Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý - Chương 3: Dữ liệu Địa lý

93 trang huongle 2770

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý - Chương 3: Dữ liệu Địa lý", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_he_thong_thong_tin_dia_ly_chuong_3_du_lieu_dia_ly.pptx

Nội dung text: Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý - Chương 3: Dữ liệu Địa lý

Chương 3. DỮ LIỆU ĐỊA LÝ Mục tiêu: • Hiểu các khái niệm cơ bản về các thành phần cấu thành GIS, bao gồm các module về phần cứng và phần mềm. • Nắm được quy trình xây dựng một hệ thống thông tin địa lý. 6/15/2021 1
Mục tiêu GiớiGiới thiệuthiệu cáccác mômô hìnhhình dữdữ liệuliệu trongtrong GISGIS Sau bài học này sinh viên có thể: • Mô tả mô hình dữ liệu Vector và cho ví dụ • Mô tả mô hình dữ liệu Raster và cho ví dụ • Mô tả mô hình dữ liệu TIN • Giải thích “topology” • Mô tả các định dạng chính sử dụng trong GIS
Các đối tượng đồ họa • Các đối tượng hiển thị trên bản đồ được gọi là các đối tượng đồ họa hay các đối tượng. • Các đối tượng có thể là tự nhiên hoặc do con người tạo ra nó.
Các đối tượng đồ họa •• VectorsVectors – Points or Nodes – Lines or Arcs – Polygons •• RasterRaster CellsCells oror PixelsPixels – Images – Digital Orthophotography
Các loại dữ liệu GIS •• ImagesImages •• VectorVector •• RasterRaster (GRID)(GRID) •• AttributesAttributes •• TINTIN (Triangulated(Triangulated IrregularIrregular NetworkNetwork) •• AnnotationAnnotation © Paul Bolstad, GIS Fundamentals
Dữ liệu không gian • RASTER • VECTOR • Thế giới thực Source: Defense Mapping School National Imagery and Mapping Agency
Các bản đồ điện tử ở hai định dạng Raster và Vector
Các nguồn dữ liệu Raster Ảnh máy bay Ảnh vệ tinh Các bản đồ quét
Ảnh số trực giao (Digital Orthophotography) • Một ảnh được quét, dùng các công cụ toán học sửa, bỏ đi, dịch chuyển để có các hiệu quả mong muốn đó là các đối tượng luôn hiển thị vuông góc với mặt đất. • Ảnh trực giao cho ta ảnh giống như thực trạng của trái đất. Image Copyright 1993 Nassau County, NY
Các bản đồ dạng Raster (images) • Thiết lập bởi màu sắc của các pixel • Cách đơn giản một mảng các pixel được xếp theo các hàng và các cột • Các Pixel là được tô màu, nhưng không miêu tả các đối tượng một cách rõ ràng • Rasters có thể có giá trị đi kèm. Source: Defense Mapping School National Imagery and Mapping Agency
Đặc điểm của Raster • Trông giống trang bản đồ giấy • Giá thành rẻ và dễ sản xuất • Chạy dễ dàng trên PC • Có sẵn mọi nơi. • Nhược điểm: – Mốc tính toán có hoặc không theo hệ tọa độ WGS84 – Không cho phép tự động loại bỏ chế độ nền hay sự trợ giúp phân tích của máy tính. – Lưu trữ không hiệu quả Source: Defense Mapping School National Imagery and Mapping Agency
Dữ liệu dạng Vector •• MộtMột cáchcách lưulưu trữtrữ thôngthông minhminh dữdữ liệuliệu GIS,GIS, ởở đóđó cáccác đốiđối tượngtượng thếthế giớigiới thựcthực đượcđược miêumiêu tảtả bằngbằng cáccác điểmđiểm (Point),(Point), đườngđường (Line)(Line) vàvà vùngvùng (Polyline).(Polyline). MộtMột đốiđối tượngtượng đượcđược miêumiêu tảtả bởibởi cáccác thuộcthuộc tínhtính vàvà cáccác tọatọa độ.độ. •• VíVí dụ:dụ: –CácCác bảnbản đồđồ sốsố hóahóa –DữDữ liệuliệu GISGIS Source: Defense Mapping School National Imagery and Mapping Agency
