Báo cáo tốt nghiệp ngành địa chính Lập trình GIS trong quản lý đường phố và số nhà trên địa bàn thị trấn dĩ an huyện dĩ an tỉnh bình dương

Hệ thống thông tin địa lý GIS – Geographical Information System là một trong những phần mềm được ứng dụng nhiều trong công tác phân tích, xử lý, cập nhật và quản lý dữ liệu cho các lĩnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI & BẤT ĐỘNG SẢN

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ ĐƯỜNG PHỐ

VÀ SỐ NHÀ TRÊN ĐỊA BÀN THỊ TRẤN DĨ AN,

HUYỆN DĨ AN, TỈNH BÌNH DƯƠNG

SVTH MSSV LỚP KHÓA NGÀNH

: : : : :

ĐẶNG THẢO LAM

06151011 DH06DC

2006 – 2010 CÔNG NGHỆ ĐỊA CHÍNH

Tháng 7 năm 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI & BẤT ĐỘNG SẢN

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ ĐỊA CHÍNH

ĐẶNG THẢO LAM

ĐỀ TÀI :

ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ ĐƯỜNG PHỐ VÀ

SỐ NHÀ TRÊN ĐỊA BÀN THỊ TRẤN DĨ AN,

HUYỆN DĨ AN, TỈNH BÌNH DƯƠNG

Giáo viên hướng dẫn: KS NGUYỄN TRUNG QUYẾT

(Địa chỉ cơ quan: Trường Đại Học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh)

Ký tên:

- Tháng 7 năm 2010 -

Em xin chân thành cảm ơn:

- Ban Giám hiệu trường Đại học Nông lâm TPHCM

- Quý thầy cô khoa Quản lý đất đai và bất động sản

- Quý thầy cô thỉnh giảng

đã tận tâm truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập

Đặc biệt với lòng biết ơn sâu sắc em xin gởi đến :

- Thầy Nguyễn Trung Quyết

Là người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp

Tập thể các anh chị Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương đã tận tình giúp đỡ, cung cấp tài liệu và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu, tạo mọi điều kiện tốt để em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin cảm ơn các bạn sinh viên lớp Công Nghệ Địa Chính kháo 32 đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như khi thực hiện luận văn tốt nghiệp

Dù đã cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những sai sót Rất mong nhận được

sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn

Chân thành cám ơn!

Tháng 7/2010 Sinh viên

Đặng Thảo Lam

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Sinh viên thực hiện: Đặng Thảo Lam, nghành Công Nghệ Địa Chính, Khoa Quản Lý Đất Đai

Bất Động Sản, Trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2010

Đề tài: ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ ĐƯỜNG PHỐ VÀ SỐ NHÀ

TRÊN ĐỊA BÀN THỊ TRẤN DĨ AN, HUYỆN DĨ AN, TỈNH BÌNH DƯƠNG

Giáo viên hướng dẫn: KS Nguyễn Trung Quyết

Đề tài được tiến hành tại Trung Phòng Tài Nguyên và Môi Trường huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương từ tháng 03 đến tháng 06 năm 2010

Hiện nay việc đánh số nhà tại thị trấn Dĩ An chưa được thống nhất, quản lý ở dạng giấy và dạng số nhưng còn ở dạng dữ liệu thô Cùng với công tác đặt số nhà thủ công, thô

sơ nên còn nhiều sai sót, không linh hoạt trong cập nhật và chỉnh lý Trên một số đường mới xây dựng chưa có tên đường, có nhà đã được xây dựng trên những con đường đã có tên nhưng chưa có số nhà hay số nhà bị trùng nhau trên cùng một con đường hay cùng một phường có tên đường trùng nhau

Do đó việc đặt tên đường cho các tuyến đường mới và đánh số nhà cho các nhà mới được xây dưng đã trở nên cấp thiết để phù hợp với số nhà, tên đường hiện tại của khu vực thị trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương là một đô thị cấp vùng của vùng kinh tế trọng điểm phía nam

Hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geographical Information System) là một trong những phần mềm được ứng dụng nhiều trong công tác phân tích, xử lý, cập nhật và quản lý dữ liệu cho các lĩnh vực khác nhau Nhằm đáp ứng yêu cầu làm tốt công tác đặt tên đường và số nhà một cách khoa học, thống nhất Ứng dụng GIS trong quản lý đường phố và số nhà là một giải pháp giúp thị trấn Dĩ An quản lý nhà và đường phố tại địa phương có hiệu quả nhất

Xuất phát từ thực tế trên: “Ứng dụng GIS trong quản lý đường phố và số nhà

trên địa bàn thi trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương” sẽ góp phần cải thiện

những bất cập trong quản lý đường phố và số nhà ở thị trấn Dĩ An

Nội dung nghiên cứu

- Thu thập, tổng hợp và xử lý số liệu liên quan đến xây dựng cơ sở dữ liệu nguồn cho GIS

- Chuẩn hóa dữ liệu, xây dựng dữ liệu không gian, dữ liệu phi không gian (thuộc tính), nhập dữ liệu thuộc tính

- Thiết kế - xây dựng công cụ quản lý

Kết quả nghiên cứu

- Bản đồ số thông tin về thửa đất, số nhà, tên đường trên địa bàn thị trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương

- Công cụ quản lý thông tin đường phố, số nhà trên địa bàn thị trấn Dĩ An, huyện Dĩ

An, tỉnh Bình Dương

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

PHẦN 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2

I.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

I.1.1 Cơ sở khoa học 2

I.1.2 Cơ sở pháp lý 2

I.1.3 Cơ sở thực tiễn 2

I.2 GIỚI THIỆU CHUNG 3

I.2.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 3

I.2.1.1.Định nghĩa GIS 3

I.2.1.2.Lịch sử phát triển GIS 3

I.2.1.3 Các thành phần của GIS 4

I.2.1.4 Nhiệm vụ của GIS và nguyên tắc hoạt động của Gis 5

I.2.1.5 Khuynh hướng phát triển GIS 11

I.2.1.6 Ứng dụng GIS trên thế giới và ở Việt Nam 14

I.2.2 Hệ thống thông tin đất đai 19

I.2.3 Các phần mềm ứng dụng 23

I.2.3.1 Phần mềm Gis 23

I.2.3.2 Phần mềm Arcview 26

I.2.3.3 Phần mềm Autocad 29

I.3 KHÁI QUÁT VÙNG NGHIÊN CỨU 29

I.3.1 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN & CẢNH QUAN MÔI TRƯỜNG 29

I.3.1.1 Đánh giá điều kiện tự nhiên 29

I.3.1.2 Các nguồn tài nguyên thiên nhiên 31

I.3.1.3 Thực trạng môi trường 32

I.3.2 THỰC TRẠNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI 35

I.3.2.1 Tăng trưởng kinh tế 35

I.3.2.2 Chuyển dịch cơ cấu kinh tế 35

I.3.2.3.Thực trạng phát triển các ngành kinh tế 35

I.3.2.4 Dân số, lao động, việc làm và thu nhập 36

I.3.2.5 Thực trạng phát triển đô thị 37

I.3.2.6 Thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội 37

I.3.2.7 Hiện trạng sử dụng đất 41

I.4 NỘI DUNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - QUY TRÌNH THỰC HIỆN 44 I.4.1 Nội dung nghiên cứu 44

I.4.2 Phương pháp và phương tiện nghiên cứu 44

I.4.3 Quy trình thực hiện 45

PHẦN II: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 46

II.1 ĐÁNH GIÁ NGUỒN TÀI LIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG LÀM BẢN ĐỒ NỀN 46

II.2 HỆ THỐNG QUẢN LÝ ĐƯỜNG PHỐ VÀ SỐ NHÀ 47

II.2.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu 47

II.2.1.1 Tạo bản đồ nền 47

II.2.1.2 Tạo bản đồ đường phố 51

II.2.2 Xây dựng hệ thống 53

II.2.2.1 Tạo ứng dụng tùy biến 54

II.2.2.2 Thiết kế giao diện ứng dụng (Dialog) 55

II.2.3 Truy vấn thông tin 58

II.2.3.1 Sử dụng trực tiếp công cụ của phần mềm ArcView 58

II.2.3.2 Sử dụng hệ thống quản lý thông tin 60

II.3 Cập nhật thông tin 63

II.3.1 Tìm và sửa thông tin nhà 65

II.3.2 Cập nhật thông tin đường 67

II.4 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA HỆ THỐNG 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65

1 Kết luận 65

2 Kiến nghị 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình I.1: Các thành phần của GIS 4

Hình I.2: Thiết bị của GIS 5

Hình I.3: Thiết bị của GIS 6

Hình I.4: Phân tích liền kề 7

Hình I.5: Phân tích chồng xếp 8

Hình I.6: Nguyên tắc hoạt động của GIS 8

Hình I.7:Tình hình phát triển của GIS 13

Hình I.8: Quy trình tổng thể xây dựng giải pháp 19

Hình I.9: Quy trình vận hành hệ thống 20

Hình I.10: Chức năng hệ thống báo cáo 20

Hình I.11: Giao diện ArcView 24

Hình I.12: Lược đồ mô hình đối tượng 26

Hình I.13: Sơ đồ vị trí 27

Hình II.1: Cấu trúc bản đồ nền 43

Hình II.2 : Thông tin về số nhà sau cập nhật 44

Hình II.3 : Chọn thửa đất để cập nhật tên đường 44

Hình II.4 : Thông tin về số nhà, tên đường, địa chỉ nhà sau cập nhật 45

Hình II.5: Kết quả thuộc tính sau cập nhật trên toàn thị trấn Dĩ An 45

Hình II.6 :Thông tin đường sau khi cập nhật 46

Hình II.7: Chuyển đổi dữ liệu bằng phần mềm MapInfo 47

Hình II.8: Cửa sổ tạo ứng dụng 48

Hình II.9: Cửa sổ giao diện Dialogs 50

Hình II.10: Dialog quản lý thông tin thửa đất 50

Hình II.11: Hộp thoại thuộc tính 51

Hình II.12: Dialog xem thông tin đường 51

Hình II.13: Công cụ kết hợp quản lý đường phố - số nhà 52

Hình II.14: Truy vấn dữ liệu bằng công cụ Identify 52

Hình II.15: Truy vấn dữ liệu bằng công cụ Find 53

Hình II.16: Truy vấn dữ liệu bằng xây dựng biểu thức truy vấn 53

Hình II.17: Kết quả truy vấn dữ liệu bằng xây dựng biểu thức truy vấn 54

Hình II.18: Hộp thoại nhập thuộc tính và kết quả theo địa chỉ nhà 54

Hình II.19: Thể hiện thửa đất cần tìm 55 Hình II.20: Hộp thoại nhập thuộc tính và kết quả theo thông tin thửa đất 55

