ĐÁP ÁN THI KẾT THÚC HỌC PHẦN Tên học phần: GIS TRONG LÂM NGHIỆP Mã học phần: LNGH2132 Số tín chỉ: 2 1.1 Hãy nêu những quan niệm khác nhau về GIS (6 điểm) a) GIS được định nghĩa dựa trên cơ sở hộp công cụ: Một bộ công cụ mạnh có một số những vai trò và khả năng khác nhau như lưu trữ, phục hồi, chuyển đổi và hiển thị số liệu không gian từ thế giới thực (Burrough 1986) Một hệ thống để giữ,phục hồi, kiểm tra, thao tác, phân tích và hiển thị dữ liệu (Bộ môi trường Anh, 1987) Một công nghệ thông tin để lưu trữ, phân tích và hiển thị cả số liệu không gian và thuộc tính (Parker, 1988) b) GIS được định nghĩa là một cơ sở dữ liệu Theo Smith và đồng nghiệp 1989 cho rằng: GIS là một hệ thống cơ sở dữ liệu mà trong đó hầu hết số liệu không gian được lập thành bảng và một bộ thủ tục các hoạt động để trả lời những câu hỏi truy vấn về tính nguyên vẹn của số liệu không gian trong cơ sở dữ liệu Đối với Stan Aronoff 1989, ông định nghĩa GIS như là một bộ cụng cụ dựa trên cơ sở sử dụng máy tính để phục hồi và thao tác dữ liệu tham khảo địa lý c) GIS được định nghĩa dựa trên cơ sở tổ chức Một bộ chức năng tự động, cung cấp chuyên nghiệp với những khả năng chuyên sâu để phục hồi, lưu trữ, thao tác, hiển thị số liệu liên quan đến vị trí địa lý (Ozemoy, Smith và Sicherman 1981) Theo Davis,1986 - : GIS là một cái phễu chứa đựng nhiều dạng số liệu kỹ thuật số mà có thể phục hồi và phân tích trong một hệ thống đáp ứng cho các mục đích sử dụng tiếp theo. Cowen (1988) đó cho rằng GIS là một hệ thống hỗ trợ quyết định liên quan đến hợp nhất số liệu khụng gian trong một môi trường giải quyết các vấn đề phức tạp về thế giới thực. 1.2 Chức năng duy trì và phân tích dữ liệu không gian của một GIS trong Lâm nghiệp (2 điểm) - Chuyển đổi dạng format - Chuyển đổi dạng hình học - Chuyển đổi giữa các phép chiếu bản đồ. - Điều chỉnh đường viền của hai mảnh bản đồ kế tiếp nhau. - Điều chỉnh lại các đường thẳng - Thống kê khối lượng, chu vi và diện tích của đối tượng vùng, thống kê chiều dài của đường - Hiển thị không gian 3 chiều (3-D). 1.3 Trình tự các bước chính sử dụng GIS và viễn thám trong đánh sự thay đổi của hiện trạng sử dụng đất lâm nghiệp (2điểm) B1: Chọn ảnh viễn thám ở các thời điểm khác nhau B2: Hợp nhất dữ liệu viễn thám B3: Sử dụng phần mềm để xử lý và phân loại ảnh viễn thám B4: Chuyển dữ liệu xử lý ảnh sang phần mềm chuyên dụng GIS để làm các bản đồ về hiện trạng sử dụng đất Lâm nghiệp cho các thời điểm khác nhau B5. Chồng các lớp bản đồ để xác định sự thay đổi về hiện trạng sử dụng đất B6. Làm bản đồ về sự thay đổi hiện trạng sử dụng đất Lâm nghiệp Câu 2. 2.1 Hãy nêu các thành phần chính của một GIS trong lâm nghiệp (8 điểm) Nhiều tác giả cho rằng một GIS bao gồm có 4 thành phần: a) Phần cứng: Bao gồm các thiết bị sau: -Thiết bị nhập số liệu: Bàn nhập dữ liệu vector ( degitizer), máy scan nhập dữ liệu raster, và bàn phím -Thiết bị lưu trữ số liệu: Đĩa cứng, CD Rom, và đĩa mền -Thiết bị xử lý số liệ -Thiết bị sản xuất sản phẩm: máy in giấy Ao, A4,A3 b) Phần mền: Phần mền cung cấp các chức năng và công cụ cần thiết để: 1 -Cung cấp công cụ nhập và thao tác với thông tin địa lý. 2 -Cung cấp hệ thống lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu. 3 -Cung cấp công cụ cho phép truy vấn, phân tích, hiện thị và chuyển đổi dạng dữ liệu. 4 -Cung cấp giao diện đồ họa cho người sử dụng dễ dàng truy xuất và hiển thị dữ liệu. Các phần mềm chuyên dụng GIS: - ARC/info (ESRI) - Arcview/info (ESRI) - MicroStation và MGC (integraph) - Mapinfo (mapinfo corporation) - SPANs (Tydac technologx) - GenaMap (Genasys) - IDRISI ( Clark University) - Grass (U.S Army Cerl)… Mỗi một phần mền có những đặc tính ưu việt riêng biệt và có một mối liên hệ với nhau và đáp ứng cho từng lĩnh vực khác nhau. Vì vậy trước khi ứng dụng cần phải lựa chọn phần mền cho phù hợp. 3. Dữ liệu: Có hai dạng thông tin: Số liệu vị trí: Phân bố về điểm, đường và diện tích và số liệu thuộc tính: đặc điểm của điểm, đường và diện tích. GIS có thể lưu trữ số liệu ở dạng cấu trúc Raster và