ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (gis)trong xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu về dân số của thành phố long xuyên, tỉnh an giang

ĐỖ HÀ THÀNH MSSV: DPN010658ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GISTRONG XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU VỀ DÂN SỐ CỦA THÀNH PHỐ LONG XUYÊN, TỈNH AN GIANG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH

ĐỖ HÀ THÀNH MSSV: DPN010658

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)TRONG XÂY DỰNG VÀ

QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU VỀ DÂN SỐ CỦA

THÀNH PHỐ LONG XUYÊN, TỈNH AN GIANG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP - TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)TRONG XÂY DỰNG

VÀ QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU VỀ DÂN SỐ CỦA THÀNH PHỐ LONG XUYÊN, TỈNH AN GIANG

Do sinh viên: ĐỖ HÀ THÀNH thực hiện và đệ nạp Kính trình Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp xét duyệt

Long xuyên, ngày……tháng….năm …… 2005

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Ths Phạm Văn Quang

Ks Phạm Duy Tiễn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP - TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận luận văn đính kèm với tên đề tài:

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) TRONG XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU VỀ DÂN SỐ CỦA THÀNH PHỐ LONG XUYÊN, TỈNH AN GIANG.

Do sinh viên: ĐỖ HÀ THÀNH

Thực hiện và bảo vệ trước Hội đồng ngày:………

Luận văn đã được hội đồng đánh giá ở mức:………

Ý kiến của Hội đồng:………

………

………

………

………

Long xuyên, ngày… tháng… năm 2005 DUYỆT Chủ Tịch Hội đồng BAN CHỦ NHIỆM KHOA NN-TNTN

Tại: Thành phố Long Xuyên tỉnh An Giang

Đã tốt nghiệp phổ thông năm 2000 tại trường phổ thông trung học Long Xuyên

Vào trường Đại học An Giang năm 2001 học lớp Phát Triển Nông Thôn 1 khoá 2 thuộc khoa Nông Nghiệp và Tài Nguyên Thiên Nhiên và đã tốt nghiệp kỹ sư ngành Phát Triển Nông Thôn năm 2005

LỜI CẢM TẠ

Chân thành biết ơn!

Thầy Phạm Văn Quang, Phạm Duy Tiễn đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Thầy cô trường Đại học An Giang đã giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Thầy Dương Văn Nhã giáo viên chủ nhiệm lớp DH2PN đã giúp đỡ và động viên tôi trong suốt khoá học

Bố, Mẹ đã lo và động viên tôi trong suốt thời gian học tập

Xin chân thành cảm ơn!

Anh, chị ở phòng dân số và phòng thống kê thành phố Long Xuyên đã cung cấp

số liệu cho tôi thưc hiện đề tài

Các anh chị cùng khoá học đã động viên tôi trong thời gian học tập

Đỗ Hà Thành

TÓM LƯỢC

Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong việc xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu (CSDL) về dân số thành phố Long Xuyên (TP Long Xuyên), tỉnh An Giang là việc làm cần thiết và có ý nghĩa, làm cơ sở giúp ích cho các nhà quản lý thực hiện tốt hơn công tác lập kế hoạch và trợ giúp quyết định Đề tài “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong việc xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu về dân số khu vực thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang” được thực hiện, để quản lý số liệu về dân số thành phố Long Xuyên hiệu quả hơn Để đạt được mục đích đề ra, đề tài thực hiện 3 mục tiêu cụ thể như: thiết kế và xây dựng cấu trúc cơ sở dữ liệu dân số có tính tổng hợp, làm tăng khả năng lưu trữ và truy xuất số liệu, xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ thông tin về dân số, liên kết thống nhất và Logic giữa cơ sở dữ liệu dân số và cơ sở dữ liệu bản đồ.

Trên cơ sở mục đích và mục tiêu đặt ra, đề tài thực hiện những hoạt động cụ thể như: thu thập số liệu thứ cấp (hình học và phi hình học), xử lý số liệu, tạo cấu trúc cơ sở

dữ liệu, nhập số liệu, phân mảnh bản đồ, quét ảnh bản đồ, xác định các điểm khống chế, tiền xử lý các ảnh bản đồ, đăng ký các mảnh ảnh bản đồ vào Mapinfo và gán toạ độ thực,

số hoá bản đồ dựa trên nền ảnh bản đồ, gán thuộc tính cho các lớp bản đồ đơn tính và tạo các lớp chú dẫn, chồng lắp các bản đồ, lập lưu đồ, viết chương trình, biên dịch chương trình, chạy chương trình.

Kết quả ứng dụng GIS trong việc xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu dân số của thành phố Long Xuyên tỉnh An Giang, đề tài đã đạt được những kết quả sau: Thu thập bản đồ và số liệu về dân số, tạo ra các lớp bản đồ đơn tính và tạo ra bản đồ thông tin hoàn chỉnh, chương trình chạy trên nền Mapinfo lập trình bằng ngôn ngữ Mapbasic liên kết giữa dữ liệu hình học và phi hình học, tạo giao diện dễ xem và có hướng dẫn cách sử dụng

Trên cơ sở kết quả đạt được, để chương trình ứng dụng có hiệu quả hơn Đề tài

đề xuất những đề nghị khắc phục những nhược điểm gặp phải trong quá trình thực hiện

