Introduction to
GIS & Remote Sensing
Surajit Phuphak
Ubon Ratchathani University
What is a geographic information
system (GIS)?
an information system for inputting, storing,
retrieving, manipulating, analyzing and
outputting geographically referenced data to
support decision making for planning and
management of land use, natural resources,
environment, transportation, urban facilities,
and other administrative records.
Key components of GIS
Computer system
Geospatial data
Maps, aerial photographs,
satellite images, statistical tables
Hardware & software for
data capture, storage,
processing, analysis,
display etc.
Users
Design standards, updating,
analysis & implementation
Computer system: Hardware
เป็ นอุปกรณ์ตา่ งๆที่ใช้ กบั โปรแกรม GIS อุปกรณ์นี ้รวมถึงอุปกรณ์ที่ใช้ ในการ
นาเข้ า การประมวลผล และการแสดงผลข้ อมูล และผลิตผลลัพธ์ของการ
ทางาน เช่น
computer
Digitizer, scanner, GPS
Plotter, printer
Computer system: Software
คือโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ที่ใช้ ในการจัดการข้ อมูลในระบบ GIS เช่น
 Idrisi
 Arc/Info เป็ นโปรแกรมที่ทางานได้ ทงั ้ บนเครื่ องที่มีระบบปฏิบต
ั ิการ PC,
UNIX, และ NT version
 ArcView เป็ นโปรแกรมที่ใช้ ในการ Display ข้ อมูล ทังที
้ ่เป็ น Graphic และ
ข้ อมูลเชิงบรรยาย โปรแกรมนี ้สามารถใช้ ในการวิเคราะห์เบื ้องต้ นได้
 R2V เป็ นโปรแกรมที่ใช้ ในการนาเข้ าข้ อมูลโดยวิธีการ Scan/ Vectorize
 ERDAS เป็ นโปรแกรมที่ใช้ ในการแปลและวิเคราะห์ข้อมูล Raster
 PAMAP เป็ นโปรแกรมที่ใช้ งานได้ กบ
ั ข้ อมูล Vector
Geospatial data
Geospatial data
Point Feature
ตำแหน่งพิ กดั ทีไ่ ม่มีขนำดและทิ ศทำง
ข้ อมูลภูมศิ าสตร์ แสดงตามลักษณะภูมิ
ประเทศและตามขนาดมาตราส่ วนของ
แผนที่ ตัวอย่ างเช่ น บนแผนที่มาตราส่ วน
เล็ก อาจเห็นตาแหน่ งหมู่บ้านเป็ นเพียงจุด
(Point) บนพืน้ ที่อาณาเขตจังหวัดที่เป็ นรูป
หลายเหลี่ยม (Polygon) เมื่อแผนที่มาตรา
ส่ วนใหญ่ ขึน้ สามารถแสดงรายละเอียดได้
มากขึน้ อาจเห็น รูปหลายเหลี่ยมของ
ขอบเขตชุมชนเพิ่มจากที่เดิมเป็ นเพียงจุด
พิกัดตาแหน่ ง
Geospatial data
Line Feature
มีระยะและทิ ศทำงระหว่ำงจุดเริ่ มต้น
แนวทำง (Vector) และจุดสิ้ นสุด
ควำมกว้ำง
ไปยังจุด
แต่ไม่มี
a
b
ลานา้ เห็นเป็ นแนวเส้ นบนแผน
ที่มาตราส่ วนเล็ก เมื่อแผนที่มี
มาตราส่ วนใหญ่ ขึน้ อาจเห็น
ความกว้ างของลานา้ เป็ นรู ป
หลายเหลี่ยม (Polygon)
Geospatial data
Polygon Feature
มีระยะและทิ ศทำงระหว่ำงจุดเริ่ มต้น
จุดแนวทำง
(Vector) และจุดสิ้ นสุด
ทีป่ ระกอบกันเป็ นรู ปหลำย
เหลีย่ มมีขนำดพืน้ ที ่ (Area) และเส้นรอบรู ป (Perimeter)
b
c
a
d
