Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý

1. Sự hình thành và phát triển của HTTTĐL

Trong những năm đầu thập kỉ 60 (1963-1964) các nhà khoa học ở Canada đã cho ra đời hệ thông tin địa lý. Hệ thống thông tin địa lý kế thừa mọi thành tựu trong ngành bản đồ cả về ý tưởng lẫn thành tựu của kỹ thuật bản đồ. Hệ thông tin địa lý bắt đầu hoạt động cũng bằng việc thu thập dữ liệu theo định hướng tuỳ thuộc vào mục tiêu đặt ra.

Bên cạnh Canada, nhiều trường đại học ở Mỹ cũng tiến hành nghiên cứu và xây dựng Hệ thông tin địa lý. Trong các Hệ thông tin địa lý được tạo ra cũng có rất nhiều hệ không tồn tại được lâu vì nó được thiết kế cồng kềnh mà giá thành lại cao. Lúc đó người ta đặt lên hàng đầu việc khắc phục những khó khăn nảy sinh trong quá trình xử lý các số liệu đồ họa truyền thống. Họ tập trung giải quyết vấn đề đưa bản đồ, hình dạng, hình ảnh, số liệu vào máy tính bằng phương pháp số để xử lý các dữ liệu này. Tuy kỹ thuật số hóa đã được sử dụng từ năm 1950 nhưng điểm mới của giai đoạn này chính là các bản đồ được số hóa có thể liên kết với nhau để tạo ra một bức tranh tổng thể về tài nguyên thiên nhiên của một khu vực. Từ đó máy tính được sử dụng và phân tích các đặc trưng của các nguồn tài nguyên đó, cung cấp các 3 thông tin bổ ích, kịp thời cho việc quy hoạch. Việc hoàn thiện một Hệ thông tin địa lý còn phụ thuộc vào công nghệ phần cứng mà ở thời kỳ này các máy tính IBM 1401 còn chưa đủ mạnh. Giai đoạn đầu những năm 60 của thế kỷ trước đánh dấu sự ra đời của Hệ thông tin địa lý chủ yếu được phục vụ cho công tác điều tra quản lý tài nguyên. Đến giữa thập kỷ 60 thì Hệ thông tin địa lý đã phát triển, có khả năng phục vụ công tác khai thác và quản lý đô thị như DIME của cơ quan kiểm toán Mỹ, GRDSR của cơ quan thống kê Canada,… Năm 1968, Hội địa lý quốc tế đã quyết định thành lập Uỷ ban thu thập và xử lý dữ liệu địa lý.

Trong những năm 70 ở Bắc Mỹ đã có sự quan tâm nhiều hơn đến việc bảo vệ môi trường và phát triển Hệ thông tin địa lý. Cũng trong khung cảnh đó, hàng loạt yếu tố đã thay đổi một cách thuận lợi cho sự phát triển của Hệ thông tin địa lý, đặc biệt là sự giảm giá thành cùng với sự tăng kích thước bộ nhớ, tăng tốc độ tính toán của máy tính. Chính nhờ những thuận lợi này mà Hệ thông tin địa lý dần dần được thương mại hóa. Đứng đầu trong lĩnh vực thương mại phải kể đến các cơ quan, công ty: ESRI, GIMNS, Intergraph…. Chính ở thời kỳ này đã xảy ra “loạn khuôn dạng dữ liệu” và vấn đề phải nghiên cứu khả năng giao diện giữa các khuôn dạng. Năm 1977 đã có 54 Hệ thông tin địa lý khác nhau trên thế giới. Bên cạnh Hệ thông tin địa lý, thời kỳ này còn phát triển mạnh mẽ các kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám. Một hướng nghiên cứu kết hợp Hệ thông tin địa lý và viễn thám được đặt ra và cùng bắt đầu thực hiện.

