Sử dụng ngôn ngữ UML thiết kế, xây dựng cơ sở dữ liệu GeoDatabase cho hệ thống thông tin đất đai ELIS

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH 5 DANH MỤC CÁC BẢNG 7 MỞ ĐẦU 8 1. Đặt vấn đề 8 2. Tính cấp thiết của đề tài 10 3. Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 10 3.1. Mục tiêu nghiên cứu: 10 3.2. Phạm vi nghiên cứu: 11 3.3. Nội dung nghiên cứu: 11 3.4. Phương pháp nghiên cứu : 11 4. Ý nghĩa khoa học và thực tế của đồ án 12 4.1. Ý nghĩa khoa học của đồ án: 12 4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đồ án: 12 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 13 1.1 Cơ sở dữ liệu 13 1.1.1. Khái niệm cơ sở dữ liệu 13 1.1.2. Mô hình cơ sở dữ liệu 14 1.1.3. Cơ sở dữ liệu quốc gia về tài nguyên môi trường 16 1.2. Cơ sở dữ liệu Geodatabase 22 1.3. Hệ thống thông tin đất đai ELIS 24 1.3.1. Các chức năng của ELIS 24 1.3.2. Hệ thống thông tin đất đai ELIS ( phân hệ LRC ) 26 2.1. Ngôn ngữ UML 27 2.1.1. Tổng quan về ngôn ngữ UML 27 2.1.2. Ứng dụng ngôn ngữ UML vào xây dựng cơ sở dữ liệu Geodatabase 28 2.2. Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu 29 2.2.1 Ký hiệu và các thuật ngữ sử dụng trong lược đồ 29 2.2.2. Khung quy định cấu trúc dữ liệu các lớp thuộc tính. 30 2.2.3. Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu 35 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 46 3.1 KHU VỰC NGHIÊN CỨU 46 3.2. Mô hình CSDL Geodatabase của hệ thống thông tin đất đai ELIS 48 3.2.1. Nhóm lớp thông tin hiện trạng sử dụng đất 48 3.2.2. Nhóm lớp thông tin ranh giới hành chính 48 3.2.4 Nhóm lớp thông tin bản đồ trích đo 49 3.2.5 Nhóm lớp thông tin quy hoạch 50 3.3. Kết quả MHDL sau khi xây dựng 50 3.4. Tích hợp dữ liệu đất đai vào mô hình 51 3.5. Kết quả cơ sở dữ liệu đất đai ELIS 52 3.5.1. Kết quả cơ sở dữ liệu nhóm lớp thông tin “HienTrang” 52 3.5.2. Kết quả cơ sở dữ liệu nhóm lớp thông tin “RanhGioiHanhChinh” 52

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các sốliệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bốtrong bất kỳ công trình nghiên cứu hay luận văn nào khác

Cho phép tôi được gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo - ThS.VũNgọc Phan, giảng viên khoa CNTT người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình vàgóp ý cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án

Tôi xin cảm ơn đến tập thể cán bộ viên chức tại Công tyTNHHMTV Trắc địa bản đồ đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quátrình thực tập

Tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo thuộc khoa CNTT trườngĐHTNMT đã tận tâm truyền đạt những kiến thức quý báu làm nền tảng chotôi trong công việc và cuộc sống sau này

Hà Nội, ngày 21 tháng 5 năm2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Mạnh Tiến

