Hệ thống thông tin địa lý tiếng anh là Geographic Information System và được gọi tắt là GIS. GIS là một loạt các phương pháp thu thập và thu thập dữ liệu không gian trên máy tính, xây dựng nó như một cơ sở dữ liệu, quản lý, tìm kiếm, phân tích, tích hợp, hiển thị và truyền tải. Nói một cách đơn giản thì đây là một hệ thống cho phép xem và phân tích dữ liệu cùng với thông tin vị trí.
GIS có nguồn gốc từ hệ thống CGIS của Canada, được phát triển vào những năm 1960 để quản lý đất đai. Người sáng lập, R. Thomlinson, được xem là "cha đẻ của GIS". Ban đầu, GIS chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng thực tiễn. Tuy nhiên, từ những năm 1980, GIS đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu học thuật, với sự ra đời của các tạp chí và trung tâm nghiên cứu chuyên ngành. Tại Nhật Bản, trận động đất Hanshin-Awaji năm 1995 đã thúc đẩy sự phát triển của GIS khi các nhà khoa học sử dụng công nghệ này để đánh giá thiệt hại và hỗ trợ công tác cứu trợ.
Có thể thấy, Google Maps cũng là một loại GIS. Nhờ vào ứng dụng này, bạn có thể tìm vị trí và giờ làm việc của một nhà hàng trên bản đồ, tìm kiếm các tuyến đường ở đó và kiểm tra thông tin tắc nghẽn đường bộ.
Tìm hiểu thêm: Tối Ưu Hóa Dự Án BIM Với GIS
Khi nhắc đến GIS, công dụng đầu tiên của nó là thể hiện thông tin vùng địa lý trên bản đồ.
Ví dụ: nếu bạn muốn tìm vị trí của một cửa hàng tiện lợi, thì việc tìm kiếm bằng địa chỉ cũng hơi khó khăn. Việc hiển thị trên GIS sẽ giúp người dùng hiểu dễ dàng và tìm kiếm nhanh chóng hơn.
Ví dụ: Dữ liệu về nhiệt độ mặt biển khi được hiển thị trên GIS sẽ tạo ra các bản đồ nhiệt, giúp ta dễ dàng nhận thấy các vùng nước ấm, lạnh và các khu vực có sự thay đổi nhiệt độ đột ngột. Từ đó, chúng ta có thể suy ra các hiện tượng như dòng hải lưu, khu vực tập trung sinh vật biển, và thậm chí dự đoán các hiện tượng thời tiết cực đoan.
Trong GIS, nhiều lớp dữ liệu khác nhau có thể được chồng lên nhau dựa trên thông tin vị trí, tạo thành một bản đồ nhiều lớp. Điều này cho phép chúng ta phân tích các mối quan hệ phức tạp giữa các yếu tố địa lý.
Ví dụ: Bằng cách chồng lớp dữ liệu về vị trí các cửa hàng tiện lợi lên lớp dữ liệu dân số, chúng ta có thể trực quan hóa mật độ cửa hàng tiện lợi trên mỗi đơn vị dân số. Thông tin này rất hữu ích trong việc lập kế hoạch mở cửa hàng mới, xác định các khu vực có nhu cầu cao và đánh giá hiệu quả cạnh tranh.
Việc trực quan hóa dữ liệu trên bản đồ không chỉ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa các yếu tố địa lý mà còn mở ra nhiều khả năng phân tích sâu hơn.
Một trong những kỹ thuật phân tích phổ biến là tạo vùng đệm. Vùng đệm là khu vực bao quanh một đối tượng (điểm, đường hoặc diện tích) với một khoảng cách nhất định.
Ví dụ: Chúng ta có thể tạo vùng đệm xung quanh các trường học để xác định các khu vực dân cư trong bán kính 1km. Điều này giúp đánh giá khả năng tiếp cận của học sinh đến trường hoặc xác định các địa điểm phù hợp để xây dựng các tiện ích công cộng khác.
Tìm hiểu thêm: Giá Trị Của BIM, Digital Twins Và Geospatial Technology: Bộ Ba Trong Vòng Đời Vận Hành Toàn Diện Của Tòa Nhà Và Cơ Sở Hạ Tầng
Phương pháp này chia một không gian thành các vùng, mỗi vùng được liên kết với một điểm dữ liệu (ví dụ: một trường học, một trạm xe buýt) sao cho mọi điểm trong một vùng nhất định gần với điểm dữ liệu đó hơn bất kỳ điểm dữ liệu nào khác. Có thể dễ dàng phân chia bằng cách nối những điểm chính bằng đường thẳng, chia phần diện tích thành những đường vuông góc. Trong thực tế, cũng có thể phân tích thêm số người có thể tiếp cận để xây dựng mô hình cơ sở phù hợp.
Ước tính mật độ hạt nhân (Kernel Density Estimation - KDE)" là một phương pháp thống kê được sử dụng để ước tính khả năng xảy ra của một sự kiện tại các vị trí khác nhau trên bản đồ, dựa trên các điểm đã biết mà sự kiện đó đã xảy ra. Chẳng hạn, khi trực quan hóa các điểm sự kiện tội phạm trên bản đồ như minh họa và áp dụng phương pháp ước tính mật độ hạt nhân (KDE), ta có thể dự báo khu vực có mật độ sự kiện tội phạm cao. Trong lĩnh vực y tế, việc xây dựng bản đồ phân bố bệnh dựa trên vị trí các ca bệnh là một ứng dụng điển hình khác.
Ước tính mật độ hạt nhân là một kỹ thuật thống kê dùng để ước lượng hàm mật độ xác suất của một biến ngẫu nhiên dựa trên một mẫu dữ liệu hữu hạn (trong trường hợp này là các điểm sự kiện tội phạm).
Phân tích Network là một công cụ quen thuộc trong cuộc sống hiện đại, giúp chúng ta tìm đường đi ngắn nhất hay lựa chọn tuyến đường tối ưu. Bạn có thể hình dung nó như một tấm bản đồ, nơi các thành phố là các điểm nút, còn đường xá là các đường nối. Lý thuyết đồ thị, nền tảng toán học của phân tích mạng, cho phép chúng ta mô hình hóa và phân tích các hệ thống phức tạp này một cách hiệu quả. Trong GIS, các giao lộ của đường là các điểm và các đoạn (đường). Giữa chúng là các liên kết và các giá trị được thêm vào các đoạn theo khoảng cách và tắc nghẽn, giúp có thể tìm kiếm tuyến đường ngắn nhất.
Tái tạo khung cảnh là hiển thị lại hướng nhìn của điểm hiện tại kết hợp với những thông tin về độ cao, thông tin vật thể như rừng, đồng ruộng, khu dân cư, v.v.
Ví dụ: Lúc tổ chức phát triển quy mô khu dân cư thì lúc xem xét những khu vực xung quanh là một điều quan trọng.
GIS đã và đang trở thành một công cụ không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống, từ quy hoạch đô thị đến quản lý tài nguyên thiên nhiên. Khả năng hiển thị thông tin địa lý một cách trực quan, phân tích mối quan hệ giữa các yếu tố không gian, và dự đoán các xu hướng tương lai đã giúp GIS đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề xã hội và kinh tế.
Bạn đang gặp khó khăn trong việc triển khai BIM cho dự án của mình? Bạn cần hỗ trợ để tối ưu hóa quy trình BIM? Hay bạn muốn nâng cao kiến thức về BIM và các công nghệ liên quan? Đừng lo lắng, BIMCAD Vietnam luôn sẵn sàng đồng hành cùng bạn!
Tham khảo tại: Sorabatake
