Nghiên cứu xác định ảnh hưởng của độ cao địa hình trong dị thường độ cao và độ lệch dây dọi ở việt nam

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮTBDĐH Bản đồ địa hình CSDL Cơ sở dữ liệu CSDLĐH Cơ sở dữ liệu địa hình DWG/DXF Định dạng dữ liệu của phần mềm Autocad DGN Định dạng dữ liệu của phần mềm Microstion Fea

PHẠM THỊ HOA

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ CAO ĐỊA HÌNH TRONG DỊ THƯỜNG ĐỘ CAO

VÀ ĐỘ LỆCH DÂY DỌI Ở VIỆT NAM

Chuyên ngành: Trắc địa cao cấp

PHẠM THỊ HOA

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ CAO ĐỊA HÌNH

TRONG DỊ THƯỜNG ĐỘ CAO

VÀ ĐỘ LỆCH DÂY DỌI Ở VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2012

LỜI CAM ĐOAN

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

Tác giả luận văn

Phạm Thị Hoa

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ 4

CHƯƠNG 1 10

CƠ SỞ LÝ LUẬN XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUY HOẠCH TỈNH HƯNG YÊN 10

1.1 Vai trò của quy hoạch sử dụng đất đai trong phát triển kinh tế - xã hội 10

1.1.1 Định nghĩa quy hoạch sử dụng đất đai 10

1.1.2 Vai trò của công tác quy hoạch sử dụng đất đai 11

1.1.3 Con người trong quy hoạch sử dụng đất đai 12

1.2 Cơ sở dữ liệu địa hình (CSDLĐH)– Công cụ hỗ trợ các nhà quản lý trong việc ra quyết định đối với quy hoạch vùng, lãnh thổ 15