Hình II.20: Hộp thoại nhập thuộc tính và kết quả theo tên đường 55

Hình II.21: Hộp thoại nhập thuộc tính và kết quả truy vấn theo tên đường 57

Hình II.22: Hộp thoại nhập thuộc tính và kết quả truy vấn theo số nhà 57

Hình II.23: Hộp thoại nhập thuộc tính và kết quả xem thông tin đường 58

Hình II.24: Cửa sổ tạo ứng dụng 60

Hình II.25: Dialog cập nhật thông tin nhà 60

Hình II.26: Cập nhật thông tin nhà 61

Hình II.27: Hộp thoại thông báo 61

Hình II.28: Cập nhật thông tin đường 62

Hình II.29: Chọn đường cần cập nhật 62

Hình II.30: Dialog cập nhật thông tin đường 63

Hình II.31: Hộp thoại thông báo 63

DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1: Thông tin đất đai và thông tin liên quan đến đất đai 18

Bảng 2: Mô tả đơn vị đất đai thị trấn Dĩ An 28

Bảng 3: Tình hình trồng trọt của thị trấn trong năm 2010 30

Bảng 4:Tình hình biến động dân số qua các năm 31

Bảng 5: Hiện trạng tôn giáo năm 2010 32

Bảng 6: Một số tuyến đường chính trên địa bàn thị trấn do Huyện Quản lý 32

Bảng 7: Một số tuyến đường giao thông nông thôn do thị trấn quản lý 33

Bảng 8: Một số chỉ tiêu giáo dục qua các năm 34

Bảng 9: Chỉ tiêu y tế qua các năm 35

Bảng 10: Hiện trạng sử dụng đất của thị trấn Dĩ An năm 2010 36

Bảng 11: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp của thị trấn 2010 36

Bảng 12: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp của thị trấn 2010 37

Bảng 13 : Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của Bản đồ nền 43

Bảng 14: Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của Bản đồ đường phố 46

Bảng 15: Danh sách các Item trong Menu quản lý thông tin 39

Bảng 16: Danh sách các Item trong Menu câlp nhật thông tin 57

DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1 : Các hệ thống thông tin đất đai 17

Sơ đồ 2 : Quy trình thực hiện đề tài 40

Sơ đồ 3 : Quy trình tạo bản đồ nền 42

Sơ đồ 4 :Quy trình thiết kế chức năng quản lý thông tin 48

Sơ đồ 5 :Quy trình thiết kế chức năng cập nhật thông tin 57

DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 1: Cơ cấu sử dụng đất năm 2010 36

Biểu đồ 2: Cơ cấu sử dụng đất phi nông nghiệp của thị trấn năm 2010 38

ĐẶT VẤN ĐỀ

Đất nước ta ngày càng phát triển, đặc biệt từ khi nước ta gia nhập WTO, thúc đấy nền kinh tế nước ta phát triển vượt bậc, dân số ngày càng đông đúc kéo theo nhu cầu nhà ở của người dân ngày càng nhiều, tứ đó nhà ở mọc lên chen chút với số lượng lớn Nhà ở mọc lên càng nhiều thì đường sá ngày càng được mở rộng, nâng cấp và xây dựng mới.Trước tình hình đó dẫn đến sự phức tạp trong vấn đề quản lý nhà ở, đường phố của cả nước nói chung và của thị trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương nói riêng.Thị trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương là trung tâm kinh tế chính trị của huyện, nằm ở vị trí cửa ngỏ vào các thành phố lớn trong vùng kinh tế trọng điểm phía nam, có tốc độ phát triển rất nhanh, nên vấn đề quản lý nhà ở và đường phố tại địa phương là vấn đề rất phức tạp Số nhà, tên đường phố là thành phần quan trọng của một ngôi nhà (nhà ở và các công trình xây dựng) và hạ tầng giao thông đô thị Nhờ nó

ta có thể phân biệt được giữa nhà này với nhà khác.Vì vậy, việc đánh số nhà, tên đường hiện nay có nối quan hệ mật thiết với nhau, cần phải được giải quyết

Mặt khác,do nhu cầu truy xuất thông tin về chuyển nhượng đất đai, nhà ở lớn Hiện tại

số nhà và đường phố trên địa bàn thị trấn Dĩ An được quản lý ở dạng giấy và dạng số tuy nhiên

ở dạng dữ liệu thô Công tác đặt số nhà thủ công, thô sơ còn nhiều thiếu sót, không linh hoạt trong cập nhật, chỉnh lý thông tin mới

Ứng dụng tin học trong công tác quản lý thông tin đất đai và nhà ở ngày càng phát triển, một trong những ứng dụng đó chính là những kỹ thuật của hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geographical Information System) Trước đây, GIS ứng dụng vào lĩnh vực số hóa bản đồ Tuy nhiên trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của GIS, GIS đã được ứng dụng nhiều trong công tác phân tích, xử lý, cập nhật và quản lý dữ liệu cho các lĩnh vực khác nhau Do vậy, ứng dụng GIS trong quản lý đường phố và số nhà là một giải pháp hữu hiệu

Nhằm góp phần làm tốt công tác đặt tên đường và số nhà một cách khoa học, thống nhất, công tác quản lý quy hoạch, xây dựng, chỉnh trang diện mạo đô thị, tạo điều kiện thuận lợi cho việc giao dịch, quan hệ của các tổ chức cá nhân trong xã hội, được sự đồng ý của bộ môn Công Nghệ Địa Chính, Khoa Quản Lý Đất Đai và Bất Động Sản

Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Ứng dụng GIS

trong quản lý đường phố và số nhà trên địa bàn thi trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương”

Mục tiêu nghiên cứu:

- Xây dựng hệ thống quản lý đường phố, số nhà trên địa bàn thị trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương bằng GIS

- Truy xuất, cập nhật thông tin, dữ liệu về nhà ở, đất đai

Đối tượng nghiên cứu :

- Bản đồ: bản đồ địa chính, bản đồ số nhà, bản đồ đường phố…

- Phần mềm ứng dụng: Microstation, Mapinfo, Arcview

Phạm vi nghiên cứu: Một số thông tin về đường phố, số nhà, thông tin thửa đất trong phạm vi ranh giới hành chính thị trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương.

PHẦN 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU I.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

I.1.1 Cơ sở khoa học

I.1.2 Cơ sở pháp lý

Hiến pháp nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam năm 1992 đã được sửa đổi, bổ sung theo Nghị quyết số 51/2001/QH10 ngày 25 tháng 12 năm 2001 của Quốc hội khóa X, kỳ họp thứ 10

Luật Xây dựng số 16/2003/QH11 ngày 26 tháng 11 năm 2003 của Quốc hội nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Luật Nhà ở ngày 29 tháng11 năm 2005

Nghị định số 90/2006/NĐ-CP ngày 06/09/2006 của Chính phủ Quy định chi tiết

và hướng dẫn thi hành Luật Nhà ở

Quyết định 05/2006/QĐ-BXD của Bộ Trưởng Bộ Xây Dựng ngày 08 tháng 03 năm 2006 về việc ban hành quy chế đánh số và gắn biển số nhà

Quy chế đánh số và gắn biển số nhà (Ban hành theo Quyết định BXD của Bộ Trưởng Bộ Xây Dựng ngày 08 tháng 03 năm 2006)

05/2006/QĐ-Nghị định số 91/2005/NĐ-CP ngày 11 tháng 07 năm 2005 của Chính phủ về việc ban hành Quy chế đặt tên, đổi tên,đổi tên đường, phố và công trình công cộng

Thông tư 36/2006/TT-BVH-TT ngày 20 tháng 3 năm 2006 của Bộ VH-TT hướng dẫn thực hiện một số điều của Quy chế đặt tên, đổi tên đường, phố và công trình công cộng ban hành kèm theo Nghị định số 91/2005/NĐ-CP

I.1.3 Cơ sở thực tiễn

Hiện nay công tác thực hiện việc đặt tên, quản lý đường phố và số nhà ở nước

ta phần lớn đã thực hiện ở tất cả các Tỉnh, Thành nhưng tính khả thi chưa cao, còn nhiều bất cập trong tổ chức thực hiện, tầm chiến lược dài hạn còn hạn chế

Luật Xây dựng số 16/2003/QH11, Luật Nhà ở ngày 29 tháng11 năm 2005, Quyết định 05/2006/QĐ-BXD, Nghị định 08/2005/NĐ-CP, Thông tư 36/2006/TT-BVH-TT… Ra đời đã nêu rõ trách nhiệm quyền hạn trong công tác Quy hoạch đặt tên đường phố và số nhà nhằm đảm bảo tính khả thi trong quy hoạch

Thực tiễn công tác Quy hoạch đặt tên đường phố và số nhà của các nước phát triển như Anh, Pháp … đã hoàn thiện và đạt được hiệu quả cao về phát triển về các mặt kinh tế xã hội và môi trường

I.2 GIỚI THIỆU CHUNG

I.2.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

I.2.1.1.Định nghĩa GIS

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) được định nghĩa là:Hệ thống thông tin địa lý

(GIS) được định nghĩa như là một hệ thống thông tin mà nó sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích cơ sở dữ liệu đầu ra liên quan về mặt địa lý không gian (Geographic or geospatial), nhằm trợ giúp việc thu nhận, 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, chẳng hạn như: Để hỗ trợ việc ra các quyết định cho việc quy hoạch và quản lý sử dụng đất, tài nguyên thiên nhiên, môi trường, giao thông, dễ dàng trong việc quy hoạch phát triển đô thị và những việc lưu

trữ dữ liệu hành chính

I.2.1.2.Lịch sử phát triển GIS

Hệ thống thông tin địa lí là một nhánh của công nghệ thông tin được hình thành từ những năm 1960 và được phát triển rộng rãi trong 10 năm trở lại đây Có thể nói hệ thống thông tin địa lí được hình thành dựa trên nền tảng hệ thống địa lí (hệ thống các

bản đồ có hiển thị thông tin và thuộc tính của các vị trí) trước đó trong lịch sử

Hệ thống địa lí được sử dụng sớm nhất vào năm 1854 bởi một người Anh tên là John Snow Ông đã mô tả sự lây lan của bệnh dịch tả ở Luân Đôn bằng cách đánh dấu các điểm dịch lên bản đồ, và cách làm của ông đã mang lại hiệu quả trong việc xác định hướng lây lan của dịch bệnh và kịp thờ

Năm 1962, hệ thống thông tin địa lí đầu tiên hoạt động thực sự trên thế giới được ra đời tại Canada, được phát triển bởi cục phát triển nông lâm nghiệp Canada Đó là công trình nghiên cứu của tiến sĩ Roger Tomlinson có tên là Canada Geographic Information System (CGIS) Hệ thống này được sử dụng để lưu trữ, phân tích và quản

lý các dữ liệu được thu thập cho Canada Land Inventory (CLI), một tổ chức xác định tiềm năng đất đai cho nền nông nghiệp Canada bằng cách ánh xạ các thông tin về đất, rừng, các loại động vật, sông suối, đất nông nghiệp… vào bản đồ với tỉ lệ 1:50.000 CGIS là hệ thống thông tin địa lí đầu tiên trên thế giới và là một sự cải tiến các ứng dụng Mapping, các cơ chế overlay, đo đạc và số hóa… Nó hỗ trợ các thông tin về hệ thống tọa độ quốc tế, các thông tin về thuộc tính và địa điểm được lưu trữ trong các file tách biệt Chính vì thế, Tomlinson được xem như là cha đẻ của GIS, đặc biệt khi ông sử dụng overlay trong việc đề xướng sự phân tích không gian của sự hội tụ dữ liệu hình học Đến năm 1990, CGIS đã xây dựng được một cơ sở dữ liệu số về tài nguyên đất lớn nhất ở Canada Nó được phát triển như một hệ thống khung chính, quản lý việc

sử dụng và hoạch định các tài nguyên đất ở các bang

Năm 1964, Howard T Fisher thành lập phòng thí nghiệm đồ họa máy tính và phân tích không gian tại trường Harvard Graduate School of Design, nơi mà một số khái niệm lý thuyết quan trọng về vận dụng dữ liệu không gian được phát triển Vào năm 1970, họ

