Phần mềm gis là gì? Ứng dụng khoa học vào thực tiễn

1. Phần mềm gis là gì?

1.1. Khái niệm

Phần mềm gis được viết tắt Geographic Information Systems là hệ thống thông tin địa lý. Đây là một công cụ trên máy tính giúp con người thu thập, lưu trữ, hiển thị và kiểm tra các thông tin, dữ liệu từ các vị trí khác nhau trên bề mặt Trái Đất.

1.2. Phân biệt phần mềm GIS với GPS

Hầu hết mọi người đều biết đến phần mềm GPS là một phần mềm định vị. Khi nhắc đến phần mềm GIS mọi người thường nhầm sang phần mềm GPS. 

Phần mềm GPS là một phần mềm giúp con người định vị vị trí trên bản đồ thế giới. Trong khi GIS lại là một phần mềm giúp con người thu thập, lưu trữ thông tin, dữ liệu, tạo lập bản đồ. GIS có nhiệm vụ chia sẻ vị trí địa lý và tạo lập bản đồ cụ thể để quản lý.

1.3. Sự phát triển của phần mềm gis

1.3.1. Phần mềm gis trong quá khứ

Phần mềm gis là một trong những công trình được nghiên cứu vào đầu thế kỷ XX bởi giáo sư Roger Tomlinson tại Canada. Sau đó phần mềm gis được sử dụng phổ biến trên nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam thông qua các dự án hợp tác quốc tế vào những năm 80. Gis có nguồn gốc hình thành từ các ngành khoa học: địa lý, bản đồ, tin học và toán học để tạo ra các bản đồ chuyên đề. 

Phần mềm gis trải qua 4 giai đoạn để có được một hệ thống thông tin địa lý như hiện tại. Mỗi một giai đoạn đều cho thấy sự phát triển của phần mềm từ sơ khai đến khi được mọi người biết đến và cuối cùng được sử dụng rộng rãi. Nhờ vào sự phát triển của công nghệ sản xuất máy tính điện tử mà các bản thiết kế bản đồ từ việc sử dụng trên giấy đã chuyển qua vẽ trên máy tính mà phần mềm gis đã trở thành một công cụ hỗ trợ trong việc lưu trữ, truy vấn và hiển thị không gian từ thế giới hiện thực vào quá trình vẽ bản đồ.

1.3.2.  Phần mềm gis hiện tại

GIS cung cấp cho mọi người khả năng tạo các lớp bản đồ kỹ thuật số của riêng họ để giúp giải quyết các vấn đề trong thế giới thực. GIS cũng đã phát triển thành một phương tiện để chia sẻ và cộng tác dữ liệu, truyền cảm hứng cho một tầm nhìn hiện đang nhanh chóng trở thành hiện thực — một cơ sở dữ liệu GIS liên tục, chồng chéo và tương thích của thế giới, về hầu như tất cả các đối tượng. Ngày nay, hàng trăm nghìn tổ chức đang chia sẻ công việc của họ và tạo ra hàng tỷ bản đồ mỗi ngày để kể những câu chuyện và tiết lộ các mẫu, xu hướng và mối quan hệ về mọi thứ.

1.3.3. Phần mềm gis trong tương lai

Với sự chuyển dịch sang web và điện toán đám mây, cũng như tích hợp với thông tin thời gian thực qua Internet of Things, GIS đã trở thành một nền tảng phù hợp với hầu hết mọi nỗ lực của con người - một hệ thần kinh của hành tinh. Khi thế giới của chúng ta phải đối mặt với các vấn đề như gia tăng dân số, mất mát thiên nhiên và ô nhiễm, GIS sẽ ngày càng đóng một vai trò quan trọng trong cách chúng ta hiểu và giải quyết những vấn đề này và cung cấp một phương tiện để truyền đạt các giải pháp bằng cách sử dụng ngôn ngữ lập bản đồ chung.

2.  Vai trò của phần mềm gis

Phần mềm gis được sử dụng với các mục đích phân tích. Việc phân tích địa lý ở khu vực này so với các khu vực khác có những điểm khác nhau như thế nào và từ đó đưa ra những thuận lợi và khó khăn của vùng này sẽ ảnh hưởng như thế nào đến vạn vật trên trái đất.

Ngoài ra phần mềm gis còn là phần mềm để theo dõi các biến đổi trên bề mặt trái đất và những hiện tượng xảy ra trên trái đất.

Việc phân tích không gian địa lý để làm rõ các mối quan hệ phức tạp của chúng thì các doanh nghiệp hoặc chính phủ có thể đưa ra:

Trong kinh doanh thị trường bán lẻ: Các lựa chọn thích hợp và hiệu quả cho việc mở rộng các đầu tư mặt bằng trong kinh doanh. Bên cạnh đó còn tạo cho khách hàng những trải nghiệm thú vị thông qua ứng dụng sử dụng phần mềm gis tại các cửa hàng bán.