1.2.1 Cơ sở dữ liệu địa hình 15

1.2.2 Cơ sở dữ liệu địa hình – công cụ hỗ trợ ra quyết định 17

1.2.3 Đặc điểm của cơ sở dữ liệu địa hình trong công tác quy hoạch 19

1.3 Chuẩn thông tin địa lý 20

CHƯƠNG 2 26

GIỚI THIỆU HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT 26

2.1 Hệ thông tin địa lý (GIS) 26

2.1.1 Khái niệm hệ thông tin địa lý (GIS) 26

2.1.2 Chức năng của GIS 28

2.1.3 Thành phần của GIS 30

2.1.4 Mô hình dữ liệu của GIS 33

2.2 Giới thiệu về cở sở dữ liệu GIS và phần mềm Arcgis .33

2.2.1 Dữ liệu GIS và tổ chức CSDL GIS 33

2.2.2 Giới thiệu về phần mềm Arcgis 36

2.3 Khả năng ứng dụng của GIS trong xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình 39

2.3.1 Yêu cầu trong thiết kế CSDL cấp tỉnh 41

2.3.2 Nội dung của CSDL địa lý cấp tỉnh 42

2.3.3 Thiết kế cấu trúc CSDL 44

2.4 Thiết kế CSDL địa hình phục vụ công tác quy hoạch tỉnh Hưng Yên .47

2.4.1 Yêu cầu về dữ liệu 47

2.4.2 Thiết kế CSDL nền địa hình 48

2.4.3 Thiết kế CSDL chuyên đề phục vụ công tác quy hoạch sử dụng đất tỉnh Hưng Yên 48

CHƯƠNG 3 50

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUY HOẠCH TỈNH HƯNG YÊN 50

3.1 Khái quát đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội tỉnh Hưng Yên 50

3.1.1 Vị trí địa lý 50

3.1.2 Đặc điểm địa hình, địa chất, khoáng sản và thực vật 50

3.1.3 Đặc điểm Khí hậu – Thuỷ văn 51

3.1.4 Đặc điểm chung về kinh tế - xã hội 51

3.2 Thực trạng công tác quy hoạch sử dụng đất ở Hưng Yên 56

3.2.1 Công tác quy hoạch sử dụng đất ở Việt Nam nói chung 56

3.2.2 Thực trạng sử dụng đất ở tỉnh Hưng Yên 58

3.3.1 Công nghệ nhập liệu, công nghệ số hoá và biên tập bản đồ .68

3.3.2 Công nghệ in ấn 69

3.3.3 Lựa chọn công nghệ xây dựng cơ sở dữ liệu, lưu trữ, xử lý thông tin 69

3.3.4 Các phần mềm khác 69

3.4 Quy trình chung xây dựng CSDL hệ thông tin địa lý 69

3.4.1 Xác định mục đích và nội dung của CSDL 70

3.4.1 Xác định mục đích và nội dung của CSDL 71

3.4.2 Tập hợp và thu thập số liệu, tài liệu bản đồ 71

3.4.3 Tổ chức và thiết kế CSDL 73

3.4.4 Công tác nhập dữ liệu không gian vào hệ thông tin địa lý 74

3.4.5 Nhập dữ liệu, liên kết dữ liệu thuộc tính .78

3.4.6 Biên tập, sửa lỗi đồ họa, lỗi thuộc tính 78

3.4.7 Kiểm tra hiệu chỉnh và lưu trữ dữ liệu 78

3.5 Kết quả 79

3.5.1 Gói cơ sở dữ liệu địa hình 79

3.5.2 Dữ liệu cơ sở đo đạc 79

3.5.3 Lớp phủ bề mặt 80

3.5.4 Hạ tầng dân cư 80

3.5.5 Thủy hệ 81

3.5.6 Địa hình 81

3.5.7 Giao thông 82

3.5.8 Địa giới 82

3.5.9 Bản đồ quy hoạch sử dụng đất tỉnh Hưng Yên đến năm 2010 83

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

PHỤ LỤC 89

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Hình 1.1: Con người trong quy hoạch sử dụng đất đai 13

Hình 1.2: Liên quan hai chiều giữa các cấp độ sử dụng đất 15

Bảng 1.1: Danh mục các chuẩn 21

Hình 1.3: Mô hình hệ quy chiếu toạ độ 21

Hình 2.1: Hệ thông tin địa lý và các ngành liên quan 27

Hình 2.2: Các thành phần của GIS 30

Hình 2.3: Ba kiểu hình học cơ bản 35

Hình 2.4: Ba ứng dụng chính của phần mềm ArcGis 38

Hình 2.5: Mô hình phát triển CSDL cấp tỉnh 41

Hình 3.1: Vị trí địa lý tỉnh Hưng Yên (vùng được tô đậm)……….….….52

Bảng 3.1: Số đơn vị hành chính Tỉnh Hưng Yên tính đến năm 2010 52

Bảng 3.2: Diện tích, dân số và mật độ dân số năm 2010 phân theo Huyện, TP 52

Bảng 3.3: Diện tích, cơ cấu sử dụng đất năm 2010 59

Bảng 3.5: Biến động sử dụng đất đai 61

Bảng 3.6: Tăng, giảm diện tích đất theo mục đích sử dụng 64

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BDĐH Bản đồ địa hình

CSDL Cơ sở dữ liệu

CSDLĐH Cơ sở dữ liệu địa hình

DWG/DXF Định dạng dữ liệu của phần mềm Autocad

DGN Định dạng dữ liệu của phần mềm Microstion

Feature Đối tượng

Feature Class Lớp đối tượng

GIS Hệ thông tin địa lý (Geographic Information System)SHP Định dạng dữ liệu của phần mềm

VN2000 Hệ tọa độ, độ cao chính thức được sử dụng ở Việt NamQHSDĐĐ Quy hoạch sử dụng đất đai

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System – gọi tắt là GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin được hình thành vào những năm 1960 và phát triển rất rộng rãi trong những năm gần đây – GIS ngày nay là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều lĩnh vực hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân… đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu đầu vào Cùng với sự phát triển chung của thế giới, ở nước ta trong những năm gần đây GIS đã được ứng dụng mạnh mẽ trong một số ngành và hiện đang được sử dụng rộng rãi Nhờ có sự phát triển của công nghệ thông tin, hệ thống thông tin địa lý ngày càng được cải thiện và trở nên hiệu quả hơn, dễ tiếp cận hơn với người sử dụng bởi các khả năng hiển thị dữ liệu 3 chiều, các công cụ phân tích không gian và giao diện tuỳ biến