MỤC LỤC

Chương 1 GIỚI THIỆU……… 1

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)TRONG XÂY DỰNG VÀ

QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU VỀ DÂN SỐ CỦA

2 TIỂU SỬ CÁ NHÂN

15 2.2.2 Lịch sử phát triển

15 2.2.3 Mô hình công nghệ GIS

15 2.2.4 Các thành phần của hệ thống GIS

16 2.2.5 Khả năng của GIS

19 2.2.6 Ứng dụng của kỹ thuật GIS

20 2.2.7 Lợi ích và hạn chế việc ứng dụng kỹ thuật GIS

22 2.3 Giới thiệu phần mềm MapInfo

23 2.3.1 Khái niệm

23 2.3.2 Một số đặc điểm chính của phần mềm MapInfo

23 2.3.3 Tổ chức thông tin bản đồ MapInfo

24 2.3.4 Số liệu không gian và phi không gian

26 2.3.5 Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và phi không gian

2.4 Giới thiệu phần mềm MapBasic

27 2.4.1 Định nghĩa

27 2.4.2 Khả năng ứng dụng MapBasic

28 Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Vật liệu

29 3.1.1 Dữ liệu hình học

29 3.1.2 Dữ liệu phi hình học

29 3.1.3 Phương tiện

29 3.2 Phương pháp

29 3.2.1 Phương pháp thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu dân số

29 3.2.2 Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ thông tin

38 4.2.1 Lớp đối tượng đường

38 4.3.2 Truy xuất thông tin

46 2.5 Giải thuật xây dựng công cụ, menu

62

PHỤ CHƯƠNG pc-1

DANH SÁCH BẢNG

Bảng số Tựa bảng Trang

1 Dân số tỉnh Long Xuyên từ 1874 đến 1919 2

2 Dân số tỉnh Long Xuyên từ 1957 đến 1967 3

3 Dân số tỉnh An Giang và thị xã Long Xuyên từ 1975 – 1999 4

4 Dân số thành phố Long Xuyên trong những năm gần đây.…… 4

5 So sánh giữa phương pháp quản lý dữ liệu bằng GIS và Thủ công…37

SANH SÁCH HÌNH

Hình số Tựa hình Trang

1 Mô hình công nghệ Gis……… 5

2 Các thành phần của hệ thống Gis……… 7

3 Tỷ lệ cơ quan ứng dụng công nghệ HTTĐL GIS……… 11

4 Tỷ lệ áp dụng phổ biến của phần mềm MapInfo……… 14

5 Các lớp đối tượng bản đồ ….15

6 Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và phi không gian 18

7 Lưu đồ chính của chương trình 25

8 Bảng cơ sở dữ liệu dân số thành phố Long Xuyên 28

9 Bản đồ đường xá 29

10 Bản đồ sông 30

11 Bản đồ ranh giới xã, phường 30

12 Bản đồ lớp đối tượng điểm 31

13 Bản đồ vùng thành phố Long Xuyên 32

14 Bản đồ xã, phường 32

15 Bản đồ tên xã và tên phường 33

16 Bản đồ hành chánh thành phố Long Xuyên 34

17 Giao diện chính của chương trình 35

18 Truy xuất thông tin dân số 36

Chương 1 GIỚI THIỆU

Ngày nay, khoa học máy tính đã xâm nhập vào mọi lĩnh vực của đời sống xã hội Nhiều ngành thậm chí không thể tồn tại và phát triển được nếu không có sự trợ giúp của khoa học máy tính Sự ra đời của hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographic Information System) đã góp phần đáng kể trong việc tin học hoá công tác quản lý thông tin bản đồ tạo

ra một sự nhìn nhận có hệ thống về tổng thể, nhằm thu nhận, xử lý, lưu trữ, quản lý, phân tích và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực, để giải quyết các vấn đề tổng hợp thông tin cho phép người sử dụng thực hiện tốt hơn công việc lập kế hoạch và trợ giúp quyết định

Cùng với sự phát triển đi lên của thành phố Long xuyên, tình hình dân số tăng và trở nên phức tạp hơn do nhu cầu ngày càng cao về lao động của các ngành công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ,… Mặt khác, số liệu liên quan cho thấy, dân số của thành phố luôn tăng ở mức cao và số lượng học sinh, sinh viên từ các huyện trong tỉnh và các tỉnh khác tập trung

về thành phố Long xuyên tăng lên theo từng năm Qua việc tìm hiểu thực tế cho thấy, hiện nay phòng dân số của thành phố Long Xuyên vẫn chưa có được một phần mềm chuyên dụng nhằm lưu trữ thông tin về dân số Phương pháp quản lýthông tin về dân số vẫn còn thông qua bằng biểu bảng nên gặp phải nhiều khó khăn và tốn nhiều công sức Vì vậy, đề tài “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong việc xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu về dân số của thành phố Long xuyên, tỉnh An Giang” được thực hiện, với mục đích có thể khắc phục những vấn đề trên Nhằm đạt được mục đích đề ra, đề tài thực hiện 3 mục tiêu cụ thể sau:

- Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu dân số có tính tổng hợp, làm tăng khả năng lưu trữ

và truy xuất số liệu

- Xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ thông tin về dân số

- Liên kết thống nhất và Logic giữa cơ sở dữ liệu không gian và cơ sở dữ liệu phi không gian

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Sơ lược về lịch sử phát triển dân số của thành phố Long Xuyên

2.1.1 Tình hình dân số Long Xuyên thời Pháp thuộc

Theo nghị định ngày 20-12-1899, Pháp bãi bỏ danh xưng địa hạt đổi thành tỉnh Thống kê dân số lúc đó còn sơ sài, nhưng cũng đã nắm được tình hình dân số vào năm

1910 của 14 tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long là 1.959.898 người (vào thời gian này Long Xuyên và Châu Đốc là 2 trong số 14 tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long) Trong đó dân số tỉnh Long Xuyên có 142.777 người và đứng hàng thứ 6 so với các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long (Theo A.Coquerel – Paddyset riz de Cochinchine – Lyon 1911)

Bảng 1: Dân số tỉnh Long Xuyên từ 1874 đến 1919

(Nguồn: Địa chí An giang 2003).

