Ứng dụng phần mềm arcgis trong công tác xây dựng và quản lý dữ liệu địa chính khu vực tỉnh đồng nai

GEOMATIC đã đưa vào áp dụng các công nghệ như ảnh viễn thám, công nghệ GPS, công nghệ GIS… Các dự án xây dựng hệ thống cở sở dữ liệu địa chính số được đặt ra, nhiều nghiên cứu phát triển

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS ĐINH CÔNG HÒA

HÀ NỘI - 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Luận văn Thạc sĩ “Ứng dụng phần mềm ArcGIS trong công tác xây dựng và quản lý dữ liệu địa chính khu vực tỉnh Đồng Nai” là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu trong luận văn Thạc sĩ được sử dụng trung thực Kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này chưa từng được công bố tại bất

kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày tháng năm 2014

Tác giả luận văn

Ngô Thị Thúy Hằng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 7

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 8

MỞ ĐẦU 10

1 Tính cấp thiết của đề tài 10

2 Mục đích, đối tượng nghiên cứu 12

3 Phạm vi nghiên cứu 13

4 Nội dung nghiên cứu 13

5 Phương pháp nghiên cứu 14

5.1 Phương pháp kế thừa các tài liệu liên quan 14

5.2 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu 14

5.3 Phương pháp thực nghiệm 14

5.4 Phương pháp chuyên gia 14

5.5 Công nghệ phục vụ nghiên cứu 15

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 15

7 Cấu trúc của luận văn 15

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ 16

1.1 Khái niệm về cơ sở dữ liệu (CSDL) 16

1.1.1 Phần cứng - Máy tính và các thiết bị ngoại vi 16

1.1.2 Hệ thống phần mềm và các thủ tục cần thiết để xây dựng và phân tích 17

1.1.3 Cơ sở dữ liệu 18

1.1.4 Con người vận hành 18

1.2 Cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính và vấn đề chuẩn hóa bản đồ địa chính

19

1.2.1 Các khái niệm 19

1.2.2 Các yêu cầu với cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính 20

1.2.3 Nguyên tắc chuẩn hoá bản đồ địa chính 22

1.3 Quy định về chuẩn thông tin địa lý và địa chính 24

1.3.1 Chuẩn thông tin địa lý Quốc gia 24

1.3.2 Quy định kỹ thuật về chuẩn dữ liệu địa chính Việt Nam 26

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ, KẾT CẤU ĐỊA CHÍNH 30

2.1 Cơ sở dữ liệu địa lý (Geodatabase) 30

2.1.1 Khái niệm 30

2.1.2 Các định dạng của Geodatabase 31

2.1.3 Thành phần của Geodatabase 32

2.2 Khái niệm về Metadata, Subtypes và Domains 35

2.2.1 Khái niệm về Metadata 35

2.2.2 Khái niệm về Subtypes 36

2.2.3 Khái niệm về Domains 36

2.3 Modul Cadastral Editor 36

2.3.1 Định nghĩa 36

2.3.2 Mô hình dữ liệu Cadastral Fabric của Cadastral Editor 37

2.3.3 Phương thức quản lý của Cadastral Editor 38

2.3.4 Phương pháp cập nhật 38

2.3.5 Lịch sử thửa đất trong kết cấu địa chính 39

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH 41

3.1 Giới thiệu về phần mềm ArcGIS 41

3.1.1 Arcmap 45

3.1.2 ArcCatalog 46

3.1.3 ArcToolbox 48

3.2 Cơ sở dữ liệu trong phần mềm ArcGIS 48

3.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu Geodatabase 50

3.3.1 Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu Geodatabase trên ArcGIS: 50

3.3.2 Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính trước khi chuyển đổi thành cơ sở dữ liệu Geodatabase: 52

3.4 Phân loại thông tin địa chính phục vụ quản lý đất đai: 64

3.4.1 Phân loại thông tin theo nội dung và đối tượng cung cấp 64

3.4.2 Phân loại thông tin theo dạng thông tin đầu ra hay loại thông tin theo dạng dữ liệu cung cấp 66

3.4.3 Công nghệ ArcGIS trong phân tích chiết xuất thông tin địa chính phục vụ quản lý đất đai 67

3.4.4 Xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ hiện trạng sử dụng đất phục vụ quản lý đất đai 67

CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM 69

4.1 Mục đích và yêu cầu thực nghiệm 69

4.1.1 Mục đích 69

4.1.2 Yêu cầu 69

4.2 Giới thiệu về khu vực nghiên cứu 70

4.2.1 Điều kiện tự nhiên 70

4.2.2 Đặc điểm kinh tế - Xã hội 73

4.3 Vài nét về hiện trạng hệ thống tư liệu của xã Vĩnh Thanh 73

4.3.1 Cơ sở dữ liệu nền địa lý 73

4.3.2 Tài liệu nguồn về Bản đồ địa chính 74

4.4 Xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính xã Vĩnh Thanh trên phần mềm ArcGIS 74

4.4.1 Kết quả thử nghiệm tổ chức cơ sở dữ liệu không gian 75

4.4.2 Kết quả thử nghiệm thiết kế Geaodata Base theo chuẩn dữ liệu địa chính trên phần mềm ArcGIS 80 4.4.3 Chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu bản đồ vào phần mềm ArcGIS 86 4.4.4 Nhập và bổ sung dữ liệu thuộc tính trên phần mềm ArcGIS 88

4.5 Kết quả thực nghiệm khả năng ứng dụng của phần mềm ArcGIS trong quản lý dữ liệu địa chính 92

4.5.1 Tra cứu và cung cấp thông tin địa chính 92 4.5.2 Kết quả thử nghiệm liên kết dữ liệu với các phần mềm đang ứng dụng tại Việt Nam 96

KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

GEODATABASE Cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính

(EXtensible Markup Language)

(Geography Markup Language)

CSDL HTSDĐ Cơ sở dữ liệu hiên trạng sử dụng đất

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 - Trường dữ liệu của nhóm Địa chính 56

Bảng 3.2 - Trường dữ liệu của nhóm quy hoạch 58

Bảng 3.3 - Trường dữ liệu của nhóm Cơ sở đo đạc 59

Bảng 3.4 - Trường dữ liệu của nhóm Biên giới địa giới 60

Bảng 3.5 - Trường dữ liệu của nhóm giao thông 61

Bảng 3.6 - Trường dữ liệu của nhóm thủy hệ 62

Bảng 3.7 - Trường dữ liệu của nhóm địa danh 63

Bảng 3.8 - Trường dữ liệu của nhóm địa hình 64

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1: Cấu trúc dữ liệu kiểu Raster 33

Hình 2.2: Cấu trúc dữ liệu kiểu Vector 34

Hình 3.1: Bộ phần mềm ứng dụng ArcGIS (Nguồn: ESRI) 41

Hình 3.2: Bộ ba ứng dụng của phần mềm AcrGIS desktop 44

Hình 3.3: Giao diện ArcMap 46

Hình 3.4: Giao diện ArcCatalog 47

Hình 3.5: Giao diện ArcToolbox 48

Hình 3.6: Cấu trúc cơ sở dữ liệu Geodatabase 50

Hình 3.7: Sơ đồ quy trình công nghệ xây dựng CSDL 50

Hình 3.8: Quy trình tổng quát xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính 52

Hình 4.1: Vị trí tiếp giáp của huyện Nhơn Trạch 71

Hình 4.2: Vị trí tiếp giáp của xã Vĩnh Thanh thuộc huyện Nhơn Trạch 72

Hình 4.3: Quy trình thực nghiệm tạo cơ sở dữ liệu GeodataBase 74

Hình 4.4: Lớp thửa đất thuộc nhóm địa chính trước khi chuẩn hóa 76

Hình 4.5: Lớp thửa đất sau khi được chuẩn hóa 78

Hình 4.6: Dữ liệu thuộc tính của lớp thửa đất thuộc nhóm địa chính 79

Hình 4.7: Chuyển đổi bản đồ từ định dạng DGN sang định dạng Shape 80

Hình 4.8: File chứa hệ tọa độ VN 2000 cho bản đồ tỷ lệ từ 1:5.000.000 đến 1:25.000 múi 6 0 trên phần mềm ArcGIS 81

