xâu dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý giáo dục phổ thông tỉnh ninh bình dưới sự hỗ trợ của gis luận văn ths. địa lý tự nhiên

GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân… đánh giá được hiện trạng của các quá trình , các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông

Tr-ờng đại học khoa học tự nhiên

Tr-ờng đại học khoa học tự nhiên

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 7

2 Mục tiêu của luận văn 8

3 Nội dung nghiên cứu 8

4 Phương pháp nghiên cứu 9

5 Phạm vi nghiên cứu 9

6 Ý nghĩa của đề tài 9

7 Về mặt cấu trúc luận văn 10

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ỨNG DỤNG GIS TRONG XÂY DỰNG CSDL PHỤC VỤ QUẢN LÝ GIÁO DỤC PHỔ THÔNG 11

1.1 QUẢN LÝ GIÁO DỤC 11

1.1.1 Khái niệm giáo dục 11

1.1.2 Sơ lược về quản lý giáo dục và hệ thống giáo dục phổ thông 11

1.2 CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ - CÔNG CỤ RA QUYẾT ĐỊNH 15

1.2.1 Cơ sở dữ liệu (CSDL) địa lý 15

1.2.2 Đặc điểm CSDL địa lý phục vụ công tác quản lý giáo dục 17

1.3 HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ 18

1.3.1 Khái niệm về hệ thông tin địa lý (GIS) 18

1.3.2 Các thành phần cấu trúc nên một hệ thông tin địa lý 21

1.4 CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ 25

1.4.1 Cơ sở dữ liệu (CSDL) 25

1.4.2 Cơ sở dữ liệu hệ thông tin địa lý 25

1.4.3 Đặc thù của cơ sở dữ liệu 30

1.4.4 Công nghệ xây cơ sở dữ liệu, lưu trữ, phân tích, xử lý thông tin 32

1.5 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA GIS TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ 36

1.6 ỨNG DỤNG CỦA GIS TRONG QUẢN LÝ MỘT SỐ NGÀNH 37

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ VỀ GIÁO DỤC PHỔ THÔNG CẤP TỈNH 43

2.1 CHUẨN THÔNG TIN ĐỊA LÝ 43

2.1.1 Chuẩn thuật ngữ 44

2.1.2 Chuẩn hóa về hệ thống tham chiếu không gian 44

2.1.3 Chuẩn mô hình cấu trúc dữ liệu địa lý 45

2.1.4 Chuẩn về phân loại đối tượng địa lý 45

2.1.5 Chuẩn thể hiện trình bày dữ liệu địa lý 45

2.1.6 Chuẩn về chất lượng dữ liệu không gian 45

2.1.7 Chuẩn dữ liệu metadata 46

2.1.8 Chuẩn hóa và trao đổi dữ liệu 46

2.2 YÊU CẦU TRONG THIẾT KẾ CSDL ĐỊA LÝ CẤP TỈNH 46

2.2.1 Nội dung của cơ sở dữ liệu địa lý cấp tỉnh 48

2.2.2 Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu 53

2.3 NỘI DUNG, NHIỆM VỤ QUẢN LÝ GIÁO DỤC CẤP TỈNH 57

2.3.1 Hệ thống giáo dục Việt Nam 57

2.3.2 Các nội dung và nhiệm vụ của quản lý giáo dục 62

2.4 THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU 62

2.4.1 Thiết kế CSDL nền địa lý 62

2.4.2 Thiết kế CSDL chuyên đề giáo dục cấp tỉnh 64

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ PHỤC VỤ QUẢN LÝ GIÁO DỤC PHỔ THÔNG TỈNH NINH BÌNH 65

3.1 KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH NINH BÌNH 65

3.1.1 Đặc điểm tự nhiên 65

3.1.2 Đặc điểm dân cư lao động và kinh tế - xã hội 69

3.2 TÌNH HÌNH GIÁO DỤC VÀ QUẢN LÝ GIÁO DỤC TRONG TỈNH NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY 75

3.2.1 Những kết quả đã đạt được 75

3.2.2 Những tồn tại và hạn chế 77

3.2.3 Những nguyên nhân 78

3.3 HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀO QUẢN LÝ NGÀNH TẠI ĐỊA PHƯƠNG 79

3.4 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CSDL ĐỊA LÝ GIÁO DỤC PHỔ THÔNG

80

3.4.1 Lựa chọn công nghệ chỉnh sửa biên tập bản đồ 80

3.4.2 Lựa chọn công nghệ xây dựng cơ sở dữ liệu, lưu trữ, xử lý thông tin 81

3.4.3 Các phần mềm khác 81

3.5 XÂY DỰNG CSDL 81

3.5.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 81

3.5.2 Nội dung của các bước trong quy trình 82

3.6 ỨNG DỤNG XÂY DỰNG CSDL ĐỊA LÝ TRONG QUẢN LÝ GIÁO DỤC TỈNH NINH BÌNH 91

3.6.1 Xây dựng ứng dụng GIS phục vụ công tác quản lý giáo dục tỉnh Ninh Bình 91

3.6.2 Sản phẩm chương trình dữ liệu cơ sở phục vụ quản lý giáo dục tỉnh Ninh Bình 92

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Hệ tọa độ Green Which

Hệ tọa độ, độ cao chính thức được sử dụng ở Việt Nam Visual Display Unit

Học sinh Giáo viên Phòng Mầm non Cấp trung học cơ sở Cấp trung học phổ thông Giáo dục thường xuyên

Ủy ban nhân dân

DANH MỤC BẢNG, BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ cơ cấu quản lý giáo dục quốc dân Việt Nam hiện nay 07

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống giáo dục phổ thông Việt Nam……… 08

Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống giáo dục phổ thông Nhật Bản……… …09

Hình 1.4 Quan hệ giữa các nhóm chức năng của GIS 15

Hình 1.5 Cấu trúc của hệ thông tin địa lý 16

Hình 1.6 Các thành phần thiết bị của GIS 18

Hình 1.7 Mô hình dữ liệu raster 21

Hình 1.8 Mô hình dữ liệu vector 22

Hình 1.9 Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của dữ liệu dạng điểm 26

Hình 1.10 Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của dữ liệu dạng đường 26

Hình 1.11 Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của dữ liệu dạng vùng 26

Hình 1.12 Giao diện phần mềm SchoolGIS 35

Hình 1.13 Cấu trúc của một hệ thống quản lý trường học bởi SchoolGIS 36

Hình 1.14 Sơ hồ mô hình hoạt động của GIS 36

Hình 2.1 Mô hình phát triển CSDL địa lý cấp tỉnh 42

Hình 2.2 Lược đồ mô tả cấu trúc dữ liệu 48

Hình 2.3 Chuẩn hệ tọa độ………59

Hình 2.4 Cấu trúc dữ liệu thuộc tính nội dung chuyên đề……… 60

Hình 3.1 Khái quát vị trí địa lý tỉnh Ninh Bình 61

Hình 3.2 Biểu đồ thể hiện cơ cấu GDP trên địa bàn phân theo khu vực kinh tế 69

Hình 3.3 Cơ cấu GDP toàn tỉnh theo thành phần kinh tế (giá hiện hành) 69

Hình 3.4 Mạng lưới giao thông tỉnh Ninh Bình……… 70

Hình 3.5 Sơ đồ quy trình công nghệ xây dựng cơ sở dữ liệu……… 78

Hình 3.6 Mô hình cấu trúc cơ sở dữ liệu địa lý về giáo dục tỉnh Ninh Bình 82

Hình 3.7 Cắt vùng nghiên cứu – lớp “danh giới hành chính” 83

Hình 3.8 Kết quả của việc cắt vùng nghiên cứu 83

Hình 3.9 Kết quả của việc cắt lớp nền hành chính huyện 84

Hình 3.10 Cắt lớp giao thông 84

Hình 3.11 Chuyển sang khuôn dạng SHP 85

Hình 3.12 Chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu từ MapInfo sang 86

Hình 3.13 Nhập thông tin thuộc tính cho các huyện 86

Hình 3.14 Các cơ quan quản lý giáo dục 88

Hình 3.15 Khối tiểu học 89

Hình 3.16 Khối trung học cơ sở 89

Hình 3.17 Khối trung học phổ thông và giáo dục thường xuyên 90

Hình 3.18 Truy vấn thông tin……… 91

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 So sánh các phép biểu diễn raster và vector 23

Bảng 2.1 Phân mục các chuẩn 39

Bảng 3.1 Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm (Trạm Ninh Bình) 63

Bảng 3.2 Số giờ nắng trong năm (Trạm Ninh Bình) 64

Bảng 3.3 Diện tích, dân số và mật độ dân số 65

Bảng 3.4 Phân loại dân cư theo độ tuổi (Đơn vị: người) 66

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Giáo dục luôn là vấn đề sống còn của mỗi quốc gia, dân tộc Làm thế nào để

có nền văn hóa, giáo dục ngang bằng với các nước tiên tiến nhưng vẫn phải giữ được bản sắc của dân tộc mình, đó mới là bài toán phát triển

Phát triển giáo dục và đào tạo là quốc sách hàng đầu, là một trong những động lực quan trọng thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, là điều kiện để tạo ra và phát huy lợi thế cạnh tranh quốc tế của Việt Nam về nguồn lực con người

Quản lý giáo dục là một bộ phận của phát triển giáo dục Tuy nhiên nói đến quản lý giáo dục hiện nay có thể thấy rất nhiều vấn đề

So với yêu cầu đào tạo, nguồn nhân lực chưa đáp ứng yêu cầu đổi mới của đất nước, số lượng, cơ cấu đội ngũ nhà giáo còn nhiều bất hợp lý, chất lượng còn hạn chế Giáo viên phổ thông ở miền núi, vùng dân tộc, vùng có điều kiện kinh tế -

xã hội khó khăn vẫn còn thiếu Nhiều địa phương còn thiếu giáo viên âm nhạc, mỹ thuật, thể dục, công nghệ, tin học, giáo dục công dân Một bộ phận giáo viên mầm non lớn tuổi chưa được đào tạo bài bản, không còn phù hợp với yêu cầu đổi mới của giáo dục mầm non

Đối với Ninh Bình, một tỉnh nằm trong vùng đồng bằng sông Hồng, việc quản lý giáo dục có nhiều biến đổi rõ rệt Sự đóng góp tích cực của công nghệ thông tin đã làm giảm đáng kể thời gian, công sức của cán bộ ngành, góp phần nâng cao hiệu quả công tác so với cách quản lý truyền thống trước đây Tuy nhiên, khó khăn

về kinh tế - vật chất, cũng như những hạn chế trong khả năng ứng dụng của công nghệ thông tin nói chung và ngành giáo dục nói riêng đã tác động không nhỏ đến việc quản lý

Việc ứng dụng những thành tựu của công nghệ thông tin vào hoạt động dạy

và học là một cơ hội lớn đối với ngành giáo dục của Tỉnh Tuy nhiên, thách thức mà ngành gặp phải là không hề nhỏ Đặc biệt, đổi mới trong công tác quản lý, điều hành của nhà trường, Sở Giáo dục và Đào tạo đang là một đòi hỏi bức thiết Vì

thông tin được lưu trữ theo phương pháp truyền thống có thể thấy có nhiều vấn đề bất lợi, bất lợi về thời gian tìm kiếm, về tính cập nhật cũng như lưu trữ, độ tin cậy

Đưa GIS vào quản lý giáo dục mang tính ứng dụng cao Hệ thông tin địa lý (Geographic Information System - gọi tắt là GIS) ngày nay là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, an ninh quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân… đánh giá được hiện trạng của các quá trình , các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản

lý, phân tích, truy vấn và tích hợp các thông tin được gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở toạ độ của dữ liệu đầu vào Việc đưa GIS vào quản lý giáo dục ở Ninh Bình hiện nay còn khá mới mẻ, nhưng với những đặc tính ưu việt của

GIS đã được kiểm chứng ở hầu hết mọi lĩnh vực, có thể khẳng định việc “Xây

dựng CSDL phục vụ quản lý giáo dục phổ thông tỉnh Ninh Bình dưới sự hỗ trợ của GIS” là hoàn toàn khả thi

Các phần mềm GIS được xây dựng hiện nay khá nhiều, nhưng phổ biến và thông dụng hơn cả là Arcgis và MapInfo Arcgis và Map Info cũng là phần mềm được lựa chọn trong quá trình hoàn thiện luận văn của tác giả

2 Mục tiêu của luận văn

Mục tiêu đặt ra là đưa GIS vào xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cho quản lý giáo dục phổ thông tỉnh Ninh Bình

3 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu trên, tác giả đã tiến hành tìm hiểu những nội dung sau:

- Nghiên cứu tổng quan về hệ thống giáo dục phổ thông, hệ thống quản lý giáo dục phổ thông ở Việt Nam và một số nước trên thế giới

- Nghiên cứu về các CSDL GIS đã được xây dựng

- Thực trạng giáo dục phổ thông Ninh Bình những năm gần đây

- Thu thập dữ liệu về hệ thống giáo dục phổ thông tỉnh Ninh Bình

- Xây dựng cơ sở dữ liệu giáo dục phổ thông tỉnh Ninh Bình

4 Phương pháp nghiên cứu

Có thể liệt kê ra các phương pháp được sử dụng trong luận văn:

- Phương pháp tổng hợp Thu thập tài liệu, tiếp cận nghiên cứu, tìm hiểu về

cơ sở dữ liệu địa lý, hệ thống thông tin địa lý (GIS), phần mềm hỗ trợ cho phát triển các ứng dụng GIS Với nguồn chủ yếu là các số liệu, các báo cáo, nghiên cứu đề xuất trong lĩnh vực quản lý giáo dục phổ thông của địa phương Sở giáo dục và đào tạo Ninh Bình là nơi quản lý tất cả các thông tin, tài liệu liên quan đến ngành, cũng

là nguồn dữ liệu đầu vào chủ yếu của luận văn Ngoài ra những trang thông tin báo mạng, những bài báo cũng như ý kiến đóng góp cho sự phát triển của ngành cũng là nguồn dữ liệu cần thiết

- Phương pháp bản đồ (thành lập một số bản đồ chiết suất từ bộ cơ sở dữ liệu được thành lập)

- Phương pháp thống kê (thống kê số liệu thu thập được, trên cơ sở đó thành lập nên bộ dữ liệu cơ sở)

- Phương pháp GIS

5 Phạm vi nghiên cứu

- Về không gian: giới hạn trong tỉnh Ninh Bình Với nguồn dữ liệu xây dựng

ở cấp huyện tương đối đầy đủ

- Về mặt khoa học: Nghiên cứu bộ cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý giáo dục được thành lập (nội dung, cấu trúc, phương pháp thành lập và ứng dụng của cơ sở

dữ liệu trong thực tiễn)

6 Ý nghĩa của đề tài

a Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Kết quả thử nghiệm của đề tài giúp các nhà lãnh đạo, các nhà quản lý giáo dục nắm được tình hình phát triển giáo dục của tỉnh để từ đó có những hoạch định các chính sách, định hướng chiến lược cho việc phát triển giáo dục ngành

- Đây sẽ là một nguồn tài liệu quan trọng để tiếp tục phát triển cơ sở dữ liệu

hệ thông tin địa lý cho các chuyên ngành khác của tỉnh Ninh Bình

- CSDL dạng số là cơ sở cho việc cập nhật các thay đổi nội dung về giáo dục của tỉnh Ninh Bình

- Các bản đồ chiết xuất từ nguồn dữ liệu cơ sở sẽ mang ý nghĩa về mặt tư duy, phát triển khả năng liên hệ tổng hợp, hiểu và nắm vững kiến thức quản lý

b Ý nghĩa khoa học của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý chuyên đề phục vụ công tác quản lý giáo dục

7 Về mặt cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu và kết luận, cùng các phụ lục đính kèm, luận văn bao gồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận về ứng dụng GIS trong xây dựng CSDL phục vụ quản lý giáo dục phổ thông

Chương 2: Thiết kế cơ sở dữ liệu địa lý về giáo dục cấp tỉnh

Chương 3: Xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý phục vụ quản lý giáo dục phổ thông tỉnh Ninh Bình

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ỨNG DỤNG GIS TRONG XÂY DỰNG CSDL

PHỤC VỤ QUẢN LÝ GIÁO DỤC PHỔ THÔNG

1.1 QUẢN LÝ GIÁO DỤC

1.1.1 Khái niệm giáo dục

Về cơ bản, các giáo trình về giáo dục ở Việt Nam đều trình bày: “Giáo dục là một quá trình, là một hiện tượng xã hội đặc biệt, bản chất của nó là sự truyền đạt và lĩnh hội kinh nghiệm lịch sử - xã hội của các thế hệ loài người…”

Định nghĩa trên nhấn mạnh đến sự truyền đạt và lĩnh hội giữa các thế hệ, nhấn mạnh đến yếu tố dạy học, nhưng không nói đến mục đích sâu xa hơn, mục đích cuối cùng của việc đó

Từ “giáo dục” trong tiếng Anh là “education” Đây là một từ có gốc Latinh ghép bởi “Ex” và “ducere”, có nghĩa là dẫn con người vượt qua khỏi hiện tại của họ

để vươn tới những gì thiện hảo, tốt lành hơn, hạnh phúc hơn

Nói về phạm trù giáo dục là nói đến một lĩnh vực rất rộng lớn Nên một hệ phân loại giáo dục là cần thiết Phân loại giáo dục dựa trên nhiều tiêu chí:

- Theo tính chất xã hội có: giáo dục gia đình, giáo dục học đường, giáo dục tôn giáo, giáo dục tội phạm,…

- Theo cấp học có giáo dục mầm non, giáo dục tiểu học, giáo dục trung học, giáo dục đại học, sau đại học

1.1.2 Sơ lược về quản lý giáo dục và hệ thống giáo dục phổ thông

Nhà nước thống nhất quản lý hệ thống giáo dục quốc dân về mục tiêu, chương trình, nội dung, kế hoạch GD, tiêu chuẩn nhà giáo, quy chế thi cử, hệ thống văn bằng, chứng chỉ; tập trung quản lý chất lượng giáo dục, thực hiện phân công, phân cấp quản lý GD, tăng cường quyền tự chủ, tự chịu trách nhiệm của cơ sở giáo dục

- Quản lý giáo dục là những tác động có hệ thống, có ý thức, hợp quy luật của chủ thể quản lý ở các cấp khác nhau lên tất cả các mắt xích của hệ thống giáo dục nhằm đảm bảo cho hệ thống giáo dục vận hành bình thường và liên tục phát triển, mở rộng cả về số lượng cũng như chất lượng Hay nói cách khác: quản lý giáo

dục là hệ thống những tác động có chủ đích có kế hoạch hợp quy luật của chủ thể quản lý đến tập thể giáo viên, nhân viên, học sinh, cha mẹ học sinh và các lực lượng

xã hội trong và ngoài nhà trường nhằm thực hiện có chất lượng và hiệu quả mục tiêu giáo dục Quản lý giáo dục là một công việc rất quan trọng trong chiến lược đào tạo nguồn nhân lực nhằm chuẩn bị những cán bộ, nhân viên có đầy đủ kiến thức và

kỹ năng , phẩm chất để đảm nhận các công việc sau:

+ Tham gia quản lý học sinh, sinh viên, quản lý đào tạo và quản lý cơ sở vật chất, phương tiện phục vụ cho công tác giáo dục đào tạo, tổ chức các hoạt động giáo dục ngoài giờ lên lớp và các công tác khác ở các trường: mầm nom, tiểu học, phổ thông, dạy nghề Quản lý chuyên môn, hành chính, nhân sự tại các Sở, Phòng giáo dục và đào tạo

+ Làm công tác giảng dạy khoa học quản lý giáo dục ở các cơ sở đào tạo và bồi dưỡng giáo viên, cán bộ, nhân viên quản lý trong và ngoài ngành giáo dục đào tạo

+ Nghiên cứu khoa học quản lý và quản lý giáo dục ở các cơ sở nghiên cứu, các cơ quan tham mưu hoạch định chiến lược quản lý xã hội nói chung và phát triển giáo dục nói riêng

- Khái niệm quản lý giáo dục được đề cập ở đây bao gồm cả quản lý nhà nước và quản lý về chuyên môn Quản lý nhà nước, ở cấp vĩ mô: xây dựng và chỉ đạo thực hiện chiến lược, quy hoạch, kế hoạch, chính sách giao dục, ban hành và tổ chức thực hiện văn bản quy pháp pháp luật về giáo dục, thanh kiểm tra việc chấp hành pháp luật về giáo dục

- Những nguyên tắc cơ bản của quản lý giáo dục

+ Nguyên tắc đảm bảo sự lãnh đạo của Đảng trong quản lý giáo dục

+ Nguyên tắc tập trung dân chủ

+ Nguyên tắc pháp chế

+ Nguyên tắc kết hợp nhà nước với xã hội

+ Nguyên tắc kết hợp quản lý theo ngành với quản lý theo lãnh thổ

+ Nguyên tắc tính hiệu quả, thiết thực và cụ thể

- Các cơ quan nhà nước quản lý giáo dục trực tiếp:

+ Bộ Giáo dục và Đào tạo

+ Sở Giáo dục và Đào tạo

+ Phòng Giáo dục và Đào tạo

Hình 1.1 Sơ đồ cơ cấu quản lý giáo dục quốc dân Việt Nam hiện nay

UBND quận, huyện

UBND phường, xã

Trường đại học

CĐ trực thuộc bộ

Trường THPT Trường TCCN

Trường THCS

UBND tỉnh, thành phố

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống giáo dục phổ thông Việt Nam

Theo Luật tổ chức chính phủ, Luật giáo dục và sự phân công của Chính phủ,

Bộ Giáo dục và đào tạo quản lý nhà nước về giáo dục tiền học đường, giáo dục phổ

thông, giáo dục đại học và một phần của giáo dục nghề nghiệp

Theo luật Hội đồng nhân dân và Ủy ban nhân dân, luật giáo dục và theo sự

phân cấp của chính phủ, ủy ban nhân dân các cấp thực hiện quản lý nhà nước, đảm

bảo các điều kiện về đội ngũ nhà giáo, tài chính, cơ sở vật chất, thiết bị dạy học của

các trường công lập thuộc phạm vi quản lý, đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng và

hiệu quả của giáo dục tại địa phương, đồng thời kiểm soát các trường ngoài công

lập trong việc thực hiện các quy định của pháp luật

Phạm vi quản lý trong lĩnh vực giáo dục của ủy ban nhân dân cấp huyện

được phân định như sau: cấp tỉnh quản lý các trường phổ thông trung học, trường

trung cấp và trường dạy nghề, các trường cao đẳng của tỉnh, các trung tâm giáo dục thường xuyên của tỉnh,…cấp huyện quản lý các trường tiểu học, trung học cơ sở, trung tâm kỹ thuật tổng hợp, hướng nghiệp dạy nghề của huyện Cơ quan chuyên môn giúp ủy ban nhân dân cấp tỉnh quản lý về giáo dục là cơ sở giáo dục và đào tạo,

cơ quan chuyên môn giúp ủy ban nhân dân cấp huyện quản lý về giáo dục là phòng giáo dục và đào tạo

Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống giáo dục phổ thông Nhật Bản

1.2 CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ - CÔNG CỤ RA QUYẾT ĐỊNH

1.2.1 Cơ sở dữ liệu (CSDL) địa lý

1.2.1.1 Khái niệm CSDL địa lý

Cơ sở dữ liệu địa lý là mô hình không gian của lãnh thổ, tích hợp các thông tin đa dạng về nội dung theo lãnh thổ, là một trong những công cụ hỗ trợ quản lý hiệu quả

CSDL địa lý được định nghĩa là mô hình thu nhỏ của thế giới thực trên cơ sở toán học nhất định, sử dụng hệ thống ký hiệu để diễn đạt nội dung một cách có chọn lọc và khái quát

1.2.1.2 CSDL địa lý - công cụ thể hiện trực quan thông tin địa lý

CSDL địa lý là một công cụ giúp thể hiện và nhận thức thông tin trong thế giới thực một cách hiệu quả bởi vì: bản đồ là thành phần nội dung chính của CSDL

Trường trung học

Trường trung học phổ thông

Các trường chuyên tu khối kỹ thuật

Các loại trường kỹ thuật

Giáo dục đặc biệt

Giáo dục trung học Trường trung học cơ sở

Giáo dục tiểu học Trường tiểu học

địa lý, bản đồ được xây dựng với cơ sở toán học nên đảm bảo tính chính xác và khả năng đo được của bản đồ, bản đồ là mô hình không gian thu nhỏ giúp nhìn toàn bộ, bao quát một khu vực nghiên cứu Việc sử dụng hệ thống ký hiệu để diễn đạt giúp

ta nhận thức nội dung bản đồ trở nên nhanh chóng, đơn giản, trực quan hóa, hiệu quả hơn Khái quát hóa là một đặc trưng quan trọng của bản đồ, nhằm làm nổi rõ những vấn đề chính, tăng giá trị thông tin, giúp người đọc có cái nhìn sâu sắc hơn

về đối tượng, sự việc Mô hình CSDL địa lý không chỉ phản ánh hình thức bên ngoài mà cả bản chất bên trong của các hiện tượng, ghi nhận và hệ thống hóa tri thức và cá quy luật không gian, giúp truyền đạt, cảm nhận và nhận thức nhanh, đúng về thông tin

Việc thể hiện thông tin trên CSDL địa lý gồm các giai đoạn: khảo sát, nắm vững, tổng hợp, và thể hiện dữ liệu

Như vậy, CSDL địa lý được dùng trong nhiều lĩnh vực, trong đó có quản lý giáo dục - một lĩnh vực cần đến rất nhiều dữ liệu thuộc một số ngành CSDL địa lý

là công cụ phân tích, dự báo, quy hoạch

CSDL địa lý cho phép nhận biết sự phân bố của đối tượng trong và mối quan

hệ qua lại giữa chúng Đặc biệt bản đồ dạng số trong CSDL địa lý cho phép phóng

to, thu nhỏ, phân tích sự phân bố không gian của hiện tượng thuận tiện

CSDL địa lý cho phép thực hiện các phép đo đạc, triết tách thông tin, định hướng như độ dài, góc, diện tích… cho phép phân tích không gian bởi các thông tin trên bản đồ được gắn với tọa độ không gian của thế giới thực Vì vậy, có thể thực hiện các phân tích không gian như: tìm kiếm phạm vi, xác định phạm vi ảnh hưởng, nội suy để xác lập khuynh hướng phân bố hiện tượng,… mà kết quả sẽ là những thông tin hữu ích trong việc trợ giúp ra quyết định

CSDL địa lý cho phép phân tích, đối sánh: Khi sử dụng nhiều bản đồ với các chủ để khác nhau được xây dựng cùng thời điểm, ta có thể phân tích mối quan hệ giữa các chỉ tiêu, nội dung động thái và thứ bậc hoạt động, từ đó có thể rút ra được quy luật, cách giải thích về những hiện tượng hoặc tìm ra những vùng thỏa mãn điều kiện cho trước

Khi sử dụng CSDL địa lý cùng một chủ đề xây dựng ở những thời điểm khác nhau ta có thể thu nhận được các giá trị của các hiện tượng, quá trình nhìn chúng trong mối quan hệ và sự tiến hóa theo thời gian để chỉ ra xu hướng nhờ đó đưa ra được dự báo, khuynh hướng phân bố mới trong không gian

Từ CSDL địa lý có thể xây dựng đồ thị, biểu đồ, khi kết hợp nhiều biểu đồ ở các thời điểm khác nhau, có thể so sánh và nhìn nhận được các động thái ở dạng ba chiều Trong các dạng cơ sở dữ liệu địa lý thì bản đồ như một dạng công cụ thể hiện trực quan và chủ yếu của dữ liệu địa lý

Có thể sử dụng bản đồ như mô hình thay thế: đây là ưu thế của bản đồ, cho phép thực hiện những thí nghiệm trên mô hình, các phép thử trước khi đưa ra quyết định để giảm thiểu về người, tiền của, công sức, thời gian,…

Với sự phát triển của công nghệ bản đồ số, người sử dụng không chỉ tương tác với bản đồ mà còn tương tác với cả các dữ liệu bên trong bản đồ đó nữa Ngoài

ra, ngày nay với các chức năng như hỗ trợ việc thực hiện các phép phân tích, dự báo trở nên đơn giản hơn rất nhiều Đó chính là tiền đề để cho việc đề xuất những quyết định quan trọng trong kinh tế quốc dân liên quan tới quy hoạch, khai thác lãnh thổ, phát triển các tổng thể sản xuất lãnh thổ, bảo vệ tài nguyên và môi trường Tuy nhiên, CSDL địa lý, bản đồ không thay thế, không quyết định mà chỉ là công cụ hỗ trợ ra quyết định

1.2.2 Đặc điểm CSDL địa lý phục vụ công tác quản lý giáo dục

CSDL địa lý được sử dụng trong quản lý giáo dục là CSDL chuyên đề Tùy theo cấp quản lý mà các nội dung chuyên đề cụ thể khác nhau, trong đó chuyên đề chủ yếu là kinh tế xã hội

Phụ thuộc vào cơ cấu tổ chức của từng cấp quản lý giáo dục sẽ có những nhóm nội dung tương ứng: Tiền phổ thông, phổ thông (tiểu học, THCS, THPT) và sau phổ thông Mỗi nhóm lại có nhiều dữ liệu chi tiết tùy theo từng chỉ tiêu quan tâm

CSDL địa lý thường thể hiện các chỉ tiêu với số liệu thống kê theo đơn vị hành chình hoặc vị trí và các đặc điểm của từng đối tượng cụ thể trong một số trường hợp

Các số liệu giáo dục thay đổi rất nhanh, các yêu cầu, chỉ tiêu cũng thay đổi trong từng giai đoạn khác nhau nên dữ liệu trong CSDL địa lý sẽ nhanh lạc hậu Để

có thể hỗ trợ thực sự cho việc quản lý giáo dục thì CSDL địa lý phải được cập nhật thường xuyên

Trong thời gian có hạn để thực hiện đề tài, nên luận văn chỉ tập trung vào xây dựng CSDL địa lý giáo dục phục vụ quản lý giáo dục tỉnh Ninh Bình

1.3 HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ

1.3.1 Khái niệm về hệ thông tin địa lý (GIS)

1.3.1.1 Bối cảnh ra đời

Thu thập dữ liệu vị trí phân bố không gian trên bề mặt đất từ lâu đã là các hoạt động quan trọng của xã hội loài người Từ xa xưa các nhà hàng hải đã thu thập các dữ liệu này, sau đó các họa đồ viên can vẽ lại, tô màu để trở thành bản đồ Thế

kỷ 20, nhu cầu về các dữ liệu ảnh hàng không, ảnh viễn thàm đột ngột tăng lên với

sự ra đời của phương pháp mới (chụp ảnh lập thể) Mô tả định lượng rất khó khăn

do khối lượng dữ liệu thiếu các chỉ tiêu mẫu từ quan trắc thực địa Hơn nữa không

có đủ bộ công cụ toán học tương ứng để mô tả các giá trị định lượng biến thiên Năm 1930 bắt đầu xuất hiện phương pháp thống kê và phân tích chuỗi Tuy nhiên chỉ đến những năm 60, người ta mới có công cụ máy tính để thực hiện được các phương pháp trên bản đồ Đối với ngành bản đồ truyền thống, máy tính không thay đổi phương pháp làm bản đồ - lưu trữ thông tin

Từ năm 1977, các thử nghiệm sử dụng máy tính trong công tác bản đồ có những bước tiến rõ rệt, có thể kể đến những ưu thế của nó so với các phương pháp lập bản đồ truyền thống Do đó có nhiều công việc trùng nhau và có nhiều công việc phải phối hợp từ nhiều ngành được giải quyết bằng một hệ thống chung, liên kết nhiều dạng xử lý số liệu không gian Thực tế chỉ ra rằng cần phải phát triển một tập các công cụ để thu thập, lưu trữ, tìm kiếm, biến đổi và hiển thị các dữ liệu không gian từ thế giới thực nhằm phục vụ thực hiện mục đích cụ thể Tập các công cụ kể trên được gọi là hệ thông tin địa lý

Từ những năm cuối thập niên 80 của thế kỷ 20, GIS mới bắt đầu thâm nhập vào Việt Nam qua các dự án hợp tác quốc tế Tuy nhiên, cho đến giữa thập niên 90,

GIS mới có cơ hội phát triển tại Việt Nam GIS ngày càng được nhiều người biết đến như một công cụ hỗ trợ quản lý trong các lĩnh vực quản lý tài nguyên thiên nhiên, giám sát môi trường, quản lý đất đai, quản lý quy hoạch phát triển kinh tế xã hội… Hiện nay, nhiều cơ quan nhà nước và doanh nghiệp đã và đang tiếp cận công

nghệ thông tin địa lý để giải quyết những bài toán của cơ quan mình

1.3.1.2 Định ngĩa về GIS

Thuật ngữ GIS được sử dụng rất thường xuyên trong nhiều nhiều lĩnh vực khác nhau như địa lý, kỹ thuật tin học, các hệ thống tích hợp sử dụng trong các lĩnh vực môi trường, tài nguyên, trong khoa học về xử lý dữ liệu không gian… Chính những cách tiếp cận khác nhau, nhiều nhà khoa học đã có những định nghĩa khác nhau về GIS

- Hệ thông tin địa lý là tập hợp đa dạng các công cụ dùng để thu thập, lưu trữ, truy cập, hiển thị, phân tích, quản lý biến đổi dữ liệu không gian ghi nhận từ thế giới thực (Burroughs, 1986)

- Hệ thông tin địa lý là hệ thống có chức năng xử lý các thông tin địa lý nhằm phục vụ việc quy hoạch, trợ giúp quyết định trong một lĩnh vực chuyên môn nhất định (Pavlidis, 1982)

- Hệ thông tin địa lý là một hệ thống thông tin đặc biệt với cơ sở dữ liệu gồm những đối tượng, những hoạt động hay những sự kiện phân bố trong không gian được biểu diễn như điểm, đường, vùng trong hệ thống máy tính Hệ thống thông tin địa lý xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đường, vùng phục vụ cho những hỏi đáp và phân tích đặc biệt (Dueker, 1979)

- Hệ thông tin địa lý là một hệ thống chứa hàng loạt các chức năng phức tạp dựa trên khả năng của máy tính và các toán tử xử lý thông tin không gian” (Tomlinson và Boy, Dangemond, 1983)

Từ những định nghĩa nêu trên có thể thấy hệ thống thông tin có những khả năng của một hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm, và các thiết bị ngoại vi) dùng để nhập, lưu trữ, truy vấn, xử lý, phân tích và hiển thị hoặc xuất dữ liệu Nói cách khác, hệ thông tin địa lý có khả năng trả lời các câu hỏi cơ bản: Ai, cái gì, ở

đâu, khi nào, như thế nào, và tại sao khi được xác định trước một hoặc vài nội dung trong các câu hỏi đó

1.3.1.3 Chức năng của GIS

Một hệ GIS phải đảm bảo được 6 chức năng cơ bản sau:

- Capture: thu thập dữ liệu Dữ liệu có thể lấy từ rất nhiều nguồn, có thể là bản đồ giấy, ảnh chụp, bản đồ số…

- Store: lưu trữ Dữ liệu có thể được lưu dưới dạng vector hay raster

- Query: truy vấn (tìm kiếm) Người dùng có thể truy vấn thông tin đồ hoạ hiển thị trên bản đồ

- Analyze: phân tích Đây là chức năng hộ trợ việc ra quyết định của người dùng Xác định những tình huống có thể xảy ra khi bản đồ có sự thay đổi

- Display: hiển thị Hiển thị bản đồ

- Output: xuất dữ liệu Hỗ trợ việc kết xuất dữ liệu bản đồ dưới nhiều định dạng: giấy in, Web, ảnh, file…

Hình 1.4 Quan hệ giữa các nhóm chức năng của GIS

Tài liệu, bản đồ giấy

Xuất dữ liệu

Thu thập dữ liệu

1.3.2 Các thành phần cấu trúc nên một hệ thông tin địa lý

Theo xu thế phát triển của khoa học và công nghệ, khái niệm GIS cũng được nhìn nhận ngày càng hiện đại, do đó vai trò của nó ngày càng rộng hơn Thông tin địa lý là mô tả môi trường địa lý về vị trí, kích thước, thuộc tính, quan hệ không gian, thời gian của đối tượng, hiện tượng và sự kiện nghiên cứu trong một hệ quy

chuẩn nào đó

Thông thường GIS được cấu tạo từ 5 thành phần cơ bản sau:

- Hệ thống các thiết bị phần cứng (hardware)

- Phần mềm (software)

- Dữ liệu (georaphic data)

- Chuyên viên (expertise)

- Chính sách và hình thức quản lý (policy and management)

Hình 1.5 Cấu trúc của hệ thông tin địa lý (GIS)

a Hệ thống các thiết bị phần cứng

Phần cứng của GIS bao gồm máy tính (computer), máy vẽ (plotter), máy in (printer), bàn số hóa (digitizer), thiết bị quét ảnh (scanners), các phương tiện lưu trữ

số liệu lưu trữ số liệu (floppy dislikes, sptical cartridges, CDROM, …)

Đơn vị xử lý trung tâm được kết nối với đơn vị lưu trữ gồm ổ đĩa CD, DVD

để lưu trữ dữ liệu và chương trình Bàn số hóa với các thiết bị tương tự khác được

sử dụng cho chuyển đổi dữ liệu sang dạng số gửi vào máy tính Các thiết bị khác dùng để hiển thị các kết quả phân tích dữ liệu Việc kết nối truyền thông các máy tính được thực hiện thông qua hệ thống mạng với các đường dữ liệu đặc biệt Thiết

bị hình là thiết bị giao tiếp hiển thị như màn hình, thông qua đó người sử dụng điều khiển máy tính

b Phần mềm

Là tập hợp các câu lệnh, chỉ thị nhằm điều khiển phần cứng của máy tính thực hiện một nhiệm vụ xác định, phần mềm hệ thống thông tin địa lý có thể là một hoặc một tổ hợp các phần mềm máy tính Một hệ thống phần mềm xử lý trong GIS yêu cầu phải có các chức năng cơ bản:

+ Nhập và kiểm tra dữ liệu, bao gồm các khía cạnh về biến đổi dữ liệu đã ở dạng bản đồ, trong lĩnh vực quan sát vào một dạng số tương thích Đây là giai đoạn rất quan trọng cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý

+ Lưu trữ và quản lý dữ liệu: lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu đề cập đến phương pháp kết nối thông tin vị trí (topology) và thông tin thuộc tính của các đối tượng địa lý (attributes) Hai thông tin này được tổ chức và liên hệ thông qua các thao tác trên máy tính và sao cho có thể lĩnh hội được bởi người sử dụng GIS phải

có khả năng điều khiển, xử lý các dạng khác nhau của dữ liệu địa lý, đồng thời có thể quản lý hiệu quả một khối lượng lớn các dữ liệu một cách trật tự rõ ràng Một yếu tố rất quan trọng của phần mềm GIS là có khả năng liên kết hệ thống giữa tự động hóa bản đồ với quản lý hệ cơ sở dữ liệu Các tài liệu mô tả của một đối tượng bất kỳ, liên hệ một cách có hệ thống với vị trí địa lý của chúng Sự liên kết đó là một ưu thế rất nổi bật của các phần mềm GIS

+ Xuất dữ liệu (đưa ra các báo cáo kết quả quá trình phân tích tới người sử dụng) tự động hóa bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu Ngoài ra, các hệ thống phần mềm GIS nói chung còn có các khả năng như kết xuất, trao đổi và hiển thị thông tin Sự phát triển của khoa kỹ thuật GIS hiện đại thường tìm cách rút ngắn giữa các phần mềm nhằm đạt đến khả năng dùng chung nguồn cơ sở dữ liệu

+ Tự động hóa bản đồ: Khoa học bản đồ là môn khoa học hàm chứa tính mỹ thuật, trình độ khoa học và khả năng ứng dụng do đó các phần mềm bản đồ số biểu diễn các mối quan hệ không gian từ thế giới thực theo một quy luật toán học xác định với những ký hiệu được quy ước thông qua kỹ thuật số (mã hóa) Từ đó, GIS

cho phép tự động giải các bài toán trên bản đồ, nối mạng tra cứu, biên tập, phân tích

và mô phỏng hiển thị

c Dữ liệu

Là thành phần quan trọng nhất trong GIS Dữ liệu được sử dụng trong GIS được thiết kế theo những nguyên tắc và cấu trúc đã được xác định từ trước gọi là CSDL (database) Dữ liệu địa lý bao gồm dữ liệu không gian để mô tả đặc trưng không gian và được thể hiện bằng các chữ, số… những thông tin địa lý bao gồm các

dữ liệu về vị trí địa lý, hình dạng, kích thước, thuộc tính, mối liên hệ không gian và thời gian của các thông tin

Dữ liệu cũng có thể phân loại theo tính chất của các lớp đối tượng địa lý: các

dữ liệu dùng làm cơ sở để thể hiện các dữ liệu chuyên đề riêng được gọi là các lớp

dữ liệu nền cơ sở địa lý, các lớp thông tin chuyên đề riêng (y tế, giáo dục, sử dụng đất,…) Đối với từng mục đích khác nhau của GIS, có thể có sự phân chia khác nhau giữa 2 nhóm dữ liệu này

Các cơ sở dữ liệu được thu thập từ các nguồn khác nhau:

+ Các tài liệu, số liệu được thu thập ngoài thực địa

+ Các tài liệu, số liệu thông tin được thu thập từ phương pháp thống kê + Các tài liệu, số liệu được thu thập từ phương pháp viễn thám

+ Các tài liệu số liệu được thu thập từ các hệ thông tin địa lý khác

Hình 1.6 Các thành phần thiết bị của GIS

d Chuyên gia và người sử dụng

GIS là một hệ thống được tổng hợp từ nhiều chuyên ngành, do đó đòi hỏi người điều hành sử dụng phải có kinh nghiệm và được đào tạo trong nhiều lĩnh vực Hơn nữa sự phát triển không ngừng của các kỹ thuật tiên tiến hiện đại, cả phần mềm

và phần cứng đòi hỏi người điều hành phải luôn trau dồi kiến thức Người điều hành cần phải đáp ứng các yêu cầu sau:

+ Có kiến thức cơ bản về địa lý, bản đồ và công nghệ thông tin, được đào tạo

cơ bản về khoa học địa lý, có khả năng khai thác các đặc điểm và biết xử lý khi có

sự cố về phần cứng và phần mềm, vận hành thông thạo các chương trình liên kết phần cứng

+ Có kinh nghiệm trong việc sử dụng phần mềm GIS, biết lập trình cơ bản, biết quản lý, xử lý cơ sở dữ liệu và một số công việc khác có liên quan đến tích hợp thông tin

+ Có hiểu biết về cấu trúc dữ liệu: Hiểu về nguồn dữ liệu, nội dung và độ chính xác của dữ liệu, tỷ lệ bản đồ và các số liệu đo đạc của tập dữ liệu

+ Có khả năng phân tích không gian: Được đào tạo về các phương pháp xử

lý thống kê và xử lý định tính trong địa lý, có thể lựa chọn phương pháp xử lý thống

kê và xử lý định tính trong địa lý, có thể lựa chọn phương pháp tốt nhất để phân tích

và áp dụng nhằm đưa ra kết quả tối ưu

e Chính sách và quản lý

Đây là một phần rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, là yếu tố quyết định sự thành công của công nghệ GIS Hệ thống GIS cần được điều hành bởi một bộ phận quản lý để tổ chức hoạt động hệ thống GIS như một cách hiệu quả để phục vụ người sử dụng thông tin Để hoạt động thành công,

hệ thống GIS phải nằm trong một khung tổ chức thích hợp GIS được vận hành bởi các nhân viên báo cáo với quản lý Ban quản lý đó được trao sứ mệnh khai thác cơ

sở dữ liệu GIS theo cách thức phục vụ cộng đồng người dùng nào đó trong phạm vi một ngành nghề, doanh nghiệp hay một cơ quan chính phủ Cuối cùng mục đích của GIS là giúp người dùng thực hiện các mục tiêu của cơ quan họ

Qua quá trình ứng dụng và phát triển nhanh chóng, đến nay phần lớn các nhà chuyên môn đã đi đến thống nhất khái niệm về GIS như là một hệ thống kết hợp

giữa con người với máy tính, các thiết bị ngoại vi để thu thập, lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý nhằm đạt được một mục đích nghiên cứu nhất định

1.4 CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ

1.4.1 Cơ sở dữ liệu (CSDL)

Cơ sở dữ liệu là tập hợp có tổ chức hợp lý các thông tin có quan hệ với nhau được sắp xếp theo những nguyên tắc và cấu trúc đã được xác định từ trước, điều khiển nhau và lưu trữ như một đơn vị thống nhất trong các thiết bị lưu trữ lớn hơn như đĩa cứng, băng từ các dữ liệu này có khả năng trao đổi và biến đổi để phục vụ cho đa ngành, nhiều người sử dụng và để sử dụng cho các mục đích khác nhau như quản lý cũng như các nghiên cứu khác nhau

1.4.2 Cơ sở dữ liệu hệ thông tin địa lý

1.4.2.1 Đặc thù của thông tin địa lý

Hệ thông tin địa lý chỉ có thể hoạt động được khi nó có các thông tin được tổ chức thành một cơ sở dữ liệu phù hợp với khả năng phân tích của hệ thông tin địa

lý Các thông tin địa lý là các thông tin về đối tượng địa lý

Các đối tượng địa lý là những vật thể định vị trên bề mặt trái đất hay ở gần trái đất và trong không gian Các đối tượng địa lý có nhiều thể loại khác nhau Những đối tượng tự nhiên như sông, suối,… Những đối tượng nhân tạo như đường, cầu, cống,… Dù đa dạng nhưng tất cả các đối tượng địa lý đều có 2 đặc trưng cơ bản sau đây:

- Đặc trưng phân bố không gian: Phản ánh vị trí địa lý, hình dạng, kích thước của đối tượng phân bố trong không gian Đặc trưng không gian còn thể hiện đặc điểm quan hệ trong không gian giữa đối tượng này với đối tượng khác

- Đặc trưng thuộc tính: Phản ánh bản chất của đối tượng

Khi các thông tin địa lý được đưa vào quản lý trong cơ sở dữ liệu của GIS nó được gọi là dữ liệu địa lý và đượng ngầm hiểu là các thông tin địa lý được xử lý bằng công nghệ số và đảm bảo được các đặc trưng trên của các đối tượng địa lý

1.4.2.2 GIS quản lý các dữ liệu địa lý

Quản lý các thông tin không gian: Như chúng ta đã biết dữ liệu địa lý muốn lưu trữ trong CSDL thì chúng cần được cấu tạo chặt chẽ và tuân theo những nguyên tắc phù hợp với nguyên lý số của máy tính Dạng cấu tạo đó được gọi là mô hình dữ liệu Trong GIS, các dữ liệu không gian thường được hiển thị theo 2 phương pháp Thứ nhất thường được biểu diễn dưới dạng các đơn vị bản đồ, phương pháp thứ 2 biểu diễn dưới dạng số hay các ma trận Có hai dạng mô hình dữ liệu là mô hình raster và mô hình vector

- Mô hình dữ liệu raster: Cấu trúc dữ liệu raster 2-D được xem như 1 ma trận các ô lưới Mỗi cell (ô lưới) đặc trưng cho một ô vuông bề mặt đất Độ phân giải của dữ liệu raster được xác định bởi kích thước ô lưới, như vậy số liệu raster đặc trưng cho không gian rời rạc trong đó độ chính xác vị trí phụ thuộc vào kích thước ô lưới Ô càng nhỏ thì độ chính xác càng cao, và yêu cầu bộ nhớ càng lớn Ngược lại

ô càng to, độ phân giải càng thấp yêu cầu bộ nhớ càng giảm

Hình 1.7 Mô hình dữ liệu raster Mỗi ô lưới chỉ có một giá trị duy nhất ứng với một thuộc tính nào đấy Mỗi giá trị thuộc tính có thể đặc trưng cho phép một điểm (như độ cao) hoặc cho phép một vùng được chia nhỏ Các thuộc tính cho nhiều đối tượng địa ý có thể được khái niệm như nhiều lớp ảnh quét

Cấu trúc dữ liệu raster Cột

Vùng

Không lầy

Lầy

Trong cấu trúc ảnh quét, các điểm được coi như những ô độc lập, các đường

và các vùng được đặc trưng như các ô liên tục Độ chính xác tọa độ của số liệu ảnh quét là do kích thước ô quyết định Sự cân nhắc rõ ràng các đặc tính không gian (điểm, đường, vùng) và các đặc điểm địa hình, hình học không gian sẵn có trong số liệu raster, nhưng có thể trích ra từ cấu trúc nếu cần thiết

Mô hình dữ liệu raster thường được áp dụng để thể hiện các đối tượng, hiện tượng phân bố liên tục trong không gian, để lưu trữ thông tin dạng ảnh (ảnh mặt đất, ảnh máy bay, ảnh vệ tinh) trong CSDL Cấu trúc dữ liệu raster được xem như một

ma trận các ô lưới (cell_pixels hay phần tử ảnh)

- Mô hình vector: Mô hình dữ liệu vector sử dụng các điểm tọa độ trong mộ

hệ quy chiếu để biểu diễn đối tượng Các kiểu đối tượng dạng điểm, dạng đường, dạng vùng trong cấu trúc vector được cấu thành từ các phần tử hình học cơ sở Trong cấu trúc vector, các đường được xác định bởi độ dày và không thay đổi nếu như vùng được mở rộng

Trong cấu trúc vector, không gian 2D được coi như liên tục và biểu diễn chính xác vị trí, độ dài, khoảng cách và diện tích Vị trí được mô tả bởi các cặp tọa

độ Các điểm được biểu diễn bằng cặp tọa độ x,y Các đối tượng đường được tạo thành từ các đoạn thẳng nối 2 cặp tọa độ (xi, yi), (xi+1, yi+1) Các quan hệ không gian quan trọng đối với hệ thống các đường và đa giác là tạo bởi các cung - nút (arc-node)

Các giá trị thuộc tính đối với các điểm, đường và đa giác được lưu trữ độc lập với các quan hệ không gian của thực thể

Độ chính xác của dữ liệu dạng vector phụ thuộc vào yêu cầu và cũng chỉ đúng với một số nhóm dữ liệu

Hình 1.8 Mô hình dữ liệu vector

+ Điểm trong cấu trúc vector gọi là nút (node) Các đối tượng đơn, thông tin

về địa lý chỉ gồm cơ sở vị trí sẽ được phản ánh là đối tượng điểm Các đối tượng

kiểu điểm có đặc điểm: Là toạ độ đơn (x,y) Số liệu vector được biểu thị dưới dạng

điểm (Point) Tỷ lệ trên bản đồ tỷ lệ lớn, đối tượng thể hiện dưới dạng vùng Tuy nhiên trên bản đồ tỷ lệ nhỏ, đối tượng này có thể thể hiện dưới dạng một điểm Vì vậy, các đối tượng điểm và vùng có thể được dùng phản ánh lẫn nhau

+ Đường nối 2 nút gọi là cạnh (edge)

+ Chuỗi các cạnh (chain) gọi là polyline

+ Segment là một polyline không chứa các nút là điểm điểm gặp nhau của hơn 2 cạnh điều này không được áp dụng cho 2 điểm nút đầu và điểm nút cuối của segment

+ Tổ hợp của một polyline tạo nên một vòng khép kín (loop) được gọi là một polygon (đa giác)

+ Một polygon bao bọc một vùng (area)

- Đối tượng địa lý trong mô hình dữ liệu vecto được thể hiện theo các cách sau :

+ Vị trí và hình dạng các đối tượng được biểu thị dưới dạng đồ họa kiểu điểm, đường, vùng trong hệ tọa độ đã lựa chọn Một số thông tin về đối tượng được thể hiện qua cấu trúc, màu sắc, hình dạng, quy ước

+ Các thông tin về quan hệ không gian giữa các đối tượng địa lý như kề nhau, giao nhau, được mô tả theo mô hình topology dựa trên quan hệ toán học Topology là một mô hình hình toán học quy định mối quan hệ hoặc sự kết nối giữa các đối tượng : trong - ngoài, nối nhau, kề nhau Việc tạo lập và lưu trữ các mối quan hệ topo sẽ rất hiệu quả trong việc xây dựng hệ thông tin địa lý Nó cho phép

xử lý dữ liệu nhanh hơn trên một tập dữ liệu lớn hơn

+ Các thông tin mang tính liên thông chẳng hạn như giao thông, thủy văn được mô tả theo mô hình geometric networks

Bảng 1.1 So sánh các phép biểu diễn raster và vector

Ưu điểm

Cấu trúc dữ liệu đơn giản Ưu điểm Biểu diễn topology hiệu quả

Cấu trúc dữ liệu cồng kềnh

Khó biểu diễn topology

đường bao của ô không trùng với đường

bao của đối tượng

Nhược điểm:

Cấu trúc dữ liệu phức tạp Khó thực hiện phép chồng phủ (overlay)

Không hiệu quả cho việc xử lý ảnh Cập nhật thông tin khó khăn hơn

Việc lựa chọn cấu trúc dữ liệu vector hoặc raster tùy thuộc vào yêu cầu của người sử dụng Đối với hệ thống vector, dữ liệu được lưu trữ nhỏ hơn rất nhiều so với hệ thống raster, đồng thời các đường contour cũng chính xác hơn hệ thống raster Ngoài ra cũng tùy vào phần mềm máy tính đang sử dụng mà nó cho phép nên lưu trữ dữ liệu dưới dạng vecto hay raster Tuy nhiên với việc sử dụng ảnh vệ tinh trong GIS thì nhất thiết phải sử dụng dữ liệu raster

Một số công cụ phân tích của GIS phụ thuộc chặt chẽ vào mô hình dữ liệu raster, do vậy cần qua quá trình biến đổi dữ liệu từ mô hình dữ liệu vecto sang dữ liệu raster, hay còn gọi là raster hóa Biến đổi từ dữ liệu raster sang mô hình vector, hay còn gọi là vector hóa, đặc biệt cần thiết khi tự động quét ảnh Raster hóa là tiến trình chia đường hay vùng thành các ô vuông (pixel) Ngược lại, vector hóa là tập hợp các pixel để tạo thành đường hay vùng Nếu dữ liệu raster không có cấu trúc tốt, thí dụ ảnh vệ tinh việc nhận dạng đối tượng sẽ rất phức tạp

Mô hình biểu diễn bề mặt: Mô hình biểu diễn bề mặt được áp dụng biểu diễn môi trường địa lý liên tục như độ cao bề mặt được áp dụng biểu diễn trường địa lý liên tục như độ cao bề mặt địa hình khu vực Có một số cách biểu diễn mô hình số

độ cao, trong đó biểu diễn bằng lưới tam giác không đều (triangulated networks) do Peuker và cộng sự thiết kế có ưu điểm là tránh được sự dư thừa dữ liệu của ma trận

độ cao và giúp cho việc thực hiện các phép toán thuận lợi Mô hình TIN là một cấu trúc topo dạng vector gần như khái niệm của cấu trúc topo đầy đủ để biểu diễn các mạng đa giác

Cơ sở dữ liệu thuộc tính (hay còn gọi là dữ liệu phi không gian) là cơ sở dữ liệu phản ánh tính chất của các đối tượng khác nhau, ví dụ : các thông tin về chủ đất, chất lượng đất, thể loại đất là các dữ liệu thuộc tính

Dữ liệu thuộc tính bao gồm dữ liệu thuộc tính định tính và dữ liệu thuộc tính định lượng và thường được cấu trúc theo dạng hàng, cột Mỗi hàng bao gồm nhiều loại thông tin về một đối tượng nào đó như tên, diện tích, Mỗi loại thông tin khác nhau này gọi là một trường, mỗi trường được sắp xếp tương ứng với một cột Việc sắp xếp dữ liệu phi không gian như trên rất thuận lợi cho quá trình tìm kiếm, cập nhật, sắp xếp thông tin

Dữ liệu thuộc tính có thể dùng các hệ quản trị dữ liệu cơ sở như Exel, arcgis

để vào giá trị các bảng dữ liệu, các tệp văn bản hoặc thu nhận từ các phần mềm khác nhau

1.4.3 Đặc thù của cơ sở dữ liệu

Hiện nay, thuật ngữ cơ sở dữ liệu được hiểu như một hệ thống các thông tin được sắp đặt cho một mục đích cụ thể và được thiết kế quản lý và lưu trữ trong máy tính Có rất nhiều loại hình cơ sở dữ liệu, chúng được xử lý bằng phần mềm quản lý CSDL Tuy nhiên trong phạm vi của luận văn chỉ đề cập đến những vấn đề về CSDL GIS

CSDL là một thành phần quan trọng nhất của GIS và được gọi là lõi của hệ thống

Những đặc điểm của dữ liệu địa lý và phương pháp quản lý của GIS như đã trình bày ở trên đã tạo nên đặc thù của cơ sở dữ liệu GIS Đây là một cơ sở dữ liệu đặc biệt gồm các dữ liệu về vị trí địa lý, hình dạng không gian của các đối tượng địa

lý được thể hiện dưới dạng điểm, đường, vùng trong cấu trúc vector hoặc các ô vuông (pixel) trong cấu trúc raster với các giá trị thuộc tính phi không gian của chúng

Đặc điểm nổi bật của CSDL GIS là nó bao gồm các thông tin đã được sắp đặt và gắn với lãnh thổ nhất định Hệ thống dữ liệu này phải quản lý cả hai dạng thông tin: không gian và thuộc tính Nhưng hệ quản trị CSDL thuần túy chỉ quản lý các dữ liệu thông tin thuộc tính mà không có thông tin không gian

Một đặc điểm nữa của CSDL GIS là một CSDL được tổ chức theo kiểu quan

hệ, trong đó số liệu được lưu trữ, sắp xếp theo các bảng ghi chứa các đối tượng và các giá trị thuộc tính

Mối liên kết các dữ liệu phản ánh mối quan hệ mật thiết giữa hai loại thông tin Mối liên kết đảm bảo cho mỗi đối tượng địa lý đều được gắn liền với các thông tin thuộc tính , phản ánh đúng hiện trạng và các điểm riêng biệt của đối tượng Đồng thời qua nó người sử dụng có thể dễ dàng tra cứu, tìm kiếm và chọn lọc các đối tượng theo yêu cầu thông qua bộ xác định hay chỉ số Index Sự liên kết giữa các thành phần dữ liệu thuộc tính được thể hiện qua các hình 1.7 , 1.8 và 1.9 dưới đây

Hình 1.9 Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của dữ liệu dạng điểm

Hình 1.10 Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của dữ liệu dạng đường

ID Tính chất 1

Tính chất 2

Tính chất 3

2

5

Hình 1.11 Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của dữ liệu dạng vùng

1.4.4 Công nghệ xây cơ sở dữ liệu, lưu trữ, phân tích, xử lý thông tin

Xây dựng CSDL là kết quả tổng hợp của nhiều lĩnh vực liên quan đến nhau

Do vậy giải công nghệ xây dựng CSDL phải bao hàm nhiều lĩnh vực liên quan đến nhau Đó là: hiện chỉnh bản đồ, số hóa bổ sung, tích hợp và chia cắt dữ liệu the đơn

vị hành chính, chuyển đổi dữ liệu từ các khuôn dạng DGN sang SHP, nhập thông tin thuộc tính cho các đối tượng, lưu trữ, phân tích, xử lý thông tin

1.4.4.1 Công nghệ nhập liệu - công nghệ số hóa và hiện chỉnh bản đồ

Công nghệ nhập liệu đã được sử dụng bao gồm quét dữ liệu trên giấy (analog format)

Công nghệ nhập liệu đã được sử dụng bao gồm quét dữ liệu trên giấy (analog fomat), bàn số hóa và các phần mềm số hóa Để tạo lập dữ liệu không gian,hiện nay

ở nước ta chủ yếu sử dụng công nghệ số hóa bản đồ bằng các phần mềm hỗ trợ thiết

Trong số các phần mềm CAD có AutoCAD của hãng Autodesk và Microstation của tập đoàn Bentley - intergraph trước đây) là hai phần mềm được sử dụng rộng rãi trong ngành đo đạc và bản đồ của nhiều nước trên thế giới Năm 2000 tổng cục địa chính (nay là bộ tài nguyên và môi trường) đã chính thức quy định Microstation và các module kèm theo thành công nghệ chính trong thành lập bản đồ địa chính và địa hình thông qua việc ban hành quy phạm thành lập bản đồ địa hình

tỷ lệ 1 :500 , 1 :1000, 1 :2000 và 1 :5000 » và « quy định kỹ thuật số hóa bản đồ địa hình tỷ lệ 1 :10 000, 1 :25 000, 1 :50000 và 1 :1000000 », bộ phần mềm này cũng được sử dụng rộng rãi để thành lập, biên tập các bản đồ chuyên đề, atlat

Chức năng chính của các phần mềm cơ bản như sau :

- Microstation cung cấp các công cụ đồ họa để vẽ và biên tập bản đồ xây dựng hệ thống ký hiệu

- IrasB : là phần mềm hiển thị, chỉnh sửa, nắn chỉnh các dữ liệu raster (đen trắng)

- M/SFC : cho phép người dùng khai báo và đặt các đặc tính đồ họa cho các lớp thông tin khác nhau và của bản đồ, đồng thời cung cấp công cụ để số hóa bản đồ

- MGE finisher (Mgfn): dùng cho việc biên tập và chuẩn bị in bản đồ như trích, tạo bản đồ mới từ bản đồ gốc, thay đổi ký hiệu đường, tạo chú thích, trải ký hiệu, làm trơn đường,…

1.4.4.2 Công nghệ lưu trữ, phân tích, xử lý thông tin địa lý

Hiện nay có nhiều công nghệ áp dụng cho việc lưu trữ, xử lý thông tin, biên tập bản đồ, nhưng có 2 phần mềm được sử dụng rộng rãi nhất là phần mềm Mapinfo

và Arcgis của hãng ESRI (Mỹ) Ở nước ta phần mềm được sử dụng nhiều nhất là Mapinfo (chiếm 53%), sau đó đến Arcgis (chiếm 42%) các phần mềm khác thường

là WINGIS, ILWIS, v.v., chiếm khoảng 5% (theo thống kê trên website của cục bảo vệ môi trường)

Hãng MapInfo được đánh giá là người đi đầu trong việc tạo ra các phần mềm GIS thân thiện với người sử dụng ngay từ đầu hãng đã chủ trương xây dựng các phần mềm GIS hiệu quả, với chức năng phân tích không gian hữu ích cho các hoạt động kinh doanh, quản lý nhưng không cồng kềnh và không phức tạp hóa bởi những chức năng không cần thiết, giao diện đơn giản và dễ hiểu, đồng thời giá cả

phù hợp với đại đa số người sử dụng Ngày nay, phiên bản mới nhất là MapInfo 9.2 cũng vẫn duy trì truyền thống này

Các chức năng chính của MapInfo có thể tóm tắt như sau:

- Nhập dữ liệu: Mapinfo cho phép nhập dữ liệu thuộc các khuôn dạng khác nhau như Autocad DWG/DXF 2004, Microstation DGN v8, Open Esri

- Hỗ trợ liên kết với CSDL: Oracle 10G và 9i R2, MS SQL, Server 2000 ,

MS Acess, IBM Informix 9.4,

- Hỗ trợ CSDL không gian Oracle 10G Spatial và Locator, MS SQL và Infomix thông qua Spatial Ware

- Xuất dữ liệu sang các khuôn dạng khác: cho phép xuất dữ liệu sang các khuôn dạng khác như GIF, LZW, TIFF và TIFF CCITT Group 4

- Biên tập bản đồ/ chỉnh sửa dữ liệu: tạo lập các đối tượng đồ họa, hiển thị chúng theo các kiểu dữ liệu có trong thư viện hý hiệu mặc định hoặc trong cac thư viện tự tạo, hiển thị các đối tượng theo lớp trong Layer Control, tạo bảng chú giải, cho phép hiển thị dữ liệu theo 2 biến số khác nhau trong cùng một thời điểm, tạo các vùng đệm bằng công cụ buffer…

- Xác định cơ sở toán học cho bộ dữ liệu: số lượng lưới chiếu bản đồ có mặc định trong Mapinfo rất phong phú, đủ để đáp ứng cho việc xác định cơ sở toán học cho các bộ dữ liệu được thu thập từ các nguồn gốc khác nhau Các lưới chiếu heo các thông số riêng biệt cho từng vùng cũng có thể được tạo lập mới bằng cách biên tập tệp tin Mapinfo.prj của phần mềm

- Chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu bằng công cụ Universal Translator cho phép chuyên đổi dữ liệu từ khuôn dạng của MapInfo *tab sang các khuôn dạng khác như *.SHP của Arcview, *.DGN của Microstation, *.DXF và *.DWG của AutoCad

và ngược lại trong quá trình chuyển đổi, công cụ này còn cho phép xác định và chuyển đổi cơ sở toán học của dữ liệu

- Phân tích không gian:

+ Cung cấp các công cụ mạnh và logic đáp ứng việc thực hiện những bài toán phân tích không gian phức tạp

+ Thể hiện những đặc điểm và xu hướng của các đối tượng địa lý được lưu trong CSDL, từ đó thể hiện những ảnh hưởng qua lại giữa các hiện tượng, đối tượng, trong không gian

+ Cho phép thành lập bản đồ có mức độ chi tiết cao nhằm phục vụ cho mục đích hiển thị dữ liệu không gian và hỗ trợ cho hoạch định chính sách

+ Hỗ trợ các doanh nghiệp giải quyết các bài toán về tìm hiểu khách hàng và thị trường

+ Mặc dù có nhiều ưu điểm và được nhiều người sử dụng ưa chuộng nhưng nhược điểm là quản lý topology không được chặt chẽ, do vậy công nghệ MapInfo thường không được sử dụng để xây dựng các CSDL lớn

Hệ thống phần mềm ESRI được lựa chọn là bộ phần mềm Arcgis Desktop cho phép tạo, phân tích, vẽ bản đồ, quản lý, chia sẻ và xuất bản thông tin địa lý Bộ phần mềm bao gồm:

- Arcview là phần mềm hệ thống thông tin địa lý với đầy đủ chức năng cho phép biểu diễn, quản lý, xây dựng và phân tích dữ liệu địa lý Arcview biến công việc quản lý và quản trị và cập nhật số liệu trở nên dễ dàng hơn và cho phép sử dụng nhiều loại định dạng dữ liệu khác nhau thậm chí cả những dữ liệu từ internet

- Với công cụ mô hình hóa các thao tác xử lý dữ liệu, arcview cho phép quản

lý và thay đổi dây chuyền xử lý dữ liệu một cách dễ dàng Arcview còn là một công

cụ thật sự mạnh trong việc thành lập bản đồ chuyên đề, tập hợp phân tích dữ liệu…

và cũng là một mội trường phát triển ứng dụng tốt

- ArcEditor là phần mềm GIS chạy trên Desktop dùng để chỉnh sửa, biên tập

và quản lý dữ liệu địa lý ArcEditor cho phép tạo ra các CSDL địa lý thông minh, xây dựng và bảo toàn tính toàn vẹn không gian giữa các quan hệ hình học topo và các thuộc tính địa lý

- Arc Info bao gồm các chức năng của Arcview lẫn ArcEditor, các tính năng cao cấp trong xử lý dữ liệu không gian và khả năng chuyển đổi dữ liệu cho phép thực hiện hoàn chính quy trình công việc từ xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý cho đến

mô hình hóa, thiết lập các mối quan hệ, phân tích, tích hợp dữ liệu, phân tích thống

kê, hiển thị bản đồ trên màn hình máy tính và xuất bản bản đồ ra các phương tiện khác nhau

- Arcgis Desktop Application: Arcgis Desktop là một bộ phần mềm ứng dụng gồm: Arcmap, ArcCatalog, Arctoolbox, ModeBuilder, và ArcGlobe Khi sử dụng các ứng dụng này đồng thời người sử dụng có thể thực hiện được các bài toán ứng dụng hệ thống thông tin địa lý bất kỳ, từ đơn giản đến phức tạp, bao gồm cả thành lập bản đồ, phân tích địa lý, chỉnh sửa và biên tập dữ liệu, quản lý dữ liệu, hiển thị và xử lý dữ liệu

1.5 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA GIS TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ

Công nghệ GIS dùng để phân tích địa lý như là kính hiển vi, kính tiềm vọng

và máy tính điện tử đối với các môn khoa học khác GIS có thể coi như chất xúc tác cần thiết để hòa nhập những sự tách biệt có tính chất vật lý và có tính chất địa lý với các lĩnh vực khác sử dụng thông tin bản đồ

GIS liên kết thông tin địa lý với các loại thông tin khác trong phạm vi một hệ độc lập Nó tạo ra nền (khung) nhất quán để phân tích dữ liệu Bằng cách tạo ra bản

đồ và các dạng khác của thông tin các thông tin về dạng số, GIS cho phép chúng ta tạo ra và hiển thị kiến thức về mặt địa lý theo những phương pháp đã có và những phương pháp mới

GIS tạo ra những liên hệ giữa các hiện tượng xảy ra trên các vùng địa lý khác nhau Quan sát số liệu có gắn với vị trí địa lý có thể thường nảy sinh ra những ý tưởng mới, những giải thích mới

Những sự liên hệ này thường không nhận thấy khi không có GIS Nhưng nhờ

có GIS, chúng ta có thể quan sát thấy để giúp cho việc quản lý các hoạt động và quản lý các nguồn tài nguyên

GIS cho phép khả năng quản lý và cung cấp vị trí các đối tượng theo yêu cầu bằng các cách khác nhau như tên địa danh, mã, vị trí hoặc tọa độ

Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý GIS chúng ta sẽ đạt được các tiến bộ sau trong các hoạt động tác nghiệp của mình:

- Giảm hoặc loại bỏ các hoạt động thừa, tiết kiệm thời gian, công sức và tiền của

- Kết quả của số liệu tốt hơn với giá thành thấp hơn và trợ giúp ra quyết định, lập kết hoạch

- Nhanh chóng thu nhập được nhiều thông tin và phân tích chúng, lập báo cáo cho mọi nhu cầu của công tác quản lý

- Các lĩnh vực hoạt động mới của cơ quan có thể được tự động, với đầy đủ số liệu của hệ thống thông tin địa lý

- Tạo cầu nối giữa các ngành nhằm cải tiến sản xuất

- Tăng khả năng lưu trữ và xử lý số liệu, cải tiến truyền thông thông tin

- Tạo ra một loại dịch vụ mới là cung cấp thông tin

- Trả lời các vấn đề quan tâm nhanh, chính xác với độ tin cậy cao

- Luôn có sẵn các sản phẩm phục vụ mục đích mới (như bản đồ, báo cáo, thông tin, số liệu… phục vụ mọi thời điểm trong ngày)

GIS cho phép khả năng quản lý và cung cấp vị trí của các đối tượng theo yêu cầu bằng các cách khác nhau như địa danh, mã, vị trí hoặc tọa độ

ứng dụng của GIS chúng ta sẽ đạt được các tiến bộ sau

- Giảm hoặc loại bỏ các hoạt động thừa, tiết kiệm thời gian, tiền của và công sức

- Kết quả số liệu đầu ra tốt hơn với giá thành thấp hơn và trợ giúp quyết định, lập kế hoạch

- Nhanh chóng thu thập được nhiều thông tin và phân tích chúng, lập báo cáo cho mọi nhu cầu của công tác quản lý

- Tăng khả năng lưu trữ và xử lý số liệu, cải tiến truyền thông thông tin GIS bao gồm module cho các chức năng nhập và chuẩn bị dữ liệu, lưu trữ, phân tích, biểu diễn (kết xuất) dữ liệu không gian

1.6 ỨNG DỤNG CỦA GIS TRONG QUẢN LÝ MỘT SỐ NGÀNH

1.6.1 Ứng dụng GIS trên thế giới và ở Việt Nam

Hệ thông tin địa lý (GIS) được hình thành đầu tiên vào những năm 1960, tại Canada từ ý tưởng của các nhà quản lý rừng là số hóa toàn bộ bản đồ đưa vào hệ thống máy tính để làm công cụ quản lý rừng Từ sau năm 1980, GIS phát triển mạnh

và được ứng dụng rộng rãi vào các lĩnh vực khác nhau Đến nay, GIS đã và đang trở thành một xu thế công nghệ có tính toàn cầu Các nước đi đầu trong công nghệ GIS là

Mỹ, Canada, các nước châu Âu như Anh, Pháp, Đức, Nauy, Thụy Điển, Nga, Hà Lan,… Ở châu Á có Hàn Quốc, Nhật Bản, Trung Quốc là những nước chú trọng phát triển và ứng dụng công nghệ GIS trong nhiều lĩnh vực khác nhau

Viện nghiên cứu các giải pháp môi trường (viết tắt là ESRI) của Mỹ hiện được coi là cơ quan nghiên cứu phát triển GIS lớn nhất thế giới với hàng loạt các sản phẩm phần mềm ứng dụng như ArcInfo, Arcview, ArcGIS, ArcIMS… ngoài ra

ở Mỹ GIS còn được sử dụng trong quản lý đất đai, kiểm soát sự cố thiên tai, bảo vệ môi trường…

Cùng với sự phát triển của khoa công nghệ GIS, việc xây dựng các bản đồ điện tử để thể hiện một cách trực quan các thông tin về điều kiện tự nhiên, kinh tế

xã hội, môi trường nhằm tăng cường hiệu quả của việc ứng dụng GIS Việc xây dựng các bản đồ điện tử đã trở thành một hoạt động thường xuyên của nhiều viện nghiên cứu có tính chất liên ngành ở Mỹ, Pháp, Nga và Úc… nhờ công nghệ GIS, việc thành lập bản đồ và tái bản các atlat trở nên dễ dàng và tiết kiệm được nhiều thời gian và công sức Do thông tin được cập nhật thường xuyên nên các atlat ngày nay có ý nghĩa sử dụng cao

Tại Việt nam, công nghệ GIS được triển khai, nghiên cứu và ứng dụng từ những năm 1990 Từ năm 1995 đến năm 1998 Bộ Khoa học công nghệ và môi trường (trước đây) đã thực hiện dự án “xây dựng hệ thông tin địa lý phục vụ giám sát tài nguyên và môi trường” Dự án đã phối hợp với một số ngành để xây dựng các CSDL nền địa lý và cơ sở dữ liệu chuyên ngành, phối hợp với các tỉnh để xây dựng cac CSDL tài nguyên thiên nhiên các địa phương CSDL của dự án đã được

xử lý, tích hợp và xây dựng thành sản phẩm trên CD-ROM “Atlat tài nguyên và môi trường Việt Nam” Đây có thể được coi là sản phẩm GIS đầu tiên của Việt Nam có quy mô tương đối lớn

Trong những năm gần đây, việc xây dựng CSDL GIS ở Việt Nam cũng đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu như: PGS.TS Nguyễn Thị Cẩm Vân (Xây dựng cơ sở dữ liệu, hệ thông tin địa lý phục vụ quản lý sử dụng đất đai ở cấp