Xây dựng mô hình cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin đô thị cấp cơ sở lấy ví dụ phường nguyễn du, quận hai bà trưng, thành phố hà nội

Với mong muốn được góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước và phát triển đô thị, các tác giả đã thực hiện đề tài nghiên cứu này với n h ữ n g m ục tiêu sau: - Ngh

BẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HOC T ự NHIÊN

xfiv DỰNG m ô HÌNH cơ SỞ DỮ uệu

Hệ THỐNG THÔNG TIN DÔ THỊ CẤP cơ SỞ (LẤV Ví DỤ PHƯỜNG n g u v I n d u , QUẬN HUI IỈÀ TRƯNG, THÀNH PHỐ HÀ NỘI)

MÃ SỐ: QT-06-26 CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: TS TRẦN Q u ố c BỈNH

Hà Nội - 2007

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H I Ê N

BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN cứ u KHOA HỌC

DU, OUỘN Hfll BÀ TRƯNG, THÀNH PHỐ HR NỘI)

Lê Phương Thúy, Lê Thị Hươnơ Hà,

Vũ Thị Trang, Bùi Thị Vui

TÓM TĂT BÁO CÁO

1 TÊN Đ Ề TÀI: X â y dựng m ô hình c ơ sở dư liệu hệ th ôn g th ô n g tin đô th ị cáp cơ

s ỏ (lấ y v í dụ ph ư ờ n g N gu yễn D u, quận H a i B à Trưng, thàn h p h ố H à N ộ i),

M Ả SỐ: Q T-06-26

2 C H Ủ TR Ì Đ Ề TÀI: TS Trần Quốc Bình

3 C Á N B Ộ PHỐI HỢP: ThS Phạm Thị Phin, CN Đinh N gọc Đạt

CN Lê Thị Hồng, CN Vù Bá Đ ông

CN Lê Thị Hương, CN Trần Anh Tuấn

Lê Phương Thúy, N guyễn Thị Trang

Lê Thị Hương Hà, Bùi Thị Vui, Trịnh Thị Thắm

4 MỤC TIÊU VÀ NỘI DƯNG NGHIÊN c ú u

4.1 M ục tiêu

- N ghiên cứu thiết k ế mô hình cơ sở dữ liệu hộ thống thông tin đỗ thị cấp cơ sớnhằm hỗ trợ công tác quản lý đô thị ớ Việt Nam;

- N ghiên cứu giải một số bài toán ứng dụng, thử nghiệm thực tế tại phường

N gu yễn Du, quận Hai Bà Trưng, thành phố Hà Nội

4.2 N ội d u ng

- N ghiên cứu về nhu cầu xây dựng hệ thống thông tin đô thị, tình hình xây dưng các hệ thống thông tin đỏ thị ở trong và ngoài nước

- Thiết k ế m ô hình cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin đỏ thị cấp cơ sở

- Thử nghiệm thực tế ở phường N guyễn Du và giải một số bài toán ứng dụ ng (xemthông tin và tìm đường đi xe buýt, hiển thị m ô hình 3D, thành lập bản đồ vùng giá trị đất đai, )

5 C Á C K Ế T Q U Á Đ Ạ T ĐUƠC

• Đ ề xuấ t mỏ hình co' sở d ữ liệu hệ thống thông tin đô thi cấp c ơ sở.

• Đ ề xuất thuật í oán vù quy trình giới m ột s ố bùi toán ứng tỉ ụ nạ của hệ thốnq: lìm đường đi xe buýt, thành lập bủn dở vìuiiị giá trị (ỉu! cloii, hiển thị m ô hình 3D,

• C ô ng b ổ ỉ b à i báo: Trần Quốc Bình, Lè Phương Thúy, Lê Thị Hương Hà, Bùi

Thị Vui Sử dụng phần mềm ArcGIS đê thành lập bản đổ diện tử về hệ thống

xe buýt của thành phô Hà Nội Tạp chí Đ ịa chính, sô 6-12/2006 tr 26-31

• Đ à o tạo 02 thạc sỹ khoa học:

+ Lê Thị Hương Nghiên cứu thiết kế hệ thõng thõng tin phuc vụ quán lý thị trường nhà chung cư (lấy ví du khu đô thị mới Trung Hòa - Nhân Chính, thành phó' Hà Nội) Luận văn cao học ngành Địa chính Đã bảo vệ tháng 7/2006

+ Đinh Ngọc Đạt Nghiên cứu thiết kế hệ thống thông tin đất đai cấp cơ sớ ớ khuvực đô thị (lây ví dụ phường Phan Chu Trinh, quận Hoàn Kiếm, thành phó HàNội) Luận vãn cao học ngành Địa chính Đã báo vệ tháng 1/2007

• Hướng dẫn ỉ báo cáo khoa học đ o ạ t giải nhì "Sinh viên nghiên cứu khoa

h ọ c" của Bộ G iáo dục và Đ ào tạo năm 2006:

Lê Phương Thúy, Lê Thị Hương Hà, Bùi Thị Vui (K48 Địa chính), ứng dụng công nghộ GIS thành lập bản đồ điện tử về hệ thống xe buýt Hà Nội Hà Nội, 2006

• Đ à o tạo 03 cử nhân khoa học:

+ Nguyễn Anh Tuấn Xây dựng hệ thống thông tin đất đai cấp cơ sở (lấy ví dụ

phường Nguyễn Du, quận Hai Bà Trung, thành phố Hà Nội) Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy ngành Địa chính Trường ĐH KHTN, ĐHQG Hà Nội Đã bảo vệ tháng 6/2006

+ Nguyễn Tiến Trường Xây dựng hệ thống thông tin hồ sơ địa chính phục vụ quản

lý đất đai cấp cơ sở (lấy ví dụ tại phường Nhân Chính, quận Thanh Xuân, thành phố Hà Nội) Khóa luận tốt nghiệp đại học hộ chính quy ngành Địa chính Trường

ĐH KHTN, ĐHQG Hà Nội, Đã bao vệ tháng 6/2006

+ Đỗ Thị Minh Tâm Nghiên cứu thành lập bản đồ vùng giá trị đất đai bằng cồng nghệ GIS, thử nghiệm tại phường Nhân Chính, quận Thanh Xuân, thành phô Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy ngành Địa chính Trường ĐH KHTN, ĐHQG Hà Nội, Đa bảo vệ tháng 6/2006

6 TÌN H H ÌN H K IN H PHÍ CỦA Đ Ề TÀI:

Kinh phí: 15.000.000 VNĐ, thực hiện trong 1 nãm

Đ ã quyết toán xong với Phòng Kê hoạch và Tài vụ trường ĐH K HTN Hà Nội

S U M M A R Y

1 P r o j e c t title: Establishment o f a geodatabase model for urban inform ation

system at the local level (case study in N guyen Du Ward, Hai Ba Trung District,

Hanoi City).

P roject code: Q T-06-26.

2 P roject coord inator: Dr Tran Quoc Binh.

3 C o - o p e r a tiv e officials: MSc Pham Thi Phin, MSc Dinh Ngoc Dat,

BSc Le Thi Hong, BSC Vu Ba Dong MSc Le Thi Huong, BSc Tran Anh Tuan

Le Phuong Thuy, Nguyen Thi Trang

Le Thi Huong Ha, Bui Thi Vui, Trinh Thi T ham

4 R esearch ob jectives and contents

4.1 O bjectives

- Research on development of a geodatabase model for Urban information system (UIS) at basic level

~ Development of m ethodology for resolving some applied tasks, field testing

in N guyen Du Ward, H a Ba Trung District, Hanoi City

4.2 C ontents

- A ssessm ent o f the need for establishing an urban information system, the

current situation o f establishment o f UIS in Vietnam and in the world

- Design of a geodatabase model for UIS at basic level

- Field testing in Nguyen Du Ward and solve some applied tasks (display inform ation about bus lines and find the fastest path, displaying a city's 3D model, creating a land value zone map, )

5 A ch ieved results

• A geodatabase m o d el f o r urban inform ation system at b asic level.

• M ethod o logy fo r solving som e applied tasks (display inform ation about bus lines a n d fin d the fa s te s t path, displaying a city's 3D m odel, creating a land value zone m ap, ).

• P ublication o f 01 scientific paper.

Tran Quoc Binh Le Phuong Thuv, Le Thi Huono Ha, Bui Thi Vui Using ArcGIS software for development of electronic map of Hanoi bus Journal of Land Administration, No 6-12/2006 pp 26-31

• S u p p o rt fo r 02 m a ster theses:

+ Le Thi Huong Research on development of an information system for management of apartment market (case studv in Trung Hoa - Nhan Chinh apartment quarter, Hanoi) Thesis for Master of Science dedgree, 7/2006

+ Dinh Ngoc Dat Research on development of land information system at basic level in the urban area (case study in Phan Chu Trinh Ward, Hoan Kiem District,

S u p p o rt f o r 01 student's research project (Silver m edal o f M in istry o f

E ducation and Training):

Le Phuong Thuy, Le Thi Huong Ha, Bui Thi Vui Using GIS for creating an

electronic map of Hanoi bus system Hanoi, 2006.

S u p p o rt f o r 03 bachelor theses:

+ Nguyen Anh Tuan Development of land information system at basic level (case study in Nguyen Du Ward, Hai Ba Trung District, Hanoi City) Thesis for Bachelor degree Hanoi, 2006

+ Nguyen Tien Truong Development of cadastral information system for land management at the local level (case study in Nhan Chinh Ward, Thanh Xuan District, Hanoi City) Thesis for Bachelor degree Hanoi, 2006

+ Do Thi Minh Tam Research on creation of land value zone map by using GIS (case study in Nhan Chinh Ward, Thanh Xuan District, Hanoi City) Thesis for Bachelor degree Hanoi, 2006

MỤC LỤC

MỞ Đ Â U 3

CHƯƠNG 1 TỒNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐÔ T H Ị 5

1.1 Quản lý đô thị và thông tin đô th ị 5

1.2 Nhu cầu xây dựng hệ thống thông tin đô t h ị 7

1.3 Các thành phần của hệ thống thông tin đô th ị 9

1.3.1 Phần cứng 9

1.3.2 Phẩn mềm 10

1.3.3 Con người ] ]

1.3.4 Dữ liệu 12

1.3.5 Cơ chế, chính sách 12

1.4 Tình hình xây dựng hệ thống thông tin đô thị trong và ngoài nước 12

1.4.1 Tinh hình xây dựng hệ thống thông tin đô thị trên thế giới 12

1.4.2 Tình hình xây dựng hệ thống thông tin đô thị ở Việt Nam 20

1.4.3 Một số nhận xét chung 23

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MÔ HÌNH c ơ SỞ DỮ LIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ CẮP C ơ S Ở 24

2.1 Xây dựng sơ đồ phân cấp chức nãng và sơ đồ dòng dữ liệ u 24

2.1.1 Xây dựng sơ đồ phân cấp chức năng 24

2.1.2 Xây dựng sơ đồ dòng dữ liệu 27

2.2 Thiết kế các thực thể của cơ sở dữ liệ u 28

2.2.1 Ọuy tắc chung 28

2.2.2 Phân lớp dữ liệu chuyên đê (thematic layer) 29

2.2.3 Lóp dữ liệu chuyên đề Nen địa lý 31

2.2.4 Lóp dữ liệu chuyên đề Hành chính 35

2.2.5 Lóp dữ liệu chuyên đề Địa chính 40

2.2.6 Lóp dữ liệu chuyên đề Dân CƯ - Dịch vụ 50

2.2.7 Lóp dữ liệu chuyên đề Giao thông 56

2.2.8 Lóp dũ' liệu chuyên đề Hạ tầng 61

2.2.9 Lóp dữ liệu chuyên để Môi trường 67

2.2.10 Lóp dử liệu chuyên đề Kinh tế - Xã hội 70

2.2.1 1 Mối quan hệ topology giữa các thực thê không gian 76

2.3 Lựa chọn mô hình dữ liệu không gian và công nghệ quản lý dữ liệ u 78

2.3.1 Lựa chọn mô hình dữ liệu không gian 78

2.3.2 Lựa chọn công nghệ 79

CHƯƠNG 3 THỬ NGHIỆM TẠI PHƯỜNG NGUYỄN DU VÀ GIÁI MỘT SỐ BÀI TOÁN ỨNG DỤNG 82

3.1 Giới thiệu về khu vực thử nghiệm 82

3.1.1 Điều kiện tự nhiên 82

3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 82

3.1.3 Thực trạng công tác quản lý đô thị 83

3.1.4 Các nguồn dữ liệu thu thập được 83

3.1.5 Phương án triền khai hệ thống thử nghiệm 84

3.2 Một số kết quả thừ nghiệm 84

3.2.1 Truy nhập hệ thống và quản lý quyền truy nhập 84

3.2.2 Sao lưu và bảo mật dữ liệu 85

3.2.3 Chọn đơn vị hành chính 86

3.2.4 Cập nhật thông tin 86

3.2.5 Tim kiếm và tra cứu thòng tin thuộc tính 90

3.2.6 Tìm kiểm và tra cứu thông tin trên bản đ ồ 93

3.2.7, Thông tin đầu ra của hệ thống 96

3.3 Giải một số bài toán ứng d ụ n g 99

3.3.1 Tìm đường đi nhanh nhất bàng xe buýt giữa các địa điểm trong thành phố 100

3.3.2 Thành lập bản đồ vùng giá trị đất đai 104

3.3.3 Hiển thị mô hình kiến trúc đô thị trong không gian 3 chiều 108

KẾT L U Ậ N 110

TÀI LIỆU THAM K H Ả O 111

MỞ ĐẦU

Hiện nay, dưới sụ lãnh đạo của Đảng, nhân dân ta đang đẩy mạnh sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước nhàm đưa Việt Nam từ một nước nông nghiệp lạc hậu thành một nirớc kinh tế phát triển có tỷ trọng công nghiệp cao Một hệ quà tất yếu của quá trình này là sự mở rộng của các đô thị, đặc biệt là các đô thị lớn, và công tác quản lý đô thị ngày càng trở nên phức tạp hơn bao giờ hết

Cuộc sống muôn màu, muôn vè và thay đổi hàng ngày của các đô thị là một trong những dấu hiệu phản ánh sự tăng trường kinh tế của đất nước, Tuy nhiên, nó cũng đặt ra cho các nhà quản lý đô thị những vấn đề nan giải có liên quan đến rất nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác nhau Lấy ví dụ đơn giản như việc xây dựng các công trình ngầm liên quan đển ngành giao thông, điện, cấp thoát nước, viễn thông, truyền hình, địa chính, xây dựng, môi trường, Và cho đến nay, việc đào bới các đường giao thông một cách chồng chéo vẫn liên tục diễn ra ở các đô thị được coi là hiện đại nhất nước như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh: hôm nay người ta đào đường để lắp đặt truyền hình cáp, ngày mai lại có một đội kỹ thuật khác đến đào đường để lắp đường ống dẫn nước, rồi đến ngày hôm sau nữa lại có người đào lên để kiểm tra đường dây điện, Những cảnh như vậy vẫn diễn ra thường ngày

và người dân thành phổ dường như đã quá quen thuộc với tình trạng đó Vậy đâu là nguyên nhân của những vấn đề này?

Một trong những nguyên nhân mà các nhà quàn lý thường đưa ra là do họ thiếu thông tin Và có lẽ họ đã đúng! Thông tin là nền tảng của mọi hoạt động Trong khi đó, cuộc sống đô thị ngày nay như một cơ thể khổng lồ với hàng trãm, hàng nghìn lĩnh vực hoạt động khác nhau có quan hệ hữu cơ với nhau Mỗi một hoạt động đêu liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp đến nhiều lĩnh vực khác, và do đó, để thực hiện bất kỳ một hoạt động nào đó một cách có hiệu quả, người ta phải được cung cấp một lượng thông tin đa ngành rất lớn, có tính đồng bộ, tính chính xác và kịp thời cao Và cùng chính ở thời điêm này, các phương pháp lưu trữ và xứ lý thông tin truyền thống (bàng hồ sơ, sồ sách) đã bộc lộ rõ những nhược điềm cơ ban cua mình, đó là: xử lý thông tin chậm, lượng thông tin ít, thiếu đồng bộ và kém chính xác Và do đó, việc tin học hóa các hệ thống lưu trữ, xử lý thông tin

ở khu vực đô thị thông qua việc thành lập các hệ thống thông tin đô thị là nhu cầu tất yếu trong quá trình phát triển cùa đất nước hiện nay

Với mong muốn được góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất

nước và phát triển đô thị, các tác giả đã thực hiện đề tài nghiên cứu này với n h ữ n g m ục

tiêu sau:

- Nghiên cứu thiết kế mô hình cơ sớ dữ liệu hệ thống thông tin đô thị cáp cơ sơ nhăm

hồ trợ công tác quản lý đô thị ở Việt Nam;

- Nghiên cứu giải một số bài toán ứng dụng, thừ nghiệm thực tế tại phường Nguyễn

Du, quận Hai Bà Trưng, thành phẻ Hà Nội

Các mục tiêu nghiên cứu trên đã xác định n h ữ n g nộ i dung nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu về nhu cầu xây dựng hệ thống thông tin đô thị, tình hình xây dựng các

hệ thông thông tin đô thị ở trong và ngoài nước

- Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin đô thị cấp cơ sở

- Thừ nghiệm thực tế ờ phường Nguyễn Du và giải một số bài toán ứng dụng (xem thông tin và tìm đường đi xe buýt, hiển thị mô hình 3D, thành lập bản đồ vùng giá trị đất đai, )

Đê thực hiện những nội đung nghiên cứu trên, đề tài đã sừ dụng các p h ư ơ n g pltáp

nghiên cứu sau:

- Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa nhàm đánh giá thực trạng công tác quản lý

đô thị và thu thập dữ liệu ban đầu cho hệ thống

- Phương pháp phân tích tổng hợp để tìm hiểu về cơ sờ khoa học của cône tác quản

lý đô thị

- Phương pháp thiết kế có cấu trúc để thiết kế cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin đô thị

- Phương pháp quản lý dữ liệu bằng hệ thông tin địa lý

- Phương pháp phân tích mạng vả phương pháp nội suy để giải các bài toán ứng dụng của hệ thống

N h ữ n g kết quả chủ yếu đạt được cúa đề tài bao gồm:

- Đề xuất mô hình cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin đô thị cấp cơ sở bao gồm 92 thực thể, phân thành 8 lớp dữ liệu chuyên đề Xác định mối quan hệ topology giữa các thực thế không gian

- Đề xuất thuật toán và quy trình giải một số bài toán ứng đụng cùa hệ thống: tim đường

đi xe.buýt, thành lập bán đồ vùng giá trị đất đai, hiển thị mô hình 3D

- Công bố 1 bài báo trên Tạp chí Địa chính

- Đào tạo 2 thạc sỹ khoa học,

- Đào tạo 3 cử nhân khoa học

- Hướng dẫn 1 báo cáo khoa học đoạt giai nhì "Sinh viên nghiên cứu khoa học" của Bộ Giáo dục và Đào tạo năm 2006

CHƯƠNG 1 TÓNG QUAN VỀ HỆ THÓNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ

1.1 Quản lý đô thị và thông tin đô thị

Theo Huxhold W.E (1991), nhiệm vụ quản lý đô thị là cung cấp các sản phẩm và dịch vụ cho người dân thông qua việc quản lý các nguồn tài nguyên theo các chính sách

mà nhà nước và chính quyền địa phương đặt ra Chức năng quàn lý đô thị có thể được phân thành 3 mức độ khác nhau, đó là:

- Mức hoạt động: cung cấp các sản phẩm và dịch vụ cho người dân;

- Mức quản lý: kiểm soát, phân bố các nguồn tài nguyên cần thiết cho các hoạt động;

- Mức chính sách: xác định các chiến lược chung và lâu dài cho các mức trên

Có thể kể ra rất nhiều các hoạt động của quản lý đô thị như: quàn lý đất đai và bất động sản, quản lý cơ sở hạ tầng (giao thông, điện, nước, cây xanh, bưu chính, viễn thông,, ), quản lý môi trường, quản lý tài chính, quản ]ý hoạt động kinh tế của tổ chức, cá nhân, Các nhà quản lý đô thị sử dụng các nguồn lực về tài chính, con người, thời gian,

đế tổ chức và phối hợp các hoạt động nói trên trong khuôn khố những giới hạn cho phép của những nhà hoạch định chính sách, v ề phần mình, những nhà hoạch định chính sách dựa trên nhu cẩu của người dân và các mục tiêu phát triên đật ra những giới hạn dó và cung cấp nguồn lực cho các nhà quản lý đô thị Như vậy, có thể thấy ràng cà 3 mức độ trên phối họp với nhau để thực hiện các chức năng nhàm duy trì và phát triển đô thị Moi quan

hệ giữa các mức độ này được biểu diễn qua cấu trúc hình tháp trên hình 1.1

Hình 1.1 Cấu trúc hình tháp cua các mức quan ìỷ đô thị (Huxhold H E, ỉ 991)

Ở đáy cùa hình tháp, tức là mức độ hoạt động, là nơi mà các chính sách và kỹ năng quản lý tạo ra những hoạt động liên quan trực tiếp đến người dân Ví dụ như người dân ở

Hà Nội được cung cấp dịch vụ thu gom rác thải sau khi các nhà hoạch định chính sách (Uy

ban nhân dân và Hội đồng nhân dân) đề ra chương trình làm sạch môi trường thành phổ và các nhà quản lý (Sở Giao thông công chính, Công ty Môi trường đô thị) nhận được các nguôn lực cần thiết (phương tiện, thiết bị, nhân lực) tiến hành tổ chức và thiết kế các tuyến thu gom rác thải Các hoạt động thu gom rác thải được tiến hành bởi những người thực hiện là các nhân viên Công ty Môi trường đô thị Tầng đáy (tầng hoạt động) là tầng lớn nhất của hình tháp bời nó thu hút hoạt động của nhiều nguồn nhân lực nhất.

Phân giữa của hỉnh tháp biểu diễn mức quản lý bởi nó là cầu nối giữa chính sách và các hoạt động Khi các chính sách về ngân sách, các chương trình, chiến lược được đề ra ở cấp cao nhất thì ở mức quản lý, chúng được cụ thể hóa bằng các kế hoạch hoạt động cụ thể cho mức dưới Các nguồn lực sử dụng cho mức hoạt động cũng được phân phổi ờ mức quản lý

Phần trên của hình tháp mô tả hoạt động cùa các nhà hoạch định chính sách, những người dược lựa chọn trong các cuộc bầu cử cùa nhân dân Tầng này là tầng nhỏ nhất của hình tháp bởi có ít người tham gia nhất

Cấu trúc hình tháp trên hình 1.1 được biểu diễn trong không gian 3 chiều bời đàng sau mỗi mức độ là các thông tin hồ trợ cho chúng Thông qua việc kết hợp theo chiều ngang và chiều thẳng đứng, thông tin thu thập ở mức hoạt động được phối hợp với nhau (kết họp theo chiều ngang) rồi tổng hợp lại (kết hợp theo chiều thẳng đứng) rồi cung cấp ngược lên đinh cùa hình tháp Như vậy, thông tin ở mức hoạt động cuối cùng sẽ dược sir dụng bời các nhà hoạch định chính sách đề đề ra các chính sách và chiến lược Sau đó, các chương trình và chiến lược này được gửi xuống cho mức quản ỉý để đề ra ke hoạch cụ thể, theo đó mức hoạt động sẽ thực đưa vào thực hiện (hình 1.2) Có thể dễ dàng nhận thấy tính hiệu quả của các chương trình và chính sách sẽ bị phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác, tính hiện thời và mức độ toàn diện của thông tin

Hình 1.2 Thông tin với các mức quàn lý đô thị

Thông tin được thu thập ờ mức hoạt động, ví dụ như đất đã được giao, thuế đã thu, công tơ (điện, nirớc) đã được đọc, tài sản đã được bán / chuyển nhượng Tuy nhiên,

không phải tất cả nhưng thông tin này là cần thiết cho mức quản lý bởi vì mức này thường đòi hỏi thông tin mang tính tồng hợp: không phải là thông tin theo từng số nhà, từng thừa đât mà thông tin được thông kê theo một hay nhiều chi tiêu nào đó Khi lên đến mức chính sách, khối lượng thông tin sẽ tiếp tục giảm đi nhiều nhung thông tin càng phải mang tính tông hợp cao hơn nữa bởi chúng phải chỉ ra được xu thế cùa các quá trình diễn ra ờ mức quản lý và mức hoạt động Vi vậy, mặc dù lượng thông tin ít nhưng việc cung cấp chúng cho mức chính sách là khó khăn nhất và việc thực hiện chủng là chức năng cao cấp nhất cùa một hệ thống thông tin đô thị.

1.2 Nhu cầu xây dựng hệ thống thông tin đô thị

Kinh nghiệm ở các nước trên thế giới cho thấy, hệ thống thông tin đô thị (UIS - Urban Information System) là một thành phần thiết yếu cùa hệ thống quản lý đô thị UIS đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng cuộc sống cùa người dân Theo Williamson I (1992), để đảm bảo chất lượng cuộc sống của người dân đô thị thì cần phải tạo ra một môi trường sống thích hợp Điều này chỉ có thề thực hiện được bới một hệ thống quản lý đô thị có hiệu quả trên cơ sờ quản lý chặt chẽ các thông tin về đất đai, cơ sờ hạ tầng, môi trường, dịch vụ công, (hình 1.3) Đây là lý do cơ bản để xây dựng một hệ thống thông tin đô thị nhẳm quản lý lưu lượng thông tin khống lồ đang phát sinh và luân chuyển trong đời sống đô thị hàng ngày ớ các thành pho Lập luận này đã dược chấp nhận

và sứ dụng bởi các tổ chức toàn cầu có uy tín như Liên hợp quôc, Ngân hàng Thê giới

Hình 1.3 Oi/àn lý thông tin hiệu quà là một điêu kiện bãi buộc

đê nâng cao đời sõng dân cư đô thị (Williamson I ì 992).

Thông tin đô thị có đặc thù là có khối lượng lớn, được thu thập ờ nhiều cấp khác nhau và nhiều nguồn khác nhau Ở cấp thấp nhất là người dân có các dữ liệu về gia đình, nghê nghiệp, đất đai, các tài sản, v.v Ở cấp cao hơn là một nhóm người, cộng đồng người

có các dữ liệu về tổ chức xã hội, Phần lớn các thông tin được thu thập từ cấp dưới, nhưng chúng thường được tập hợp lại ở các đơn vị lớn hơn, chù yếu là cấp hành chính phường (xã).Hiện nay, ở nước ta có nhiều cơ quan thu thập dữ liệu cũng như nhiều cơ quan sử dụng chúng Những cơ quan này thu thập dữ liệu, lưu trữ chúng, sau đó các dữ liệu này được rút ra và phân tích khi có nhu cầu Vì nhiều cơ quan thu thập để cho nhiều cơ quan dùng nên tất yếu sẽ dẫn đến việc thông tin bị chồng chéo, bỏ sót, nhất là độ chính xác, độ chuyên sâu còn yếu Hơn nữa, việc quản lý thông tin bầng các phương pháp truyền thống không theo kịp nhu cầu của thời đại mới, làm cho thông tin thiểu đồng bộ, khả năng phân tích, tông hợp yếu và chậm, độ tin cậy không cao Hệ quả là chi phí về thời gian, tiền bạc

và sức lực để thu thập thông tin thì rất lớn nhưng giá trị sử dụng của chúng thì lại không tương xứng

Sự phát triến của khoa học công nghệ dẫn đến hiện tượng giao thoa giữa các ngành khoa học, các lĩnh vực nghiên cứu, sản xuất và quản lý khác nhau Chính sự giao thoa này đã tạo ra những cơ hội mới và nhũng phương pháp mới thúc đẩy sự phát triển của xã hội Nổi bật nhất trong những năm vừa qua là sự giao thoa giữa hệ thông tin địa lý (GIS) với các ngành khoa học và quản lý khác như môi trường, kiến trúc, xây dựng, quản lý đất đai, quản lý hành chính, quản lý cơ sở hạ tầng, Kết quả của những sự giao thoa này là việc ra đời một loạt các hệ thống thông tin chuyên ngành đã bước dầu hoạt động có hiệu quả trong khoảng thời gian gần đây Việc phối hợp các hệ thống thông tin chuyên ngành thành một hệ thống đa ngành là một bước phát triển mới nhằm đạt hiệu quả cao hơn nữa trong việc thu thập, lưu trữ và xử lý thông tin Bên cạnh đó, so với những khu vực khác,

đô thị là nơi phát triển nhanh nhất và có nhiều biến động nhất Bởi vậy, thông tin càng đóng vai trò quan trọng trong đời sống muôn màu, muôn vẻ của đô thị Và việc xây dựng một hệ thống thông tin đa ngành ở đây - hệ thống thòng tin đô thị - là một nhu câu tất yếu của thời đại

Một khi hệ thống thông tin đô thị được xây dựng và dưa vào hoạt động có hiệu quả, các nhà quán lý sẽ được cung cấp các thông tin một cách tức thời Các thông tin này không chỉ là những đơn vị thông tin nhỏ lẻ, mà còn có thể là các thông tin tổng hợp, chiết tách theo những yêu cầu cụ thể Những thông tin như vậy không những mô tả hiện trạng mà còn chi ra những xu thế, tiến trình phát triển và do đó sẽ làm cho những quyết định cua các nhà quản lý trở nên dễ dàng hơn và sáng suốt hơn

Đối với người dân, hệ thống thông tin đô thị sẽ là phương tiện đế họ mở mang tri thức, nắm bất được sự phát triển của xã hội, liên kết mật thiết hơn với các nhà quản lý Qua

đó người dân sẽ ngày càng dóng vai trò tích cực hơn trong sự phát triển của đô thị nói riêng và cùa cả xã hội nói chung

Như vậy, việc xây dụng một hệ thống thông tin đô thị là nhu câu tât yêu, dông thời là một bước phát triển mới cùa bất kỳ một đô thị nào

1.3 Các thành phần của hệ thống thông tin đô thị

Hệ thong thông tin đô thị là được hiểu là một cơ sờ dừ liệu lưu trữ những d ữ liệu liên quan đến các hoạt động đô thị trong một hệ quy chiếu thống nhất, cùng với một tập hợp các quy trình, thủ tục, công nghệ để thực hiện việc cập nhật, khai thác và xử lý dữ liệu một cách có hệ thống

Một hệ thống thông tin đô thị bao gồm 5 thành phần cơ bản là: phần cứng, phần mềm,

dữ liệu, con người và các cơ chế, chính sách (hình 1.4)

Hình 1.4 Các thành phan chinh của hệ thông LỈS.

1.3.1 P hần cứng

L Máy chù {server): là các máy tính có tốc độ cao, được thiết kế đề hoạt dộng ốn

định liên tục trong một thời gian dài Máy chù là nơi lưu trữ và xử lý thông tin cùa hệ thổng Tùy theo chức nãng mà có thể có một số loại máy chù sau (hinh 1.5):

M á y ch ủ tệp tin (File Server)

M á y chù in ân

( Pr i nt Ser ver)

H ìn h 1.5 c 'ác loại máy chu.

- M áy chủ dữ liệu (Data Server) có nhiệm vụ lưu giữ và xử lý dừ liệu thông qua hoạt

động cùa phần mềm quản trị CSDL được cài đặt Data Sever là thành phần không thê thiếu được cùa một hệ thổng UIS

- M áy chù ứng dụng (Application Server) có chức năng chạy các úng dụng thướng là

dùng chung của hệ thống, ứ n g dụng có thể chạy trên máy chù Application Server và kết quả sẽ được hiển thị trên máy của người sử dụng (được gọi là Terminal) Việc sử dụng Application Server có thể làm giảm giá thành của hệ thống vì các Terminal không cần phài

có tốc độ cao

- M áy chủ tệp tin (File Server) có chức năng lưu giữ các tệp tin dùng chung cùa hệ

thống Loại máy chủ này không có yêu cầu cao đối với tốc độ của bộ vi xử lý

- Máy chủ in ấn (Print Server) dùng để quản lý một cách tập trung các công việc in

ấn của hệ thống

2 Các tram làm viêc (Workstationì: là phương tiện để người sừ dụng truy nhập hệ

thong và xử lý thông tin Đe kết nối mạng thì mồi trạm làm việc đêu được lăp card mạng (NIC - Network Interface Card)

3 Thiết bi nsoai vi: Các thiết bị ngoại vi hồ trợ việc nhập và in ấn thông tin.

- Máy quét (Scanner): dùng để chuyển các hình ảnh trên giấy thành các tệp tin đồ họa

để có thể lưu trữ và xử lý trên máy tính

- Bàn số hóa (Digitizer): dùng để số hóa các loại bán đồ giấy thành bản đồ số dưới

dạng véctơ

- Máy vẽ (Plotter): Dùng để in bản đè hay các bản vẽ kỹ thuật.

- Máy in (Printer): Dùng để in ấn các sản phẩm của hệ thống.

4 Hê thống mans: là phương tiện để kết nối các trạm làm việc với nhau và với máy

chủ Một hệ thống mạng tối thiểư gồm card mạng NIC được lắp ở các trạm làm việc và máy chù, các dây mạng (network cable) nối các card mạng đó với một bộ phận trung tâm

là Hub hay Switch (hình 1.6)

H ình 1.6 Sơ đồ mội mạng máy tính đon gián

5 Các thiết bi thu tháp dữ liêu: Trong một hệ thống UIS có thể có một số thiết bị dùng

để thu thập dĩr liệu không gian và thuộc tính bầng phương pháp tự động hoặc bán tự động Chảng hạn như các máy thu GPS, các hệ thống đo vẽ ánh số, các máy đo môi trường,

1,3.2 Phần mềm

L Hê điều hành m ans: là nền tảng và môi trường hoạt động cua các phân mêm ứng

dụng khác Hệ điều hành mạng có 2 loại: loại chạy trên máy chù (server) và loại chạy trên trạm làm việc (workstation) Các hệ điều hành mạng phổ biến hiện nay là Windows NT (Server và Workstation), Windows 2000 (Server và Workstation) Windows XP

(Workstation), Windows 2003 (Server) của hãng Microsoft, NetWare của Novell Solaris của hãng Sun, AIX của IBM, các phiên bản Linux và một số hệ khác dựa trên nền tảng Unix.

2 Phần mềm quàn tri cơ sở dữ liêu (DBM S - Database Manasement System)-, có

chức năng cung cấp các phương thức cập nhật, khai thác dữ liệu và thực hiện các chính sách bảo mật đối với dữ liệu Có 2 loại phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu là Server DBMS

và Desktop DBMS:

- Server DBMS được cài đặt trên các máy chủ dữ liệu (Data Server) nhằm phục vụ

một số lượng lớn người sử dụng Các phần mềm quản trị CSDL phổ biến là Oracle cùa hãng Oracle, SQL Server cùa Microsoft, DB2 của hãng IBM

- Desktop DBMS là các phần mềm đơn giản hơn Server DBMS Chúng chỉ thực hiện

chức năng quản trị CSDL trên một máy tính cá nhân (nên được gọi là Desktop) mà không cho phép quản trị CSDL trên máy chủ dữ liệu trong một mạng máy tính Đây chính là nguyên nhân tại sao các phần mềm loại này chi có thế được sừ dụng trong các hệ thống thông tin cá nhân mà không được sừ dụng trong một hệ thống thông tin lớn có máy chù như hệ thống thông tin đô thị Một số ví dụ về Desktop DBMS là Access của Microsoft, Paradox của Corel,

3 Phan mềm cây nhât và khai thác dữ liêu: được xây dựng cho một hệ thống UIS cụ

thể và sử dụng để làm đơn giản hóa các thao tác cập nhật vả hiển thị dữ liệu và giải một số bài toán ứng dụng của hệ thống Các phần mềm này được viết bang các ngôn ngữ lập trình độc lập như C++, Basic, FoxPro, hay bang các ngôn ngữ hỗ trợ bới các phần mềm quan trị CSDL Hiện nay có xu hướng xây dựng các phần mềm cập nhật và khai thác dữ liệu trên nền của các phần mem GIS để tận dụng khả năng phân tích và hiển thị dữ liệu không gian của chúng

4 Phần mềm đồ hoa, bản đồ: là các phần mềm dùng để thành lập và hiển thị các bán

đồ số Hiện nay, ở Việt Nam các phần mềm phổ biến loại này là AutoCAD, MicroStation, Mapping Office, Famis, SoftDesk, Land Desktop, Autodesk Survey,

5 Phần mềm GỈS: đươc sử dụng chủ yếu để phàn tích và tổng hợp thông tin nhầm

giải một bài toán nào đó Ví dự như chồng ghép ỉớp thông tin mục đích sử dụng và quy hoạch để tìm ra những thửa đất được sừ dụng không đủng mục đích Các phẩn mềm GIS đều có chức nãng thành lập và hiển thị bản đồ nên trong nhiều trường hợp chúng có thể thay thế nhóm các phần mềm đồ họa - bàn đồ (tuy chức năng không nhiều và không thuận tiện bằng các phần mềm đó) Một số phần mềm GIS thông dụng hiện nay là Maplnfo Ilwis, ArcGIS - Arclnfo, Geomedia,

/.3.3 Cott người

Cùng với dữ liệu, yếu tố con người đóng vai trò quyết định đôi với một hệ thông ƯIS

Đề hệ thống có thể hoạt động được thì cần phải có nguồn nhân lực tối thiểu như sau:

- Người lãnh đạo hệ thống (Leader/manager): chì đạo việc tổ chức và vận hành hệ thống.

- Nhà quàn trị hệ thống (System administrator): có nhiệm vụ đảm bào các thiết bị và

các phần mềm hoạt động liên tục trong một thời gian dài

- Nhà CỊiưm trị cơ sở dữ liệu (Database adm inistrator): chịu trách nhiệm vê các tiêu

chuẩn, tài liệu và thiết kế kỹ thuật của cơ sở dữ liệu.

- Nhà phân tích (Analyst): là người có kiến thức vững vàng về chuyên môn cũng như

vể công nghệ thông tin, có vai trò chuyển đổi các nhu cầu của người sừ dụng thành các nhiệm vụ và bài toán cùa hệ thống Nhà phân tích là người đưa ra thuật toán và phương pháp giải các bài toán ứng dụng của hệ thống như: tỉm vị trí tối ưu, thiết kế tuyến đường, phân tích số liệu,

- Lập trình viên (Programmer): có nhiệm vụ chuyển đổi các nhiệm vụ và bài toán do

nhà phân tích đặt ra thành các phần mềm ứng dụng của hệ thống

- Các chuyên gia (Expert): Chịu trách nhiệm về hoạt động cùa hệ thống trong các

lĩnh vực chuyên môn

- Người sử dụng (User): là những người khai thác thông tin của hệ thống Một sổ

người sử dụng được quy định trước còn có quyền cập nhật thông tin

1.3.4 D ữ liệu

Dữ liệu trong hệ thống thông tin đô thị là một thành phần quan trọng nhất và đòi hỏi kinh phí lớn nhất Theo nội dung, có thể phân loại dữ liệu thành dữ liệu không gian để mô tả đặc trung không gian của các đối tượng địa lý và dữ liệu thuộc tính để mô tả, giải thích về các đối tượng này Dữ liệu không gian được thể hiện bàng các công cụ đồ hoạ của máy tính,

dữ liệu thuộc tính được thể hiện bàng chữ, số, âm thanh, hình ảnh Để đảm bảo tính nhất quán, các dữ liệu không gian phải được thề hiện trong một hệ tọa độ và quy chiếu thống nhất.Theơ mục đích sử dụng, dữ liệu có thể phân loại theo tính chất cua các lớp đối tượng: các dữ liệu mà mọi người sừ dụng đều cẩn dùng đế thê hiện các dữ liệu riêng của mình được gọi là các lóp dữ liệu nền (lưới toạ độ, địa hình, thuỷ hệ, đường giao thông, địa giới hành chính, ), các lớp dữ liệu riêng (dĩr liệu chuyên đề) của một số nhóm sử dụng (điện thoại, điện dân dụng, quy hoạch, đường cấp nước - thoát nước, sừ dụng đât, )

1.3.5 Cơ che, chỉnh sách

L Cơ chế chia sè th ô m tin: phân định thẩm quyền cập nhật, khai thác dữ liệu một

cách cụ thể cho các đối tượng sử dụng hệ thống

2 Cơ chế phối hơy hoai đông: hệ thống thông tin đô thị được hồ trợ bởi tất cả các

ban ngành cùa hệ thống quản lý Bởi vậy, cần phải có những cơ chế đê hoạt động cùa các

cơ quan đó trong hệ thống được đồng bộ, thống nhất, không chồng chéo lên nhau

3 Chinh sách an toàn dừ liêu: nhàm đàm bảo tính bảo mật cùa dữ liệu cũng như đảm

bảo dừ liệu không bị mất mát trong các trường hợp khan cấp

4 Các chính sách hỗ trơ pháp lý: để hệ thống hoạt động có hiệu quà thì các thông tin

đầu vào và đầu ra của hệ thống phải được hỗ trợ về mặt pháp lý, tức là được dam bảo bời các cơ quan có thẩm quyên

1.4 Tình hình xây dựng hệ thống thông tin đô thị trong và ngoài niróc

1,4.1 Tình hình xây dựttg hệ thống thông tin đô thị trên thế giói

Ở nhiều đô thị lớn trên thế giới, do nhu cầu về thông tin cao, cùng với khả năng tốt

của cơ sở hạ tầng kỹ thuật, nên các hệ thống thông tin đô thị đã được nghiên cứu xây dựng

từ rất sớm Ngay từ năm 1976, chính quyền thành phố Milwaukee (Mỹ) đã triển khai một

hệ thống thông tin hỗ trợ công tác quản lý đô thị ở cà 3 mức: hoạt động, quản lý và chính sách Hệ thống cung cấp các chức năng rất hữu ích như: tự động hóa cập nhật bản đồ địa chính và bản đồ hiện trạng sử dụng đất, phân vùng và quy hoạch sừ dụng đất, quản lý dân

số, quản lý nhà, quản lý vấn đề thu gom rác thài và các dịch vụ công cộng khác, (Huxhold W.E et ai, 1982) Tại Minnesota (Mỹ), một hệ thống UIS có tên là MetroGIS được xây dựng nhàm mục đích giảm thiểu công sức tìm kiếm dữ liệu cùa các cơ quan quản

lý, giảm chi phí và nâng cao độ tin cậy thu thập thông tin đô thị Hiện tại, hệ thống đã có gần 200 cơ quan, tổ chức sử dụng

DataFinder:

Internet Duttt Discovery and Retrieval Tool

Suite o f Functions

D a ta F in d e r C a ta lo g

MtLul.iI.i Hiouj*.d by the 19

ISO Duij llivmv C\itejwnc»

D a la F in d e r S e a rc h

Ktxk- o f Nniioii.il Oi'oHpabiil

D jiil <.'ic<uiii)ilidiutf

D a t a F in d e r C a f é

riumlli-s iliiM.nlonlis hcIlvIixI

d a lii for ►JH.’O fimJ p w jỊrii|> J iic

A IC III, t it m u ltip le roriik.UK

* 86-4 downloads Feb 2005

- 132 datafiles waliable

( m n * data fin d e r, c r y }

H ình 1 7 Hệ thông MetroGỈS tại Minnesota (Johnson R., 2005).

Tại Edmonton (Canada), từ năm 1997, chính quyền thành phố đã đưa vào hoạt động một

hệ thống thông tin đô thị có tên gọi là SPIN (S'/’atial ///formation system) nhàm cung cấp các dịch vụ bản đồ và đo đạc cho người dân thành phố thông qua mạng Internet (hình 1.8)

■ 1 - ‘ V - T7-*"

>>,, ■ ■

•** ' •»

:w, — 7=rr J* I

S » w d iP o » r? w I

I *8J/V Iwu*,

Ở Nhật Bản, các hệ thống thông tin đô thị cũng được xây dựng từ rất sớm với mục đích chủ yếu là hỗ trợ công tác quy hoạch Tại vùng Kanagawa (Kanagawa Prefecture), chính quyền địa phương đã xây dựng một hệ thống thông tin đô thị với chức năng chính là: quản lý quy hoạch, đánh giá hiện trạng cơ sở hạ tầng, hỗ trợ phát triển bền vững ờ các thành phố lớn của vùng Đen năm 2003, hệ thống đã trải qua 3 giai đoạn như trong bảng 1.1.

Bảng 1.1 Các giai đoạn phát triển của hệ thống UỈS ở Kanagawa (Takashi et al, 2003).

- Dữ liệu hoàn toàn ở dạng vectơ

- Phân tích thông tin chi tiết đến mức độ thửa đất

- Bắt đầu sừ dụng siêu máy tính (mainframe computer)

Arclnfo 7.1 / Sun

Hình 1.9 Phân vùng quy hoạch trung hệ thung ƯIS ờ Kanagowa (Takashi et aỉ, 2003).

Ở Tokyo, Takase Y và các cộng sự đã thiết kế một hệ thống thông tin đô thị trong

đó các dữ liệu không gian được hiển thị trong không gian 3 chiều, người sử dụng có thể

truy nhập và khai thác hệ thống thông qua mạng Internet Bước đầu, các tác già đã thừ

nghiệm với dữ liệu của 23 phường của thành phố Tokyo (Takase Y et al., 2004) Tương tự

như vậy, Ann Shuk-Han Mak và các cộng sự cũng đã xây dựng một hệ thống thông tin đô thị trong không gian 3 chiều cho Hồng Kông nhàm phục vụ các nhà quản lý và khách du lịch (hình 1.10)

H ình 1.Ỉ0 Mô hình một phần Hồng Kông trong không gian 3 chiêu

(Ann Shuk-Han Mak et a i, 2005).

Ở Italia, chính quyền thành phố Turin đã xây dựng một hệ thống GIS nhàm hồ trự công tác quản lý đô thị Những người sử dụng của hệ thống bao gồm (Gauna 1., Sozza A., 1999):

- Các nhà chuyên môn: kỹ SƯ, kiến trúc sư, các nhà nghiên cứu khoa học, các hiệp hội và các công ty

- Các cơ quan quản lý dịch vụ công (public offices)

- Người dân thành phố

Hệ thống được xây dựng với 7 lớp dữ liệu chuyên đề:

- Lớp dữ liệu bàn đồ nền (bản đồ địa hình tỷ lệ 1:1000);

- Lớp dữ liệu địa danh - địa giới (tên phố, địa chi khu bầu cư phân khu thống kê);

- Dữ liệu quy hoạch (bàn đồ hiện trạng, bản đồ quy hoạch, các quy định vê xây dựng, kiến trúc và báo tồn, báo tàng);

- Dữ liệu về môi trường (cây xanh, công viên, chất lượng mỏi trường không khí);

- Dữ liệu về giao thông (mật độ xe cộ, phân loại đường, hệ thông đô xe);

- Dữ liệu về các công trinh công cộng (trường học, chợ );

- Dữ liệu về địa chính;

- Dừ liệu về các mạng lưới ngầm dưới đất (cấp / thoát nước, điện, gas)

Để truy nhập hệ thống, người sử dụng có thể truy nhập từ Internet hay từ các trạm thông tin công cộng (hình 1.11 và 1.12).

Jifci Ijpf

4 ỉ ;.’

ĩ ỉ 13 s»*0

63 Jl 63*0

a 1 fit A6 s»v ftj fcju: J

j l l j k«j4ob>U l | n O 2 0 « 0<n0Q«i>«j Ị i f « o « cn o s Ị n Õ

Pf*9»B0 ỤHMHỘ w n « 9 puMICO Ịn o E**fW CJI*eiíl3JAl*IIKSfUU CH’Ca Ị110

PIANO U 58ANO TRAFFKTO o o o e n i OeOORATO NTBĨTCOGaZIONE ORAFICA OOCETTO TEMA7E M

Hình 1.12 Bủn đò quy hoạch cunạ cấp hơi hệ thống tháng rin đô thị thành phó Turin (Italia).

Ờ Thồ Nhĩ Kỳ, vấn đề xây dựng các hệ thống thông tin đô thị phục vụ cho một khía cạnh quản lý cụ thế cũng được rất nhiều tác giá quan tâm Cete M và Yomralioglu T (2004) nghiên cứu về vai trò cùa thông tin địa chính nhu thành phần quan trọng nhất cua

hệ thống thông tin đất đai Durduran s s và Erdi (2006) đưa ra đánh tỉiá về tiến trình xây dựng hệ thống thông tin đô thị ở Thố Nhĩ Kỳ thônẹ qua các thành phàn chinh (phân cứng, phần mềm, dữ liệu, con người, cơ chế phối hợp và chia sẻ thône tin) Những trờ ngại trong

việc xây dựng hệ thống thông tin đô thị mà các tác giả nêu ra gồm những vấn đề về dữ liệu,

chia sẻ dữ liệu, pháp lý, phối hợp hoạt động và kinh tế Ozge Yalciner (2002) cùng các

cộng sự xây dựng hệ thong thông tin nhằm hạn chế tối đa thiệt hại do động đất gây ra ờ các

thành phố của Thổ Nhĩ Kỳ bàng cách cung cấp thông tin về các công trình không vững chắc, dự báo vùng ảnh hường của sóng thần cao 50-100m, giải bài toán lựa chọn phương

án tối ưu để huy động các lực lượng cứu hộ,

I t >4 *>4 K 4.VVVÍ-) » 1 E * * * (*T0 V * f 1 V * V M

Hình 1.13 Bản đồ dự báo cmh hướng cua sóng thân

tới các thành phố ven biên (Ozge Yuiciner, 2002).

Ờ Trung Quốc, Xiao-sheng Liu và các cộng sự (2004) đã thư nghiệm thiết kế một hệ thống hạ tầng dữ liệu không gian đô thị (USDI - Urban Spatial Data Infrastructure) cho thành phố Ganzhou Sơ đồ hệ thống và phương án triển khai trên mạng Internet được trình bày trên hình 1.14

Ị O v e m iite iK .liìa n

i n t o m i n n o n I>V,J?

í Qih i i V u e I

Hình 1.14 Sơ đồ hệ thống và phương án triên khai trên mạng internet

cùa hệ thống hạ tầng dừ liệu không gian đô í lư oẬ hùnh^M Ọ un^ Ỷmr

Các ý tường vê mô hinh cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin đô thị cũng đã được

nhiêu nhà khoa học trên thê giới quan tâm Đáng kể nhất là những nghiên cứu được thực

hiện dưới sự tài trợ của hãng ESRI (Environmental Systems Research Institute) - nhà sản xuất bộ phần mềm ArcGIS nổi tiếng

■ N etw ork Facilities

S lre e t Netw ork

Hình 1.15 Các lớp thông tin đô thị theo Grisé s (2003).

Xũ Addressftange

AddressR arvjetD LovvAỡơress

H ighA ddress Side

A ddressR angeC ategory RoadIDfl<

3ỈI O w n e r P a r c e l B o u n d a r y

P a r c e llo c a lla b e 1 Angle

O wnerCi a SSI fi ca 11 on Delta

O w neror M a na g 1 ng A gen cy Tangent

BoundarySubtype-v j C o m e r

Corner ID

c O f nerC I a SSI f ica Eion

C ornel Label CofnerQ ua lifter

— C o n s t r u c t io n

Natural Feature

311 S i m u l t a n e o u s C o n v e y a n c e s S u r v e y F ir s t D i v i s i o n S u r v e y S e c o n d D i v i s i o n

C o n v e y a n c e lO hrstD ivisronID S econ d O ivision lO

C on vcyOiXCN o m e FirstD ivisionN am e S eco rơ D iv isio n N a m e

C on vey a rtc eT y p e First D ivision Type S econdD i V(S‘0 0 Type

Land R ecords

Hình 1.16 Các lớp thông tin Đường phổ và Địa chinh theo Grisé s (2003).

Grisé s (2003) đã đưa ra một mô hình cơ sơ dữ liệu với 5 lóp thông tin chính là (hình 1.15, 1.16): thông tin nền (Base Map), phân vùng hành chính (Area), môi trường (Environmental), mạng lưới hạ tầng (Network Facilities), mạng lưới đường phố (Street Network), địa chính (Land Records) Mặc dù đây chưa phải là một mô hình hoàn chỉnh

nhung công trình nghiên cứu của Grisé s là rất đáng chú ý và nó là một trong những nền tảng của mô hình cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin đô thị xây dựng trong đề tài này.

Với mục đích sử dụng các hệ thống thông tin đô thị đạt hiệu quả cao hơn nữa trong

công tác quy hoạch, Hamilton A và các cộng sự (2005) đã đưa ra một ý tưởng về cơ sờ dữ liệu đô thị n-chiều (nD urban information model - hình 1.17)

Hình 1.17 Cơ sờ dữ liệu đô thị n-chiểu (Hamilton A et cú., 2005).

Mô hình cơ sở dữ liệu tương ứng được các tác giả đưa ra như trên hình 1.18

1.4.2 Tinh hình xãy dựng hệ thống thông tin đô thị ở Việt Nam

Ở Việt Nam, hiện chưa có một hệ thống thông tin đô thị hoàn chinh (đa ngành) mà mới chỉ có những hệ thống chuyên ngành do một số công ty phần mềm phát triền Nhìn chung, các hệ thống này chủ yếu mới chỉ dừng lại ở mức thiết kế cơ sở dữ liệu và phần mềm quản lý mà chưa được triển khai rộng rãi nên rất khó đánh giá tính hiệu quả cùa chủng

Công ty hệ thống thông tin FPT (FIS - FPT Information System) hiện đang Thiết kế 5

phần mềm hệ thống thông tin chuyên ngành dựa trên nền công nghệ ArcGIS của ESRI, đó là:

- ArcFAM (Facility Management) - hệ thống thông tin quản lý bảo trì thiết bị trên bản đồ bao gồm việc quản lý thông số kỹ thuật thiết bị, quy trình bảo trì (tiếp nhận thông tin, thông tin sửa chữa, ), giám sát trạng thái hoạt động của các thiết bị ArcFAM đang được triển khai tại Trung tâm Dịch vụ Công nghệ cùa FIS cho việc quản lý toàn bộ các thông tin về máy rút tiền tự động ATM và các thông tin liên quan (ngân hàng, nhà cung cấp, ) cũng như các quy trình nghiệp vụ liên quan như bảo hành bào trì máy ATM Điểm đặc biệt của hệ thống này là quản lý các máy ATM trên nền bản đồ ArcFAM cho phép người sử dụng xem được vị trí của máy ATM trên bản đồ hành chính, cũng như biết được trạng thái hoạt động của máy ngay trên bàn đồ qua cách hiển thị biểu tượng

- ArcLIS (Land Information System) là hệ thống quản iý thông tin đất đai với 5 modul tương ứng với 5 chức năng chính Đó là ArcLIS thực hiện nghiệp vụ quán lý đất đai tại đô thị; ArcLIS Input thực hiện nhiệm vụ thu thập, đăng ký thông tin đất đai ban đầu; ArcLIS_MapInput thực hiện nhiệm vụ chuyến đối định dạng bản đô dịa chính; ArcLIS_District thực hiện nhiệm vụ quản lý, đăng ký ban dầu, cấp giấy chứng nhận, thay đổi số nhà, quản lý thường xuyên tại cấp quận (huyện); ArcLIS_WEB xuất bản bản đồ trên Web giúp người sử dụng tra cửu các thông tin nhà đất trên mạng Internet

- ArcMEN (Management o f Electric Network) là hệ thống thông tin quán lý thiết bị lưới điện trên bản đồ bao gồm việc quản lý các ỉộ dây, các thiết bị (trạm biến áp, máy biến

áp, máy cắt, cẩu dao, )

- CNMS (Customer and Network Management System) được thiết kế ban đầu nhàm quán lý mạng lưới cung cấp nước, quản lý các thiêt bị được lăp đặt và quản lý toàn bộ các mối nối đến từng hộ gia đình CNMS được thiết kế theo tư vấn của các chuyên gia Phần Lan và được triển khai tại Công ty cấp nước Hải Phòng

- RTPAMS (Road/Railway Transport Project Asset Management System) là hệ thống thông tin quản lý tống họp các sô liệu quản lý, kỹ thuật trên nên bản đô Hệ thông có chức năng tìm kiếm và lập báo cáo liên quan chặt chẽ đên cơ sờ dữ liệu ban đâu bao gôm các dữ liệu bản đồ, các dữ liệu kỹ thuật về cơ sờ hạ tầng và các yếu tố xã hội Khi cân còn

có thể quản lý các dữ liệu chuyên ngành về dịch vụ du lịch, y tế cấp cứu phòng cháy, kiểm soát giao thông

Giới thiệu về các phần mềm trên cùa FIS có thề xem ờ địa chi http://wvvw.fis.com.vn

CÔHÍỊ ty liên doanh Việt Nam - Đan Mạch VidaGIS cũng đưa ra một so sản phâm hệ

thống thông tin trợ giúp cho công tác quản lý đô thị Đó là:

- Hệ thống quản lý cấp nước - WDMS: áp dụng cône nghệ GIS vào quán lý câp nước

nhăm nâng cao năng lực quản lý câp nước, tăng khả năng chia sẻ dữ liệu giữa các phòng ban, giảm thiểu rò ri, nâng cao chất lượng phục vụ khách hàng.

- Bus Information System (BusIS) là một phần mềm dựa trên nền GIS phục vụ riêng cho ngành quản lý giao thông xe buýt cùa thành phố Hà Nội, phần mềm giúp cho các nhà quản lý xe buýt và nhừng khách hàng có thể xem trực quan được các tuyến, các điểm dừng

xe buýt, và các thông tin thuộc tính của chúng dựa trên nền bản đồ kỹ thuật số Ngoài ra phần mềm này còn hỗ trợ các công cụ giúp người sử dụng có thể tìm kiếm, tra cứu, xác định vùng phục vụ của các tuyến, các điểm dừng xe buýt mà họ quan tâm

- Chembase và WaterWheel: là phần mềm dựa trên nền công nghệ GIS cùa Watertech dùng để giải thích và biểu diễn mức độ nhiễm chất hóa học trong nước ngầm

- Phần mềm theo dõi chất hóa học Arsenic (ADMsys) một mặt sẽ giúp các địa phương theo dõi quản lý chất lượng nước, đặc biệt là vấn đề ô nhiễm asen, nâng cao năng lực và chất lượng quản lí, đồng thời giúp theo dõi lập kế hoạch và ra quyết định ở cấp tinh

và cấp Trung ương

KỆ T H O N G ọ u á n l y t h ò n g t i m c a p r n r ơ c

Hình L I 9 Hệ thổng quàn ỉý thông tin cáp nước và các phân mém

BusỉS, WaterWheel cùa VidaGỈS (http://www.viiiagis.com)

Trong các hoạt động quản ỉý đò thị thì các hoạt động quản lý đất đai là phức tạp nhât

và tổn nhiều kinh phí, nhân lực nhất Bởi vậy, cũng dễ hiểu khi ở Việt Nam hiện nay đã có

khá nhiều phần mềm hệ thống thông tin đất đai Ngoài ArcLIS cùa FIS đã giới thiệu ở trên, còn có thể kể đến một số phần mềm hệ thống thông tin đất đai khác như:

- Phần mềm quản lý hồ sơ địa chinh HS-LDM của công ty HueCIT

(www.huesoft.com.vn): ứng dụng công nghệ GIS cho phép cập nhật thông tin đăng ký quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà, thông tin về các loại sổ bao gồm sổ địa chính, sổ mục kê, sổ biến động, sổ cấp giấy chứng nhận quyền sừ dụng đất, quyền sở hữu nhà và quyền sử dụng đất, Điểm nổi bật của HS-LDM là sự gắn kết cơ sở dữ liệu thuộc tính với

cơ sờ dữ liệu bản đồ, hỗ trợ đấc lực cho người sử dụng trong việc xác định hình dạng, kích thước của thửa đất, vị trí tiếp gián của thửa đất ấy trên bản đồ số Nhờ sự gắn kết này, người sử dụng có thể đưa thừa đất từ bản đồ sổ vào giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà Với đặc điểm này, hiệu quà của công tác quản lý hồ sơ địa chính được nâng cao và người sử dụng có được cái nhìn trực quan, chi tiết hơn về hình dạng, vị trí thửa đất tương ứng với thực tế (hình 1.18)

■Ì* U u ỉn lỹ H đ ■ a D ịă cfWnh - S d ì & nợuyẻA v ì M6« b iM m g f b ể i t t n b

H ình 1.20 Phần mềm hệ thống thông tin đất đai HS-LDM cua công ty HueCỈT.

- CiLlS (CỈREN Land Information System) là phần mềm hệ thống thông tin đất đai

do Trung tâm Thông tin thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường (CIREN - http://ciren.vn/) phát triển CiLIS có các đặc điểm như sau:

+ Có đầy đủ các chức nâng và công cụ của một Hệ thống thông tin đât đai như các chức năng nhập / xuất dữ liệu (bản đồ, thông tin) từ nhiều nguồn dữ liệu (dạng giấy, dạng số) trên nhiều định dạng dữ liệu khác nhau, các chức năng phục vụ các tác nghiệp quản lý đất đai như xây dựng, quán lý Hồ sơ địa chính, cấp giấy chúng nhận quyên sử dụng đât, cập nhật chinh lý thông tin biến động đất đai Các chức năng vê tra cứu phân phôi thông tin trên mạng cục bộ mạng diện rộng và Internet

+ Có thể sử dụng trên nhiều nền tảng CSDL nhau như MSAcsess, MS-SQLServer Oracle

+ Sử dụng linh hoạt cảc nền tảng GỈS để quản lý vả phân phối bân đồ tuỳ thuộc vào

quy mô và mục đích của các úng dụng Đảm bảo giàm thiểu chi phí bản quyền phần mềm

gốc GIS.

- Phân mêm ViLIS của Viện Khoa học và Công nghệ Địa chính (trước đây) là phần mêm hệ thông thông tin đất đai được xây dựng trong khuôn khổ Đề tài NCKH cấp Nhà nươc do TS Lê Minh chủ trì (Lê Minh, 2005) Phần mềm được xây dựng trên cơ sở bộ thư viện MapObject cùa ESRI ViLIS là một trong những phần mềm hệ thống thông tin đất đai hoàn chỉnh nhât được xây dựng ở Việt Nam Nó cho phép tin học hóa toàn bộ quy trinh quản lý đât đai ờ câp cơ sờ từ việc đăng ký đất đai ban đầu, cập nhật biến động (không gian và thuộc tính) đên thông kê đât đai, thành lập các bản đồ chuyên đề,

1.4.3 M ột sổ nhận xét chung

Qua phân tích và đánh giá tinh hình xây dựng hệ thống thông tin đô thị ở Việt Nam

và các nước trên thê giới, đê tài xin đưa ra một số nhận xét sau đây:

- Hệ thống thông tin đô thị là một hệ thống rất phức tạp, với hàng nghìn các danh mục thông tin khác nhau và có thể tới hàng triệu người sử dụng Bới vậy, việc xây dụng hệ thông thông tin đô thị là một công việc lâu dài, tốn nhiều kinh phí Giải pháp hợp lý nhất là xây dựng từng phần, bắt đầu từ một số lĩnh vực có nhu cầu lớn nhất (đất đai, hạ tầne cơ sớ) rồi mở rộng ra các lĩnh vực khác

- Các hệ thống thông tin đô thị đà được xây dựng hiện nay chù yếu mới chi là các hệ thống đơn ngành, hoạt động trong một lĩnh vực cụ thề (quản lý hành chính, quản lý giao thông công cộng, quàn ỉý rác thải, quản lý du lịch, quản lý đất đai, ) Chưa cỏ sự liên kết giữa các hệ thống như vậy với nhau nên hiện tượng thông tin bị dư thừa, chồng chéo, trùng lặp là hệ quả tất yếu

- Việc thiêt kế một mô hình cơ sở dữ liệu chuẩn nhàm tạo ra một khung kỹ thuật (Framework) để trên cơ sớ đó phát triển một hệ thống thông tin đô thị là rất cần thiết trong giai đoạn hiện nay Cơ sở dừ liệu này không cần (và chưa thể) bao quát hết tất cà các lĩnh vực của đời sống đô thị mà chi cần phản ánh những lĩnh vực phức tạp nhất, quan trọng nhất Việc quản lý thông tin về những lĩnh vực khác có thể được thực hiện trong quá trinh vận hành hệ thống bàng cách bồ sung những modul riêng biệt

CHƯƠNG 2 THIÉT KÉ MÔ HÌNH c ơ SỞ DỮ LIỆU HỆ THÓNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ CÁP c ơ SỞ