บริเวณป่ าไม้ มีขนาดที่สามารถ
แสดงเป็ นรู ปหลายเหลี่ยม
(Polygon Feature) ได้ บนแผนที่
ระดับจังหวัด
Data models
ข้ อมูลแสดงตาแหน่ ง (Spatial data) ของระบบสารสนเทศภูมศิ าสตร์
แบ่ งได้ เป็ น 2 ประเภทคือ Vector และ Raster Z
Y
Vector Data คือข้ อมูลที่ประกอบด้วยจุด
พิกดั ทางแนวราบ (X,Y) และ/หรื อ แนวดิ่ง (Z) หรื อ
Cartesian Coordinate System
X3,y3,(z3)
b
X1,y1,(z1)
a
X1,y1,(z1)
X
X2,y2,(z2) b
c
a
X2,y2,(z2)
X1,y1,(z1)
X3,y3,(z3)
d
X4,y4,(z4)
Data models
Raster Data เป็ นข้ อมูลที่อยู่บนพิกดั รูปตารางแถวนอนและแถวตัง้
ความสามารถแสดงรายละเอียดของข้ อมูลขึ ้นอยู่กบั ขนาดของเซลล์ ณ จุดพิกดั ที่ประกอบ
ขึ ้นเป็ นฐานข้ อมูลแสดงตาแหน่งชุดนัน้ Raster Data มีข้อได้ เปรี ยบในการใช้ ทรัพยากร
ระบบคอมพิวเตอร์ ที่มีประสิทธิภาพดีกว่า ช่วยให้ สามารถทาการวิเคราะห์ได้ รวดเร็ ว
Raster Data อาจแปรรูปมาจากข้ อมูล Vector หรื อแปรจาก Raster ไปเป็ น Vector แต่
Cell
เห็นได้ ว่าจะมีความคลาดเคลื่อนเกิดขึ ้นระหว่างการแปรรูปข้ อมูล
Why is GIS needed?
Geospatial information management with and without GIS
Why is GIS needed?
 Better
maintenance of geospatial data
 Revision & updating are easier
 Geospatial data & information are
easier to search analyze and represent
 More value added product
 Time & cost efficient
 Better decisions can be made
Basic functions of a GIS
Data acquisition & preprocessing digitizing, editing, topology building,
projection transformation, format
conversion, attribute assignment, etc.
Database management &
retrieval
data archival, hierarchical modeling,
relational modeling, attribute query, etc.
Spatial measurement & analysis measurement operations, buffering,
overlay operations, etc.
Graphic output & visualization
Scale transformation, generalization,
Topographic map, statistical map,
3D bird’s eye view, etc.
Basic functions of a GIS
Major areas of GIS applications
Facilities management
• locating underground pipes & cables
• planning facility maintenance
• telecommunication network services
Major areas of GIS applications
Street network
•
•
•
•
car navigation
locating houses & streets
site selection
transportation planning
Major areas of GIS applications
Planning & engineering
• urban & rural planning
• route location of highways
• development of public facilities
Major areas of GIS applications
Environment & natural
resources management
• agricultural crops suitability studies
• management of forests, agricultural
lands, water resources, wetlands, etc.