Hình 4.9: File chứa hệ tọa độ VN 2000 địa phương của tỉnh Đồng Nai 81

Hình 4.10: Đưa hệ hệ tọa độ VN 2000 địa phương của tỉnh Đồng Nai vào ArcGIS 82

Hình 4.11: Tạo cơ sở dữ liệu Geodatabase 83

Hình 4.12: Tạo cơ sở dữ liệu Feature Dataset thuộc Geodatabase 83

Hình 4.13: Hệ quy chiếu và các thông số quy chiếu của Tỉnh Đồng Nai 84

Hình 4.14: Hệ thống Feature Dataset 84

Hình 4.15: Tạo cơ sở dữ liệu Feature Class thuộc Geodatabase 85

Hình 4.16: Hệ thống cơ sở dữ liệu Feature Class thuộc Geodatabase 85

Hình 4.17: Load dữ liệu dạng *.dgn vào Feature Class ở dạng polyline 86

Hình 4.18: Chuyển polyline sang polygon của Feature Class 87

Hình 4.19: Dữ liệu bản đồ địa chính xã Vĩnh Thanh trên ArcCatalog 87

Hình 4.20: Chọn file layer cho hiển thị trên ArcMap 88

Hình 4.21: Tổng hợp các layer được hiển thị trên ArcMap 88

Hình 4.22: Các trường dữ liệu trong bảng thuộc tính theo Thửa đất 90

Hình 4.23: Thêm trường dữ liệu trong bảng thông tin thuộc tính 91

Hình 4.24: Xóa bớt trường dữ liệu trong bảng thông tin thuộc tính 91

Hình 4.25: Vị trí thửa đất hiển thị sau khi tìm kiếm 93

Hình 4.26: Thông tin thuộc tính của thửa đất sau khi tìm kiếm 93

Hình 4.27: Thông tin thuộc tính của thửa đất sau khi tìm kiếm 94

Hình 4.28: Tất cả các thửa đất có mã BHK được hiển thị 95

Hình 4.29: Chiết xuất thông tin thuộc tính của tất cả các thửa đất có mã BHK 96

Hình 4.30: Kết nối dữ liệu không gian trong ArcGIS với CSDL của ESRI_SDE 97

Hình 4.31: Thiết lập kết nối dữ liệu thuộc tính trong ArcGIS với CSDL của SQL-2005 97

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đất đai là nguồn tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần tất yếu không thể thiếu để hình thành nên quốc gia, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân

bố các khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh quốc phòng v.v Bởi vậy đối với các nước trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, việc quản lý đất đai luôn được đặt lên hàng đầu và luôn được ưu tiên hỗ trợ của các ngành khoa học, kỹ thuật và công nghệ Kỹ thuật trắc địa, với những ứng dụng tổng hợp của các ngành công nghệ kỹ thuật: công nghệ thông tin, kỹ thuật số, GEOMATIC, đã được áp dụng bước đầu có hiệu quả ở nước ta GEOMATIC đã đưa vào áp dụng các công nghệ như ảnh viễn thám, công nghệ GPS, công nghệ GIS… Các dự án xây dựng hệ thống cở sở dữ liệu địa chính số được đặt ra, nhiều nghiên cứu phát triển công nghệ dữ liệu đã được ứng dụng, nhiều hệ thống phần mềm trợ giúp cho công tác quản lý đất đai đã ra đời như phần mềm VILIS-2.0, ELIS , TMVLIS,…

Để xây dựng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu địa chính số đồng bộ đáp ứng nhu cầu của công tác quản lý đất đai trong thời kỳ công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước cũng với những tiêu chuẩn về hệ thống hồ sơ địa chính

theo Quy định kỹ thuật về chuẩn dữ liệu địa chính (Thông tư số

17/2010/TT-BTNMT ngày 04/10/2010), đòi hỏi các hệ thống phần mềm ứng dụng của

nước ta khá nhiều các nội dung cần bổ xung, sửa đổi và cải tiến để bắt kịp được yêu cầu của thực tiễn quản lý Để đáp ứng được yêu cầu tự động hóa quy trình làm việc của mình, Địa chính Thụy Điển đã thực hiện tự động hóa quy trình làm việc thông qua cơ quan Lantmäteriet chịu trách nhiệm cho các dịch vụ địa chính của đất nước Thụy Điển Cơ quan này quản lý thông tin cho

khoảng 3.200.000 tài sản Hệ thống địa chính Thụy Điển được xem là có hiệu quả trên các hệ thống địa chính thế giới Kể từ cuối những năm 1990, ArcGIS

đã được coi là một thành phần quan trọng của hệ thống tổng thể Trung tâm Đăng ký dựa trên trên hệ thống phần mềm ArcGIS-KADAGIS Hệ thống này tạo ra tính năng gồm trên 50 chức năng thân thiện với người sử dụng tăng tốc

độ hoạt động, kiểm soát chất lượng, và nhập dữ liệu vào cơ sở dữ liệu địa chính [7] Nó hỗ trợ nhiều khía cạnh của quản lý đất đai ở Thụy Điển, bao gồm cả khảo sát và lập bản đồ; bất động sản hình thành, sản xuất các bản đồ địa chính, lập bản đồ các tiện ích công cộng; định giá tài sản và đánh giá thuế

và quy hoạch quốc gia, khu vực và địa phương Bản thân hệ thống VILIS 1.0

- VILIS2.0 ra đời trên công nghệ của hãng ESRI –Mỹ cũng trên cơ sở hỗ trợ

kỹ thuật từ Thụy Điển

Ở nước ta, dữ liệu Hồ sơ địa chính được thành lập qua nhiều thời kỳ với các công nghệ khác nhau, lưu trữ ở cả dạng giấy hoặc dạng số Thời kỳ trước năm 1999, tùy thuộc vào khả năng của từng địa phương mà bản đồ và

hồ sơ địa chính được thành lập cũng rất đa dạng, bản đồ được lưu trữ ở dạng giấy hoặc các khuôn dạng *.dxf,* *.dwg* của AutoCAD, *.dgn* của MicroStation, một phần ở khuôn dạng của MapInFo và chủ yếu xây dựng ở

hệ tọa độ HN – 72 Hồ sơ địa chính quản lý trên giấy hoặc ở dạng cơ sở dữ liệu trong Foxpro Sau khi Tổng cục Địa chính ban hành áp dụng phần mềm Famis và quy định sử dụng hệ tọa độ VN – 2000 cho công tác thành lập bản

đồ địa chính trên cả nước thì bản đồ cơ bản được lưu trữ ở khuôn dạng *.dgn của Microstation ở hệ tọa độ VN – 2000 và hệ thống Hồ sơ địa chính cơ bản thành lập theo phần mền CadDB; sau đó đã có rất nhiều phần mềm được ra đời phục vụ cho công tác đăng ký đất đai trên cả nước như phần mềm CILIS, PLIS, VILIS, ELIS…hiện nay thịnh hành và phát triển khá nhiều phần mềm như VILIS-2.0, ELIS , TMVLIS,… Qua đó cũng cho thấy sự bất cập trong

công tác thành lập và quản lý hồ sơ địa chính, quá nhiều phần mềm gây khó khăn cho việc tích hợp dữ liệu khi xây dựng một cơ sở dữ liệu thống nhất trong cả nước

Bộ Tài Nguyên và Môi Trường đã ra hai quy định rất quan trọng liên quan đến xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý và địa chính đó là: Quy định Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chuẩn thông tin địa lý cơ sở (Ban hành kèm theo Thông tư số 02/2012/TT-BTNMT ngày 19 tháng 03 năm 2012) nhằm thống nhất công tác xây dựng hệ thống thông tin địa lý cơ sở quốc gia và các hệ thống thông tin địa lý chuyên ngành trong phạm vi ngành tài nguyên và môi trường theo Quy định kỹ thuật về chuẩn dữ liệu địa chính (Ban hành theo Thông tư số 17/2010/TT-BTNMT ngày 04 tháng 10 năm 2010) Hiện nay Bộ Tài Nguyên và Môi Trường đang dự thảo quy định về quy trình công nghệ xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai Việt Nam Chính vì vậy, nghiên cứu phương pháp xây dựng và chuẩn hóa các dữ liệu địa chính, chuyển đổi dữ liệu bản đồ

và hồ sơ địa chính từ các phần mềm khác nhau về cơ sở dữ liệu địa chính, tổ chức quản lý và khai thác CSDL địa chính theo quy định chuẩn cơ sở dữ liệu của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường là một vấn đề cần thiết

Xuất phát từ những vấn đề trên, cùng với mong muốn nghiên cứu các chức năng của phần mềm ArcGIS trong việc quản lý dữ liệu địa chính, nhằm giải quyết bài toán quản lý dữ liệu địa chính được thành lập bằng các phần

mềm khác nhau ở tỉnh Đồng Nai, tác giả đã chọn đề tài: “ Ứng dụng phần mềm ArcGIS trong công tác xây dựng và quản lý dữ liệu địa chính khu vực tỉnh Đồng Nai ” làm đối tượng nghiên cứu của luận văn