đã đưa ra code của hệ thống còn sơ khai và các hệ thống như 'SYMAP', 'GRID',

'ODYSSEY' như là một sự phát triển thương mại đến các trường đại học, các trung tâm nghiên cứu và các tổ chức trên thế giới

Vào năm 1980, M&S Computing (sau này là Intergraph), Environmental Systems Research Institute (ESRI) và CARIS đã nổi lên với vai trò là những nhà bán phần mềm GIS Vào cuối những năm 1980 và đầu năm 1990, ngành công nghiệp này rất phát triển do nhu cầu sử dụng gia tăng của GIS trên các Unix workstations cũng như máy tính cá nhân Vào cuối thế kỷ 20, sự phát triển nhanh chóng trên các hệ thống khác nhau đã hợp nhất và chuẩn hóa trên một vài platforms và người sử dụng bắt đầu có khái niệm về sử dụng GIS trên internet Gần đây đã có sự xuất hiện nhanh chóng của các gói phần mềm GIS miễn phí và mã nguồn mở chạy trên những hệ điều hành khác nhau, người dùng có thể tùy biến để thực hiện những tác vụ cụ thể

Ngày nay, GIS là một ngành công nghiệp hàng tỷ đô la với sự tham gia của hàng trăm nghìn người trên toàn thế giới GIS được dạy trong các trường phổ thông, trường đại học trên toàn thế giới Các chuyên gia của mọi lĩnh vực

I.2.1.3 Các thành phần của GIS

Hình I.1: Các thành phần của GIS

GIS được kết hợp bởi năm thành phần chính: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người và phương pháp

 Phần cứng

Phần cứng là hệ thống máy tính trên đó một hệ GIS hoạt động Ngày nay, phần mềm GIS có khả năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng, từ máy chủ trung tâm đến các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng

Hình I.2: Thiết bị của GIS

 Phần mềm

Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu giữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý Các thành phần chính trong phần mềm GIS là: + Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý

+ Hệ quản trị cơ sở dữ liệu(DBMS)

+ Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý

+ Giao diện đồ hoạ người-máy (GUI) để truy cập các công cụ dễ dàng

 Dữ liệu

Có thể coi thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS là dữ liệu Các dữ liệu địa

lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặc được mua

từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng DBMS để tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu

 Con người

Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý hệ thống và

phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế Người sử dụng GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc

 Phương pháp

Một hệ GIS thành công theo khía cạnh thiết kế và luật thương mại là được mô

phỏng và thực thi duy nhất cho mỗi tổ chức

I.2.1.4 Nhiệm vụ của GIS và nguyên tắc hoạt động của Gis

a Nhiệm vụ của Gis

 Nhập dữ liệu

Trước khi dữ liệu địa lý có thể được dùng cho GIS, dữ liệu này phải được chuyển sang dạng số thích hợp Quá trình chuyển dữ liệu từ bản đồ giấy sang các file dữ liệu dạng số được gọi là quá trình số hoá

Công nghệ GIS hiện đại có thể thực hiện tự động hoàn toàn quá trình này với công nghệ quét ảnh cho các đối tượng lớn; những đối tượng nhỏ hơn đòi hỏi một số quá trình số hoá thủ công (dùng bàn số hoá) Ngày nay, nhiều dạng dữ liệu địa lý thực sự

có các định dạng tương thích GIS Những dữ liệu này có thể thu được từ các nhà cung cấp dữ liệu và được nhập trực tiếp vào GIS

là sự chuyển dạng tạm thời cho mục đích hiển thị hoặc cố định cho yêu cầu phân tích Công nghệ GIS cung cấp nhiều công cụ cho các thao tác trên dữ liệu không gian và cho loại bỏ dữ liệu không cần thiết

 Quản lý dữ liệu

Hình I.3: Thiết bị của GIS

Ðối với những dự án GIS nhỏ, có thể lưu các thông tin địa lý dưới dạng các file đơn giản Tuy nhiên, khi kích cỡ dữ liệu trở nên lớn hơn và số lượng người dùng cũng nhiều lên, thì cách tốt nhất là sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) để giúp cho việc lưu giữ, tổ chức và quản lý thông tin Một DBMS chỉ đơn giản là một phần mền quản lý cơ sở dữ liệu.Có nhiều cấu trúc DBMS khác nhau, nhưng trong GIS cấu trúc quan hệ tỏ ra hữu hiệu nhất Trong cấu trúc quan hệ, dữ liệu được lưu trữ ở dạng các bảng Các trường thuộc tính chung trong các bảng khác nhau được dùng để liên kết các bảng này với nhau Do linh hoạt nên cấu trúc đơn giản này được sử dụng và triển khai

 Hỏi đáp và phân tích

Một khi đã có một hệ GIS lưu giữ các thông tin địa lý, có thể bắt đầu hỏi các câu hỏi đơn giản như:

+ Ai là chủ mảnh đất ở góc phố?

+ Hai vị trí cách nhau bao xa?

+ Vùng đất dành cho hoạt động công nghiệp ở đâu?

Và các câu hỏi phân tích như:

+ Tất cả các vị trí thích hợp cho xây dựng các toà nhà mới nằm ở đâu?

+ Kiểu đất ưu thế cho rừng sồi là gì?

+ Nếu xây dựng một đường quốc lộ mới ở đây, giao thông sẽ chịu ảnh hưởng như thế nào?

GIS cung cấp cả khả năng hỏi đáp đơn giản "chỉ và nhấn" và các công cụ phân tích tinh vi để cung cấp kịp thời thông tin cho những người quản lý và phân tích Các hệ GIS hiện đại có nhiều công cụ phân tích hiệu quả, trong đó có hai công cụ quan trọng đặc biệt:

 Phân tích liền kề

+ Tổng số khách hàng trong bán kính 10 km khu hàng?

+ Những lô đất trong khoảng 60 m từ mặt đường?

Ðể trả lời những câu hỏi này, GIS sử dụng phương pháp vùng đệm để xác định mối quan hệ liền kề giữa các đối tượng

Hình I.4: Phân tích liền kề

 Phân tích chồng xếp

Chồng xếp là quá trình tích hợp các lớp thông tin khác nhau Các thao tác phân tích đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải được liên kết vật lý Sự chồng xếp này, hay liên kết không gian, có thể là sự kết hợp dữ liệu về đất, độ dốc, thảm thực vật hoặc sở hữu đất với định giá thuế

Hình I.5: Phân tích chồng xếp

 Hiển thị

Với nhiều thao tác trên dữ liệu địa lý, kết quả cuối cùng được hiển thị tốt nhất dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ Bản đồ khá hiệu quả trong lưu giữ và trao đổi thông tin địa lý GIS cung cấp nhiều công cụ mới và thú vị để mở rộng tính nghệ thuật và khoa học của ngành bản đồ Bản đồ hiển thị có thể được kết hợp với các bản báo cáo,

hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác (đa phương tiện)

b.Nguyên tắc hoạt động của GIS

GIS lưu trữ thông tin từ thế giới thực dưới dạng tập hợp các lớp chuyên đề có thể

liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý Điều này đơn giản nhưng vô cùng quan trọng và là một công cụ đa năng đã được chứng minh và rất quan trọng, rất có giá trị trong việc giải quyết các vấn đề thực tế…

Hình I.6: Nguyên tắc hoạt động của GIS

Không giống như dữ liệu của các hệ thống thông tin hiện đại khác, dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý phức tạp, nó bao gồm thông tin về vị trí, các mối liên hệ địa hình

và những thuộc tính của các đối tượng được ghi nhận Hay có thể nói: dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý ( dữ liệu địa lý) bao gồm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính Mỗi loại có những đặc điểm riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý và hiển thị

Dữ liệu không gian: Cơ sở dữ liệu không gian là cơ sở dữ liệu lưu trữ vị trí, hình dạng của các đối tượng không gian cùng với đặc điểm thuộc tính của chúng

Dữ liệu thuộc tính(hay là dữ liệu phi không gian): là dữ liệu mô tả các đặc điểm, đặc tính của đối tượng tự nhiên- kinh tế- xã hội Các đặc tính có thể là định tính hoặc

Phân tích

mô hình hoá

Mô hình cơ sở dữ liệu không gian:

Bản đồ thực chất là sản phẩm thu được trong việc đơn giản hóa một thực thể Nó phản ánh đồng thời những thông tin đặc trưng và các thông tin tổng hợp Thông tin tổng hợp thường được thể hiện dưới dạng các ký hiệu, ngược lại, các đối tượng hình ảnh được biểu diễn theo tọa độ không gian Dữ liệu không gian thường được hiển thị theo hai phương pháp Phương pháp thứ nhất biểu diễn dưới dạng các đơn vị bản đồ Phương pháp thứ hai biểu diễn dưới dạng các ô lưới hay ma trận Hai phương pháp này gọi là mô hình vector và mô hình raster tương ứng

Mô hình dữ liệu raster:

Trong cấu trúc này thực thể không gian được biểu diễn thông qua các ô (cell) hoặc

ô ảnh (pixel) của một lưới các ô Trong máy tính lưới này được lưu trữ dưới dạng ma trận trong đó mỗi cell được xác định bởi giao điểm của một hàng, một cột trong ma trận

Trong cấu trúc này điểm được xác định bởi các cell, đường được xác định bởi một số các cell liền kề nhau theo hướng, vùng được xác định bởi các cell mà trên đó thực thể phủ lên

Biểu diễn raster được xây dựng trên cơ sở hình học phẳng ơ- cơ -lit Mỗi một cell

sẽ tương ứng với một diện tích vuông trên thực tế Độ lớn của cạnh ô vuông này còn được gọi là độ phân giải của dữ liệu Kích thước các cell càng nhỏ thì việc biểu diễn các đối tượng càng chi tiết và chính xác Tuy nhiên, điều này có nghĩa là kích thước của dữ liệu rất lớn và tốn bộ nhớ

Như vậy có thể nói cell (pixel) là phần tử cơ bản của dữ liệu dạng raster, mỗi một pixell được gán một giá trị số, các pixell có cùng giá trị như nhau biểu diễn cùng một đối tượng

Các nguồn dữ liệu có thể xây dựng nên dữ liệu Raster:

 Quét ảnh

 Ảnh máy bay, ảnh vệ tinh

 Chuyển từ dữ liệu vector sang

Mô hình dữ liệu Raster có những sai số nhất định như:

 Sai số do tuổi của dữ liệu

 Sai số do tỷ lệ của bản đồ

 Sai số do thiết bị quét không đạt yêu cầu về thông số kỹ thuật

 Sai số do dữ liệu nguồn

Mô hình dữ liệu raster đã được ứng dụng rộng rãi cho việc quản lý môi trường và tài nguyên thiên nhiên, ví dụ mô hình xử lý không gian của một đám cháy được mô hình hóa Ngoài ra mô hình raster còn có khả năng liên kết dữ liệu viễn thám thông qua khả năng nội suy kết hợp với mô hình số độ cao(Digital Elevation Model – DEM) cho khả năng phân tích tổng hợp

Mô hình dữ liệu vector:

Biểu diễn vector một số đối tượng là một cố gắng để biểu diễn đối tượng càng chính xác càng tốt Giả sử có một không gian tọa độ liên tục (không lượng tử hóa như

không gian raster) cho phép xác định chính xác tất cả các vị trí, độ dài, và kích th-ớc của các đối tượng

Ngoài ra, khi lưu trữ dữ liệu bằng phương pháp vector ta phải sử dụng mối quan

hệ ẩn để lưu trữ mối quan hệ phức tạp trong một khoảng chứa bé nhất Dưới đây sẽ trình bày cấu trúc vector sử dụng trong hệ thống thông tin địa lý để biểu thị và lưu giữ điểm, đường và vùng

+ Thực thể điểm: Điểm có thể được xem là đại diện chung nhất cho tất cả các thực thể địa lý và đồ họa được xác định bằng một cặp tọa độ X, Y Nhờ cặp tọa độ X,

Y này, những dữ liệu lưu trữ loại khác được chiếu lên điểm và những thông tin bổ trợ khác Ví dụ, “một điểm” có thể là một ký hiệu không liên hệ đến một thông tin nào khác Bản ghi dữ liệu bao gồm thông tin về ký hiệu, kích thước của ký hiệu Nếu “ điểm” là văn bản thì bản ghi dữ liệu bao gồm thông tin về các ký tự được biểu diễn, kiểu chữ, kiểu căn lề ( trái, phải, giữa), tỷ lệ chia hướng

+ Thực thể đường: Đường là đặc trưng tuyến tính xây dựng từ những đoạn thẳng nối hai hay nhiều cặp tọa độ Đường thẳng đơn giản nhất đòi hỏi phải lưu trữ tọa

độ điểm đầu và điểm cuối (hai cặp tọa độ X, Y) và một bản ghi về ký tự được biểu diễn Ví dụ ký hiệu tham số có thể được dùng để biểu thị những đường nét liền hay đường đứt quãng trên thiết bị hiển thị mặc dù tất cả các đoạn của đường đứt quãng hiển thị ấy không được lưu giữ trong cơ sở dữ liệu

Một cung, một chuỗi hoặc một xâu là tập hợp của n cặp tọa độ mô tả một đường liên tục Không gian lưu trữ dữ liệu được tiết kiệm nhưng tốn thời gian xử lý Việc lưu trữ các cặp số (cặp tọa độ) thích hợp cho việc sử dụng các hàm nội suy toán học và dùng để đưa dữ liệu ra các thiết bị hiển thị Với các điểm và các đường đơn giản, các chuỗi có thể được lưu trữ thành các bản ghi cùng với ký hiệu đường dùng để hiển thị + Thực thể vùng: Vùng là đa giác được biểu diễn bằng nhiều cách khác nhau trong một cơ sở dữ liệu vector Hầu hết bản đồ chuyên đề sử dụng trong hệ thống thông tin địa lý đều phải làm việc với các đa giác (các miền)

- Mục đích của cấu trúc dữ liệu vùng là khả năng mô tả đặc trưng Topo của vùng (đó là hình dáng, mối quan hệ, sự phân cấp) của các thực thể sao cho các tính chất liên kết của khối không gian được biểu diễn, quản lý và hiển thị trong bản đồ chuyên đề

- Trước tiên, mỗi vùng thành phần trên bản đồ có một hình dạng, chu vi và diện tích duy nhất, không có một chuẩn đơn nào trong tập hợp raster Đối với khu đo và bản

đồ địa lý tính đồng dạng về không gian và kích thước rõ ràng là không có

- Thứ hai, các phân tích địa lý yêu cầu cấu trúc dữ liệu phải có khả năng ghi nhận những vùng biên của mỗi vùng theo cách đường liên kết trong mạng

- Thứ ba, các vùng trên bản đồ chuyên đề không phải ở trên cùng một mức (chẳng hạn như đảo ở trong hồ này lại nằm trên hòn đảo lớn hơn )

có lưu ý là làm thế nào mỗi thuộc tính có thể vẽ trên một lớp riêng biệt để tiến tới một

ma trận dữ liệu ba chiều Về nguyên tắc không giới hạn số lớp, nhưng sự hạn chế ở đây là dung tích bộ nhớ Khái niệm chồng lớp rất quen thuộc với những người làm công tác bản đồ và những người quy hoạch thiết kế, ở chỗ nó thường được tạo nên

trong hệ vector, đặc biệt là nó sử dụng cho thiết kế nhờ trợ giúp của máy tính Không giống như các hệ raster ở chỗ mỗi thuộc tính mới trong cơ sở dữ liệu là một lớp mới,

hệ thống lớp được sử dụng trong hệ thống vector kép được dùng để phân biệt các lớp chính của thực thể không gian, chủ yếu cho mục đích đồ họa và hiển thị

Thông tin các lớp thường được cộng vào dữ liệu đồ họa bằng cách mã hóa chuỗi các bit có một “đầu” gắn vào bản ghi dữ liệu của một thực thể đồ họa Phụ thuộc vào hệ thống đó, các chuỗi cho phép có 64 hay 256 lớp để biểu diễn Nói một cách khác, các “ đầu” thậm chí có thể đ-ợc biễu diễn một cách trơn tru trong những yếu tố của các thuộc tính phi đồ họa mà chúng được người sử dụng định nghĩa, ví dụ như đường tàu hỏa, đường ô tô chính, sông suối Hệ thống lớp chồng cho phép dễ dàng đếm, đánh dấu và biểu diễn một cách có chọn lọc những thực thể đồ họa

I.2.1.5 Khuynh hướng phát triển GIS

a Khuynh hướng phát triển về lý thuyết

Về lý thuyết, hiện nay nhiều nhà khoa học đang theo đuổi nghiên cứu phương pháp biểu diễn dữ liệu không gian trong các hệ thống thông tin địa lý, sự liên quan các loại dữ liệu bao gồm dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính, dữ liệu thời gian Mối quan hệ giữa những bài toán phân tích không gian theo thời gian thực Phân tích thống

kê dữ liệu không gian Thiết kế mô hình dữ liệu và cấu trúc dữ liệu thích hợp Nghiên cứu phương pháp và kỹ thuật thiết kế cơ sở dữ liệu không gian Giáo dục và huấn luyện kỹ thuật, sử dụng GIS Nghiên cứu đầy đủ hơn về công nghệ bản đồ, truyền thông bản đồ (Cartographic Communication)

b Khuynh hướng phát triển phần cứng

Gần hai thập niên qua, từ khi hảng IBM sản xuất chiếc máy PC đầu tiên thì phần cứng của máy tính đã có những phát triển vượt bậc, và tính xã hội của chiếc máy PC ngày càng cao, có thể nói máy tính ngày càng trở thành công cụ không thể thiếu trong cuộc sống hằng ngày của nhiều người

Trong lĩnh vực GIS, những thành tựu sau đây của máy tính đã có tác động lớn đối với sự phát triển khoa học và công nghệ thông tin địa lý

(1) Xử lý nhanh: Sự phát triển tốc độ xử lý của phần cứng máy tính cho phép thực

hiện những bài toán xử lý dữ liệu không gian hoặc phân tích không gian trên cơ sở những tập dữ liệu lớn Trên cơ sở những máy tính xử lý nhanh ấy, những bài toán liên quan đến độ phân giải cao được giải quyết tốt làm gia tăng độ chính xác của dữ liệu Những mô hình toán học phức tạp được xây dựng cùng với những giải thuật

xử lý bao gồm cả những giải thuật thông minh nhân tạo cũng có thể được sử dụng Ngoài ra, sự gia tăng tốc độ của máy tính cũng cải thiện khả năng hiển thị tốt hơn, hấp dẫn hơn Như vậy, sự gia tăng tốc độ xử lý của máy tính đã cho phép công nghệ thông tin địa lý mở rộng ra những lĩnh vực áp dụng mới

(2) Xử lý song song: Kiến trúc máy tính trong thời gian qua cũng thay đổi rất nhiều,

phương thức xử lý đã dần dần phát triển hướng từ xử lý tuần tự các chuỗi dữ liệu

số nối tiếp đến việc xử lý các chuỗi dữ liệu số song song để có thể áp dụng một giải thuật cùng một lúc cho nhiều nơi trên bản đồ Những bài toán xử lý liên quan đến

dữ liệu raster, xử lý ảnh hoặc hiển thị cũng có thể áp dụng kỹ thuật xử lý song song

(3) Xử lý phân tán trên mạng: Đặc điểm của GIS là xử lý cơ sở dữ liệu cực lớn

(extra large database), nhiều lúc những kỹ thuật xử lý song song cũng không thể đáp ứng Trong thập niên tới, các kỹ thuật xử lý phân tán sẽ dần dần được ứng dụng rộng rãi trong GIS để giải những bài toán dữ liệu cực lớn Ở đây, sẽ thấy một tác động mạnh và hữu hiệu chia sẻ tài nguyên dữ liệu trên mạng có nhiều data server đặt nhiều nơi khác nhau kết nối trên cùng một mạng

(4) Lưu trữ dung lượng lớn: Dữ liệu của các hệ thống thông tin địa lý ngày càng

nhiều Lưu trữ dữ liệu thông tin địa lý đòi hỏi những thiết bị có dung lượng lớn, độ tin cậy cao, bảo quản dễ dàng Băng từ dần dần không còn là phương tiện lưu trữ tốt vì dung lượng nhỏ, bảo quản phức tạp Ngày nay, thiết bị lưu trữ ngày càng phong phú, những đĩa CD-ROM, đĩa quang WORM (Write-Only-Read-Many-times), đĩa quang xóa nhiều lần, v.v là những môi trường tốt để lưu trữ dữ liệu địa lý vì dung lượng của chúng lớn, có thể đến vài chục Gbytes, độ tin cậy cao, dễ bảo quản

(5) Thiết bị phần cứng đặc biệt như: server, thiết bị mạng, gia tốc đồ họa (graphics

accelerators), đồng xử lý (co-processors) và đặc biệt là những thiết bị hiển thị như datashow đã giúp thiết kế những phòng họp về quản lý, qui hoạch, v.v