Liên kết các thuộc tính và đồ họa • Trong GIS chứa thông tin. GIS kết hợp bản đồ với hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Vì vậy khi phân tích dữ liệu không gian chỉ cần “click” trên đối tượng địa lý và tìm thông tin về nó. Hoặc có thể tryu vấn trong database để tìm thông tin về tất các các đối tượng thỏa mãn điều kiện lọc. • Thông tin về một đối tượng GIS được gọi là thuộc tính (attribute)
Liên kết các thuộc tính với đồ họa • Trong ví dụ này, ngưởi dùng truy vấn chọn ra tất cả các thuộc tính mà được phân loại các gia đình = 210, và các vùng tìm thấy có màu đỏ
Dữ liệu Vector được phân lớp • Features: 1 • 2 • 5 • Line • Points: • Connected Lake • 4 • • Detached 7 6 Area • • Text Spatial Data Analysis 30 30’ N 30 30’ N 040 40’ E 040 50’ E Dữ liệu GIS đặt riêng biệt trên các theme Network Analysis Source: Defense Mapping School National Imagery and Mapping Agency
Sự thay đổi về mô hình •• CóCó thểthể nhìnnhìn thấythấy sựsự kháckhác nhaunhau giữagiữa bảnbản đồđồ giấygiấy vàvà bảnbản đồđồ sốsố (phụ(phụ thuộcthuộc vàovào phầnphần mềm)mềm) •• DatabaseDatabase chocho phépphép truytruy vấnvấn vàvà chọnchọn cáccác layerlayer •• PhóngPhóng toto cáccác chichi tiếttiết •• PhứcPhức tạp,tạp, đắtđắt tiềntiền vàvà tốntốn nhiềunhiều thờithời giangian đểđể làmlàm rara sảnsản phẩmphẩm Source: Defense Mapping School National Imagery and Mapping Agency
Các mô hình dữ liệu Raster và Vector Real World 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 600 1 B G Trees 2 B G G 500 3 B 400 4 B G G Y-AXIS Trees 5 B G G 300 6 B G BK House 7 B G 200 8 B B River 9 B 100 10 B 100 200 300 400 500 600 X-AXIS Miêu tả Raster Miêu tả Vector Source: Defense Mapping School National Imagery and Mapping Agency
Mô hình dữ liệu Vector Dữ liệu GIS được lưu trữ trong các lớp riêng biệt như Point, Line, Polygon
Cấu trúc dữ liệu Vector • Có mối quan hệ giữa các kiểu dữ liệu vector. Mỗi kiểu thường độc lập trên một kiểu khác nhau. Khi miêu tả dữ liệu GIS theo định dạng vector, dữ liệu phải được lưu trữ: Point • Points: là các đối tượng vô hướng có vị trí không gian, miêu tả các đối tượng GIS như vị trí, hoặc cây • Lines: miêu tả đối tượng một chiều, có vị trí, có chiều dài như đường, sông. Lines được tạo Line bởi việc kết nối các điểm với nhau. Một đường bắt đầu và kết thúc tại một điểm gọi là nút (node), và các điểm tạo nên đường gọi là đỉnh (Vertices). • Polygons/Area: miêu tả đối tượng hai chiều, có vị trí, có chiều dài, và có cả chiều rộng như Polygon đường danh giới của cánh đồng, đất đai, hoặc hồ Nó được tạo bởi việc kết nối các đường, điểm bắt đầu của polygon cũng là điểm kết thúc
Points • Point là đối tượng vô hướng có vị trí và thuộc tính thông tin nhưng quá nhỏ để được biểu diễn bằng vùng. • Tỷ lệ bản đồ quyết định một đối tượng là điểm hay không.
Ứng dụng kiểu điểm •• CácCác mẫumẫu đấtđất – Kiểu – PH – Chất gây ôi nhiễm (Contaminants) •• VịVị trítrí cáccác cộtcột đènđèn • Các vị trí xảy ra tai nạn • Các trung tâm – Khối/Đoạn – Địa chỉ – Chủ sở hữu
Các cột đèn
Các trung tâm
Lines or Arcs • Lines là các đối tượng một chiều, có vị trí, có chiều dài nhưng không có vùng như đường, sông. Lines được tạo bởi việc kết nối các điểm với nhau. Một đường bắt đầu và kết thúc tại một điểm gọi là nút (node), và các điểm tạo nên đường gọi là đỉnh (Vertices).