Vector 4. Con người . Con người có thể giải quyết các nhiệm vụ khác nhau như: Nhập dữ liệu, quản lý cơ sở dữ liệu, xây dựng mô hình, phân tích số liệu, và tạo ra sản phẩm. nhiều tác giả đã phân loại ra các loại nguồn nhân lực như sau: - Các thành viên thu thập số liệu: Bao gồm, người thu thập số liệu, và chụp ảnh - Các thành viên kỹ thuật: Bao gồm những người phân tích dữ liệu, người điều hành hệ thống, lập trình viên chương trình và người quản lý dữ liệu và cán bộ quản lý 2.2 Trong các thành phần của một GIS, thành phần nào quan trọng nhất tại sao? (2 điểm) Khả năng của GIS tùy thuộc vào số lượng và chất lượng của dữ liệu sử dụng. Dữ liệu là một trong những phần đắt nhất của một GIS, có thể chiếm từ 60 đến 70 % tổng toàn bộ giá trị. Câu 3. 3.1 Anh (chị) cho biết nhược điểm của dữ liệu lâm nghiệp được lưu trữ dưới dạng bản đồ giấy (4 điểm) -Xây dựng bản đồ rất tốn kém và mất nhiều thời gian. -Không thể cập nhật thông tin theo từng thời kỳ -Hiển thị lượng thông tin trên bản đồ rất hạn hạn chế, rất khó hiển thị nhiều thông tin cùng mọt lúc bởi vì nếu đưa nhiều thông tin vào thì rất khó sử dụng -Bản đồ giấy chỉ cung cấp các dữ liệu định tính mà không thể phân tích định lượng. -Khó phân tích nhiều lớp dữ liệu không gian từ các lớp bản đồ khác nhau như độ dốc, hướng -phơi, độ cao, thảm thực vật che phủ và thổ nhưỡng… Hiện nay, nhu cầu các tài liệu sử dụng nhanh, đòi hỏi cung cấp thông tin chính xác và thường xuyên cập nhật cho các mục đích đặc biệt. Do vậy, bản đồ truyền thống (giấy) không còn thuận tiện nữa 3.2 Giải thích tại sao hiện nay GIS được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau của thực tiễn sản xuất lâm nghiệp? (6 điểm) Không thể hiện thị tất cả các thông tin chứa đựng trong một bản đồ. Khi sử dụng một bản đồ chúng ta thấy rất khó khăn/ hoặc mất rất nhiều thời gian để trả lời các câu hỏi hoặc các vấn đề mà người sử dụng quan tâm, ví dụ: diện tích của khu rừng này là bao nhiêu ha? Điểm khác biệt của GIS với bản đồ và hệ thống làm bản đồ bằng máy tính trước đây là khả năng phân tích số liệu không gian: Về lưu trữ dữ liệu của một GIS: - Dữ liệu không gian lưu trữ dưới dạng số, và bổ sung thêm các thông tin mới trong một GIS một cách rất nhanh chóng - Bản chất của các loại bản đồ tạo ra rất khó phân biệt khi sử dụng nguồn số liệu số: GIS không cho thấy các số liệu khác nhau từ các các tỷ lệ khác nhau. - Bản đồ chuyên đề lâm nghiệp được sản xuất từ GIS với chi phí rất thấp, lưu trữ thông tin với số lượng rất lớn Về chuẩn mực dữ liệu của một GIS: Chức năng này có thể thực hiện rất tốt trong một GIS Về các công cụ phân tích dữ liệu của một GIS: GIS là một công cụ mạnh cho phân tích bản đồ. Các công cụ phân tích và hiển thị dữ liệu, bao gồm: - Khả năng tính toán diện tích - Khả năng phóng to, thu nhỏ và thay đổi tỷ lệ - Khả năng hiển thị dữ liệu không gian 3 chiều - Tiềm năng hiển thị dữ liệu độc lập về thời gian một cách sinh động - Tiềm năng cho việc thay đổi ở các tỷ lệ khác nhau - Khả năng thay đổi màu sắc và biểu tượng cho từng vật thể. Câu 4. 4.1 Có bao nhiêu phương pháp đại diện cho thành phần không gian của thông tin địa lý trong lâm nghiệp (2 điểm) Có hai phương pháp đại diện cho thành phần không gian của thông tin địa lý là mô hình dữ liệu vector và mô hình dữ liệu Raster 4.2 Hãy so sánh ưu nhược điểm của từng phương pháp (4điểm) Mô hình dữ liệu Raster Mô hình dữ liệu Vector Ưu điểm: 1) Cấu trúc dữ liệu đơn giản 2) Thực hiện chồng (overlay) dễ dàng và rất hiệu quả. 3) Thích hợp cho việc hiện dữ liệu phức tạp (đa dạng) 4) Thích hợp cho việc thao tác, nâng cấp, và tăng cường chất lượng bản đồ ảnh Ưu điểm: 1) Cấu trúc dữ liệu nén nhiều hơn so với mô hình raster 2. Thể hiện tốt về liên hệ hình học do đó thích hợp cho các phân tích về hình học như phân tích về mạng lưới 3. Thích hợp cho việc số hóa các bản đồ được vẽ bằng tay Nhược điểm: 1) Khả năng nén dữ liệu kém 2) Thể hiện mối liên hệ hình học kém 3) Hiển thị bản đồ ảnh không rõ nét nếu ở mức độ tương phản thấp, nhưng chiếm dung lượng lớn khi