu: thuộc tính khơng gian Các liệu nhập vào sở liệu lưu máy tính nhiều hình thức khác nhau, chẳng hạn: Số hố bàn số đồ in giấy số hoá hình máy tính đồ dạng ảnh qt; Ảnh quét văn in giấy; Chuyển đổi tệp dạng ASCII; Chuyển đổi dạng liệu số từ nguồn liệu có khn dạng khác; Nhập liệu đo đạc từ bàn phím máy tính hay đọc thẳng từ tệp văn bản; Nhập liệu lưu trữ băng từ hay đĩa CD-ROM; 26 Copy tải liệu từ sở liệu bên hay từ mạng Internet V.v… Khả hiển thị liệu Trong môi trường GIS, liệu hai khn dạng thuộc tính khơng gian hiển thị dễ dàng chúng nối kết chặt chẽ với Các liệu thuộc tính hiển thị dạng bảng thuộc tính, cịn liệu khơng gian hiển thị dạng lớp thông tin đồ hoạ chồng ghép lên đồ Tuỳ theo nhu cầu, loại liệu hiển thị độc lập hay đồng thời Các công cụ ngầm định phần mềm GIS cho phép hiển thị liệu hình cách tiện lợi đơn giản thao tác nhấn chuột Trên hình 4.3 minh hoạ việc hiển thị đồ xem bảng thuộc tính đường đẳng sâu từ đồ độ sâu đáy biển Hình 4.3 Hiển thị đồ xem thuộc tính đường đồng mức độ sâu đáy biển Khả tra vấn phân tích liệu Các cơng cụ phần mềm GIS cho phép thực phép tìm kiếm, tra vấn liệu hai loại liệu thuộc tính khơng gian Thơng thường, phép tìm kiếm thực liệu thuộc tính sau: Người sử dụng đưa tiêu chuẩn tìm kiếm dạng biểu thức phần mềm tự động tìm kiếm trả tất giá trị thoả mãn tiêu chuẩn tìm kiếm Đối với liệu khơng gian, cơng cụ tìm kiếm thường thao tác dùng trỏ chuột chọn hay nhiều đối tượng đồ (điểm, đường, đa giác) Việc sử dụng kỹ lập trình để tuỳ biến chức tìm kiếm phần mềm GIS cho phép tạo công cụ tra vấn mạnh hoạt động mơi trường GIS Trên hình 4.4 minh hoạ công cụ tra vấn thông tin liệu (Metadata) xây dựng cho sở liệu hải dương học-nghề cá Việt Nam khuôn khổ đề tài nghiên cứu biển cấp Nhà nước Đây công cụ tra vấn liệu trường nhiệt thuỷ hoá hải dương học, xây dựng dựa nguyên tắc đơn giản, theo trường ghi đề mục sử dụng làm tiêu chuẩn tìm kiếm Chẳng hạn, phép tìm kiếm theo thời gian thực theo trường năm, tháng, ngày, thời gian đo; phép tìm kiếm theo không gian thực theo trường kinh độ, vĩ độ, cịn tham số khác tìm kiếm theo trường lại 27 GIS cho phép thực nhanh phép phân tích mà làm tay phải tốn nhiều thời gian nhân lực Việc phân tích liệu môi trường GIS bao gồm nhiều thao tác, từ thao tác đơn giản vẽ đồ đến thao tác phức tạp tạo mô hình phân tích khơng gian Mỗi mơ hình khơng gian sử dụng công nghệ GIS thường bao hàm ba loại chức phân tích khơng gian sau đây: Các chức mơ hình địa lý: Tính khoảng cách, tạo vùng đệm, tính diện tích chu vi; Các chức mơ hình thích hợp: Chồng ghép lớp thơng tin hay tập liệu để tìm vị trí có giá trị thích hợp; Các chức mơ hình lân cận: Định vị, tìm-mở đường phân phối lại Hình 4.4 Cửa sổ cơng cụ tra vấn Metadata Khả chuyển đổi kết xuất liệu Các phần mềm GIS thường trang bị công cụ chuyển đổi liệu thuộc tính liệu đồ hoạ từ khn dạng sang khn dạng khác, đặc biệt quan trọng công cụ cho phép chuyển đổi tự động lớp thông tin đồ từ hệ tọa độ địa lý sang hệ chiếu khác, hay từ hệ chiếu sang hệ chiếu khác Hình 4.5 minh hoạ công cụ chuyển đổi hệ chiếu phần mềm ArcView, cung cấp dạng thuật đồ (Wizard) GIS cho phép kết xuất liệu nhiều hình thức khác nhau, từ bảng dbf chứa liệu thuộc tính đến liệu