Xây dựng hệ thống quản lý thông tin đất đai tại huyện Đức Phổ, Quảng Ngãi trên nền WebGIS

Trong các ứng dụng công nghệ thông tin hiện nay thì Hệ thống thông tin địa lý Geographic Information System – GIS có thể đáp ứng được yêu cầu này, GIS được xem như một hệ thống thông tin

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THỊ CÚC

XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ THÔNG TIN ĐẤT ĐAI TẠI HUYỆN ĐỨC PHỔ, QUẢNG NGÃI TRÊN NỀN WEBGIS

Chuyên ngành: Hệ thống thông tin

Mã số: 61.49.01.04

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN

Đà Nẵng - Năm 2017

Công trình được hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS VÕ TRUNG HÙNG

Phản biện 1: TS Huỳnh Công Pháp

Phản biện 2: TS Nguyễn Quang Thanh

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Hệ thống thông tin họp tại Trường Đại học Sư phạm - Đại

học Đà Nẵng vào ngày 30 tháng 7 năm 2017

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Thư viện Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng, Đại học Đà Nẵng

- Trung tâm thông tin học liệu, Đại học Đà Nẵng

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đất đai là nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá đối với mỗi quốc gia, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần quan trọng hàng đầu trong môi trường sống, là địa bàn phân bố các khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh và quốc phòng Do đó, công tác quản lý nhà nước về đất đai cần phải nắm chắc các thông tin về đất như số thửa, số tờ bản đồ, diện tích, mục đích sử dụng, người sử dụng,

vị trí, hình thể thửa đất để phục vụ tốt công tác quản lý và đáp ứng nhu cầu hoạt động của dân cư

Đức Phổ là huyện đồng bằng ven biển nằm ở phía nam tỉnh Quảng Ngãi, có diện tích tự nhiên 37.276 ha với địa hình phức tạp, đa dạng, bị chia cắt mạnh, núi và đồng bằng xen kẽ, một số nhánh núi của dãy Trường Sơn chạy ra tận bờ biển Là một trong những huyện đang vươn mình tăng tốc phát triển kinh tế - xã hội, xây dựng đô thị,… để đưa huyện Đức Phổ trở thành thị xã trực thuộc tỉnh vào năm 2017 Trong công cuộc đổi mới kéo theo nhu cầu sử dụng đất ngày càng tăng lên một cách nhanh chóng, tình hình biến động đất đai trong huyện cũng ngày một đa dạng và phức tạp Đặc biệt, ở các khu vực đang đô thị hóa biến động rất nhiều về chuyển quyền sử dụng đất, chuyển mục đích, thu hồi, giao đất, thế chấp… diễn ra sôi động làm cho công tác quản lý tài nguyên đất tại huyện Đức Phổ gặp nhiều khó khăn

Để quản lý tốt cơ sở dữ liệu về đất đai cần phải có một công cụ quản lý, cập nhật thông tin, dữ liệu một cách thường xuyên, đầy đủ và chính xác Trong các ứng dụng công nghệ thông tin hiện nay thì Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System – GIS) có thể đáp ứng được yêu cầu này, GIS được xem như một hệ thống thông tin

đa năng, với khả năng quản lý chia sẻ các ứng dụng thông tin địa lý qua mạng Internet, công nghệ GIS được phát triển theo hướng tích hợp

GIS trên nền Web hay còn gọi là WebGIS WebGIS là xu hướng phổ biến thông tin mạnh mẽ trên Internet không chỉ dưới góc độ thông tin thuộc tính thuần túy mà nó kết hợp được với thông tin không gian hữu ích cho người sử dụng Đây là một hướng đi mới mang lại hiệu quả cao trong nhiều lĩnh vực quản lý tài nguyên, môi trường cũng như quản

lý đất đai

Ngày nay sự phát triển của công nghệ thông tin đã thực sự có rất nhiều ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế - xã hội, sản xuất kinh doanh, quản trị doanh nghiệp, nó trở thành một công cụ hỗ trợ đắc lực trong các công tác quản lý, xây dựng dữ liệu cũng như đề xuất các chiến lược kinh doanh hiệu quả Một trong những công cụ được phát triển mạnh trong những năm gần đây được kể đến là GIS (Geographic Information System – hệ thống thông tin địa lý), GIS đã được ứng dụng rất nhiều trong các ngành khoa học có liên quan đến dữ liệu không gian, với khả năng quản lý chia sẽ các ứng dụng thông tin địa

lý qua mạng Internet, công nghệ GIS được phát triển theo hướng tích hợp GIS trên nền Web hay còn gọi là WebGIS WebGIS là xu hướng phổ biến thông tin mạnh mẽ trên Internet không chỉ dưới góc độ thông tin thuộc tính thuần túy mà nó kết hợp được với thông tin không gian hữu ích cho người sử dụng Đây là một hướng đi mới mang lại hiệu quả cao trong nhiều lĩnh vực quản lý tài nguyên, môi trường cũng như quản lý đất đai