chọn ở độ phân giải cao Nhược điểm: 1) Cấu trúc phức tạp hơn 2) Thực hiện các thao tác chồng lớp rất phức tạp. 3) Không thích hợp cho việc hiển thị dữ liệu phức tạp 4. Khó nâng cao chất lượng của bản đồ 4.3 Tại sao dữ liệu Raster thường hay được sử dụng trong phân tích dữ liệu ? (4 điểm) - Dữ liệu thường được thấy ở dạng raster: ảnh vệ tinh, không ảnh ( ảnh máy bay), hoặc scan dữ liệu - Dữ liệu thường được chuyển đổi sang raster như là một dạng chung nhất cho sự chuyển đổi dữ liệu - Dễ dàng hợp nhất số liệu với ảnh viễn thám, mô hình độ cao ( DEM) và số liệu dạng raster khác. - Thuật toán sử dụng trong raster đơn giản và nhanh hơn - Dễ dàng chuyển về cựng một độ phân giải Câu 5. 5.1 Chức năng chung của GIS Vector (4 điểm) (1) Hiển thị và truy vấn dữ liệu đơn giản: +Sử dụng điểm và đường để hiển thị vị trí của tất cả các vật thể lưu trữ + Các dạng tồn tại và thuộc tính có thể được hiển thị thông qua sự thay đổi màu sắc, mẫu đường và các ký hiệu điểm. + Có thể hiển thị một phần dữ liệu + Tìm kiếm các vật thể (2) Chức năng thao tác: Phân loại lại, chập và hợp nhất dữ liệu dựa trên cơ sở các thuộc tớnh. (3) Chức năng phân tích: - Chồng lớp theo dạng tô pô: Bản đồ mới được tạo từ các bản đồ và mối quan hệ được cập nhật cho một bản đồ mới. - Xác định vùng ảnh hưởng: Một vùng ảnh hưởng xung quanh một đối tượng điểm, đường và một vùng , một vùng ảnh hưởng tạo ra một diện tích mới. 5.2 Sự khác nhau về khả năng của GIS Vector so với GIS Raster trong lâm nghiệp (4 điểm) - GIS Vector giải quyết các vấn đề liên quan đến một vật thể tốt hơn như vị trị tọa độ địa lý của một đối tượng + Đo diện tích của một vật thể ( lô, khoảnh…) được tính toán từ các toạ độ của điểm, thay thế cho các ô vuông - Một vài các hoạt động của GIS Vector chính xác hơn: + Ứớc tính diện tích dựa trên polygon (đường bao) chính xác hơn lưới ô vuông + Ứớc lượng các tham số của một vùng/lô chính xác hơn - Một vài các hoạt động của GIS Vector chậm hơn: + Chồng lớp + Tìm vùng ảnh hưởng - Một vài các hoạt động của GIS Vector nhanh hơn như tìm hướng đi của mạng lưới đường. 5.3 Một số vấn đề xảy ra khi chồng lớp dữ liệu Raster và cách giải quyết (2 điểm) -Sau khi chồng lớp xong, nhiều các polygon (vùng) nhỏ và mới được tạo ra. -Có nhiều diện tích giả (ô diện tích giả) được tạo ra: -Các polygon hoặc các vùng nhỏ được tạo thành khi khi chồng polygon trong polygon -Các vùng giả tăng đột biến khi chồng 2 đường thẳng/ đường bao lên nhau  Cách giải quyết: - Nâng cao độ phân giải (tăng số lượng pixel) - Hợp nhất dữ liệu Câu 6. 6.1 Hãy nêu những điểm khác nhau về phân tích GIS so với phương pháp phân tích thống kê theo lối truyền thống (4 điểm) -Phân tích dữ liệu GIS hoàn toàn khác phân tích thống kê về chức năng phân tích không gian : Kết quả phân tích được hiện thị tương ứng ngay trên bản đồ như: +Vị trí địa lý (toạ độ của đối tượng: Điểm, đường và vùng), trung bình mẫu, độ lệch chuẩn… +Một GIS cho phép thống kê để làm bản đồ và kiểm tra đặc điểm không gian. -Phân tích không gian so sánh với bản đồ, điều tra sự thay đổi trong không gian và tiên đoán những gì không biết trên bản đồ -Tính toán thống kê GIS thường được làm trong hoạt động phục hồi như xác định vùng ảnh hưởng/ vùng đệm, các thuộc tính sẽ được thay đổi khi sử dụng các thuật toán GIS 6.2 Nguồn dữ liệu của GIS trong lâm nghiệp (2 điểm) Dữ liệu được sử dụng trong một GIS có nguồn gốc từ bản đồ thành quả gốc, điều tra và đo đạc trên hiện trường, ảnh viễn thám, dữ liệu kỹ thuật số đã có sẵn, và từ GPS 6.2 Trình tự các bước ứng dụng GIS trong phòng chống cháy rừng (4 điểm) 1. Tạo cơ sở dữ liệu (các lớp bản đồ/ các nhân tố/yếu tố ảnh hưởng đến cháy rừng): - Bản đồ thảm thực vật (vật liệu cháy, tán cây) - Bản đồ độ dốc - Bản đồ độ cao - Bản đồ hướng dốc 2. Xác định vị đốt cháy 3. Xây dựng mô hình GIS thông qua phương trình phối hợp các nhân tố/yếu tố ảnh hưởng đến cháy rừng như các yếu tố ảnh hưởng khác như gió, độ ẩm của vật liệu cháy và nguồn lửa: 4. Tạo ra bản đồ tiên đoán dựa trên kết quả phân tích từ mô hình GIS - Vòng đai cháy - Thời gian cháy tới - Độ nóng - Cường độ cháy - Mức độ lan rộng Câu 7. 