Ứng dụng Lines or Arcs •• ĐườngĐường phốphố •• SôngSông suốisuối – Street Name – Depth – Address Ranges – Quality •• HệHệ thốngthống nướcnước – Flow Rate – Pipe size – Pipe Material – Date Installed
Đường phố
Polygons Polygons là đối tượng hai chiều, có vị trí, có chiều dài, và có cả chiều rộng (hay có diện tích)
Ứng dụng Polygons • Các mảnh đất – ParcelParcel IDID NumberNumber – DimensionsDimensions andand AreaArea • Đường danh giới – TypeType – PermeabilityPermeability • Vùng lũ lụt
Polygons
Polygons
Mô hình dữ liệu Vector KiÓu VÞ trÝ §iÓm 3,2 §êng 1,5; 3,5; 5,7; 8,8; 11,7 Vïng 5,3; 6,5; 7,4; 9,5; 11,3; 8,2; 5,3 • Điểm: Được thể hiện bằng một cặp toạ độ • Đường: Được thể hiện bằng một chuỗi các cặp toạ độ • Vùng: Được thể hiện bằng một chuỗi các cặp toạ độ và cặp toạ độ đầu và cặp toạ độ cuối trùng nhau.
Cấu trúc dữ liệu Vector KiÓu VÞ trÝ §iÓm 3,2 §êng 1,5; 3,5; 5,7; 8,8; 11,7 Vïng 5,3; 6,5; 7,4; 9,5; 11,3; 8,2; 5,3 Điểm: Được thể hiện bằng một cặp toạ độ Đường: Được thể hiện bằng một chuỗi các cặp toạ độ Vùng: Được thể hiện bằng một chuỗi các cặp toạ độ và cặp toạ độ đầu và cặp toạ độ cuối trùng nhau.
Sù thÓ hiÖn d÷ liÖu d¹ng Vector Mçi ®iÓm ®îc thÓ hiÖn b»ng 1 cÆp täa ®é Mçi ®êng thÓ hiÖn b»ng 1 chuçi c¸c cÆp täa ®é Mçi vïng ®îc thÓ hiÖn b»ng 1 chuçi c¸c cÆp täa ®é, cã cÆp täa ®Çu vµ cÆp täa cuèi trïng nhau.
MÔ HÌNH VECTOR • Dữ liệu ở dạng Vector được tổ chức ở 2 mô hình: – Mô hình Spagheti – Mô hình quan hệ không gian Topology
Mô hình dữ liệu Vector Spaghetti • Là mô hình dữ liệu đơn giản, các đối tượng chỉ được lưu trữ bằng các cặp toạ độ. • Thông tin về quan hệ không gian. • Thông tin thuộc tính.
Mô hình dữ liệu Vector Spaghetti • Không mô tả được mối quan hệ không gian giữa các đối tượng, vì thế các phép phân tích, tính toán không gian đều thực hiện khó khăn. • Dữ liệu dạng vùng, đường ranh giới giữa 2 vùng được ghi nhận 2 lần, mỗi lần cho một vùng. • Ưu điểm của mô hình là đơn giản, dễ trình bày, biên tập, in ấn vì vậy vẫn được sử dụng rộng rãi để thành lập bản đồ. • Phần mềm điển hình là Mapinfo.
Mô hình dữ liệu Vector Topology • Là một mô hình phức tạp, các đối tượng được quản lý không chỉ bởi toạ độ mà còn bằng cả mối quan hệ không gian giữa các đối tượng. • Mô tả trọn vẹn các thông tin của các đối tượng không gian bao gồm: – Thông tin về vị trí không gian (Spatial data): Thông tin được thể hiện theo mô hình vector, bằng các tọa độ mô tả vị trí, hình dạng, đường biên của các đối tượng. – Thông tin về quan hệ không gian (Relational Spatial data – Topology). Mô hình dữ liệu Topology thể hiện QHKG dưới 3 kiểu quan hệ là: • Liên thông với nhau: thể hiện dưới dạng file đường - điểm nối (Arc -Node topology) • Kề nhau: thể hiện dưới dạng file mô tả đường bao (Polygon-Arc topology) • Nằm trong nhau, phủ nhau.