• environmental impact analysis
• disaster management & mitigation
• Waste facility site selection
Terrain analysis
การวิเคราะห์ลกั ษณะภูมิประเทศ (Terrain Analysis) เป็ นการคานวณโดยอาศัย
แบบจาลองคณิตศาสตร์ ลกั ษณะสูงต่าของภูมิประเทศ (Digital Elevation
Model) ซึง่ ประกอบด้ วย
Terrain analysis
การคานวณพื ้นที่และปริ มาตร (Area and Volume Calculation) การ
คานวณพื ้นที่ขององค์ประกอบภูมิศาสตร์ รูปหลายเหลี่ยมเป็ นความสามารถพื ้นฐานของ
คอมพิวเตอร์ ปริ มาตรการตัด (Cut) และการถม (Fill) คานวณจากพื ้นที่ฐานระนาบคูณด้ วย
ความสูงต่าของภูมิประเทศ
Cut
Cut
Fill
Terrain analysis
การวิเคราะห์มมุ มอง (Visibility Analysis) พื ้นผิวของภูมิประเทศในทิศทาง
ต่างๆจาก จุดสังเกตุการณ์ที่กาหนดตาแหน่งพิกดั และระดับความสูง การวิเคราะห์
ประเภทนี ้ใช้ สาหรับการเฝ้าตรวจการทางทหาร สังเกตุการณ์ไฟป่ า หรื อการก่อสร้ าง
ถาวรวัตถุที่อาจมีผลกระทบต่อทัศนียภาพของชุมชน
ตำแหน่ งสังเกตุกำรณ์ (X, Y, Z)
พืน้ ผิวภูมิประเทศที่มองไม่ เห็น
พืน้ ผิวภูมิประเทศที่มองเห็น
Terrain analysis
วิเคราะห์การไหลของน ้า (Drainage Analysis)
ผ่านผิวดิน (Surface Sheet Flow) จากที่สงู ลงสูท่ ี่ต่า
V
H
% Slope = V / H x100
วิเคราะห์ ความลาดชันของพืน้ ที่ (Slope Analysis) พืน้ ที่มีความลาดชันมากมักไม่
เหมาะสมสาหรับการพัฒนาเนื่องจากมีค่าใช้ จ่ายสูง และมีแนวโน้ มก่ อผลกระทบต่ อ
สิ่งแวดล้ อม พืน้ ที่ลาดชันเชิงเขามักเป็ นดินตืน้ ที่มีความอุดมสมบูรณ์ ต่า
Terrain analysis
การคานวณทิศทางของภูมิประเทศ (Slope Aspect) ว่าพื ้นที่มีการลาดเอียงไปใน
ทิศใด สาหรับบริ เวณซีกโลกที่อยู่เหนือเส้ นศูนย์สตู ร พื ้นที่ลาดเอียงสูท่ ิศใต้ จะมีโอกาส
ได้ รับแสงแดด (Insolation) มากกว่า ซึง่ ช่วยเร่งการเจริ ญเติบโตของพืชพรรณธัญญาหาร
พิจารณาการทอดเงาจากลาแสงของดวงอาทิตย์
ที่ส่องผิวโลก (Hillshade) ซึ่งสามารถกาหนด
วัน เวลาที่ต้องการศึกษา
Data interpretation
เป็ นการแปลความหมายจาก Attribute Data ของชันข้
้ อมูล เช่น
ประเมินศักยภาพทางสินแร่ธาตุของบริ เวณต่างๆด้ วยชนิดของประเภท
ธรณีวิทยา หรื อการประเมินศักยภาพการเพาะปลูกจากข้ อมูลชุดดิน
SOIL_ID SERIES_NO PHYSICAL
2
24 ลาดชัน สู ง
3
2 ลาดชันเล็กน้อย-ปานกลาง
4
2 ลาดชันเล็กน้อย-ปานกลาง
5
6 ราบ-ค่อนข้างราบ
6
17 ราบเรี ยบ
7
3 ลาดชันปานกลาง-สู ง
DEPTH
ตื้น,หิ นโผล่
ลึก
ลึก
ลึก
ลึก
ตื้น-ค่อนข้างตื้น
DESCRIPTIO
เป็ นบริ เ วณที่เ ป็ นดินตื้น มีหินโผล่หรื อโขดหิ นล้วน
มีเ นื้ อดินค่อนข้างหยาบถึงปานกลาง มีการระบายน้ าดี
มีเ นื้ อดินค่อนข้างหยาบถึงปานกลาง มีการระบายน้ าดี
มีเ นื้ อดินเป็ นดินร่ วน มีการระบายน้ าเลว
มีเ นื้ อดินร่ วนถึงร่ วนปนทราย มีการระบายน้ าเลว อยูใ่ นเขตชลประทาน