7.1 Hệ thống thông tin địa lý là gì? (2 điểm) GIS là một hệ thống kết hợp giữa con ngời và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại vi để tuyển chọn, lu trữ, xử lý, phân tích, phục hồi, chuyển đổi và hiển thị số liệu không gian từ thế giới thực đáp ứng cho một số mục đích cụ thể 7.2 Chức năng phân tích hợp nhất dữ liệu không gian và thuộc tính trong Lâm nghiệp (8 điểm) a) Chức năng phục hồi, phân loại và đo đếm dữ liệu -Phục hồi: Giải quyết công việc nghiên cứu lựa chọn, sửa đổi và tạo ra sản phẩm. -Phân loại lại và tổng quát hoá: +Phân loại lại diện tích qua các thuộc tính riêng lẻ hoặc một vài sự phối hợp +Thủ tiêu bớt các đường bao giữa các diện tích đất có cùng dạng đất qua việc xoá bớt đường cong ( đường bao) giữa 2 mảnh/lô nếu như các thuộc tính của chúng là tương tự như nhau. +Hợp nhất thành một đối tượng lớn hơn thông qua việc mã số hoá lại các đường bao của 2 đối tượng kề nhau, rồi sau đó gán cho một tên mới một đối tượng mới được tạo ra. -Chức năng đo đếm : Đo đếm chỉ giải quyết số liệu không gian, nhưng đầu ra của việc đo đếm được Save ở một thuộc tính mới của vật thể hoặc phân loại vật thể. b) Chức năng chồng lớp: Chồng lớp là một chức năng cơ bản và quan trọng nhất của một hệ thống thông tin địa lý, nó được coi như là một sự tích hợp thông tin từ các nguồn khác nhau để đưa ra quyết định c) Chức năng hoạt động vùng lân cận - Xác định vùng ảnh hưởng/ đệm Một vùng ảnh hưởng được xây dựng xung quanh một điểm, một đường thẳng hoặc một vùng -Chức năng tìm kiếm: Tìm kiếm vùng quan tâm -Chức năng địa hình:Sử dụng để thống kê các giá trị như độ dốc, hướng dốc mô tả các đặc điểm về địa hình của một đối tượng thực tế. - Nội suy: Tiên đoán các giá trị không biết ở các địa điểm vùng lân cận d) Chức năng liên kết -Đo vùng tiếp giáp: Đánh giá các đặc điểm của đơn vị không gian được liên kết - Đo vùng lân cận: Đo khoảng cách giữa các điểm ở vùng lân cận , tạo ra vùng đệm và sử dụng mô hình số học để phân tích vùng lân cận phức tạp hơn thông qua việc sử dụng dữ liệu vùng lân cận kết hợp cùng với giải quyết các hoạt động chồng lớp. -Chức năng mạng lưới: GIS phối hợp các thuật toán từ lý thuyết đồ thị và số liệu không gian lưu trữ trong cơ sở dữ liệu để mô phỏng mạng lưới và giải quyết các vấn đề của mạng lưới. -Chức năng mở rộng:Chức năng mở rộng có cả đặc điểm về chức năng mạng lưới và chức năng vùng tiếp giáp. Câu 8. 8.1 Cơ sở dữ liệu GIS là gì? (2điểm) -Dữ liệu không gian và thuộc tính được lưu trữ theo một qui định nào đó. -Cơ sở dữ liệu có thể được xem như là giao diện giữa dữ liệu và các chương trình ứng dụng và -Cơ sở dữ liệu cho một hệ thống GIS bao gồm 2 cơ sở dữ liệu chính Cơ sở dữ liệu không gian và cơ sở dữ liệu phi không gian 8.2 Hãy làm rõ thành phần và chức năng của hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu trong lâm nghiệp Thành phần của hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu ( 5 điểm) Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu là hệ thống quản lý, lưu trữ, bảo trì toàn bộ cơ sở dữ liệu và phối hợp các mô hình cơ sở dữ liệu Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu không gian bao gồm hệ thống con: 1)Hệ thống nhập bản đồ: Hệ thống cung cấp các công cụ để số hoá các đối tượng trên bản đồ. 2)Hệ thống hiển thị bản đồ: Hệ thống cung cấp các khả năng hiển thị bản đồ trên màn hình và có khả năng cung cấp cách nhìn 3 chiều (3D) cho người sử dụng xem. Bản đồ sẽ được hiện thị sinh động, trực quan hơn. 3) Hệ thống tra cứu, hỏi đáp cơ sở dữ liệu: Hệ thống cho phép tra cứu trên cả hai dữ liệu: dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Hệ thống cung cấp các công cụ cho người sử dụng tra cứu, hỏi đáp, lấy các thông tin cần thiết trong cơ sở dữ liệu ra. 4)Hệ thống xử lý, phân tích không gian: Hệ thống cung cấp các công cụ cho phép người dùng xử lý, phân tích dạng dữ liệu không gian. Từ đó, các thông tin mới được tạo ra từ các lớp thông tin ba đầu, thông tin