Mô hình dữ liệu Vector Topology - Thông tin về vị trí trong không gian + Dữ liệu không gian các đối tượng vùng là một tập các đối tượng đường định nghĩa đường bao vùng và một điểm nhãn. + Điểm nhãn nằm trong đối tượng vùng có ý nghĩa để xác định cho vùng này.
Mô hình dữ liệu Vector Topology -Thông tin về quan hệ không gian + Dữ liệu không gian các đối tượng vùng là một tập các đối tượng đường định nghĩa đường bao vùng và một điểm nhãn. + Mô hình Topology dùng các quan hệ không gian để định nghĩa các đặc tính không gian của các đối tượng Các quan hệ không gian Các đặc tính không gian Mỗi một đường (arc) có điểm bắt đầu và Độ dài của đường. kết thúc tại điểm nút (node). Hướng đường (Directionality). Các đường (arc) nối với nhau tại các điểm Tính liên tục (Connectivity) nút (node). Các đường (arc) nối với nhau tạo thành Tính tạo vùng đường bao của vùng (polygon). (Diện tích vùng, chu vi vùng) Các đường tham gia định nghĩa vùng ở cả Tính kề nhau hai bên : phải và trái. (Adjacency or contiguity)
Mô hình dữ liệu Vector Topology Đầu, cuối giao của đường Tính liên tục Tính kề nhau Tính tạo vùng
Mô hình dữ liệu Vector Topology Áp dụng mô hình topology khi xây dựng CSDL không gian - Đường ranh giới tạo thành đường bao thửa đất luôn đảm bảo tính khép kín tuyệt đối về toạ độ. Sai Sai Đúng - Các đường ranh giới thửa không được phép giao nhau, phải luôn cắt nhau tại đầu hoặc cuối đường ( tại điểm nút NODE). Đ Sai úng
DỮ LIỆU KHÔNG GIAN CHUẨN Cơ sở dữ liệu chuẩn là dữ liệu không còn lỗi như: bắt quá, bắt chưa tới, vùng chưa khép . Sai §óng
Dữ liệu thuộc tính Là thông tin cho phép miêu tả một thực thể đã được trình bày ở đối tượng đồ họa.
Dữ liệu thuộc tính Thông tin về đối tượng đồ họa •• MỗiMỗi phầnphần thôngthông tintin thuộcthuộc tínhtính liênliên quanquan tớitới mộtmột phầnphần đốiđối tượngtượng đồđồ họahọa •• CácCác trườngtrường thuộcthuộc kiểukiểu dữdữ liệuliệu truyềntruyền thốngthống củacủa CSDLCSDL •• ImagesImages •• PhotosPhotos •• VideoVideo
Liên kết các thuộc tính Courtesy Village of Garden City
Mô hình dữ liệu Raster • Dữ liệu GIS được lưu trữ dưới dạng lưới các ô (cells) hay pixel •Ảnh viễn thám, ảnh quét (scanner) luôn ở dạng Raster
Dữ liệu Raster •• TậpTập dữdữ liệuliệu GISGIS – Về sử dụng đất/Độ bao phủ đất – Các Chỉ số thực vật – Sự ổn định đất •• ẢnhẢnh sốsố – Ảnh về các tòa nhà – Khung cảnh các tai họa – Sự thiệt hại mùa vụ – Các hình ảnh về sự vận động •• ẢnhẢnh trựctrực giaogiao – Các ảnh trên không đã được chỉnh sửa
Dữ liệu Raster • Là một mảng hai chiều các ô (pixel). Mỗi ô có chiều cao và chiều rộng cố định và cùng kích thước, trải trên một hình chữ nhật.
Bảng dữ liệu thuộc tính • Rasters có giá trị số nguyên các ô định (số lượng các ô cùng giá trị) được ghi trong bảng dữ liệu thuộc tính. Mỗi bản ghi thuộc tính là duy nhất với mỗi giá trị của ô. • Bạn có thể thêm các trường tới bảng dữ liệu
Các kiểu dữ liệu miêu tả trong ô • Dữ liệu được lưu trữ trong raster có thể được phân loại một trong các loại sau: – Dữ liệu tên (Nominal data): dữ liệu được phân loại theo tên. – Dữ liệu số thứ tự (Ordinal data): dữ liệu được phân loại theo tên và khoảng giá trị. – Khoảng dữ liệu (Interval data): sắp xếp theo thứ tự số và có các khoảng khác nhau có ý nghĩa. – Dữ liệu tỷ lệ (Ratio data)
Các kiểu dữ liệu miêu tả trong ô
Các kiểu dữ liệu miêu tả trong ô • Kiểu Nominal và Ordinal dùng miêu tả theo các phân loại khác nhau, là cách tốt nhất miêu tả các ô dữ liệu kiểu integer. • Kiểu Interval và Ratio mô tả các giá trị liên tiếp, dùng với các ô dữ liệu là kiểu real.