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH 5

DANH MỤC CÁC BẢNG 7

MỞ ĐẦU 8

1 Đặt vấn đề 8

2 Tính cấp thiết của đề tài 10

3 Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 10

3.1 Mục tiêu nghiên cứu: 10

3.2 Phạm vi nghiên cứu: 11

3.3 Nội dung nghiên cứu: 11

3.4 Phương pháp nghiên cứu : 11

4 Ý nghĩa khoa học và thực tế của đồ án 12

4.1 Ý nghĩa khoa học của đồ án: 12

4.2 Ý nghĩa thực tiễn của đồ án: 12

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 13

1.1 Cơ sở dữ liệu 13

1.1.1 Khái niệm cơ sở dữ liệu 13

1.1.2 Mô hình cơ sở dữ liệu 14

1.1.3 Cơ sở dữ liệu quốc gia về tài nguyên môi trường 16

1.2 Cơ sở dữ liệu Geodatabase 22

1.3 Hệ thống thông tin đất đai ELIS 24

1.3.1 Các chức năng của ELIS 24

1.3.2 Hệ thống thông tin đất đai ELIS ( phân hệ LRC ) 26

2.1 Ngôn ngữ UML 27

2.1.1 Tổng quan về ngôn ngữ UML 27

2.1.2 Ứng dụng ngôn ngữ UML vào xây dựng cơ sở dữ liệu Geodatabase 28

2.2 Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu 29

2.2.1 Ký hiệu và các thuật ngữ sử dụng trong lược đồ 29

2.2.2 Khung quy định cấu trúc dữ liệu các lớp thuộc tính 30

2.2.3 Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu 35

CHƯƠNG III KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 46

3.1 KHU VỰC NGHIÊN CỨU 46

3.2 Mô hình CSDL Geodatabase của hệ thống thông tin đất đai ELIS 48

3.2.1 Nhóm lớp thông tin hiện trạng sử dụng đất 48

3.2.2 Nhóm lớp thông tin ranh giới hành chính 48

3.2.4 Nhóm lớp thông tin bản đồ trích đo 49

3.2.5 Nhóm lớp thông tin quy hoạch 50

3.3 Kết quả MHDL sau khi xây dựng 50

3.4 Tích hợp dữ liệu đất đai vào mô hình 51

3.5 Kết quả cơ sở dữ liệu đất đai ELIS 52

3.5.1 Kết quả cơ sở dữ liệu nhóm lớp thông tin “HienTrang” 52

3.5.2 Kết quả cơ sở dữ liệu nhóm lớp thông tin “RanhGioiHanhChinh” 52

CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

GIS Geographic Information System) - Hệ thống thông tin Địa lýCSDL Cơ sở dữ liệu

BDHT Bản đồ hiện trạng

ELIS Environment Land Information Syste (Hệ thống thông tin quản

lý đất đai)UML Unified Modeling Language

DBMS Hệ quản trị cơ sở dữ liệu( Database Management System)MHDL Mô hình dữ liệu

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Các thành phần của CSDL TNMT Quốc gia

Hình 2: Mô hình kiến trúc cơ sở dữ liệu quốc gia về TNMT

Hình 3: Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên môi trường

Hình 4 : Các thành phần của CSDL đất đai

Hình 5: Giao diện của phần mềm hệ thống thông tin đất đai Elis

Hình 6: Các bước mô hình hóa Geodatabase sử dụng UML

Hình 7: Kí hiệu trong visio

Hình 8: Tạo file mẫu arcInfo UML Model

Hình 9: Tạo các gói UML và các lược đồ (static structure diagrams)Hình 10: Tạo lớp (Feature class)

Hình 11: Thiết lập mối quan hệ giữa các lớp(Class) trong một nhóm lớp (Pakage)

Hình 12: Xuất dữ liệu ra XMI

Hình 13: Chọn file xuất dữ liệu

Hình 14: Kiểm tra lỗi

Hình 15: Nhập MHDL dạng XML vào Geodatabase

Hình 16: Tạo 1 CSDL để chứa dữ liệu File Geodatabase

Hình 17: Xuất dữ liệu từ visio

Hình 18: Hiển thị các feature dataset và các feature class

Hình 19: Import hoặc Select hệ tọa độ

Hình 20: Nhập hệ độ cao

Hình 21: Bản đồ hành chính Huyện Cẩm Giàng - Tỉnh Hải DươngHình 22: Nhóm lớp thông tin hiện trạng sử dụng đất

Hình 23: Nhóm lớp thông tin ranh giới hành chính

Hình 24 : Nhóm lớp thông tin kế hoạch

Hình 25: Nhóm lớp thông tin bản đồ trích đo

Hình 26: Nhóm lớp thông tin quy hoạch

Hình 27: Kết quả Mô Hình Dữ Liệu

Hình 28: Load dữ liệu vào Geodatabase

Hình 29: Chọn file dữ liệu load

Hình 30: Kết quả cơ sở dữ liệu nhóm lớp thông tin “HienTrang”

Hình 31: Kết quả cơ sở dữ liệu nhóm lớp thông tin

“RanhGioiHanhChinh”

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1: Thành phần trong Geodatabase

Bảng 2: Lớp thông tin “DuongTrichDo”

Bảng 3 : Lớp thông tin “BDDC_THUADAT_TRICHDO”Bảng 4: Lớp thông tin “BDHT_Diem”

Bảng 5: Lớp thông tin “ BDHT_Duong”

Bảng 6: Lớp thông tin “BDHT_Vung”

Bảng 7: Lớp thông tin “KeHoachChiTiet”

Bảng 8: Lớp thông tin “KetQuaQuyHoach”

Bảng 9: Lớp thông tin “KetQuaThuHoiDat”

Bảng 10: Lớp thông tin “Quyhoach_Lines”

Bảng 11: Lớp thông tin “VungQuyHoach”

Bảng 12: Lớp thông tin “VungThuHoi”

Bảng 13: Lớp thông tin “Rg_huyen”

Bảng 14: Lớp thông tin “Rg_xa”

Bảng 15: Lớp thông tin “Rg_tinh”

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Ngày nay, trong công cuộc đổi mới,công nghiệp hóa, hiện đại hóađất nước, nền kinh tế chuyển sang nền kinh tế hàng hóa nhiều thành phần,phát triển theo cớ chế thị trường kéo theo nhu cầu sử dụng đất ngày một tănglên một cách nhanh chóng,tình hình biến động đất đai của các địa phươngtrong cả nước cũng ngày một đa dạng phức tạp Đặc biệt ở các khu vực đang

đô thị hóa rất nhiều biến động về quyền sử dụng đất, chuyển mục đích, thuhồi, giao đất, thế chấp diễn ra rất sôi động Vì vậy ngành quản lí đất đai cầnphải có một hệ thống dữ liệu thông tin quản lý, cập nhật thông tin, dữ liệu mộtcách thường xuyên, đầy đủ chính xác