Qua tài liệu này, trong vòng 45 năm, dân số tỉnh Long Xuyên tăng lên đáng kể, hơn 4 lần so với năm 1874 Nguồn lực đã thu hút dân cư về vùng này là do tiềm lực về nông nghiệp, cánh đồng đầu nguồn sông Cửu Long đầy phù sa bồi đắp hàng năm, tôm cá phong phú, người dân rất dễ sinh sống

2.1.2 Tình hình dân số Long Xuyên thời kháng chiến chống Mỹ

Năm 1956, tỉnh Long Xuyên có diện tích 2.573 km2 dân số khoảng 396.278 người,

và tỉnh Châu Đốc có diện tích 2.630 km2, diện tích chung hai tỉnh là 5.203 km2, rộng hơn hiện nay do có thêm các huyện Hồng Ngự, Lấp Vò và Thốt Nốt Đến năm 1957, hai tỉnh Long Xuyên và Châu Đốc đã nhập lại thành tỉnh An Giang có diện tích 3.833 km2 (không

có hai huyện Hồng Ngự và Lấp Vò) Đồng bằng sông Cửu Long lúc này có 12 tỉnh Dân

số lúc này được thể hiện ở bảng:

Bảng 2: Dân số tỉnh Long Xuyên từ 1957 đến 1967

Năm Dân số An Giang (người) Dân số Long Xuyên (người)

(Nguồn: Địa chí An Giang.2003)

Từ năm 1964, tỉnh An Giang lại chia ra tỉnh An Giang và Châu Đốc nên dân số tỉnh

An Giang giảm do chia bớt sang Tỉnh Châu Đốc

Từ năm 1964 đến năm 1973 dân số An Giang nói chung và tỉnh lỵ Long Xuyên nói riêng tiếp tục tăng với tốc độ cao do tỷ lệ tăng dân số tự nhiên cao trên 3%, mỗi gia đình

có 9, 10 người con là chuyện thường

2.1.3 Tình hình dân số Long Xuyên sau ngày giải phóng miền Nam

Sau giải phóng miền Nam, thống nhất đất nước, tỉnh An Giang và Châu Đốc được nhập lại lần nữa thành tỉnh An Giang, lúc này tỉnh An Giang có 2 thị xã (Long Xuyên, Châu Đốc) và 6 huyện Để khái quát dân số của tỉnh An Giang và thị xã Long Xuyên ta có bảng sau:

Bảng 3: Dân số tỉnh An Giang và thị xã Long Xuyên từ 1975-1999

Năm Dân số An Giang (người) Dân số Long Xuyên (người)

2.1.4 Tình hình dân số Long Xuyên trong những năm gần đây

Vào ngày 1-3-1999 thị xã Long Xuyên được nâng cấp thành thành phố Long Xuyên trực thuộc tỉnh An Giang, trở thành trung tâm thương mại buôn bán, trung tâm công nghiệp của tỉnh, đây là nhân tố thu hút các nguồn lao động từ mọi nơi đổ về thành phố làm cho dân số thành phố Long Xuyên tăng nhanh và diễn biến tương đối phức tạp, mặc dù tỷ

lệ tăng dân số tự nhiên có xu hướng giảm trong những năm gần đây dưới 1,3% Dân số thành phố Long Xuyên gần đây được thể hiện qua bảng:

Bảng 4: Dân số thành phố Long Xuyên trong những năm gần đây

Năm Tổng dân số Dân số Nam Dân số Nữ Tỷ lệ tăng tự

(Nguồn: Địa chí An Giang.2003)

Trong những năm gần đây dân số thành phố tăng trung bình khoảng 3000 người/năm đây là một con số tăng đáng kể khi diện tích của thành phố Long Xuyên vẫn không thay đổi Điều này là một thách thức cho các nhà quản lý trong việc phân bố dân cư sao cho hợp lý trong tương lai

2.2 Hệ thống thông tin địa lý

2.2.1 Định nghĩa

Theo Võ Quang Minh (1999), GIS là một kỹ thuật quản lý thông tin dựa vào máy vi tính sử dụng bởi con người vào mục đích lưu trữ, quản lý và sử dụng các số liệu thuộc về địa lý hoặc không gian nhằm phục vụ cho các mục đích khác nhau

Theo Nguyễn Thế Thận và Trần Công Yên (2000), GIS là một tập hợp tổ chức của một phần cứng máy tính, phần mềm, dữ liệu địa lý và các thủ tục của người sử dụng nhằm trợ giúp việc thu nhập, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiển thị các thông tin không

gian từ thế giới thực để giải quyết các vấn đề tổng hợp thông tin cho các mục đích của con người đặt ra.