2 Mục đích, đối tƣợng nghiên cứu

2.1 Mục đích

Nghiên cứu các chức năng, khả năng ứng dụng của phần mềm ArcGIS trong việc phân tích, chuyển đổi dữ liệu bản đồ từ các khuôn dạng khác nhau

Nghiên cứu phương pháp xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu địa chính trên phần mềm ArcGIS phục vụ cho công tác quản lý đất đai Áp dụng một số nội dung đóng góp cho dự thảo quy trình công nghệ xây dựng cơ dữ liệu đất đai Việt Nam

2.2 Đối tƣợng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là cơ sở dữ liệu địa chính

3 Phạm vi nghiên cứu

Tác giả đã sử dụng bản đồ và hồ sơ địa chính của một xã thuộc huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai được thành lập năm 2008 làm đối tượng nghiên cứu Nhằm áp dụng công nghệ GIS, cụ thể là sử dụng bộ ứng dụng của ArcGIS Desktop là ArcCatalog, ArcMap, ArcToolbox vào công tác lưu trữ, quản lý các dữ liệu hồ sơ địa chính theo quy định chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường

4 Nội dung nghiên cứu

Nội dung của luận văn chủ yếu tập chung vào nghiên cứu các vấn đề chính sau:

- Tìm hiểu sâu hơn các khái niệm về dữ liệu địa chính công tác xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu địa chính

- Nghiên cứu các nội dung của quy định chuẩn thông tin địa lý cơ sở quốc gia, cơ sở dữ liệu địa chính và dự thảo về quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính Việt Nam

- Nghiên cứu các chức năng của bộ ba AcrCatalog, Acrmap, AcrToolbox trong AcrGIS dektop

- Khả năng áp dụng phần mềm ArcGIS trong công tác xây dựng và quản lý dữ liệu địa chính tại khu vực Đồng Nai

Trên cơ sở phần mềm đã nghiên cứu tiến hành thực nghiệm chuyển đổi

dữ liệu bản đồ và hồ sơ địa chính của xã Vĩnh Thanh thuộc huyện Nhơn

Trạch, tỉnh Đồng Nai sang mô hình cơ sở dữ liệu địa chính theo quy định chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường

5 Phương pháp nghiên cứu

Nhằm thực hiện được các mục tiêu nghiên cứu, tác giả luận văn đã sử dụng các phương pháp sau đây:

5.1 Phương pháp kế thừa các tài liệu liên quan

Tìm hiểu, thu thập, hệ thống hóa và kế thừa các tài liệu đã nghiên cứu hoặc có liên quan đến mục đích của đề tài Nguồn từ các cơ quan trung ương, các cơ quan của thành phố, các cơ quan của các quận, huyện và các viện nghiên cứu, trường đại học Sử dụng các nguồn số liệu, thông tin từ các cơ quan quản lý, các trang Web chuyên ngành trên Internet và các sách, báo có liên quan đến vấn đề cần nghiên cứu nhằm rút ngắn thời gian và kế thừa kết quả nghiên cứu trước đó

5.2 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu

Điều tra, thu thập các thông tin, tài liệu, số liệu về điều kiện tự nhiên,

về thực trạng tư liệu bản đồ và hồ sơ địa chính, hiện trạng sử dụng đất… Thu thập số liệu bản đồ số từ phòng tài nguyên và môi trường

5.3 Phương pháp thực nghiệm

Được sử dụng để thử nghiệm minh họa, đánh giá hiệu quả sử dụng của

cơ sở dữ liệu địa chính số khi đưa vào khai thác trong thực tế Tiến hành thực nghiệm để chứng minh cho các luận chứng khoa học đã đưa ra

5.4 Phương pháp chuyên gia

Thu thập, tổng hợp và phân tích các ý kiến chuyên gia làm cơ sở đưa ra các kết luận khoa học Tham khảo ý kiến chuyên gia tư vấn, các cán bộ lão thành đã có kinh nghiệm lâu năm trong công tác xây dựng cơ sở dữ liệu và quản lý đất đai Nghiên cứu ứng dụng trong thực tiễn, xây dựng quy trình và

phối hợp với đơn vị xây dựng phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu để phần mềm được xây dựng phù hợp và hỗ trợ tốt nhất cho công tác quản lý đất đai

5.5 Công nghệ phục vụ nghiên cứu

Công nghệ ArcGIS dùng để lưu trữ, xử lý và phân tích dữ liệu không gian cũng như dữ liệu thuộc tính Ứng dụng các chức năng của phần mềm ArcGIS trong việc xây dựng và quản lý mô hình cơ sở dữ liệu địa lý phục vụ cho công tác quản lý đất đai

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ góp phần tìm ra các phương pháp chuyển đổi và quản lý cơ sở dữ liệu Hồ sơ địa chính ở các phần mềm khác nhau sang mô hình cơ sở dữ liệu địa lý trong phần mềm ArcGIS, nhằm phục

vụ cho công tác quản lý đất đai theo quy định kỹ thuật chuẩn dữ liệu địa chính của Bộ Tài nguyên và Môi trường

Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể sẽ áp dụng được vào thực tế tại cơ quan, đơn vị sản xuất hoạt động trong lĩnh vực liên quan đến hệ thống thông tin đất đai nói chung và Sở Tài Nguyên Môi Trường Đồng Nai nói riêng, góp phần nâng cao chất lượng quản lý cơ sở dữ liệu địa chính ở tỉnh Đồng Nai

Trên cơ sở sẽ thực nghiệm chuyển đổi dữ liệu Hồ sơ địa chính của một

xã, sang mô hình cơ sở dữ liệu địa chính Tìm ra được các mô hình phù hợp trong tiến trình xây dựng quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai của Bộ Tài nguyên và Môi trường tại tỉnh Đồng Nai Góp phần hoàn thiện và hiện đại hóa hệ thống cơ sở dữ liệu địa chính tỉnh Đồng Nai

7 Cấu trúc của luận văn

Toàn bộ đề tài được cấu trúc gồm phần Mở đầu, 4 chương, phần kết luận kiến nghị và được trình bày trong 101 trang đánh máy với 41 hình, 08 bảng biểu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ

CHUẨN DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH VIỆT NAM 1.1 Khái niệm về cơ sở dữ liệu (CSDL)

Cơ sở dữ liệu (CSDL) là một tập hợp số liệu được lựa chọn và phân chia bởi người sử dụng Đó là một nhóm các bản ghi và các file số liệu được lưu trữ trong một tổ chức có cấu trúc Nhờ vào phần mềm quản trị CSDL người ta có thể sử dụng dữ liệu cho các mục đích tính toán, phân tích, tổng hợp, khôi phục dữ liệu…[12]

Cơ sở dữ liệu bản đồ là một CSDL địa lý, đối tượng quản lý của nó phụ thuộc vào thuộc tính của các đối tượng mà bản đồ thể hiện [12] Như vậy một

hệ thống Cơ sở dữ liệu bản đồ nếu xét dưới góc độ công nghệ thì hệ thống

bao gồm :

- Thiết bị phần cứng và thiết bị ngoại vi;

- Hệ thống phần mềm và các thủ tục cần thiết để xây dựng và phân tích;

- Cơ sở dữ liệu;

- Con người vận hành

1.1.1 Phần cứng - Máy tính và các thiết bị ngoại vi

Về cơ bản hệ thống thiết bị phần cứng của một hệ thống thông tin địa lý bao gồm các phần chính là Bộ xử lý trung tâm (CPU), các thiết bị đầu vào như bàn số hoá, máy quét, các thiết bị thu nhận thông tin điện từ các thiết bị lưu trữ (bộ nhớ ngoài), thiết bị hiển thị (màn hình), thiết bị in (máy vẽ),v.v [12]

* Máy tính còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU) được nối với thiết bị chứa bộ nhớ ngoài (ổ đĩa) để chứa không gian lưu trữ số liệu và các chương trình

* Máy số hoá hoặc thiết bị chuyên dụng khác có nhiệm vụ chuyển hoá các số liệu từ bản đồ và các tư liệu thành dạng số rồi đưa vào máy tính

* Máy vẽ (Plotter) hoặc các loại thiết bị tương tự khác được sử dụng để xuất dữ liệu ở dạng số trên màn hình hoặc trên nền vật liệu in

* Sự liên hệ nội bộ bên trong máy tính giữa các cấu thành của phần cứng cũng có thể được thực hiện thông qua hệ thống mạng với các đường dẫn

dữ liệu đặc biệt

1.1.2 Hệ thống phần mềm và các thủ tục cần thiết để xây dựng và phân tích

Hệ thống phần mềm bao gồm: Phần mềm hệ thống, phần mềm quản trị, phần mềm ứng dụng Các phần mềm trong lĩnh vực hệ thống thông tin bản đồ phải bảo đảm được chức năng sau: [12]

Các dữ liệu không gian thu thập từ các nguồn dữ liệu khác nhau như bản đồ được chức năng liên kết và xử lý đồng bộ Có khả năng lưu trữ, sửa chữa đồng bộ các nhóm dữ liệu bản đồ phục vụ các phân tích tiếp theo và còn cho phép biến đổi nhanh và chính xác các dữ liệu không gian Đảm bảo các khả năng phân tích ở các trạng thái khác nhau, có khả năng thay đổi cấu trúc

dữ liệu phục vụ người dùng, các nguyên tắc để kết nạp các sản phẩm, các biện pháp đánh giá chất lượng sản phẩm và các nguyên tắc xử lý chuẩn các thông tin theo không gian, thời gian cũng như theo các kiểu mẫu thích hợp khác Các dữ liệu phải có khả năng hiển thị toàn bộ hoặc từng phần theo thông tin gốc, các dữ liệu nếu đã qua xử lý cần phải thể hiện tốt hơn bằng các bảng biểu hay các loại bản đồ Chính vì vậy có thể định nghĩa phần mềm như sau:

Phần mềm có thể chia làm hai lớp: [12]

- Lớp phần mềm mức thấp: Hệ điều hành cơ sở

- Lớp phần mềm mức cao: Các chương trình ứng dụng, dùng thực hiện việc thành lập bản đồ và các thao tác phân tích không gian địa lý

Vai trò và đặc tính phần mềm được gắn liền với kiến trúc của phần cứng sử dụng trong máy tính và sự tiến bộ của công nghệ tin học Ngày nay phần lớn các phần mềm GIS là giao diện thân thiện với người sử dụng

1.1.3 Cơ sở dữ liệu

* Dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính:

Phần trung tâm của hệ thống là cơ sở dữ liệu, nó là một hệ thống các thông tin được lưu trữ dưới dạng số Vì cơ sở dữ liệu có mối liên quan với các điểm đặc trưng trên bề mặt trái đất nên nó bao gồm hai yếu tố:

- Cơ sở dữ liệu không gian mang tính địa lý thể hiện hình dạng, vị trí, kích thước và các nét đặc trưng của bề mặt trái đất

- Cơ sở dữ liệu thuộc tính không mang tính địa lý, thể hiện đặc tính hay chất lượng các nét đặc trưng của bề mặt trái đất [12]

* Quá trình thực hiện xây dựng qua các bước sau:

- Nhập số liệu và kiểm tra số liệu

- Lưu trữ số liệu và quản lý cơ sở dữ liệu

- Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu

- Biến đổi dữ liệu

- Đối tác với người sử dụng

1.1.4 Con người vận hành

Một hệ thống CSDL đương nhiên quan hệ mật thiết với người sử dụng các thiết bị từ hệ thống phần cứng, phần mềm điều khiển các thiết bị Con người xây dựng tạo ra hệ thống dữ liệu tổ thức và phân tính dữ liệu hiển thị hình ảnh tạo ra các sản phẩm đầu ra…

Tất cả các yếu tố trên có liên kết và quan hệ chặt chẽ tạo nên một tổ chức hệ thống CSDL [12]

1.2 Cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính và vấn đề chuẩn hóa bản đồ địa chính

1.2.1 Các khái niệm

Theo [3] trong xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính các thuật ngữ cơ bản được hiểu như sau:

a) Hệ thống thông tin địa chính

Là hệ thống bao gồm cơ sở dữ liệu địa chính, phần cứng, phần mềm và mạng máy tính được liên kết theo mô hình xác định

b) Dữ liệu địa chính

Là dữ liệu không gian địa chính, dữ liệu thuộc tính địa chính và các dữ liệu khác có liên quan

c) Cơ sở dữ liệu địa chính

Là tập hợp thông tin có cấu trúc của dữ liệu địa chính

d) Dữ liệu không gian địa chính

Là dữ liệu về vị trí, hình thể của thửa đất, nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất; dữ liệu về hệ thống thủy văn, hệ thống thủy lợi; hệ thống đường giao thông; dữ liệu về điểm khống chế; dữ liệu về biên giới, địa giới; dữ liệu về địa danh và ghi chú khác; dữ liệu về đường chỉ giới và mốc giới quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch xây dựng, quy hoạch giao thông và các loại quy hoạch khác, chỉ giới hành lang an toàn bảo vệ công trình

e) Dữ liệu thuộc tính địa chính

Là dữ liệu về người quản lý đất, người sử dụng đất, chủ sở hữu nhà ở

và tài sản khác gắn liền với đất, tổ chức và cá nhân có liên quan đến các giao dịch về đất đai, nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất; dữ liệu thuộc tính về thửa đất, nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất; dữ liệu về tình trạng sử dụng của thửa đất, nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất; dữ liệu về quyền và nghĩa

vụ trong sử dụng đất, sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất; dữ liệu giao dịch về đất đai, nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất

f) Siêu dữ liệu (metadata)

Là các thông tin mô tả về dữ liệu

g) Cấu trúc dữ liệu

Là cách tổ chức dữ liệu trong máy tính thể hiện sự phân cấp, liên kết của các nhóm dữ liệu

h) Kiểu thông tin của dữ liệu

Là tên, kiểu giá trị và độ dài trường thông tin của dữ liệu

i) Hệ VN-2000

Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000

j) XML (eXtensible Markup Language)

Là ngôn ngữ định dạng mở rộng có khả năng mô tả nhiều loại dữ liệu khác nhau bằng một ngôn ngữ thống nhất và được sử dụng để chia sẻ dữ liệu giữa các hệ thống thông tin

k) GML (Geography Markup Language)

Là một dạng mã hóa của ngôn ngữ XML để thể hiện nội dung các thông tin địa lý

1.2.2 Các yêu cầu với cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính

Theo [12], cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính phải đáp ứng được các các yêu cầu sau:

1.2.2.1 Yêu cầu về lưu trữ thông tin

Đây là nhu cầu xuất phát từ phía cơ quan chủ quản là Bộ Tài nguyên và Môi trường Hiện tại, các mảnh bản đồ địa chính dạng analog được lưu trữ bản gốc tại trung ương, các bản sao được lưu trữ tại Sở địa chính các tỉnh Số lượng bản đồ địa chính là rất lớn Khả năng lưu trữ được một số lượng rất lớn bản đồ địa chính dưới dạng số là yêu cầu đầu tiên đối với cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính trong Hệ thống thông tin đất đai của Bộ Tài nguyên và Môi trường cũng như trong Cơ sở dữ liệu quốc gia về Tài nguyên đất

1.2.2.2 Yêu cầu về nội dung thông tin

Nội dung thông tin trong cơ sở dữ liệu trước hết phải đảm bảo các nội dung của bản đồ địa chính được qui định trong qui phạm của Bộ Tài nguyên

và Môi trường Sau đó, cơ sở dữ liệu phải có tính mở, có khả năng thêm các lớp thông tin mới phục vụ đa ngành, đa mục đích sử dụng

1.2.2.3 Yêu cầu về khai thác, sử dụng và tra cứu thông tin

Đây là nhu cầu lớn nhất đối với dữ liệu địa chính trong cơ sở dữ liệu tài nguyên đất Thông tin về địa chính không chỉ phục vụ cho Bộ Tài nguyên và Môi trường mà còn phục vụ các bộ, ngành, các tổ chức khác nhau và cả đến từng người dân thường Yêu cầu về tìm kiếm thông tin địa chính rất đa dạng:

từ cấp vĩ mô theo từng đơn vị hành chính hoặc chi tiết nhất đến từng thửa đất Bài toán này liên quan đến cấu trúc dữ liệu và chỉ số xác định duy nhất đối tượng cần quản lý như thửa đất, mảnh bản đồ địa chính, ranh giới xã Cần phải tạo ra các trường khoá để cung cấp các khả năng tìm kiếm khác nhau Yêu cầu này đòi hỏi phải có một cơ chế tra cứu và hỏi đáp nhanh chóng, tiện dụng cho nhiều dạng người sử dụng khác nhau

1.2.2.4 Yêu cầu về xử lý thông tin

Thông tin địa chính là thông tin có tần xuất thay đổi rất nhanh Hiện trạng sử dụng đất luôn luôn biến động, và các biến động này cần thiết phải thể hiện trong cơ sở dữ liệu về bản đồ địa chính Thông tin địa chính còn là dữ liệu cần xử lý ở các bài toán qui hoạch sử dụng đất, qui hoạch đường sá ở mức độ chi tiết Yêu cầu về khả năng xử lý liên quan trực tiếp đến việc chọn

mô hình dữ liệu của cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính và các chức năng mà phần mềm quản lý cần phải có

1.2.2.5 Yêu cầu về độ chính xác

Độ chính xác của dữ liệu địa chính lưu trữ trong cơ sở dữ liệu phải đảm bảo độ chính xác được qui định trong qui phạm của Bộ Tài nguyên và Môi

trường Do dữ liệu địa chính số được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, nhiều dạng người dùng khác nhau, nhiều dạng ứng dụng khác nhau nên các thông tin về chất lượng dữ liệu cần phải được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu

1.2.2.6 Yêu cầu trao đổi thông tin

Thông tin lưu trữ trong cơ sở dữ liệu phải có khả năng trao đổi thông tin, phân phối thông tin Điều này đòi hỏi phải có cấu trúc file trao đổi chuẩn

và môi trường phân phối thông tin chuẩn trên mạng cục bộ cũng như mạng diện rộng

1.2.2.7 Yêu cầu về thể hiện thông tin

Nội dung thông tin cần được thể hiện ra các chất liệu analog khác nhau như giấy, phim Yêu cầu đầu tiên là thể hiện các đối tượng đúng như trong qui phạm của Bộ Tài nguyên và Môi trường qui định, tiếp theo là khả năng linh hoạt trong thể hiện như: theo từng chuyên đề, theo các tỷ lệ và in ra ở các thiết bị đầu ra khác nhau

1.2.3 Nguyên tắc chuẩn hoá bản đồ địa chính

Từ việc phân tích các nhu cầu về một cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính, cho thấy việc chuẩn hoá được xác định gồm: [3]

1.2.3.1 Chuẩn về dữ liệu bản đồ

Đây là chuẩn đầu tiên được đặt ra nhằm chuẩn hoá nội dung của dữ liệu trong cơ sở dữ liệu Chuẩn này được gọi là chuẩn về dữ liệu bản đồ

(Cartography Data Standard) Chuẩn bao gồm chuẩn về mô hình dữ liệu và

chuẩn về nội dung dữ liệu

Chuẩn về mô hình dữ liệu: Cung cấp các cách thức chuẩn để mô tả,

phản ánh các đối tượng bản đồ dưới dạng số trong cơ sở dữ liệu Chuẩn về mô

hình dữ liệu (Data model Standard) bao gồm: Lựa chọn mô hình dữ liệu phù

hợp để lưu trữ cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính và Chuẩn hoá về phân loại các đối tượng cần lưu trữ trong cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính

Chuẩn về nội dung dữ liệu: Chuẩn mô tả những đối tượng nào được lưu

trữ trong CSDL, sự phân loại, cách nhận dạng, nội dung ý nghĩa của từng loại đối tượng này đồng thời cũng mô tả cụ thể về quan hệ giữa các đối tượng và

dữ liệu thuộc tính của chúng

Trong phần chi tiết kỹ thuật của các đối tượng (Data Specification), các

đối tượng bản đồ địa chính sẽ được mô tả rất chi tiết về mã, định nghĩa, cách thể hiện và các quan hệ không gian trong cơ sở dữ liệu

1.2.3.2 Chuẩn về thể hiện bản đồ

Chuẩn về thể hiện bản đồ (Cartographic Represetation Standard) nhằm

chuẩn hoá cách thể hiện bản đồ số khi ở dạng analog Trên bản đồ giấy, các đối tượng trong thực tế được thể hiện bằng ngôn ngữ đặc biệt, gọi là ngôn ngữ bản đồ và được xem xét như một hệ thống ký hiệu đặc trưng riêng Hệ thống này có những đặc thù riêng, qui luật riêng và luôn tuân thủ chính xác sự tương ứng trật tự phân bố tương hỗ của các ký hiệu với trật tự tồn tại thực tế của các đối tượng được phản ánh Tuy nhiên, trong cơ sở dữ liệu, bản đồ số không chỉ thuần tuý là một sự sao chép lại của bản đồ giấy Trong bản đồ số, ngôn ngữ bản đồ vẫn đóng một vai trò quan trọng cho việc trình bày, thể hiện các đối tượng bản đồ ra các thiết bị hiển thị đầu ra như màn hình, máy in, máy vẽ Chuẩn về thể hiện bản đồ cần phải được xem xét và dựa trên các qui định về

ký hiệu và cách thể hiện bản đồ trong qui phạm

1.2.3.3 Chuẩn về khuôn dạng file

Chuẩn hoá về khuôn dạng file khi lưu trữ và khi trao đổi, phân phối

thông tin (Data format and data exchange standard) là chuẩn phục vụ cho

việc phân phối và trao đổi thông tin giữa các hệ thống khác nhau, giữa các tổ chức khác nhau Chuẩn này đặc biệt quan trọng đối với những cơ sở dữ liệu

có tính chất dùng chung, chia sẻ nhiều như cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính Đặc điểm của cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính là cơ sở dữ liệu có tính phân tán

(mỗi một cơ sở dữ liệu thành phần nằm ở một tỉnh) và được xây dựng bởi nhiều đơn vị khác nhau Để đảm bảo tính thống nhất cho thành lập ban đầu, cập nhật và bảo trì sau này cần phải có chuẩn về khuôn dạng file lưu trữ vật lý trong cơ sở dữ liệu Để trao đổi thông tin, cần phải có chuẩn về khuôn dạng file phục vụ trao đổi, phân phối thông tin Tuy nhiên chuẩn về khuôn dạng chỉ liên quan chủ yếu đến cấu trúc dữ liệu mà không thể hiện được nội dung dữ liệu Dữ liệu có thể được tạo ra trong một hệ thống này và có thể đọc được bởi hệ thống khác nhờ chuẩn, tuy nhiên hệ thống nhận thông tin có thể không hiểu đầy đủ được nội dung dữ liệu được nhận Để có thể hiểu rõ ý nghĩa thông tin trao đổi, người sử dụng cần phải nắm được phần chuẩn về dữ liệu bản đồ

mô tả chi tiết nội dung của cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính

1.3 Quy định về chuẩn thông tin địa lý và địa chính

1.3.1 Chuẩn thông tin địa lý Quốc gia

Xuất phát từ yêu cầu thực tế là các hệ thống thông tin nói chung và các

hệ thống thông tin địa lý nói riêng luôn có nhu cầu giao tiếp với nhau, nghĩa

là các thông tin sẽ được truyền tải từ hệ thống này sang hệ thống khác Vì vậy yêu cầu đặt ra là làm thế nào để các hệ thống có thể hiểu được thông tin và cấu trúc thông tin của nhau, phương pháp đơn giản và hiệu quả nhất là các hệ thống phải xây dựng cấu trúc thông tin của mình theo một tập hợp các quy tắc chung Mặt khác, hệ thống cơ sở dữ liệu địa lý nền quốc gia phải được quản

lý, vận hành đáp ứng yêu cầu bảo mật, cập nhập và được chia sẻ trên quy mô lớn

Từ các yêu cầu thực tế đó, chuẩn thông tin địa lý cơ sở dữ liệu quốc gia được xây dựng nhằm đáp ứng các yêu cầu chuẩn hóa cho các hoạt động sau:

- Xây dựng dữ liệu địa lý: Dữ liệu địa lý phải xây dựng trên cơ sở một

bộ chuẩn thông tin địa lý chung, nhằm đảm bảo toàn bộ dữ liệu địa lý đều được xây dựng trên các mô hình khái niệm và quy tắc chung

- Trao đổi và chia sẻ dữ liệu địa lý: Dữ liệu địa lý được trao đổi và chia

sẻ trên cơ sở mọi dữ liệu địa lý được định nghĩa và xây dựng theo một bộ chuẩn thông tin địa lý chung, được mã hóa theo các chuẩn mở, độc lập nền tảng và được chia sẻ thông qua các dịch vụ thông tin địa lý mở

- Cập nhật dữ liệu địa lý: Các chuẩn thông tin địa lý được thiết kế sao cho có thể hỗ trợ tối đa cho các hoạt động dữ liệu địa lý

Chuẩn thông tin địa lý cở sở quốc gia có vai trò rất quan trọng trong việc xây dựng hệ thống thông tin địa lý Nó đưa ra một cách nhìn khoa học, thống nhất về dữ liệu địa lý, làm rõ cấu trúc và nội dung dữ liệu địa lý, nâng cao khả năng ứng dụng của dữ liệu địa lý, nâng cao khả năng cập nhật, trao đổi của dữ liệu, nâng cao năng lực, hiệu quả, cũng như lợi ích kinh tế của việc

sử dụng, khai thác thông tin địa lý

Các nội dung của Quy định quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chuẩn thông tin địa lý cơ sở được ban hành kèm theo Thông tư số: 02/2012/TT-BTNMT ngày 19 tháng 03 năm 2012 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Theo đó, chuẩn thông tin địa lý cơ sở quốc gia là chuẩn bắt buộc áp dụng thống nhất trong việc xây dựng hệ thống thông tin địa lý cơ sở quốc gia

và các hệ thống thông tin địa lý chuyên ngành trong phạm vi ngành tài nguyên môi trường [2] Đây là cơ sở pháp lý và khoa học để đưa ra các giải pháp kỹ thuật công nghệ khi xây dựng chuẩn dữ liệu địa lý Việt Nam

Theo [2], chuẩn thông tin địa lý cơ sở Quốc gia gồm có 09 quy chuẩn

sau đây:

1 - Chuẩn mô hình cấu trúc dữ liệu địa lý;

2 - Chuẩn mô hình khái niệm dữ liệu không gian;

3 - Chuẩn về mô hình khái niệm dữ liệu thời gian;

4 - Chuẩn phương pháp lập danh mục đối tượng địa lý;

5 - Chuẩn hệ quy chiếu tọa độ;

6 - Chuẩn siêu dữ liệu địa lý;

7 - Chuẩn chất lượng dữ liệu địa lý;

8 - Chuẩn trình bày dữ liệu địa lý;

9 - Chuẩn mã hóa trong trao đổi dữ liệu địa lý

Chuẩn thông tin địa lý cơ sở quốc gia được xây dựng trên quan điểm thừa

kế, do đó nó có quan hệ mật thiết với các thành phần sau:

- Các chuẩn thông tin địa lý quốc tế đang được áp dụng để chuẩn hóa

dữ liệu địa lý cơ sở quốc gia

- Các quy phạm kỹ thuật và các quy định hiện hành có liên quan đến việc chuẩn hóa thông tin địa lý cơ sở (các loại danh mục đối tượng bản đồ, các quy phạm thành lập và biên tập bản đồ, hướng dẫn thẩm định chất lượng biên tập bản đồ…)

- Các sản phẩm dữ liệu địa lý cơ sở có từ việc áp dụng các quy định chuẩn hóa thông tin cơ sở;

- Các loại đối tượng sử dụng các sản phẩm dữ liệu địa lý cơ sở, cũng như các sản phẩm dẫn xuất từ dữ liệu địa lý cơ sở;

- Các quy trình kỹ thuật – công nghệ và công cụ phần mềm cần thiết nhằm thúc đẩy việc áp dụng và triển khai chuẩn thông tin địa lý cơ sở trong thực tiễn;

Bộ chuẩn hóa thông tin địa lý cơ sở quốc gia là nền tảng kỹ thuật, pháp

lý quan trọng để triển khai xây dựng các quy chuẩn dữ liệu cụ thể Việc áp dụng chung một bộ chuẩn thông tin địa lý cơ sở để đảm bảo được tính thống nhất, tính thừa kế và đảm bảo khả năng trao đổi dữ liệu đia lý sau này

1.3.2 Quy định kỹ thuật về chuẩn dữ liệu địa chính Việt Nam

Quy định kỹ thuật về chuẩn dữ liệu địa chính Việt Nam được quy định trong thông tư số 17/2010/TT-BTNMT ngày 04 tháng 10 năm 2010 của Bộ

trưởng Bộ Tài Nguyên và Môi trường, nội dung chuẩn dữ liệu địa chính đuợc xây dựng ứng dụng cho toàn quốc bao gồm [3]:

1.3.3.1 Nội dung, cấu trúc và kiểu thông tin của dữ liệu địa chính

1 Nội dung dữ liệu địa chính:

Dữ liệu địa chính bao gồm các nhóm dữ liệu sau đây:

a) Nhóm dữ liệu về người: gồm dữ liệu người quản lý đất đai, nhà ở và

tài sản khác gắn liền với đất, người sử dụng đất, chủ sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất, người có liên quan đến các giao dịch về đất đai, nhà ở

và tài sản khác gắn liền với đất;

b) Nhóm dữ liệu về thửa đất: gồm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc

tính của thửa đất;

c) Nhóm dữ liệu về tài sản gắn liền với đất: gồm dữ liệu không gian và

dữ liệu thuộc tính của nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất;

d) Nhóm dữ liệu về quyền: gồm dữ liệu thuộc tính về tình trạng sử dụng

của thửa đất, nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất; hạn chế quyền và nghĩa

vụ trong sử dụng đất, sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất; giao dịch

về đất đai, nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất;

đ) Nhóm dữ liệu về thủy hệ: gồm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc

tính về hệ thống thủy văn và hệ thống thủy lợi;

e) Nhóm dữ liệu về giao thông: gồm dữ liệu không gian và dữ liệu

thuộc tính về hệ thống đường giao thông;

g) Nhóm dữ liệu về biên giới, địa giới: gồm dữ liệu không gian và dữ

liệu thuộc tính về mốc và đường biên giới quốc gia, mốc và đường địa giới

hành chính các cấp;

h) Nhóm dữ liệu về địa danh và ghi chú: gồm dữ liệu không gian và dữ

liệu thuộc tính về vị trí, tên của các đối tượng địa danh sơn văn, thuỷ văn, dân

cư, biển đảo và các ghi chú khác;

i) Nhóm dữ liệu về điểm khống chế tọa độ và độ cao: gồm dữ liệu

không gian và dữ liệu thuộc tính về điểm khống chế tọa độ và độ cao trên

thực địa phục vụ đo vẽ lập bản đồ địa chính;

k) Nhóm dữ liệu về quy hoạch: gồm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc

tính về đường chỉ giới và mốc giới quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch xây dựng, quy hoạch giao thông và các loại quy hoạch khác; chỉ giới hành lang an toàn bảo vệ công trình

2 Cấu trúc và kiểu thông tin của dữ liệu địa chính:

Mỗi nhóm thông tin xác định được thể hiện cụ thể thông qua cấu trúc

và kiểu thông tin của dữ liệu

1.3.3.2 Hệ quy chiếu không gian và thời gian áp dụng cho dữ liệu địa chính

1 Hệ quy chiếu không gian:

a) Áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia theo quy định tại Quyết định số 83/2000/QĐ-TTg ngày 12 tháng 7 năm 2000 của Thủ tướng Chính

phủ về việc áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia VN-2000;

b) Áp dụng Hệ tọa độ phẳng, lưới chiếu bản đồ, công thức tính toán tọa

độ theo quy định tại Thông tư số 973/2001/TT-TCĐC ngày 20 tháng 6 năm

2001 của Tổng cục Địa chính hướng dẫn áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ

quốc gia VN-2000

Các tham số của Hệ quy chiếu, Hệ tọa độ địa chính và kinh tuyến trục

cho từng tỉnh được quy định tại Phụ lục II ban hành kèm theo Thông tư này

2 Hệ quy chiếu thời gian: Ngày, tháng, năm theo Dương lịch; giờ,

phút, giây theo múi giờ Việt Nam

1.3.3.3 Siêu dữ liệu địa chính

1 Siêu dữ liệu địa chính: được lập cho cơ sở dữ liệu địa chính các cấp,

cho khu vực lập hồ sơ địa chính, bản đồ địa chính hoặc cho tờ bản đồ địa

chính

2 Siêu dữ liệu địa chính được lập trong quá trình xây dựng cơ sở dữ

liệu địa chính và được cập nhật khi có biến động cơ sở dữ liệu địa chính

3 Nội dung siêu dữ liệu địa chính gồm các nhóm thông tin mô tả về

siêu dữ liệu địa chính đó, hệ quy chiếu toạ độ, dữ liệu địa chính, chất lượng

dữ liệu địa chính và cách thức trao đổi, phân phối dữ liệu địa chính, cụ thể

như sau:

a) Nhóm thông tin mô tả về siêu dữ liệu địa chính gồm các thông tin

khái quát về siêu dữ liệu địa chính đó như đơn vị lập, ngày lập siêu dữ liệu;

b) Nhóm thông tin mô tả về hệ quy chiếu toạ độ gồm các thông tin về

hệ quy chiếu toạ độ được áp dụng để xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính;

c) Nhóm thông tin mô tả về dữ liệu địa chính gồm các thông tin về hiện

trạng của dữ liệu địa chính; mô hình dữ liệu không gian, thời gian được sử dụng để biểu diễn dữ liệu địa chính; thông tin về các loại từ khoá, chủ đề có trong dữ liệu địa chính; thông tin về mức độ chi tiết của dữ liệu địa chính; thông tin về các đơn vị, tổ chức liên quan đến quá trình xây dựng, quản lý, cung cấp dữ liệu địa chính; thông tin về phạm vi không gian và thời gian của

dữ liệu địa chính; thông tin về các ràng buộc liên quan đến việc khai thác sử

dụng dữ liệu địa chính;

d) Nhóm thông tin mô tả về chất lượng dữ liệu địa chính gồm các thông

tin về nguồn gốc dữ liệu; phạm vi, phương pháp, kết quả kiểm tra chất lượng

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ, KẾT CẤU ĐỊA CHÍNH 2.1 Cơ sở dữ liệu địa lý (Geodatabase)