Đề tài " Sử dụng ngôn ngữ UML thiết kế, xây dựng cơ sở dữ liệuGeoDatabase cho hệ thống thông tin đất đai ELIS " được xây dựng trên cơ sởnghiên cứu, khảo sát hiện trạng dữ liệu và công tác quản lý đất đai thực tế tạiQuảng Ninh, Từ đó đề tài đề xuất xây dựng cơ sở dữ kiệu đất đai theo môhình tập trung, xây dựng cơ sở dữ liệu hỗ trợ công tác quản lý đất đai đến cấp

xã và hỗ trợ nhu cầu tra cứu thông tin của tổ chức, cá nhân

Việc sử dụng UML trong thiết kế cơ sở dữ liệu cho Elis đã giảm bớtđược nhiều thời gian trong việc quan lí thông tin đất đai Việc thiết kế cơ sở

dữ liệu bằng UML giúp cho quá trình cập nhật, tìm kiếm, sửa, xóa trở nênđơn giản hơn, giảm bớt công sức của con người, đưa ra được kết quả chínhxác và hiệu quả cao

Đề tài nghiên cứu, ứng dụng đưa toàn bộ các dữ liệu không gian( bao gồm dữ liệu đồ họa và thuộc tính, các quan hệ ) vào một cơ sở dữ liệuGeoDatabase phù hợp với công nghệ ngày nay

Kết quả đạt được của đề tài sẽ giúp các cơ quan quản lý nhà nước vàđất đai ở địa phương có cơ sơ dữ liệu phục vụ cho công tác về quản lí, cậpnhật biến động, cấp giấy chưng nhận quyền sử dụng đất và giải quyết các vấn

đề về hồ sơ đất đai phục vụ người dân và doanh nghiệp một cách nhanhchóng,chính xác và thuận tiện

Đất đai là nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá đối với mỗiquốc gia, là tư liệu sản xuất đặc biệt,là thành phần quan trọng hàng đầu củamôi trường sống, là địa bàn phân bố các khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh

tế, văn hóa xã hội, an ninh quốc phòng Điều 18, Hiến pháp nhà nước Cộnghòa Xã hội chủ nghĩa Việt Nam quy định : " Nhà nước thống nhất quản lý đấtđai theo quy hoạch và pháp luật, đảm bảo đúng mục đích và có hiệu quả" Do

đó công tác quản lý nhà nước về đất đai cần phải nắm chắc các thông tin vềđất đai như vị trí, diện tích, chủ sử dụng, mục đích sử dụng, loại đất, hình thểthửa đất, để phục vụ tốt cho công tác quản lí nhà nước, quản lý chuyên ngành

và đáo ứng mọi nhu cầu hoạt động của khu dân cư, tài chinh - ngân hàng,kinh tế - xã hội, kế hoạch, pháp luật

Ngày nay, trong công cuộc đổi mới,công nghiệp hóa, hiện đại hóađất nước, nền kinh tế chuyển sang nền kinh tế hàng hóa nhiều thành phần,phát triển theo cớ chế thị trường kéo theo nhu cầu sử dụng đất ngày một tănglên một cách nhanh chóng,tình hình biến động đất đai của các địa phươngtrong cả nước cũng ngày một đa dạng phức tạp Đặc biệt ở các khu vực đang

đô thị hóa rất nhiều biến động về quyền sử dụng đất, chuyển mục đích, thuhồi, giao đất, thế chấp diễn ra rất sôi động Vì vậy ngành quản lí đất đai cầnphải có một hệ thống dữ liệu thông tin quản lý, cập nhật thông tin, dữ liệu mộtcách thường xuyên, đầy đủ chính xác

Ngày nay với sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin đãđưa tin học thâm nhập sâu vào nhiều lĩnh vực kinh tế, xã hội Hệ thống thông

tin địa lí (GIS) là một trong những ứng dụng rất có giá trị của công nghệ tinhọc, việc nghiên cứu và phát triển ứng dụng dưa trên nền tảng công nghệ GIS

sẽ giúp ta dễ dàng xây dựng một hệ thống CSDL thông tin đất đai phục vụhiệu quả công tác quản lý

2 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm qua ngành Tài nguyên và Môi trường không ngừng

nỗ lực trong việc xây dựng một hệ thống thông tin hiện đại nhằm đáp ứng cácmục tiêu quản lý Nhà nước và đất đai theo hướng xây dựng Chính phủ điện tử

và thực hiện chủ trương kinh tế hóa của ngành Kết quả được hỗ trợ về kinhphí, được cố vấn về nghiệp vụ và các phương pháp luật tiên tiến đang được sửdụng tại các nước châu Âu, Cục CNTT đã trực tiếp tiến hành phân tích thiết

kế, lập trình xây dựng bộ sản phẩm ELIS Kết thúc Chương trình, Cục CNTT

đã xây dựng được lõi – core của hệ thống ELIS một cách toàn diện và phùhợp với đặc thù quản lý ngành tại Việt Nam, đã hoàn thiện để triển khai chomột số tỉnh được hỗ trợ bởi Chương trình SEMLA Phần mềm quản lí đất đaiELIS được nhiều đơn vị trong nước nghiên cứu sử dụng Tuy nhiên với thiết

kế CSDL hiện tại chưa đáp ứng được tính chia sẻ trực tuyến, và đồng bộ cơ sở

dữ liệu giữa các cấp theo thời gian thực Do đó dẫn đến CSDL chưa thốngnhất theo hệ thống tham chiếu không gian và không được cập nhật thườngxuyên Dữ liệu có lúc thiếu, có lúc bị trùng lặp thông tin vẫn thường tồn tại

Xuất phát từ tình hình thực tế trên và tính cấp thiết hiện nay trongcông tác quản lí đất đai , việc ứng dụng CNTT và GIS vào công tác quản líđất đai là cần thiết thông qua đề tài "Sử dụng ngôn ngữ UML thiết kế, xâydựng cơ sở dữ liệu GeoDatabase cho hệ thống thông tin đất đai ELIS"

3 Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

3.1 Mục tiêu nghiên cứu:

- Nghiên cứu về CSDL GeoDataBase

- Thiết kế Mô hình CSDL GeoDatabase.