Ngày nay, việc ứng dụng GIS được ứng dụng rộng rãi vào hoạt động các lĩnh vực để nâng cao hiệu quả công tác quản lý, đặc biệt là trong công tác quy hoạch Ứng dụng trong công tác quy hoạch, GIS có thể hiểu như là một công nghệ xử lý các dữ liệu

có toạ độ để biến chúng thành thông tin trợ giúp quyết định cho các nhà quản lý Do các ứng dụng GIS rất hiệu quả, nhanh chóng, giúp cho việc quản lý quy hoạch đa dạng về các khía cạnh tự nhiên, xã hội và cả khía cạnh quản lý Tuỳ thuộc vào nhu cầu của người sử dụng mà hệ thống có thể tích hợp thông tin ở nhiều mức khác nhau để phục vụ tốt cho nhu cầu quản lý Bên cạnh đó, sẽ giúp cho những nhà quản lý, nhà quy hoạch tham khảo khi xây dựng những kế hoạch, phương án tổ chức bảo đảm công tác quy hoạch được thực hiện một cách hiệu quả Đồng thời còn giúp cho những nhà quản lý quy hoạch đưa ra các giải pháp hiệu quả nhất phù hợp với từng vùng lãnh thổ phục vụ công tác quy hoạch phát triển kinh tế xã hội của khu vực, góp phần làm thay đổi bộ mặt

quốc gia Chính vì vậy tôi đã lựa chọn đề tài: “Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình phục

vụ công tác quy hoạch tỉnh Hưng Yên trên cơ sở phần mềm ArcGis” đề tài sẽ sử dụng

công nghệ phần mềm ArcGis để xây dựng, cập nhật cơ sở dữ liệu, giúp cho các nhà quản lý có cơ sở hoạch định, ra quyết định phát triển kinh tế xã hội của địa phương.Đảm bảo yêu cầu có tài liệu sử dụng, cung cấp nhiều thông tin nhanh chóng, chính xác.Nói đến công tác quy hoạch chúng ta có thể nghĩ đến nhiều vấn đề trong đó có:

- Quy hoạch sử dụng đất được quy định tại luật đất đai 2003

- Quy hoạch xây dựng và quy hoạch đô thị được quy định tại Luật Xây dựng 2005

- Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội được quy định tại Nghị định 92/2006/NĐ-CP, Nghị định 04/2008/NĐ-CP và các Thông tư 01/2007/TT-BKH, 03/2008/TT-BKH

Do thời gian có hạn, việc thu thập tài liệu gặp nhiều khó khăn đồng thời có thể nhận thấy đất đai hiện là chủ đề “nóng” nhất trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế nên trong khuôn khổ của đề tài này tôi xin được đề cập đến công tác quy hoạch sử dụng đất trên khu vực thực nghiệm là tỉnh Hưng Yên

2 Mục đích nghiên cứu

Luận văn được thực hiện với mục đích đánh giá khả năng ứng dụng phần mềm ArcGis trong xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình (CSDLĐH) phục vụ công tác quy hoạch

sử dụng đất tỉnh Hưng Yên

3 Phạm vi nghiên cứu của đề tài

Phạm vi lãnh thổ: Khu vực nghiên cứu của đề tài là tỉnh Hưng Yên.

Giới hạn nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu xây dựng CSDLĐH nền bản đồ địa

hình tỷ lệ 1:25 000 để làm cơ sở giúp các nhà hoạch định chính sách trong công tác quy hoạch sử dụng đất của tỉnh Hưng Yên

4 Nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu và phù hợp với phạm vi nghiên cứu nêu trên, đề tài cần giải quyết các nhiệm vụ chính sau:

- Chuẩn hoá dữ liệu địa hình

- Chuẩn hoá cơ sở dữ liệu

- Chuẩn hoá dữ liệu chuyên ngành.