được phân tích thông qua mô hình không gian và đây là hệ thống thể hiện rõ nhất sức mạnh của GIS. 5) Hệ thống phân tích thống kê: Hệ thống cung cấp các công cụ thống kê trên dữ liệu không gian và thuộc tính. 6) Hệ thống in ấn bản đồ: Hệ thống này có nhiệm vụ in các bản đồ kết quả ra Chức năng Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu ( 3 điểm) - Cho phép lưu trữ, phục hồi và tuyển chọn dữ liệu dựa trên một hoặc nhiều thuộc tính hoặc nhiều mối quan hệ - Chuẩn hóa tiếp cận số liệu, tách rời số liệu, phục hồi và lưu trữ từ sử dụng số liệu trong các chương trình ứng dụng để giữ vững tính độc lập trong các chương trình - Cung cấp một giao diện giữa giữa cơ sở dữ liệu và chương trình ứng dụng - Cho phép nhiều người sử dụng tiếp cận số liệu cùng một lúc - Bảo vệ cơ sở dữ liệu Câu 9. 9.1 Phân biệt cấu trúc dữ liệu Raster và dữ liệu Vector Phân biệt cấu trúc dữ liệu Raster và dữ liệu Vector cho các đối tượng điểm, đường và vùng (7 điểm) Cấu trúc dữ liệu Raster: Một hệ thống dựa trên cơ sở dữ liệu Raster hiển thị, xác định vị trí và lưu trữ dữ liệu địa lý thông qua việc sử dụng một ma trận ô vuông. -Đối tượng điểm, ví dụ chòi canh cháy rừng +Raster tương ứng một vị trí đơn +Không có khoảng cách -Đối tượng đường, ví dụ: Suối +Raster tương ứng một số vị trí tiếp cận nhau +Có khoảng cách -Đối tượng vùng, VD: Ranh giới các trạng thái rừng khác nhau +Raster tương ứng với một khối vị trí +Có 2 khoảng cách, chiều rộng và chiều dài Cấu trúc dữ liệuVector -Đối tượng điểm: +Là toạ độ đơn (X,Y) +Không thể hiện chiều dài và diện tích +Có một điểm nhón ID duy nhất xác định cho mỗi một điểm +Liên kết với dữ liệu thuộc tính (dữ liệu phi không gian) -Đối tượng đường: +Đường là một dãy các cặp toạ độ ( X 1 Y 1 ), (X 2 Y 2 )… +Một đường bắt đầu và kết thỳc bởi đốt, có thể sử dụng ở các dạng tên khác như cung, mắt xích hoặc dãy +Các đường nối với nhau và cắt nhau tại đốt +Hình dạng của đường được định nghĩa bởi các điểm vertices +Độ dài chính xác của đường bằng tổng chiều dài của các đọa thẳng hay các cặp toạ độ +Có một điểm nhãn ID duy nhất xác định cho mỗi một đường +Liên kết với dữ liệu thuộc tính (dữ liệu phi không gian) -Đối tượng vùng: +Vung được mô tả bằng tập các đoạn đường +Một hoặc nhiều đường định nghĩa đường bao của vùng +Có một điểm nhón ID duy nhất xác định cho mỗi một vùng +Liên kết với dữ liệu thuộc tính (dữ liệu phi không gian) 9.2 Mô hình dữ liệu được sử dụng để thể hiện thông tin trong lâm nghiệp. Tại sao (3 điểm) Mô hình dữ liệu Vector được sử dụng để thể hiện thông tin trong lâm nghiệp. Vì: -Mô hình này thể hiện vị trí chính xác của đối tượng hay hiện tượng trong không gian. -Xác định hệ thống tọa độ cho một đối tượng là chính xác, mô hình Vector chính xác hơn rất nhiều so với mô hình dữ liệu raster Câu 10 10.1. Khả năng của GIS (Hệ thống thông tin địa lý Raster) trong lâm nghiệp ( 8 điểm) 1)Nhập/ thu nhận dữ liệu 2)Hiển thị các lớp dữ liệu 3) Hoạt động trên các lớp - Sản xuất/tạo ra một lớp mới từ một lớp hoặc nhiều lớp. - Giá trị của mỗi pixel mới được xác định bởi giá trị bởi giá trị của cùng một pixel trên các lớp đầu vào (xem hình). - Khi tạo ra bản đồ cuối cùng: Có pháp chung được thực hiện như sau Bản đồ thành quả = Local operation ( bản đồ 1 [ bản đồ 2, , bản đồ n]) Mã số hoá lại : Gán một giá trị mới lớp đầu vào Chồng các lớp +Một lớp chồng xuất hiện khi giá trị của đầu ra phụ thuộc vào 2 hay nhiều lớp đưa vào +Hoạt động chồng lớp có thể thực hiện thông qua từng bước một như sau: (a) Giá trị đầu ra bằng trung bình số học, trung bình trọng số của giá trị đưa vào (b) Giá trị đầu ra bằng giá trị lớn nhất hoặc nhỏ nhất giá trị đầu vào (c) Các lớp có thể phối hợp với nhau thông qua sử dụng các phép tính số học: tổng, tỷ lệ của các lớp (d) Sử dụng điều kiện lô gic để phối hợp dữ liệu AND, OR và XOR 4) Phối hợp dữ liệu local: Gán một giá trị mới cho sự hợp nhất giá trị của đầu vào 5)Hoạt động mở rộng các vùng lân cận -Tính toán khoảng cách từ một ô vuông -Chức năng mở rộng và xác định vùng đệm: 6) Hoạt động