- Tích hợp dữ liệu để có CSDL đất đai hoàn chỉnh sử dụng cho hệ

thống thông tin đất đai ELIS

3.2 Phạm vi nghiên cứu:

* Phạm vi nội dung nghiên cứu:

- Nghiên cứu, sử dụng ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất UML đểthiết kế mô hình CSDL theo quy định trên phần mềm Visio

- Tích hợp dữ liệu không gian về đất đai vào mô hình thông quaArcGis của ESRI

* Phạm vi lãnh thổ nghiên cứu :

Luận văn tập trung xây dưng mô hình và CSDL đất đai cho huyện Cẩm

Giàng - tỉnh Hải Dương.

3.3 Nội dung nghiên cứu:

- Nghiên cứu ngôn ngữ UML trong công tác xây dựng mô hình

CSDL

- Xây dựng CSDL GeoDatabase.

- Đưa dữ liệu vào mô hình CSDL đã thiết kế.

- Tích hợp dữ liệu vào mô hình bằng công nghệ của ESRI để có một

Geodatabase hoàn chỉnh

- Một số ứng dụng của Geodatabase.

3.4 Phương pháp nghiên cứu :

- Nghiên cứu, sử dụng UML để thiết kế mô hình theo quy định trên

Visio

- Áp dụng mô hình Geodatabase trong việc thiết kế CSDL không gian.

- Tích hợp dữ liệu về đất đai vào mô hình thông qua ArcGis của ESRI.

- Khảo sát dữ liệu địa chính huyện Cẩm Giàng.

4 Ý nghĩa khoa học và thực tế của đồ án

4.1 Ý nghĩa khoa học của đồ án:

Việc xây dựng hệ thống thông tin đất đai trên nền tảng công nghệ GIS

đã giúp cho công tác quản lý nhà nước về đất đai được thực hiện trên môitrường công nghệ hiện đại, khoa học thay thế cho phương thức quan lý truyềnthống (quản lý trên giấy) Qua hệ thống việc quản lý, cập nhật, chỉnh lý biếnđộng thường xuyên được thực hiện qua mạng máy tính sẽ giúp cho công tácquản lý nhà nước về đất đai thống nhất, đồng bộ từ cấp tỉnh đến cấp xã Đây

là tiền đề quan trọng để hướng đến hoàn thiện hệ thống thông tin về đất đaihiện đại, minh bạch, phục vụ việc chia sẻ thông tin nhanh cho các cơ quannhà nước; đáp ứng nhu cầu tra cứu thông tin đất đai cho người dân và doanhnghiệp qua môi trường mạng máy tính

4.2 Ý nghĩa thực tiễn của đồ án:

- Cơ sở dữ liệu là thành phần quan trọng của bất kỳ một hệ thốngthông tin nào.Việc xây dựng được cơ sở dữ liệu không gian là công việc quantrọng giúp chúng ta xây dựng được một hệ thống thông tin tài nguyên môitrường

- Elis (Hệ thống thông tin đất đai) là một trong số những công cụ hữuhiệu để quản lý lĩnh vực Đất đai tại các địa phương Bằng việc xây dựng đượcmột Geodatabase, chúng ta có được một CSDL không gian dùng cho hệ thốngthông tin này

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 Cơ sở dữ liệu

1.1.1 Khái niệm cơ sở dữ liệu

Cơ sở dữ liệu là một bộ sưu tập rất lớn về các loại dữ liệu tác nghiệp,bao gồm các bộ dữ liệu âm thanh, tiếng nói, chữ viết, văn bản, đồ họa, hìnhảnh tĩnh hay động, … Cấu trúc lưu trữ dữ liệu tuân theo các quy tắc dựa trên

lý thuyết toán học Cơ sở dữ liệu phản ánh trung thực thế giới dữ liệu hiệnthực khách quan Cơ sở dữ liệu đã có ảnh hưởng rất lớn đến việc sử dụng máytính Có thể nói rằng cơ sở dữ liệu đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực

có sử dụng máy tính như giáo dục, thương mại, kỹ nghệ, khoa học, thư viện,

… Thuật ngữ cơ sở dữ liệu trở thành một thuật ngữ phổ dụng Cơ sở dữ liệuđược các hệ ứng dụng khai thác bằng ngôn ngữ con dữ liệu hoặc bằng cácchương trình ứng dụng để xử lý, tìm kiếm, tra cứu, sửa đổi, bổ sung hay loại

bỏ dữ liệu Tìm kiếm và tra cứu thông tin là một trong những chức năng quantrọng và phổ biến nhất của dịch vụ cơ sở dữ liệu Hệ quản trị cơ sở dữ liệu(Database Management System - DBMS) là phần mềm điều khiển các chiếnlược truy cập cơ sở dữ liệu, là phần chương trình để có thể xử lý, thay đổi dữliệu Hệ quản trị cơ sở dữ liệu có nhiệm vụ rất quan trọng như một bộ diễndịch với ngôn ngữ bậc cao nhằm giúp người sử dụng có thể dùng được hệthống mà ít nhiều không cần quan tâm đến thuật toán chi tiết hoặc biểu diễn

dữ liệu trong máy

Đối tượng nghiên cứu của cơ sở dữ liệu là các thực thể và mối quan hệgiữa các thực thể Thực thể và mối quan hệ giữa các thực thể là hai đối tượngkhác nhau về căn bản Mối quan hệ giữa các thực thể cũng là một loại thựcthể đặc biệt