- Chuẩn hoá lớp thông tin

- Xây dựng và phân tích cơ sở dữ liệu

- Gán dữ liệu chuyên đề lên dữ liệu nền đã được xây dựng

5 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài sử dụng các phương pháp sau: Phương pháp tiếp cận hệ thống, phương pháp phân tích tổng hợp, phương pháp thiết kế, xây dựng cơ sở dữ liệu, phương pháp

kế thừa trao đổi học hỏi các chuyên gia, phương pháp thử nghiệm

- Phương pháp tiếp cận và phương pháp phân tích tổng hợp: Thu thập, tiếp cận, nghiên cứu, tìm hiểu về cơ sở dữ liệu (CSDL) địa lý nói chung và CSDLĐH nói riêng,

hệ thống thông tin địa lý (GIS), phân tích và lựa chọn công nghệ phù hợp, chuẩn thông tin địa lý (ISO/TC 211), một số sản phẩm đã có và trao đổi, học hỏi tham khảo các chuyên gia giúp cho việc phân tích, thiết kế nội dung, cấu trúc dữ liệu đảm bảo những nguyên tắc chung và hướng theo các chuẩn cần thiết

- Phương pháp thử nghiệm: Xây dựng, đánh giá, hoàn thiện việc xây dựng CSDLĐH cấp tỉnh phục vụ các nhà quản lý, nhà quy hoạch trong việc thực hiện công tác quy hoạch tỉnh Hưng Yên

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học

Luận văn ứng dụng hệ thống thông tin địa lý để phục vụ công tác quy hoạch tỉnh Hưng Yên thông qua việc xây dựng CSDL trên hệ phần mềm ứng dụng cho GIS, phân tích những ảnh hưởng của các nhân tố tới công tác quy hoạch Đồng thời kết quả nghiên cứu của đề tài đã khẳng định tính đúng đắn có khoa học của việc áp dụng công nghệ GIS vào việc xây dựng CSDL chuyên đề phục vụ công tác quy hoạch sử dụng đất

- Ý nghĩa thực tiễn của luận văn

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã cung cấp cho các nhà quản lý ở trung ương và địa phương các thông tin về các yếu tố nền và các yếu tố chuyên đề về công tác quy hoạch sử dụng đất trên địa bàn tỉnh Hưng Yên Nắm được hiện trạng của công tác quy

hoạch tỉnh để từ đó có những hoạch định các chính sách, định hướng chiến lược phát triển cho ngành.

Đây sẽ là nguồn tài liệu quan trọng để tiếp tục phát triển CSDL quan trọng cho các chuyên ngành khác có liên quan của tỉnh Hưng Yên

7 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm phần mở đầu, 3 chương và phần kết luận được trình bày trong

122 trang Ngoài ra còn có tài liệu tham khảo, phụ lục, bảng biểu và hình

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật đã được hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của TS

Đinh Công Hoà Tác giả mong nhận được những lời góp ý chân thành từ các chuyên

gia, các nhà khoa học, các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH PHỤC VỤ CÔNG

TÁC QUY HOẠCH TỈNH HƯNG YÊN 1.1 Vai trò của quy hoạch sử dụng đất đai trong phát triển kinh tế - xã hội

1.1.1 Định nghĩa quy hoạch sử dụng đất đai

Hiện nay có rất nhiều tài liệu nghiên cứu định nghĩa về quy hoạch sử dụng đất đai (QHSDĐĐ) khác nhau, từ đó đưa đến những việc phát triển quan điểm và phương pháp được sử dụng trong QHSDĐĐ cũng khác nhau

Theo Dent (1988;1993) QHSDĐĐ như là phương tiện giúp cho lãnh đạo quyết định sử dụng đất đai như thế nào thông qua việc đánh giá có hệ thống cho việc chọn mẫu hình trong sử dụng đất đai, mà trong sự chọn lựa này sẽ đáp ứng với những mục tiêu riêng biệt, và từ đó hình thành nên chính sách và chương trình cho sử dụng đất đai