Trong ngành môi trường: phần mềm gis được sử dụng để quản lý, đánh giá các hệ thống cây xanh, cáp điện trên các con đường đã hợp lý và tối ưu cho các hoạt động khác đang diễn ra trên đường. Đặc biệt GIS còn là trợ thủ đắc lực trong quá trình phân tích nguyên nhân các biến đổi khí hậu, các tình trạng gây ra hạn hán, cháy rừng, lũ lụt,... hay còn được dùng để xác định tâm bão sẽ xảy ra ở khu vực địa lý nào để cảnh báo người dân kịp thời chuẩn bị và ứng phó.

Trong lĩnh vực nông nghiệp, phần mềm GIS sẽ hỗ trợ quản lý đất đai và thực hiện phân tích để phát triển hệ thống tưới tiêu hiệu quả, kiểm tra nguồn nước sử dụng trong nông nghiệp xem có chứa các chất gây ảnh hưởng đến chất lượng nông sản không. 

3. Các thành phần của phần mềm gis

Thành phần để tạo nên phần mềm gis sẽ có 5 yếu tố: Phần cứng, phần mềm, dữ liệu, người dùng và phương pháp.

Hardware là phần của hệ thống máy tính, mạng công việc máy tính và các thiết bị ngoại vi hỗ trợ việc xuất nhập dữ liệu. 

Phần mềm cung cấp các chức năng để lưu trữ dữ liệu, phân tích và hiển thị các dữ liệu địa lý.

Dữ liệu Gis là những dữ liệu không gian địa lý trên bề mặt trái đất kết hợp với các dữ liệu thuộc tính khác để đưa ra các lưu trữ và quản lý dữ liệu.

Nếu các yếu tố như phần cứng, phần mềm, dữ liệu mà không có sự xuất hiện của người dùng thì nó cũng trở thành thứ vô dụng. Các kỹ năng sử dụng của con người sẽ giúp phần mềm gis phát huy các công dụng triệt để trong các ngành khác nhau. Phần mềm gis được phát triển bởi con người và cũng chính con người là người sử dụng chúng để đáp ứng vào các hoàn cảnh khác nhau.

Phương pháp: Phần mềm gis là một hệ thống thông tin địa lý được sử dụng với đa dạng mục đích và hoàn cảnh khác nhau. Chính vì vậy người dùng cần phải lựa chọn kỹ càng và đưa ra các thiết kế hệ thống phù hợp. Một phần mềm gis hiệu quả thì cần có người quản lý tốt và người sử dụng cũng có kỹ năng tốt, đây là mối quan hệ song hành giữa công tác quản lý và người sử dụng phần mềm gis.

4. Các loại phần mềm gis truyền thống

Hệ thống thông tin địa lý GIS bao gồm nhiều loại sản phẩm và được nhóm thành các lớp sau:

Ứng dụng GIS trên máy tính để bàn: Dạng phần mềm truyền thống, được phát triển đầu tiên cho máy tính lớn và máy tính mini, sau đó là máy trạm Unix và bây giờ là máy tính cá nhân. Một chương trình GIS trên máy tính để bàn cung cấp một bộ đầy đủ các khả năng, mặc dù một số chương trình được mô-đun hóa với các phần mở rộng có thể được mua riêng.

Ứng dụng GIS máy chủ: Một chương trình chạy trên máy chủ từ xa, xử lý nhiều hoặc tất cả các chức năng ở trên, nhận yêu cầu và cung cấp kết quả qua World Wide Web. Do đó, máy khách thường truy cập các khả năng của máy chủ bằng trình duyệt web bình thường. Phần mềm máy chủ ban đầu tập trung đặc biệt vào lập bản đồ web, chỉ bao gồm giai đoạn đầu ra, nhưng GIS máy chủ hiện tại cung cấp đầy đủ các chức năng. Phần mềm máy chủ này là cốt lõi của các nền tảng dựa trên đám mây hiện đại như ArcGIS Online .

Thư viện không gian địa lý: Một thành phần phần mềm cung cấp một tập hợp các chức năng được tài liệu hóa tập trung, mà các nhà phát triển phần mềm có thể kết hợp vào các chương trình của riêng họ. Trong các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng hiện đại như JavaScript và Python, chúng thường được đóng gói dưới dạng các lớp với giao diện lập trình ứng dụng được tài liệu hóa (API).

Một phần mềm gis vô cùng hữu hiệu cho hầu hết các ngành trên thị trường, nó giúp việc phân tích không gian trên bề mặt trái đất trở nên dễ dàng để từ đây đưa ra các đánh giá và lựa chọn phù hợp với mục đích sử dụng. Trong bài viết trên chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn phần mềm gis là gì và cũng hy vọng những thông tin đó sẽ giúp ích cho bạn.