2.2.3 Mô hình công nghệ GIS

Theo Nguyễn Thế Thận (1999), mô hình công nghệ GIS bao gồm:

Hình 1: Mô hình công nghệ GIS

Số liệu sau khi được thu thập và tổng hợp lưu trữ và bảo trì dữ liệu, việc quản lý số liệu cần đảm bảo các khía cạnh sau:

Nhằm tạo ra thông tin, xử lý số liệu tạo ra các ảnh báo và bản đồ

2.2.3.4 Phân tích và mô hình hóa

Là khả năng giải mã và phân tích về mặt định hình và định hướng thông tin đã thu thập, phân tích thông tin không gian để sử dụng các quan hệ đã biết rồi mô hình hóa đặc tính địa lý đầu ra của một tổ hợp các điều kiện

2.2.3.5 Số liệu ra

Việc sử dụng công nghệ máy tính số có nghĩa là thông tin này có thể được quan sát trên màn hình, được vẽ ra như trên các bản đồ giấy, nhận được như một ảnh địa hình hoặc dùng để tạo ra một số File số liệu Liên hệ trực quan là một trong những phương tiện của công nghệ GIS được tăng cường bởi sự biến đổi ngược của các lựa chọn đầu ra

2.2.4 Các thành phần của hệ thống GIS

Theo Võ Quang Minh (1999), thì công nghệ GIS gồm 5 hợp phần cơ bản:

- Thiết bị phần cứng máy tính (Hardware)

- Phần mềm máy tính GIS (Software)

- Số liệu - dữ liệu địa lý (Geographic Data)

- Chuyên viên (Expertise)

- Chính sách và cách thức quản lý

mà nó thì cần thiết cho việc quản lý thông tin thông qua hệ thống.

- Bộ nhớ trong (RAM): Có chức năng như là “không gian làm việc” cho chương trình và dữ liệu Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (RAM) có khả năng giữ một giới hạn số lượng dữ liệu ở một số lượng thời gian

- Bộ sắp xếp và lưư trữ ngoài (Diskette, Harddisk, CD-ROM): băng có từ tính được giữ không những trong cuộn băng lớn (giống trong cuộn băng máy hát đĩa) mà còn trong cuộn băng nhỏ Thuận lợi ở dây băng có từ tính là nó có thể lưu trữ một số lượng lớn dữ liệu

- Các bộ phận dùng nhập số liệu:

+ Bàn số hóa (Digitizer): Bàn số hóa bản đồ bao gồm một bảng hoặc một bàn viết,

mà bản đồ được trải rộng ra và một Cursor có ý nghĩa của các đường thẳng và các điểm trên bản đồ tương xứng một cách tự động

+ Máy quét thông tin (Scanner): Máy ghi Scanner sẽ chuyển các thông tin trên bản

đồ một cách tự động dạng hệ thống Raster

+ Các bộ phận để in ấn (Output devices):

+ Máy in (Printer): Là bộ phận dùng để in ấn các thông tin các bản đồ dưới nhiều kích thước khác nhau tùy theo yêu cầu của người sử dụng thông thường in có từ khổ A3

đến A4 Máy in có thể là màu hoặc trắng đen hoặc là máy in phun mực Laser hoặc máy in kim

+ Máy vẽ (Plotter): Đối với những yêu cầu cần thiết phải in các bản đồ có kích thước lớn, thường máy in không đáp ứng được mà ta phải dùng đến máy vẽ, máy vẽ thường có kích thước của khổ A1 hoặc A 0

2.2.4.2 Phần mềm

Theo Võ Quang Minh (1999), thì phần mềm được sử dụng trong kỹ thuật GIS bao gồm các tính năng như: Nhập và thẩm tra được số liệu, lưu trữ và quản lý được cơ sở dữ liệu, diễn giải và vận dụng được số liệu, phân tích số liệu, xuất và trình bày được số liệu Các phần mềm tiêu chuẩn và sử dụng phổ biến hiện nay trong khu vực Châu Á là: ARC/INFO, SPAN, MAPINFO, ILWIS, WINGIS, IDRISIW,…

Hiện nay có rất nhiều phần mềm máy tính chuyên biệt cho GIS, bao gồm các phần mềm như sau:

- Phần mềm dùng cho lưu trữ, xử lý số liệu thông tin địa lý như các phần mềm: ARC/INFO, SPAN, ERDAR - Imagine, ILWIS, MGE/MICROSTATION, WINGIS, IDRISIW

- Phần mềm dùng cho lưu trữ, xử lý và quản lý các thông tin địa lý: ER-MAPPER, ATLASGIS, ARCVIEW, MAPINFO,…

- Tùy theo yêu cầu và khả năng ứng dụng trong công việc cũng như khả năng kinh phí của đơn vị, việc lựa chọn phần mềm máy tính sẽ khác nhau

2.2.4.3 Chuyên viên

Đây là một trong những hợp phần của công nghệ GIS đòi hỏi những chuyên viên hướng dẫn sử dụng hệ thống để thực hiện các chức năng phân tích và xử lý số liệu Đòi hỏi phải thông thạo về việc lựa chọn các công cụ GIS để sử dụng và thông hiểu các tiến trình đang và sẽ thực hiện

2.2.4.4 Số liệu

Theo Võ Quang Minh (1999), thì số liệu được sử dụng trong GIS không chỉ là số liệu địa lý (Geo - Referenced Data) riêng lẽ mà còn phải được thiết kế dữ liệu (Database) Những thông tin địa lý có ý nghĩa là sẽ bao gồm các dữ kiện về vị trí địa lý, thuộc tính (Attributes) của thông tin.