trên các vùng - Nhận biết các vùng - Tính toán diện tích các vùng - Xác định các tham số của các vùng - Xác định khoảng cách từ đường bao của vùng - Xác định hình dạng của vùng. 7) Khả năng năng khác - Mô tả nội dung của các lớp: + Một lớp: cho biết các giá trị thống kê chung: giá trị lớn nhất, nhỏ nhất và trung bình + Nhiều lớp: So sánh 2 bản đồ thống kê của cùng một địa điểm. - Liệt kê các lớp, copy và thay đổi tên các lớp - Xuất và nhập các lớp: Các lớp dữ liệu chuyển sang sử dụng các ứng dụng khác và ngược lại - Nhận biết độ phân giải, thay đổi màu 10.2 Sử dụng AND the cú pháp sau: (2 điểm) Sử dụng AND the cú pháp sau ([trạng thái rừng] = ”IIIB” AND ([độ dốc] ≤ 35 0 ) Câu 11. 11.1 ) Hãy làm rõ việc xác định vị trí, gía trị hiện thị, độ phân giải và phương pháp tạo dữ liệu Raster sử dụng trong lâm nghiệp. (8 điểm) -Xác định vị trí : Vị trí được xác định qua giao đỉêm toạ độ (số hàng và cột), xác định vị trí của một đơn vị không gian địa lý trong một raster được thể hiện bằng một ô vuông -Giá trị của một pixel/ ô vuông: +Mỗi một pixel được ghi số liệu thuộc tính riêng biệt +Các dạng giá trị chứa đựng trong các pixel ở một raster tuỳ thuộc vào hiện trạng thực tế và GIS. +Các giá trị trong một ô vuông tuỳ thuộc vào mức độ đo, có nhiều loại kiểu giá trị khác nhau: Số nguyên, số thập phân hoặc bằng ký tự alphabe -Độ phân giải : +Độ phân giải được định nghĩa như là kích thước tối thiểu của một đơn vị nhỏ nhất (pixel) trong không gian địa lý. +Độ phân giải dữ liệu raster phụ thuộc và kích thước của pixel và có thể thay đổi từ mét sang km và ngược lại. +Độ phân giải càng cao thì kích thước của ô vuông càng nhỏ. Độ phân giải cao có nghĩa là hiển thị các thông tin trên bản đồ sẽ chi tiết hơn, số lượng pixel sẽ lớn và dung lượng lưu trữ cũng lớn. -Phương pháp tạo dữ liệu Raster: +Nhập trực tiếp vào mỗi lớp: Đơn giản nhưng mất rất nhiều thời gian +Chuyển đổi dữ liệu : Từ vector sang raster +Từ dữ liệu kỹ thuật số hiện có ( từ ảnh viễn thám, và từ mô hình độ cao (DEM: digital elevation model) +Nén theo hàng +Nén theo chia nhỏ thành từng phần +Scan bản đồ giấy +Lưu trữ dữ liệu dạng raster 11.2) Sử dụng OR theo cú pháp sau (2 điểm) ([trạng thái rừng] = ”IIIA” OR ([độ dốc] =25 0 ) Câu 12: 12.1 Giải thích trình tự các bước thực hiện phân tích các lớp dữ liệu dữ cho các ứng dụng trong lâm nghiệp trên cơ sở GIS (8 điểm) Bước 1: Phát triển một mô hình GIS (không gian):  Xác định mục đích của bản đồ: - Xác định mục đích của mô hình - Xác định kết quả mong đợi  Nhận biết dữ liệu cần cung cấp cho mô hình: - Quyết định các nhân tố/chỉ tiêu tham gia vào mô hình - Xác định mối quan hệ giữa các nhân tố  Xác định các tiêu chí/ qui tắc quyết định, xây dựng bảng cho điểm và các thủ tục phân tích  Thực hiện thủ tục phân tích  Đánh giá kết quả: so sánh với mục đích của bản đồ  Xem xét lại mô hình, nếu thấy chưa đáp ứng được mục đích của bản đồ, phải tiến hành xác định lại: Mục đích, dữ liệu, tiêu chí, qui tắc, tầm quan trọng, thủ tục phân tích và nhắc lại các bước thực hiện trên Bước 2: Thực hiện phân tích bản đồ 1) Hiển thị các lớp bản đồ 2) Hiệu chỉnh tọa độ: Đưa tất các bản đồ về cùng một hệ toạ độ 3) Chọn phương pháp phối hợp dữ liệu không gian - Lựa chọn phương pháp thực hiện: Chọn dữ liệu raster hay vector - Thực hiện trên dữ liệu raster dễ dàng hơn dữ liệu vector - Chồng lớp trên bản đồ vector áp dụng trong trường hợp cần giải quyết các vấn đề về địa hình 4) Phối hợp dữ liệu thuộc tính - Chọn qui tắc phối hợp dựa trên cơ sở mục đích, phân tích các đặc điểm và mối quan hệ - Phối hợp dữ liệu thuộc tính của GIS raster khác với vector 5) Tổng hợp kết quả: Làm bản đồ và tóm tắt báo cáo 12.2 Phương pháp phân tích hai bản đồ chuyên đề lâm nghiệp cho cùng một đối tượng (2 điểm) Sử dụng phương pháp chồng hai bản đồ của cùng một đối tượng để: - Khám phá sự thay đổi: 2 bản đồ sử dụng đất/ bản đồ che phủ sau khi chồng lên nhau sẽ tạo ra một bản đồ thay đổi. - Phân tích sai số: 2 bản đồ được sản xuất ở 2 cơ quan khác nhau, khi chồng lên sẽ phát hiện được sai số Câu 13: 13.1 Chức năng chồng lớp của dữ liệu Vector ( 6 điểm)  Chồng lớp là một chức năng cơ bản và quan trọng nhất của một GIS, nó được coi như là một sự tích hợp thông tin từ các nguồn khác nhau để đưa ra quyết định  Thực hiện hoạt động chồng lớp số liệu vector phức tạp hơn nhiều và dựa trên cơ sở về chồng lớp tô pô: Khi một bản đồ mới được tạo ra từ việc phối hợp các bản đồ, mối quan hệ được cập nhật cho một bản đồ mới, kết quả có thể là thông tin về mối quan hệ (thuộc tính mới) cho một bản đồ cũ (bản đồ đầu vào) để tạo ra các vật thể mới.  