khơng gian đồ, đồ thị, ảnh hay kết hợp loại liệu kể Các sản phẩm GIS thường in độc lập nhúng vào tài liệu tạo ứng dụng khác với hình thức đẹp, gây ấn tượng có chất lượng in ấn cao 28 Hình 4.5 Cơng cụ chuyển đổi hệ chiếu phần mềm ArcView 4.3 Một số kết ứng dụng GIS nghiên cứu hải dương học quản lý tài nguyên môi trường biển Việt Nam Để góp phần làm sáng tỏ chất ý nghĩa thực tiễn GIS, mục liệt kê mô tả ngắn gọn số ứng dụng công nghệ GIS nghiên cứu hải dương học quản lý tài nguyên môi trường biển Việt Nam 4.3.1 Vẽ đồ biển Đông vùng biển Việt Nam Trên sở thu thập số liệu quan trắc đo đạc biển từ nhiều nguồn khác nhau, công nghệ GIS cho phép xây dựng đồ mô tả yếu tố động lực môi trường biển nhiều vùng biển Việt Nam tồn biển Đơng với tỷ lệ độ xác cao Các đồ biểu thị trường hải văn, thuỷ hoá, động lực biển trường địa vật lý tự nhiên nhiều vùng biển khác đất nước sử dụng lĩnh vực khoa học công nghệ, phục vụ phát triển kinh tế quốc phòng 29 4.3.2 Xây dựng mơ hình dự báo cá khai thác phục vụ đánh bắt xa bờ vùng biển Việt Nam Công nghệ GIS kết hợp với viễn thám cho phép xây dựng mơ hình dự báo phân bố biến động đàn cá có giá trị kinh tế cao cần khai thác, sở nghiên cứu mối quan hệ cấu trúc nhiệt động lực học hải dương số liệu phân bố, biến động sản lượng loài cá kinh tế vùng biển đất nước Các kết phân tích có giá trị thực tiễn cao, cung cấp thơng tin dự báo có ích cho tầng lớp rộng rãi đối tượng quan tâm, từ nhà hoạch định sách tới ngư dân trực tiếp tham gia đánh bắt cá xa bờ 4.3.3 Nghiên cứu tác động q trình thị hố lên chất lượng nước vịnh Hạ Long Trong năm gần đây, việc thị hố vùng ven biển Hạ Long tăng nhanh tăng lên dân số, dịch vụ du lịch, giải trí phát triển cơng nghiệp Đơ thị hố gây nhiều vấn đề môi trường tác động tới chất lượng nước vịnh Hạ Long Nước mưa rửa trôi chất bẩn, chất ô nhiễm chất thải rắn từ khu đô thị chảy thẳng vào vịnh qua hệ thống cống rãnh sơng ngịi Ảnh viễn thám cơng nghệ GIS sử dụng để đánh giá phạm vi tốc độ mở rộng khu vực đô thị Hạ Long Đồng thời, lượng chất ô nhiễm sinh khu vực nghiên cứu tính tốn từ số liệu khảo sát nguồn ô nhiễm đồ sử dụng đất với trợ giúp công nghệ GIS Bản đồ phân bố BOD vịnh Hạ Long thành lập cho thấy khu vực có giá trị hàm lượng BOD cao mở rộng vào mùa mưa thu nhỏ vào mùa khơ Các kết phân tích cho thấy tác động q trình thị hố lên môi trường nước vịnh Hạ Long tăng lên đặc biệt mạnh vào mùa mưa rửa trôi khu vực đô thị nước thải tuôn từ hoạt động du lịch dân cư 30 4.3.4 Nghiên cứu quản lý tổng hợp tài nguyên mơi trường vịnh Văn Phong, Khánh Hịa Vịnh Văn Phong vịnh đẹp vùng duyên hải miền trung Việt Nam, nằm phía bắc thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hoà Với tiềm to lớn cho phát triển nhiều loại hình kinh tế như: du lịch, giao thông vận tải biển, nuôi trồng hải sản Khu vực đứng trước sức ép mâu thuẫn ngày tăng phát triển kinh tế bảo vệ tài nguyên môi trường, phát triển bền vững Một dự án triển khai khu vực này, với việc áp dụng công nghệ GIS để xây dựng sở liệu đánh giá điều kiện trạng môi trường Các kết phân tích GIS cho phép đánh giá tổng hợp khả phát triển tối ưu hoạt động người như: du lịch, nuôi hải sản, giao thông biển phát triển công nghiệp bao gồm quy