2.2.5 Khả năng của GIS

Theo Võ Quang Minh (1999), hệ thống GIS có thể thực hiện những chức năng sau:

ta có thể dễ dàng tạo ra các loại bản đồ và các báo cáo để cung cấp một sự nhìn nhận có hệ thống và tổng thể, nhằm thu nhận và quản lý thông tin vị trí có hiệu quả, cho phép các nhà lãnh đạo thực hiện tốt hơn công việc lập kế hoạch và trợ giúp quyết định Hệ thống thông tin địa lý quản lý vị trí địa lý gắn liền với các số liệu riêng rẻ khác liên quan đến nó Các thông tin quản lý trong GIS có đặc tính riêng mà các hệ thống thông tin khác không nhất thiết bắt buộc là chúng phải gắn kết với vị trí địa lý thực của đối tượng, thuộc vùng lãnh thổ chứa đựng chúng Khả năng của GIS khá phong phú và tùy thuộc vào các ứng dụng cụ thể của nó trong thực tế nhưng bất cứ hệ GIS nào cũng phải giải quýêt được 5 vấn đề chính sau đây:

- Vị trí (Location) - Quản lý cung cấp vị trí của các đối tượng theo yêu cầu bằng các cách khác như tên địa danh, mã vị trí hoặc tọa độ

- Điều kiện (Condition) – Thông qua phân tích các dữ liệu không gian cung cấp các

sự kiện tồn tại hoặc xảy ra ở một địa điểm nhất định hoặc xác định các đối tượng thỏa mãn các điều kiện đặt ra

- Chiều hướng (Trend) – Cung cấp hướng thay đổi của đối tượng thông qua phân tích các dữ liệu trong một vùng lãnh thổ nghiên cứu theo thời gian

- Kiểu mẩu (Pattern) – Cung cấp các mức độ sai lệch của các đối tượng so với kiểu mẫu và nơi sắp đặt chúng đã có từ các nguồn khác.

- Mô hình hóa (Modeling) – Cung cấp và xác định những gì xảy ra nếu có sự thay đổi

dữ liệu hay nói cách khác là xác định xu thế phát triển của các đối tượng

2.2.6 Ứng dụng của kỹ thuật GIS

2.2.6.1 Ngoài nước

Kỹ thuật GIS đã được phát triển và ứng dụng từ năm 1960, tập trung quản lý đô thị, hành chính, dân cư,…Đến thập niên 1980, đặc biệt vào những năm 1990 GIS được ứng dụng rộng rãi hơn (Võ Quang Minh, 1996)

Một số kết quả ứng dụng của GIS trên thế giới trong thời gian qua như:

- Ứng dụng GIS trong nghiên cứu xói mòn đất ở Đài Loan (Chang, 1992)

- Ứng dụng GIS để thiết lập phương pháp đánh giá chất lượng nước ở Nam Triều Tiên (Kyehun Kim, 1996)

- Ứng dụng GIS trong việc quản lý rừng, môi trường ở trung quốc (Kathleen Hastings, 1996)

- Ứng dụng GIS để dự đoán, dự báo và quản lý dịch hại ở Finland (Tiilikala và ctv, 1996)

- Ứng dụng GIS trong đánh giá môi trường sống của cá ở Thái Bình Dương (Beamer

Trường, Viện nghiên cứu

quản lý 52%

Công ty cơ quan SX 4%

Việc ứng dụng công nghệ GIS ngày càng phổ biến kể cả trong các cơ quan nhà nước lẫn tư nhân vì khả năng ứng dụng rộng rãi của nó

Hình 3: Tỷ lệ cơ quan ứng dụng công nghệ HTTDL GIS

(Nguồn đọc từ http://www.nea.gov.vn/html/gis_web/chuan_csdl.html [Trực tuyến] Đọc ngày: 14.7.2005

Theo thống kê trên cho ta thấy rõ ràng là hệ thông tin địa lý GIS đang được các cơ quan quản lý sử dụng một cách tích cực và hệ thông tin địa lý GIS ngày càng được các trường, viện nghiên cứu quan tâm và được đưa vào giảng dạy trong trương trình học một cách phổ biến

Đến nay, kỹ thuật GIS đã được ứng dụng ở nước ta trên nhiều lĩnh vực như:

- Ứng dụng kỹ thuật GIS trong việc quản lý hồ sơ địa chính của sở địa chính tỉnh Kiên giang (Trần Văn Măng, 1996)

- Ứng dụng kỹ thuật GIS giải đoán ảnh vệ tinh Spot và GIS để nghiên cứu hiện trạng

sử dụng đất đai huyện Tân Thạnh – Vĩnh Long (Lê Quang Trí, 1996)

- Ứng dụng kỹ thuật GIS đánh giá đất đai cho hai huyện Mỹ Tú - Thạnh Trị tỉnh Sóc Trăng (Trần Công Danh, 1998)

- Ứng dụng kỹ thuật GIS đánh giá diễn biến thay đổi rừng ngập mặn ven biển đồng bằng sông Cửu Long (Bộ môn Khoa Học Đất – Chương trình MHO8, 1998)

- Ứng dụng ảnh Radarsat và kỹ thuật GIS trong xác định sự thay đổi sử dụng đất vùng đồng bằng sông Cửu Long (Võ Quang Minh, Võ Tòng Anh và ctv, 1998)

2.2.7 Lợi ích và hạn chế việc ứng dụng kỹ thuật GIS

Theo Võ Quang Minh (1999), thì việc ứng dụng kỹ thuật GIS vào thực tế có rất nhiều lợi ích thiết thực Nhưng bên cạnh đó ứng dụng công nghệ GIS cũng gặp phải những hạn chế nhất định

- Kỹ thuật GIS là một công cụ ứng dụng các tiến bộ của khoa học máy tính, do đó việc sử dụng GIS trong các mục tiêu nghiên cứu so với các phương tiện cổ điển có thể mang lại hiệu quả cao:

+ Là cách tiết kiệm chi phí và thời gian nhất trong việc lưu trữ dữ liệu

+ Có thể thu thập số liệu với số lượng lớn

+ Số liệu lưu trữ có thể được cập nhật hóa một cách dễ dàng

+ Chất lượng số liệu được quản lý, xử lý và hiệu chỉnh tốt

+ Dễ dàng truy cập, phân tích từ nhiều nguồn và loại khác nhau

+ Tổng hợp được một lần nhiều loại số liệu khác nhau để phân tích và tạo ra nhanh chóng một lớp số liệu tổng hợp mới

