Phân tích thiết kế và xây dựng hệ thống thông tin địa lý Quận Ba Đình trên nền GIS

Sự phát triển của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 hiện nay, ITInformation Tecnology (công nghệ thông tin) có một vai trò quan trọng. Công nghệ thông tin có mặt ở hầu khắp các lĩnh vực, mỗi lĩnh vực có một vị trí riêng. Trong đó, cần kể tới vai trò của công nghệ thông tin trong kinh tế, y học, giáo dục, an ninh, giao thông , ngân hàng,... Trong nền kinh tế, công nghệ thông tin chính là một cầu nối để thúc đẩy sự phát triển. Nhờ có công nghệ thông tin mà chúng ta sẽ kết nối được nhiều hơn với nền kinh tế toàn cầu, nắm bắt được xu thế phát triển kinh tế thế giới. Trong y học, nhờ có những ứng dụng tiến bộ trong khoa học kỹ thuật cũng như công nghệ

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

để thúc đẩy sự phát triển Nhờ có công nghệ thông tin mà chúng ta sẽ kết nối đượcnhiều hơn với nền kinh tế toàn cầu, nắm bắt được xu thế phát triển kinh tế thế giới.Trong y học, nhờ có những ứng dụng tiến bộ trong khoa học kỹ thuật cũng nhưcông nghệ thông tin mà nó đã kịp thời có mặt trong việc hỗ trợ trong việc điều trịbệnh tật cho nhân dân Trong lĩnh vực an ninh quốc phòng thì công nghệ thông tinchính là một cầu nối giúp cho việc tạo nên phương tiện chiến tranh có tính “thôngminh”, hoặc là thế hệ vũ khí sắc bén nhất Đối với lĩnh vực giao thông vận tải,công nghệ thông tin đã và đang làm thay đổi bộ mặt giao thông

Hệ thống thông tin địa lý (Geographical Information System - gọi tắt là GIS)

là một phần quan trọng không thể thiếu của công nghệ thông tin được hình thànhvào những năm 1960 và phát triển rộng rãi trong 10 năm lại đây Ngày nay, GIS làmột công cụ trợ giúp quyết định sự thành công trong nhiều hoạt động kinh tế - xãhội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới Hệ thống thông tin địa lý GIS cókhả năng đánh giá hiện trạng của quá trình, các thực thể của tự nhiên, kinh tế - xãhội thông qua chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợpcác thông tin được gắn với nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở tọa độ của

các dữ liệu đầu vào Do đó, việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý là rất cần thiết,phù hợp với xu thế tin học hóa xã hội và yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội.

Trên thế giới hệ GIS đầu tiên ra đời vào những năm đầu của thập kỷ 60 thế

kỷ XX và ngày càng phát triển mạnh mẽ trên nền tảng của các tiến bộ công nghệmáy tính, khoa học đồ hoạ máy tính, phân tích dữ liệu không gian và ngành quảntrị dữ liệu Ứng dụng GIS ngày càng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau củacuộc sống Hệ GIS đầu tiên được đưa vào ứng dụng trong công tác quản lý tàinguyên ở Canada với tên gọi là “Canada Geographic Information System” baogồm các thông tin về nông nghiệp, lâm nghiệp, sử dụng đất và động vật hoang dã

Về sau, công nghệ GIS đã có một sự phát triển nhảy vọt về chất, trở thành mộtcông cụ hữu hiệu trong công tác quản lý và trợ giúp quyết định Ở các nước tiêntiến, bằng công nghệ GIS người ta xây dựng các hệ thống thông tin giám sát tàinguyên quốc gia, nghiên cứu sự phát triển bền vững trên lãnh thổ

Song song với sự thâm nhập của công nghệ GIS vào các lĩnh vực khác nhau,phần mềm GIS đang hướng tới đưa thành hệ tự động thành lập bản đồ và xử lý dữliệu Hypermedia (phương tiện cao cấp), tích hợp với công nghệ hệ chuyên gia, mộtngành trong khoa học công nghệ trí tuệ nhân tạo, để đưa giá trị ứng dụng của nólên một tầm cao hơn – ứng dụng vào công tác dự báo và hỗ trợ ra quyết định