PIXEL (PICTURE ELEMENT) PIXEL là đơn vị nhỏ nhất trong ảnh. Cơ sở hệ thống GIS là raster, thông tin thuộc tính có thể được khởi gán tới mỗi pixel.
Cách biểu diễn Raster • Raster có thể có một hoặc nhiều nhãn. Giá trị của mỗi ô có thể mang các giá trị khác nhau. Có một vài cách để hiển thị raster với giá trị của ô. – Hiển thị nhãn đơn (single-band) – Hiển thị nhãn bội (multi-band)
Hiển thị nhãn đơn
Hiển thị nhãn bội
Cấu trúc dữ liệu Raster • Ma trận các ô bằng nhau
Vấn đề về độ phân giải WHEAT APPLES WHEAT APPLES HAY HAY
Raster và Vector • Phải được cân nhắc kỹ – TínhTính rờirời rạcrạc củacủa thựcthực thểthể đangđang mômô tảtả – ỨngỨng dụngdụng mongmong đợiđợi (Các(Các chứcchức năng)năng) – NguồnNguồn dữdữ liệuliệu – QuanQuan tâmtâm sựsự lưulưu trữtrữ • Độ phân giải • Màu sắc
Một câu hỏi đặt ra:” Định dạng nào là tốt Mô hình Raster nhất mô tả các đối tượng trong GIS, raster hay vector”. Câu trả lời là một trong hai hoặc cả hai. Đó là, dùng một và Vector trong hai mô hình dữ liệu là tốt nhất trong mỗi trường hợp hoặc cả hai mô hình đều thực hiện các vai trò nhất định trong GIS. Trong ví dụ, nguồn dữ liệu vector miêu tả đường bờ biển xuất hiện có nhiều chi tiết hơn, và độ chính xác lớn hơn. Dữ liệu Vector có thể lưu trữ thông tin trong nhiều định dang hơn dữ liệu Raster, và cũng làm việc tốt với đối tượng thuộc về chiều dài như luồng các mạng. Tuy nhiên, các mô hình dữ liệu Raster rất tốt miêu tả thông tin liên tục trong tự nhiên như nhiệt độ nơi mà giá trị nhiệt độ có thể khác với nơi liền kề. Source: Defense Mapping School National Imagery and Mapping Agency
Vector – Những ưu điểm và nhược điểm • Thuận lợi – MiêuMiêu tảtả tốttốt thựcthực tếtế – GắnGắn kếtkết nhiềunhiều cấucấu trúctrúc dữdữ liệuliệu – TopologyTopology cócó thểthể đượcđược mômô tảtả trongtrong mạngmạng – ĐồĐồ họahọa chínhchính xácxác • Nhược điểm – CấuCấu trúctrúc dữdữ liệuliệu phứcphức tạptạp – MôMô phỏngphỏng khókhó khănkhăn – MộtMột vàivài phânphân tíchtích khôngkhông giangian làlà khókhó khănkhăn hoặchoặc khôngkhông thểthể thithi hành.hành.