Một định nghĩa khác của Fresco và ctv… (1992), QHSDĐĐ như là dạng hình của quy hoạch vùng, trực tiếp cho thấy việc sử dụng tốt nhất về đất đai trên quan điểm chấp nhận những mục tiêu, và những cơ hội về môi trường, xã hội và những vấn đề hạn chế khác

Với cái nhìn về quan điểm khả năng bền vững nhất (FAO,1995) thì chức năng của QHSDĐĐ là hướng dẫn sự quyết định trong sử dụng đất đai để làm sao trong nguồn tài nguyên đó được khai thác có lợi cho con người, nhưng đồng thời cũng được bảo vệ trong tương lai Cung cấp những thông tin tốt liên quan đến nhu cầu và sự chấp nhận của người dân, tiềm năng thực tại của nguồn tài nguyên và những tác động đến môi trường có thể có của những sự lựa chọn là một yêu cầu đầu tiên cho tiến trình quy hoạch sử dụng đất đai thành công Ở đây đánh giá đất đai giữ vai trò quan trọng như là công cụ để đánh giá thực trạng của đất đai khi được sử dụng cho mục đích riêng biệt (FAO,1976), hay như là một phương pháp để giải nghĩa hay dự đoán tiềm năng sử dụng

của đất đai Do đó có thể định nghĩa: “Quy hoạch sử dụng đất đai là sự đánh giá tiềm

năng đất, nước có hệ thống, tính thay đổi trong sử dụng đất đai và những điều kiện kinh

tế xã hội để chọn lọc và thực hiện các sự chọn lựa sử dụng đất đai tốt nhất Đồng thời

quy hoạch sử dụng đất đai cũng là chọn lọc và đưa vào thực hành những sử dụng đất đai đó mà nó phải phù hợp với yêu cầu cần thiết của con người về bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên trong tương lai”

1.1.2 Vai trò của công tác quy hoạch sử dụng đất đai

Ở nhiều nước, quy hoạch sử dụng đất là một quá trình phân tích tổng thể, bao gồm nhiều lĩnh vực và hoạt động chứ không chỉ là quy hoạch không gian Theo đó, quy hoạch có chức năng lớn hơn vì đó là công cụ lập kế hoạch cho nhiều lĩnh vực, trong đó các vấn đề về xã hội và môi trường được lồng ghép trong quá trình lập kế hoạch Với ý nghĩa này, quá trình quy hoạch sử dụng đất quan trọng hơn nhiều, nó vượt ra khỏi chức năng đơn thuần chỉ là xem xét và giao đất như trường hợp ở Việt Nam

Ở Việt Nam, quy hoạch đất là một quá trình quản lý hành chính nhằm quản lý nguồn lực đất đai Quá trình này bao gồm việc xác định và giao đất phục vụ các mục tiêu cụ thể và sự phát triển của các đối tượng khác nhau Đây không chỉ là quá trình lập

kế hoạch không gian mà còn liên quan đến quy hoạch phát triển đô thị, quy hoạch phát triển nông nghiệp, quy hoạch rừng và các ngành khác

Vai trò của công tác quy hoạch được thể hiện trên các mặt:

- Xác định mục tiêu sử dụng đất một cách tốt nhất Việc này được thực hiện trên

cơ sở định hướng có mục tiêu, thực hiện các nghiên cứu thống kê, thu thập các thông tin, số liệu Tuy nhiên, những số liệu và thông tin này thường ít khi được phân tích và khai thác sử dụng hiệu quả

- Công tác quy hoạch tạo tiền đề cho việc xây dựng, nâng cấp hạ tầng kỹ thuật

đô thị và định hướng cho sự phát triển của đất nước

- Thực hiện tốt công tác quy hoạch sẽ tạo dựng hình ảnh tốt đẹp của Việt Nam trong mắt bạn bè quốc tế