Ở Việt nam, GIS đã được xem xét ứng dụng ngay sau những bước biến đổilớn trong quá trình đổi mới chuyển sang nền kinh tế thị trường Đặc biệt, từ nhữngnăm sau 1995, các nhà cung cấp công nghệ lớn trong lĩnh vực này như ESRI,Intergraph, MapInfo, AutoDesk đã tích cực tăng cường sự hiện diện với nhiềuhoạt động giới thiệu công nghệ Các tổ chức cung cấp tài chính quốc tế với ý thứcđược tầm khả dụng của công nghệ này, cũng rất nhiệt tình cung cấp các khoản hỗtrợ tài chính cho nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS Các đơn vị cung cấp công

nghệ và dịch vụ trong nước cũng rất hăng hái tuyên truyền cho GIS Các cơ quanquản lý nhà nước, đặc biệt tại TP HCM và Hà Nội, cũng đã đặc biệt chú ý xâydựng các dự án ứng dụng công nghệ GIS vào các lĩnh vực quản lý nhà nước, quản

lý đô thị Kết quả là đã cho ra đời nhiều báo cáo nghiên cứu khả thi về ứng dụngGIS, cả do các tổ chức tư vấn quốc tế thực hiện, cả do các đơn vị trong nước thựchiện Rất nhiều cuộc hội thảo cả ở mức thành phố, cả ở mức quốc gia, đã được tổchức Các kết luận được đưa ra tại các báo cáo cũng như các cuộc hội thảo đềukhẳng định sự cần thiết cũng như tính khả thi của việc ứng dụng công nghệ GIS

Hiện nay, hệ thống thông tin địa lý (GIS) đang được ứng dụng rộng rãi trongcác ngành, các cấp khác nhau từ trung ương đến địa phương, GIS được xem như làmột công cụ quản lý và trợ giúp ra quyết định trong rất nhiều lĩnh vực như: quản lýđất đai, bất động sản, giao thông, tài nguyên và môi trường, GIS cho phép tạo lậpbản đồ, phối hợp thông tin, khái quát các viễn cảnh, giải quyết các vấn đề phức tạp,

và phát triển các giải pháp hiệu quả mà trước đây không thực hiện được GIS làmột công cụ được các cá nhân, tổ chức, trường học, chính phủ và các doanh nghiệp

sử dụng nhằm hướng tới các phương thức mới giải quyết vấn đề

Giải pháp quản lý giao thông thông minh trên nền bản đồ số kết nối các ứngdụng giúp ngành giao thông vận tải có một hệ thống quản lý tổng thể và mang lạinhiều lợi ích lớn như tối ưu hóa hiệu quả quản lý nhà nước bằng ứng dụng côngnghệ thông tin; giải quyết được các vấn đề nhức nhối nhất hiện nay cho các doanhnghiệp và đơn vị vận tải; cung cấp cho người dân các thông tin chỉ dẫn giao thông,điểm đen, điểm ùn tắc, cảnh báo tốc độ và tạo môi trường giao thông an toàn đồngthời nâng cao ý thức tham gia giao thông, tạo niềm tin và sự an toàn cho ngườidân

Trên cơ sở đó, thực hiện đề tài: “Phân tích thiết kế và xây dựng hệ thốngthông tin địa lý Quận Ba Đình trên nền GIS” nhằm nâng cao năng lực quản lý về vịtrí địa lý quận Ba Đình.

1.2 Các đóng góp của tiểu luận

1.3 Bố cục của tiểu luận

CHƯƠNG 2 KIẾN THỨC NỀN TẢNG

Chương này sẽ nêu ra các khái niệm GIS và các phương pháp thu thập dữliệu về quận Ba Đình

2.1 Khái niệm GIS:

Hệ thống thông tin địa lý là hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu trên máy tính đểthu thập, lưu trữ, truy cập, phân tích và thể hiện dữ liệu không gian (NCGIA –National Center for Geographic Information and Analysis, 1988)

Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, truy vấn,phân tích và hiển thị dữ liệu không gian (Clarke, 1995)

Hệ thống thông tin địa lý là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phầncứng máy tính, phần mềm, tư liệu địa lý và người điều hành được thiết kế hoạtđộng một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiểnthị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý Hệ thống thông tin địa lý có mục tiêu đầu tiên

là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý (Viện nghiên cứu môitrường Mỹ, 1994)

2.2 Các phương pháp thu thập dữ liệu.

Dữ liệu được thu thập thủ công, đi khảo sát thực tế, tham khảo tài liệu sách

có sẵn

Các địa điểm được lấy từ google map

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ

Ba Đình là một quận của Hà Nội là một trong những quận có mật độ dân sốcao của Hà Nội có tầm quan trọng nhất định trong việc quản lý thông tin địa lý