(6) Thiết bị ngoại vi như: Sự phát triển công nghệ thông tin địa lý đòi hỏi sử dụng

ngày càng nhiều các máy in màu độ phân giải cao, scanner màu hoặc đen trắng khổ

lớn, những thiết bị multimedia, v.v

c Khuynh hướng phát triển phần mềm

(1) Hệ quản trị cơ sở dữ liệu: Kiểu dữ liệu bảng hiện nay được sử dụng rất phổ biến

Tuy nhiên, tiến trình tham chiếu với dữ liệu địa lý được thực hiện phức tạp vì chỉ một sự thay đổi nhỏ của dữ liệu địa lý cũng làm cho các dữ liệu bảng khó tham chiếu Cấu trúc cơ sở dữ liệu định hướng đối tượng không thích hợp cho việc lưu trữ những dữ liệu đặc trưng cũng như phân tích không gian phức tạp Nhờ tính mở cao, cơ sở dữ liệu quan hệ ngày càng được sử dụng phổ biến trong các hệ thống thông tin địa lý Mô hình hệ quản trị cơ sở dữ liệu 3 tầng (3-tier) sẽ được sử dụng phổ biến để tăng khả năng cung cấp và tích hợp dữ liệu của nhiều ngành theo thời gian thực

(2) GIS với kỹ thuật đa môi trường (multimedia): Kỹ thuật đa môi trường tích hợp

trình diễn thông tin với các dạng dữ liệu hình ảnh, âm thanh, chữ viết là một kỹ thuật thích hợp để trình diễn các hệ thống thông tin địa lý phục vụ giảng dạy các môn học có liên quan đến thông tin không gian, đánh giá tác động môi trường, theo dõi diễn biến môi trường, mô phỏng các tiến trình địa lý - địa chất, v.v

(3) GIS thông minh: Những công cụ thông minh sẽ được phát triển trong các hệ

thống thông tin địa lý làm nhiệm vụ trợ giúp quyết định Các kỹ thuật thông minh nhân tạo bao gồm logic mờ, hệ chuyên gia, mạng nơ-rôn sẽ là thành phần quan trọng để phát triển kỹ thuật GIS Xử lý ngôn ngữ tự nhiên cũng có thể được phát

triển trong GIS để tăng khả năng giao tiếp với người sử dụng

(4) Mô phỏng và trợ giúp quyết định: Xây dựng những hệ thống thông tin địa lý

thời gian thực là một trong những mục tiêu quan trọng mà tất cả những nhà khoa học, kỹ thuật của nhiều ngành có liên quan như: kỹ thuật phần cứng, toán và kỹ thuật phần mềm, đang theo đuỗi và hỗ trợ cho nhau Mô hình hóa theo không gian

và dự báo trong nhiều lĩnh vực khác nhau là những bài toán được quan tâm trong các hệ thống thông tin địa lý trong thời gian tới

(5) Khung công việc (framework): Nhu cầu dịch vụ thông tin địa lý gia tăng, hiệu

quả của hệ thống thông tin địa lý càng cao khi khả năng trao đổi và tích hợp dữ liệu càng lớn Trong thời gian tới, sẽ hình thành nhiều khung công việc theo từng địa phương, từntg quốc gia, từng khu vực và toàn thế giới

d Khuynh hường phát triển ứng dụng

Từ xa xưa, thông tin địa lý đã là nhu cầu cần thiết của mọi người trong mọi sinh hoạt hàng ngày tại những vị trí khác nhau Mỗi người trong xã hội luôn luôn có nhu cầu cần biết về thế giới thực xung quanh mình Con người muốn được hiểu biết về các thực thể, các sự kiện, các hiện tượng như thế nào, xảy ra ở đâu, xảy ra khi nào, và tại sao như vậy Ở qui mô rộng lớn hơn, những nhà lãnh đạo một địa phương, một quốc gia, một khu vực luôn luôn cần có thông tin địa lý một cách đầy đủ, chính xác, kịp thời

để ra những quyết sách đúng đắn, phù hợp lòng dân, làm cho địa phương, quốc gia ngày càng phát triển Những nhà quân sự cần có thông tin địa lý để có những phương

án chiến lược, chiến thuật bảo vệ lãnh thổ Những nhà đầu tư cần thông tin địa lý để tính toán những khả năng và hiệu quả đầu tư, những nhà kinh doanh cần có thông tin địa lý để qui hoạch chiến lược thị trường, làm cho hàng hóa được tiêu thụ nhanh chóng, v.v

Ngày nay với sự phát triển công nghệ thông tin, và trước xu thế toàn cầu hóa, thông tin địa lý cung cấp kịp thời những thông tin cần thiết theo từng khu vực địa lý để mỗi quốc gia xây dựng những chiến lược phát triển bền vững và có những quyết sách độc lập trong xu thế chung của toàn thế giới

Công nghệ thông tin địa lý đã và đang được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, từ những lĩnh vực tài nguyên, môi trường, quản lý sử dụng đất, cơ sở hạ tầng kỹ thuật đến những lĩnh vực kinh tế – xã hội Sự phát triển này xuất phát từ những lĩnh vực liên quan chủ yếu vào thế giới tự nhiên như tài nguyên, môi trường, đến những lãnh vực liên quan ngày càng nhiều hơn với con người như cơ sở hạ tầng kỹ thuật, kinh tế – xã hội

Với nhu cầu sử dụng thông tin

địa lý ngày càng tăng trong

hầu hết các lĩnh vực xã hội,

dịch vụ thông tin địa lý đã ra

đời để đáp ứng nhu cầu của

các cơ quan quản lý hành

vụ nhu cầu thiết kế, qui hoạch, kế hoạch của các thành phần kinh tế, của các nhà đầu

tư, nhà kinh doanh, nhà thương mại trong nhiều lĩnh vực khác nhau

I.2.1.6 Ứng dụng GIS trên thế giới và ở Việt Nam

a Ứng dụng GIS trên thế giới

Hình I.7:Tình hình phát triển của GIS

GIS được xây dựng trên các trí thức của nhiều ngành khoa học khác nhau để tạo

ra ngành khoa học mới GIS đã bắt đầu xuất hiện trên thế giới vào cuối năm 1960 và đến nay đã phát triển hoàn chỉnh với khả năng thu nhận, lưu trữ, cập nhật, xử lý, phân tích và cung cấp thông tin cần thiết để hỗ trợ quá trình lập quyết định trong nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có công tác quản lý tài nguyên đất đai mà cụ thể là các nghiên cứu trong việc quản lý đất đai hoặc hỗ trợ để lập quy hoạch sử dụng đất, cụ thể như sau:

- Ở Ấn Độ: để quy hoạch một thành phố Bangalore với 6.5 triệu dân, công ty Franch Protocol đã hỗ trợ cơ quan hành chính lập quy hoạch phát triển đến 2015 Một

cơ sở hạ tầng không gian được thiết lập để hỗ trợ cho quy hoạch phát triển của thành phố và các bản đồ cơ sở được chạy trên các phần mềm GIS

- Ở Philippines: nhiều nghiên cứu ứng dụng GIS được thực hiện, trong đó có ứng dụng GIS để đánh giá tiềm năng đất đai, nhằm cung cấp các thông tin đầy đủ và chính xác cho các nhà quản lý, quy hoạch, nhà đầu tư… đưa ra quyết định hợp lý, đạt hiệu quả cao

- Ở các trường Đại học của Trung Quốc và Đài Loan: sử dụng GIS trong nghiên cứu quản lý sử dụng đất đai, một vấn đề được đặt ra là làm thế nào GIS có thể cải tiến việc quản lý đất đai, người ta đã chọn vùng Nantou ở Đài Loan để nghiên cứu; kết quả đã xây dụng được cơ sở dữ liệu có thể giải quyết được vấn đề đặt ra

- Ở Pakistan: nghiên cứu ứng dụng GIS để kiểm soát xây dựng ở các thành phố lớn Kiểm soát sự phát triển đóng vai trò then chốt trong việc thiết kế đô thị tốt hơn không chỉ cho các vùng đô thị hiện trạng, mà còn cho tương lai Phân tích các quá trình kiểm soát xây dựng, đầu tiên một mô hình GIS được thiết kế bao gồm các bản

đồ số như đặc tính địa lý và các thuộc tính của nó trong các dạng cơ sở dữ liệu liên quan Các thuộc tính được liên kết với dữ liệu không gian

- Ở Singapore: đã xây dựng được hệ thống sử dụng đất đai tổng hợp ILUS, nhằm cung cấp thông tin về tình hình pháp lý, quy hoạch…

- Ở Thụy Điển: đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực quản lý về tài nguyên đất đai và những nghiên cứu này đã thực hiện thí điểm ở các nước, trong đó

có Việt Nam Trong chương trình hợp tác Việt Nam - Thụy Điển đã đầu tư xây dựng

hệ thống cơ sở dữ liệu thí điểm phục vụ cho việc quản lý thị trường bất động sản ở thành phố như thành phố Biên Hòa

Ngoài những nghiên cứu về lĩnh vực đất đai, còn có các nghiên cứu có liên quan đến một số các lĩnh vực khác như:

- Ở Ấn Độ, trường Đại học Bangalore đã có những nghiên cứu trong việc sử dụng kết hợp GIS với công nghệ GPS và viễn thám để xây dựng cơ sở dữ liệu phục

vụ cho việc nghiên cứu có mở rộng thành phố Mandya được hay không

- Ở Pakistan: Công ty Sui Southern Gas Company Limited (SSGC), trụ sở chính tại Karachi, là công ty dẫn đầu quốc gia Pakistan về khí đốt (gas) Hiện tại SSGC vận hành các hệ thống truyền dẫn và phân phối trên toàn khu vực phía nam Pakistan bao gồm tỉnh Sindh và Balochistan Mới đây, công ty này quyết định xây dựng hệ thống thông tin địa lý (GIS) nhằm nâng cao khả năng quản lý gas cho quốc gia SSGC cũng quyết định chọn ESRI để xây dựng và phát triển hệ thống GIS này

- Ở Canada: Sở Bảo vệ môi trường Alberta, Trung tâm Ðào tạo môi trường Alberta (Canada) đã dùng GIS để mô hình hóa các quần hợp hệ sinh thái, các điều kiện sống làm cơ sở cho việc dự báo Dùng mô hình GIS như một phần của DSS cho phép nâng cao chất lượng quản lý tài nguyên rừng

- Ở Đức: DORIS - Systemgruppe - AMT sử dụng GIS để mô phỏng các khu rừng của Ðức bằng mô hình 3 chiều Hiển thị dữ liệu theo không gian giúp các nhà quản lý nắm bắt cụ thể hơn về đối tượng

- Trong nông nghiệp, ứng dụng GIS được sử dụng khá phổ biến ở các nước như:

ở Hà Lan đã nghiên cứu ứng dụng GIS cùng với phương pháp đánh giá đất đai của FAO để đánh giá đất đai cho cây khoai tây; tại Thailand, trường Đại học Yakohama - Nhật Bản và Viện Kỹ thuật Á châu (AIT, 1995) đã ứng dụng GIS và phương pháp đánh giá đất đai của FAO để đánh giá khả năng thích nghi đất đai cho 4 loại hình sử dụng đất: bắp, mì, cây ăn trái và đồng cỏ cho vùng Muaklek – cao nguyên trung bộ - Thailand (Dansagoonpon, năm 2004)