Một cơ sở dữ liệu có thể phân thành các mức khác nhau Mô hình kiếntrúc 3 lớp của cơ sở dữ liệu được phân thành: mức trong, mức mô hình dữ liệu(mức quan niệm) và mức ngoài Giữa các mức tồn tại các ánh xạ quan niệmtrong và ánh xạ quan niệm ngoài Trung tâm của hệ thống là mức quan niệm,tức là mức mô hình dữ liệu Tập hợp các thông tin được lưu trữ trong cơ sở dữliệu tại một thời điểm cụ thể được gọi là một thể hiện của cơ sở dữ liệu Bảnthiết kế tổng thể của cơ sở dữ liệu được gọi lược đồ cơ sở dữ liệu.

1.1.2 Mô hình cơ sở dữ liệu

Mô hình cơ sở dữ liệu sẽ làm nền tảng cho cấu trúc của một cơ sở dữliệu, nghĩa là liên quan đến phương pháp tổ chức dữ liệu trong một cơ sở dữliệu khái niệm hoặc liên quan đến cấu trúc logic của dữ liệu trong một cơ sở

dữ liệu Trong đó, những mô hình cơ sở dữ liệu này thường thông qua môhình dữ liệu phân cấp, mô hình mạng, và cơ sở dữ liệu quan hệ Có 4 loại môhình cơ sở dữ liệu:

- Mô hình phân cấp (Hierarchical Model)

- Mô hình mạng (Network Model)

- Mô hình quan hệ (Relationship Model)

- Mô hình quan hệ thực thể (Entity Relationship Model)

- Mô hình hướng đối tượng (Object Oriented Model)

Cơ sở dữ liệu hiện nay được xây dựng theo các chuẩn, với từng ngành

có những chuẩn cơ sở dữ liệu khác nhau Chuẩn thông tin địa lý là hệ thốngcác tiêu chuẩn về cách thức, qui định cách mô tả, biểu thị, cách xây dựng cơ

sở dữ liệu từ nhận thức thế giới thực đến cơ sở dữ liệu địa lý được lưu trữtheo cấu trúc, khuôn dạng nào đó Các thành phần trong cơ sở dữ liệu và cácphần tử trong mô hình, tất cả các yếu tố này đều được qui định theo các chuẩnthống nhất Chuẩn thông tin địa lý GIS được chia ra làm 2 loại:

- Chuẩn thông tin địa lý cơ sở

- Chuẩn thông tin địa lý ứng dụng

Các chuẩn được thực hiện trong cơ sở dữ liệu (về cơ bản tuân theochuẩn kỹ thuật quốc gia về thông tin địa lý do Bộ Tài nguyên và Môi trườngban hành)

- Chuẩn thuật ngữ

- Chuẩn về tham chiếu không gian

- Chuẩn về mô hình cấu trúc dữ liệu

- Chuẩn về phân loại đối tượng

- Chuẩn về thể hiện trình bày

- Chuẩn về Metadata

- Chuẩn mã hóa và trao đổi dữ liệu

Mỗi mô hình cơ sở dữ liệu đều có cấu trúc và kiểu dữ liệu riêng tủythuộc vào yêu cầu của mô hình Cấu trúc dữ liệu: tập hợp các biến có thểthuộc một hoặc vài kiểu dữ liệu khác nhau được nối kết với nhau tạo thànhnhững phần tử Các phần tử này chính là thành phần cơ bản xây dựng nêncấu trúc dữ liệu Kiểu dữ liệu (data type): kiểu dữ liệu của một biến là tập hợpcác giá trị mà biến đó có thể nhận

Như chúng ta đã biết, cơ sở dữ liệu chiếm khoảng 70% giá trị của hệthống tin địa lí, hay nói cách khác cơ sở dữ liệu chính là “linh hồn” của hệthông tin địa lí

Cơ sở dữ liệu của hệ thông tin địa lí là tập hợp dữ liệu có liên quan vớinhau được lưu trữ dưới dạng số Vì cơ sở dữ liệu của hệ thống có mối liênquan với các điểm đặc trưng trên bề mặt trái đất nên nó bao gồm hai nhóm là

cơ sở dữ liệu không gian và cơ sở dữ liệu thuộc tính Mỗi loại có những đặcđiểm riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu trữ số liệu, hiệu quả, xử lý vàhiển thị

* Cơ sở dữ liệu không gian là cơ sở dữ liệu có chứa trong nó nhữngthông tin về định vị của đối tượng Nó là những dữ liệu phản ánh, thể hiệnnhững đối tượng có kích thước vật lý nhất định Nếu là những cơ sở dữ liệukhông gian địa lý thì đó là những dữ liệu phản ánh những đối tượng có trên bềmặt hoặc ở trong vỏ quả đất.