Trong những năm qua ngành Tài nguyên và Môi trường không ngừng nổ lực trong việc xây dựng một hệ thống thông tin hiện đại nhằm đáp ứng các mục tiêu quản lý Nhà nước về đất đai theo hướng xây dựng Chính phủ điện tử và thực hiện chủ trương kinh tế hóa của ngành, bước đầu đã có một số đơn vị trong nước nghiên cứu xây dựng hệ thống quản

lý thông tin đất đai Tuy nhiên các nghiên cứu xây dựng hệ thống quản

lý thông tin về đất đai ở tỉnh Quảng Ngãi đặc biệt là huyện Đức Phổ hiện nay chưa được xây dựng để quản lý thông tin đất đai, chỉ thực hiện

quản lý theo thủ công

Xuất phát từ tình hình thực tế trên và tính cấp thiết hiện nay trong công tác quản lý nhà nước về đất đai, việc ứng dụng WebGIS vào công tác quản lý đất đai là rất cần thiết Vì vậy, chúng tôi chọn đề

tài “Xây dựng hệ thống quản lý thông tin đất đai tại huyện Đức Phổ,

Quảng Ngãi trên nền WebGIS”

2 Mục tiêu và nhiệm vụ đề tài

2.1 Mục tiêu

Ứng dụng công nghệ WebGIS xây dựng hệ thống quản lý thông tin đất đai tại huyện Đức Phổ, tỉnh Quảng Ngãi trên mạng Internet nhằm nâng cao hiệu quả quy hoạch sử dụng đất và góp phần làm minh bạch hóa thị trường đất đai

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Các văn bản pháp quy hiện hành về quản lý đất đai, hệ thống thông tin địa lý, thông tin dữ liệu đất đai và bản đồ hiện trạng huyện Đức Phổ

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Trong phạm vi của luận văn chúng tôi lựa chọn phần mềm PostgreSQL/PostGIS làm công cụ để xây dựng cơ sở dữ liệu Dữ liệu đất chúng tôi tiến hành khảo sát, thu thập tại xã Phổ Hòa, huyện Đức Phổ Thông qua dữ liệu thu thập được, chúng tôi tiến hành xây dựng

hệ thống quản lý thông tin đất đai bằng WebGIS, hệ thống dữ liệu mà chúng tôi thực hiện gồm: bản đồ nền, địa phận và thông tin thửa đất

4 Phương pháp nghiên cứu

4.1 Phương pháp lý thuyết

Trong quá trình triển khai luận văn chúng tôi sử dụng phương pháp thu thập và xử lý tài liệu về dữ liệu thửa đất như vị trí, các thông tin thuộc tính thửa đất tại khu vực Đức Phổ - Quảng Ngãi, các tài liệu được tổng hợp, phân tích và sử dụng trong các nghiên cứu liên quan đến luận văn

Để xây dựng ứng dụng chúng tôi sử dụng công nghệ mã nguồn

mở Geoserver, hệ quản trị CSDL PostgreSQL/PostGIS, thư viện JavaScript Openlayer để xây dựng ứng dụng

bộ từ cấp huyện đến cấp tỉnh Đây là tiền đề quan trọng để hướng đến hoàn thiện hệ thống thông tin về đất đai hiện đại, đáp ứng nhu cầu tra cứu thông tin đất đai cho người dân và doanh nghiệp qua môi trường mạng máy tính

5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài sẽ giúp cơ quan quản lý nhà nước về đất đai ở địa phương thực hiện các tác nghiệp về quản lý, cập nhật biến động, cấp giấy

chứng nhận và giải quyết về hồ sơ đất đai phục vụ người dân và doanh nghiệp một cách nhanh chóng, chính xác và thuận tiện

6 Kết quả đạt được

Lý thuyết: Nắm được lý thuyết nền tảng về GIS, các kỹ thuật

đưa bản đồ lên Web, xuất bản đồ dưới dạng hình ảnh bản đồ thông qua các phần mềm hỗ trợ

Thực tiễn: Xây dựng chương trình và thực nghiệm hệ thống

quản lý dữ liệu đất đai huyện Đức Phổ, tỉnh Quảng Ngãi

7 Bố cục của luận văn

Bố cục của luâ ̣n văn đươ ̣c tổ chức thành 3 chương:

Chương 1 Nghiên cứu tổng quan

Trong chương này, luận văn tập trung trình bày các nội dung: Khái niệm về GIS; các thành phần của GIS, chức năng của GIS; Khái niệm WebGIS, cấu trúc triển khai, chiến lược phát triển WebGIS và giới thiệu một số phần mềm thông dụng hiện nay cho xây dựng ứng dụng của GIS

Chương 2 Phân tích thiết kế hệ thống

Đây là một chương quan trọng trong đề tài Trong chương này luận văn mô tả ứng dụng, đề xuất giải pháp và phần quan trọng là phân tích và thiết kế hệ thống như: đặc tả Use Case, thiết kế các mô hình xử

lý tổng quát,… để xây dựng hệ thống quản lý thông tin đất đai

Chương 3 Xây dựng chương trình và thực nghiệm

Trong chương này, luận văn mô tả quy trình hiển thị bản đồ trong GeoServer lên giao diện WebGIS, xây dựng cơ sở dữ liệu Sau

đó, thiết kế giao diện cho trang Web, và chạy thử nghiệm hệ thống

CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

1.1 HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)

1.1.1 Khái niệm

Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - gọi tắt là GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin được hình thành vào cuối thập niên 50, đầu thập niên 60, nhưng chỉ đến những năm 80 thì GIS mới thực sự có thể phát huy hết khả năng của mình do sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ phần cứng Từ những năm 1990 trở lại đây thì công nghệ GIS đã có một sự phát triển nhảy vọt, trở thành một công cụ hữu hiệu trong quản lý và trợ giúp việc ra quyết định Ngày nay, GIS là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân, đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở toạ độ của các

dữ liệu đầu vào [3]

Từ năm 1980 đến nay đã có rất nhiều định nghĩa GIS được đưa

ra, tuy nhiên không có định nghĩa nào khái quát đầy đủ về GIS vì phần lớn chúng đều được xây dựng trên khía cạnh ứng dụng cụ thể trong từng lĩnh vực:

- Xuất phát từ những lĩnh vực địa lý, địa chất, môi trường, tài nguyên, một số nhà khoa học sử dụng GIS như là những công cụ phục vụ cho công trình nghiên cứu của mình đã định nghĩa GIS:

“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống có chức năng xử lý các thông tin địa lý nhằm phục vụ việc quy hoạch, trợ giúp quyết định trong một lĩnh vực chuyên môn nhất định” (Pavlidis, 1982) [17]

“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống sử dụng cơ sở dữ liệu

để trả lời các câu hỏi về bản chất địa lý của các thực thể địa lý” (Goodchild, 1985; Peuquet, 1985) [14]

“GIS là một hộp công cụ mạnh dùng để lưu trữ và truy cập tùy

ý, biến đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những mục tiêu đặc biệt” (Burrough, 1986) [9]

- Xuất phát từ những chức năng cần có của một hệ thống thông tin địa lý, một số nhà khoa học đã định nghĩa GIS:

“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống chứa hàng loạt chức năng phức tạp dựa vào khả năng của máy tính và các toán tử xử lý thông tin không gian” (Tomlinson and Boy, 1981; Dangemond, 1983) [21]

“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính để thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian” (NCGIA=National Center for Geographic Information and Analysis, 1988) [16]

“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống bao gồm bốn khả năng xử lý dữ liệu địa lý sau: (1) nhập dữ liệu, (2) quản lý dữ liệu (bao gồm lưu trữ và truy xuất), (3) gia công và phân tích dữ liệu, (4) xuất

dữ liệu” (Stan Aronoff, 1993) [20]

“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, truy vấn, phân tích và hiển thị dự liệu không gian” (Clarke, 1995) [11]

- Xuất phát từ quan điểm hệ thống thông tin, một số nhà khoa học đã định nghĩa GIS:

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

(Dueker, 1979) [12]

“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống thông tin bao gồm một số phụ hệ (subsystems) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành những thông tin có ích” (Calkins and Tomlinson, 1977; Marble, 1984) [10]

“GIS là một hệ thống thông tin được thiết kế để làm việc với dữ liệu có tham chiếu tọa độ địa lý Nói cách khác, GIS là hệ thống gồm

hệ cơ sở dữ liệu với những dữ liệu có tham chiếu không gian và một tập những thuật toán để làm việc trên dữ liệu đó” (Star and Estes, 1990) [21]