มีเ ศษหิ น กรวด ลูกรังปะปนในชั้นดิน การระบายน้ าดี-ค่อนข้างเลว
FERTILE
ต่ามาก
ต่า
ต่า
ปานกลาง-ต่า
ปานกลาง-ต่า
ต่า
Buffer
ตัวอย่างเช่น การกาหนดระยะร่นจากแนวถนนเป็ นเขตควบคุมการก่อสร้ าง ระยะต่อมามักจะ
เกิดมีศกั ยภาพในการพัฒนาเนื่องจากสามารถใช้ ประโยชน์จากสาธารณูปโภคที่จดั ไว้ ตาม
แนวถนน เช่น ไฟฟ้า ประปา ระยะที่ห่างออกไปจะมีค่าใช้ จ่ายมากขึ ้น ลดความเหมาะสม
สาหรับการพัฒนาเชิงพาณิชย์ อีกตัวอย่างหนึง่ เช่น การกาหนดพื ้นที่ในรัศมี 1 กิโลเมตรจาก
ที่ตงหรื
ั ้ อรัว้ โรงเรี ยนให้ เป็ นบริ เวณปลอดแหล่งอบายมุข
บริ เวณเหมาะสมสาหรั บการพัฒนาเชิงพาณิชย์
บริ เวณควบคุมการก่ อสร้ าง
บริ เวณควบคุมแหล่ งอบายมุข
รอบโรงเรี ยน
ถนน
Network analysis
ตัวอย่างเช่น การเลือกเส้ นทางที่สะดวกที่สดุ จากจุดหนึง่ ไปสู่
เป้าหมายแห่งเดียวหรื อหลายแห่งบนระบบถนนของเมือง
ความสามารถในการเดินทางขึ ้นอยู่กบั สภาพถนนและปริ มาณ
การจราจรที่มีผลต่อความเร็ วของยานพาหนะ ระยะทางยาวทา
ให้ ใช้ เชื ้อเพลิงและเวลามากขึ ้น แต่การจราจรติดขัดบนระยะทาง
สันอาจใช้
้
เวลาและสิ ้นเปลืองเชื ้อเพลิงใกล้ เคียงกันหรื อแม้ แต่
มากกว่า
คลังสินค้ า
ร้ านค้ าปลีก
Overlay analysis
เป็ นการนาองค์ประกอบภูมิศาสตร์ มาซ้ อนทับให้ เกิดเป็ นองค์ประกอบใหม่ เพื่อตอบคาถามในการ
วิเคราะห์ข้อมูล
การซ้ อนทับรูปหลายเหลี่ยม (Polygon Overlay) มี 3 ลักษณะคือ
การซ้ อนทับรูปหลายเหลี่ยม
แบบ UNION
การซ้ อนทับรูปหลายเหลี่ยม
แบบ INTERSECT
การซ้ อนทับรูปหลายเหลี่ยม
แบบ IDENTITY
Overlay analysis
การซ้ อนทับจุดตาแหน่ งบนรูปหลายเหลี่ยม
(Point-in-Polygon Overlay) เช่ นกรณีต้องการ
ตอบคาถามว่ าบ่ อนา้ อยู่ในเขตตาบลไหนบ้ าง
การซ้ อนทับแนวเส้ นบนรู ปหลายเหลี่ยม
(Line-in-Polygon Overlay) เช่ นต้ องการรู้
ความยาวถนนที่ตัดผ่ านเขตตาบลต่ างๆ
GIS Modeling
เป็ นการนาเอาข้ อมูลหลายประเภทมาพิจารณาร่ วมกันเพื่อหา
คาตอบที่มีเหตุผลสมบูรณ์ขึ ้น เช่น การนาผลการประเมิน
ศักยภาพของข้ อมูลชุดดินมาซ้ อนทับกับข้ อมูลแหล่งน ้าและ
ลักษณะความสูงชันของภูมิประเทศเพื่อสรุปเป็ นแผนที่แสดง
บริ เวณเหมาะสมสาหรับการเพาะปลูกพืชเศรษฐกิจ
Topography
Streams
Soils
Rainfall
Agricultural
Suitability
GIS Modeling
เป็ นกระบวนการประมวลเครื่ องมือวิเคราะห์หลายชนิดเข้ าด้ วยกัน โดยมีจดุ ประสงค์เพื่อ
ทดลองว่าอะไรจะเกิดขึ ้นภายใต้ เงื่อนไขหรื อสถานะการณ์ต่างๆ (What If Analysis)
แบบจาลองการวิเคราะห์มีสว่ นประกอบหลัก 3 ส่วน คือ ข้ อมูลเพื่อวิเคราะห์ (Data),
ปฏิบตั ิการวิเคราะห์ (Function) หรื อเครื่ องมือการวิเคราะห์ที่ได้ อธิบายข้ างต้ น และข้ อมูลผล
การวิเคราะห์ (Derivative Data) ซึง่ อาจนาไปใช้ เป็ นข้ อมูลเพื่อวิเคราะห์สาหรับปฏิบตั ิการ
วิเคราะห์ขนต่
ั ้ อไป โดยจานวนของประเภทข้ อมูลที่นามาใช้ ในการวิเคราะห์ในแต่ละขันตอน