- Song song đó, trong quá trình sử dụng lại có nhiều trở ngại trong quá trình ứng dụng kỹ thuật GIS như sau:

+ Chi phí và những vấn đề kỹ thuật đòi hỏi trong việc chuẩn bị lại các số liệu thô hiện có nhằm có thể di chuyển bản đồ giấy sang kỹ thụât số trên máy tính (thông qua việc

số hóa ảnh)

+ Đòi hỏi những kiến thức của các kỹ thuật cơ bản về máy tính và yêu cầu lớn về nguồn tài chính ban đầu

+ Chi phí của việc mua sắm và lắp đặt trang thiết bị phần mềm GIS khá cao

+ Trong một số lĩnh vực ứng dụng, hiệu quả tài chính thu lại thấp

2.3 Giới thiệu phần mềm MapInfo

nghiên cứu khoa học và sản xuất cho các tổ chức kinh tế và xã hội của các ngành và địa phương.

2.3.2 Một số đặc điểm chính của phần mềm MapInfo

- Chạy trên các hệ điều hành: DOS, Windows

- Hỗ trợ các thiết bị: Bàn số, máy quét ảnh, chuột, các máy vẽ

- Các chức năng chính: Tạo vùng đệm, phân tích bảng đồ, phân tích mạng

- Hệ quản trị cơ sơ dữ liệu: dBASE, cơ sở dữ liệu bên trong

- Cấu trúc dữ liệu: Non - topological Vecter, dữ liệu thuộc tính, dữ liệu bảng biểu Sự

áp dụng phổ biến của phần mềm MapInfo trong hệ thống thông tin địa lý GIS thể hiện qua hình:

ARC/INFO

42%

MAPINFO 53%

IWLIS 1%

WINGIS 3% SPAN 1%

Hình 4: Tỷ lệ áp dụng phổ biến của phần mềm MapInfo

Nguồn đọc từ http://www.nea.gov.vn/html/gis_web/chuan_csdl.html [Trực tuyến] Đọc ngày: 14.7.2005

Đây là một tỷ lệ khá cao trong việc áp dụng phần mềm MapInfo trong rất nhiều các phần mềm sử dụng trong hệ thống thông tin địa lý GIS hiện nay, điều này cho thấy được

sự phổ biến của phần mềm này

2.3.3 Tổ chức thông tin bản đồ MapInfo

- Tổ chức thông tin theo tập tin:

+ Các thông tin trong MapInfo được tổ chức theo từng bảng (Table), mỗi bảng là một tập hợp các tập tin (File) về thông tin đồ họa hoặc phi đồ họa chứa các bảng ghi dữ liệu

mà hệ thống tạo ra Chỉ có thể truy cập vào chức năng của phần mềm MapInfo khi đã mở

ít nhất một bảng, toàn bộ các MapInfo table mà trong đó chứa các đối tượng địa lý được tổ chức theo các tập tin (Nguyễn Thế Thận, Trần Công Yên, 2000)

+ Cơ cấu tổ chức thông tin của các đối tượng địa lý được tổ chức theo các tập tin có phần mở rộng (extension) như sau:

: tab: Tập tin mô tả khuôn dạng CSDL đính kèm với bản đồ.

: dat: Tập tin chứa thông tin phi không gian.

: map: Tập tin chứa thông tin, mô tả các đối tượng bản đồ.

: id: Tập tin chỉ số đối tượng.

: wor: Tập tin quản lý chung.

- Tổ chức thông tin theo đối tượng:

+ Các thông tin bản đồ trong phần mềm GIS thường được tổ chức theo từng lớp bản

đồ Một lớp bản đồ máy tính là sự chồng xếp của các lớp thông tin lên nhau Mỗi lớp thông tin thể hiện một khía cạnh của mảnh bản đồ tổng thể Lớp thông tin là một tập hợp các đối tượng bản đồ thống nhất Thể hiện và quản lý các đối tượng địa lý không gian theo một chủ đề cụ thể, phục vụ một mục đích nhất định trong hệ thống

+ Trong MapInfo thì mỗi một lớp bản đồ là một lớp các đối tượng hình học cơ bản (điểm, đường, vùng) Ví dụ, trong bản đồ ranh giới xã có thể được tổ chức thành bốn lớp thông tin sau:

- Lớp thông tin về địa giới các xã (đối tượng đường)

- Lớp thông tin về vùng lãnh thổ của các xã (đối tượng vùng)

- Lớp thông tin về các điểm trụ sở UBND xã (đối tượng điểm)

- Lớp thông tin về tên địa danh của các xã (đối tượng chữ)

Hình 5: Các lớp đối tượng bản đồ

Với cách tổ chức thông tin theo từng lớp đối tượng giúp cho việc xây dựng thành các khối thông tin độc lập cho các lớp bản đồ máy tính, dễ dàng thêm vào mảnh bản đồ các lớp thông tin mới hoặc xóa đi các lớp đối tượng không cần thiết

Các đối tượng bản đồ chính mà trên cơ sở đó MapInfo sẽ quản lý, trừu tượng hóa các đối tương địa lý trong thế giới thực và thể hiện chúng thành các loại bản đồ khác nhau:+ Đối tượng vùng (Region) - Thể hiện các đối tượng khép kín hình học và bao phủ một vùng diện tích nhất định Chúng có thể là các polygons, ellipse, hình chữ nhật,…