Chính vì vậy ứng dụng công nghệ GIS trong việc quản lý hệ thống thông tin địa lý

là điều rất cần thiết

3.1 Khảo sát

Quận Ba Đình nằm ở phía Tây của Thủ đô Hà Nội, có diện tích 9,248 km2 ,được chia thành 14 phường : Cống Vị, Đối Cấn, Điện Biên, Giảng Võ, NgọcKhánh, Ngọc Hà, Kim Mã, Nguyễn Trung Trực, Phúc Xá, Quán Thánh, ThànhCông, Trúc Bạch, Liễu Giai, Vĩnh Phúc Vị trí địa lý của quận được giới hạn nhưsau: phía bắc giáp quận Tây Hồ; phái đông giáp quận Hoàn Kiếm; phía nam giápquận Đống Đa; phái tây giáp quận Cầu Giấy

Về mặt địa mạo quận Ba Đình có 3 dạng chủ yếu sau: Khu vực nằm về phíađông (Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh, trung tâm Ba Đình và khu Thành Cổ) có địahình khá cao, là nơi đã được xây đựng và ổn định từ hang nghìn năm; khu vực mớiđược xây dựng và mở rộng sau 1945 (Giảng Võ, Ngọc Khánh, Thành Công ) cũng

có địa hình tương đối cao; khu vực cách các làng xóm được đô thị hóa ( Ngọc Hà,Liễu Giai, Vạn Phúc ) có địa hình bằng phẳng và trũng thấp Như vậy, quận BaĐình gồm những khu vực từ xa xưa vẫn tồn tại đến ngày nay với những đặc điểmriêng mang tính thành thị, tính đô thị hóa và có cả những nét ngoại thành

Về mặt thủy văn, Ba Đình được xem là vùng đất non nước, song hồ so vớicác quận nội thành khác Phía bắc có hồ Trúc Bạch, hồ có diện tích 18ha Đây từng

là nơi cư trú của những người làm nghề chài lưới Hồ Cổ Ngựa là dấu vết của songHồng cũ, thông ra hồ Trúc Bạch chạy ra phố Hàng Thang ( nay đã bị lấp ) DòngHải Trì được đào từ năm 1481, chảy quanh co trong khuôn viên Bách Thảo

Ba Đình – Hà Nội là một vùng đất hài hòa về phong thủy, núi sông, là mộtmảnh đất thiên nhiên tươi đẹp một phần của mảnh đất đế đô

3.2 Thu thập và xây dựng CSDL không gian.

3.2.1 Thu thập

Dữ liệu được thu thập từ hệ thống bản đồ thuộc bản quyền tại trang web địa

ốc thông thái

Dữ liệu sử dụng là bản đồ hành chính Quận Ba Đình – TP Hà Nội

3.2.2 Thiết kế giao diện chương trình thử nghiệm.

Hệ thống thông tin địa lý được xây dựng để quản lý hệ thống thông tin địa lý quận

Ba Đình, có các giao diện chương trình chính như sau.

- Giao diện chính của chương trình:

Giao diện chính của chương trình.

- Giao diện chỉnh sửa dữ liệu bản đồ.

Giao diện chỉnh sửa dữ liệu bản đồ.

- Các chức năng bao gồm:

+ Thao tác với bản đồ

+ Chỉnh sửa bản đồ

Mô hình Usecase các chức năng

 Usecase thao tác với bản đồ:

Hình 3.5.1 Usecase thao tác với bản đồ.

Chức năng thao tác bản đồ: Với chức năng này người dùng hệ thống có thể

thao tác xem, hiện những thông tin cần thiết trên bản đồ

 Usecase chỉnh sửa bản đồ:

3.4 Phân rã Usecase tổng quát

Chương 4: Xây dựng chương trình4.1 Thu thập dữ liệu, xây dựng CSDL không gian.

4.1.1 Thu thập dữ liệu

Các dữ liệu, thông tin trên bản đồ được thu thập chính từ trang Bách khoa toànthư mở Wikipedia

Dữ liệu sử dụng là bản đồ hành chính quận Ba Đình thuộc bản quyền của công

ty địa ốc Thông Thái

4.2 Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian.