Chồng lớp tô pô dựa trên cơ sở một trong 3 các hoạt động chính sau: - Chồng điểm trên vùng: Chồng diện tích các đối tượng điểm, tính toán mối quan hệ. Kết quả sẽ có một thuộc tính mới cho mỗi điểm, - Chồng đường trên vùng: +Chồng đối tượng đường lên trên đồi tượng vùng, tính toán mối quan hệ +Các đường bị chia cắt bởi các đường bao của diện tích vật thể: Số đường đầu ra lớn hơn số đường đầu vào. +Đường bao của vật thể chứa đựng các thuộc tính mới đường thẳng - Chồng vùng trên vùng: Khi 2 lớp của đối tượng đượ chồng lên nhau, đường bao sẽ được chia cắt bởi giao nhau của các đường bao trên 2 lớp và kết quả là số lượng vùng đầu ra lớn hơn số lượng vùng đầu vào  Sau khi chồng các lớp bản đồ chúng ta sẽ tạo lại một lớp bản đồ đầu vào mới thông qua việc huỷ bỏ một số đường bao hoặc hợp nhất các lô có thuộc tính tương tự như nhau thành một lô có diện tích lớn hơn. 13.1 Sử dụng các hoạt động Boolean lô gíc (4 điểm) Câu 14 . 14.1 Giải thích trình tự các bước sử dụng viễn thám GIS để làm bản đồ hiện trạng sử dụng đất lâm nghiệp (6 điểm) a) Chọn ảnh và kênh viễn thám phù hợp : Có thể chọn ảnn Landsat, spot…. b) Sử dụng phần mền xử lý ảnh để  Điều chỉnh sai số (nắn ảnh) và phục hồi ảnh: Sai số chấp nhận nhỏ hơn nửa pixel  Chọn vùng và tổ hợp kênh nghiên cứu phù hợp  Nâng cao/tăng cường chất lượng ảnh: + Biến đổi đồ thị ( Histogram conversion): là một trong những kỹ thuật tăng cường chất lượng ảnh đơn giản. Biến đổi đồ thị ảnh gốc sang đồ thị một ảnh khác + Hiển thị màu ảnh: Hiển thị màu viễn thám là rất quan trọng cho đoán đọc ảnh. Có hai phương pháp hiển thị màu: a) Tổ hợp màu và b) Hiển thị màu giả tạo  Đoán đọc/giải đoán ảnh: Căn cứ vào kích thước, bóng, hình dạng, sắc thái, màu sắc, kết cấu , khuôn mẫu và mối quan hệ giữa các đối tượng để nhậ biết và xác định ranh giới các đối tượng  Phân loại ảnh: Gộp tất cả các pixels có đặc điểm quang phổ tương tự nhau và được gán cho/ qui cho cho một đối tượng thể. Có thể chọn một trong 3 phương pháp sau để phân loại: Phân loại có sự giám sát, phân loại không có sự giám sát và phương pháp tổng hợp.  Đánh giá kết quả phân loại ảnh: Đánh giá độ chính xác của phân loại ảnh như độ chính xác chung, độ chính xác của nhà sản xuất, độ chính xác của người sử dụng và chỉ tiêu thống kê Kappa. c) Nếu kết quả được chấp nhận, chuyển kết quả sang phần mềm chuyên dụng GIS để tạo bản đồ thành quả 14.1 Ưu nhược điểm của phân loại ảnh viễn thám theo phương pháp có sự giám sát và không có sự giám sát. (4 điểm) Phân loại không có sự giám sát Phân loại có sự giám sát Ưu điểm -Giảm sai số -Tránh được sự ưu tiên các vùng -Phân ra theo từng loại riêng biệt -Khống chế được từng loại -Khống chế được tổng số loại -Phân loại theo mẫu phân loại lựa chọn A BA A B A B A B A B C A B C [...]... lý trong lâm nghiệp là gì (GIS) ? ( 2 điểm) -Mô tả dữ liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS) trả lời câu hỏi “ ở đâu”, phân tích dữ liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS) trả lời câu hỏi “ Tại sao” -Dữ liệu (không gian và thuộc tính) nhập vào cơ sở dữ liệu cho phép mô tả bằng số được thu nhận từ phân tích mô hình không gian, và từ phân tích, phối hợp các lớp bản đồ 20.2 Tổng quan về chức năng phân tích GIS. .. cho rằng GIS được định nghĩa như là một Cơ sở dữ liệu ( 4 điểm) -Hệ thống thông tin địa lý liên quan đến việc áp dụng cơ sở dữ liệu, nhưng có một sự khác nhau quan trọng, tất cả các thông tin ở một GIS được liên kết trong một phạm vi không gian -Cơ sở dữ liệu GIS sử dụng phạm vi địa lý như là những phương diện khởi đầu để phục hồi và tiếp cận thông tin -Theo Smith và đồng nghiệp 1989 cho rằng: GIS là... nào là phù hợp nhất cho tổ chức cơ sở dữ liệu GIS trong lâm nghiệp Tại sao? ( 6 điểm) -Có ba mô hình dữ liệu được sử dụng để tổ chức cơ sở dữ liệu: 1) mô hình phân cấp, 2) mô hình lưới và 3) mô hình quan hệ Mô hình phân cấp Mô hình lưới Mô hình quan hệ Ưu điểm -Đơn giản và dễ dàng -Thuận lợi trong -Cấu trúc đơn giản, mền và nhanh chóng tiếp cận liên kết dẻo trong xử lý và dễ dàng số liệu -Khắc phục được... lại dễ dàng sử dụng Điều quan trọng hơn cả, mô hình quan hệ được hình thức hoá toán học tốt, gần gủi với nghệ thuật làm mô hình phức tạp về mối quan hệ không gian do đó nó được nghiên cứu, phát triển và được nhiều kết quả lý thuyết cũng như ứng dụng trong thực tiễn 18 18.1 Hãy làm rõ chức năng liên kết của GIS trong lâm nghiệp ( 6 điểm) Chức năng liên kết bao gồm: - Xác định rõ các nguyên tố không gian... của phần mềm chuyên dụng GIS trong lâm nghiệp (8 điểm)  Thành phần và chức năng của phần mềm chuyên dụng GIS: gồm 6 thành phần a) Hệ thống số hóa cung cấp các công cụ nhập và thao tác dữ liệu -Sử dụng bàn số hóa để chuyển bản đồ giấy sang dạng bản đồ số để xây dựng cơ sở dữ liệu không gian -Sử dụng thiết bị scanner để quét bản đồ sau đó dùng các chức năng số hóa của phần mềm GIS để chuyển dữ liệu từ... thông tin về sinh vật học và kinh tế xã hội Bước 3: Sử dụng GIS để xác định ranh giới vườn quốc gia Bước 4: Sử dụng mô hình GIS để phân chia các vùng chức năng và xác định vùng đệm của vườn quốc gia Bản chất của áp dụng GIS: Phân tích số liệu không gian (chồng bản đồ, mô hình GIS, đo và tính toán diện tích) và nghiên cứu 16 16.1 Trình các bước trong phân loại ảnh viễn thám (5 điểm) Bước 1: Xác định các... phần mềm chuyên dụng GIS có chức năng ưu việt về phân tích dữ liệu không gian và thuộc tính, mô hình hóa địa hình và làm bản đồ chuyên đề ( 2 điểm) -Một trong các phần mềm chuyên dụng GIS sau có ưu việt trong phân tích không gian và thuộc tính và mô hình hóa địa hình: ARC/info (ESRI)/ArcView (ESRI)/Genamap(Genasys) /Microstation /SPANS (Tydac technologies ) -Phần mềm chuyên dụng GIS sau có ưu việt làm... sở dữ liệu mà trong đó hầu hết số liệu không gian được lập thành bảng và một bộ thủ tục các hoạt động để trả lời những câu hỏi truy vấn về tính nguyên vẹn của số liệu không gian trong cơ sở dữ liệu -Theo quan điểm Stan Aronoff 1989, ông định nghĩa GIS như là một bộ cụng cụ dựa trên cơ sở sử dụng máy tính để phục hồi và thao tác dữ liệu tham khảo địa lý 17.2 Mô hình để tổ chức dữ liệu trong cơ sở dữ... pixels trong cùng một nhóm dựa trên các giá trị của mỗi pixel - Phương pháp phân loại không có sự giám sát được chia ra làm 2 loại: Phân loại K-mean và phân loại ISODATA 15.2 Tại sao phải đánh giá độ chính xác của phân loại ảnh và bản đồ thành quả làm từ GIS (2 điểm) - Để cho người sử dụng biết được số liệu phân loại ảnh tin cậy/tốt đến mức nào - Nâng cao chất lượng thông tin trên bản đồ - So sánh các... nhập vào cơ sở dữ liệu cho phép mô tả bằng số được thu nhận từ phân tích mô hình không gian, và từ phân tích, phối hợp các lớp bản đồ 20.2 Tổng quan về chức năng phân tích GIS trong lâm nghiệp (8 điểm) Chức năng phân tích chính của GIS phân ra làm 3 loại: 2)Duy trì và phân tích số liệu không gian -Chuyển đổi dạng fornat -Chuyển đổi dạng hình học -Chuyển đổi giữa các phép chiếu bản đồ -Điều chỉnh đường . ĐÁP ÁN THI KẾT THÚC HỌC PHẦN Tên học phần: GIS TRONG LÂM NGHIỆP Mã học phần: LNGH2132 Số tín chỉ: 2 1.1 Hãy nêu những quan niệm khác nhau về GIS (6 điểm) a) GIS được định. về sự thay đổi hiện trạng sử dụng đất Lâm nghiệp Câu 2. 2.1 Hãy nêu các thành phần chính của một GIS trong lâm nghiệp (8 điểm) Nhiều tác giả cho rằng một GIS bao gồm có 4 thành phần: a) Phần. toán thống kê GIS thường được làm trong hoạt động phục hồi như xác định vùng ảnh hưởng/ vùng đệm, các thuộc tính sẽ được thay đổi khi sử dụng các thuật toán GIS 6.2 Nguồn dữ liệu của GIS trong