Ví dụ: vùng lãnh thổ địa giới một xã,…

+ Đối tượng điểm (Point) - Thể hiện vị trí cụ thể của các đối tượng địa lý

Ví dụ: điểm trụ sở UBND xã,…

+ Đối tượng đường (Line) - Thể hiện các đối tượng không khép kín hình học Chúng

có thể là đường thẳng, các đường gấp khúc, các cung

Ví dụ: đường phố, sông, suối,…

+ Đối tượng chữ (Text) - Thể hiện các đối tượng không phải là địa lý của bản đồ

Ví dụ: Tên trụ sở UBND xã,…

2.3.4 Số liệu không gian và phi không gian

Theo Võ Quang Minh (1999), một CSDL của hệ thống thông tin địa lý có thể chia ra làm hai loại số liệu cơ bản: số liệu không gian và phi không gian Mỗi loại có

Phường

Mỹ Xuyên

Lớp tên xã

Lớp trụ sở UBND xãLớp đường địa giới

Lớp vùng xã

những đặc điểm riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý và hiển thị.

2.3.4.1 Số liệu không gian

Số liệu không gian hay còn gọi là dữ liệu bản đồ được dùng diễn tả hình ảnh của thông tin bản đồ Các dữ liệu này là những thông tin mô tả về đặc tính hình học của các đối tượng địa lý như hình dạng, kích thước, vị trí,…tồn tại trong thế giới thực của chúng Thông thường phần số liệu không gian của hệ thống thông tin địa lý được quản lý ở dạng các lớp đối tượng, mỗi lớp chứa các hình ảnh bản đồ liên quan đến một chức năng, ứng dụng cụ thể Việc phân tách các lớp là dựa trên cơ sở của mối liên quan logic và mô tả đồ họa của tập hợp các hình ảnh bản đồ

Ví dụ: Lớp thông tin về đường địa giới các xã, lớp thông tin về vùng lãnh thổ xã, lớp thông tin về tên địa danh xã,…

Do vậy, ta có thể hiểu số liệu không gian là những mô tả số của hình ảnh bản đồ, chúng bao gồm tọa độ, các ký hiệu dùng để xác định một hình ảnh bản đồ cụ thể trên tờ bản đồ Hệ thống thông tin địa lý dùng các số liệu không gian để tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình máy tính hoặc trên giấy thông qua các thiết bị ngoại vi

2.3.4.2 Số liệu phi không gian

Số liệu phi không gian hay còn gọi là số liệu thuộc tính là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định

Ví dụ: Quan hệ một - một Mỗi một đối tượng hình học gắn với một mẫu tin thuộc tính của đối tượng

Số liệu về hiện tượng, miêu tả những thông tin liên quan đến các đối tượng địa lý

2.3.5 Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và phi không gian

Theo Nguyễn Thế Thận và Trần Công Yên (2000), một đặc điểm khác biệt của thông tin trong GIS so với các thông tin trong hệ đồ họa máy tính là sự liên kết chặt chẽ không thể tách rời giữa các thông tin và các đối tượng bản đồ thông qua bộ xác định Các bộ xác định có thể đơn giản là một số duy nhất liên tục, ngẫu nhiên hoặc các chỉ báo địa lý hay số liệu xác định vị trí lưu trữ chúng Bộ xác định cho một thực thể có thể chứa tọa độ phân bố

của nó, số liệu mảnh bản đồ, mô tả khu vực hoặc con trỏ đến vị trí lưu trữ của số liệu liên quan Bộ xác định được lưu trữ cùng với các mẫu tin tọa độ hoặc mô tả số khác của các hình ảnh không gian và cùng với các mẫu tin số liệu thuộc tính liên quan.

Thông tin bản đồ Thông tin thuộc tính

Hình 6: Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và phi không gian

2.4 Giới thiệu phần mềm MapBasic

ID (mã)

thời gian, công sức và không chính xác vì mỗi đường trong lưới cần vẽ được với độ chính xác về kinh độ và vĩ độ Tuy nhiên một ứng dụng của Mapbasic có thể làm việc đó rất dễ

ta có thể chọn và cập nhật (Select and Update) số liệu thông qua Code (Mã) các ngôn ngữ lập trình khác (Nguyễn Thế Thận, Trần Công Yên, 2000)

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Vật liệu

3.1.1 Dữ liệu hình học

Bản đồ giấy tỷ lệ 1/20000 của khu vực hành chính TP Long Xuyên

3.1.2 Dữ liệu phi hình học

- Báo cáo về dân số của TP Long Xuyên (2001-2004)

- Số liệu tổng hợp về dân số trong niên giám thống kê của TP Long Xuyên 2004)

(2001-3.1.3 Phương tiện

- Máy vi tính

- Máy in: in giao diện hoàn chỉnh trên bản đồ và thông tin cần thiết ra giấy

- Máy quét ảnh Scanner (khổ quét A4)

3.2.1 Phương pháp thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu dân số

Quá trình thiết kế và xây dựng cấu trúc cơ sở dữ liệu dân số được thực hiện theo các

Nguồn số liệu và thông tin về dân số của TP Long Xuyên được cấp tại Phòng dân số

và kế hoạch hoá gia đình TP Long Xuyên và Phòng thống kê TP Long Xuyên

3.2.1.2 Xử lý số liệu

- Lọc và loại bỏ thông tin không cần thiết

- Sắp xếp thông tin

3.2.1.3 Tạo cấu trúc cơ sở dữ liệu

Nguồn số liệu về dân số sau khi xử lý, ta tiến hành thiết kế cấu trúc dữ liệu Quá trình tạo cấu trúc cơ sở dữ liệu dân số sẽ làm tăng khả năng lưu trữ, quản lý, cập nhật và truy xuất thông tin Số liệu sau khi thiết kế hiển thị qua các trường như sau:

- Mã phường: Qui định các phường ở thành phố Long Xuyên

- Tên phường: Tên 12 xã, phường của thành phố Long Xuyên

- Tổng số dân: Tổng số dân của thành phố Long Xuyên qua các năm (2001 – 2004)

- Giới tính Nam: Tổng số nam giới

- Mở bảng (File chọn Open Table)

- Tạo trường hiển thị (New Table Structure) qui định tên trường, kiểu trường và độ rộng)

- Lưu bảng (File chọn Save Table)

3.2.2 Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ thông tin

Quá trình xây dựng bản đồ thông tin được khái quát như sau:

- Đăng ký các mảnh ảnh bản đồ vào Mapinfo và gán toạ độ thực

- Số hoá bản đồ dựa trên nền ảnh bản đồ

- Gán thuộc tính cho các lớp bản đồ đơn tính và tạo các lớp chú dẫn

3.2.2.5 Tiền xử lý các ảnh bản đồ

Các mảnh bản đồ khi được quét vào máy có thể được xử lý thông qua các trình xử lý ảnh thông dụng trước khi đăng ký vào Mapinfo Các bước xử lý ảnh bao gồm:

- Lọc nhiểu

- Xoay ảnh

- Tăng hoặc giảm độ tương phản

- Tăng hoặc giảm độ sáng tối

3.2.2.6 Đăng ký các mảnh ảnh bản đồ vào Mapinfo và gán toạ độ thực

- Mở lần lượt file ảnh bản đồ bằng trình Mapinfo chọn menu File > Open Table và chọn ở hộp File Format là Raster Image

- Trên mỗi mảnh ảnh bản đồ, thông qua chức năng Register ta nhập toạ độ thực tương ứng lần lượt cho các điểm khống chế đã xác định trước

3.2.2.7 Số hoá bản đồ dựa trên nền ảnh bản đồ

Đây là bước quan trọng đòi hỏi tốn nhiều thời gian và cần phải tỉ mỷ Các lớp bản đồ đơn tính được tạo dựa trên cơ sở các đối tượng hình học cơ bản gồm có:

- Các lớp bản đồ đơn tính điểm (UBND, trường, trạm, chợ, )

- Các lớp bản đồ đơn tính đường (đường, sông, ranh giới, )

- Các lớp bản đồ đơn tính vùng (xã, huyện, tỉnh, đất, )

- Các lớp bản đồ đơn tính chữ (tên phường)

3.2.2.8 Gán thuộc tính cho các lớp bản đồ đơn tính và tạo các lớp chú dẫn

Khi đã tạo xong các lớp bản đồ cần thiết, ta tiến hành tạo thuộc tính cho các đối tượng bản đồ Việc tạo thuộc tính này bao gồm:

- Cho các đối tượng điểm, ví dụ như các điểm biểu thị cho UBND có hình dạng, màu khác với các điểm biểu thị cho vị trí các chợ hoặc trường học

- Cho các đối tượng đường: Độ rộng, kiểu đường, màu

- Cho các đối tương vùng: Độ rộng, kiểu, màu của đường biên; màu hoặc kiểu tô bên trong của cùng

Ngoài ra, để giải thích các đối tượng trên bản đồ, ta tiến hành tạo ra các lớp chú dẫn Quá trình tạo ra lớp chú dẫn được thực hiện thông qua việc chọn biểu tượng (text) trên

thanh công cụ Drawing Lớp này có thể là tên của UBDN, trường, trạm, đường, phường, xã…

3.2.2.9 Chồng lắp các bản đồ

Từ các bản đồ đơn tính mà ta đã tách ra như: Đường xá, sông ngòi, ranh giới, trụ sở UBND xã,…Qua các bước thực hiện trên, chúng được chồng lắp với bản đồ đất đai của tỉnh An Giang đã số hoá có cùng toạ độ, để tạo thành bản đồ hoàn chỉnh dạng Workspace (*.wor) Quá trình thực hiện:

- Mở tất cả các lớp bản đồ đơn tính (File chọn Open)

- Lưu dưới dạng Workspace (File chọn Save Workspace)

Chồng lắp bằng kỹ thuật GIS sẽ tránh được sự sai lệch do làm bằng thủ công và về sau khi cần biết thông tin ta truy xuất rất nhanh Thí dụ, với bản đồ hành chánh An Giang được lưu trữ ở máy khi gọi lại nhìn vào ta biết ngay vị trí phường Mỹ Xuyên thành phố Long Xuyên, phía Bắc tiếp giáp phường Mỹ Bình, phía Nam tiếp giáp phường Mỹ Phước, phía Đông và Tây phường Mỹ Long và Mỹ Hoà thay vì phải truy tìm lại nguồn bản đồ giấy

3.2.3 Phương pháp lập trình liên kết cơ sở dữ liệu bản đồ và cơ sở dữ liệu dân số

Đây là bước quan trọng trong việc truy xuất thông tin trên bản đồ Nhờ vào phần mềm Mapbasic ta sẽ nối kết các dữ liệu hình học và phi hình học Quá trình lập trình liên

kết giữa cơ sở dữ liệu đất đai và bản đồ thông tin được khái quát như sau:

Chạy chương trình Biên dịch chương trình Viết chương trình Lập lưu đồ

3.2.3.1 Xây dựng lưu đồ trình ứng dụng

Lưu đồ tổng quát của chương trình được xây dựng như sơ đồ dưới đây:

Truy xuất thông tin TP

Long Xuyên

Tồn tại thông tin

In ra màn hình

Không

Có

Truy xuất thông tin

Truy xuất thông tin TP hoặc BẮT ĐẦU

Truy xuất thông tin

Có

Có