Ứng dụng GIS trong hệ tích hợp quản lý thông tin đất đai

Những hệ thống này giúp chúng ta quản lý các thông tin khác nhau liên quan đến đất đai trong một mô hình cơ sở dữ liệu thống nhất, bao gồm các lớp thông tin cơ bản như: hệ thống tham chi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGÔ VĂN TRANG

ỨNG DỤNG GIS TRONG HỆ TÍCH HỢP QUẢN

LÝ THÔNG TIN ĐẤT ĐAI

Ngành: Công nghệ thông tin

Chuyên ngành: Hệ thống thông tin

Mã số: 604805

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Ts Nguyễn Ngọc Hóa

Hà Nội – 2010

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGÔ VĂN TRANG

ỨNG DỤNG GIS TRONG HỆ TÍCH HỢP QUẢN

LÝ THÔNG TIN ĐẤT ĐAI

Ngành: Công nghệ thông tin

Chuyên ngành: Hệ thống thông tin

Mã số: 604805

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Ts Nguyễn Ngọc Hóa

Hà Nội – 2010

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC HÌNH 6

MỞ ĐẦU 7

Chương 1.Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý (GIS) 9

1.1.Khái niệm cơ bản về hệ thống thông tin địa lý 9

1.1.1.Định nghĩa 9

1.1.2.Cấu trúc của hệ thống thông tin địa lý 11

1.2.Các chức năng của GIS 15

1.2.1.Sử dụng GIS cho phân tích không gian 17

1.2.2.Một số vấn đề cơ bản trong xử lý không gian 18

1.2.3.Các yếu tố cơ bản của thông tin không gian 19

1.3.Cấu trúc dữ liệu trong GIS 20

1.3.1.Dữ liệu bản đồ 21

1.3.2.Dữ liệu thuộc tính 24

1.3.3.Mối quan hệ giữa dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính 25

1.4.Ứng dụng của GIS 25

1.5.Kết luận 26

Chương 2.Thực trạng quản lý đất đai ở Việt Nam 27

2.1.Đặt vấn đề 27

2.2.Thực trạng quản lý đất đai ở Việt Nam 27

2.2.1.Quản lý thông tin đất đai 28

2.2.2.Sơ lược về quản lý đất đai của nước ta qua các thời kỳ 29

2.2.3.Nội dung quản lý nhà nước về đất đai 31

2.2.4.Thực trạng quản lý đất đai 32

2.3.Hệ thống thông tin đất đai 36

2.3.1.Khái niệm chung 36

2.3.2.Quá trình xử lý thông tin trong hệ thống thông tin đất đai 39

2.4.Hệ thống thông tin đất đai ViLIS 41

2.4.1.Tổng quan về hệ thống thông tin đất đai ViLIS 41

2.4.2.Sơ đồ luồng thông tin 48

2.4.3.Nhược điểm của ViLIS 49

2.5.Kết luận 49

Chương 3.Xây dựng phân hệ quản lý bản đồ trong ViLIS 51

3.1.Yêu cầu đặt ra 51

3.2.Thiết kế chi tiết 51

3.2.1.Mô hình phân cấp chức năng hệ thống quản lý bản đồ 52

3.2.2.Giải pháp và công nghệ 53

3.2.3.Tác nhân hệ thống 56

3.2.4.Mô tả các yêu cầu chính 56

3.2.5.Sơ đồ UseCase tổng thể 58

3.2.6.Sơ đồ UseCase chi tiết 58

3.2.7.Mô tả chi tiết các UseCase 63

3.3.Kết quả thu được 73

3.3.1.Những nội dung chính đã thực hiện 73

3.3.2.Giới thiệu về phân hệ quản lý bản đồ 74

Chương 4.Kết luận và hướng phát triển 81

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

System Hệ thống thông tin địa lý

CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Mô tả một số khái niệm vector nguồn 9

Hình 2 Mô hình chức năng của GIS 10

Hình 3 Các chức năng của hệ thống thông tin đất đai 36

Hình 4 Các Modul thành phần trong một hệ thống thông tin 36

Hình 5 Kiến trúc tổng thể hệ thống ViLIS 41

Hình 6 Sơ đồ tổ chức chung 44

Hình 7 Mô hình thiết kế chi tiết hệ thống ViLIS 45

Hình 8 Sơ đồ luồng thông tin 47

Hình 9 Sơ đồ phân cấp chức năng phân hệ quản lý bản đồ 51

Hình 10 Kiến trúc hệ thống Arcgis 54

Hình 11 Giải pháp công nghệ ArcGIS cho hệ thống thông tin lưu trữ 55

Hình 12 Sơ đồ usecase tổng thể 57

Hình 13 UseCase quản lý các lớp dữ liệu 57

Hình 14 UseCase điều khiển bản đồ 58

Hình 15 UseCase chọn các đối tượng trên bản đồ 58

Hình 16 UseCase tra cứu thông tin chi tiết của đối tượng 59

Hình 17 UseCase tra cứu theo không gian 59

Hình 18 UseCase tra cứu theo thuộc tính 60

Hình 19 UseCase biên tập sơ đồ thửa đất 60

Hình 20 Tách thửa trên bản đồ 61

Hình 21 Gộp thửa trên bản đồ 61

Hình 22 Tra cứu lịch sử biến động bản đồ 62

Hình 23 Giao diện màn hình liên kết hồ sơ với bản đồ 74

Hình 24 Giao diện chức năng tìm kiếm theo thuộc tính 74

Hình 25 Giao diện chức năng tìm kiếm theo không gian 75

Hình 26 Giao diện chức năng biên tập sơ đồ thửa đất 76

Hình 27 Giao diện chức năng in giấy chứng nhận 76

Hình 28 Giao diện chức năng tách thửa 77

Hình 29 Giao diện chức năng thêm điểm theo phương pháp giao hội 77

Hình 30 Giao diện chức năng gộp thửa 78

Hình 31 Giao diện chức năng tra cứu lịch sử biến động 78

Hình 32 Giao diện chức năng đồng bộ dữ liệu từ bản đồ sang hồ sơ 79

Hình 33 Giao diện chức năng đồng bộ từ hồ sơ sang bản đồ 79

MỞ ĐẦU

Đất đai là môi trường sinh sống và sản xuất của con người, là nơi lưu trữ

và cung cấp nguồn tài nguyên khoáng sản và nguồn nước phục vụ cho lợi ích và

sự sống của con người Đất đai là một trong bốn yếu tố đầu vào (đất đai, lao động, tài chính và công nghệ) quyết định sự phát triển của nền sản xuất xã hội

Do vậy đất đai đóng một vai trò hết sức quan trọng đến sự phát triển của kinh tế

xã hội và an ninh quốc phòng của mỗi quốc gia Ở nước ta, đất đai thuộc sở hữu toàn dân do Nhà nước đại diện chủ sở hữu và thống nhất quản lý nhà nước về đất đai

Tuy nhiên, công tác quản lý đất đai hiện nay thực tế có rất nhiều vấn đề bức xúc cần được giải quyết, hoàn thiện và hiện đại hóa Theo thống kê có trên 80% số đơn thư khiếu tố của công dân trong tỉnh liên quan đến vấn đề đất đai Các vụ khiếu kiện về đất đai thường phức tạp, khó giải quyết Số cán bộ có khuyết điểm, làm sai, bị kỷ luật, phạt tù nhiều hơn cả cũng liên quan đến vấn đề đất đai… Điều đó cho thấy công tác quản lý đất đai còn những mặt yếu kém, hiệu lực và hiệu quả trong quản lý nhà nước về đất đai so với yêu cầu của thực tiễn hạn chế, quản lý đất đại còn thiếu chặt chẽ, buông lỏng Ứng dụng công nghệ thông tin được xem là một trong những yếu tố quan trọng, mang tính then chốt trong công cuộc hiện đại hóa và nâng cao chất lượng công tác quản lý đất đai Vì vậy, việc xây dựng các công cụ phần mềm hỗ trợ cho công tác quản lý đất đai là nhu cầu rất cấp bách và cũng là một trong những những nội dung trọng tâm của chiến lược phát triển công nghệ thông tin của ngành

Hiện nay, trên thế giới, các công nghệ để xây dựng hệ thống thông tin đất đai đã và đang phát triển rất mạnh dựa trên sự kết hợp của Hệ thống thông tin địa

lý (Geographic Information System - GIS) và Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Những

hệ thống này giúp chúng ta quản lý các thông tin khác nhau liên quan đến đất đai trong một mô hình cơ sở dữ liệu thống nhất, bao gồm các lớp thông tin cơ bản như: hệ thống tham chiếu không gian; thông tin về vị trí, hình dạng thửa đất (bản

đồ địa chính); thông tin về tài sản khác trên đất; các địa vật quan trọng; hệ thống giao thông, thuỷ văn; quy hoạch và sử dụng đất, Trong đó, GIS được sử dụng

để quản lý tích hợp bản đồ địa chính với các bản đồ chuyên đề phục vụ công tác quản lý đất đai bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồ quy hoạch sử dụng đất, bản

đồ phân hạng giá đất, với các dạng thông tin thuộc tính, bản vẽ kỹ thuật, ảnh phục vụ quản lý đất đai

Như vậy, có thể thấy rằng việc ứng dụng công nghệ GIS vào hệ thống thông tin đất đai đem lại nhiều tiềm năng như: tiết kiệm được chi phí và thời gian trong

việc lưu trữ số liệu Số liệu sau khi lưu trữ có thể được cập nhật một cách dễ dàng và chất lượng dữ liệu được quản lý và hiệu chỉnh tốt Trên cơ sở này tôi

chọn đề tài: “Ứng dụng GIS trong hệ tích hợp quản lý thông tin đất đai”

nhằm nghiên cứu và đẩy mạnh ứng dụng GIS trong hệ thống thông tin đất đai Những kết quả chính của luận văn đã được tổng hợp, trình bày trong các chương chính sau:

Chương 1 trình bày tổng quan về hệ thống thông tin địa lý: khái niệm chung, chức năng cũng như cấu trúc của một hệ thống thông tin địa lý và phổ ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý GIS

Chương 2 tập trung trình bày khả năng ứng dụng GIS trong quản lý đất đai

ở Việt Nam: đưa ra các khái niệm, thực trạng và ứng dụng của hệ thống thông tin đất đai ViLIS ở nước ta

Chương 3 tập trung trình bày giải pháp công nghệ và thiết kế chi tiết phân

hệ quản lý bản đồ phục phụ cho việc tích hợp vào hệ thống thông tin đất đai ViLIS và nêu rõ những kết quả đạt được

Chương 4 trình bày kết luận và hướng phát triển của đề tài

Sau đây là chi tiết nội dung của từng chương

Chương 1 Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý (GIS)

Các kỹ thuật phân tích không gian (Spatial Analytical Technicques) có nhiệm vụ phân tích theo trật tự và tổ hợp không gian của các hiện tượng hoặc các yếu tố (tự nhiên - kinh tế - xã hội) Mối liên quan đó được cụ thể bằng trật tự không gian địa lý, nghĩa là mọi hiện tượng và tính chất của các yếu tố cần phải được bản đồ hóa

Bản đồ là cách trình bày cụ thể nhất trong không gian hai chiều các tính chất, vị trí, mối liên hệ và trật tự trong không gian của các đối tượng hoặc hiện tượng cần nghiên cứu Tuy nhiên do có nhiều cách trình bày bản đồ khác nhau nên dẫn đến sự khó khăn trong việc xử lý mối quan hệ không gian giữa các lớp thông tin