2.1 Xây dựng sư đồ phân cấp chức năng và sơ đồ dòng dữ liệu

2.1.1 X ây dựng sơ đồ phân cấp chức năng

a Khái niệm về sơ đồ phân cấp chức năng

Sơ đồ phân cấp chức năng (BFD - Bussiness Function Diagram) là phân rã có thứ bậc chức năng của hệ thổng Nó cho phép phân rã dần dần các chức năng từ chức năng mức cao thành chức năng chi tiết hơn và kết quả cuối cùng ta thu được một cây chức năng Thành phần của sơ đồ bao gồm:

- Các chức năng: được ký hiệu bàng hình chữ nhật trên c ó gán tên nhãn

Tên

- Kết nối: kết nối giữa các chức năng mang tính chất phân cấp và được ký hiệu băng đoạn thẳng nối chức năng “cha” đến chức năng “con”

Ví dụ, chức năng A phân rã thành các chức năng B, c , D:

Mỗi sơ đồ đều có mục tiêu là:

- Xác định phạm vi hệ thống cần phân tích

- Là cách tiếp cận logic với hệ thống mà trong đó các chức năng được làm sáng tỏ để

sử dụng cho các mô hình sau này

- Làm sáng tỏ công việc và trách nhiệm của từng bộ phận trong hệ thống, qua dó có thể loại bỏ những tiến trình trùng lặp

b Xây dựng sơ đồ phún cap chức năng cho hệ thống thông tin đô thị

Sau khi khảo sát, nghiên cứu thực tế quàn lý đô thị tại một số phường cua Thù đô Hà Nội đề tài đã đưa ra sơ đồ phân cấp chức năng cho hệ thống đô thị cấp cơ sơ như trên hình

• Nhóm chức năng Hệ thống:

- Truy nhập hệ thống: quản lý việc đăng nhập cũng như thoát khỏi hệ thống của

người sử dụng Mỗi người sử dụng có một tên truy nhập và tài khoản riêng

- Quản lý quyền truy nhập: quản lý quyền hạn của từng người sừ dụng đối với dữ liệu như quyền chỉnh sửa đối với một nhóm dữ liệu nào đó, quyền đọc (khai thác) dữ liệu Chức năng này liên quan chặt chẽ tới chức năng bào mật.

- Lựa chọn đơn vị hành chính: chọn khu vực làm việc của hệ thống

- Sao lưu dữ liệu: sao lưu dự phòng dữ liệu theo định kỳ hoặc sau những lần cập nhật biến động lớn nhàm tránh mất mát dữ liệu

- Bảo mật dữ liệu: đảm bảo thông tin chỉ được sừ dụng bời các đối tượng có thẩm quyền Bên cạnh việc phân quyền truy nhập (đã nêu ờ trên), chức năng bảo mật dữ liệu còn đảm nhận việc mã hóa dữ liệu và phòng chống những cuộc tấn công từ bên ngoài qua mạng máy tính

Hình 2.1 Sơ đồ phân cấp chức năng cùa hệ thống thông tin đô thị cắp cơ sở

• Nhóm chức năng Cập nhật thông (in:

- Cập nhật thông tin ban đầu: nhập những thông tin đã có trong hệ thống sô sách, hồ

s a bán đồ, khi hệ thống bẳt đầu đưa vào sử dụng hoặc triển khai trong một lĩnh vực mới

- Cập nhật biến động: đám bảo cho dữ liệu trong hệ thống luôn có tính hiện thời và đầy đù

- Kiềm tra thông tin: trong quá trình cập nhật, thông tin phải được kiểm tra nhàm đảm bảo tính nhất quán và đồng bộ của chúng

- Lọc thông tin: khi hệ thống đã đi vào vận hành một thời gian thì sẽ có một sỏ thông tin hay nhóm thông tin trở thành quá cũ hoặc không cần thiết trong giai đoạn phát triển mới cùa xã hội Những thông tin như vậy cần phải lọc bỏ nhàm làm nhẹ hệ thông

• Nhóm chức năng Tra cứu thông tin:

- Tìm kiếm theo thuộc tính: tìm kiếm một hay một nhóm đối tượng nào đó thòa mãn

một hay nhiều thuộc tính khác nhau Chẳng hạn như tim kiếm các thửa đất của chủ sừ dụng

Đo Quang Toàn hay tìm kiêm những cây xanh đã trồng trong khoảng thòi gian 3-5 năm gần đây,

- Tìm kiêm theo bản đồ: tìm kiếm các đối tượng theo vị trí không gian của chúng Chẳng hạn như tìm các điểm thu gom rác trong bán kính 200m từ một khu chung cư tìm nhũng thửa đất cách mặt đường không quá 100m,

- Thông kê, tổng hợp thông tin: nhằm đưa ra các số liệu thống kê về một vẩn đề theo những chỉ tiêu do người sử đụng đặt ra

• Nhóm chức năng Phân tích thông tin:

- Phân tích hiện trạng: phục vụ cho việc đánh giá hiện trạng, ví dụ như hiện trạng sử

dụng đất, hiện trạng cây xanh,

- Phân tích biến động: nhàm đánh giá định lượng những thay đổi (tích cực và tiêu cực) trong một khoảng thời gian nào đó, ví dụ như biến động sử dụng đất, biến động trạng thái môi trường,

- Phân tích diễn biến, xu thế: là một chức năng cấp cao của hệ thống thông tin đô thịnhằm chỉ ra xu thế diễn biến của các quá trình trong đời sống đô thị và dự báo những diễn biến sắp xảy ra Chức năng này sẽ giúp các nhà hoạch định chính sách trở nên dễ dàng vàsáng suốt hơn trong việc đưa ra những quyết định của mình

- Giải các bài toán ứng dụng: cũng là một chức năng cấp cao cúa hệ thống Hệ thống thông tin đô thị có thể giải nhiều bài toán kinh tế - xã hội trong đời sống đô thị như: lựa chọn vị trí một công trình công cộng (công viên, chợ, siêu thị, trường học, } sao cho công trình này có khả năng phục vụ tốt nhất cho những đối tượng gần nó, tìm đường đi ngắn nhất hay nhanh nhất giữa các điểm để giúp người dân tiết kiệm chi phí và thời gian đi lại,

• Nhóm chức năng Hiên thị / In ân:

- Hiển thị thông tin: hiển thị thông tin dưới nhiều dạng khác nhau và dưới những góc

độ khác nhau giúp cho người sử dụng hệ thống có cái nhìn toàn diện hơn về vấn đề mả mình quan tâm

- In bản đồ: là chức năng không thể thiếu được của một hệ thông tin không gian Bản

đồ là ruột trong những sản phẩm trực quan nhất để hiên thị thòng tin

- In bảng biểu, sổ sách: đặc thù cúa một số ngành quản lý đô thị đòi hòi dữ liệu phái được trình bày dưới dạng các bảng biểu, sổ sách theo một quy định nhât định Chức năng này nhàm đáp ứng nhu cầu đó

- In hồ sơ: hồ sơ là loại tư liệu không thể thiếu được trong quy trình quản lý hành chính, ví dụ như hồ sơ xin cấp giấy chứng nhận quyền sừ dụng đất, hô sơ xin câp phép xây dựng, hồ sơ xin lắp công tơ điện - nước, hổ sơ khảo sát hiện trạng cơ sờ hạ tâng, Việc in

ấn các loại hồ sơ này là một vai trò quan trọng của hệ thống thông tin đỏ thị trong quá trinh tin học hóa hệ thống quản lý hành chính

2.1.2 X ãy dựng sơ đồ dòng dữ liệu

a Khái niệm về sơ đồ dòng dừ liệu

Sơ đô dòng dữ liệu (DFD - Data Flow Diagram) chỉ ra một cách có thứ tự các thông tin chuyển từ một chức năng hoặc từ tiến trình này sang một chức năng hoặc tiến trình khác Tuy nhiên, nó không xác định thứ tự thực hiện các chức năng cũng như thời gian hao tốn cho việc truy xuất dữ liệu

DFD cỏ các thành phần sau:

- Chức năng xù lý', biểu thị các thao tác, nhiệm vụ hay tiến trình xử lý nào đó Tính

chất quan trọng của chức năng là biến đổi thông tin, tức là làm thay đổi thông tin từ đầu vào theo một cách nào đó như tổ chức lại thông tin, bổ sung thông tin hoặc tạo ra thông tin mới

Chức năng xử lý được biếu diễn bằng hỉnh elip, trong đó có ghi nhãn (tên) của chức năng Ví dụ:

- Luồng dữ liệu: là luồng thông tin vào hay ra cùa một chức nãng xừ lý Luồng dừ

liệu được biểu diễn bằng mũi tên có hướng Hướng của mũi tên là hướng của luồng thông tin Ví dụ: -►

- Kho dữ liệu: là các thông tin cần lưu giữ lại trong một khoảng thời gian đê sau dó

một hay vài chức nãng xử lý sử dụng Kho dữ liệu được biêu diễn băng hình chữ nhật hở hai đầu, trên đó ghi nhãn của kho Ví dụ:

Đơn đăng ký

- Túc nhân ngoài: là một người, nhóm hay tổ chức ờ bên ngoài lĩnh vực nghiên cứu

của hệ thống nhưng có một số hình thức tiêp xúc, trao đôi thông tin với hệ thông Tác nhân ngoài là nguồn cung cấp thông tin cho hệ thông, đông thời chúng nhận các sán phâm thông tin từ hệ thống Tác nhân ngoài được biểu diễn bàng hình chữ nhật có gán nhãn Ví dụ:

Người sử dụng đât

- Túc nhân trong: l à một chức năng hay một hệ thống con cua hệ thống Tác nhân trong được biểu diễn bằng hình chữ nhật hở một phía và trong có ghi nhãn Ví dụ:

Cấp giấy chứng nhận

b Sơ đỏ luồntỊ thông tin cua hệ thống thông tin đô thị cắp cơ sơ

Với các chức năng được thiết kế như trên, hệ thống thông tin đô thị cấp cơ sơ có sơ

đồ luồng thông tin như trên hình 2.2

H ình 2.2 Sơ đồ luồng [hông Ún cùa hệ thông thông tin đô thị cáp cơ sơ.

2.2 Thiết kế các thục thể của cơ sỏ’ dữ liệu

2.2.1 Quy tắc chung

Các thực thể trong cơ sở dữ liệu có the chứa đựng 2 loại thông tin: thône tin hình học

và thông tin thuộc tính Thông tin hình học được lưu trữ dưới dạng nhị phản (binary) theo quy tắc của phần mềm quản lý dữ liệu không gian, cụ thề là theo quy tắc cùa định dạng Geodatabase cùa ArcGIS - xem mục cuối cùa chương này về lựa chọn mô hình dừ liệu không gian và công nghệ Do đó, trong mục này chỉ đề cập đến loại đối tượng không gian của thực thể (điểm, đường, vùng) mà không đề cập đến cách lưu trữ chúng Nếu thực thề không chứa các đối tượng không gian thỉ thông tin thuộc tính được lưu trữ trong một bảng riêng (gọi là table), còn nếu thực thể chửa các đối tượng không gian thì thuộc tính được lưu trữ trong một bảng đi kèm gọi là bàng thuộc tính (attribute table) Đe tiện theo dõi, tên cùa

mỗi thực thể trong mục này được bất đầu bàng các ký tự a sl sp, spt với ý nghĩa như sau:

- a: thực thê không chứa các đối tượng không gian (ứ: attributive), v ề bản chất đây

la mọt bang trong cơ sở dữ liệu Ví dụ: aHoGiaDinh mô tà về hộ gia đình.

- spt: thực thê chứa các đôi tượng không gian dạng điểm (spt\ spatial - /70 inf) Ví dụ

sptUBNDPhuong mô tả về UBND phương.

- sỉ: thực thê chứa các đối tượng không gian dạng đường (si: spatial - /ine) Ví dụ

slDuongPho mô tả về đường phố.

- sp : thực thê chứa các đôi tượng không gian dạng vùng (sp: spatial - polygon) Ví dụ

spThuaDat mô tả về các thửa đất.

Môi thực thê khi được thiết kế trong Geodatabase đều có một số trường bắt buộc được ArcGIS tạo tự động ngay từ ban đầu, đó là OBJECTID (mã đối tượng), SHAPE (tính chât hình học của các đối tượng không gian), SHAPE Length (chu vi cùa đối tượng dạng vùng hay chiều dài của đối tượng dạng đường), SHAPE_Area (điện tích cùa đối tượng dạng vùng) Những trường này không được mô tả trong các phần dưới mà chỉ đirợc thể hiện trên các sơ đồ quan hệ

Trên các sơ đồ quan hệ, đề tài sẽ sừ dụng ký hiệu * thay cho chừ N trong các mối quan hệ 1-N, N-l và N-N để thống nhất với cách ký hiệu thông dụng trên thế giới hiện nay.Với những quy tắc nêu trên, cơ sở dữ liệu được đề tài thiết kế như sau:

2.2.2 Phăn lớp dữ liệu chuyên đề (thematic layer)

Các dữ liệu trong cơ sờ dừ liệu hệ thống thông tin đô thị dược dề tài phân thành 8 lớp

dữ liệu chuyên đề (hình 2.3) như sau:

- Lớp dữ liệu Nen địa lý: bao gôm hệ tọa độ, điêm khống chế tọa độ, địa danh, dịa

hình, thủy hệ và dữ liệu ảnh hàng không, vệ tinh Dừ liệu về hành chính, giao thông, dân cư, được chuyền vào các lớp chuyên đề riêng

- Lớp dữ liệu hành chính: bao gồm dữ liệu về các đơn vị hành chính (kề cả tổ dân

phố) và các cơ quan thuộc các đơn vị hành chính đó

- Lớp dữ liệu địa chinh: bao gồm dữ liệu về các thừa đất, người sừ dụng đất, đăng ký

đất đai, các bất động sản gấn liền với thừa đất,

- Lớp dữ liệu dân cu - dịch vụ: dữ liệu về nhân khẩu, hộ gia đình cùng các dịch vụ có

liên quan đến từng gia đình như điện, nước, viễn thông, vệ sinh môi trường

- Lớp dữ ìiệu giao thông: dữ liệu về đường phố, ngõ, xóm, các biển báo - đèn tín

hiệu, các bãi đỗ xe, các tuyển xe buýt và các trạm dừng,

- Lớp dữ liệu môi trường: dữ liệu về các số liệu quan trắc môi trường, các điêm gây ô

nhiễm,

- Lớp dừ liệu hạ tầng: dừ liệu về mạng lưới hạ tầng cơ sờ gồm lưới điện, viền thông,

mạng lưới cấp thoát nước

- Lớp dữ liệu kinh tế - xã hội: dữ liệu về các tồ chức kinh tế - xã hội, các công trình

văn hóa - xã hội, dân sinh,

Nên địa lý

aPhanLoaiDiemKhongChe sptOiemDoCaoDocLap slDuongBinhDo aHeToaDo spìDiaDanh

aNghiaVuTaiChinh aNghiaViiTaiChinhHai>gNam

aHoGiaũirh aNhanKhsu aPhanLoaiThuNhap aPhanLoaiNgheNghiep sptCongToDien aThuTienDien sptCongToNuoc aThuTienNuoc aMayOienThoai aThuTienOienThoai aThuTienVSMT

Giao thông

Môi trường

sptCayXanh sptDiemQuanTracMT aPhanLoaiChiSoMT sptDiemONhiemMĩ aPhaiSmhONhỉem sp:DiemThuGomRac slTuyenThuGomRac

Hạ tầng

aDonViQuanLyHT slDuongDayNoi slDuongDayNgam sptCotDien aPhanLoaiCotDien slOngCapNuoc sptVanCapNuoc slCoiígNgam sptHoGaCongNgam sptT ramBomCapNuoc

sCongThoatNuoc sptTrămBomTtroatNuoc

spiToChucKinhTe aPhanLoaiToChucKT aThuThueDN aLoaiThue aLmhVjcKD sptHoKmhDoanh aThuThueHoKD sptChoVaSieuThi sptTmongHoc

aPhanLoaiT ruongHoc

Kinh tê -x ã h ộ i S w x h

Hình 2.3 Các lớp d ữ liệu chuyên đề cua hệ thống thông tin đô thị.

2.2.3 Lớ p d ữ liệu chuyên đề Nền địa lý

Thực th ê sptĐỊemKhongCheToaDo "Điểm khổng chế tọa độ" là lớp dữ liệu không

gian dạng điem (Point) lưu trữ thông tin về các điềm khống chế tọa độ các cấp (từ điểm khong chê tọa độ nhà nước cấp 0 đến điểm khống chế đo vẽ) Các thông tin chính bao gồm

tên điem, loại điem, tọa độ, hệ quy chiếu, thời điểm đo vẽ và sơ đồ tìm điềm Lớp này có

quan hệ N -l với thực thể aPhanLoaiDiemKC

Bang 2.1 Thực thê Điêm không chế lọa độ (sptDiemKhongCheTouDo)

aPhanLoaiDiemKC

trong đó), liên kết với thực thể aHeToaDo

H j d Double Độ cao trắc địa của diem KC (m)

GPS, đường chuyên )

ngoài thực địa

Thực th ể aPhanLoaiDiemKC "Phân loại điếm khống chế" là thực thể lưu trữ

thông tin về các loại điểm và cấp hạng của chúng (ví dụ như điềm tọa độ nhà nước cấp 0 hạng II điểm khống chế đo vẽ, điềm độ cao thủy chuẩn hạng IV, ) Thực thể này có quan

hệ 1-N với thực thể sptDiemKhongCheToaDo

B ả n g 2.2 Thực thê Phún loại điếm khống ché tọa độ (aPhcmLoaiDiemKhongChe).

T e n g o i Text 20 Tên gọi cùa câp hạne điêin

T hư c th ể (aHeToaDo) "H ệ tọa độ" lưu trữ thông tin về các hệ tọa độ được SƯ dụng

bao gồm tên các tham sổ cùa ellipsoid và lưới chiếu bản đô mô hình Geoid (nêu có) 7

tham so chuyên đoi Affine sang hệ tọa độ hiện hành là VN2000 Các thông tin này sẽ được

sư dụng đe chuyên đôi giữa các hệ quy chiếu Do các bản đồ tỷ lệ lớn và trung binh ờ Việt Nam chi được thanh lập trong các lưới chiếu loại Transverse Mercator là Gauss và UTM nen thực thê aHeToaDo chỉ giới hạn ở các lưới chiếu loại này Chú ý rang thực thể aHeToaDo chi được sử dụng đê tính chuyển đổi tọa độ của các điểm khống chế hay khi nhạp dữ liệu mới vào cơ sờ dừ liệu, bản thân các dữ liệu không gian của hệ thống đều được lưu trữ trong cùng một hệ quy chiếu là VN-2000

Bảng 2.3 Thực thế Hệ tọa độ (aHeToaDo)

f_ in v Double Độ dẹt đảo (1/y) cùa ellipsoid

Do rong mui chieu Float Độ rộng của múi chiếu bản đồ (3°, 6°, )

Thục thể slDuongBinhDo "Đường bình đ ộ ” lưu trữ thông tin về độ cao cua khu

vực dưới dạng các đường binh độ Nếu cần mô tả độ cao dưới dạng mô hình số độ cao DEM thì có thể dễ dàng nội suy từ các đường bình độ, Ngoài ra DEM dưới dạng raster còn có thể được lưu trữ dưới dạng ảnh ở thực thể aHeThongAnh

B ảng 2.4 Thực thể Đườrỉg bình độ (slDuongBinhDo).

L o a i b i n h d o Integer Loại đường bình độ: 0 - bình độ thường: 1 - binh dộ

cái

Thực thểsptD iem D oC aoD ocLap "Điểm độ cao độc lập" là lớp dữ liệu không gian

mô tả vê các điểm độ cao độc lập mang tính đặc trưng và có được đo đạc như đình đồi nóc nhà, đỉnh tháp, sườn dốc,

B ảng 2.5 Thực thể Điếm độ cao độc lập (spíDiemDoCaoDocLap)

Thực thểsptD iaD anh "Địa danh " lưu trữ thông tin về các địa danh thường được sứ

dụng trong xã hội theo truyền thống, ví dụ như Khu Hồ, Xóm Liều, Do các vùng địa danh thường có ranh giới mập mờ hay không xác định nên chúng được lưu trữ dưới dạng điểm chứ không phải dạng vùng

Bảng 2.6 Thực thể Địa danh (sptDiaDanh).

T hục th ể slSongSuoi "Sô ng su ố i" lưu trữ thông tin về các đối tượng thúy hệ dạng

tuyến

B ảng 2.7 Thực thể Sông suối (sỉSongSuoi).

theo mùa)

Thực th ể sp H o A o "H ồ a o " mô tả về hồ ao bàng các đối tượng dạng vùng.

Bảng 2.8 Thực thể HỒ ao (spHoAo).

Thực thểspH eThongAnh "Hệ thống ảnh" lưu trữ đường dẫn và thông tin metadata

về dữ liệu ảnh (hàng không, vệ tinh, mặt đất, DEM) cùa khu vực Trên bản đồ, các đối tượng của thực thể này sẽ hiện thị bàng các hình tứ giác là đường bao của ảnh (khung ảnh) Thực thể này có quan hệ N-l với thực thể aPhanLoaiAnh

không cần nhân độ phân giài quét với tý lệ ánh

Thục th ể aPhanLoaiAnh "Phân toại ả n h " mô tả cách phân loại dừ liệu ảnh (ánh

hàng không đen trắng hay màu, ảnh SPOT-4, SPOT-5, Landsat TM, ảnh DEM, ,) Thực thể này có quan hệ 1-N với thực thể spHeThongAnh

B ảng 2.10 Thực thể Phân loại ánh (aPhanLoctiAnh).

Ten_loai_anh Text, 30 Tên của loại ảnh (hàng không, SPOT, Landsat, )