Raster – Ưu điểm và nhược điểm • Ưu điểm – Cấu trúc dữ liệu đơn giản – Dễ phủ lên nhau – Có nhiều kiểu phân tích không gian khác nhau – Không thay đổi kích thước và hình dáng – Công nghệ rẻ • Nhược điểm – Số lượng lớn dữ liệu – Không đẹp – Thay đổi hệ quy chiếu là khó khăn – Tỷ lệ khác nhau giữa các lớp có thể là cơn ác mộng – Có thể mất thông tin ở những vùng giao nhau
Các phương pháp nén dữ liệu Raster • Mục đích: Giảm kích thước lưu trữ. • Có các phương pháp: – Phương pháp nén theo đường biên vùng (Chain Code) – Phương pháp nén theo hàng cột (Run-length code) – Phương pháp nén theo khối (Block code) – Phương pháp nén cây tứ phân (Quadtree code)
Phương pháp nén theo đường biên vùng (Chain Code) 0 1 3 2 • Các đường biên của các vùng được thể hiện bằng hàng liên tục các vectơ đơn vị theo hướng 4 phương, được qui ước bằng các số: hướng Đông = 0, Bắc = 1 Tây = 2 Nam = 3. • Ví dụ trên nếu ta bắt đầu từ cell của hàng 0 theo chiều kim đồng hồ ta sẽ có dãy giá trị sau thể hiện biên của vùng theo mã 1: 02,3,0,1 ,03,32,2,34,02,32,23,1,22,1,22,12,02,32,22,12
Phương pháp nén theo đường biên vùng (Chain Code) • Ưu điểm: – Là phương pháp nén dữ liệu raster hiệu quả. – Dễ dàng tiến hành tính chu vi và diện tích, nhận biết lồi lõm, thay đổi hướng đột ngột. • Nhược điểm: – Khó khăn trong phân tích chồng xếp. – Dư thừa dữ liệu vì đường biên lưu trữ hai lần.
Phương pháp nén theo hàng cột (Run- length code) • Các điểm trên mỗi đơn Hàng Cột vị bản đồ được lưu trữ theo hàng từ trái qua phải • Hàng 1: 2,3 5,7 từ cell đầu đến cell cuối. • Hàng 2: 2,7 • Hàng 3: 4, 6 • Hàng 4: 4, 6 • Hàng 5 : 2, 6 • Hàng 6: 2, 6 • Hàng 7: 4, 8 • Hàng 8: 6, 8
Phương pháp nén theo hàng cột (Run-length code) • Ưu điểm: – Thích hợp cho việc lưu trữ dữ liệu trong máy tính có bộ nhớ ít. • Nhược điểm: – Khó khăn trong quá trình xử lý và phân tích dữ liệu.
Phương pháp nén theo khối (Block code) • Ví dụ trên có thể viết dưới dạng nén block code 2n x 2n như sau: – 7 block 1 đơn vị ô vuông – 7 block 4 đơn vị ô vuông • Phương pháp này có hiệu quả với các vùng có diện tích lớn và hình dạng các đường biên đơn giản, có thể kiểm tra sự co giãn về hình dạng của vùng.
Phương pháp nén cây tứ phân (Quadtree code)
Phương pháp nén cây tứ phân (Quadtree code) Thể hiện sự chia liên tục của dạng ma trận 2n x 2n thành dạng cây 4 nhánh ưu điểm của phương pháp nén hình cây: - Dễ tính toán diện tích chu vi của các vùng có hình dạng chuẩn - Có thể giam bớt sự lưu trũ với các độ phân giải khác nhau Nhược điểm : - Khó khăn cho việc chọn các mô hình, giải pháp - Một vùng có thể chia thành rất nhiều phần gây khó khăn cho việc truy nhập DL
TIN(Triangulated Irregular Network) • TIN là một mô hình dữ liệu được sử dụng để miêu tả các đối tượng ba chiều. Các điểm miêu tả bởi các giá trị x,y,z. Dùng các phương thức tính toán hình học, các điểm được kết nối vào nhau gọi là phép đạc tam giác. Các đường của các tam giác gọi là các cùng và miền phía trong gọi là bề mặt (facet)
TIN(Triangulated Irregular Network) • Mô hình TIN có một vài điểm phức tạp hơn dạng Point, Line, Polygon trong mô hình Vector, hay mô hình Raster, nó thực sự hữu ích miêu tả độ cao. • Ví dụ thể hiện lợi ích của TIN: – Lưới Raster có thể thể hiện toàn bộ bề mặt của miền địa lý. – Nếu chúng ta muốn hiển thị chi tiết thì ta phải chia lưới này thành các ô nhỏ hơn -> nhưng với một bề mặt tương đối bằng phẳng -> tốn bộ nhớ – Với TIN chúng ta không phải dùng nhiều điểm trên miền bằng phẳng, nhưng cũng có thể thêm nhiều điểm ở vùng dốc nơi chúng ta muốn hiển thị nhiều chi tiết hơn.