Trong hơn một thập kỷ qua, hệ thống thông tin địa lý đã được phát triển mạnh mẽ và ngày càng thêm hoàn thiện Với những ưu thế của mình, hệ thống tin địa lý là một môi trường có khả năng quản lý hệ thống cơ sở dữ liệu và xử lý chính xác các lớp thông tin trong mối quan hệ không gian giữa chúng Hệ thống thông tin địa lý có khả năng bổ sung, đo đạc và tự động tính toán chính xác về mặt định lượng các thông tin trên bản đồ, cùng các thuộc tính của chúng, đồng thời có thể đưa ra các tính toán dự báo

1.1 Khái niệm cơ bản về hệ thống thông tin địa lý

1.1.1 Định nghĩa

Hệ thống thông tin địa lý (Geographical information system - GIS) là một

tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần mềm, tư liệu địa lý

và người điều hành được thiết kế hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý

Hệ thống thông tin địa lý có mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý (Theo nguồn - Viện nghiên cứu môi trường Mỹ - 1994)

Một định nghĩa khác có tính chất giải thích, hỗ trợ là: Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống máy tính có chức nănng lưu trữ và liên kết các dữ liệu địa

lý với các đặc tính của bản đồ dạng đồ họa, từ đó cho một khả năng rộng lớn về việc xử lý thông tin, hiển thị thông tin và cho ra các sản phẩm bản đồ, các kết quả

xử lý cùng các mô hình (antenucci 1991)

Một con đường hoặc con sông, con suối thường được biểu diễn bằng các yếu tố đường, mặc dù trong thực tế có thể đo được cả độ rộng và chiều dài của chúng trên bản đồ Các đối tượng tự nhiên thường được thể hiện bằng các đường, cung, vùng, điểm, tuỳ theo các đặc trưng cụ thể mà chúng được thể hiện theo các hình mẫu cụ thể

Hình 1 Mô tả một số khái niệm vector nguồn

- Đường (line): là các đối tượng có một kích thước

- Đoạn thẳng (line segment): là đường nối trực tiếp giữa hai điểm

- Đường gấp khúc: là các đọan thẳng nối liên tục, có thể khác hướng song không có điểm nối hoặc có thể điểm nối ở một phía (phải hoặc trái) Đường gấp khúc có thể cắt qua chính nó hoặc cắt các đường khác

- Cung (area) là một đoạn tập hợp các điểm tạo nên một dạng đường cong mà đường cong đó được xác định bằng một hàm toán

- Đoạn nối (link) là đối tượng có một kích thước nối giữa hai nút Đoạn nối cũng được hiểu là đường gờ (edges) hay đường viền

- Đoạn nối trực tiếp : là đoạn nối giữa hai nút với một hướng nhất định

- Dây xích (chain): là sự nối liên tục của các đoạn thẳng không cắt nhau hoặc giữa các cung với các nút ở cuối mỗi cung Các nút có thể nằm ở bên phải hay bên trái là không bắt buộc

- Vùng: là đặc điểm thể hiện hai kích thước cả vị trí và diện tích, là đối tượng xác định về mặt ranh giới, liên tục và có hai kích thước Nó có thể bao gồm

cả phần bên hoặc không

1.1.2 Cấu trúc của hệ thống thông tin địa lý

Hệ thống thông tin địa lý bao gồm các hợp phần cơ bản như sau: tài liệu không gian, người điều hành, phần cứng, phần mềm

Hình 2 Mô hình chức năng của GIS

1.1.2.1 Dữ liệu không gian

Dữ liệu không gian cỏ thể đến từ nhiều nguồn, có các nguồn tư liệu sau: số liệu tính toán thống kê, báo cáo, các quan trắc thực địa, ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, bản đồ giấy (dạng analog) Kỹ thuật hiện đại về viễn thám và hệ thống thông tin địa lý có khả năng cung cấp thông tin không gian bao gồm các thuộc tính địa lý, khuôn dạng dữ liệu, tỷ lệ bản đồ và các số liệu đo đạc Việc tích hợp các tư liệu địa lý từ nhiều nguồn khác nhau là đặc điểm cơ bản của một phần mềm GIS Thông thường, tư liệu không gian được trình bày dưới dạng các bản đồ giấy với các thông tin chi tiết được tổ chức ở một file riêng Các tư liệu đó không đáp ứng được các nhu cầu hiện nay về tư liệu không gian là vì những lý do sau:

- Đòi hỏi không gian lưu trữ rất lớn, tra cứu khó khăn Để nhập và khai thác

dữ liệu, nhất thiết phải liên kết được với các thông tin địa lý trên bản đồ và

các dữ liệu thuộc tính khác được lưu trữ riêng biệt và điều này trở nên rất khó khăn với hình thức lưu trữ dạng kho hoặc thư viện

- Các khuôn dạng lưu trữ truyền thống thường không tương thích với các tiêu chuẩn dữ liệu hiện nay Thay thế cho các dữ liệu dạng truyền thống, hiện nay tư liệu dạng số với một khối lượng rất lớn có thể được lưu trữ trong các đĩa CD, tương ứng với những khối lượng rất lớn của tư liệu analoge Tư liệu số còn cho khả năng xử lý tự động trên máy tính

Như vậy, hệ thống thông tin địa lý là sự phát triển đặc biệt để sử dụng công nghệ và nghệ thuật máy tính trong việc xử lý tư liệu không gian dạng số

1.1.2.2 Người điều hành

Vì hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tổng hợp của nhiều công việc

kỹ thuật, do đó đòi hỏi người điều hành phải được đào tạo và có kinh nghiệm trong nhiều lĩnh vực Người điều hành là một phần không thể thiếu được của Hệ thống thông tin địa lý Hơn nữa sự phát triển không ngừng của các kỹ thuật phần cứng và phần mềm đòi hỏi người điều hành phải luôn được đào tạo Những yêu cầu cơ bản về người điều hành bao gồm các vấn đề sau:

- Có kiến thức cơ bản về địa lý, bản đồ, máy tính và công nghệ thông tin:

- Việc đào tạo cơ bản về địa lý cung cấp khả năng khai thác các đặc điểm không gian (spatical process) và các quá trình không gian, đồng thời phát hiện được mối quan hệ không gian giữa các hợp phần

- Bản đồ học cung cấp các hiểu biết về thiết kế bản đồ, lập bản đồ (ví dụ: Lưới chiếu bản đồ, hệ thống tọa độ, các mẫu ký tự trên bản đồ và các kỹ thuật in ấn)

- Khoa học về máy tính và thông tin cung cấp các kiến thức cơ bản về phần cứng máy tính và vận hành thông thạo các chương trình liên kết phần cứng

- Có kinh nghiệm trong việc sử dụng các phần mềm GIS: việc đào tạo các phần mềm chủ yếu thường tập trung vào việc xử lý GIS, lập trình cơ bản, quản lý cơ sở dữ liệu và một số công việc khác có liên quan đến tích hợp thông tin

- Có hiểu biết nhuần nhuyễn về dữ liệu: hiểu về nguồn dữ liệu, nội dung và

độ chính xác của dữ liệu, tỷ lệ bản đồ nguyên thủy và các số liệu đo đạc của tập dữ liệu, cấu trúc của dữ liệu

- Có khả năng phân tích không gian Yêu cầu được đào tạo về các phương pháp xử lý thống kê và xử lý định tính trong địa lý, việc đào tạo cho người

xử lý có thể lựa chọn phương pháp tốt nhất để phân tích và áp dụng nhằm đưa ra kết quả tốt nhất

Các yêu cầu trên là cần thiết đối với người điều hành Hệ thống thông tin địa

lý Các huấn luyện chi tiết sẽ tùy thuộc nội dung và mục tiêu cũng như khả năng của máy tính và phần mềm để lực chọn những chương trình đào tạo thích hợp

1.1.2.3 Phần cứng (máy tính và thiết bị ngoại vi)

Phần cứng của một hệ thống thông tin địa lý bao gồm các hợp phần sau: Bộ

xử lý trung tâm (CPU), thiết bị nhập dữ liệu, lưu dữ liệu và thiết bị xuất dữ liệu

Bộ xử lý trung tâm (central processing unit - CPU): hệ thống điều khiển, bộ nhớ, tốc độ xử lý là những yếu tố quan trọng nhất của CPU Hiện nay xử lý hệ thống thông tin địa lý trên nền unix là hệ thống có đủ các chức năng nhất, trong khi với máy CP thì hệ thống thông tin địa lý có những chức năng hạn chế hơn Các hệ xử lý GIS trước đây, phần lớn đều chạy trong trạm Unix Trạm Unix cho phép lưu trữ cơ sở dữ liệu lớn và nhiều chức năng xử lý khác nhau Tất nhiên với

sự trợ giúp của window NT thì PC cũng có thể so sánh được với hệ unix Ví dụ điểm hình về một hệ thống có hiệu quả là một hệ Unix nhỏ có cài đặt phần mềm ARC/INFO để quản lý và vận hành Hệ thống thông tin địa lý Hiện nay, các hệ thống xử lý liên tục được nâng cấp và khoảng cách giữa trạm Unix và PC càng hẹp dần

Nhập, lưu dữ và xuất dữ liệu: các thiết bị ngoại vi phục vụ cho việc nhập dữ liệu là: Bàn số hoá, máy quét để chuyển đổi dữ liệu analoge thành dạng số Hoặc đọc băng và đĩa CD - ROM có nhiệm vụ lấy thông tin hiện có trong băng và đĩa Các phương tiện thông dụng là ổ đĩa cứng, ổ đọc băng, ổ đĩa quang có thể ghi và xoá dữ liệu Thiết bị xuất dữ liệu bao gồm máy in đen trắng và màu, báo cáo, kết quả phân tích, máy in kim (plotter) Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ tin học và điện tử, đặc biệt là khi có thiết bị mạng cho phép san sẻ các chức năng và trao đổi giữa những người sử dụng và càng tạo điều kiện cho hệ thống thông tin địa lý phát triển

1.1.2.4 Phần mềm

Một hệ thống phần mềm xử lý GIS yêu cầu phải có hai chức năng sau: tự động hoá bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu Sự phát triển kỹ thuật GIS hiện đại liên quan đến sự phát triển của hai hợp phần này

Bản đồ học là môn khoa học, nghệ thuật và kỹ thuật thành lập bản đồ Do

đó, tự động hoá bản đồ là thành lập bản đồ với sự trợ giúp của máy tính Một bản

đồ là sự thể hiện bằng đồ họa của mối quan hệ không gian và các hình dạng (Pobinson và NNK, 1984) và mỗi một bản đồ là sự mô hình hoá thực tế theo những tỷ lệ nhất định Mô hình đó yêu cầu biến đổi các số liệu ghi bản đồ thành bản đồ và gồm các công đoạn sau: Lựa chọn, phân loại, làm đơn giản hóa và tạo mẫu ký tự (Den - 1990)

Máy tính trợ giúp cho bản đồ học ở nhiều phương diện như sau:

- Trước hết, bản đồ trong máy tính là dạng số nên dễ dàng chỉnh sửa và việc chỉnh lý đó tốn ít công sức hơn so với việc không có sự trợ giúp của máy tính Mặc dù việc số hóa có thể dẫn đến nhiều lỗi và làm giảm độ chính xác, song các lỗi đó có thể sửa dễ dàng nếu phát hiện được Khi đó, bản đồ sẽ được hoàn thiện và lượng thông tin sẽ được nâng lên Đặc biệt, việc bổ sung thông tin cho bản đồ cũng dễ dàng thực hiện được

