GIS là gì? Ứng dụng thực tế của GIS

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống máy tính để thu thập, lưu trữ, kiểm tra và hiển thị dữ liệu liên quan đến các vị trí trên bề mặt Trái đất. GIS có thể hiển thị nhiều loại dữ liệu khác nhau trên một bản đồ, chẳng hạn như đường phố, tòa nhà và thảm thực vật. Điều này cho phép mọi người dễ dàng nhìn thấy, phân tích và hiểu các mô hình và mối quan hệ hơn. Để hiểu rõ hơn GIS là gì và các vấn đề liên quan, mời bạn cùng Việt Thanh Group tìm hiểu qua bài viết!

1. GIS là gì?

GIS là viết tắt của Geographic Information System, tức là Hệ thống Thông tin Địa lý. Đây là một hệ thống máy tính để thu thập, lưu trữ, kiểm tra và hiển thị dữ liệu liên quan đến các vị trí trên bề mặt Trái đất. GIS có thể hiển thị nhiều loại dữ liệu khác nhau trên một bản đồ, chẳng hạn như đường phố, tòa nhà và thảm thực vật. Điều này cho phép mọi người dễ dàng nhìn thấy, phân tích và hiểu các mô hình và mối quan hệ hơn.

Các ứng dụng của GIS rất đa dạng, bao gồm quản lý tài nguyên tự nhiên, lập bản đồ đô thị, quản lý hệ thống giao thông, dự báo thảm họa tự nhiên, quản lý môi trường và nhiều lĩnh vực khác. GIS giúp tăng cường khả năng phân tích và quản lý thông tin không gian, mang lại lợi ích lớn trong việc đưa ra quyết định chiến lược và phát triển bền vững.

2. Lịch sử phát triển của GIS

Lịch sử phát triển của Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) bắt đầu từ những giai đoạn sớm của khoa học địa lý và địa chất. Dưới đây là một số điểm quan trọng trong lịch sử phát triển của GIS:

• Những năm 1950 – 1960: Các nền tảng sơ bộ của GIS bắt đầu phát triển trong giai đoạn này với sự xuất hiện của máy tính. Roger Tomlinson, một nhà địa lý người Canada, được coi là “cha đẻ của GIS” với công việc của ông trong việc phát triển hệ thống GIS đầu tiên để quản lý tài nguyên tự nhiên của Canada.
• Thập kỷ 1970: Các hệ thống GIS tiếp tục phát triển, đặc biệt trong lĩnh vực quốc phòng và quản lý tài nguyên. Trong giai đoạn này, nhiều tổ chức và cơ quan chính phủ bắt đầu sử dụng GIS để xử lý dữ liệu địa lý và tạo bản đồ.
• Thập kỷ 1980: Sự phát triển của máy tính cá nhân và các phần mềm GIS thân thiện với người dùng như ARC/INFO (Esri) đã đưa GIS trở nên phổ biến hơn và truy cập được hơn cho nhiều người. Công nghệ GPS cũng được tích hợp vào GIS, mở ra khả năng thu thập dữ liệu vị trí trực tiếp từ trường.
• Thập kỷ 1990: Sự kết hợp của Internet và GIS đã tạo ra một cuộc cách mạng mới, khiến cho thông tin địa lý trở nên dễ dàng truy cập hơn qua các dịch vụ trực tuyến và ứng dụng web. Esri ra mắt ArcGIS, một trong những phần mềm GIS phổ biến nhất và mạnh mẽ nhất đến nay.
• Thập kỷ 2000 – Hiện tại: Công nghệ GIS tiếp tục phát triển nhanh chóng, với sự xuất hiện của các công nghệ mới như mobile GIS, cloud GIS và machine learning trong phân tích dữ liệu địa lý. Các ứng dụng của GIS mở rộng sang nhiều lĩnh vực, từ y tế đến quản lý thiên nhiên và từ quản lý đô thị đến giáo dục.

Tổng cộng, lịch sử phát triển của GIS thể hiện sự tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ và ứng dụng, làm cho GIS trở thành một công cụ quan trọng và không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

3. Các thành phần cơ bản của GIS

Các thành phần cơ bản của Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) bao gồm nhiều yếu tố khác nhau, từ dữ liệu đến phần mềm và phần cứng. Dưới đây là một số thành phần chính của GIS:

• Dữ liệu Địa lý (Geographic Data): Đây là thành phần quan trọng nhất của GIS. Dữ liệu địa lý bao gồm mọi thông tin có liên quan đến vị trí trên trái đất. Có hai loại dữ liệu chính:
  • Dữ liệu Vector: Biểu diễn dữ liệu bằng các điểm, đường và vùng. Đối tượng vector có thể được mô tả bằng các đối tượng điểm, đường và vùng.
  • Dữ liệu Raster: Biểu diễn dữ liệu bằng lưới ô vuông (pixel), giống như một hình ảnh. Dữ liệu raster thường được sử dụng cho hình ảnh vệ tinh và dữ liệu độ cao.
• Phần mềm GIS (GIS Software): Đây là các ứng dụng và công cụ mà người sử dụng sử dụng để nhập, xử lý, phân tích và hiển thị dữ liệu địa lý. Một số phần mềm GIS nổi tiếng bao gồm:
  • ArcGIS (Esri): Một trong những phần mềm GIS phổ biến nhất, cung cấp nhiều công cụ và ứng dụng đa dạng.
  • QGIS: Một phần mềm GIS mã nguồn mở, miễn phí và mạnh mẽ.
• Google Earth: Dịch vụ trực tuyến cung cấp trải nghiệm thám hiểm địa lý với hình ảnh vệ tinh và 3D.
• Phần cứng GIS (GIS Hardware): Bao gồm máy tính, máy in, máy quét, GPS và các thiết bị khác cần thiết để thu thập, lưu trữ và xử lý dữ liệu địa lý.
• Người sử dụng (GIS Users): Các chuyên gia địa lý, nhà địa lý, nhà quy hoạch, kỹ sư môi trường, nhà nghiên cứu và người làm việc trong nhiều lĩnh vực khác sử dụng GIS để nắm bắt thông tin không gian và đưa ra quyết định.
• Phương tiện Truyền thông (GIS Data Communication): Các phương tiện truyền thông như Internet, mạng máy tính và công nghệ truyền dẫn dữ liệu địa lý cho phép người sử dụng chia sẻ và truy cập thông tin địa lý một cách dễ dàng.
• Ngôn ngữ và Tiêu chuẩn (GIS Languages and Standards): Các ngôn ngữ lập trình như Python thường được sử dụng để tùy chỉnh và tự động hóa các quy trình trong GIS. Tiêu chuẩn dữ liệu địa lý như định dạng Shapefile cũng quan trọng để đảm bảo tương thích giữa các hệ thống khác nhau.

Tất cả các thành phần này hoạt động cùng nhau để tạo ra một hệ thống thông tin địa lý mạnh mẽ có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

>>> Xem thêm:

Beidou là gì? Tổng quan về hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Bắc Đẩu

Kinh tuyến trục là gì? Kinh tuyến trục các tỉnh tại Việt Nam mới nhất

4. Ứng dụng thực tế của GIS

Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) có rất nhiều ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của GIS:

Lập bản đồ số

Dữ liệu GIS có thể được sử dụng để phân tích dữ liệu một cách trực quan nhất trong công tác lập bản đồ số. Thông qua thông tin GIS để thu thập, quản lý và phân tích dữ liệu liên quan đến không gian bằng cách sử dụng bản đồ và cảnh 3D. Google Maps là một ví dụ về ứng dụng của GIS trong lập bản đồ số rõ ràng nhất mà người dùng có thể sử dụng cho mục đích điều hướng hàng ngày.

Tìm kiếm và quản lý thửa đất

Dữ liệu GIS về không gian được chính truyền địa phương sử dụng khá nhiều để tìm kiếm và quản lý thửa đất, thay thế cho hồ sơ giấy tờ truyền thống. GIS cũng được sử dụng để bảo trì, bảo dưỡng các công trình giao thông và quản lý các tình huống khẩn cấp trên khu vực.

Ứng dụng trong khảo sát địa hình

GIS còn được kết hợp với hệ thống định vị vệ tinh toàn đầu (GNSS) với máy GPS 2 tần số RTK để khảo sát vị trí các đối tượng trên Trái Đất, giúp ước tính diện tích, tỷ lệ cho công tác xây dựng bản đồ số.

Quản lý Đô thị

• Xây dựng và quản lý bản đồ đô thị
• Đánh giá tình trạng hạ tầng đô thị
• Quản lý thông tin về đất đai và quy hoạch đô thị

Môi trường và Bảo vệ Tự nhiên

• Giám sát sự thay đổi của môi trường.
• Đánh giá và dự báo nguy cơ thiên tai.
• Quản lý và theo dõi vùng quốc gia hay khu vực đặc biệt (ví dụ: công viên quốc gia).

Ngành Nông nghiệp

• Quản lý đất đai và giám sát môi trường nông nghiệp.
• Dự báo sản lượng và phân phối nguồn lực nông nghiệp.
• Tổ chức thông tin về cảnh báo dịch bệnh cây trồng.

Quản lý Tài nguyên Nước

• Đánh giá và quản lý nguồn nước ngầm và nguồn nước mặt.
• Theo dõi chất lượng nước và xử lý nước thải.
• Dự báo hạn hán và quản lý tài nguyên nước.

Giáo dục và Nghiên cứu:

• Dùng để học và giảng dạy trong lĩnh vực địa lý và môi trường.
• Hỗ trợ nghiên cứu địa lý, địa chất, sinh thái học và các lĩnh vực khác.

Quản lý rủi ro và khẩn cấp

• Dự báo và đánh giá rủi ro thiên tai và thiên nhiên khác.
• Quản lý thông tin đối phó với tình huống khẩn cấp.
• Theo dõi và đánh giá hậu quả của thảm họa.

Trên đây là những thông tin về GIS là gì và các vấn đề liên quan. Mời bạn tham khảo thêm các sản phẩm máy GPS RTK hỗ trợ hiệu quả công tác khảo sát, lập bản đồ với GIS.