2.1.1 Khái niệm

Geodatabase là một hoặc một bộ dữ liệu được tổ chức chặt chẽ, linh hoạt và được lưu trữ trong bộ nhớ thích hợp, là một kho chứa dữ liệu không gian và thuộc tính trong quản trị cơ sở dữ liệu (Database Management System – DBMS) Đây là một mô hình dữ liệu đối tượng có hướng mô tả các đối tượng địa lý, đối tượng thuộc tính và quan hệ giữa các đối tượng Geodatabase kết hợp “geo” (dữ liệu không gian) với “cơ sở dữ liệu” (kho dữ liệu) để tạo ra một kho dữ liệu trung tâm cho việc lưu trữ và quản lý dữ liệu không gian Có thể coi Database như là bộ từ điển bách khoa toàn thư, nó có thể được lưu giữ trong máy tính để bàn, máy chủ hoặc điện thoại di động cho phép lưu trữ dữ liệu GIS ở vị trí trung tâm để dễ dàng truy cập và quản lý Dữ liệu được lưu trữ theo mô hình này mang tính toàn vẹn dữ liệu cao

Hệ thống thông tin địa lý GIS sử dụng Geodatabase làm dữ liệu của mình Hình thể, vị trí không gian của các đối tượng cần quản lý, được miêu tả bằng các dữ liệu đồ họa Trong khi đó, tính chất các đối tượng này được miêu

tả bằng các dữ liệu thuộc tính.[10]

Mô hình cơ sở dữ liệu không gian không những quy định mô hình dữ liệu với các đối tượng đồ họa, đối tượng thuộc tính mà còn quy định liên kết giữa chúng thông qua mô hình quan hệ và định nghĩa hướng đối tượng bao gồm các tính chất như thừa kế (inherit), đóng gói (encapsulation) và đa hình (polymorphism)

Ngoài ra, cơ sở dữ liệu không gian hiện đại còn bao gồm các ràng buộc đối tượng đồ họa ngay trong cơ sở dữ liệu, được gọi là topology 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, trong đó bản đồ khá hiệu quả trong lưu giữ và trao đổi thông tin địa lý

2.1.2 Các định dạng của Geodatabase

Hiện nay, trong phần cơ sở dữ liệu của hãng ESRI có ba dạng

Geodatabase đó là : Personal Geodatabase, File Geodatabase và ArcSDE

Geodatabase Các định dạng này đều được quản lý và biên tập trong ArcGIS,

tuy nhiên chúng khác nhau ở cách thức tổ chức và cơ chế quản lý.[10]

- Personal Geodatabase: Mô hình sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Access để lưu trữ dữ liệu không gian và thuộc tính, nó chỉ hỗ trợ một người dùng và được cài đặt trên máy đơn Dung lượng lưu trữ của mô hình này giới hạn do sự hạn chế về dung lượng lưu trữ của hệ quản trị cơ sở dữ liệu Access

- File Geodatabase: Mô hình sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu nhều người dùng như Oracle, SQL Server, DB2, Postgres…để lưu trữ dữ liệu File Geodatabase được quản lý ở dạng các thư mục chứa file hệ thống, nhằm cải thiện dung lượng, chất lượng truy vấn và hiển thị dữ liệu Dữ liệu lưu trữ được quản lý thông qua ArcSDE, dung lượng lưu trữ của mô hình này thường không giới hạn do hệ quản trị mà nó sử dụng không giới hạn dung lượng lưu trữ

- ArcSDE Geodatabase: Khi quản lý cơ sở dữ liệu ở khối lượng lớn và truy cập đa người dùng trên máy chủ có sử dụng ArcSDE cơ sở dữ liệu Geodatabase được gọi là ArcSDE Geodatabase chia làm ba loại, với các cấp

độ quản lý khác nhau đó là:

+ ArcSDE Personal Geodatabase: CSDL này cho phép có ba người truy cập cùng lúc và chỉ một trong số đó có thể biên tập chỉnh sửa dữ liệu khi kết nối Database Server trong ArcCatalog

+ ArcSDE Workgroup Geodatabase: Cơ sở dữ liệu ArcSDE Workgroup cho phép có 10 người đồng thời truy cập và biên tập thông qua kết nối Database Server trong ArtCatalog

+ ArcSDE Enterprise Geodatabase: Cơ sở dữ liệu ArcSDE Enterprise cho phép quá nhiều người cùng truy cập và biên tập mà không giới hạn số lượng thông qua kết nối Database Connection trong ArtCatalog

2.1.3 Thành phần của Geodatabase

Dữ liệu địa lý thể hiện vị trí trên trái đất, dữ liệu địa lý được nhóm thành hai loại là vector và raster Cùng với dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính, đây là thông tin bổ sung và luôn gắn chặt với dữ liệu không gian Một bộ tập hợp các tài liệu GIS được hiểu là Metadata

Phần mềm GIS cao cấp cho phép xuất (Export) hoặc nhập (Import) dữ liệu không gian ở nhiều định dạng vector và raster khác nhau Một số phần mềm cho phép chuyển đối raster sang vector và ngược lại Các phần mềm này cũng cho phép hiển thị đồng thời dữ liệu vector và raster được xếp chồng lên nhau Thông tin GIS được phân theo các lớp (layer) và xếp chồng lên nhau theo một thứ tự nhất định nhằm mô tả thế giới thực

Nhìn chung, theo [13] cơ sở dữ liệu địa lý được trình bày theo hai dạng:

Dữ liệu không gian và phi không gian Mỗi loại có những đặc điểm riêng và chung khác nhau về yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý và hiển thị

- Dữ liệu không gian: Là những mô tả số của hình ảnh bản đồ, chúng bao gồm tọa độ, quy luật và các ký hiệu dùng để xác định một hình ảnh bản

đồ cụ thể trên từng bản đồ Hệ thống thông tin địa lý dùng các số liệu không gian để tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thông qua thiết bị ngoại vi,…Dữ liệu không gian bao gồm vị trí (Geometry)

và hình dạng (Topology) Dữ liệu này được lưu trữ và thể hiện theo 2 dạng raster và vector (điểm, đường, vùng)

Cấu trúc dữ liệu Raster

Trong cấu trúc dữ liệu Raster, thực thể không gian được biểu diễn thông qua các ô (cell) hay ô ảnh (pixel) của một lưới các ô Có nhiều dạng ô lưới có thể được sử dụng như: lưới lục giác, lưới tam giác, lưới ô vuông,…; trong đó lưới ô vuông là thông dụng nhất Trong máy tính, lưới các ô này được lưu trữ dưới dạng ma trận trong đó mỗi ô là giao điểm của một hàng và một cột trong ma trận

Hình 2.1: Cấu trúc dữ liệu kiểu Raster

Trong cấu trúc dữ liệu Raster các yếu tố điểm, đường, vùng được xác định như sau:

giá trị

giá trị liên tục nhau theo các hướng

Cấu trúc dữ liệu Vector

Trong cấu trúc dữ liệu Vector, thực thể không gian được biểu diễn thông qua các phần tử cơ bản là điểm, đường, vùng và các quan hệ topology (khoảng cách, tính liên thông, tính kề nhau,…) giữa các đối tượng với nhau

Vị trí không gian của thực thể không gian được xác định bởi toạ độ trong một

hệ toạ độ thống nhất toàn cầu

Hình 2.2: Cấu trúc dữ liệu kiểu Vector

mà được biểu diễn như một cặp toạ độ (X, Y) Ngoài giá trị toạ độ (X, Y), điểm còn được thể hiện kiểu điểm, màu, hình dạng và dữ liệu thuộc tính đi kèm Do đó trên bản đồ điểm có thể được biểu hiện bằng ký hiệu Text

các thực thể có dạng tuyến, được tạo nên từ hai hoặc nhiều hơn cặp toạ độ (X, Y) Ví dụ như: hệ thống đường giao thông, hệ thống ống thoát nước, hệ thống đường điện, các sông suối nhỏ … Ngoài tọa