hoạch môi trường 4.4 Giới thiệu số phần mềm xử lý đồ hoạ GIS thông dụng 4.4.1 Phân biệt phần mềm xử lý GIS phần mềm đồ họa máy tính Có thể nói khác biệt phần mềm xử lý GIS với phần mềm đồ họa máy tính khác chỗ, phần mềm xử lý GIS áp dụng mối quan hệ không gian việc 31 chồng ghép lớp thơng tin đồ hoạ, cịn phần mềm đồ hoạ máy tính khác đơn vẽ đè đối tượng đồ hoạ lên Việc vẽ đè đối tượng đồ hoạ lên cho ta hình dung mặt khơng gian đối tượng Số lớp đối tượng vẽ đè lên khơng hạn chế, nhiên, khơng có mối liên hệ lớp đối tượng vẽ đồ kết Ngược lại, việc chồng ghép lớp thông tin môi trường GIS tạo đối tượng đồ hoạ có quan hệ với mặt khơng gian Từ đó, việc tra vấn, phân tích liệu môi trường GIS thực dựa mối quan hệ không gian này, với trợ giúp cơng cụ phân tích khơng gian ngầm định phần mềm xử lý GIS Merge (gộp), Intersect (giao), Union (hợp), Clip (cắt theo khuôn), Dissolve (phân rã), v.v… Theo cách phân biệt nêu trên, phần giới thiệu vắn tắt số phần mềm xử lý đồ hoạ máy tính phần mềm GIS sử dụng rộng rãi giới Việt Nam 4.4.2 Các phần mềm xử lý đồ hoạ máy tính Phần mềm AutoCAD Đây sản phẩm công ty AutoDesk Inc., công ty chuyên thiết kế công nghệ kỹ thuật số Mỹ, có trụ sở San Rafael, California AutoCAD công cụ mạnh việc tạo vẽ nháp chi tiết chiều thiết kế chiều Lĩnh vực ứng dụng chủ yếu AutoCAD kiến trúc, xây dựng, chế tạo, hạ tầng kỹ thuật dịch vụ địa phương AutoCAD có ưu điểm cho phép sử dụng ngơn ngữ lập trình để tạo ứng dụng cho phép kết nối với ứng dụng bên Tuy nhiên, AutoCAD bị hạn chế lĩnh vực vẽ đồ có hệ tọa độ lưới chiếu, phần mềm GIS Phần mềm Surfer Đây sản phẩm công ty Golden Software Inc., công ty Mỹ thành lập từ năm 1983 có trụ sở Golden, Cơlơrađơ Ra đời năm 1985, Surfer sản phẩm số hàng loạt sản phẩm đời sau Grapher (1986), Map Viewer (1990) Didger (1996) Surfer công cụ vẽ đồ với nhiều chức mạnh tạo đồ đường đồng mức, bề mặt chiều, bề mặt đồ điểm định vị Các thao tác Surfer tiện lợi dễ sử dụng Ngơn ngữ lập trình GS Scripter cho phép tạo lệnh macro môi trường surfer Tuy nhiên, AutoCAD, phần mềm chức làm việc với đồ hệ toạ độ phép chiếu khác 4.4.3 Các phần mềm xử lý GIS Ngoài ưu điểm giống phần mềm xử lý đồ họa máy tính nêu có ngơn ngữ lập trình bên trong, khả tuỳ biến giao diện nối kết với ứng dụng bên ngồi, phần mềm xử lý GIS có ưu bật chỗ chúng cho phép làm việc với đối tượng không gian định vị đồ có tham chiếu với vị trí giới thực Nói cách khác, đồ tạo môi trường GIS luôn gắn với hệ toạ độ hay phép chiếu xác định Ngoài ra, khác biệt cấu trúc liệu khiến cho phần mềm GIS có ưu phần mềm đồ hoạ dùng máy tính Trong môi trường GIS, liệu không gian liệu thuộc tính nối kết với chặt chẽ Sự nối kết sở cho phép tìm kiếm, xử lý, phân tích liệu thực 32 nhanh tiện lợi, khiến cho việc quản lý sở liệu GIS thực khoa học hiệu Dưới giới thiệu số phần mềm GIS tiêu biểu sử dụng rộng rãi giới Việt Nam Phần mềm Intergraph Intergraph phần mềm công ty tên Mỹ xây dựng Công ty Intergraph chuyên cung cấp giải pháp kỹ thuật dịch vụ hệ thống, hoạt động mạnh lĩnh vực phát triển phần mềm, tư vấn, cung cấp dịch vụ phần cứng Thành lập từ năm 1969, Intergraph có trụ sở đặt Huntsville, Alabama Phần mềm Intergraph sử dụng nhiều lĩnh vực như: giải pháp