Thập kỷ 80 được đánh dấu bởi các nhu cầu sử dụng Hệ thông tin địa lý ngày càng tăng với các quy mô khác nhau. Người ta tiếp tục giải quyết những tồn tại của những năm trước mà nổi lên là vấn đề số hóa dữ liệu: sai số, chuyển đổi khuôn dạng… Thời kỳ này có sự nhảy vọt về tốc độ tính toán, sự mềm dẻo trong việc xử lý dữ liệu không gian. Thập kỷ này được đánh dấu bởi sự nảy sinh các nhu cầu mới trong ứng dụng Hệ thông tin địa lý như: Khảo sát thị trường, đánh giá khả thi các phương án quy hoạch, sử dụng tối ưu các nguồn tài nguyên, các bài toán giao thông, cấp thoát nước… Có thể nói đây là thời kỳ bùng nổ Hệ thông tin địa lý.

Những năm đầu của thập kỷ 90 được đánh dấu bằng việc nghiên cứu sự hoà nhập giữa viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý. Các nước Bắc Mỹ và châu Âu gặt hái được nhiều thành công trong lĩnh vực này. Khu vực châu Á – Thái Bình Dương cũng đã thành lập được nhiều trung tâm nghiên cứu viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý. Rất nhiều hội thảo quốc tế về ứng dụng viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý được tổ chức nhằm trao đổi kinh nghiệm và thảo luận về khả năng phát triền các ứng dụng của công nghệ Hệ thống thông tin địa lý

2. Định nghĩa hệ thống thông tin địa lý (GIS)

GIS là từ viết tắt của cụm từ Geographic Information System nghĩa là hệ thống thông tin địa lý.

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin, được hình thành vào những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh mẽ trong những năm gần đây.

Ngày nay, GIS là công cụ trợ giúp quan trọng trong nhiều hoạt động kinh tế – xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. GIS có khả năng cho phép các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân…đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế – xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin trên bản đồ tạo ra tính nhất quán trên cơ sở tọa độ của các dữ liệu đầu vào. Với những ưu điểm đó người ta đã đưa ra những khái niệm về hệ thống thông tin địa lý (HTTTĐL).

Có rất nhiều quan niệm khác nhau khi định nghĩa về HTTTĐL như sau:

– HTTTĐL là một hệ thống thông tin bao gồm một số hệ thống thông tin con (Subsytem) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành những thông tin có ích (theo định nghĩa của Calkin và Tomlisnon,1977) .

– HTTTĐL là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính để thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị không gian. (Theo định nghĩa của National Center for Information and Analyis, 1988) .

– HTTTĐL là một tập hợp các tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm, máy tính, dữ liệu địa lý và con người được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích và kết xuất (theo định nghĩa của ESRI).

Về tổng quát, sự phát triển của công nghệ thông tin đã dẫn đến sự phát triển song song tự động hoá công tác thu thập, phân tích, trình bày dữ liệu trong nhiều lĩnh vực rộng lớn như trắc địa – bản đồ, địa chất, quy hoạch phát triển, môi trường… Do đó có nhiều công việc phải xử lý các thông tin liên quan phối hợp trong nhiều chuyên ngành khác nhau nên phải có hệ thống quản lý liên kết dữ liệu từ nhiều nguồn vào khác nhau như bản đồ, ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, các số liệu quan trắc, điều tra khảo sát… Hay nói cách khác là cần phải phát triển một hệ thống các công cụ để thu thập, tìm kiếm, biến đổi và hiển thị các dữ liệu không gian từ thế giới thực nhằm phục vụ những mục đích cụ thể. Tập hợp các công cụ trên đã tạo lập ra Hệ thống thông tin địa lý, đó là hệ thống thể

hiện các đối tượng từ thế giới thực thông qua các dữ liệu cơ bản:

– Vị trí của đối tượng thông qua một hệ toạ độ

– Các thuộc tính của các đối tượng

– Quan hệ không gian giữa các đối tượng

Từ đó HTTTĐL đã được thống nhất quan điểm chung: Đó là một hệ thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý nhằm phục vụ cho mục đích nghiên cứu nhất định. Như vậy với bài biết tổng quan về hệ thống thông tin địa lý giúp chúng ta hình dung một cách tổng quan nhất về HTTTDL