Như vậy, những định nghĩa trên cho thấy rằng hệ thống thông tin địa lý có những khả năng của một hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm và các thiết bị ngoại vi) dùng để nhập, lưu trữ, truy vấn, xử

lý, phân tích và hiển thị hoặc xuất dữ liệu Trong đó cơ sở dữ liệu của

hệ thống là những dữ liệu về các đối tượng, các hiện tượng, các hoạt động, các sự kiện kinh tế, xã hội, nhân văn phân bố theo không gian [5]

Tóm lại, hệ thống thông tin (Geographic Information Systems)

là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu

về các đối tượng, các hiện tượng, các sự kiện của thế giới thực theo không gian và thời gian thực [5]

1.1.2 Các thành phần của GIS

GIS được kết hợp bởi 5 thành phần chính được mô tả trong hình 1.1 bao gồm: Phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người, chính sách và quản lý [23]

Hình 1.1 Các thành phần của GIS

a Phần cứng

Bao gồm hệ thống các máy tính điện tử, các thiết bị mạng cần thiết khi triển khai GIS trên môi trường mạng và các thiết bị ngoại vi (máy in, GPS, máy quét, ) Hệ thống này được liên kết với nhau trong một mạng LAN hay Internet, có khả năng thực hiện các chức năng như nhập, xuất và xử lý thông tin của phần mềm

b Phần mềm

Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết

để lưu giữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý Các thành phần chính trong phần mềm GIS là [7]:

- Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý

- Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS)

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

- Giao diện đồ họa người – máy để truy cập các công cụ dễ dàng

Phần

mềm

Dữ liệu

Con người

Phần cứng

người sử dụng tự tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại

Dữ liệu GIS có hai thành phần chính là dữ liệu không gian (spatial data) và dữ liệu thuộc tính (non-spatial data) Trong hệ thống thông tin địa lý, hai thành phần dữ liệu này được liên kết với nhau

e Chính sách và quản lý

Ðây là hợp phần rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS Hệ thống GIS cần được điều hành bởi một bộ phận quản lý, bộ phận này phải được giao nhiệm vụ tổ chức hoạt động hệ thống GIS một cách có hiệu quả nhằm phục vụ người sử dụng thông tin

1.1.3 Chức năng của GIS

GIS có 4 các chức năng cơ bản sau:

- Thu thập dữ liệu: Dữ liệu được sử dụng trong GIS thường đến từ nhiều nguồn khác nhau, có nhiều dạng và được lưu trữ theo nhiều cách khác nhau Các nguồn dữ liệu GIS đang được sử dụng hiện nay được thu thập chủ yếu từ: số hóa từ bản đồ giấy, các số liệu tọa độ thu được từ các máy đo đạc, số liệu thống kê, ảnh vệ tinh, hệ thống định vị toàn cầu (GPS),…

- Quản lý dữ liệu: Sau khi dữ liệu được thu thập và tích hợp, GIS cung cấp chức năng lưu trữ và duy trì dữ liệu Hệ thống quản lý

dữ liệu phải đảm bảo các điều kiện về an toàn dữ liệu, toàn vẹn dữ liệu, lưu trữ, trích xuất và thao tác với dữ liệu

- Phân tích không gian: Đây là chức năng quan trọng của GIS, phân tích không gian cung cấp các phép toán như tạo vùng đệm, chồng lớp, nội suy không gian…

- Hiển thị kết quả: Chức năng hiển thị trong hệ thống thông tin địa lý là biến ngôn ngữ của máy tính thành ngôn ngữ thân thiện với người dùng Với nhiều thao tác trên dữ liệu địa lý, kết quả cuối cùng được hiển thị tốt nhất dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ Bản đồ rất hiệu quả trong lưu trữ và trao đổi thông tin địa lý GIS cung cấp nhiều công

cụ mới và thú vị để mở rộng tính nghệ thuật và khoa học của ngành bản đồ Bản đồ hiển thị cụ thể được kết hợp với các bản báo cáo, hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác

“WebGIS là một hệ thống phức tạp cung cấp truy cập trên mạng với những chức năng như là bắt giữ hình ảnh, lưu trữ, hợp nhất dữ liệu, thao tác dữ liê ̣u, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian” (Harder, 1998) [15]

“WebGIS là hệ thống thông tin địa lý được phân bố thông qua

hệ thống mạng máy tính phục vụ cho việc thống nhất, phổ biến, giao tiếp với các thông tin địa lý được hiển thị trên World Wide Web” (Edward, 2000, URL) [13]

1.2.2 Kiến trúc WebGIS

Dịch vụ web thông tin địa lý hay còn được gọi là WebGIS được xây dựng để cung cấp các dịch vụ về thông tin địa lý theo công nghệ Web service Chính vì thế nên bất cứ WebGIS nào cũng phải thỏa mãn