้
และจานวนขันตอนการวิ
้
เคราะห์ จะขึ ้นอยู่กบั ความสลับซับซ้ อนของปั ญหา แบบจาลองการ
วิเคราะห์ในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ สามารถที่จะเปลี่ยนแปลงค่าต่างๆสาหรับเปรี ยบเทียบ
ประเมินผลในสถานะการณ์หลากหลายได้ สะดวก ตลอดจนสามารถบันทึกผลการวิเคราะห์
เพื่อสอบทานหรื อยืนยันสมมติฐานการวิเคราะห์กรณีต่างๆได้
GIS Modeling
Data1
Data2
Function
1
Function
2
Derivative
Data1
Derivative
Data2
Function
4
Derivative
Data4
Data3
Function
3
Derivative
Data3
Data4
Function
5
Data5
Derivative
Data5
What is remote sensing?
the science and technology by which
the characteristics of objects of
interest can be identified, measured
or analyzed the characteristics
without direct contact
Remote sensing concepts
Electro-magnetic radiation which is reflected or
emitted from an object is the usual source of
remote sensing data.
A device to detect the electro-magnetic radiation
reflected or emitted from an object is called a
remote sensor or sensor. Cameras or scanners
are examples of remote sensors.
A vehicle to carry the sensor is called a
platform. Aircraft or satellites are used as
platforms.
Remotely sensed images
Data collection by RS
The electromagnetic spectrum
Spectral reflectance
Image bands
Composite image
Digital image processing
 Image
restoration
 Image enhancement
 Image classification
 Image transformation
Image restoration
deals with the correction &
calibration of images to
achieve as faithful a
representation of the earth
surface as possible
Image enhancement
predominantly concerned with the modification of images to
optimize their visual appearance
Before
After
Image classification
refers to the computer-assisted interpretation of images
การจาแนกการใช้ประโยชน์ที่ดิน แบบ Unsupervised classification
ตัวอย่างบริ เวณปากแม่น้ าลาโดมน้อย ปี 2541
Image transformation
refers to the derivation of new imagery as a result of some
mathematical treatment of the raw image bands
Monitoring land use change
2535
การใช้ประโยชน์ที่ดินในช่วงฤดูแล้งที่ระดับน้ าต่าสุด ปี 2535 และ 2541
2541
Introduction to Idrisi
Idrisi is a geographic information and
image processing software system
developed by the Clark Labs, a nonprofit organization within the Graduate
School of Geography at Clark
University, USA
Idrisi32 environment
GIS analysis & decision support
Monitoring land use change
Monitoring land use change
Monitoring land use change
Image processing