* Cơ sở dữ liệu thuộc tính hay còn gọi là cơ sở dữ liệu phi không gian

là cơ sở dữ liệu phản ánh tính chất của các đối tượng khác nhau Dữ liệuthuộc tính được sắp xếp theo hàng và cột, mỗi hàng bao gồm nhiều loại thôngtin về một đối tượng nào đó như tên, diện tích … Mỗi loại thông tin khácnhau này gọi là một trường, mỗi trường được sắp xếp tương ứng với một cột

1.1.3 Cơ sở dữ liệu quốc gia về tài nguyên môi trường

a Nội dung cơ sở dữ liệu quốc gia tài nguyên môi trường

1 Tổng quan

Cơ sở dữ liệu quốc gia về tài nguyên môi trường gồm các thành phần:

- Cơ sở dữ liệu đo đạc bản đồ;

- Cơ sở dữ liệu đất đai;

- Cơ sở dữ liệu tài nguyên nước;

- Cơ sở dữ liệu viễn thám đa mục tiêu;

- Cơ sở dữ liệu địa chất khoáng sản;

- Cơ sở dữ liệu khí tượng thủy văn và biến đối khí hậu;

- Cơ sở dữ liệu Biển và hải đảo

Hình 1: Các thành phần của CSDL TNMT Quốc gia

Hình 2: Mô hình kiến trúc cơ sở dữ liệu quốc gia về TNMT

b Cơ sở pháp lý xây dựng cơ sở dữ liệu

- Luật đất đai 2003;

- Thông tư số 09/2007/TT- BTNMT về việc Hướng dẫn việc lập,

chỉnh lý, quản lý hồ sơ địa chính;

- Nghị định số 88/2009/NĐ-CP ngày 19/10/2009 của Chính phủ

về cấp giấy CNQSD đất, Quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất;

- Thông tư số 17/2009/TT-BTNMT của Bộ tài nguyên và môi

trường Quy định về Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở

và tài sản khác gắn liền với đất

- Thông tư số 17/2010/TT-BTNMT ngày 04/10/2010 của Bộ Tài

nguyên và Môi trường Quy định kỹ thuật về chuẩn dữ liệu địa chính;

- Thông tư số 20/2010/TT-BTNMT ngày 22/10/2010 của Bộ Tài

nguyên và Môi trường Quy định bổ sung về Giấy chứng nhận quyền sử dụngđất, quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất

c Quy trình xây dựng CSDL tài nguyên môi trường

Hình 3: Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên môi trường

d Cơ sở dữ liệu đất đai

CSDL đất đai bao gồm 02 thành phần dữ liệu không gian và các dữ liệu

thuộc tính :

Hình 4 : Các thành phần của CSDL đất đai

1 Dữ liệu không gian

Được lập để mô tả các yếu tố gồm tự nhiên có liên quan đến việc sửdụng đất bao gồm các thông tin:

- Vị trí, hình dạng, kích thước, tọa độ đỉnh thửa, diện tích của các thửađất;

- Vị trí, hình dạng, diện tích của hệ thống thuỷ văn gồm sông, ngòi,kênh, rạch, suối; hệ thống thuỷ lợi gồm hệ thống dẫn nước, đê, đập, cống; hệthống đường giao thông gồm đường bộ, đường sắt, cầu và các khu vực đấtchưa sử dụng không có ranh giới thửa khép kín;

- Vị trí, tọa độ các mốc giới và đường địa giới hành chính các cấp, mốcgiới và chỉ giới quy hoạch sử dụng đất, mốc giới và ranh giới hành lang bảo

vệ an toàn công trình

2 Dữ liệu thuộc tính

Được lập để thể hiện nội dung của Sổ mục kê đất đai, Sổ địa chính, sổcấp giấy và Sổ theo dõi biến động đất đai quy định tại Điều 47 của Luật Đấtđai bao gồm các thông tin:

- Thửa đất gồm mã thửa, số tờ, số thửa, diện tích, loại đất;

- Người sử dụng đất: tên chủ sử dụng đất, mã đối tượng sử dụng đấtcho từng chủ sử dụng đất, ngày sinh, giới tính, số chứng minh nhân dân, địachỉ ;

- Người quản lý đất: tên tổ chức được giao quản lý, tên mã đối tượngđược giao quản lý đất;

+ Nghĩa vụ tài chính về đất đai;

- Nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất: dữ liệu về nhà ở và các tài sảnkhác gắn liền với đất

- GCN: dữ liệu số phát hành giấy, số vào sổ cấp giấy, mã vạch

* Nội dung trong báo cáo chỉ nghiên cứu về dữ liệu không gian

1.2 Cơ sở dữ liệu Geodatabase

Phần mềm ArcGIS đã thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu GISGeodatabase nhằm cung cấp các công cụ dùng để triển khai xây dựng và quản

lý một hệ thông tin địa lý thông minh

Quan điểm thiết kế các ứng dụng GIS sử dụng công nghệ ESRI ngàynay là đưa toàn bộ các dữ liệu không gian (bao gồm cả dữ liệu đồ họa vàthuộc tính, các quan hệ ) vào một cơ sở dữ liệu Geodatabase Việc thiết kếGeodatabase là thiết kế lược đồ lớp (Class Diagram)

Geodatabase là một cơ sở dữ liệu chứa dữ liệu thuộc tính, dữ liệukhông gian và quan hệ tồn tại giữa chúng Có thể nói Geodatabase còn là một

cơ sở dữ liệu địa lý hướng đối tượng và được quản lý thông qua một chuẩn

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Vì vậy, các thực thi trên đối tượng trongGeodatabase chính là các luật chuẩn hóa, liên kết và quan hệ topology