- Thứ hai, quá trình tạo chú giải và các chỉ dẫn lên bản đồ được thao tác với tốc độ nhanh nên giá thành thấp Việc lựa chọn, phân loại và làm đơn giản hóa các đặc điểm bản đồ cũng được thực hiện một cách khoa học Quá trình thiết kế và khái quát hóa bản đồ cũng được lập trình và tạo nên các chức năng cụ thể của phần mềm Kết quả như mong muốn có thể đạt được bởi nhiều cán bộ bản đồ hoặc do chính một cán bộ bản đồ làm trong nhiều thời gian khác nhau

- Thứ ba, thiết kế bản đồ có thể được hoàn thiện hơn qua việc thử và chỉnh sửa lỗi Kích thước, hình dạng hoặc vị trí của chữ hoặc ký hiệu trên bản đồ

có thể dễ dàng được thay đổi và đưa về vị trí chính xác như mong muốn

ràng Một yếu tố rất quan trọng của phần mềm GIS là cho khả năng liên kết hệ thống giữa việc tự động hóa bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu Các tài liệu mô tả cho một vị trí bất kỳ, có thể liên hệ một cách hệ thống với vị trí không gian của chúng Sự liên kết đó là một ưu thế nổi bật của việc vận hành Hệ thống thông tin địa lý:

- Thứ nhất: các tài liệu liệu thuộc tính nhất thiết phải được thể hiện trên những chi tiết của bản đồ Ví dụ số liệu về dân số của một thành phố cũng được gọi ra một cách tự động mà không cần phải có một sự tra cứu nào khác Đối với bản đồ học thì công việc tra cứu thường phải làm độc lập, không thực hiện tự động được Ngoài ra việc bổ sung số liệu cũng đòi hỏi phải được cập nhật thường xuyên nên chỉ hệ thống thông tin địa lý mới có thể đáp ứng được đầy đủ

- Thứ hai: sự thay đổi về những chi tiết bản đồ nhất thiết phải phù hợp với sự thay đổi về tự nhiên thuộc tính Ví dụ, sự thay đổi về diện tích đô thị về số liệu phải tương xứng với sự thay đổi về đường ranh giới thành phố Khi thay đổi ranh giới thì số liệu tính toán về diện tích cũng tự động được thay đổi

1.2 Các chức năng của GIS

Một phần mềm GIS các các chức năng cơ bản như sau: nhập dữ liệu, lưu trữ

dữ liệu, điều khiển dữ liệu, hiển thị dữ liệu theo cơ sở địa lý và đưa ra những quyết định (decision making) (Calkins và Tomlinson 1997) Có thể khái quát về các chức năng đó như sau:

Nhập và bổ sung dữ liệu (entry and updating): Một trong những chức năng quan trọng của hệ thống thông tin địa lý là nhập và bổ sung dữ liệu mà công việc

đó không tiến hành riêng rẽ Bất kỳ một hệ thống nào cũng phải cho phép nhập

và bổ sung dữ liệu, nếu không có chức năng đó thì không được xem là một hệ thống thông tin địa lý vì chức năng đó là một yêu cầu bắt buộc phải có

Việc nhập và bổ sung dữ liệu phải cho phép sử dụng nguồn tự liệu dưới dạng số hoặc dạng analog Dạng tư liệu không gian như bản đồ giấy hoặc ảnh vệ tinh, ảnh máy bay phải được chuyển thành dạng số và các nguồn tư liệu số khác cũng phải chuyển đổi được để tương thích với cơ sở dữ liệu trong hệ thống đang

sử dụng

Chuyển đổi dữ liệu: chuyển đổi dữ liệu là một chức năng rất gần với việc nhập và bổ sung dữ liệu Nhiều phần mềm thương mại cố gắng giữ độc quyền bằng cách hạn chế đưa các khuôn dạng dữ liệu theo loại phổ cập Tuy nhiên người sử dụng phải lựa chọn để hạn chế việc phải số hóa thêm những tài liệu hiện đang có ở dạng số Trong thực tế, cùng một tư liệu nhưng có thể tồn tại ở nhiều khuôn dạng khác nhau Vì vậy, đối với tư liệu quốc gia, không thể chỉ lưu giữ ở một dạng thuộc tính riêng biệt mà cần thiết phải lưu giữ ở nhiều khuôn dạng có tích chất phổ biến để sử dụng được trong nhiều ứng dụng khác nhau Như vậy, một phần mềm GIS cần phải có chức năng nhập và chuyển đổi nhiều khuôn dạng dữ liệu khác nhau

Lưu giữ tư liệu: Một chức năng quan trọng của hệ thống thông tin địa lý là lưu giữ và tổ chức cơ sở dữ liệu do sự đa dạng và với một khối lượng lớn của dữ liệu không gian: đa dạng về thuộc tính, về khuôn dạng, về đơn vị đo, về tỷ lệ bản

đồ Hai yêu cầu cơ bản trong việc lưu trữ dữ liệu là: thứ nhất là phải tổ chức nguồn dữ liệu sao cho đảm bảo độ chính xác và không mất thông tin, thứ hai là các tài liệu cho cùng một khu vực song các dữ liệu lại khác nhau về tỷ lệ, về đơn

vị đo thì phải được định vị chính xác và chuyển đổi một cách hệ thống để có thể xử lý hiệu quả

Điều khiển dữ liệu (data manipulation): Do nhiều hệ thống thông tin địa lý hoạt động đòi hỏi tư liệu không gian phải được lựa chọn với một chỉ tiêu nhất định được phân loại theo một phương thức riêng, tổng hợp thành những đặc điểm riêng của hệ thống, do đó hệ thống thông tin địa lý phải đảm nhiệm được chức năng điều khiển thông tin không gian Khả năng điều khỉển cho phép phân tích, phân loại và tạo lập các đặc điểm bản đồ thông qua các dữ liệu thuộc tính và thuộc tính địa lý được nhập vào hệ thống Các thuộc tính khác nhau có thể được tổng hợp, nắm bắt một cách riêng biệt và những sự khác biệt có thể được xác định, được tính toán và được can thiệp, biến đổi

Trình bày và hiển thị: Đây cũng là một chức năng bắt buộc phải có của một

Hệ thống thông tin địa lý Không gian dưới dạng tài liệu nguyên thủy hay tài liệu được xử lý cần được hiển thị dưới các khuôn dạng như: chữ và số (text), dạng bảng biểu (tabular) hoặc dạng bản đồ Các tính toán chung và kết quả phân tích được lưu giữ ở dạng chữ và số để dễ dàng in ra hoặc trao đổi giữa các lỗ phần mềm khác nhau Các dữ liệu thuộc tính có thể được lưu ở dạng bảng biểu hoặc các dạng cố định khác Bản đồ được thiết kế để hiển thị trên màn hình hoặc lưu

dưới dạng điểm (plot file) để in Như vậy, hiển thị và in ra là những chức năng rất cần thiết của một Hệ thống thông tin địa lý

Phân tích không gian: Trước đây, chỉ có 5 chức năng mô tả ở trên là được tập trung, phát triển bởi những người xây dựng Hệ thống thông tin địa lý Chức năng thứ sáu là phân tích không gian được phát triển một cách thần kỳ dựa vào

sự tiến bộ của công nghệ và nó trở nên thực sự hữu ích cho người ứng dụng Những định nghĩa về hệ thống thông tin địa lý trước đây đã trở thành thực tiễn trên cơ sở ứng dụng trực tiếp chức năng phân tích không gian Theo quan điểm hiện nay thì chức năng đó cần thiết phải có đối với một hệ thống được gọi là Hệ thống thông tin địa lý Tất nhiên các chức năng có thể khác nhau đối với từng hệ thống song đối với một hệ thống thông tin địa lý sử dụng tư liệu bản đồ thì chức năng đó là băt buộc Với một hệ thống như vậy thì các mô tả bằng lời có thể tổ chức thành các tham số riêng, các mô hình giải thích, dự báo đều có thẻ thực hiện trong chức năng xử lý không gian

1.2.1 Sử dụng GIS cho phân tích không gian

Phân tích không gian cho hệ thống thông tin địa lý Bao gồm ba hoạt động chính: Giải quyết các câu hỏi về thuộc tính, các câu hỏi về phân tích không gian

và tạo nên tập dữ liệu mới từ cơ sở dữ liệu ban đầu Mục tiêu của việc phân tích không gian là từ việc giải quyết các câu hỏi đơn giản về các hiện tượng, các vấn

đề trong không gian, đi đến tập hợp thành các thuộc tính của một hay nhiều lớp

và phân tích được sự liên quan giữa các dữ liệu ban đầu

Trong ứng dụng của Hệ thống thông tin địa lý, các đặc điểm và thuộc tính

về không gian là rất phổ biến Câu hỏi về thuộc tính (attribute query) có chứa đựng cả tích chất thông tin về không gian Ví dụ: Trong cơ sở dữ liệu của một hành phố, ở đó mỗi mảng bản đồ đều có Code thuộc tính về sử dụng đất, một bảng thuộc tính đơn giản có thể yêu cầu liệt kê toàn bộ các mảng của các loại hình sử dụng đất có trong bản đồ Bảng thuộc tính đó có thể tạo được mà không

hề có sự tham khảo về các mảng trên bản đồ Vì không có thông tin không gian đòi hỏi trả lời cho câu hỏi này nên bảng đó được xem như là bảng thuộc tính (attribute query) Trong ví dụ này, toàn bộ bảng thuộc tính có các Code của sử dụng đất đã được xác định Các thông tin khác có thể được tạo nên ví dụ như số mảng đơn vị (parcel) của loại hình sử dụng đất này, hoặc tổng diện tích của loại hình sử dụng đất này ở trong thành phố Tất nhiên những bài toán xử lý thông tin cho một lớp là cần thiết, song trong ứng dụng, việc xử lý thông tin của nhiều

lớp cũng là công việc rất quan trọng và đòi hỏi nhiều công sức trong lập trình Ví

dụ gảii bài toán về 2 lớp không gian về tính toán diện tích của các loại hình sử dụng đất theo các cấp độ dốc khác nhau Những bài toán đó đặt ra đối với nhiều nội dung ứng dụng khác nhau mà những phần mềm chuyên tự động hóa bản đồ hay quản lý dữ liệu không đáp ứng được Tất nhiên do mục đích của hệ thống thông tin địa lý là tập trung vào xử lý không gian, nên một số chức năng của việc

tự động hóa bản đồ hoặc tính toán thống kê chuyên đề thì có thể hệ thống thông tin địa lý không đáp ứng được

1.2.2 Một số vấn đề cơ bản trong xử lý không gian

Xử lý thông tin trong một lớp: giải quyết các vấn đề về thuộc tính các đơn

vị trong một lớp, đo đạc các giá trị, phân tích sự liên quan giữa các đơn vị trong một lớp bản đồ Ví dụ xác định tên, tính diện tích, chu vi của từng khoanh vi bản

đồ, xác định khoảng cách, tạo các vùng ảnh hưởng (buffer zone)

Xử lý thông tin nhiều lớp: chồng xếp hai hoặc nhiều lớp thông tin cho phép tạo ra nhiều đơn vị bản đồ mới trên cơ sở làm chi tiết hoá thông tin của từng phần trong một đơn vị bản đồ Ví dụ hai lớp thực vật và đất khi chồng xếp sẽ cho bản

đồ thực vật phân bố trên các loại đất khác nhau

Xử lý không gian: có thể có rất nhiều lớp thông tin mà xử lý không gian cần phải tính toán được mối quan hệ giữa chúng