- Gần đây, một ứng dụng cụ thể nhất là trong trận bão Katrina vừa qua tại Mỹ, công nghệ GIS đã được sử dụng trong nghiên cứu về bão, mô hình hóa, dự báo và đặc biệt trong việc giải quyết hậu quả sau cơn bão

Hiện nay, hầu hết các nước trên thế giới đều đã ứng dụng GIS trong nghiên cứu, quản

lý tài nguyên đất đai Ứng dụng GIS trong lĩnh vực này đã đem lại những hiệu quả to lớn, đã hình thành được cơ sở dữ liệu có khả năng phân tích, cung cấp thông tin kịp thời, đầy đủ và chính xác giúp các nhà lãnh đạo, các chuyên gia có những quyết định hợp lý, nhằm sử dụng đất đai được hiệu quả và bền vững

b Ứng dụng nước tại Việt Nam

Vì GIS được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không gian, nó có rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển đô thị và môi trường tự nhiên như là: quy hoạch

đô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ thống công ích, lộ trình, nhân khẩu, bản đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả và bệnh tật Trong phần lớn các lĩnh vực này, GIS đóng vai trò như là một công cụ hỗ trợ quyết định cho việc lập kế hoạch hoạt động

Môi trường

Theo những chuyên gia GIS kinh nghiệm nhất thì có rất nhiều ứng dụng đã phát triển trong những tổ chức quan tâm đến môi trường Với mức đơn giản nhất thì người dùng sử dụng GIS để đánh giá môi trường, ví dụ như vị trí và thuộc tính của cây rừng Ứng dụng GIS với mức phức tạp hơn là dùng khả năng phân tích của GIS để mô hình hóa các tiến trình xói mòn đất sư lan truyền ô nhiễm trong môi trường khí hay nước, hoặc sự phản ứng của một lưu vực sông dưới sự ảnh hưởng của một trận mưa lớn Nếu những dữ liệu thu thập gắn liền với đối tượng vùng và ứng dụng sử dụng các chức năng phân tích phức tạp thì mô hình dữ liệu dạng ảnh (raster) có khuynh hướng chiếm

ưu thế

Khí tượng thuỷ văn

Trong lĩnh vực này GIS được dùng như là một hệ thống đáp ứng nhanh, phục vụ chống thiên tai như lũ quét ở vùng hạ lưu, xác định tâm bão, dự đoán các luồng chảy, xác định mức độ ngập lụt, từ đó đưa ra các biện pháp phòng chống kịp thời vì những

ứng dụng này mang tính phân tích phức tạp nên mô hình dữ liệu không gian dạng ảnh (raster) chiếm ưu thế

cơ sở khác nhau như là hình thức vi phạm luật pháp, địa chất học, thời tiết và giá trị tài sản

Y tế

Ngoại trừ những ứng dụng đánh gía, quản lý mà GIS hay được dùng, GIS còn có thể áp dụng trong lĩnh vực y tế Ví dụ như, nó chỉ ra được lộ trình nhanh nhất giữa vị trí hiện tại của xe cấp cứu và bệnh nhân cần cấp cứu, dựa trên cơ sở dữ liệu giao thông GIS cũng có thể được sử dụng như là một công cụ nghiên cứu dịch bệnh để phân tích nguyên nhân bộc phát và lây lan bệnh tật trong cộng đồng

Chính quyền địa phương

Chính quyền địa phương là một trong những lĩnh vực ứng dụng rộng lớn nhất của GIS, bởi vì đây là một tổ chức sử dụng dữ liệu không gian nhiều nhất Tất cả các cơ quan của chính quyền địa phương có thể có lợi từ GIS GIS có thể được sử dụng trong việc tìm kiếm và quản lý thửa đất, thay thế cho việc hồ sơ giấy tờ hiện hành Nhà cầm quyền địa phương cũng có thể sử dụng GIS trong việc bảo dưỡng nhà cửa và đường giao thông GIS còn được sử dụng trong các trung tâm điều khiển và quản lý các tình huống khẩn cấp

Bán lẻ và phân phối

Phần lớn siêu thị vùng ngoại ô được xác định vị trí với sự trợ giúp của GIS GIS thường lưu trữ những dữ liệu về kinh tế-xã hội của khách hàng trong một vùng nào đó Một vùng thích hợp cho việc xây dựng môt siêu thị có thể được tính toán bởi thời gian

đi đến siêu thị, và mô hình hoá ảnh hưởng của những siêu thị cạnh tranh GIS cũng được dùng cho việc quản lý tài sản và tìm đường phân phối hàng ngắn nhất

Giao thông

GIS có khả năng ứng dụng đáng kể trong lĩnh vực vận tải Việc lập kế hoạch và duy trì cở sở hạ tầng giao thông rõ ràng là một ứng dụng thiết thực, nhưng giờ đây có

sự quan tâm đến một lĩnh vực mới là ứng dụng định vị trong vận tải hàng hải, và hải

đồ điện tử Loại hình đặc trưng này đòi hỏi sự hỗ trợ của GIS

Các ngành điện, nước, gas, điện thoại

Những công ty trong lĩnh vực này là những người dùng GIS linh hoạt nhất, GIS được dùng để xây dựng những cơ sở dữ liệu là cái thường là nhân tố của chiến lược công nghệ thông tin của các công ty trong lĩnh vự này Dữ liệu vecto thường được dùng trong các lĩnh vực này những ứng dụng lớn nhất trong lĩnh vực này là Automated Mapping và Facility Management (AM-FM) AM-FM được dùng để quản

lý các đặc điểm và vị trí của các cáp, valve Những ứng dụng này đòi hỏi những bản

đồ số với độ chính xác cao

Một tổ chức dù có nhiệm vụ là lập kế hoạch và bảo dưỡng mạng lưới vận chuyền hay là cung cấp các dịch vụ về nhân lực, hỗ trợ cho các chương trình an toàn công cộng và hỗ trợ trong các trường hợp khẩn cấp, hoặc bảo vệ môi trường, thì công nghệ GIS luôn đóng vai trò cốt yếu bằng cách giúp cho việc quản lý và sử dụng thông tin địa lý một cách hiệu quả nhằm đáp ứng các yêu cầu hoạt động và mục đích chương trình của tổ chức đó

I.2.2 Hệ thống thông tin đất đai

a Hệ thống thông tin đất đai là một thành phần cơ bản của Cơ sở dữ liệu quốc gia về tài nguyên đất, bao gồm khốiCSDL bản đồ địa chính và CSDL hồ sơ đia chính Hai khối thông tin này được duy trì trong mối quan hệ chặt chẽ với nhau thành một hệ thống thống nhất.Mối liên kết giữa bản đồ và hồ sơ địa chính được thể hiện trong tất cả các hoạt động của hệ thống, từ thu thập dữ liệu đến cập nhật bảo trì và khai thác phục

vụ

b Hệ thống thông tin đất đai là một sự kết hợp về tiềm lực con người và kỹ thuật cùng với một cơ cấu tổ chức nhằm tạo thông tin hỗ trợ nhu cầu trong công tác quản lý đất đai Dữ liệu liên quan đến đất đai có thể được tổ chức thành dạng số liệu, hình ảnh, dạng số, nhật ký hiện trường hoặc ở dạng bản đồ và ảnh hàng không…

Sơ đồ 1 : Các hệ thống thông tin đất đai

c Hệ thống thông tin đất đai (LIS) là một tên gọi trong số các phạm trù rộng hẹp khác nhau thường dược sử dụng khi nói đến lĩnh vực có liên quan như hệ thống đăng

ký đất đai, hệ thống thông tin địa chính, hệ thống cơ sở dữ liệu không gian hay hệ

thống thông tin địa lý Xuất phát từ một tên gọi khái quát như vậy có thể xác định rõ phạm vi của LIS:

+ Phần dữ liệu: thông tin LIS bao gồm bản đồ địa chính và hệ thống đăng ký Đơn vị mang thông tin là từng thửa đất chi tiết

+ Phần công cụ: các thủ tục và kỹ thuật cho phép thu thập, cập nhật, xử lý và phân phát các thông tin nói trên

Các hệ thống trên được tạo ra nhằm cung cấp các thông tin cho:

+ Thông tin môi trường: những thông tin cơ sở tập trung cho những khu vực môi trường chưa được kiểm soát liên quan đến các tính chất vật lý, hóa học, sinh học,…(lũ lụt)

+ Thông tin về cơ sở hạ tầng: những thông tin tập trung cơ bản cho vấn đề cấu trúc kỹ thuật và công trình tiện ích (các dịch vụ nhầm, đường ống,…)

+ Thông tin địa chính: những thông tin liên quan đến những nơi cụ thể hóa về quyền sử dụng đất, trách nhiệm, nghĩa vụ

+ Thông tin kinh tế, xã hội

Bảng 1: Thông tin đất đai và thông tin liên quan đến đất đai

Thông tin địa lý hoặc thông tin liên quan đến đất đai

Thông tin đất đai

Thông tin

môi trường Thông tin về cấu trúc hạ tầng Thông tin địa chính

Thông tin kinh tế

- Nhà cửa, chung

cư

- Hệ thống giao thông vận tải và

thông tin liên lạc

- Sự phân bố dân số

Lĩnh vực nhà ở và nhất là nhà ở đô thị là một trong những lĩnh vực của hệ thống đăng

ký Tại các khu đô thị hiện đang triển khai việc đăng ký cấp giấy chứng nhận quyền sở hữu nhà ở và quyền sử dụng đất Nhu cầu phải quản lý được đăng ký đất đai và nhà ở

đô thị dĩ nhiên phải đặt ra với hệ thống thông tin đất đai So với các khu vực nông thôn, lĩnh vực này có những điểm khác sau đây:

+ Lĩnh vực không hoàn toàn thuộc phạm vi quản lý của ngành địa chính

+ Thửa đất ngoài những thông tin cho vùng đô thị còn bao gồm các thông tin về nhà Các thông tin này được phản ánh trên giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và quyền sở hữu nhà ở (giấy hồng), khác so với giấy đỏ

+ Đối với nhà nhiều tầng và căn hộ có thể có nhiều chủ sử dụng

Nhu cầu quản lý thông tin về nhà là rất cấp thiết, song lại không thể tách khỏi quản

lý đất nên vấn đề khó khăn trước hết ở đây là cơ chế tổ chức chức năng và thẩm quyền trong việc quản lý các phạm vi trên

Hiện nay tại Việt Nam đã có giải pháp phần mềm quản lý nhà đất: Ứng dụng công

nghệ GIS trong quản lý địa chính - nhà đất - đô thị

Thực trạng quản lý nhà đất và đô thị:

+ Hồ sơ đất đai vẫn còn được ghi chép và lưu trữ trên giấy

+ Tra cứu hồ sơ , thông tin bản đồ một cách thủ công

+ Dữ liệu bản đồ tại cấp cơ sở không được cập nhật thường xuyên

+ Hồ sơ thông tin ngày càng nhiều khó bảo quản, mối mọt hỏng, rách

+ Cơ quan cấp Sở không có được những dữ liệu biến động về bản đồ, tốn tiền của vào việc đo vẽ cập nhật bản đồ hàng năm mà dữ liệu bản đồ vẫn trở nên cũ do biến động nằm ở cấp cơ sở (Quận/huyện)

Các căn cứ thực hiện:

+ Luật đất đai mới năm 2003

+ Các Nghị định và Thông tư hướng dẫn thi hành luật: Nghị Định 60CP,61CP,65CP, 181CP…

+ Thông tư số 29/2004/TT-BTNMT ngày 01/11/2004 hướng dẫn lập, chỉnh lý, quản lý

hồ sơ địa chính

Mục tiêu của giải pháp quản lý nhà đất và đô thị

+ Hỗ trợ cán bộ địa chính trong công tác quản lý hồ sơ

+ Quản lý và cập nhật đầy đủ và kịp thời thông tin biến động về đất đai

+ Cung cấp các bảng biểu báo cáo nhanh chóng và đầy đủ

Đối tượng sử dụng:

+ Sở Tài nguyên và môi trường

+ Phòng Tài nguyên và Môi trường của UBND Quận/ Huyện

+ Văn phòng đăng ký nhà đất các cấp

+ Phòng địa chính nhà đất cấp Phường/Xã

Hình I.8: Quy trình tổng thể xây dựng giải pháp

Các tính năng chính của giải pháp

- Cập nhật thông tin biến động, chỉnh lý lô, thửa nhà - đất

- Cập nhật & thực hiện tác nghiệp tách thửa, ghép thửa đất

- Tra cứu lịch sử, danh sách, thông tin biến động của lô, thửa đất

+ Lập báo cáo thống kê:

- Lập các loại báo cáo thông kê theo đỳng mẫuquy định

- Lập sổ điện tử báo cáo: Sổ mục kê, sổ địa chính, sổ cấp giấy chứng nhận QSDĐ, sổ theo dõi biến động

+ Hiển thị bản đồ:

- Hiển thị bản đồ theo mảnh, lớp, đơn vị hành chính

- Cung cấp các công cụ thao tác trên bản đồ số như: Zoom, pan, select

Hình I.9: Quy trình vận hành hệ thống

Hình I.10: Chức năng hệ thống báo cáo Các ưu điểm của giải pháp

- Thiết lập được kho CSDL bản đồ số dạng GIS, liên kết chặt chẽ giữa thông tin bản

đồ với thông tin thuộc tính của từng Lô, thửa Đất và Nhà

- Thiết lập được quy trình xử lý hồ sơ chính xác, khoa học, đơn giản, nhanh gọn Cập nhật được biến động và báo cáo thống kê đất đai định kỳ & hàng năm

- Giảm được nguồn vốn đầu tư từ ngân sách, chống lãng phí, thực hành tiết kiệm chi phí hành chính trong công tác đo vẽ, cập nhật biến động

- Nâng cao trình độ chuyên môn và tin học, sử dụng các ứng dụng công nghệ GIS cho cán bộ chuyên môn và lãnh đạo

I.2.3 Các phần mềm ứng dụng

I.2.3.1 Phần mềm Gis

Phần mềm Microstation và Mapping Ofice

Đây là hệ thống phần mềm được Tổng Cục Địa Chính và các cơ quan sử dụng nhằm phục vụ cho công tác thành lập bản đồ Mapping ofice là một hệ phần mềm của tập đoàn Intergraph bao gồm các phần mềm công cụ phục vụ cho việc xây dựng và duy trì toàn bộ các đối tượng địa lý dưới dạng đồ họa bao gồm: IrasB, IrasC, Geovec, Msfc

Các file dữ liệu này được sử dụng lần đầu vào cho các hệ thống thông tin địa lý hoặc các hệ quản trị dữ liệu bản đồ Các phần mềm ứng dụng của Mapping Ofice được tích hợp trong một mơi trường đồ họa thống nhất Microstation để tạo nên một bộ các công cụ mạnh và linh hoạt phục vụ cho việc thu thập và xử lý các đối tượng đồ họa

Microstation: Là một phần mềm trợ giúp thiết kế (Cad) và là môi trường đồ

họa rất mạnh cho phép xây dựng, quản lý các đối tượng đồ họa thể hiện các yếu tố bản

đồ Mcrostation còn được sử dụng để làm nền cho các ứng dụng khác như IrasB, Geovec, Msfc, Mrfclean, Mrfflag chạy trên đó

Các công cụ của Mcrostation được sử dụng để số hóa các đối tượng trên nền ảnh (raster), sửa chữa, biên tập dữ liệu và trình bày bản đồ

Mcrostation còn cung cấp công cụ nhập, xuất (import, export) dữ liệu đồ họa từ các phần mềm khác qua các file có dạng (*.dxf) hoặc (*.dwg)

IRASB: là phần mềm hiển thị và biên tập dữ liệu raster dưới dạng các ảnh đen

trắng và được chạy trên nền của Mcrostation Mặc dù của IrasB và Mcrostation được thể hiện trên cùng màn hình nhưng nó hoàn toàn độc lập với nhau nghĩa là việc thay đổi dữ liệu phần này không ảnh hưởng đến dữ liệu của phần kia

IRASC: cũng có khả năng tương tự như IrasB khác IrasC ở chỗ là xử lý đối

tượng ảnh màu, còn IrasB xử lý đối tượng ảnh trắng đen

I/GEOVEC: là một phần mềm chạy trên nền của Mcrostation đã cung cấp các

công cụ số hóa bán tự động các đối tượng trên nền ảnh đen trắng với định dạng của Intergraph Mỗi một đối tượng số hóa bằng I/Geovec phải được định nghĩa trước các thông số đồ họa về màu sắc, lớp thông tin, khi đó đối tượng này được gọi là một

Feature Mỗi một Feature có một tên gọi và mã số riêng

MRFC ( Mcrostation Feature Collection) : modul cho phép người ta dùng khai

báo và đặt các đặc tính đồ họa cho các lớp thông tin khác nhau của bản đồ phục vụ cho quá trình số hóa, đặc biệt số hóa trong I/Geovec Ngoài ra, MFSC còn cung cấp một

loạt các công cụ số hóa bản đồ trên nền Mcrostation

MSFC được sử dụng:

- Để tạo bảng phân lớp và định nghĩa các thuộc tính đồ họa cho đối tượng

- Quản lý các đối tượng cho quá trình số hóa

- Lọc điểm và lọc trơn đường lối với từng đối tượng vùng riêng lẻ

MRFCLEAN: Mrfclean được viết bằng MDL (Mcrostation Development

Language) và chạy trên nền của Mcrostation

Mrfclean dùng để:

bằng một ký hiệu (chữ D, X, S)

đường khác

Tolerence

MRFFLAG: Mrfflag được thiết kế tương hợp với Mrfclean, dùng để tự động

hiển thị lên màn hình lần lượt các vị trí có lỗi mà Mrfclean đã đánh dấu trước đó và người dùng sẽ sử dụng các công cụ của Microstation để sửa

Phần mềm Famis: Hệ thống phần mềm Famis – Caddb được Tổng cục địa

chính (cũ) ban hành năm 1997 và được áp dụng cho tất cả các Sở Địa Chính trong toàn quốc nhằm thống nhất về cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính, đồng thời là yêu cầu cuối cùng

của thành quả đo đạc lập bản đồ khi nghiệm thu

FAMIS: phần mềm tích hợp cho đo vẽ và lập bản đồ địa chính (Field Work and

Cadastral Mapping Intergrated Software – Famis) là một hệ phần mềm nằm trong hệ phần mềm chuẩn, thống nhất trong ngành Địa Chính, có khả năng xử lý số liệu đo ngoại nghiệp, xây dựng xử lý và quản lý bản đồ địa chính số, phục vụ công tác lập bản

đồ và hồ sơ địa chính Phần mềm đảm nhận công đoạn từ sau công tác lập bản đồ và

hồ sơ địa chính Phần mềm đảm nhận công đoạn từ sau khi đo vẽ ngoại nghiệp cho đến

hoàn chỉnh hệ thống bản đồ địa chính số Cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính kết hợp với

cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính để tạo thành một cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính và hồ sơ địa chính thống nhất

Phần mềm Mapinfo: Mapinfo là phần mềm được sản xuất bởi hãng Mapinfo

Cooporation, phần mềm này cho phép chuyển đổi dữ liệu bản đồ vào GIS giúp quản lý đối tượng tại vị trí tọa độ của nó, kết nối dữ liệu bản đồ với các thông tin thuộc tính

thành một thể thống nhất và chặt chẽ

Mapinfo là một phần mềm GIS cho giải pháp máy tính để bàn (Desktop Solution) Các thông tin trong Mapinfo được tổ chức theo từng bảng (table), mỗi một table là một tập hợp các file về thông tin đồ họa chứa các bảng ghi dữ liệu mà hệ thống tạo ra Chỉ có thể truy cập vào các chức năng của phần mềm Mapinfo khi mà ta đã mở

ít nhất một table Cơ cấu tổ chức thông tin của các đối tượng địa lý được tổ chức theo các file sau đây:

 *.Tab: mô tả cấu trúc dữ liệu (file dữ liệu của Mapinfo)

 *.Dat: file chứa các thông tin nguyên thủy

 *.Map: file chứa thông tin mô tả các đối tượng với nhau

 *.Id: file chứa các thông tin liên kết các đối tượng với nhau

 *.Ind: file chỉ đối tượng (giúp tìm kiếm đối tượng đồ họa khi sử dụng chức năng Query/Find)

 *.Wor: file quản lý chung thể hiện không gian làm việc tại một thời điểm nào đó

Một mảnh bản đồ máy tính là sự chồng xếp (overlay) các lớp thông tin lên nhau Mỗi một lớp thông tin chỉ thể hiện một khía cạnh của mảnh bản đồ tổng thể Lớp thông tin là một tập hợp các đối tượng bản đồ thuần nhất, thể hiện và quản lý các đối tượng địa lý trong không gian theo một chủ đề cụ thể, phục vụ một mục đích nhất định trong hệ thống Trong Mapinfo chúng ta có thể coi mỗi một table là một lớp đối tượng (layer) Các đối tượng bản đồ chính mà trên cơ sở đó Mapinfo sẽ quản lý, trừu tượng hóa các đối tượng địa lý trong thế giới thực và thể hiện chúng thành các loại bản đồ máy tính khác nhau:

bao phủ một vùng diện tích nhất định Chúng có thể là polygons, hình ellipse và hình chữ nhật

hình học, chúng có thể là các đường thẳng, các đường gấp khúc hay các cung Đối tượng dạng đường là tập hợp những điểm có tọa độ điểm đầu và điểm cuối không trùng nhau

diện tích nhỏ, nhưng là những thông tin quan trọng không thể thiếu được Ví dụ như các điểm khống chế, trụ sở, cơ quan,… Đôi khi các đối tượng này được thể hiện một cách phi tỷ lệ

bản đồ như nhãn, tiêu đề, ghi chú…

Một đặc điểm khác biệt của thông tin địa lý trong GIS so với các thông tin trong các hệ tọa độ khác là sự liên kết chặt chẽ, không thể tách rời giữa các thông tin thuộc tính với các đối tượng bản đồ Trong cơ cấu tổ chức và quản lý của cơ sở dữ liệu Mapinfo sẽ được chia thành hai thành phần cơ bản: CSDL thuộc tính và CSDL không gian Các bảng ghi trong các CSDL này được quản lý độc lập với nhau nhưng được liên kết với nhau thông qua một số ID, được lưu trữ và quản lý chung cho cả hai loại bảng ghi nói trên Các thông tin thuộc tính thể hiện nội dung bên trong của các đối tượng bản đồ và bạn có thể truy cập, tìm kiếm thông tin cần thiết thông qua cả hai loại

dữ liệu

I.2.3.2 Phần mềm Arcview

ArcView là phần mềm thương mại của Viện nghiên cứu hệ thống môi trường

(ESRI) về hệ thống thông tin địa lý (GIS) Các chức năng cơ bản của ArcView bao gồm:

- Chương trình ArcView chạy trên nền Windows

+ Hiển thị các lớp bản đồ dạng vector;

+ Tạo và thay đổi cơ sở dữ liệu của các đối tượng địa lý trong bản đồ;

+ Tạo các biểu đồ đơn giản dựa trên thuộc tính của các đối tượng trên bản đồ; + Chuẩn bị các bản in ra giấy;

+ Các đoạn chương trình phục vụ cho việc tự động hóa các thao tác trong ArcView

- Các chức năng mở rộng được bán kèm theo bộ ArcView:

+ Đọc các định dạng ảnh khác;

+ Tạo các hộp thoại (giao diện đồ họa người sử dụng)

- Các chức năng mở rộng không bán kèm theo bộ ArcView (người sử dụng nếu cần phải mua riêng):

+ Phân tích không gian;

+ Phân tích mạng lưới

Giao diện của ArcView bao gồm các cửa sổ, mỗi cửa sổ đều thể hiện dữ liệu theo các cách khác nhau Với hệ thống Menu, Buttons (nút lệnh), và Tools (nút công cụ) của các cửa sổ cho phép bạn trình diễn và thực hiện các phép phân tích dữ liệu trong cơ sở dữ liệu theo nhiều cách khác nhau

Hình I.11: Giao diện ArcView Công việc cài đặt

ArcView GIS 3.x là một phần mềm chuyên về GIS trong họ phần mềm GIS của

ESRI Đơn giản, nhỏ gọn, dễ cài đặt ArcView GIS 3.x là một phần mềm để bàn,

desktop ArcView chạy trên nền Windows Việc cài đặt ArcView GIS cũng rất đơn giản, để cài đặt chương trình trước tiên ta chạy file Setup bằng cách click vào biểu tượng:

Khởi động chương trình và kết thúc việc cài đặt bằng cách nhập Serial vào theo hướng dẫn

Bên cạnh những chức năng đã có của ArcView ta còn có thể cài đặt các chức năng ứng dụng mở rộng vào Extensions như: 3D Analyst 1.0, ArcView Internet MapServer 1.0, Network Analyst 1.0a, SmartImage 3.0 (No Keygen), Visual MODFLOW Pro 3.1.0.85, ArcPress 2.0, Image Analyst 1.1, SmartClassify 1.1 (No Keygen), Spatial Analyst 2.0

Tổ chức dữ liệu trong ArcView: Cơ sở dữ liệu của GIS bao gồm dữ liệu không

gian và dữ liệu thuộc tính, chúng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau thông qua mã liên kết định sẵn Đối tượng không gian trong bản đồ có thể được xác định dựa vào dữ liệu thuộc tính

Dữ liệu không gian: các đối tượng có thể biểu diễn trên bản đồ như là điểm (point), đường (line), hay đa giác (polygon)

- Các đối tượng ngoài thực tế có kích thước nhỏ hoặc là các điểm được biểu diễn là các điểm, chẳng hạn cột điện, trạm xăng, điểm hành chính…

- Các đối tượng ngoài thực tế có hình thể dạng dài, hẹp hay các đường thì được biểu diễn ở dạng đường (line) như: đường giao thông, đường ống nước, đường dây điện…

- Các đối tượng ngoài thực tế là các thực thể dạng vùng, có không gian rộng, đồng nhất thì được biểu diễn dưới dạng các đa giác như: công viên, ao, hồ, thửa đất…

Mô hình dữ liệu không gian được sử dụng là mô hình quan hệ Topology dạng Shapefile, là định dạng dữ liệu của ArcView Khi chúng ta tạo dữ liệu không gian trong ArcView, dữ liệu sẽ được lưu dưới dạng Shapefile, có phần mở rộng là *.shp Ngoài ra ArcView còn cho phép kết nối và sử dụng dữ liệu không gian của một

số phần mềm GIS và đồ họa sau:

- Dữ liệu tạo từ phần mềm ArcInfo;

- Dữ liệu tạo từ phần mềm MapInfo;

- Dữ liệu CAD: ArcView cho phép nhập vào các tập tin dữ liệu dạng *.dwg và

*.dxf của AutoCad hoặc *.dgn của MicroStation;

- Dữ liệu hình ảnh: ảnh vệ tinh, máy bay, ảnh bản đồ có cấu trúc Raster

Ngoài ra, ArcView còn hỗ trợ môi trường lập trình khá tốt, cho phép lập trình dạng Script thông qua ngôn ngữ chuyên dụng Avenue Ngôn ngữ lập trình Avenue được thực thi trong môi trường ArcView với giao diện lập trình nằm trong cửa sổ Project Chương trình quản lý dữ liệu thông qua các lớp đối tượng và mọi thứ diễn ra đều qua các yêu cầu gửi tới lớp đối tượng Ví dụ: khi ta thêm mới một theme vào khung nhìn ta đã gửi một yêu cầu tạo mới theme, khi ta lấy thông tin từ một đối tượng thì ta gửi yêu cầu tới đối tượng đó

Để gửi yêu cầu tới đối tượng và thực thi một hành động nào đó ta viết như sau:

Object.Request Trong đó, Object là đối tượng mà ta gửi yêu cầu tới, Request là yêu

cầu mà ta cần gửi tới đối tượng Object Giữa các lớp có mối quan hệ với nhau Có 3 mối quan hệ chính:

- Mối quan hệ thừa kế (inheritance);

- Mối quan hệ gộp (aggregation);

- Mối quan hệ kết hợp (association)

Tuy nhiên, trong ArcView có hàng ngàn lớp và đối tượng khác nhau, để tìm đến đúng lớp và yêu cầu cần dùng ta cần hiểu mô hình quan hệ giữa các đối tượng Dưới đây là một lược đồ mô hình đối tượng trong chương trình, lược đồ thể hiện mối quan

hệ giữa các lớp đối tượng với nhau

Hình I.12: Lược đồ mô hình đối tượng

Giao diện lập trình Avenue nằm trong Project của ArcView Để mở giao diện này, ta thực hiện theo các bước sau:

- Mở ArcView => Chọn Script => Nhấn vào nút New để tạo mới một Script Script mới tạo có tên ngẫu nhiên là script1

- Muốn đổi tên của Script này ta vào menu Script, trong hộp thoại này gõ vào tên script mới trong trường name

Trong một project ta có thể tạo ra nhiều script khác nhau

I.2.3.3 Phần mềm Autocad

Autocad là phần mềm do hãng Autodesk sản xuất.Autocad được thiết kế để chạy trên môi trường của hệ điều hành Window 9X và WinNT, với Autocad có thể thực hiện được tất cả các bản vẽ cho ngành công nghệ, xây dựng, kiến trúc,…cũng như

vẽ các loại bản đồ chuyên ngành

I.3 KHÁI QUÁT VÙNG NGHIÊN CỨU

I.3.1 Đánh giá điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và cảnh quan môi trường

I.3.1.1 Đánh giá điều kiện tự nhiên

1 Vị trí địa lý

Thị trấn Dĩ An là trung tâm kinh tế chính trị của huyện, nằm ở vị trí cửa ngỏ vào các thành phố lớn trong vùng kinh tế trọng điểm phía nam, có lợi thế giao thông với đường xuyên Á, tỉnh lộ ĐT 743, tuyến đường sắt Bắc Nam và các tỉnh lộ lớn dự kiến mở nối các tỉnh xung quanh Đây là những điều kiện thuận lợi tạo điều kiện cho Thị trấn phát triển kinh tế xã hội với tốc độ cao, vận chuyển hàng hóa, giao lưu văn

hoá nói riêng và huyện Dĩ An nói chung

Thị trấn Dĩ An nằm ở phía nam của huyện Dĩ An với diện tích tự nhiên là 1.043,47 ha, có tứ cận được xác định

Hình I.13: Sơ đồ vị trí

2 Địa hình - địa mạo

Thị trấn Dĩ An có địa hình tương đối bằng phẳng, biến đổi thấp dần từ Tây sang

rất thuận lợi cho việc bố trí sử dụng đất

Độ cao trung bình từ 20-40 m, thoát nước tốt, kết cấu địa chất vững chắc phù hợp với xây dựng các khu công nghiệp, các khu dân cư, các trung tâm hành chính thương mại

3 Khí hậu

Thị trấn Dĩ An nằm trong vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có

lạnh Nhiệt độ cao nhất vào tháng 12 và thấp nhất vào tháng 4

Độ ẩm trung bình 82%/năm Tháng thấp nhất 75% (tháng 2), tháng cao nhất 91% (tháng 9)

Lượng mưa bình quân tương đối cao (từ 1600 – 1700 mm/năm) và phân hoá theo 02 mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào tháng 10 với tổng lượng mưa chiếm tới trên 90% lượng mưa cả năm, mùa khô nắng nhiều, bức xạ lớn, lượng nước bốc hơi cao chiếm khoảng 75-80% gây ra hạn hán Vì vậy đối với sản xuất nông nghiệp cần chọn các loại cây trồng phù hợp mang ý nghĩa rất quan trọng

Tổng số giờ nắng trong năm khoảng 2.500-2.800 giờ/năm, tháng có giờ nắng cao nhất là tháng 12

4 Thủy văn

Trên địa bàn thị trấn hệ thống sông suối hầu như là không có, lượng nước chính cung cấp cho thị trấn là từ nguồn nước ngầm Trong tương lai nguồn nước chính của thị trấn sẽ được cung cấp từ sông Đồng Nai

I.3.1.2 Các nguồn tài nguyên thiên nhiên

1 Tài nguyên đất

Thị trấn Dĩ An có diện tích tự nhiên tương đối lớn 1.043,47 ha chiếm 17,36% tổng diện tích tự nhiên của toàn huyện, mang 2 loại đất chính là: Đất nâu vàng trên phù sa

cổ và đất xám gley

Bảng 2: Mô tả đơn vị đất đai thị trấn Dĩ An