Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) được sử dụng trong nhiều ứng dụng như quản lý thiên tai, quy hoạch đô thị, quản lý môi trường và giao thông vận tải. GIS phục vụ các ứng dụng này thông qua dữ liệu. Hai loại dữ liệu chính được sử dụng trong GIS là cấu trúc dữ liệu raster và vector, mỗi loại có tập hợp các đặc điểm và ứng dụng riêng biệt.
Trong bài viết này, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu về tổng quan các loại dữ liệu GIS, sự khác biệt và lợi thế của chúng trong bài viết này nhé!
Mục lục nội dung:
I. Các loại dữ liệu của GIS
Dữ liệu GIS thể hiện thông tin không gian và các thuộc tính của các đối tượng địa lý. Việc trực quan hóa, phân tích và diễn giải dữ liệu này giúp các chuyên gia GIS giải mã các mối quan hệ, mô hình và xu hướng của một không gian nhất định. cấu trúc dữ liệu raster và vector là hai loại dữ liệu chính. Tuy nhiên, chúng thể hiện thông tin nói trên theo những cách khác nhau, hãy cùng tìm hiểu các loại dữ liệu này thực sự là gì:
| CÁC LOẠI DỮ LIỆU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) | |
| DỮ LIỆU RASTER | DỮ LIỆU VECTOR |
| Dữ liệu được biểu diễn dưới dạng lưới các ô hoặc pixel, mỗi ô hoặc pixel có một giá trị cụ thể. | Dữ liệu được biểu diễn dưới dạng điểm, đường và đa giác. |
| Cấu trúc dữ liệu bao gồm các ô theo định dạng ma trận (hàng và cột). | Cấu trúc dữ liệu bao gồm các hình dạng hình học (tọa độ và đỉnh). |
| Yêu cầu lưu trữ dữ liệu raster lớn hơn do lưới có độ phân giải cao. | Yêu cầu lưu trữ dữ liệu vectơ có kích thước nhỏ hơn; tùy thuộc vào độ phức tạp của hình dạng. |
| Dữ liệu raster thường kém chính xác hơn vì độ chính xác phụ thuộc vào độ phân giải. | Dữ liệu vectơ chính xác hơn vì nó sử dụng tọa độ chính xác. |
| Dữ liệu raster thường được sử dụng để tạo mô hình bề mặt và dữ liệu hình ảnh. | Dữ liệu vector được sử dụng để lập bản đồ đường sá, sông ngòi, v.v. |
| Các định dạng phổ biến của dữ liệu raster là TIFF, JPEG, PNG,… | Các định dạng phổ biến của dữ liệu vectơ là SHP, GeoJSON, KML,… |
II. Dữ liệu vector
Việc biểu diễn thế giới như vậy, bao gồm các điểm, đường và đa giác, được gọi là dữ liệu vector của GIS. Dữ liệu này được tạo ra bằng cách số hóa dữ liệu cơ sở và chủ yếu được sử dụng trong các trường hợp cần biểu diễn các đối tượng rời rạc như tòa nhà, đường xá và ranh giới hành chính. Một trong những ưu điểm lớn nhất của dữ liệu vector là độ chính xác cao với khả năng lưu trữ một loạt thông tin thuộc tính.
Bây giờ bạn đã hiểu rõ về dữ liệu vectơ, hãy cùng khám phá các thành phần của nó.
Hình học của dữ liệu vector
Hình học đầu tiên của dữ liệu vector là các điểm. Những điểm này đại diện cho một vị trí duy nhất và có một cặp tọa độ xác định vị trí của nó. Trong GIS, các chuyên gia sử dụng điểm để biểu diễn vị trí của các đối tượng như thảm cỏ, trường học và cây cối, giao thông,….
Dạng hình học thứ hai của dữ liệu vectơ là đường thẳng (còn được gọi là polyline, vì vậy đừng nhầm lẫn khi sử dụng các thuật ngữ này thay thế). Chúng là một chuỗi các điểm được kết nối biểu diễn các đặc điểm tuyến tính. Trong GIS, các chuyên gia sử dụng đường thẳng để mô tả các đặc điểm như sông, đường và đường ống. Hơn nữa, hai đặc tính đáng chú ý nhất của đường thẳng là độ dài.
Dạng hình học thứ ba và cũng là dạng cuối cùng của tập dữ liệu vector là đa giác. Khi các đường thẳng nối nhau tạo thành một hình khép kín, chúng tạo ra đa giác. Các chuyên gia GIS sử dụng chúng để biểu diễn công viên, hồ nước và ranh giới bất động sản. Hai đặc tính đáng chú ý nhất của đa giác là diện tích và chu vi.
Ưu điểm của dữ liệu vectơ
Dữ liệu vectơ mang lại nhiều lợi ích cho các chuyên gia. Ưu điểm đầu tiên và quan trọng nhất là độ chính xác. Bằng cách nắm bắt chính xác hình dạng và ranh giới, dữ liệu vector mang lại độ chính xác cao trong các đặc điểm địa lý. Ưu điểm thứ hai của dữ liệu vectơ là khả năng lưu trữ thông tin thuộc tính phong phú cho từng đặc điểm; điều này cho phép bạn thực hiện phân tích và truy vấn chi tiết.
Về mặt chiếm dụng không gian lưu trữ, dữ liệu vector đã được chứng minh là hiệu quả hơn dữ liệu raster. Điều này đặc biệt hữu ích khi bạn biểu diễn các đối tượng rời rạc.
Dữ liệu vector được sử dụng để lập bản đồ và phân tích cơ sở hạ tầng đô thị, quy hoạch và sử dụng đất. Tương tự, đường bộ, đường sắt và tuyến đường cũng được thể hiện và phân tích hiệu quả bằng dữ liệu vector.
III. Dữ liệu Raster
Khi các đặc điểm địa lý được thể hiện thông qua một lưới các ô hoặc pixel, chúng ta gọi đó là dữ liệu raster. Mỗi ô trong lưới có một giá trị tương ứng với một thuộc tính cụ thể, chẳng hạn như nhiệt độ, độ cao hoặc độ che phủ đất. Nếu dự án của bạn liên quan đến việc thể hiện một hiện tượng liên tục, dữ liệu raster nên là lựa chọn tối ưu.
Giống như dữ liệu vector, dữ liệu raster cũng có các thành phần riêng, chúng ta hãy cùng tìm hiểu nhanh về chúng.
Các thành phần của dữ liệu Raster
Hai thành phần đầu tiên của dữ liệu raster là ô (cell) và điểm ảnh (pixel), là những đơn vị thông tin nhỏ nhất trong dữ liệu raster. Cả hai thuật ngữ này thường được sử dụng thay thế cho nhau để mô tả dữ liệu raster, bao gồm cả hình ảnh. Mỗi ô (cell) hoặc điểm ảnh (pixel) mang các thuộc tính về chiều và giá trị. Điều quan trọng cần lưu ý là độ phân giải không gian của dữ liệu raster phụ thuộc vào kích thước của ô; ô càng nhỏ thì độ phân giải càng cao.
Thành phần quan trọng thứ ba của dữ liệu raster là dải tần. Dữ liệu raster thường có nhiều dải tần và mỗi dải tần đại diện cho một thuộc tính hoặc biểu đồ dữ liệu khác nhau. Ví dụ hoàn hảo là ảnh vệ tinh bao gồm nhiều dải tần cho các phần khác nhau của phổ điện từ.
Ưu điểm của dữ liệu Raster
Ưu điểm đầu tiên của dữ liệu raster là dễ tạo ra vì nó thể hiện các hiện tượng liên tục (và đây cũng là ưu điểm thứ hai). Từ hai đặc điểm đầu tiên, đặc điểm thứ ba xuất hiện: cấu trúc dạng lưới của dữ liệu raster giúp đơn giản hóa việc xử lý và phân tích dữ liệu.
Khi tiến hành các loại phân tích không gian khác nhau – phân tích lớp phủ, tính toán khoảng cách hoặc phân tích bề mặt – dữ liệu raster là lựa chọn hoàn hảo và được ưu tiên.
Cấu trúc dữ liệu Raster
Lưới ô: Bố cục cơ bản của GIS dữ liệu raster là một lưới bao gồm các hàng và cột. Mỗi ô đại diện cho một vị trí địa lý và chứa một giá trị cụ thể đại diện cho một thuộc tính nhất định.
Kích thước ô (Độ phân giải): Mỗi ô kích thước xác định độ phân giải của dữ liệu raster. Với kích thước ô nhỏ hơn, độ phân giải sẽ cao hơn, cho phép hiển thị thông tin chi tiết hơn. Ngược lại, kích thước ô lớn hơn mang lại độ phân giải thấp hơn, tập trung vào các xu hướng và mô hình rộng hơn.
Giá trị ô: Giá trị của mỗi ô đại diện cho thuộc tính quan tâm. Khi xem xét dưới góc độ cảm biến từ xa, các giá trị có thể là:
- Số nguyên: Biểu diễn dữ liệu phân loại như loại hình sử dụng đất. Ví dụ: giá trị ô có thể biểu diễn một khu rừng, một vùng nước hoặc một khu vực đô thị.
- Số dấu chấm động: Biểu diễn dữ liệu liên tục, ví dụ: độ cao hoặc nhiệt độ – trong đó mỗi ô chứa một giá trị số biểu diễn thuộc tính của một vị trí cụ thể.
IV. So sánh cấu trúc dữ liệu Raster và Vector
| Đặc trưng | Vector | Raster |
| Độ chính xác | Xuất sắc về độ chính xác và độ tin cậy | Độ chính xác thấp hơn do cấu trúc dạng lưới |
| Khối lượng dữ liệu | Dữ liệu chuyên sâu hơn | Dữ liệu hiệu quả |
| Khả năng phân tích | Lý tưởng cho phân tích mạng, mô hình hóa tôpô và đo lường chính xác | Phù hợp hơn cho phân tích bề mặt, hoạt động phủ lớp và mô hình hóa các hiện tượng liên tục |
| Hình dung | Cung cấp hình ảnh trực quan rõ ràng về các đặc điểm địa lý | Xuất sắc trong việc trực quan hóa dữ liệu liên tục |
| Tích hợp | Được sử dụng cùng với raster để tận dụng thế mạnh của cả hai kiểu dữ liệu | Được sử dụng cùng với vector để tận dụng thế mạnh của cả hai kiểu dữ liệu |
Cả hai cấu trúc dữ liệu raster và vector đều có vai trò quan trọng trong hệ thống thông tin địa lý, mỗi loại dữ liệu phù hợp với từng mục đích và phân tích riêng biệt. Việc hiểu rõ đặc điểm và ưu nhược điểm của từng loại giúp chuyên gia GIS lựa chọn công cụ phù hợp, tối ưu hóa hiệu quả trong quản lý, phân tích và trực quan hóa không gian địa lý. Hy vọng bài viết đã cung cấp cái nhìn toàn diện để bạn ứng dụng thành công vào các dự án GIS của mình. Nếu cần hỗ trợ thêm về kỹ thuật hay triển khai, đừng ngần ngại liên hệ để được tư vấn chi tiết hơn.
Nếu bạn có nhu sử dụng công nghệ GIS ứng dụng cho lĩnh vực của doanh nghiệp bạn hãy liên hệ ngay với eKMap để được hỗ trợ nhanh nhất.
>>Xem thêm tài liệu khác:
So sánh giữa nhà khoa học dữ liệu GIS với lập trình viên GIS
Hệ thống GIS là gì? Top 5 lợi ích của hệ thống GIS
Kiến thức về hệ thống thông tin địa lý GIS đầy đủ và chi tiết nhất
Thông tin liên hệ
CÔNG TY CỔ PHẦN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ EK
- Hotline: 091 276 5656
- Email: marketing@ekgis.com.vn
- Website: https://ekgis.com.vn/
- Fanpage: https://www.facebook.com/eKGIS
- Youtube: https://www.youtube.com/@eKMap_GIS-GeoAIServices
- Văn phòng Hà Nội: Khu văn phòng tầng 3, toà nhà CT1, Khu nhà ở Bộ Công An, đường Phạm Văn Đồng, phường Đông Ngạc, Hà Nội
- Văn Phòng HCM: Tầng 6 Tòa nhà Parami, 140 Bạch Đằng, P.2, Q. Tân Bình, TP. HCM