Có hai mô hình Geodatabase: Mô hình Geodatabase một ngườidùng (Personal Geodatabase) và mô hình Geodatabase nhiều người dùng(Enterprise Geodatabase)

tượng địa lý

(Table)

Là một tập các hàng với các trường giốngnhau Các lớp đối tượng địa lý là các bảngđược xác định với trường “shape”

Lớp quan hệ

(Relationship class)

Là lớp liên kết đối tượng trọng một lớp đốitượng địa lý với đối tượng trong một lớpđối tượng địa lý khác Thông thường, cáclớp quan hệ có các trường do người sử

dụng định nghĩaTopology

Bao gồm các luật cho phép quan rlys kết

nối giữa các đối tượng địa lý

Tập dữ liệu đo đạc

(Survey dataset)

Chứa các phép đo được sử dụng trong việctính toán tọa độ hình học đối tượng địa lýtrong các lớp đối tượng địa lý được đo đạc

Tập dữ liệu Raster

(Raster dataset)

Là một tập dữ liệu Raster biểu diễn các

hiện tượng địa lý liên tục

Tài liệu siêu dữ liệu

(Metadatadocument)

Là một XML có liên kết với tất cả các tập dữ liệu, thường được sử dụng trong ArcIMScác ứng dụng trên máy chủCông cụ xử lý thông

1.3 Hệ thống thông tin đất đai ELIS

1.3.1 Các chức năng của ELIS

ELIS là một hệ thống phần mềm với rất nhiều phân hệ Trong đó, mỗiphân hệ có những chức năng, mục tiêu hoạt động riêng Nhưng đều chạy trênmột nền tảng công nghệ và sử dụng một cơ sở dữ liệu tập trung, thống nhất.Nhờ thế, tất cả việc thông tin về quy hoạch đất đai, tình trạng pháp lý, diệntích của thửa đất sẽ được kiểm tra lập tức, đầy đủ, hệ thống chỉ với một yêucầu Thời gian dành cho việc kiểm tra, thẩm định sẽ nhanh hơn hẳn các phầnmềm về tra cứu, xây dựng CSDL đất đai đang sử dụng Đồng thời, việc sửdụng hệ phần mềm ELIS sẽ cho phép người dân có thể truy xuất dữ liệu trựctuyến về thửa đất, lô đất, dự án, công trình đang thi công, quy hoạch mà họquan tâm

Các phân hệ của hệ thống ELIS:

- ELIS-PMD: Phân hệ Quản lý nghiệp vụ và Luân chuyển hồ sơ đất đaiHoạt động theo cơ chế một cửa, quản lý quy trình nghiệp vụ và luânchuyển hồ sơ trong suốt quá trình xử lý theo quy trình đã thiết kế bắt đầu từkhâu tiếp nhận hồ sơ cho đến khi trả kết quả

Cung cấp dữ liệu cho các phân hệ khác, chủ yếu là cổng thông tin điện

tử ELIS-Portal

- ELIS-EIM: Phân hệ Quản lý thông tin môi trường

Mục tiêu và chức năng của phân hệ: Cho phép quản lý chỉ thông tin

thuộc tính khi chưa có thông tin đồ họa hoặc ngược lại Cung cấp dữ liệu chocác phân hệ khác, chủ yếu là cổng thông tin điện tử ELIS-Portal

- ELIS-REV: Phân hệ Hỗ trợ định giá bất động sản

Hỗ trợ định giá các thửa đất áp dụng trong công tác giải phóng bồithường, tính thuế sử dụng đất…

Hỗ trợ xây dựng bản đồ chuyên đề giá đất

- ELIS-LAP: Phân hệ Hỗ trợ quy hoạch

Hỗ trợ xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất từ các nguồn dữ liệu số

Mục tiêu và chức năng của phân hệ: Cung cấp cho người dùng chức

năng cập nhật, lưu trữ số liệu Đồng thời cho phép tổng hợp và kết xuất ra cácbáo cáo bằng văn bản được hỗ trợ bởi công cụ Microsoft Word

- ELIS-PE: Phân hệ Thiết kế quy trình

Mục tiêu và chức năng chính: Là nơi thực hiện trao đổi thông tin, dữ

liệu với các hệ thống thông tin, đồng thời thực hiện cung cấp và trao đổithông tin với người sử dụng thông qua một phương thức thống nhất trên nềntảng Web tại bất kỳ thời điểm nào và từ bất kỳ đâu

Công khai hóa tối đa thông tin một các tùy biến từ các phân hệ kháctrong hệ thống ELIS cung cấp Tùy biến giao diện và chức năng đối với từngđối tượng sử dụng Cụ thể:

Đối với người dùng trong hệ thống ELIS: Có thể tra cứu tất cả cácthông tin về hồ sơ, đất đai, môi trường,

Đối với người dân: Họ có thể tra cứu thông tin hồ sơ, đất đai, củamình, có thể gửi yêu cầu tới cơ quan thụ lý hồ sơ, có thể đưa thêm các thôngtin mô tả, hình ảnh minh họa về thửa đất của mình, và có quyền công khaithông tin về chi tiết thửa đất đó cho cộng đồng

Đối với người/doanh nghiệp khai thác dịch vụ: Họ có thể đăng ký sửdụng các dịch vụ mà hệ thống cung cấp