Phân tích các mẫu điểm: một số đối tượng tự nhiên hoặc hiện tượng tự nhiên có sự phân bố bằng các điểm tập trung theo các quy luật nhất định Ví dụ: phân bố của các đồng cỏ, hệ thống các điểm bố sụt cactor, phân bố của các loài động vật, thực vật quý hiếm Trong xử lý không gian, sự phân bố về những điểm đó cần được nhận diện và phân loại

Phân tích mạng: thiết lập một mạng hữu ích giữa các diện có sự phân bố khác nhau là một trong những chức năng xử lý không gian: ví dụ tạo tuyến xe bus gần nhất nối các điểm đón khách trong thành phố, mở một hệ thống đường nối giữa các khu dân cư, thiết kế một tuyến đường ống dẫn dầu Tất nhiên khi thiết kế cụ thể lại phải bổ sung bằng một số thông tin khác nhau, ví dụ: địa hình,

sử dụng đất…

Phân tích, xử lý theo ô lưới (grid analysis) Bài toán xử lý ô lưới rất phong phú, nó có thể ứng dụng cho nhiều ngành: ví dụ tính toán lan truyền ô nhiễm, lập các đường đẳng trị, dự báo cháy rừng…

Phân tích xử lý nhiều lớp thông tin theo điều kiện Đây là chức năng phức tạp và đa dạng nhất của xử lý không gian Nhiều bài toán được áp dụng để biến đổi lớp thông tin ban đầu thành một hay nhiều lớp thông tin mới: ví dụ tính độ dốc, hướng dốc, tính mật độ, bài toán boolean, bài toán logic, các phép phân chia, tính căn bản đồ, những lớp thông tin mới

Vùng bên trong là phần không bao gồm đường biên Polygon là diện tích có vùng bên trong, một đường viền bên ngoài, không có điểm giao cắt ở bên trong

và không có khoanh vi nào khác ở phía trong Polygon phức tạp: là polygon có một hoặc nhiều khoanh vi khác ở bên trong

Có hai khái niệm được sử dụng bổ sung cho định nghĩa trên đó là pixels và

ô lưới đơn vị (grid cells) Pixel là đơn vị hình ảnh có hai kích thước, nó là đơn vị nhỏ nhất của hình ảnh không thể chia nhỏ được Ô lưới đơn vị là đối tượng có hai kích thước, thể hiện một yếu tố của một bề mặt có cấu trúc đều đặn bởi chúng Những khái niệm nêu ở trên là do bản đồ số của Mỹ đưa ra (National comitee for digital colorgaphic data standars - NCDCDS) Các khái niệm đó có thể được gọi khác đi,tùy theo sự thiết kế về tên gọi trong từng hệ thống phần mềm thông tin địa lý

1.2.3 Các yếu tố cơ bản của thông tin không gian

Việc phân tích trật tự và tổ hợp không gian yêu cầu phải có ba thuộc tính cơ bản sau: vị trí (location), dữ liệu thuộc tính (attribute data) và tính chất hình học (topology)

Vị trí: là tính chất quan trọng mà mỗi đối tượng không gian phải có Vị trí được xác định bởi tọa độ X và Y trên mặt phẳng ngang (caitesian)

Dữ liệu thuộc tính: Cung cấp nhiều thông tin quan trọng về tính chát của đối tượng được nghiên cứu Ví dụ bản đồ có các đặc điểm thì bảng thuộc tính phải nêu được tích chất các đặc điểm đó, ví dụ: giống cột điện hay hố nước với các thông tin cụ thể cho từng loại

Dữ liệu hình học: được định nghĩa là mối quan hệ không gian giữa các yếu

tố bản đồ Trong trường hợp các polygon, có những polygon lại nằm trong ranh giới của một polygon khác Với các yếu tố đường có, những đường tạo nên bởi hai đoạn thẳng (segment) nối với nhau trực tiếp hoặc nối gián tiếp qua một đoạn thẳng thứ ba, hoặc hai đoạn thẳng hoàn toàn không nối với nhau Với các điểm, các điểm có thể ở cách nhau những khoảng cách khác nhau

Nhìn chung, vị trí và dữ liệu thuộc tính là tương đối dễ hiểu, song đặc điểm hình học thì hơi khó hình dung hơn Có một số khái niệm và thuộc tính như sau: Tiếp giáp (adjacency): hai polygon ở liền nhau thì được gọi là tiếp giáp với nhau Khái niệm tiếp giáp được sử dụng khi phân tích sự liên quan của những yếu tố ở liền kề nhau Ví dụ: giá của một miếng đất sẽ cao hơn giá trung bình của vùng nếu như vùng đất đó nằm liền kề với công viên hoặc khu thương mại Chứa đựng (containment): biểu thị một yếu tố nào đó nằm trong rang giới của một polygon Mối quan hệ này cũng quan trọng khi phân tích mối liên quan giữa hai kiểu đối tượng Ví dụ: một mảnh đất nằm trong vùng ngập lụt có thể phải mua bảo hiểm với giá cao hơn

Tiếp nối (connectivity): thể hiện cho hai đoạn thẳng được nối với nhau Khái niệm tiếp nối được xem xét cho việc phân tích giao thông, tuyến đi để có thể tìm ra phương án mở tuyến tốt nhất

Giao nhau (intersection): được xem là một dạng phức tạp trong mối quan hệ không gian của các yếu tố polygon Giao cắt đối với polygon nghĩa là hai polygon có cùng chung một vùng, vùng này có tính chất thuộc về cả hai polygon Khi xử lý chồng xếp bản đồ thì vùng giao nhau không cần xem xét đến các tính chất hình học Tuy nhiên thông dụng nhất là các vùng được bố trí tách biệt nhau trong cơ sở dữ liệu

Tóm lại, 3 yếu tố: vị trí, dữ liệu thuộc tính và đặc điểm của dữ liệu là rất quan trọng trong xử lý không gian Tự động hóa bản đồ sẽ giúp ích cho việc trình bày và tổ chức dữ liệu không gian Trong xử lý không gian, tổng hợp các đặc điểm về mối liên hệ không gian giữa các yếu tố bản đồ được xử lý bởi hệ thống thông tin địa lý và nó cung cấp khả năng xử lý đồng thời cả ba yếu tố Các đối tượng không gian được trình bày dưới dạng đặc điểm về đường, điểm, hoặc polygon Mỗi một đặc điểm lại được thể hiện tập trung vào một số yêu cầu về mặt cơ sở dữ liệu

1.3 Cấu trúc dữ liệu trong GIS

Chúng ta đều biết rằng bản đồ là phương tiện tốt nhất để hiển thị các thông tin địa lý Các dữ liệu không gian bao gồm ba loại đặc điểm: điểm, đường và vùng; vị trí của chúng được xác định bởi các tọa độ Theo truyền thống, bản đồ là

tờ giấy phẳng, nó có tọa độ hai chiều Bản đồ có các ký hiệu, bao gồm các đường

và màu sắc khác nhau biểu thị các đặc điểm khác nhau Bên cạnh thông tin không

gian, còn có các dữ liệu mô tả hoặc thuộc tính, chúng giải thích các đặc điểm của

dữ liệu không gian và mối liên hệ không gian xác định quan hệ của các đặc điểm bản đồ Tính chất thời gian cũng được bao gồm bởi vì phần lớn các dữ liệu là có liên quan đến thời gian

Dữ liệu trong hệ thống GIS là những dữ liệu luôn thay đổi và phức hệ Chúng bao gồm những mô tả số của hình ảnh bản đồ, mối quan hệ logic giữa các hình ảnh đó, những dữ liệu thể hiện các đặc tính của hình ảnh và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định Nội dung của CSDL được xác định bởi các ứng dụng khác nhau của hệ thống thông tin địa lý trong một hoàn cảnh cụ thể

Cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý gồm hai phần cơ bản là dữ liệu bản đồ (hay gọi là dữ liệu đồ thị) và dữ liệu thuộc tính (hay gọi là dữ liệu phi đồ thị) Mỗi một loại dữ liệu có đặc trưng riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu trữ, xử lý và hiển thị

1.3.1 Dữ liệu bản đồ

Con người đã sử dụng bản đồ từ thời xa xưa Gần đây bản đồ mới được in Bản đồ là tài liệu miêu tả những đối tượng và những đặc trưng tự nhiên trong thực tế của thế giới thực

Nhu cầu cao về bản đồ đòi hỏi con người không ngừng sáng tạo để mô tả đặc điểm của thế giới thực tế với chất lượng tốt nhất Kỹ thuật làm bản đồ đã được phát triển để miêu tả được sự phân loại của các đặc trưng, để nhận dạng được các nhãn, hình dạng bề mặt của trái đất và luồng di chuyển của tài nguyên hoặc hàng hóa

Với sự phát triển của máy tính và công nghệ GIS, những bản đồ bây giờ là những tài liệu được in cũng như có thể tương tác được trên máy tính Hệ thống GIS đã tăng khả năng tác động của con người tới bản đồ Chúng ta có thể dễ dàng chọn cách biểu diễn thông tin và có thể chọn những vị trí hoặc những đối tượng để phân tích

Bản đồ giúp chia sẻ kiến thức về thế giới theo nhiều cách Bản đồ giúp nhận dạng ra vật ở tại một vị trí nào đó Bản đồ có thể giúp ta định vị nơi ta đang đứng Nếu bản đồ của chúng ta được nối với hệ thống GPS, lúc đó ta có thể biết được mình đang ở đâu, chọn được đường đi nhanh nhất

Bản đồ giúp nhận dạng những qui luật phân phối, những mối liên hệ, và những khuynh hướng trong thực tế mà ta không thể phân biệt được bằng những

cách khác Một nhà nhân khẩu học có thể so sánh bản đồ của những khu đô thị được biên tập trước đây với bản đồ hiện hành để tư vấn cho chính sách của nhà nước Một nhà dịch tễ học có thể tìm thấy mối tương quan giữa những vị trí bùng

nổ bệnh lạ với những hệ số môi trường để tìm thấy nguyên nhân gây bệnh

Bản đồ có thể hợp nhất dữ liệu từ những nguồn đa dạng vào trong một sự tham chiếu địa lý chung Những người đứng đầu chính phủ có thể phối hợp bản

đồ giao thông với bản đồ cung cấp điện nước hay bản đồ các điểm tọa độ Một nhà khoa học nông nghiệp có thể ghép những ảnh vệ tinh theo dõi thời tiết với bản đồ nông nghiệp để dự đoán và thúc đẩy tăng năng suất

Bản đồ giúp cho ta kết hợp và chồng dữ liệu để giải quyết những vấn đề không gian Các nhà chức trách có thể kết hợp nhiều lớp dữ liệu để tìm những vị trí thích hợp cho một nhà máy xử lý phế liệu Bản đồ còn giúp ta tìm đường đi tốt nhất giữa những vị trí

Ngoài ra, bản đồ có thể mô hình hóa những sự kiện tương lai Một công ty

có thể mô phỏng được tác động của việc phân chia hệ thống mới và xác định được hệ thống cần phải nâng cấp ra sao Nhân viên lập kế hoạch có thể lập mô hình những sự cố nghiêm trọng như rò rỉ chất độc và những khả năng có thể xảy

ra

Khi xem một bản đồ đó chính là ta đang quan sát những sự việc về hình dạng và vị trí của những đặc trưng địa lý, thông tin thuộc tính liên quan đến những đặc trưng địa lý và những mối liên hệ không gian giữa những đặc trưng Nhiều thông tin của chúng ta về trái đất nằm ở dạng ảnh hàng không hoặc ảnh vệ tinh Những ảnh này thường dùng làm nền cho dữ liệu bản đồ khác Cũng nằm trong dạng ảnh là những dữ liệu ở dạng grid biểu diễn cho một hiện tượng liên tục như nhiệt độ, lượng mưa hoặc độ cao

Ảnh và dữ liệu grid được gọi là những ảnh raster Ảnh raster là một ma trận hai chiều gồm các ô chứa thông tin thuộc tính là màu sắc, lượng mưa hay độ phản xạ ánh sáng

Như vậy, bản đồ là công cụ hiển thị thông tin chính của hệ thống thông tin địa lý Bản đồ giúp cho con người hình dung được những kiểu lớp trải, các mối liên hệ và những xu hướng trong không gian Bản đồ là những mô tả số của hình ảnh bản đồ Chúng bao gồm toạ độ, quy luật và các ký hiệu dùng để xác định hình ảnh cụ thể của bản đồ trong một khuôn dạng hiểu được của máy tính Hệ

thống GIS dùng các dữ liệu đồ thị để tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thông qua thiết bị ngoại vi

Dữ liệu bản đồ có thể lưu trữ ở dạng Vector hoặc dạng Raster Dữ liệu dạng Vector là các điểm tọa độ (X, Y) hoặc là các quy luật tính toán toạ độ và nối chúng thành các đối tượng trong một hệ thống tọa độ nhất định Dữ liệu Raster (ảnh đối tượng) là dữ liệu được tạo thành bởi các ô lưới có độ phân giải xác định Loại dữ liệu này chỉ dùng cho mục đích diễn tả và minh hoạ chi tiết bằng hình ảnh thêm cho các đối tượng quản lý của hệ thống

Để phản ánh toàn bộ các thông tin cần thiết của bản đồ dưới dạng đối tượng

số, các đối tượng địa lý còn được phản ánh theo cấu trúc phân mảnh và phân lớp thông tin

Cấu trúc phân mảnh

Một đối tượng địa lý về mặt không gian có thể liên tục trên một phạm vi rộng Tuy nhiên trong cơ sở dữ liệu GIS, do hạn chế về các lý do kỹ thuật như khả năng lưu trữ, xử lý, quản lý dữ liệu mà các đối tượng địa lý lưu trữ dưới dạng cách mảnh (mapsheet, tile) Tuy nhiên khái niệm chia mảnh trong cơ sở dữ liệu GIS không hoàn toàn đồng nhất với khái niệm chia mảnh bản đồ thông thường Một mảnh (tile) trong cơ sở dữ liệu GIS có thể có hình dạng bất kỳ miễn sau cho phù hợp với khả năng quản lý và xử lý của hệ thống Trong một số hệ thống GIS

đã có, người dùng phải tự quản lý cách chia mảnh của mình Tuy nhiên xu hướng hiện nay, các hệ thống GIS đã cung cấp những công cụ cho phép người sử dụng

tự động quản lý các mảnh trong cơ sở dữ liệu Một số hệ thống GIS tiến bộ hơn, dựa trên các kỹ thuật mới của công nghệ hướng đối tượng, về mặt vật lý, các đối tượng địa lý bị chia cắt theo từng mảnh, nhưng đối với người sử dụng, các đối tượng là liên tục không bị chia cắt

Cấu trúc phân lớp thông tin

Một trong những bước quan trọng xây dựng cơ sở dữ liệu GIS là phân loại các lớp thông tin (layer, class) Hệ thống GIS lưu trữ các đối tượng địa lý theo các lớp thông tin Mỗi lớp thông tin lưu trữ một loại các đối tượng có chung một tính chất, đặc điểm giống nhau Thiết kế các lớp thông tin rất quan trọng đối với bất kỳ một hệ thống GIS nào Cách phân lớp thông tin sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tính hiệu quả, khả năng xử lý và sử dụng lâu dài của cơ sở dữ liệu không gian Một số nguyên tắc khi thiết kế các lớp thông tin:

- Có các lớp thông tin cơ bản: các ứng dụng khác nhằm cần đến những lớp thông tin cơ bản (thông tin nền) Ví dụ như:

+ Lớp thông tin cơ sở toán học bản đồ: điểm khống chế, khung, điểm độ cao, trắc địa nhà nước, v v

+ Lớp thông tin về địa hình

+ Lớp thông tin về hệ thống thuỷ văn

+ Lớp thông tin về hệ thống đường giao thông

- Đủ các lớp thông tin chuyên đề: Tuỳ từng ứng dụng và yêu cầu cụ thể trước mắt, việc chọn lựa các lớp thông tin chuyên đề được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu và thứ tự nhập vào là quan trọng Nó ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành

và thời gian xây dựng cơ sở dữ liệu GIS

- Gộp các đối tượng thành một lớp thông tin: không quá chi tiết (để tránh có quá nhiều lớp thông tin phải quản lý) cũng như không quá tổng quát (khó khăn khi muốn xử lý riêng biệt)

Như vậy, dữ liệu bản đồ giúp chúng ta xác định được vị trí địa lý, hình dạng trong không gian của đối tượng Ngoài ra, dữ liệu thuộc tính giúp chúng ta mô tả

về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại vị trí địa lý xác định mà chúng khó hoặc không thể biểu thị trên bản đồ được

1.3.2 Dữ liệu thuộc tính

Là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại vị trí địa

lý xác định mà chúng khó hoặc không thể biểu thị trên bản đồ được Cũng như các hệ thống GIS khác, hệ thống này có 4 loại dữ liệu thuộc tính:

- Ðặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin đồ thị, các dữ liệu này được xử lý theo ngôn ngữ hỏi đáp cấu trúc (SQL) và phân tích Chúng được liên kết với các hình ảnh đồ thị thông qua các chỉ số xác định chung, thông thường gọi là mã địa lí và được lưu trữ trong cả hai mảng đồ thị và phi đồ thị Hệ thống thông tin địa lý còn có thể xử lí các thông tin thuộc tính riêng rẽ và tạo ra các bản đồ chuyên đề trên cơ sở các giá trị thuộc tính Các thông tin thuộc tính này cũng có thể được hiển thị như là các ghi chú trên bản đồ hoặc là các tham số điều khiển cho việc lựa chọn hiển thị các thuộc tính đó như là các ký hiệu bản đồ

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

vị trí xác định Không giống các thông tin đặc tính, chúng không mô tả về bản thân các hình ảnh bản đồ, thay vào đó chúng mô tả các danh mục hoặc các hoạt động như cho phép xây dựng các khu công nghiệp mới, nghiên cứu

y tế, báo cáo hiểm họa môi trường liên quan đến các vị trí địa lí xác định Các thông tin tham khảo địa lí đặc trưng được lưu trữ và quản lí trong các file độc lập và hệ thống không thể trực tiếp tổng hợp với các hình ảnh bản đồ trong cơ sở dữ liệu của hệ thống Tuy nhiên các bản ghi này chứa các yếu tố xác định vị trí của sự kiện hay hiện tượng

- Chỉ số địa lý: là các chỉ số về tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vị, liên quan đến các đối tượng địa lí, được lưu trữ trong hệ thống thông tin địa

lí để chọn, liên kết và tra cứu dữ liệu trên cơ sở vị trí địa lí mà chúng đã được mô tả bằng các chỉ số địa lí xác định Một chỉ số địa lý có thể bao gồm nhiều bộ xác định cho các thực thể sử dụng từ các cơ quan khác nhau như là lập danh sách các mã địa lý mà chúng xác định mối quan hệ không gian giữa các vị trí hoặc giữa các hình ảnh hay thực thể địa lý

Quan hệ không gian giữa các đối tượng: rất quan trọng cho các chức năng

xử lý của hệ thống thông tin địa lý Các mối quan hệ này có thể đơn giản hay phức tạp như sự liên kết, khoảng cách tương thích, mối quan hệ topo giữa các đối tượng

1.3.3 Mối quan hệ giữa dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính

Hệ thống GIS sử dụng phương pháp chung để liên kết hai loại dữ liệu đó thông qua bộ xác định, lưu trữ đồng thời trong các thành phần đồ thị và phi đồ thị Các bộ xác định có thể đơn giản là một số duy nhất liên tục, ngẫu nhiên hoặc

là các chỉ báo địa lí hay dữ liệu vị trí lưu trữ Bộ xác định cho một thực thể có thể chứa tọa độ phân bố của nó, số hiệu mảnh bản đồ, mô tả khu vực hoặc là một con trỏ đến vị trí lưu trữ của dữ liệu liên quan

1.4 Ứng dụng của GIS

Ngày nay, trên thế giới hệ thống thông tin địa lý đã trở nên không thể thiếu được trong các ứng dụng kinh doanh, quản trị, nghiên cứu… Nhiều cơ quan chính phủ, các công ty đã đầu tư rất nhiều tiền, công sức để xây dựng hệ thống thông tin địa lý cho riêng mình và thực tế cho thấy kết quả thu được hoàn toàn tương xứng chi phí bỏ ra

Ở nước ta trong những năm gần đây đã và đang có nhiều tổ chức, cơ quan

và nhiều người đã bắt đầu quan tâm nghiên cứu các ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý, đặc biệt là nhiều cơ quan Nhà nước đã bắt đầu xây dựng hệ thống thông tin địa lý trong công tác quản lý như quản lý đất đai, quản lý đô thị, quản

lý giao thông, quản lý hệ thống thoát nước, quy hoạch đường nông thôn, quản lý

và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên

Trong lĩnh vực quản lý đất đai, GIS có thể được dùng để lập bản đồ phân loại đất của một vùng Mỗi loại đất được biểu diễn bởi một màu và nền khác nhau theo quy định Kèm theo các polygon biểu diễn phân bố của các loại đất là các thông tin thuộc tính như địa điểm, diện tích,

Công nghệ GIS hỗ trợ rất nhiều trong công việc quy hoạch sử dụng đất Những dữ liệu về hiện trạng sử dụng đất được thu thập từ những quan trắc không gian được xử lý trong hệ GIS, lập bản đồ hiện trạng, kèm đó là những số liệu phân tích Dựa vào đó các nhà qui hoạch có thể dễ dàng quản lý và phát triển các

kế hoạch sử dụng đất hợp lý

Nhìn chung, hệ thống thông tin địa lý được xây dựng để phục vụ cho nhiều mục tiêu khác nhau, đặc biệt là trợ giúp cho lao động trí óc của con người Cùng một cơ sở dữ liệu nhưng nhiều đối tượng khác nhau khai thác, mỗi đối tượng sẽ khai thác theo khía cạnh riêng của mình

1.5 Kết luận

Chương 1 đã trình bầy về những khái niệm nền tảng về hệ thống thông tin địa lý để xây dựng hệ thống thông tin đất đai Trước hết là định nghĩa về một hệ thống thông tin địa lý (GIS) Kế tiếp là giới thiệu lại một số khái niệm cơ bản của việc lập mô hình dữ liệu địa lý và cấu trúc CSDL trong hệ thống GIS Cuối cùng

là tìm hiểu tính đa dạng của những ứng dụng GIS

Chương 2 Thực trạng quản lý đất đai ở Việt Nam

2.1 Đặt vấn đề

Một trong những chiến lược phát triển của mỗi quốc gia là thực hiện tốt chính sách về quản lý các nguồn tài nguyên Trong đó, tài nguyên Đất đai giữ vai trò nền tảng của mọi ngành sản xuất Ngày nay, cùng với sự gia tăng về quy mô dân số và quá trình đô thị hoá nhanh chóng, công tác quản lý đất đai lại càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết Với sự phát triển của công nghệ thông tin trong những thập niên gần đây, máy tính đã trở thành công cụ đắc lực phục vụ cho công tác xây dựng

và quản lý cơ sở dữ liệu đất đai, đặt nền móng cho sự ra đời và phát triển của hệ thống thông tin đất đai

Hệ thống thông tin đất đai ra đời mở ra một hướng tiếp cận mới trong công tác quản lý nguồn tài nguyên đất Với khả năng thu nhận, lưu trữ, quản lý, xử lý, mô hình hoá, thể hiện mối liên kết giữa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian, đồng thời có khả năng trao đổi với người sử dụng, hệ thống đã đáp ứng được yêu cầu chặt chẽ về tính không gian và tính pháp lý Bên cạnh đó, hệ thống thông tin đất đai còn

là một hệ thống mở, cho phép sử dụng các công cụ lập trình để xây dựng các ứng dụng phù hợp với thực tiễn của công tác quản lý đất đai

2.2 Thực trạng quản lý đất đai ở Việt Nam

Thuật ngữ “Quản lý” có nhiều nghĩa khác nhau nó là đối tượng nghiên cứu của nhiều ngành khoa học tự nhiên và xã hội vì vậy mỗi ngành khoa học đều có định nghĩa riêng về thuật ngữ “Quản lý”, nhưng xét về quan niệm chung nhất thì: “Quản

lý chính là sự tác động định hướng bất kỳ lên một hệ thống nào đó nhằm trật tự hoá

và hướng nó phát triển phù hợp với những quy luật nhất định”

Quản lý nhà nước về đất đai là tổng thể các hoạt động có tổ chức bằng quyền lực nhà nước thông qua các phương pháp và công cụ thích hợp để tác động đến quá trình khai thác sử dụng đất đai hợp lý, tiết kiệm và có hiệu quả nhằm phục vụ cho việc phát triển kinh tế - xã hội của đất nước qua các thời kỳ Quản lý đất đai bằng quyền lực của nhà nước được thực hiện thông qua các phương pháp và công cụ quản lý: Phương pháp hành chính; phương pháp kinh tế; thông qua quy hoạch, kế hoạch trên cơ sở luật pháp

2.2.1 Quản lý thông tin đất đai

Quản lý thông tin đất đai là một hoạt động thiết yếu của con người trong hệ thống thông tin nhằm thiết kế và duy trì một môi trường làm việc bên trong và bên

ngoài hệ thống, để làm sao hệ thống có thể hoàn thiện các nhiệm vụ và mục tiêu đã định, trên cơ sở sử dụng tốt nhất các nguồn tài liệu, dữ liệu hiện có

Quản lý thông tin đất đai là quá trình xác định một loạt các hoạt động của hệ thống được định hướng theo các mục tiêu, trong đó các hành động cơ bản là: xác định mục tiêu, lập kế hoạch để xác định mục tiêu đó, tổ chức và kiểm tra việc thực hiện kế hoạch đó Chẳng hạn các việc như chăm sóc, bảo trì các thông tin Nó bao gồm các hoạt động từ khi nhập dữ liệu vào hệ thống, kiểm tra, sắp xếp, phân loại thông tin

2.2.1.1 Đặc điểm của quản lý thông tin đất đai

Quản lý thông tin đất mang đầy đủ các đặc điểm của công tác quản lý về dữ liệu và quản lý về hồ sơ

Quản lý các thông tin về quá khứ, thông tin hiện tại và có thể có các thông tin

về tương lai

Quản lý các thông tin gốc, thông tin sao chép…

Quản lý các sản phẩm phản ánh trực tiếp hoạt động của nghành theo một thể thống nhất ở tất cả các quốc gia

Quản lý thông tin đất mang tính kinh tế,tính kỹ thuật và tính xã hội đặc trưng Quản lý đầy đủ các thông tin về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, pháp lý Quản lý thông tin đất có khả năng cập nhật,bổ xung những biến động về thông tin một cách thường xuyên và liên tục

Quản lý thông tin đất mang tính nhân dân

2.2.1.2 Các chức năng trong quản lý thông tin đất đai

Quản lý thông tin đất đai là nhằm lưu trữ một cách an toàn hạn chế thấp nhất những sự cố làm thông tin bị thay đổi, hỏng thiết bị kỹ thuật gây ra, sự cạnh tranh không lành mạnh của con người, do thời gian gây nên

Không cho phép cá nhân xâm phạm bản quyền, thay đổi nội dung của dữ liệu Xây dựng các khuôn dạng dữ liệu cho phép, có khả năng phân tích và xử lý dữ liệu, để tạo ra các sản phẩm khi có các yêu cầu về thông tin

Cung cấp các thông tin đầy đủ và chính xác để giúp các nhà quản lý phục vụ cho công tác quản lý đất đai

2.2.2 Sơ lược về quản lý đất đai của nước ta qua các thời kỳ

2.2.2.1 Thời kỳ phong kiến và thực dân phong kiến

a Thời kỳ phong kiến dân tộc (từ năm 938 đến năm 1858)

Từ thế kỷ thứ X đến thế kỷ XV là thời kỳ hình thành và phát triển cực thịnh của nhà nước phong kiến Việt Nam, ruộng đất thuộc sở hữu nhà nước chiếm đại bộ phận bao gồm ruộng làng, xã, ruộng quốc khố và ruộng phong cấp Chính vì thế dân

ta có câu: “Đất vua, chùa làng”

Ở nước ta, công tác đạc điền và quản lý điền địa có lịch sử lâu đời, để lắm vững và quản lý đất đai nhà nước phong kiến đã lập ra hồ sơ quản lý đất đai như: Sổ địa bạ thời Gia Long, sổ địa bộ thời Minh Mạng

b Thời kỳ thực dân phong kiến

Do chính sách cai trị của thực dân pháp, trên lãnh thổ Việt Nam tồn tại nhiều chế độ quản lý điền địa khác nhau:

- Chế độ quản lý thủ điền thổ tại Nam kỳ

- Chế độ bảo tồn điền trạch, sau đổi thành quản thủ địa chánh tại Trung kỳ

- Chế độ bảo thủ để áp (còn gọi là để đương) áp dụng với bất động sản của người pháp và kiều dân kết ước theo luật lệ Pháp quốc

- Chế độ điền thổ theo sắc lệnh 29-3-1925 áp dụng tại Bắc kỳ

- Chế độ điền thổ theo sắc lệnh 21-7-1925 (sắc lệnh 1925) áp dụng tại Nam kỳ

và các nhượng địa Pháp quốc ở Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng

2.2.2.2 Quản lý đất đai ở các tỉnh phía Nam thời Mỹ - Nguỵ

Sau năm 1954, miền Nam Việt Nam nằm dưới ách cai trị của Mỹ - Nguỵ nên vẫn thừa kế và tồn tại ba chế độ quản lý thủ điền địa trước đây:

- Tân chế độ điền thổ theo Sắc lệnh 1925

- Chế độ điền thổ địa bộ ở những địa phương thuộc Nam kỳ đã hình thành trước Sắc lệnh 1925

- Chế độ quản thủ địa chính áp dụng ở một số địa phương thuộc Trung kỳ Tuy nhiên từ năm 1962, chính quyền Việt Nam cộng hoà đã có Sắc lệnh 124-CTNT triển khai công tác kiến điền và quản thủ điền địa tại những địa phương chưa thực hiện Sắc lệnh 1925 Như vậy từ năm 1962, trên lãnh thổ Miền Nam do Nguỵ

quyền Sài Gòn kiểm soát tồn tại hai chế độ: Chế độ quản thủ điền địa và tân chế độ điền thổ theo Sắc lệnh 1925

2.2.2.3 Thời kỳ từ sau cách mạng tháng tám năm 1945 đến năm 1979

Quyết định số 201/CP ngày 01 tháng 07 năm 1980 của hội đồng Chính phủ

“về việc thống nhất quản lý ruộng đất và tăng cường công tác quản lý ruộng đất trong cả nước”, đây được coi là văn bản đầu tiên quy định chế độ quản lý đất đai thống nhất cả nước sau khi đất nước được thống nhất

Quản lý nhà nước ruộng đất bao gồm các nội dung như sau:

- Điều tra, khảo sát và phân bố các loại đất

- Thống kê, đăng ký đất đai

- Quy hoạch sử dụng đất

- Giao đất, thu hồi đất, trưng dụng đất

- Thanh tra, kiểm tra việc chấp hành các chế độ thể lệ về quản lý sử dụng đất

- Giải quyết các tranh chấp về đất

- Quy định các chế độ, thể lệ quản lý việc sử dụng đất và tổ chức việc thực hiện các chế độ, thể lệ ấy

Luật đất đai năm 1988: Nội dung của Luật gồm 6 chương 57 điều, được Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 22 tháng 12 năm 1987 và được chủ tịch HĐBT công bố ngày 08 tháng 01 năm 1988 Đây là bộ luật đầu tiên của Nhà nước ta quy định quyền sở hữu đất đai của Nhà nước và quyền lợi, nghĩa vụ của người sử dụng đất Luật quy định Nhà nước giao đất cho các tổ chức, hộ gia đình cá nhân sử dụng ổn định lâu dài có thời hạn và tạm thời người sử dụng đất hợp pháp được cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và quy định: Chế độ quản lý sử dụng các loại đất (5 loại đất: đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất khu dân cư, đất chuyên dùng và đất chưa sử dụng) lập bản đồ địa chính, lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất

Luật đất đai 1993: Nội dung của gồm Luật 7 chương 89 điều, được quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 14 tháng 07 năm 1993 Trong quá trình thi hành Luật đất đai 1998 đã bộc lộ nhiều điều không phù hợp, Luật đất đai 1993 ra

đời thay thế luật đất đai 1988 Luật đất đai 1993 khẳng định lại quyền sở hữu đất đai đồng thời quy định rõ nội dung quản lý nhà nước về đất đai (7 nội dung) Phân định

rõ đất đai thành 6 loại (đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất đô thị, đất khu dân cư nông thôn, đất chuyên dùng và đất chưa sử dụng) Luật quy định quyền của UBND các cấp trong việc giao đất, cho thuê đất, thu hồi đất và cấp giấy chứng nhận quyền

sử dụng đất, quyền của Chính phủ trong việc giao đất theo hạng mức đất và loại đất Luật đất đai 2003: Nội dung của luật gồm 7 chương 146 điều được nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 26 tháng 11 năm 2003, có hiệu lực từ ngày 01/07 năm 2004 Luật này khắc phục tồn tại của luật đất đai 1993 và các luật sửa đổi bổ sung năm 1998, 2001 đáp ứng yêu cầu quản lý sử dụng đấtphù hợp với tiến trình hội nhập quốc tế

Luật đất đai 2003 khác cơ bản luật đất đai 1993 ở một số nội dung sau:

- Phân định rõ 3 nhóm đất chính: nhóm đât nông nghiệp (bao gồm đất nông nghệp và đất lâm nghiệp quy định ở luật đất đai 1993), Nhóm đất phi nông nghiệp (bao gồm đất ở đô thị, đất ở nông thôn, đất chuyên dùng và một phần đất chưa sử dụng ở luật đất đai 1993) Luật quy định rõ đất khu công nghiệp, đất khu công nghệ cao, đất sử dụng cho khu kinh tế, đất làm mặt bằng xây dựng cơ sở sản xuất kinh doanh

- Quy định việc giao đất, thu hồi đất, cho thuê đất thuộc thẩm quyền của UBND cấp huyện và cấp tỉnh (chính phủ không làm chức năng này)

- Quy định về việc người Việt Nam định cư ở nước ngoài sử dụng đất ở Việt Nam: được giao đất, được thuê đất để xây dựng cơ sở hạ tầng, công trình công cộng, xây dựng nhà ở để bán hoặc cho thuê, ngưòi Việt Nam định cư ở nước ngoài được quyền sử dụng đất ở và sở hữu nhà ở

2.2.3 Nội dung quản lý nhà nước về đất đai

Để xác định vai trò và nhiệm vụ của các cơ quan quản lý nhà nước về đất đai

từ trung ương đến địa phương, tại điều 6 chương I Luật đất đai 2003 nước cộng hoà

xã hội chủ nghĩa việt nam đã nêu nội dung quản lý nhà nước về đất đai:

- Nhà nước thống nhất quản lý về đất đai

- Nội dung quản lý nhà nước về đất đai bao gồm:

+Ban hành các văn bản quy phạm pháp luật về quản lý, sử dụng đất đai và tổ chức thực hiện các văn bản đó;

+Xác định địa giới hành chính, lập và quản lý hồ sơ địa giới hành chính, lập bản đồ hành chính;

+Khảo sát, đo đạc, đánh giá phân hạng đất; lập bản đồ địa chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ quy hoạch sử dụng đất;

+Quản lý quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất;

+Quản lý việc giao, đất cho thuê đất, thu hồi đất, chuyển mục đích sử dụng đất;

+Đăng ký quyền sử dụng đất, lập và quản lý hồ sơ địa chính, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất;

+Thống kê, kiểm kê đất đai;

+Quản lý tài chính về đất đai;

+Quản lý và phát triển thị trường quyền sử dụng đất trong thị trường bất động sản;

+Quản lý, giám sát việc thực hiện quyền và nghĩa vụ của người sử dụng đất; +Thanh tra, kiểm tra việc chấp hành các quy định của pháp luật về đất đai và

xử lý vi phạm pháp luật về đất đai;

+Giải quyết tranh chấp về đất đai; giải quyết khiếu nại, tố cáo các vi phạm trong việc quản lý và sử dụng đất đai;

+Quản lý các hoạt động dịch vụ công về đất đai

- Nhà nước có chính sách đầu tư cho việc thực hiện các nhiệm vụ quản lý nhà nước về đất đai, xây dựng hệ thống quản lý đất đai hiện đại, đủ năng lực, đảm bảo quản lý đất đai có hiệu lực và hiệu quả

2.2.4 Thực trạng quản lý đất đai

Hiện nay trên thế giới tồn tại hai hệ thống Quản lý Nhà nước về đất đai phổ biến: Quản lý bằng Hệ thống địa bạ và Quản lý bằng Hệ thống bằng khoán Mỗi hệ thống quản lý đều có những thế mạnh riêng của mình, cụ thể như sau:

Hệ thống địa bạ quản lý đất đai theo sổ sách, bao gồm: một hệ thống bản đồ địa chính và một sổ địa bạ ghi nhận tất cả các thông tin chi tiết về chủ sở hữu, về thửa đất, cũng như ghi nhận quyền và thực trạng pháp lý của chủ sở hữu đó Hệ thống quản lý này không đặt nặng vấn đề cấp Giấy chứng nhận (GCN), chủ sở hữu

chỉ cần có tên trong sổ địa bạ (thường gọi là có số trong sổ địa bạ) thì được thực hiện tất cả các quyền đối với mảnh đất của mình như được cấp GCN

Hệ thống bằng khoán quản lý đất đai theo nền tảng GCN, nếu không được cấp GCN thì người sử dụng đất sẽ không được thực hiện đầy đủ các quyền theo quy định của pháp luật Đất đai về sử dụng đất (SDĐ)

Hiện nay, nước ta quản lý đất đai theo hệ thống bằng khoán Theo đó, Hệ thống quản lý đất đai nước ta gồm có các thành phần sau:

Nội dung BĐĐC gồm các thông tin về :

 Thửa đất: vị trí, kích thước, hình thể, số thứ tự, diện tích, mục đích SDĐ

 Hệ thống thủy văn : sông, ngòi, kênh, rạch, suối

 Hệ thống thủy lợi : hệ thống dẫn nước, đê, đập, cống

 Đường giao thông : đường bộ, đường sắt, cầu

 Khu vực đất chưa sử dụng không có ranh giới thửa khép kín

 Mốc giới và đường địa giới hành chính các cấp, mốc giới và chỉ giới quy hoạch sử dụng đất, mốc giới và ranh giới hành lang bảo vệ an toàn công trình

 Điểm tọa độ địa chính, địa danh và các ghi chú thuyết minh

Trường hợp thửa đất quá nhỏ hoặc cần xác định rõ ranh giới thửa đất thì lập sơ

đồ thửa đất kèm theo BĐĐC để thể hiện chính xác hơn về ranh giới thửa đất, hình dạng, kích thước, chiều dài cạnh thửa, tọa độ đỉnh thửa, diện tích chiếm đất của tài sản gắn liền, địa giới hành chính, chỉ giới quy hoạch, ranh giới hành lang bảo vệ an toàn công trình

BĐĐC được lập trước khi tổ chức việc đăng ký quyền SDĐ và hoàn thành sau khi được Sở Tài Nguyên và Môi Trường xác nhận Ranh giới, diện tích, mục đích

sử dụng của thửa đất thể hiện trên BĐĐC được xác lập theo hiện trạng SDĐ Khi cấp giấy chứng nhận mà ranh giới, diện tích, mục đích sử dụng có thay đổi thì Văn

phòng đăng ký quyền SDĐ thuộc Sở Tài Nguyên và Môi Trường phải chỉnh sửa BĐĐC thống nhất với GCN được xét cấp

Bộ Tài Nguyên và Môi Trường chỉ đạo việc khảo sát, đo đạc, lập và quản lý BĐĐC trong phạm vi cả nước

Ủy ban nhân dân Tỉnh, Thành phố trực thuộc Trung ương tổ chức thực hiện việc khảo sát, đo đạc, lập và quản lý BĐĐC ở địa phương

BĐĐC được quản lý, lưu trữ tại cơ quan QLĐĐ của Tỉnh, Thành phố trực thuộc Trung ương; quận, huyện, thị xã, thành phố thuộc tỉnh và Ủy ban nhân dân

Nội dung sổ địa chính bao gồm :

 Người sử dụng đất: tên, địa chỉ, thông tin về chứng minh nhân dân, hộ khẩu,

hộ chiếu, quyết định thành lập tổ chức, giấy đăng ký kinh doanh của tổ chức kinh tế, giấy phép đầu tư của nhà đầu tư nước ngoài

 Các thửa đất mà người sử dụng đất sử dụng: mã thửa, diện tích, hình thức sử dụng, mục đích sử dụng, thời hạn sử dụng, nguồn gốc, số GCN đã được cấp

 Ghi chú về thửa đất và quyền sử dụng đất: giá đất, tài sản gắn liền, nghĩa vụ tài chính chưa thực hiện, tình trạng đo đạc-lập BĐĐC, những hạn chế về quyền SDĐ

 Những biến động về sử dụng đất trong quá trình sử dụng gồm những thay đổi

về thửa đất, về người sử dụng đất, về chế độ sử dụng đất, quyền và nghĩa vụ của người sử dụng đất, về GCNQSDĐ

b Sổ mục kê đất đai

Sổ mục kê đất đai là sổ lưu trữ những thông tin về thửa đất, về đối tượng chiếm đất nhưng không có ranh giới khép kín trên tờ bản đồ và các thông tin có liên quan đến quá trình sử dụng đất

Sổ mục kê đất đai được lập để quản lý thửa đất, tra cứu thông tin về thửa đất

và phục vụ thống kê, kiểm kê đất đai Sổ được lập theo đơn vị hành chính xã, phường, thị trấn trong quá trình đo vẽ BĐĐC

Nội dung sổ mục kê đất đai gồm:

 Thửa đất: số thứ tự thửa, tên người sử dụng đất hoặc người được giao đất để quản lý, diện tích, mục đích sử dụng đất và những ghi chú về thửa đất

 Đối tượng có chiếm đất nhưng không tạo thành thửa đất hoặc có hành lang bảo vệ an toàn như đường giao thông, hệ thống thủy lợi, khu vực đất chưa sử dụng không có ranh giới thửa khép kín trên bản đồ gồm tên đối tượng, diện tích trên bản đồ; trường hợp đối tượng không có tên thì phải đặt tên hoặc ghi

ký hiệu trong quá trình đo đạc lập bản đồ địa chính

c Sổ theo dõi biến động đất đai

Sổ theo dõi biến động đất đai là sổ lưu trữ những biến động về sử dụng đất trong quá trình sử dụng

Nội dung sổ theo dõi biến động đất đai gồm: tên và địa chỉ của người đăng ký biến động, thời điểm đăng ký biến động, số thứ tự thửa đất có biến động, nội dung biến động về sử dụng đất trong quá trình sử dụng

Sổ theo dõi biến động đất đai được lập theo đơn vị hành chính xã, phường, thị trấn; do Văn phòng đăng ký quyền sử dụng đất và cán bộ địa chính xã, phường, thị trấn lập, quản lý

Sổ cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất được lập để lưu trữ thông tin về các giấy chứng nhận đã được cấp Nội dung ghi trong sổ tương tự các nội dung ghi trong giấy chứng nhận

2.2.4.2 Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất

GCNQSDĐ đất được cấp cho người sử dụng đất, cho từng thửa đất theo một mẫu thống nhất trong cả nước đối với mọi loại đất do Bộ Tài Nguyên và Môi trường phát hành

“Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất là một chứng thư pháp lý xác lập mối quan hệ hợp pháp giữa Nhà nước và người sử dụng đất”, được ban hành và đưa vào

áp dụng thống nhất trên phạm vi cả nước theo Quyết định số 201/ĐKTK ngày 14/07/1989 của Tổng Cục Quản Lý Ruộng Đất, đánh dấu một quá trình đổi mới của Đảng và Nhà nước đối với công tác QLĐĐ là: “Đất đai thuộc sở hữu toàn dân do Nhà nước thống nhất quản lý” và “Nhà nước giao đất cho các tổ chức, hộ gia đình

cá nhân sử dụng ổn định lâu dài” (Điều 1 Luật đất đai 1993) Như vậy “chứng thư pháp lý” đó đã xác lập quyền của người sử dụng đất là “chứng nhận quyền sử dụng đất” chứ không phải là một hình thức sở hữu nào khác Người sử dụng đất hợp pháp

sẽ được cấp GCNQSDĐ và được thực hiện các quyền của mình trên mảnh đất đó trong thời hạn giao đất và sử dụng đất đúng mục đích

Như vậy, ba thành phần cơ bản của HSĐC (gồm: BĐĐC, hệ thống sổ bộ địa chính và GCNQSDĐ) có mối quan hệ mật thiết, bổ sung cho nhau và không thể tách rời Do đó, để công tác Quản lý Nhà nước về đất đai muốn đạt hiệu quả cao thì cần phải liên kết chặt chẽ ba thành phần này với nhau

2.3 Hệ thống thông tin đất đai

2.3.1 Khái niệm chung

Hệ thống thông tin đất đai (Land Information system – LIS) là một hệ thống

có sự trợ giúp của máy tính, sử dụng các phần mềm chuyên dùng, có chức năng thu nhận, lưu trữ, quản lý, xử lý, mô hình hoá, thể hiện các dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính, đồng thời có khả năng trao đổi với người sử dụng Qua đó ta thấy hệ thống LIS chính là hệ thống thông tin địa lý với mục đích quản lý các vấn đề liên quan đến tài nguyên đất

Có thể mô tả mối quan hệ các chức năng của hệ thống thông tin đất đai như sau:

Hình 3 Các chức năng của hệ thống thông tin đất đai

Hệ thống thông tin đất đai gồm 3 thành phần cơ bản: Phần cứng máy tính, các modul phần mềm ứng dụng, cơ sở dữ liệu

Phần cứng máy tính

Phần cứng máy tính đóng vai trò là hạ tầng cơ sở kỹ thuật của hệ thống Bộ nhớ là nơi lưu giữ các chương trình và số liệu, bộ xử lý trung tâm trực tiếp thực hiện các phép xử lý số liệu Các thiết bị ngoại vi như : màn hình, bàn phím, ổ đĩa, bàn số hoá, mãy in, v.v giúp con người thực hiện các động tác điều khiển hệ thống đưa thông tin vào, đưa thông tin ra

Phần mềm hệ thống

Phần mềm của hệ thống là chương trình máy tính thực hiện các chức năng tổ chức, kiểm soát quá trình thực hiện các công việc: nhập dữ liệu, kiểm tra dữ liệu, lưu trữ và quản lý dữ liệu, trình bày và xuất dữ liệu, biến đổi dữ liệu và đối tác với người sử dụng hệ thống Phần mềm một hệ thống thông tin có các Modul cơ bản như sau:

Hình 4 Các Modul thành phần trong một hệ thống thông tin

 Phục vụ quản lý nhà nước của chính phủ về biên giới, địa giới hành chính, quy hoạch tổng thể, xây dựng chiến lược, điều chỉnh chính sách, hình thành các quyết định về kế hoạch phát triển kinh tế – xã hội

 Cung cấp thông tin tài nguyên đất cho hoạt động của các tổ chức kinh tế trong

và ngoài nước

 Cung cấp thông tin cho các nhu cầu bảo vệ an ninh – quốc phòng, cho các hoạt động văn hoá - xã hội, nghiên cứu khoa học,

Hệ thống thông tin đất đai ViLIS chứa một khối lượng thông tin lớn (bao gồm

cả phần đồ họa và thuộc tính), có tính pháp lý rất cao do vậy khi xây dựng phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

Khả năng đáp ứng: Tính đáp ứng của hệ thống là khả năng đáp ứng được

các yêu cầu về quản lý thông tin trong công tác quản lý đất đai, đáp ứng được các yêu cầu về khai thác sử dụng, cung cấp thông tin Yêu cầu về khai thác thông tin không phải chỉ phục vụ riêng công tác công tác quản lý đất đai mà còn phải đáp ứng được các yêu cầu khai thác thác của các ngành các lĩnh vực khác ví dụ các thống kê phục vụ lãnh đạo, các thông tin phục vụ việc thu thuế đất, các thông tin phục cho việc các đề án qui hoạch

Tính tập trung: Tính tập trung của hệ thống là việc phải tập trung một cách

đầy dủ toàn bộ thông tin của hệ thống (dữ liệu của toàn tỉnh )vào một hệ thống nhất Tính tập trung sẽ đảm bảo việc thống nhất dữ liệu trên qui mô toàn tỉnh Sẽ đáp ứng được các yêu cầu quản lý tập trung dữ liệu cũng như việc khai thác dữ liệu một cách toàn diện và đầy đủ Điều này cũng giúp cho việc xử lý dữ liệu trở nên đơn giản và thống nhất trong toàn tỉnh

Tính tin cậy: Tính sẵn sàng thể hiện sự đảm tính đúng đắn của của các dữ liệu

được lưu trữ trong hệ thống Không được sửa đổi, thay thế tùy tiện, không mâu thuẫn với các khối thông tin khác

Tính sẵn sàng: Tính sẵn sàng thể hiện khả năng sẵn sàng dáp ứng các yêu cầu

thao tác trên hệ thống bất kỳ lúc nào

Tính an toàn: Tính an toàn đảm bảo cho dữ liệu không thể bị hỏng hóc hoặc

bị mất với bất kỳ lý do nào

2.3.2 Quá trình xử lý thông tin trong hệ thống thông tin đất đai

Mô hình cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin đất đai bao gồm ba thành phần

cơ bản là thông tin đầu vào, xử lý dữ liệu và thông tin đầu ra

2.3.2.1 Thông tin đầu vào

Cơ sở dữ liệu trong Hệ thống thông tin đất đai bao gồm hai thành phần chính

là dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính Dữ liệu bản đồ được thu thập từ đồ hoạ trên bản đồ số, bản đồ trên giấy, số liệu đo mặt đất, số liệu đo vẽ từ ảnh hàng không Dữ liệu thuộc tính được thu thập từ các nội dung bản đồ cũ, điều tra thực địa, các số liệu điều tra cơ bản đã có Dữ liệu thuộc tính đóng vai trò chú thích, chỉ dẫn và mô

tả các thông tin định lượng cho thông tin bản đồ Dữ liệu thuộc tính thường ở dạng chữ số, văn bản, biểu đồ, đồ thị và hiện nay đã sử dụng các thông tin Multimedia như âm thanh, hình ảnh, phim video, … để tăng thêm khả năng giải thích thông tin Các thông tin đầu vào được thực hiện trên cơ sở các tư liệu hiện có ở dạng tương tự và các tư liệu ở dạng số Các thông tin bản đồ ở dạng tương tự, các dữ liệu trên giấy sẽ được đưa vào CSDL thông qua quá trình số hoá hoặc từ bàn phím máy tính Các dữ liệu kết quả được lưu trữ ở dạng số theo khuôn dạng thống nhất Các thông tin bản đồ cũng như thông tin thuộc tính ở dạng số cần được chuẩn hoá trước khi đưa vào CSDL

Quản trị cơ sở dữ liệu là hoạt động của con người có sự trợ giúp của các phần mềm để hình thành một cấu trúc hợp lý các dữ liệu đang được lưu trữ đang được lưu trữ, cấu trúc này phải đảm bảo các điều kiện:

- Lượng thông tin dư thừa là tối thiểu

- Mối quan hệ giữa các dữ liệu là thống nhất

- Dễ dàng tác động vào dữ liệu để thực hiện công việc quản trị dữ liệu như tìm kiếm theo yêu cầu, cập nhật dữ liệu, giải các bài toán ứng dụng phổ biến, hiển thị dữ liệu theo yêu cầu của người dùng

Phần cơ sở dữ liệu chung là phần được quản lý riêng biệt, có những mục tiêu riêng tạo cơ sở cho cả phần dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính, phần này bao gồm

hệ quy chiếu, hệ toạ độ - độ cao, hệ thống ảnh phủ trùm, hệ thống biên giới và địa giới, các dữ liệu thuyết minh về dữ liệu khác có liên quan

Để quản lý các dữ liệu người ta phải dùng một hệ thống phần mềm phù hợp đủ sức để quản lý khối lượng dữ liệu đã được lưu trữ Điều cần quan tâm đặc biệt là giải pháp là đảm bảo an toàn dữ liệu trong cơ sở dữ liệu trong cơ sở dữ liệu Cập nhật dữ liệu là hoạt động thường xuyên của cơ sở dữ liệu, đặc biệt là dữ liệu đất đai Tiếp nhận các thông tin về biến động đất đai người quản lý dữ liệu cần tìm kiếm thông tin để loại bỏ những thông tin cũ, đưa vào các thông tin mới hoặc biến đổi các thông tin cũ theo một số biến động mới Trong CSDL đất đai còn phải lưu ý tới định hướng xây dựng một cơ sở dữ liệu động, biến đổi theo thời gian để phân tích các hiện tượng tự nhiên cũng như kinh tế - xã hội

Việc lựa chọn một hệ thống phần mềm ứng dụng để phân tích và tổng hợp dữ liệu của hệ thống thông tin đất đai đóng vai trò hết sức quan trọng Vì ngoài chức năng quản lý CSDL nói trên, phần mềm này cần có chức năng xây dựng các cơ sở

dữ liệu dẫn xuất, đáp ứng cho nhu cầu của các ngành, các tổ chức, các mục đích sử dụng chuyên dùng khác nhau

2.3.2.3 Thông tin đầu ra

Thông tin đầu ra của cơ sở dữ liệu đất đai một mặt đáp ứng nhu cầu quản lý nhà nước, quản lý các ngành, mặt khác đóng vai trò cung cấp thông tin cho các hoạt động kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh quốc phòng Hình thức các thông tin đầu ra bao gồm các thông tin không gian ở dạng ảnh, bản đồ và các số liệu khác dưới dạng bảng, biểu, đồ thị, sơ đồ, …

Thông tin đầu ra của cơ sở dữ liệu là một yếu tố quan trọng vì nó minh chứng cho tính hiệu quả sử dụng đất của CSDL

2.3.2.4 Kỹ thuật GIS trong phân tích và xử lý dữ liệu

Trong các cơ sở dữ liệu thong thường, phần phân tích dữ liệu thường được ghép chung vào phần hỏi đáp, tra cứu Trong hệ GIS, phần phân tích dữ liệu có một chức năng riêng và thường là rất mạnh, rất đặc trưng Cơ sở toán học cho chức năng này là đại số bản đồ Chính ở điều này làm cho các hệ GIS khác với các thết kế khác và đây cũng là một tiêu chuẩn đặc trưng để đánh giá về khả năng của một hệ GIS

Các phép xử lý, phân tích của chức năng này dành riêng cho dữ liệu không gian Ngoài ra, GIS còn có khả năng phân tích không chỉ với dữ liệu không gian mà còn phân tích cả hai loại dữ liệu không gian và phi khôn gian trong mối liên hệ thống nhất với nhau Các khả năng cơ bản của GIS là:

- Chuyển đổi hệ toạ độ, phép chiếu, nắn chỉnh bản đồ

- Thực hiện các phép toán số học, logic, hình học, đại số

- Chồng xếp, làm sạch, làm trơn, tách hoặc hợp các lớp thông tin không gian và phi không gian

- Phân loại các lớp thông tin trên bản đồ

- Nội suy bề mặt cho điểm, đường, tạo bề mặt địa hình từ các đường đồng mức, tạo ảnh phối cảnh ba chiều, tính toán độ dốc

- Tính toán thống kê khoảng cách, mô hình hoá và kết hợp với các hệ chuyên gia

- Xác định chọn lọc vùng theo một tiêu chuẩn bất kỳ

2.4 Hệ thống thông tin đất đai ViLIS

2.4.1 Tổng quan về hệ thống thông tin đất đai ViLIS

ViLIS (Virila Land information system) là một hệ thống phần mềm quản lý thông tin đất đai Phần mềm ViLIS được xây dựng dựa trên nền tảng các thủ tục về

kê khai đăng ký, lập Hồ sơ địa chính và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất của thông tư 1990/TT-TCĐC ngày 30 tháng 11 năm 2001 của Tổng cục Địa chính

“Hướng dẫn đăng ký đất đai, lập hồ sơ địa chính và cấp giấy chứngnhận quyền sử dụng đất”, nghị định thi hành luật đất đai số 181/2004/NĐ-CP ngày 29 tháng 10 năm 2004 về việc thi hành luật đất đai, thông tư 08/2007/TT-BTNMT ngày 02