phủ, dịch vụ thơng tin, xây dựng cơng trình, an ninh xã hội, phương tiện truyền thông Phần mềm Caris Caris phần mềm công ty tên Canađa xây dựng Caris công ty chuyên phát triển phần mềm công cụ quản lý sở liệu lĩnh vực địa tin học (Geomatics) hải dương học Thành lập từ năm 1979, trụ sở đặt Fredericton, Canađa, Caris cịn có văn phòng đại diện Ottawa, Washington, Hà Lan nhiều khu vực châu Á Caris tập trung phát triển ứng dụng vào lĩnh vực sâu điều tra nghiên cứu vẽ đồ biển Các lĩnh vực bao gồm: 1) Xử lý liệu biển (thuỷ đạc khảo sát) để đưa vào sử dụng trực tiếp hải đồ; 2) Thành lập quản lý đồ biển, có hải đồ tương thích với định dạng tổ chức thuỷ đạc quốc tế; 3) Xác định ranh giới biển theo công ước quốc tế; 4) Quản lý cảng biển Phần mềm MapINFO MapINFO Professional số sản phẩm công ty phát triển phần mềm MapINFO Đây công ty Mỹ, thành lập từ năm 1986, có trụ sở đặt Troy, New York Những người sáng lập MapINFO đưa khái niệm thông tin định vị (location based information) làm sở phát triển ứng dụng nhiều lĩnh vực thơng tin liên lạc, bảo hiểm, tài giải pháp phủ Phần mềm MapINFO Professional sử dụng công cụ giải vấn đề sau đây: Xây dựng đồ có độ chi tiết cao để nâng cao chất lượng trình diễn trợ giúp việc định; Xây dựng mô hình xu sở tập liệu; Xử lý phân tích liệu; Tìm hiểu khách hàng điều tra thị trường; Quản lý tài sản theo không gian; Quy hoạch hậu cần chuẩn bị hoạt động ứng cứu khẩn cấp Phần mềm ArcINFO ArcINFO phần mềm thương mại Viện nghiên cứu hệ thống môi trường (ESRI), công ty tư nhân Mỹ thành lập từ năm 1969, có trụ sở đặt Redlands, California ESRI khơng đóng vai trị tiên phong việc xây dựng công 33 cụ xử lý thông tin địa lý, mà cịn cơng ty tồn tâm toàn ýý việc truyền bá ứng dụng công nghệ GIS lĩnh vực Ra đời từ năm 1981, ArcINFO phần mềm xây dựng có lưu ý tới sở liệu Sự đời ArcINFO cách mạng lịch sử vẽ đồ máy tính quan niệm việc quản lý liệu không gian ArcINFO sử dụng để chuẩn hoá, chỉnh sửa, quản lý, phân tích hiển thị liệu địa lý Trên sở mối quan hệ không gian, ArcINFO cung cấp hàng trăm công cụ ngầm định cho phép chia sẻ quản lý liệu, với nhiều ứng dụng mở rộng khác cho phép thực nhiệm vụ chuyên biệt ArcINFO thiết kế để sử dụng cho nhiều cứng (hardware platform) khác Các phiên ArcINFO cho máy tính để bàn (desktop) chạy mơi trường Windows NT, Windows 2000 Windows XP Các phiên ArcINFO cho máy tính trạm (workstation) chạy Windows NT, Windows 2000, Windows XP số cứng thuộc hệ điều hành UNIX Phần mềm ArcView Cũng sản phẩm ESRI, Arcview mệnh danh công cụ GIS để bàn phần mềm vẽ đồ phổ dụng giới Ra đời năm 1992, vịng sáu tháng có 10 000 phiên phần mềm mua, tính chất dễ sử dụng, rẻ tiền chức phân tích khơng gian mạnh phần mềm Cũng ArcINFO, Arcview hỗ trợ loạt ứng dụng mở rộng với chức chuyên biệt, tải vào sử dụng môi trường Arcview tháo gỡ tuỳ theo nhu cầu người sử dụng Với mục đích giúp cho người đọc hiểu sâu nắm vững nguyên lý GIS, phần mềm ArcView GIS chọn để giới thiệu phần giáo trình Đây phần mềm cho trình độ, không tiện lợi cho công tác đào tạo người bắt đầu học GIS, mà công cụ mạnh cho nhà khoa học chuyên gia lĩnh vực GIS, cho phép thực phép phân tích khơng gian, xây dựng mơ hình phức tạp tạo ứng dụng GIS mức độ cao