ELIS được xây dựng như là một giải pháp tổng thể cho thông tin ngànhTài nguyên và Môi trường, và đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường thẩmđịnh, công nhận tại Thông báo số 106/BTNMT-CNTT ngày 12/01/2012

Việc ứng dụng phần mềm ELIS sẽ đem lại hiệu quả thiết thực, quản lýchặt chẽ đất đai, đặc biệt là công tác quản lý biến động đất đai

1.3.2 Hệ thống thông tin đất đai ELIS ( phân hệ LRC )

LRC là một phân hệ thuộc hệ thống Thông tin đất đai và Môi trường(ELIS), có nhiệm vụ quản lý và đảm nhiệm toàn bộ các vấn đề liên quan đếnthông tin đất đai bao gồm đăng ký cấp giấy chứng nhận, quản lý và chỉnh lýbiến động, sổ sách-bảng biểu…

Đặc biệt chức năng chỉnh lý và quản lý biến động cho phép người dùng

tự định nghĩa các loại biến động và chỉnh lý tất cả các loại biến động trên mộtgiao diện duy nhất, đơn giản và thuận tiện

Có khả năng chuyển đổi tất cả các dữ liệu đã có dưới dạng số nhưViLIS, Famis, từ các file Excel

Với LRC người dùng có thể:

 Quản lý các đăng ký cấp giấy chứng nhận Quyền sử dụng đất

 In giấy chứng nhận Quyền sử dụng đất

 Cấu hình, chỉnh lý và phục hồi các biến động đất đai

 Xem thông tin lịch sử thửa đất

 Lập, in ấn các sổ sách báo cáo theo luật quy định (sổ địa chính, sổ mục kê, tờ trình …)

 Hỗ trợ in ấn bản đồ địa chính

Hình 5: Giao diện của phần mềm hệ thống thông tin đất đai Elis

CHƯƠNG II: ỨNG DỤNG NGÔN NGỮ UML VÀO

THIẾT KẾ MÔ HÌNH DỮ LIỆU

2.1 Ngôn ngữ UML

2.1.1 Tổng quan về ngôn ngữ UML

Ngôn ngữ UML là ngôn ngữ mô hình hóa đối tượng phổ biến UML ramắt vào năm 1996 do Jacobson và Booch viết nên UML được tạo ra nhằmchuẩn hóa ngôn ngữ mô hình hóa, dùng để đặc tả, trực quan hóa và tư liệu hóaphần mềm hướng đối tượng UML là một ngôn ngữ mô hình hoá thống nhất

có phần chính bao gồm những ký hiệu hình học, được các phương pháphướng đối tượng sử dụng để thể hiện và miêu tả các thiết kế của một hệthống Nó là một ngôn ngữ để đặc tả, trực quan hoá, xây dựng và làm sưuliệu cho nhiều khía cạnh khác nhau của một hệ thống có nồng độ phần mềmcao UML có thể được sử dụng làm công cụ giao tiếp giữa người dùng, nhàphân tích, nhà thiết kế và nhà phát triển phần mềm Hiện nay các ứng dụngcủa GIS sử dựng công nghệ của ESRI đều sử dựng UML là ngôn ngữ mô hìnhhóa chuẩn để thiết kế cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính

Hình 6: Các bước mô hình hóa Geodatabase sử dụng UML

Đầu tiên tạo một mô hình đối tượng UML cho cấu trúcGeodatabase Mô hình này có thể dựa trên mẫu sẵn có được cung cấp bởiESRI trong ArcGIS Những mẫu này được tích hợp trong Microsoft Visio hayRational Software Corporation’s Rational Rose và có thể tìm thấy trongCASE Tools trong bộ cài ArcGIS Các mẫu này bao gồm lược đồ UML của

mô hình đối tượng ArcGIS cần thiết để mô hình hóa một Geodatabase Saukhi tạo được và kiểm tra mô hình, cần phải xuất nó ra file XML hay MicrosoftRepository Định dạng lựa chọn phụ thuộc vào phần mềm mô hình hóa XMI(XML Metadata Interchange) được sử dụng nhiều hơn Repository Có thể tạolược đồ Geodatabase cho mô hình dữ liệu sử dụng ESRI Schema Wizardtrong ArcCatalog

Ngôn ngữ mô hình hóa UML cũng được Bộ Tài nguyên và Môi trườngquy định là ngôn ngữ biểu diễn mô hình cấu trúc dữ liệu địa lý

2.1.2 Ứng dụng ngôn ngữ UML vào xây dựng cơ sở dữ liệu

Geodatabase

- Quan điểm thiết kế các ứng dụng GIS sử dụng công nghệ ESRI ngày

nay là đưa toàn bộ các dữ liệu không gian ( bao gồm dữ liệu đồ họa và thuộctính, các quan hệ ) vào một cơ sở dữ liệu GeoDatabase

- GeoDatabase là cơ sở dữ liệu quan hệ hướng đối tượng (Object

Obriented Relational Database), do đó, thực chất việc thiết kế GeoDatabase làthiết kế lược đồ lớp ( Class Diagram )

- UML đã và đang là chuẩn ký hiệu công nghiệp cho thiết kế hướng

đối tượng Hiện có rất nhiều công cụ CASE Tools hỗ trợ thiết kế hướng đốitượng sử dụng UML như Rational Rose của IBM hay Visio của Microsoft vàEnterprise Architect

- Trong phạm vi đồ án này tôi xây dựng mô hình CSDL bằng UML

trên Visio