4.2.1 CSDL không gian lớp Điểm ATM

1 OBJECTID OBJECTID ID

4.2.2 CSDL không gian lớp Điểm trạm xe

4.2.3 CSDL không gian lớp Điểm cây xăng

4.2.4 CSDL không gian lớp Điểm ngân hàng

4.2.5 CSDL không gian lớp Điểm du lịch.

4.2.6 CSDL không gian lớp Điểm bệnh viện

4.2.7 CSDL không gian lớp Điểm chùa đền

4.2.2.8 CSDL không gian lớp Điểm khu quân sự

1 OBJECTID OBJECTID ID

4.2.9 CSDL không gian lớp Điểm Đại sứ quán

4.2.10 CSDL không gian lớp Trường

4.2.11 CSDL không gian lớp Khu công nghiệp.

4.2.12 CSDL không gian lớp Khu thể thao

2 SHAPE Geometry

4.2.14 CSDL không gian lớp Sông

4.2.15 CSDL không gian lớp Các phường

5 dientich double Diện tích phường

4.2.16 CSDL không gian lớp Ranh giới phường

4.2.17 CSDL không gian lớp Ranh giới quận

Lớp điểm cây ATM.

4.3.2 Lớp điểm trạm xe.

Lớp điểm trạm xe.

4.3.3 Lớp điểm cây xăng.

Lớp điểm cây xăng.

4.3.4 Lớp ngân hàng.

Lớp điểm ngân hàng.

4.3.5 Lớp điểm du lịch.

Lớp điểm du lịch.

4.3.6 Lớp điểm bệnh viện.

Lớp điểm bệnh viện.

4.3.7 Lớp điểm chùa đền.

Lớp điểm chùa đền.

4.3.8 Lớp điểm khu quân sự

Lớp điểm khu quân sự.

4.3.9 Lớp điểm Đại sứ quán.

Lớp điểm Đại sứ quán.

4.3.10 Lớp trường.

Lớp trường.

4.3.11 Lớp khu công nghiệp.

Lớp khu công nghiệp.

4.3.12 Lớp khu thể thao.

Lớp khu thể thao.

4.3.13 Lớp hồ

Lớp hồ.

4.3.14 Lớp sông.

Lớp sông.

4.3.15 Lớp phường.

Lớp phường.

4.3.16 Lớp ranh giới phường.

Lớp ranh giới phường.

4.3.17 Lớp ranh giới quận.

Lớp ranh giới quận.

4.4 Truy vấn dữ liệu các lớp.

4.5 Kiểm thử và đánh giá chương trình.

4.5.1 Kiểm thử

- Phóng to, thu nhỏ bản đồ

- Add Base map để kiểm tra đánh giá sự chính xác của bản đồ

- Kiểm tra hoạt động các lớp dữ liệu bản đồ

- Kiểm tra chuẩn hóa dữ liệu bản đồ

4.5.2 Đánh giá chương trình

- Chương trình bản đồ đã chạy ổn định

- Dữ liệu bản đồ hiện lên đúng như yêu cầu

- Các lớp truy xuất dữ liệu đều hiển thị đúng theo yêu cầu.

- Các lớp của bản đồ nền hoạt động tốt

Kết luận

Kết quả đạt được:

Kết quả về lý thuyết : Đã tổng hợp, nghiên cứu được các kiến thức cơ bản về GIS

và các ứng dụng của GIS trong các lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong ngànhGiao thông vận tải

Kết quả về ứng dụng : Qua tìm hiểu về hiện trạng cũng như nhu cầu quản lý giaothông đường bộ dựa trên GIS cho Sở GTVT phường Ba Đình, tiểu luận đã đề xuấtđược phương án, đưa ra được các giải pháp về cơ sở dữ liệu, giải pháp về hạ tầng

kỹ thuật, giải pháp về GIS để từ đó xây dựng phần mềm phù hợp hiện trạng củaPhường

Hạn chế cần khắc phục : Hệ thống còn sơ sài, mới chỉ tập trung quản lý hiện trạnggiao thông đường bộ, chưa hỗ trợ được nhiều cho công tác quản lý quy 21 hoạchmạng lưới giao thông đường bộ của Tỉnh Ngoài ra, hệ thống cũng chưa công khaihóa được trên Internet Do thời gian và năng lực còn hạn chế, trong thời gian tớihọc viên sẽ tiếp tục nghiên cứu theo hướng ứng dụng GIS quản lý giao thông vậntải trên địa bàn tỉnh để kết quả nghiên cứu của luận văn được hoàn thiện hơn và cóthể ứng dụng trong thực tế để quản lý giao thông phường Ba Đình trong thực tiễn.Hướng phát triển: