giáo trình quản lý hệ thống thông tin đất đai

KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ THÔNG TIN ĐẤT ĐAI Cho đến ngày nay hệ thống thông tin đất đai Land Information System LIS, và hệ thống thông tin địa lý Geographic Information System GIS

Phần I: LÝ THUYẾT CƠ BẢN Chương I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG QUẢN LÝ THÔNG TIN

ĐẤT ĐAI

I KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ THÔNG TIN ĐẤT ĐAI

Cho đến ngày nay hệ thống thông tin đất đai (Land Information System LIS), và

hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System GIS) là hai thuật ngữ khác

nhau nhưng thông thường chúng được gọi chung là một hệ thống máy tính cơ bản

dùng để lưu trữ, xử lý, và phân tích các dữ liệu không gian (Võ Quang Minh, 1999)

Hệ thống thông tin đất đai là một tập hợp con của GIS hay nói khác hơn về lĩnh vực

kinh doanh thì nó là một khách hàng Sự khác nhau về lĩnh vực GIS và LIS là do LIS

cung cấp cơ sở dữ liệu về sở hữu đất đai của từng thửa đất, thêm vào đó là những

thông tin truyền thống hay là hồ sơ đất đai Nó bao gồm những thông tin của những

thửa đất riêng biệt trong một đơn vị làng xã giá trị của đất, những thông tin liền kề

thửa… Bản đồ địa chính là xương sống của hệ thống thông tin đất đai

LIS (Land Information Systems) hệ thống thông tin đất đai = GIS + thao tác với

các bản đồ số

LIM (Land Information Managements) quản lý thông tin đất đai = GIS + nguồn

tài nguyên đất đai

Để hiểu rõ về hệ thống quản lý thông tin đất đai ta cần nắm được thuật ngữ “đất

đai-Land”

Đất đai có nhiều định nghĩa khác nhau:

- Đối với nhà địa lý nó là cảnh quan, một sản phẩm của quá trình địa chất

địa mạo

- Đối với nhà kinh tế học nó là nguồn tài nguyên cần được khai thác hoặc

cần được bảo vệ để đạt được những phát triển kinh tế tối ưu

- Đối với hầu hết mọi người nó là khoảng không gian cho các hoạt động

con người được thể hiện ở nhiều dạng sử dụng đất đai khác nhau

Như vậy, Đất đai là diện tích cụ thể của bề mặt trái đất, bao gồm tất cả các cấu

thành của môi trường sinh thái ngay trên và dưới bề mặt đó (Lê Quang Trí, 2004)

Thế nào là quản lý đất đai? Quản lý đất đai là một phương pháp mà nhờ vào đó

tài nguyên đất đai được sử dụng hiệu quả

II HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐẤT ĐAI

1 Định nghĩa

Vào năm 1982, trong suốt hội nghị Montreux tại Thuỵ Sĩ, FIG (liên đoàn quốc

tế các chuyên viên vẽ đồ hoạ), Commission III đã chấp nhận 1 định nghĩa về LIS:

LIS Là công cụ hành chánh hợp pháp trợ giúp cho người ra quyết định dự án

kinh tế, phát triển phù hợp Hay nói cách khác, Là công cụ kỹ thuật quản lý, cập nhật,

phân tích, sắp xếp, thống kê …và xuất dữ liệu thông tin đất đai

2 Hệ thống thông tin không gian của đất đai

Tuỳ theo mục đích sử dụng mà LIS tạo ra nhằm cung cấp các thông tin khác

nhau:

Hệ thống thông tin không gian sơ cấp còn gọi là hệ thống thông tin không gian

cơ bản chúng định vị không gian chính xác, số liệu có thể sử dụng cho một vài ứng

dụng riêng biệt

Hệ thống thông tin không gian nguồn chứa đựng thông tin chủ đề và thông tin

tổng hợp từ hệ thống sơ cấp để làm cho có khả năng ứng dụng rộng hơn

- Thông tin địa chính: là những thông tin liên quan đến một vùng đất nơi cụ thể hoá về quyền sử dụng, trách nhiệm, nghĩa vụ trên thửa đất đó

- Thông tin cơ sở hạ tầng: là những thông tin tập trung cơ bản cho vấn đề cấu trúc kỹ thuật, công trình công cộng

- Thông tin môi trường: là những thông tin liên quan đến tính chất lý, hoá, sinh học

- Thông tin kinh tế, xã hội

Mỗi thông tin được quản lý thông qua một hệ thống chuyên biệt của chúng, các

hệ thống này điều có chức năng, nhiệm vụ đặc thù riêng của chúng thông qua các mục đích, các nguồn dữ liệu đầu vào và thông tin đầu ra của chúng

Hình 1: Các loại hình hệ thống thông tin

Hệ thống thông tin thuộc tính

Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

Các hệ thống GIS khác

(tỷ lệ nhỏ)

HỆ THỐNG THÔNG TIN

Hệ thống thông tin không gian

Hệ thống thông tin không gian khác

Hệ thống thông tin đất đai (LIS)

3 Tổ chức hệ thống thông tin đất đai

Hệ thống thông tin đất đai là 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, bản đồ hoặc ảnh hàng không…

Hình 2: Các hệ thống thông tin đất đai

4 Các thành phần cơ bản của hệ thống thông tin đất đai

- Phần trang thiết bị kỹ thuật cho phép thu thập, cập nhật, xử lý, phân tích các thông tin đất đai

- Phần dữ liệu thông tin LIS bao gồm bản đồ địa chính, các thông tin thuộc tính của từng thửa đất…

Hình 3: Các thành phần cơ bản của hệ thống thông tin đất đai

Cơ cấu tổ chức

Thu thập Lưu trữ Truy cập Tổ chức Sử dụng

Thông tin liên quan đến đất đai

4.1 Phần cứng

Thiết bị bao gồm máy vi tính (computer), máy vẽ (plotters), máy in (printer), bàn số hoá (digitizer), thiết bị quét ảnh (scanners), các phương tiện lưu trữ số liệu (Floppy diskettes, hard disk, C.D ROM v.v )

4.2 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 tổ hợp các phần mềm máy tính

Các phần mềm chuyên biệt LIS thường dùng hiện nay:

Hình 4: Các biểu tượng phần mềm ứng dụng

4.3 Dữ liệu

Dữ liệu là các con số hay sự kiện được tập hợp có hệ thống cho một hay nhiều mục đích cụ thể Chúng có thể tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau như ngôn ngữ tự nhiên (tên, tuổi, địa chỉ…), biểu tượng (biển hiệu giao thông …) Dữ liệu địa lý là một loại dữ liệu đặc biệt, chúng được nhận biết bởi toạ độ địa lý và được hình thành từ phần tử mô tả và phần tử đồ hoạ

Người sử dụng hệ thống: là những người sử dụng hệ thống quản lý thông tin đất

đai để giải quyết các vấn đề không gian Họ thường là những người được đào tạo tốt

về lĩnh vực quản lý đất đai, về lĩnh vực tin học ứng dụng Nhiệm vụ chủ yếu của họ

là số hoá bản đồ, kiểm tra lỗi, soạn thảo, phân tích dữ liệu thô và đưa ra các giải pháp tốt nhất cho công tác truy vấn dữ liệu địa lý

Thao tác viên hệ thống: là người có trách nhiệm vận hành hệ thống để người sử

dụng hệ thống làm việc hiệu quả họ là người có kinh nghiệm như người sử dụng hệ thống, ngoài ra là người hiểu biết về cấu hình phần cứng, phần mềm để có thể nâng cấp hệ thống khi cần thiết Họ còn làm việc như quản trị hệ thống, quản trị CSDL, an toàn, toàn vẹn CSDL để tránh hư hỏng mất mát dữ liệu

Nhà cung cấp hệ thống: có trách nhiệm cung cấp phần mềm, cập nhật phần

Nhà cung cấp dữ liệu: có thể là tổ chức nhà nước hay tư nhân Thông thường

các công ty tư nhân tham gia cung cấp, xây dựng, sửa đổi từ dữ liệu cơ quan nhà nước

để phù hợp với các ứng dụng cụ thể

Người phát triển ứng dụng: là những lập trình viên được đào tạo Họ xây dựng

những giao diện người dùng, làm giảm phức tạp khi thao tác cụ thể trên hệ thống thông tin đất đai

Chương II: CẤU TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU HỆ THỐNG THÔNG

TIN ĐẤT ĐAI

I KIẾN TRÚC HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐẤT ĐAI

Hệ thống LIS là một hệ thống phần mềm thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị các thông tin địa lý Hệ thống này thường có các chức năng cơ bản sau:

- Nhập dữ liệu

- Lưu trữ và quản lý CSDL

- Kết xuất dữ liệu

- Biến đổi dữ liệu

- Tương tác với người dùng

1 Nhập dữ liệu

Nhập dữ liệu bao gồm các xử lý biến đổi dữ liệu ở dạng bản đồ, ảnh chuẩn (vệ tinh, hàng không) sang các dạng tương thích Dữ liệu nhập vào sẽ được lưu trữ trên thiết bị từ như đĩa từ, băng từ Nhập và kiểm tra dữ liệu số là rất cần thiết cho việc xây dựng CSDL địa lý

Các phương pháp và thiết bị nhập dữ liệu cho LIS

1.1.Trắc đạc mặt đất

Phương pháp trắc đạc được thực hiện để thu thập dữ liệu hình học tỷ lệ lớn, thí

dụ như đo vẽ địa hình, giải thửa Hiện nay các thiết bị dùng để đo đạc mặt đất là máy toàn đạc điện tử Kết quả của trắc địa là dữ liệu vector hai hay ba chiều Phương pháp quan trọng nhất của trắc đạc là phép đo khoảng cách (trong đó các góc và khoảng cách được đo tại điểm cho trước được sử dụng để định vị các điểm khác) Dụng cụ của phép

đo khoảng cách là Toàn đạc điện tử (hình 5) Thiết bị này có thể lưu trữ, xử lý trực tiếp dưới dạng số Chúng có khả năng kết nối máy tính để xử lý dữ liệu đo đạc

Hình 5: Máy toàn đạc điện tử (Nguồn: www.pentax.co.jp)

1.2 Đo đạc bằng vệ tinh

Các thiết bị dùng đo đạc bằng vệ tinh là hệ thống định vị toàn cầu (GPS) chúng được hình thành từ một chùm 24 vệ tinh quay quanh trái đất ở độ cao khoảng 20200km

Hình 6: Quỹ đạo các vệ tinh GPS

Các lưới toạ độ hay dùng nhất trong GPS là UTM và kinh/vĩ độ Kết quả sử dụng GPS đo đạc cho được dữ liệu dạng vector 2D hay 3D

1.3 Quan Trắc

Quan trắc là phương pháp đo gián tiếp, không đo hình học trực tiếp chính các đối tượng mà là chụp ảnh chúng Kết quả đo bằng phương pháp này là dữ liệu Vector 2D hay 3D và dữ liệu Raster Các ảnh dùng trong Quan trắc phần lớn là các bức ảnh máy bay như:

Hình 7: Mô hình chụp ảnh bằng máy bay (Nguồn: Đặng Văn Đức, 2001)

Hiện nay các công cụ Quan trắc hiện đại có khả năng nối trực tiếp với các phần mềm hệ thống thông tin địa lý

1.4 Viễn thám

Viễn thám sử dụng các thiết bị cảm biến để thu thập từ xa các quan hệ phổ và không gian của đối tượng quan sát được Kết quả của việc viễn thám cho ra được nguồn dữ liệu với dạng Raster

Hình 9: Mô hình máy Scanner và Digitizer

Kết quả nhập bản đồ bằng máy quét là số liệu Raster Ngược lại nhập bản đồ bằng bàn số hoá cho kết quả dưới dạng Vector

2 Lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu

Lưu trữ và quản lý CSDL đề cập đến phương pháp kết nối thông tin hình học và thông tin thuộc tính của các đối tượng địa lý (điểm, đường đại diện cho các đối tượng trên bề mặt trái đất) Hai thông tin này được tổ chức và kết nối thông qua các thao tác trên máy tính và dễ hiểu cho người sử dụng hệ thống

3 Xuất dữ liệu

Modul xuất dữ liệu thể hiện các kết quả của quá trình phân tích dữ liệu tới người sử dụng Dữ liệu xuất ra có thể dưới dạng bản đồ, bảng biểu, biểu đồ, lưu đồ được thể hiện trên màn hình máy tính, máy in, máy vẽ hoặc được ghi trên thiết bị từ dưới dạng số

4 Biến đổi dữ liệu

Biến đổi dữ liệu nhằm mục đích xoá bỏ các lỗi từ dữ liệu cần cập nhật chúng hoặc ứng dụng các phương pháp phân tích khác nhau đối với dữ liệu để tìm ra câu trả lời cho các yêu cầu, các câu hỏi của hệ thống thông tin đất đai Biến đổi dữ liệu có thể thực hiện trên thông tin không gian và thông tin thuộc tính Biến đổi dữ liệu trên dữ liệu địa lý tuân theo các thuật toán phân tích, xử lý không gian cơ bản như chồng xếp, thay đổi tỷ lệ, phù hợp dữ liệu khi áp dụng một phép chiếu mới

5 Tương tác với người sử dụng

Tương tác với người sử dụng là một trong những yếu tố quan trọng cho sự thừa nhận và sử dụng bất cứ một hệ thống thông tin nào, trong đó có hệ thống thông tin đất đai Các giao diện người sử dụng ở một hệ thống tin học bất kỳ được thiết kế phụ thuộc vào mục đích sử dụng của ứng dụng, sao cho đảm bảo tính thân thuộc với người

sử dụng, các phần tiện ích vẫn có thể vận hành tốt mà ít tốn kém thời gian học cách sử dụng

II CẤU TRÚC DỮ LIỆU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐẤT ĐAI

1 Bản đồ cấu trúc dữ liệu bản đồ và đặc tính bản đồ trong hệ thống thông tin đất đai

Bản đồ và thông tin đi kèm thực chất là một hệ cơ sở dữ liệu Việc quản lý bản

đồ bằng máy tính đã tạo ra một số kết quả có ý nghĩa trong việc tập hợp, mã hoá và sử dụng thông tin chứa đựng trong nó

Với cách nhìn bản đồ như một hệ CSDL Ta thấy rằng bản đồ là tập hợp các dữ liệu địa lý Các dữ liệu này mô tả các đối tượng trong thế giới thực bằng vị trí toạ độ của chúng dưới hệ toạ độ đã biết nào đó, các thuộc tính không liên hệ với vị trí đối tượng như màu sắc, diện tích và mối quan hệ về mặt không gian lẫn nhau của các đối tượng đó Sự hên hệ về mặt không gian sẽ mô tả các đối tượng được kết nối với nhau như thế nào và làm thế nào chúng ta có thể chấp nhận chúng Như vậy các đối tượng thế giới thực được mô tả bởi dữ liệu địa lý gồm hai phần Một phần chứa đựng thông tin về không gian, vị trí địa lý trên bề mặt trái đất, một phần chứa đựng thông tin về thuộc tính: các tính chất, đặc điểm của đối tượng Việc xác định và ước đoán tài nguyên tự nhiên, môi trường, đất đai đã cung cấp nhiều đối tượng phản ánh mới cho bản đồ Khác với trước kia khi bản đồ chi được dùng để biết những thông tin về vị trí, ngày nay với sự trợ giúp của máy tính bản đồ còn chứa đựng nhiều thông tin có ích khác Một bản đồ có thể mô tả nhiều loại đối tượng khác nhau tuỳ thuộc vào mục đích của chúng

Dữ liệu bản đồ địa chính là những mô tả hình ảnh số của bản đồ giải thửa, chúng bao gồm toạ độ quy luật và các ký hiệu dùng để xác định một hình ảnh bản đồ cụ thể Nhờ hệ thống thông tin đất đai, từ các dữ liệu này chúng ta tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thông qua các thiết bị ngoại vi

Như chúng ta đã biết dữ liệu bản đồ có thể lưu trữ ở dạng vector hoặc dạng raster Số liệu vector là những toạ độ của các điểm (x, y) hoặc các quy luật tính toán toạ độ và nối chúng thành các đối tượng trong một hệ toạ độ xác định Hệ toạ độ có hai loại cơ bản: Hệ toạ độ vuông góc Đề - các (x, y) hay còn gọi là hệ toạ độ lưới chiếu bản đồ và Hệ toạ độ trắc địa (B, L – Vĩ độ, Kinh độ) hay còn gọi là hệ toạ độ địa lý Trong hệ CSDL quốc gia này chúng ta xác định một hệ toạ độ thống nhất dùng chung

với độ phân giải xác định Đó là một ma trận các ô lưới và độ lớn các ô lưới phụ thuộc

độ phân giải cho trước Do vậy, nếu kích thước ô lớn sẽ làm giảm độ chính xác của thông tin và nếu nó quá nhỏ thì CSDL lại quá lớn

Trong hệ thống thông tin đất đai các CSDL Bản đồ được quản lý ở dạng các lớp đối tượng (lớp thông tin), mỗi một lớp chứa các hình ảnh bản đồ liên quan đến một chức năng, ứng dụng cụ thể lớp đối tượng là tập hợp các hình ảnh thuần nhất dùng để phục vụ cho một ứng dụng cụ thể, vị trí của nó so với các lớp khác trong CSDL được xác định thông qua một hệ toạ độ chung toàn hệ thống Việc tách các lớp thông tin được dựa trên cơ sở của mối liên quan logic và mô tả đồ hoạ của tập hợp các hình ảnh bản đồ phục vụ cho một mục đích quản lý cụ thể ví dụ như lớp thông tin đồ hoạ về các ranh giới thửa đất, hiện trạng sử dụng đất, về tài nguyên nước, về địa hình về quy hoạch, v.v Thông thường hệ thống thông tin địa lý có một số loại dữ liệu thuộc tính sau:

Đặc tính của đối tượng: chúng được liên kết với các thông tin đồ thị thông qua

các chỉ số xác định chung

Dữ liệu tham khảo địa lý: chúng mô tả các sự kiện hoặc hiện tượng xảy ra tại một

vị trí xác định, mô tả các danh mục hoặc các hoạt động liên quan đến các vị trí địa lý xác định

Dữ liệu quan hệ giữa các đối tượng không gian: các mối quan hệ này có thể đơn

giản hơn hoặc phức tạp hơn như sự liên kết, khoảng tương thích, mối quan hệ topo giữa các đối tượng, xác định mối quan hệ không gian của các thực thể tại các vị trí địa

lý

2 Quan hệ giữa các đối tượng địa lý

Các hình thể trên bề mặt trái đất được ánh xạ lên một không gian phẳng, hai chiều như các điểm (points), các đường đường (lines) và các vùng (areas) Hệ thống toạ độ x, y được sử dụng để lưu trữ các thông tin trên bản đồ: Mỗi điểm được lưu trữ

như một toạ độ (x, y), đường được lưu trữ như hàng loạt các toạ độ có thứ tự, vùng

được lưu trữ như một loạt các đoạn thẳng bao quanh vùng Đó là các khái niệm được

sử dụng để định nghĩa một cách chính xác các mối quan hệ không gian Các kiểu quan

hệ khác nhau được thể hiện bằng một danh sách các đặc điểm, ví dụ: một vùng được

định nghĩa bởi các cung tạo thành đường biên của nó

- Thông tin về hình học: là một mô hình toán học cho phép mô tả được quan

hệ về mặt không gian 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 Khái niệm topo giúp thuận tiện cho các chức năng phân tích, ví dụ như mô hình luồng chảy qua các đường liên thông trong một mạng, gộp các vùng lân cận có cùng đặc trưng, xác định các đặc tính lân cận và chồng phép các đặc tính địa lý Mô hình dữ liệu của CSDL không gian

- Thông tin về thuộc tính: Các thuộc tính mô tả gắn với các đối tượng địa lý

trên bản đồ Các thuộc tính được lưu giữ như một tập các số hay các ký tự, đồng thời

có thể là hình ảnh hay đồ hoạ Các thuộc tính mô tả cho mỗi đối tượng được lưu giữ trong máy tính như một dòng các giá trị định dạng Đối với nhiều đối tượng tập các mô

tả được lưu trữ trong một tiệp CSDL

Cơ sở dữ liệu như vậy được gọi là CSDL thuộc tính Mỗi hàng là một bản ghi

mỗi thuộc tính của đối tượng Cơ sở dữ liệu thuộc tính được mô tả bằng mô hình dữ liệu quan hệ

- Kết nối các thuộc tính của đối tượng: Việc kết nối giữa các đối tượng trên

bản đồ và các bản ghi chứa các thông tin mô tả tương ứng trên CSDL được thực hiện đơn giản dựa trên cơ chế ánh xạ một - một giữa các bản ghi lưu trữ dữ liệu không gian

và các bản ghi lưu trữ dữ liệu thuộc tính Số duy nhất để tạo lập sự liên kết là một mã (code) xác định của đối tượng Ta gọi mã này là chỉ số liên kết thuộc tính

3 Mô hình dữ liệu trong hệ thống thông tin đất đai

Trong hệ thống thông tin đất đai cũng như hệ thống thông tin địa lý điều tồn tại hai mô hình dữ liệu không gian chính đó là mô hình dữ liệu VECTOR và mô hình dữ liệu RASTER Trong mô hình vector, các đối tượng không gian được mô tả bằng các dãy toạ độ mô tả chính xác vị trí, hình dạng và đường biên của chúng Còn ở mô hình raster, các đối tượng không gian được biến đổi thành các điểm (cell) trên một ma trận ảnh Trong CSDL tài nguyên đất, dữ liệu không gian cần lưu trữ phần lớn được nhập vào từ các loại bản đồ khác nhau, từ tỷ lệ lớn đến tỷ lệ nhỏ Số phân lớp thông tin lớn, yêu cầu về độ chính xác hình học cao, có khả năng đáp ứng được các phép toán phân tích không gian phức tạp như chuyển đổi phép chiếu, chồng lắp, tổng quát hoá, v.v Vì vậy, mô hình dữ liệu vector được lựa chọn cho CSDL tài nguyên đất Tuy nhiên, một

số dạng dữ liệu không gian do tính đặc thù như ảnh viễn thám, ảnh hàng không vẫn sử dụng mô hình raster để lưu trữ Hai dạng mô hình này hoàn toàn được tích hợp và liên kết với nhau trong một hệ CSDL

3.1 Mô hình Vector

Thông tin các đối tượng không gian bao gồm:

Thông tin về vị trí không gian: thông tin được thể hiện theo mô hình vector,

bằng các toạ độ mô tả vị trí, hình dạng, đường biên của các đối tượng

Thông tin về quan hệ không gian: thông tin được mô tả dưới dạng mô hình dữ

liệu hình học Trong mô hình dữ liệu này thể hiện dưới 3 kiểu quan hệ Mỗi kiểu quan

hệ được mô tả dưới một khuôn dạng file tương ứng

+ Liên thông nhau: thể hiện dưới dạng file đường - điểm nối + Kề nhau: thể hiện dưới dạng file mô tả đường bao

+ Nằm trong nhau, phủ nhau

Thông tin thuộc tính, phi không gian: thông tin này được mô tả dưới dạng các

bảng quan hệ theo mô hình CSDL quan hệ

Tất cả các đối tượng không gian (nói chung) và đối tượng trên bản đồ (nói riêng) đều được chia thành 4 loại đối tượng cơ bản sau:

+ Điểm (Point) + Đường, tuyến (Line, polyline) + Vùng (Pollygon, Area)

+ Chú thích, mô tả (Annotation, Text)

 Đối tượng kiểu điểm (Point)

Các đối tượng địa lý chỉ có một vị trí đơn, cô lập sẽ được phản ánh như đối tượng kiểu điểm

Dữ liệu không gian: định nghĩa bởi cặp toạ độ (x,y) Độ dài và đường bao của đối tượng không cần thể hiện

Dữ liệu thuộc tính: được thể hiện bằng một bảng ghi tương ứng trong bảng quan hệ thuộc tính của điểm

Hình 10: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm (Point)

 Đối tượng kiểu đường, tuyến (line, polyline)

Các đối tượng địa lý dạng tuyến, hoặc mạng sẽ được phản ánh như đối tượng kiểu đường

Dữ liệu không gian: được mô tả dưới dạng một dãy các cặp toạ độ Một đường bắt đầu và kết thúc bởi điểm giao Độ dài đường được định nghĩa bằng toạ độ

Dữ liệu quan hệ không gian: Quan hệ không gian của các đối tượng kiểu đường được thể hiện qua quan hệ liên thông với nhau

Hình 11: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng đường (line, polyline)

 Kiểu đối tượng vùng (Polygon)

Các đối tượng địa lý là một vùng liên tục được xác định bởi một đường bao được phản ánh như một đối tượng kiểu vùng

Dữ liệu không gian: dữ liệu không gian của các đối tượng vùng được định nghĩa là một tập các đối tượng đường định nghĩa đường bao và một điểm nhãn Một điểm nhãn nằm trong một đối tượng vùng và có ý nghĩa để xác định cho vùng này

Dữ liệu quan hệ không gian của các đối tượng kiểu đường được thể hiện qua quan hệ kề nhau

Hình 12: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng (Polygon)

Hình 13: Mô hình dữ liệu Raster (lưới)

Lưới hình vuông Lưới hình lục giác Lưới hình tam giác

3.3 Thuận lợi và bất lợi khi sử dụng mô hình dữ liệu Vector và Raster

Thuận lợi của hệ thống cơ sở vector:

 Dung lượng dữ liệu nhỏ hơn nhiều so với mô hình raster

 Có thể mã hoá theo cấu trúc topology

 Mô hình Vector có thể thích hợp cho việc thể hiện chi tiết các đối tượng không gian lên bản đồ

Bất lợi của hệ thống cơ sở dữ liệu vector:

 Cấu trúc dữ liệu phức tạp hơn nhiều so với cấu trúc raster

 Khó cài đặt những thuật toán chồng ghép so với cấu trúc raster

 Không thể sử dụng các thuật toán xử lý ảnh số

Thuận lợi của hệ thống cơ sở dữ liệu raster:

 Có cấu trúc dữ liệu đơn giản

 Các thuật toán tính toán chồng ghép được thực hiện dễ dàng

 Mô hình raster cho phép mô tả chi tiết các biến đổi không gian

 Có thể sử dụng các thuật toán xử lý ảnh để thực hiện các bài toán phân tích trong không gian

Bất lợi của hệ thống dữ liệu raster:

 Dung lượng dữ liệu lớn đòi hỏi máy tính có cấu hình cao và thiết bị lưu trữ có dung lượng lớn

 Khó biểu diễn quan hệ topology

 Các dạng đường nét không được biểu diễn trơn mà bị gấp khúc

 Do dung lượng dữ liệu lớn nên tốc độ thực hiện các bài toán phân tích không gian chậm

 Không thể hiện chi tiết các đối tượng không gian

Chương III: TỔ CHỨC QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI

NGUYÊN ĐẤT ĐAI

I ĐẶC THÙ CƠ BẢN CỦA HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN ĐẤT

Hệ cơ sở dữ liệu quốc gia về tài nguyên đất bao gồm những thông tin: hệ thống

dữ liệu địa lý nền và hệ thống dữ liệu về tài nguyên đất Trong đó phần thông tin địa lý đóng vai trò nền hay nói cách khác phần thông tin đất đai được thể hiện trên một nền địa lý nào đó

Thông tin về địa lý và đất đai cung cấp CSDL nền cho một số CSDL quốc gia khác như: dân cư, tổ chức - cán bộ, tài chính - ngân hàng, kinh tế - xã hội, kế hoạch, pháp luật, cũng như cho một số các CSDL chuyên ngành như địa chất, môi trường, nông nghiệp, lâm nghiệp, khí tượng, giao thông…Ngoài ra dữ liệu về đất đai còn phục

vụ cho nhu cầu của dân cư về thông tin đất đai, nhà cửa và các loại bất động sản khác như một thành phần của thị trường bất động sản

Thông tin trong cơ sở dữ liệu về tài nguyên đất có thể được được sử dụng chi tiết đến từng thửa đất Hình thức sử dụng thông tin chủ yếu nhất là để phục vụ các nhu cầu của dân và tổ chức trong các hoạt động chuyển nhượng đất đai, xử lý tranh chấp, thế chấp, thừa kế …Ngoài ra tại địa phương hệ thống này phục vụ cho các nhu cầu quản lý hành chánh, phân hạng đất, bản đồ địa chính, giao thông…

 Tính đa dạng của dữ liệu với khối lượng lớn các dữ liệu đồ hoạ

Khác với các cơ sở dữ liệu thông thường khác, cơ sở dữ liệu này không chỉ chứa các dữ liệu thuộc tính mà chứa cả

các dữ liệu bản đồ, không những thế dữ liệu bản đồ tương đối đa dạng, thể hiện dưới dạng vector, raster Trong tương lai cơ sở dữ liệu còn có thể chứa các dữ liệu multimedia để mô tả cảnh quan thực của từng vùng địa lý

 Dữ liệu địa lý đòi hỏi tính thống nhất trên phạm vi cả nước

Đặc điểm đặc biệt của các cơ sở dữ liệu địa lý là đòi hỏi tính thống nhất trong một hệ quy chiếu Hệ quy chiếu này quyết định dạng biểu diễn của các thông tin địa lý Với xu hướng hội nhập, trao đổi thông tin với Quốc tế, hệ quy chiếu còn phải có khả năng chuyển đổi về hệ quy chiếu khu vực, lục địa, thế giới

 Dữ liệu địa lý đòi hỏi độ chính xác cao về vị trí không gian

Dữ liệu địa lý cần có độ chính xác cao phù hợp với tỷ lệ bản đồ Một yếu tố không chỉ xác định bằng giá trị vị trí trong không gian mà còn phải mang thông tin về

độ chính xác của vị trí đó Một khi độ chính xác không đảm bảo thì dữ liệu cũng không có ý nghĩa

 Cơ sở dữ liệu thông tin đất đai có khối lượng thông tin cực lớn

Khối lượng dữ liệu trong hệ cơ sở dữ liệu này vô cùng lớn Ngay ở thời điểm xây dựng ban đầu CSDL đã phải quản lý lượng thông tin khổng lồ Trong quá trình sử dụng thông tin về các biến động được tiếp tục bổ sung trong khi các thông tin cũ vẫn cần thiết để có thể theo dõi biến động theo thời gian Vì vậy cơ sở dữ liệu này đòi hỏi một công cụ quản trị mạnh, thiết bị nhớ lớn và bộ xử lý nhanh

 Cơ sở dữ liệu có nguồn thu thập thông tin đa dạng

Nguồn thu thông tin cho cơ sở dữ liệu này từ các cấp quản lý đất đai ở địa phương, từ đo đạc mặt đất, từ ảnh chụp hàng không - vũ trụ và từ các tổ chức sự nghiệp làm công tác điều tra cơ bản

II TỔ CHỨC CƠ SỞ DỮ LIỆU

Thông thường một hệ thống thông tin phục vụ nhu cầu hoạt động toàn ngành được tổ chức dựa theo cơ cấu tổ chức của ngành mà hệ thống đó phục vụ Một ngành

cụ thể thường được phân cấp quản lý thành một hoặc nhiều cấp (2, 3 hoặc 4 cấp): Trung ương, tỉnh, huyện, xã

1 Cấu trúc hệ thống thông tin toàn ngành

Cơ cấu tổ chức của các ngành thường phân cấp quản lý theo địa bàn đơn vị hành chính hoặc các cơ quan cấp dưới trực thuộc Thông thường cấp địa phương thấp nhất đóng vai trò là nơi thu thập, cập nhật các thông tin chi tiết và trong nhiều ngành còn hỗ trợ cho việc tra cứu các thông tin chi tiết Hay nói cách khác địa phương là điểm cung cấp thông tin đầu vào cho toàn bộ hệ thống và cũng là nơi sẽ quản lý và sử dụng chủ yếu các thông tin chi tiết Tại các cấp trung ương và cấp trung gian (cấp địa phương cao hơn) nhu cầu chủ yếu lại là các thông tin tổng hợp được kết xuất theo một

số chỉ tiêu phân loại từ các thông tin chi tiết

Bộ chỉ tiêu phân loại thực chất phản ánh mục tiêu hoạt động, mục tiêu quản lý của ngành thường được nghiên cứu, sử dụng, kiểm nghiệm nhiều năm qua thực tiễn Hay nói cách khác mục tiêu quản lý được thể hiện một cách định lượng thông qua các chỉ tiêu Bộ chỉ tiêu thống kê, phân loại được xác định thống nhất trong toàn ngành và

số liệu được tổng hợp định kỳ theo các chỉ tiêu này tại các đa phương

Các kết quả hoạt động thường được thể hiện dưới dạng báo cáo tổng hợp, với các giá trị cụ thể của các chỉ tiêu phân loại, phản ánh một cách tổng thể tình hình tại địa phương

Hệ thông tin toàn ngành thường có cấu trúc quản lý thông tin chi tiết tại địa phương và thông tin vĩ mô sẽ dần dần được tổng hợp lên trung ương thông qua các cấp trung gian

Một đặc thù của thông tin ngành địa chính là thông tin tổng hợp được thể hiện

cả dưới dạng bảng biểu lẫn dưới dạng đồ hoạ Do vậy nếu các ngành khác việc tổng hợp thông tin từ các báo cáo cấp dưới là đơn giản hơn nhiều so với việc quản lý thông tin chi tiết thì ở ngành địa chính độ phức tạp của việc quản lý thông tin tổng hợp tại cấp trung ương không giảm đi là bao so với việc quản lý tại cấp đa phương

Để xem xét lựa chọn phương án thích hợp có thể căn cứ vào các yếu tố sau đây:

 Trình độ quản lý

 Mức độ ổn định của quy trình quản lý

 Phân bố tần suất sử dụng thông tin giữa các đơn vị hay nói cách khác

phương án phải giảm thiểu lưu lượng thông tin trên đường truyền, tăng tốc độ xử lý

Phương án này là phương án đỡ gây phiền phức nhất cho công việc quản trị hệ thống Các chuyên gia phân tích, thiết kế hệ thống và các chuyên gia cơ sở dữ liệu thường khuyến cáo người sử dụng dùng mô hình quản lý dữ liệu này để giảm bớt độ phức tạp của công việc quản trị và do đó giảm bớt chi phí cho toàn bộ hệ thống (bao gồm chi phí xây dựng và đặc biệt là chi phí bảo trì hệ thống)

Tuy nhiên trong trường hợp các hoạt động sử dụng thông tin chủ yếu là từ các địa phương thì phương án tập trung dữ liệu tại một trung tâm sẽ không thực sự phù hợp, vì các lý do sau đây:

 Tốn kém chi phí cho việc chuyển tải thông tin trên đường truyền

 Đồng thời nhiều địa phương cò thể cùng truy nhập tới cơ sở dữ liệu nên

khả năng tăng nghẽn đường truyền rất lớn

 Khối lượng dữ liệu trong CSDL sẽ tăng đáng kể, nên thông tin cần thiết

sẽ phải chọn lọc mất nhiều thời gian hơn và do đó tốc độ xử lý, tìm kiếm sẽ giảm

2.2 Phân tán bản sao

Phương án thứ hai (Phân tán bản sao dữ liệu'' được sử dụng khi thông tin chi tiết trên toàn lãnh thổ cần thiết như nhau cho mọi địa phương Bản chất của phương án này là số liệu được lưu trữ thành các bản CSDL giống hệt nhau ở nhiều điểm khác nhau Mỗi khi số liệu được cập nhật ở một điểm thì đồng thời cũng được sao chép vào các bản sao còn lại Phương án này thường được dùng trong các hệ thống quản lý ngân hàng Nội dung quản lý của các hệ thống này là theo dõi việc gửi và nhận tiền của các khách hàng thông qua các tài khoản Khách hàng có thể gửi tiền ở TP Hồ Chí Minh và lĩnh tiền tại chi nhánh ngân hàng TP Cần Thơ

Đối với phương án ''phân tán bản sao dữ liệu'' chi phí tốn kém nhất sẽ ở việc duy trì nhất quán dữ liệu trong hệ thống có nghĩa là đảm bảo cho các bản sao dữ liệu hoàn toàn giống nhau Cụ thể trong bài toán ngân hàng, nếu khách hàng gửi một khoản tiền nào đó tại TP Hồ Chí Minh thì tài khoản của anh ta tại TP Cần Thơ cũng phải được tăng lên tương ứng

Thông thường việc cập nhật sao chép thông tin không được thực hiện tức thì mà

có một mức độ trễ chấp nhận được đối với các hệ thống cụ thể Ví dụ trong vòng 24

tiếng đồng hồ sau khi khách hàng gửi tiền, số tiền gửi mới được cập nhật tới mọi chi nhánh của ngân hàng

2.3 Phân tán dữ liệu

Một phương án rất hay được nói đến là phương án phân tán dữ liệu Bản chất của phương án này là dữ liệu được cắt khúc và lưu trữ ở nhiều địa điểm khác nhau Khi có tra cứu tới dữ liệu, hệ thống sẽ tự tổ chức để người dùng tìm được thông tin cần thiết mà không cần biết đến vị trí vật lý thực sự của dữ liệu là ở đâu Người ta cho rằng đây là mô hình lý tưởng với đại đa số hệ thống thông tin do thông tin chi tiết thường được sử dụng trong nội bộ các địa phương Hệ thống lại hoàn toàn trong suốt với mọi

vị trí vật lý Hệ thống dường như không tốn kém cho việc bảo toàn tính nhất quán, cũng như tránh được hiện tượng tắc nghẽn trên đường truyền Người ta có cảm tưởng

mô hình này là mô hình tốt nhất do số liệu sẽ được lưu trữ ngay tại điểm thu thập và được tra cứu từ mọi điểm cần thông tin

Thực chất các chuyên gia CSDL luôn tìm cách tránh thiết kế hệ thống theo mô hình này do độ phức tạp và chi phí cho toàn hệ thống cao Trước hết mô hình này đòi hỏi một cơ sở hạ tầng mạng nền hoàn toàn ổn định 24/24 giờ trong ngày để đảm bảo truy nhập trực tuyến (online) trên toàn bộ hệ thống Tếp theo tốn phí phát sinh do cần duy trì đồng thời nhiều trung tâm quản trị CSDL tại các điểm lưu trữ số liệu Một điểm bất lợi khác là khi có một server có sự cố thì hoạt động của toàn bộ hệ thống có thể bị đình trệ

Trong thực tế rất ít gặp hệ thống thiết kế theo mô hình này Đa số các hệ thống phân tán dữ liệu là các hệ thống được tích hợp từ các hệ thống sẵn có đã hoạt động ổn định nhiều năm Khi đó không những dữ liệu phân tán trong nhiều hệ cũ mà các hệ cũ này có thể còn hoạt động trên nền các hệ quản trị CSDL khác nhau, hay người ta còn nói hệ thống hoạt động trên môi trường không đồng nhất

Để tránh mô hình dữ liệu phân tán người ta có thể cắt rời hệ thống thành các hệ thống nhỏ hơn phục vụ gần trọn gói cho nhu cầu thông tin của địa phương và thực hiện các trao đổi thông tin trên toàn bộ hệ thống theo lô

2.4 Phân tán dữ liệu chi tiết, tập trung số liệu tổng hợp

Khi chưa có công cụ máy tính, để có thể quản lý khối lượng thông tin lớn từ một tổ chức có nhiều cấp, nếu tập trung quản lý toàn bộ thông tin tại trung ương, thì thực tế sức người không thể xử lý nổi Do vậy qui trình quản lý thường được phân cấp, đơn giản hoá: các thông tin chi tiết được quản lý ở địa phương Tiếp đó các thông tin chi tiết được phân loại, thống kê theo một số chỉ tiêu đặc trưng cho nghiệp vụ quản lý

và được tổng hợp gửi lên cấp cao hơn để ở mức trung ương có được bức tranh trọn vẹn

về hệ thống trên toàn lãnh thổ

Trong quá trình bắt đầu tin học hoá người ta thường có xu hướng mô phỏng lại

qui trình thông tin đang tồn tại Cách làm này có các điểm lợi sau:

 Qui trình đang tồn tại thường đã được kiểm nghiệm qua thới gian dài nên đã được tối ưu khá triệt để

 Việc mô phỏng quá trình đang tồn tại sẽ không phá vỡ cơ cấu tổ chức,

ít gặp các trở ngại về tổ chức, dễ được người dùng chấp nhận hơn

 Thông thường cần có bước đệm để thu thập được kho thông tin ban đầu, tạo dựng môi trường làm việc theo phong cách mới và đào tạo

 Không đòi hỏi thực hiện đồng bộ trên toàn lãnh thổ mà có thể thực hiện từng phần, kết hợp phương thức cũ và mới

Do vậy một phương án được dùng khá phổ biến là phân tán dữ liệu chi tiết, tập trung số liệu tổng hợp Với phương án này hệ thống thực chất được chia nhỏ thành các

hệ thống thành phần quản lý thông tin trên phạm vi địa phương Hệ thống cấp trung ương và hệ thống các cấp trung gian có bản chất khác hẳn các hệ thống cấp địa phương, thực hiện các chức năng tổng hợp thông tin từ các thông tin được thu thập tại địa phương

Trong một số ngành người ta có thể phân chia theo mức độ quan trọng của đối tượng để quản lý chi tiết tại địa phương hoặc trung ương Ví dụ đối với ngành thuế các đối tượng có số thu lớn, có địa bàn hoạt động rộng sẽ được quản lý tại trung ương, còn lại sẽ được quản lý tại địa phương

Phương án này nói chung khá hiệu quả nhưng cũng sẽ có một số nhược điểm khi thường xuyên có nhu cầu tra cứu chi tiết từ một địa phương tới thông tin của một địa phương khác hoặc có nhu cầu phân tích mới trên toàn bộ số liệu, hay nói cách khác khi có nhu cầu từ kho thông tin thô tinh chế ra thông tin phân tích, phục vụ các hoạt động tầm vĩ mô

2.4 Lựa chọn phương án cho CSDL quốc gia về tài nguyên đất đai

Từ phân tích chi tiết các phương án quản lý CSDL trên, chúng ta thấy rằng phương án phân tán dữ liệu chi tiết, tập trung số liệu tổng hợp Hệ thống thông tin hồ

sơ địa chính sẽ được lưu trữ phân tán tại các địa phương Phương án phân tán CSDL thành các CSDL tại các địa phương sẽ có nhiều thuận lợi hơn bởi các lý do:

 Khối lượng thông tin quá lớn, nếu quản lý dữ liệu tại một trung tâm thì thực tế sẽ không thể thực hiện, một mặt về phương diện tốc độ tìm kiếm trên khối lượng thông tin lớn là rất khó khăn, mặt khác để phục vụ các nhu cầu về thông tin chi tiết về các thửa đất của tất cả các địa phương thì khả năng tắc nghẽn đường truyền sẽ thường xuyên xảy ra

 Thông tin chi tiết về các đối tượng quản lý sẽ được sử dụng chủ yếu tại các địa phương do đó sẽ hợp lý hơn nếu phân phối quản lý thông tin theo địa phương Tại cấp trung ương thông tin có tính phân tích, vĩ mô

 Việc cập nhật, thu thập thông tin sẽ được tổ chức tới từng xã chủ yếu sẽ được cập nhật trên máy đơn lẻ Thông tin được cập nhật trước hết sẽ được sử dụng phục vụ các nhu cầu quản lý tại địa phương Định kỳ (tháng, quý) số liệu sẽ được gửi bằng đĩa mềm, qua mạng truyền thông lên cấp tỉnh Tại đây số liệu sẽ được lưu trữ lâu dài phục vụ công tác tra cứu, các phân tích số liệu trên địa bàn tỉnh

Hình 14: Mô hình CSDL phân tán chi tiết, tập trung dữ liệu tổng hợp

III MÔ HÌNH DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

Mô tả các dữ liệu chính sẽ có trong hệ thống và mối quan hệ ràng buộc giữa chúng, thông thường được mô tả bằng sơ đồ quan hệ thực thể (entity- relationship diagram viết tắt là ERD), các bảng thuộc tính, các ràng buộc dữ liệu, v.v thể hiện hệ thống từ khía cạnh dữ liệu hay trả lời cho câu hỏi:

Hệ thống sử dựng dữ liệu gì để phục vụ cho hoạt động của mình?

 Sơ đồ quan hệ thực thể (ERD) bao gồm 2 thành phần chính: thực thể và quan hệ Thực thể: Được ký hiệu bởi hình chữ nhật Một thực thể tượng trưng cho một

tập hợp hay một loại đối tượng trong thế giới thực

Quan hệ: được ký hiệu bởi đường thẳng nối giữa các thực thể Một quan hệ

tượng trưng cho sự liên kết giữa các thực thể Mối liên kết đó được biểu

diễn trên mô hình thực thể bằng đường kẻ có thể có hình rẽ nhánh (chân gà) một hoặc

cả hai đầu

 Sơ đồ quan hệ thực thể sử dụng 4 khái niệm logic chính: Phần tử, thực thể, thuộc

tính, quan hệ

Phần tử: là một chủ điểm, một nhiệm vụ, một đối tượng hay một sự kiện đáng

quan tâm đối với đơn vị cơ sở Ví dụ: một thửa đất, một mảnh bản đồ, một chủ sử dụng cụ thể Một phần tử tương đương một dòng trong một bảng nào đó

Thực thể: Là nhóm tự nhiên một số phần tử, mô tả cho một loại thông tin chứ

không phải bản thân thông tin Chẳng hạn ''ông Nguyễn văn A'' là một phần tử nhưng ông ta được ngành địa chính quản lý vì ông ta có sử dụng đất đai, ông ta là một chủ sử

4 Cung cấp TT

lên cho các Sở Ban ngành

Thông tin biến động chi tiết

Thông tin diễn biến Đường truyền Đĩa mềm

Cư dân

BỘ, NGÀNH

TW

SỞ, BAN, NGÀNH ĐỊA PHƯƠNG

CSDL

thông hạn được lưu giữ Kiểu thực thể tương đương với bảng logic (trong thực tế, đôi khi người ta còn coi kiểu thực thể như các bảng thực thể) Khi mới làm quen với kỹ thuật phân tích dữ liệu đôi khi khó xác định rõ các thực thể chính có thể cần Thực thể quan trọng nhất thường rơi vào một trong ba trong phạm trù sau:

Thông tin liên quan tới một khía cạnh xử lý chủ yếu của hệ thống (chẳng hạn thửa đất, chủ sử dụng)

Thông tin liên quan tới các thuộc tính hoặc tài nguyên của hệ thống (chẳng hạn đơn vị tính, đơn vị hành chính, loại đất)

Thông tin đã khái quát, thường dưới dạng thống kê, liên quan tới các phân tích hoặc kiểm soát (chẳng hạn như mục đích sử dụng)

Cách tiếp cận đơn giản nhất trong việc quyết định một kiểu thông tin có nên đưa vào như một thực thể trong mô hình hay không là trả lời câu hỏi: liệu bảng các thông tin như vậy có phục vụ gì cho hệ thống không và trong trường hợp có thì phải xác định rõ các thuộc tính cơ bản sẽ tạo ra một dòng trong bảng Chẳng hạn, bảng ''thửa đất'' sẽ bao gồm các bản ghi cho từng thửa đất cần quản lý trong hệ với các thuộc tính số hiệu thửa, diện tích, địa danh, v.v

Sau khi đã xác định được thực thể (bảng) thích hợp và bản chất của thực thể (bản chi), bước tiếp theo là xác định những thông tin nào cần phải được lưu giữ cho mỗi thực thể

Thuộc tính: Là các đặc trưng của thực thể, biểu thị bằng các trường hoặc cột của

bảng Chẳng hạn, các thuộc tính của chủ sử dụng đất là:

+ Số hiệu quản lý, + Tên chủ sử dụng, + Tuổi,

+ Tênvợ/chồng

+ Địa chi của chủ sử dụng, vv

Thuộc tính liên quan tới các thực thể còn các giá trị của thuộc tính liên quan tới các phần tử

Có 3 kiểu thuộc tính khác nhau và bất kỳ một thực thể nào cũng đều có thể có Các kiểu đó là:

+ Tên gọi (mã hiệu) + Mô tả đặc trưng cho các tính chất của thực thể + Kết nối, thể hiện quan hệ giá các thực thể

Quan hệ: Là mối quan hệ tượng trưng chi sự liên kết giữa các thực thể Mối

quan hệ tự nhiên luôn xuất hiện giữa thực thể khác nhau, chẳng hạn các mối quan hệ tồn tại giữa một chủ sử dụng và một đăng ký sử dụng, một đăng ký sử dụng và một thửa đất, một thửa đất với một mảnh bản đồ, v.v Những mối quan hệ như vậy được biểu diễn trên mô hình thực thể bằng các đường có mũi tên hoặc dấu chân gà

Có ba kiểu quan hệ chính của mô hình thực thể:

 Quan hệ một - một, thể hiện bằng một đường nối giữa hai thực thể

 Quan hệ một - nhiều, thể hiện bằng một đường nối có rẽ nhánh ở một

 Quan hệ nhiều - nhiều, thể hiện bằng một đường nối có rẽ nhánh ở hai đầu giữa hai thực thể

Các thực thể có quan hệ một - một với nhau thường được đồng nhất thành một thực thể mang các thuộc tính của cả hai thực thể ban đầu Quan hệ nhiều - nhiều thể hiện mối quan hệ chưa được chuẩn hoá, thông thường sẽ được chuyển thành các quan

hệ một - nhiều thông qua thực thể trung gian Hay có thể nói

cách khác là mô hình dữ liệu sẽ được chuẩn hoá để đạt được dạng chuẩn cần thiết đảm bảo tính nhất quán sau này của hệ thống

IV CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH

1 Đối tượng quản lý

Cơ sở dữ liệu về đất đai quản lý các thửa đất, chủ sử dụng, mục đích sử dụng, loại đất Đối tượng quản lý chính là các thửa đất Thửa đất được thể hiện như một đối tượg địa lý bằng bản đồ địa chính và các giấy tờ kèm theo bằng hồ sơ đa chính bao gồm các thông tin liên quan tới thửa đất như chủ sử dụng, đăng ký sử dụng, giấy chứng nhận quyền sử dụng đất

Cơ sở dữ liệu "hồ sơ đa chính'' quản lý mọi thông tin về hồ sơ giấy tờ liên quan tới thửa đất chi tiết về bản đồ địa chính Các thông tin này được kết nối minh hoạ bằng bản đồ địa chính thông qua số hiệu của thửa

Quyền sử dụng đất được công nhận bằng các văn bản có tính chất pháp lý -giấy chứng nhận quyền sử dụng đất do Uỷ ban nhân dân cấp tỉnh hoặc huyện cấp, trong đó lưu trữ toàn bộ thông tin về chủ sử dụng: Họ tên, tuổi, nghề nghiệp, địa chỉ, thành phần kinh tế ; các thông tin chi tiết về thửa đất: diện tích, giới hạn, mục dịch sử dụng, thời hạn sử dụng, loại đất, mức thuế phái nộp

Đất đai được sử dụng và quản lý rất khác nhau theo các loại đất khác nhau Có thể phân chia cơ bản thành hai loại: đất đô thị (bao gồm cả đất chuyên dùng có tính đô thị) và đất nông nghiệp (bao gồm cả đất lâm nghiệp, đất khu dân cư nông thôn và đất chuyên dùng chính nông nghiệp)

1.1 Sử dụng đất ở nông thôn

Ở nông thôn 90% tới 95% đất đai được sử dụng cho mục đích trồng trọt Do đặc thù phát triển của xã hội, đất đai được chia nhỏ và giao cho các hộ gia đình và cá nhân khác nhau sử dụng Mỗi hộ có thể được giao sử dụng nhiều mảnh ở các vị trí khác nhau Đất đai tại các xã bị chia cắt theo các thửa quá nhỏ, giữa các thửa không có

bờ cố định Các thửa lại tiếp tục bị chia nhỏ hơn trong quá trình thừa kế khi một gia đình lớn được chia thành các gia đình nhỏ Sự phức tạp trong việc quản lý đất đai ở các vùng nông thôn nảy sinh do khối lượng thông tin quá lớn, trong khi đó ngân sách cấp phát không đáng kể so với kinh phí cần thiết để hoàn thành khâu lập hồ sơ ban đầu

1.2 Sử dụng đất đô thị

Ở đô thị đất được sử dụng chuyến vào mục đích xây dựng, nhà ở, công sở, sử dụng công cộng…, đặc biệt đa dạng về các chủ sử dụng đất từ nhiều thành phần kinh

tế khác nhau (cá thể, hộ gia đình, tập thể, nhà nước, hỗn hợp ), hình thức sử dụng đất cũng rất đa dạng (thuê kinh doanh, thuê ở, được nhà nước giao dài hạn, cơ quan cơ quan được giao làm công sở, nhà tập thể sử dụng chung ) Một đặc điểm khác của việc quản lý đất đai ở đô thị là thông tin có tần suất biển động lớn, gần liền với các thay đổi cơ cấu thành phần kinh tế, nhu cầu phát triển nhà ở, nhu cầu mở rộng cơ sở

tốc độ cao cũng là một nguyên nhân khách quan dẫn đến phức tạp trong quản lý đất ở

đô thị

1 3 Đối tượng chính

Đối tượng quản lý chính trong Cơ Sở Dữ Liệu Hồ Sơ Địa Chính sẽ là các thửa (lấy chủ sử dụng và mối quan hệ giữa hai đối tượng này trong toàn bộ quá trình biến động sử dụng đất Quan hệ giữa hai đối tượng cơ bản này được thể hiện bằng các Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất Mọi thống kê, phân tích đều được thực hiện xuất phát

từ ba đối tượng quản lý trên

1 4 Đặc điểm của thông tin

Thông tin đất đai có các đặc điểm cơ bản sau đây:

- Được thể hiện vừa cả dưới dạng thông tin địa lý vừa dưới dạng thông tin thuộc tính, có cấu trúc nên khối lượng thông tin rất lớn, chi phí để thu thập số liệu cũng rất lớn

- Chi phí đối với hệ thống chủ yếu là cho việc thu thập số liệu (chiếm tới 80%) Việc cập nhật thay đổi số liệu sẽ diễn ra hàng tháng So với thông tin của ngành khác (như tài chính chẳng hạn khối lượng biến động không lớn lắm, hàng năm cỡ 5% tới 10% trên tổng số nhưng thông tin lại được lưu trữ toàn bộ phục vụ cho các nhu cầu tra cứu diễn biến lâu dài Như vậy cứ khoảng 7 năm số liệu trong hệ thống sẽ tăng gấp đôi

- Thông tin có thể được sử dụng với mục đích tổng hợp phục vụ các nghiên cứu

vĩ mô, cũng như với mục đích theo dõi chi tiết quá trình biến động

- Để công nghiệp hoá nông nghiệp, Nhà nước khuyến khích việc nhập các các thửa đất nhỏ thành các thửa lớn hơn, từ đây chi phí quản lý của ngành địa chính có xu hướng giảm

- Các biến động trên đất đai chủ yếu sẽ được thể hiện bằng việc thay đổi quyền

sử dụng, thay đổi mục đích sử dụng, tách, nhập các thửa đất

2 Các xử lý chính

Trong phần này sẽ giới thiệu các xử lý chủ yếu đối với dữ liệu trong khâu thu nhận thông tin và cập nhật thông tin

2.1 Thu nhận thông tin đăng ký ban đầu

Như đã trình bày ở phần trên, thông tin đăng ký đất đai ban đầu được thu thập tại cấp xã Với các xã lớn thông tin có thể được nhập vào đồng thời trên nhiều máy đơn lẻ và được gộp lại trước khi chuyển lên cấp tỉnh Việc thu thập thông tin sẽ được thực hiện chủ yếu trên máy đơn lẻ để giảm chi phí phần cứng và chi phí quản trị mạng, mặt khác trình độ cán bộ cấp xã chưa đủ để tham gia mạng thông tin

Tại trung tâm cấp tỉnh trong quá trình xây dựng, bổ sung, cập nhật số liệu thu được từ các xã sẽ được kiểm tra đảm bảo tính duy nhất của mã số các thửa đất và chủ

sử dụng Trong trường hợp khi đăng ký đất đai thủ công trên sổ sách, các thông tin đăng ký ban đầu tại cấp xã cũng có thể được gửi trực tiếp lên tỉnh bằng sổ sách và được đưa vào hệ thống trực tiếp tại tỉnh

nên số hiệu thửa đất cũ vẫn được giữ nguyên và các thửa đất mới được cấp số hiệu mới không trùng với các thửa đã và đang tồn tại

Một đặc thù của đối tượng đất đai là các thửa đất tồn tại từ lâu đời và thực chất không phải đất đai biến động mà là các hoạt động trên nền đất đai bị thay đổi tính chất

Do vậy các thông tin xuất xứ của các thửa đất là thông tin khá quan trọng cho nhiều hoạt động xã hội khác nhau như cho bản thân công tác quản lý của ngành địa chính, cho các hoạt động của toà án, cho các nghiên cứu lịch sử

2.3 Quản lý biến động

Thông tin về các biến động trên thửa đất là một trong các yêu cầu quản lý quan trọng của hệ thống Các biến động bao gồm các loại chủ yếu sau: biến động về chủ sử dụng (tách thửa đất, hợp thửa đất, thay đổi quyền sử dụng), biến động về mục đích sử dụng, biến động về đánh giá hạng đất, loại đất Trên giấy tờ các biến động được phản ánh bằng các giấy chứng nhận cấp mới hoặc ghi chú trên các giấy chứng nhận cũ

Hệ thống một mặt phản ánh hiện trạng tình hình sử dụng đất đai, mặt khác lại cần theo dõi được các thông tin lịch sử Để quản lý thoả mãn được các nhu cầu nói trên một giải pháp được đề nghị là quản lý riêng các thông tin tại thời điểm hiện thời

và các thông tin quá khứ Như vậy việc tìm kiếm trên thông tin hiện thời sẽ nhanh chóng hơn Khi cần tìm kiếm thông tin quá trình, thông tin hiện thời và thông tin quá khứ được nối ghép với nhau và các xử lý tìm kiếm sẽ được thực hiện trên khối thông tin nối ghép này Các dữ liệu sẽ được phân chia thành quá khứ và hiện tại bao gồm các thông tin về thửa đất, về chủ sử dụng và về giấy chứng nhận quyền sử dụng Việc đưa thông tin từ khối hiện tại vào khối quá khứ sẽ được thực hiện khi cập nhật các thông tin biến động

Tự nhiên ở đây cũng có một số nhập nhằng trong việc phân biệt giữa khối quá khứ và khối hiện tại Ví dụ một chủ sử dụng A có thể đã nhượng quyền sử dụng trên một thửa đất cho một chủ sử dụng mới B Về nguyên tắc chủ A đã thuộc khối thông tin

cũ, nhưng anh ta (A) vẫn có thể chuyền sử dụng trên một thửa đất khác như vậy anh ta vẫn có thể thuộc khối thông tin hiện tại Để kiểm tra xem một chủ sử dụng thuộc khối nào sẽ cần tiến hành xử lý trên toàn bộ số liệu

Việc so sánh, ghi chép chuyển đổi để đưa thông tin từ khối hiện tại sang khối quá khứ sẽ được thực hiện gần như đồng thời trên cả ba loại đối tượng: chủ, thửa đất giấy chứng nhận sử dụng Do đó tốc độ cặp nhật một biến động sẽ khá chậm vì các kiểm tra ràng buộc mà hệ thống sẽ phải tiến hành Một bất lợi khác là khi cần tới thông tin quá khứ việc kết nối giữa nhiều bảng dữ liệu khác nhau sẽ đòi hỏi thời gian cũng như gây phiền toái cho việc đảm bảo an toàn dữ liệu - một điều mà các nhà phân tích không muốn gặp phải Vấn đề sẽ phức tạp hơn nhiều nếu có sai sót khi cập nhật một biến động, nhầm số hiệu thửa đất, nhầm mã quản lý chủ sử dụng chẳng hạn Trong trường hợp này sẽ phải xoá số liệu mới trong khối số liệu hiện tại, lấy lại và hồi phục

số liệu cũ từ khối quá khứ và cuối cùng là nhập lại thông tin

Nói tóm lại với phương án này gía phải trả sẽ quá cao để tăng được tốc độ tìm kiếm trên thông tin hiện tại

Thực chất về mặt thuộc tính chỉ tiêu quản lý các thông tin biến động không khác gì các thông tin hiện thời Chỉ duy nhất giấy chứng nhận sử dụng hiện tại trên một thửa đất là giấy có ngày đăng ký mới nhất Có thể dùng thông tin về ngày biến động làm thông tin phân biệt giữa khối quá khứ và khối hiện tại Xét về khía cạnh khác khối lượng thông tin biến động hàng năm không lớn lắm (cỡ 5%) Do vậy giải pháp đề nghị là lưu trữ thông tin hiện thời và quá khứ chung, nhưng phân biệt chúng bằng thông tin ngày biến động Khoảng 5 năm có thể thực hiện thao tác chuyển sang số liệu

liệu có lẽ chỉ nên sử dụng ư các phiên bản hệ thống trên các công cụ quản trị cơ sở dữ liệu để bàn (desktop) như MS Access, FOXPRO

2.4 Theo dõi lịch sử

Một nhu cầu quan trọng trong quản lý đất đai, đặc biệt trong các việc xử lý các tranh chấp là thể hiện được thông tin lịch sử, diễn biến các biến động Thông tin vế diễn biến để biết được nguồn gốc của thửa chẳng hạn, có thể thể hiện dưới dạng sơ

đồ

Mỗi một thửa đất có thể có một hoặc nhiều thửa xuất xứ (tạm gọi là thửa trước), cũng như có thể có một hoặc nhiều thửa kế tiếp (tạm gọi là thửa sau)

Hình 15: Sơ đồ thể hiện quá trình biến động sử dụng đất

2.5 Các phương án lưu trữ thông tin lịch sử thửa đất

 Phương án lưu trữ thông tin thửa trước – sau

Để tìm được thông tin lịch sử chỉ cần lưu trữ được mối liên kết trước sau giữa các thửa đất Khi cần tìm nguồn gốc của một một thửa đất thông tin sẽ được thực hiện bằng phép lần ngược qua sau mối liên kết tới thửa đất ban đầu (tạm gọi là thửa gốc), trong ví dụ trên thửa gốc của thửa số hiệu 6 là thửa 1và thửa 2 Từ các thửa gốc thực hiện phép lần xuôi để xây dựng toàn bộ bức tranh diễn biến lịch sử

 Lưu trữ thông tin thửa gốc

Một phương án khác được đề nghị là với mỗi một thửa đất lưu trữ luôn các thông tin về thửa đất sinh ra nó Như vậy khi tin thửa gốc cần tìm thông tin diễn biến chỉ việc thực hiện phép lần xuôi Thực chất phương án hai được thực hiện dựa trên phương án trên, hệ thống đã làm sẵn công đoạn lần ngược

 Cấu trúc hệ thống

Hệ thống thông tin đất đai với mục đích quản lý các thửa đất, các chủ sử dụng

và các biến động (thay chủ, tách, hợp) của các thửa đất, phục vụ các tra cứu bất kỳ, tra cứu lịch sử, các báo cáo thống kê Hệ thống được phân rã thành chức năng xử lý chính như sau:

- Cập nhật các danh mục hệ thống:

+ Khu vực hành chính (của địa phương) + Danh mục mảnh bản đồ (của địa phương) + Hạng đất (chung cho toàn quốc)

+ Loại đất (chung cho toàn quốc) + Danh mục mục đích sử dụng (chung cho toàn quốc) + Danh mục thành phần kinh tế

+ Danh mục thửa đất + Danh mục chủ sử dụng

- Cập nhật số liệu ban đầu:

1 Chủ A 100m

2 Chủ D 200m

3 Chủ B 30m

4 Chủ A 70m

5 Chủ E 200m

6 Chủ E 270m

+ Nhập số liệu từ sổ mục kê đất

- Cập nhật số liệu biến động:

+ Nhập biến động chủ sử dụng đất + Nhập biến động mục đích sử dụng, đánh giá hạng đất + Nhập biến động tách thửa

+ Nhập biến động hợp thửa

- Thống kê, tìm kiếm, phân tích số liệu:

+ Thống kê theo chủ sử dụng đất + Thống kê theo thửa đất

+ Thống kê biến động trên địa bàn + Tra cứu lịch sử biến động một thửa đất + Tìm kiếm theo chỉ tiêu tuỳ ý

4 Mô hình dữ liệu

Mô hình dữ liệu được thể hiện bằng sơ đồ quan hệ thực thể Các thực thể mang thông tin chính là Thửa đất “THUADAT”, Chủ sử dụng “CHUSD” và Đăng ký sử dụng ĐKSD” Các thực thể trước – sau “TRUOCSAU” và gốc “GOC” thể hiện các thông tin diễn biến quá trình sử dụng của các thửa đất Các thực thể mục đích sử dụng

“MDSD”, thành phần kinh tế “TPKT”, hạng đất “HANG_DAT”, khu vực hành chính

“KVHC”, mảnh bản đồ “MANH_BD”, loại đất “LOAI_DAT” là các thực thể danh mục

Hình 16: Sơ đồ quan hệ thực thể

4 1 Thông tin danh mục hệ thống

Thông tin danh mục hệ thống thực chất là các bảng phân loại, mã hoá phục vụ công việc chuẩn hoá thông tin bao gồm:

MDSD với các phân loại:

Lúa Trồng lúa, lúa màu N.rẫy Nương rẫy

ĐRM Trồng cây hàng năm khác Cói Trồng cói, bàng

Vườn Làm vườn

Cỏ Đất cỏ dùng vào chăn nuôi

Ao Mặt nước nuôi trồng thuỷ sản R.Tn.S Rừng tự nhiên - sản xuất R.Tn.P Rừng tự nhiên - phòng hộ R.Tn.Đ Rừng tự nhiên - đặc dụng R.T.S Rừng trồng - sản xuất R.T.P Rừng trồng - phòng hộ R.T.Đ Rừng trồng - đặc dụng U.R Ươm cây giống lâm nghiệp

TPKT với các phân loại:

Cá thể Liên doanh Công ty có vốn đầu tư Tập thể

Nhà nước

HANG-DAT với các phân loại:

Hạng l Hạng 2 Hạng 3 Hạng4

KVHC với các phân loại:

Hà nội

Hà nội Từ liêm

Hà nội Từ liêm Dịch vọng Hoà bình

Hoà bình Lương sơn

MANH-BD với các phân loại

4 2 Đăng ký sử dụng

Đăng ký sử dụng (DKSD) là thực thể chứa thông tin về các chứng thư pháp lý

về quyền sử dụng hiện đang có hiệu lực và các chứng thư pháp lý trước đây Các đăng

ký cũ và đăng ký mới được phân biệt bằng thuộc tính ngày biến động Các đăng ký mới sẽ chưa bị biến động và có giá trị thuộc tính Ngày biến động là “10/10/1954'' chẳng hạn Với các phiên bản hệ thống trên các hệ quản trị cơ sở dữ liệu desktop các khối dữ liệu này có thể được lưu trữ dưới dạng hai thực thể khác nhau

mã hiệu của thửa đất

Bộ ba các thực thể kể trên (DKSD, CHUSD, THUADAT)chủ thông tin chủ yếu của CSDLvề tài nguyên đất

4 5 Thông tin lịch sử

Thông tin lịch sử, quan hệ thừa kế giữa các thửa đất được thể hiện trên các thực thể: TRUOCSAU và GOC Mỗi bản ghi của thực thể TRUOCSAU tương ứng với một quan hệ trước - sau giữa hai thửa đất Mỗi bản ghi của thực thể GOC tương ứng với một quan hệ nguồn gốc của một thửa đất

Hình 17: Sơ đồ mô hình CSDL tài nguyên đất