Cấu trúc dữ liệu TIN • Cấu trúc dữ liệu TIN dựa trên hai phân tử cơ bản: – Các điểm với giá trị x,y,z – Các cung nối các điểm này. • Phép đạc tam giác TIN thỏa mãn theo tiêu chuẩn Delaunay Tiêu chuẩn Delaunay Vòng tròn ngoại tiếp không chứa một nút của bất kỳ phần tử nào khác. Vòng tròn ngoại tiếp của một tam giác là vòng tròn đi qua các đỉnh.
Các thành phần TIN q TIN là một tập hợp các tam giác liền kề, không bị chồng nhau. q ArcGIS hỗ trợ cả hai mô hình độ cao: TIN and lattice (lưới). •• NodesNodes •• EdgesEdges •• TrianglesTriangles •• HullHull •• TopologyTopology
Các thành phần TIN q Nodes: làlà cơcơ sởsở xâyxây dựngdựng cáccác khốikhối củacủa TIN.TIN. CácCác nútnút bắtbắt đầuđầu từtừ cáccác điểmđiểm vàvà cáccác đỉnhđỉnh cung chứa từ các nguồn dữ liệu nhâp vào. q Edges: MỗiMỗi nútnút đượcđược nốinối vớivới nútnút gầngần nhấtnhất theotheo tiêutiêu chuẩnchuẩn Delaunay.Delaunay. MỗiMỗi cungcung cócó haihai nút nhưng môt nút có thể có hai hoặc nhiều cung. q Triangles: MỗiMỗi bềbề mặtmặt tamtam giácgiác miêumiêu tảtả mộtmột phầnphần củacủa bềbề mặtmặt TINTIN q Hull (bao): đượcđược hìnhhình thànhthành bớibới mộtmột hoặchoặc nhiềunhiều polygonpolygon baobao gồmgồm toàntoàn bộbộ tậptập dữdữ liệuliệu các điểm sử dụng xây dựng nên TIN. Các Polygon Hull định nghĩa vùng nội suy của TIN q Topology: làlà cấucấu trúctrúc hìnhhình họchọc củacủa TINTIN địnhđịnh nghĩanghĩa mốimối quanquan hệhệ giữagiữa cáccác nút,nút, cáccác cungcung và mối quan hệ giữa các tam giác liền kề. •• TrongTrong ARC/INFO,ARC/INFO, TINTIN đượcđược lưulưu trữtrữ trongtrong mộtmột thưthư mụcmục gồmgồm cáccác file.file. TuyTuy nhiên,nhiên, TINTIN khôngkhông baobao chứachứa vàvà khôngkhông kếtkết hợphợp vớivới filefile thôngthông tintin (INFO).(INFO). ThưThư mụcmục TINTIN chứachứa 77 filefile baobao gồmgồm thôngthông tintin vềvề bềbề mặtmặt TIN.TIN. CácCác filefile nàynày đượcđược mãmã hóahóa theotheo dạngdạng nhịnhị phânphân vàvà khôngkhông đọcđọc đượcđược ởở chếchế độđộ hiểnhiển thịthị vănvăn bản.bản.
Chú giải (Annotation) Là văn bản (text) hoặc nhãn (labels) vẽ trên bản đồ mà miêu tả hoặc nhận diện một đối tượng hoặc thêm thông tin khác tới bản đồ
Chú giải (Annotation) •• TextText – Thông tin được đặt trên bản đồ cung cấp thêm thông tin về một đối tương đồ họa. •• KýKý hiệuhiệu (Symbols)(Symbols) – Là cách thức mà các đối tượng đồ họa hiển thị trong GIS
Ký hiệu (Symbols) Các ký hiệu giúp nhận diện các đặc điểm và cung cấp thông tin về chúng. q c , P X
Annotation, Symbology, and Text Courtesy Village of Garden City
Vấn đề về tỷ lệ trong đối tượng mô tả •• PhụPhụ thuộcthuộc vàovào tỷtỷ lệlệ mômô tả,tả, mộtmột đốiđối tượngtượng cócó thểthể nhậnnhận nhiềunhiều mẫumẫu kháckhác nhaunhau – Buildings • Vẽ công trình công cộng – building outline • USGS Quad Sheet – point location – City • USGS Quad Sheet – Polygon of city boundary • Rand McNally Map – Point representing city location
Topology Tập hợp dữ liệu số miêu tả rõ ràng các đối tượng liền kề, chứa trong nhau và tính liên tục giữa các đối tượng bản đồ mà có thể lưu trữ và thao tác trên máy tính.