độ, đường còn có thể bao hàm cả góc quay tại đầu nút

có thể là một đa giác đơn giản hay hợp của nhiều đa giác đơn giản

Số liệu định vị của yếu tố điểm được xác định bởi đường bao của chúng

- Dữ liệu phi không gian (hay còn gọi là dữ liệu thuộc tính) là những diễn tả đặc tính, số lượng, mối quan hệ của các hình ảnh bản đồ với vị trí địa

lý của chúng Các dữ liệu phi không gian không liên quan đến vị trí địa lý hoặc các đối tượng không gian và liên kết chặt chẽ với chúng trong hệ thống

thông tin địa lý thông qua một cơ chế thống nhất chung Trong lĩnh vực phân loại đất đai thì bao gồm: kiểu đất, màu đất, độ kiềm…

Hệ thống cơ sở dữ liệu được phân loại theo cấu trúc dữ liệu cơ bản Bao gồm: [13]

- Mô hình dữ liệu thứ bậc (Hierarchical)

- Mô hình dữ liệu theo mạng lưới (Network)

- Mô hình dữ liệu theo dạng quan hệ (Relational)

2.2 Khái niệm về Metadata, Subtypes và Domains

2.2.1 Khái niệm về Metadata

Metadata được dùng để mô tả tài nguyên thông tin Thuật ngữ Meta xuất xứ là một từ Hy lạp dùng để chỉ một cái gì đó có bản chất cơ bản hơn hoặc cao hơn Vì vậy Metadata là dữ liệu về những dữ liệu khác Nó được những thủ thư truyền thống đặt vào trong các biên mục và được sử dụng thông thường nhất là để mô tả thông tin về các tài nguyên Web (nguồn: Thạc

sĩ Lê Văn Năng, Siêu dữ liệu đối với việc quản lý tài liệu lưu trữ điện tử, <

http://www.archives.gov.vn>)

Một bản ghi Metadata bao gồm một tập hợp các thuộc tính hoặc tập các phần tử cần thiết để mô tả các tài nguyên theo yêu cầu Ví dụ, một hệ thống Metadata thông thường trong biên mục thư viện chứa một tập các bản ghi Metadata dùng để mô tả sách như: tác giả, nhan đề, ngày xuất bản, chủ đề, đề mục, số gọi để chỉ vị trí trên giá sách,…

Giữa các bản ghi Metadata và tài nguyên có mối liên kết ở một trong hai dạng sau:

- Các phần tử Metadata được chứa trong một bản ghi tách riêng với tài liệu Ví dụ trường hợp bản ghi biên mục của thư viện truyền thống

- Metadata có thể được gắn vào trong tài liệu Ví dụ trong biên mục xuất bản nước ngoài, dữ liệu mô tả này được gắn vào trang sau của trang tiêu

đề sách

2.2.2 Khái niệm về Subtypes

Các đối tượng có chung một thuộc tính, được thiết kế trong cùng một lớp đối tượng (Feature Class) và nằm trong cùng một bảng miêu tả (Table) được gọi là Subtypes [12]

Ví dụ như lớp DC_Thuadat (nằm trong nhóm địa chính) gồm có các thông tin về thửa đất, trong đó có thông tin miêu tả về nguồn gốc sử dụng đất

“mua bán”, “khai hoang”, “thừa kế” Khi đó, các thông tin về nguồn gốc sử dụng vẫn được phân biệt rõ ràng mà không cần phải lưu trữ chúng trong các lớp khác nhau nhờ các tính năng của Subtypes

2.2.3 Khái niệm về Domains

Domains (miền giá trị) là một tập hợp các giá trị cho phép của một thuộc tính Tập hợp những máy tính và người sử dụng mà chia sẻ chung một

cơ sở dữ liệu dịch vụ thư mục CSDL dịch vụ thư mục cho phép tập trung quản trị những tài khoản quyền, bảo mật và tài nguyên của domains Cơ sở dữ liệu dịch vụ thư mục được lưu trong một Domain controller (nguồn: http://newwind.com.vn/)

2.3 Modul Cadastral Editor

2.3.1 Định nghĩa

ArcGIS Desktop Extensions là các phần mềm mở rộng được sử dụng kết hợp với ArcGIS, cho phép người dùng thực hiện các phép phân tích raster, phân tích 3 chiều, phân tích mạng lưới,…có khả năng chia sẻ ứng dụng đồng thời trên ArcView, ArcEditor và ArcInfo

ArcGIS Desktop Extensions có một số phần mềm mở rộng như: ArcGIS 3DAnalyst, ArcGIS Geostastistical Analyst, ArcGIS Publisher, ArcGIS

Network Analyst, ArcGIS Survey Analyst, ArcGIS Spatial Analyst,…Trong

đó ArcGIS Survey Analyst là phần mềm quản lý và nội suy dữ liệu khảo sát thực địa bằng phương pháp GIS, cung cấp cho các nhà đo đạc và chuyên gia GIS công cụ để tạo và duy trì dữ liệu đo đạc và địa chính trong ArcGIS Các thủ tục trong “Survey Analyst extension for ArcGIS” cung cấp một tập hợp các công cụ để duy trì các hồ sơ địa chính Nhiều hệ thống thông tin địa lý được sử dụng các hồ sơ địa chính để xây dựng bản đồ nền cho tất cả các lớp trong GIS Thửa đất và các CSDL địa chính được xây dựng bởi tọa độ và dữ liệu từ các hồ sơ đo đạc

“Cadastral Editor” là một trong nhiều modul của phần mềm Survey Analyst cung cấp một sơ đồ đơn giản và mô hình dữ liệu để tạo và quản lý hiệu quả các dữ liệu thửa đất Hơn nữa, “Cadastral Editor” còn cung cấp các công cụ để nâng cao độ chính xác vị trí không gian của dữ liệu thửa đất và các lớp chống phủ GIS liên quan [6]

2.3.2 Mô hình dữ liệu Cadastral Fabric của Cadastral Editor

Các bộ dữ liệu thửa đất được coi như là các kết cấu địa chính (Cadastral Fabric) trong Cadastral Editor Một kết cấu địa chính là một bề mặt liên tục của các thửa đất liên thông, thể hiện hồ sơ đo đạc cho một vùng [6]

Một kết cấu địa chính được tạo nên từ các đối tượng cơ sở sau:

- Các đoạn ranh thửa, lưu và bảo toàn các kích thước ranh giới;

- Các đỉnh thửa, với các tọa độ x, y, z thu được sau bình sai;

- Các đường bao thửa, xác định bởi các đoạn ranh thửa;

- Các đỉnh nằm trên ranh thửa, là các đỉnh góc thửa nằm trên ranh giới của các thửa liền kề;

- Các điểm khống chế, có các tọa độ chính xác đã công bố;

- Các bản đồ (bảng), lưu giữ các thông tin về hồ sơ đo đạc;

- Các job địa chính (bảng), theo dõi các cập nhật kết cấu địa chính;

- Các giá trị độ chính xác (bảng), đánh giá các thửa đất sau bình sai;

- Các vector hiệu chỉnh (bảng), lưu các tập hợp vector dịch chuyển sau bình sai

2.3.3 Phương thức quản lý của Cadastral Editor

Thửa đất trong một kết cấu địa chính bao gồm các chuỗi đoạn thẳng riêng biệt chúng tạo thành một đường đa giác khép kín Mỗi đoạn có điểm đầu và điểm cuối, các điểm này cũng là các đỉnh góc thửa Các đỉnh thửa có thể có nhiều nhất một điểm nằm trên ranh thửa và một điểm khống chế [6]

Các kích thước ranh giới thửa đất trong một kết cấu địa chính phù hợp với các kích thước trong hồ sơ đo đạc và nó sẽ được biên tập để phù hợp với những thay đổi trong hồ sơ đo đạc, ví dụ như việc chia tách thửa đất hay đo đạc chỉnh lý Các thửa đất đã bị biên tập hoặc thay thế sẽ được lưu lại trong

hồ sơ lưu trữ do vậy sẽ luôn luôn bảo toàn được hồ sơ đo đạc ban đầu

2.3.4 Phương pháp cập nhật

Các kết cấu địa chính được tạo ra và duy trì bằng việc sử dụng số liệu

đo đạc như các trích đo hoặc bản đồ Các công cụ biên tập kết cấu địa chính, như tạo thửa theo biên, rất thuận tiện cho việc tạo các thửa đất bằng dữ liệu đo ranh thửa

Theo [6], dữ liệu thửa đất được đưa vào kết cấu địa chính bằng các cách như sau :

- Chuyển dữ liệu từ ngồn dữ liệu đã có (lớp đối tượng GIS, COGO coverage – thuộc tính hình học có tọa độ);

- Nhập thủ công trực tiếp từ bản đồ;

- Bổ sung từ việc số hóa bản đồ

Các thửa đất mới và cập nhật được thực hiện ban đầu trong hệ tọa độ giả định và không liên kết với kết cấu địa chính Các thửa đất chưa liên kết có thể được kết nối với kết cấu địa chính theo một quá trình kết nối tương tác,