- Việc kết hợp giữa quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch xây dựng đô thị với quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội gắn liền với nhau là tiền đề cho sự phát triển của các khu vực

Như vậy có thể thấy được công tác quy hoạch sử dụng đất quan trọng như thế nào đối với một quốc gia Chính những vai trò quan trọng này mà yêu cầu các nhà quản

lý phải có những quyết định đúng đắn để đưa nước ta lên một tầm cao mới Tuy nhiên

có ba điều kiện cần thiết phải có để đạt được tính hữu dụng của quy hoạch sử dụng đất đai:

- Cần thiết phải thay đổi cách sử dụng đất đai, hay những tác động ngăn cản một vài sự thay đổi không nên đổi, và phải được chấp nhận bởi con người trong cộng đồng

xã hội nơi đó

- Phải phù hợp với mong ước của chế độ chính trị

- Có khả năng đưa vào thực hiện có hiệu quả

Những nơi nào mà các điều kiện này chưa thoả thì cần phải tiến hành từng bước một bằng cách chọn các điển hình để thực hiện, đồng thời cũng phải vận động người dân trong vùng hay nhà nước thông qua các kế hoạch bằng những chứng minh thực tế

và giải trình rõ các mục tiêu tốt đẹp có thể đạt trong tương lai khi quy hoạch được thực hiện

1.1.3 Con người trong quy hoạch sử dụng đất đai

Quy hoạch sử dụng đất đai bao gồm nhiều người, nhiều ngành khác nhau cùng làm việc để đạt được những mục tiêu chung Ba nhóm người chính cùng hoạt động trong đó là: Người sử dụng đất, nhà lãnh đạo, và đội quy hoạch

Hình 1.1: Con người trong quy hoạch sử dụng đất đai Người sử dụng đất đai: là những người sống trong vùng quy hoạch và đời sống

của họ lệ thuộc hoàn toàn hay từng phần vào vùng đất này Như những người làm nông nghiệp hay những người sử dụng các sản phẩm của nhà máy, xí nghiệp nằm trong vùng quy hoạch Điều cần thiết là phải bao gồm tất cả các thành phần này trong quy hoạch sử dụng đất đai Do đó họ phải đặt toàn bộ kế hoạch cho có hiệu quả trong sử dụng đất đai

và sử dụng sản phẩm của đất đai để cho thấy mọi người đều hưởng được những lợi nhuận cũng như phúc lợi xã hội có được trong tiến trình thực hiện đề án quy hoạch sử dụng đất đai Nếu người dân tự nguyện cùng tham gia quy hoạch sử dụng đất đai thì chương trình quy hoạch sẽ hoàn thiện nhanh hơn là trong trường hợp ép buộc người dân vào trong quy hoạch đó Để thực hiện quy hoạch thì cần thiết phải có sự hỗ trợ, giúp đỡ của các lãnh đạo địa phương

Các nhà lãnh đạo: Trách nhiệm của nhà lãnh đạo là làm sao để đề án có hiệu

quả Ở cấp độ quốc gia và Tỉnh, họ là những bộ trưởng hay chủ tịch Tỉnh, còn cấp địa phương thì là chủ tịch Huyện, Xã đến các lãnh đạo ban ngành có liên quan Nhóm quy hoạch sẽ cung cấp những thông tin và cố vấn chuyên môn, còn các nhà lãnh đạo thường đưa ra các hướng và mục đích phát triển đồng thời cũng chỉ cho thấy khả năng thực hiện đề án nếu có sự chọn lựa các kiểu quy hoạch đã được đề ra Mặc dù lãnh đạo nhóm quy hoạch hiện diện liên tục trong quá trình hoạt động quy hoạch nhưng các nhà lãnh đạo cũng phải nằm trong nhóm quy hoạch này theo từng thời gian cố định để thảo luận

và phân tích từng khả năng có được trong quá trình xây dựng quy hoạch Các nhà quy hoạch giữ vai trò then chố trong việc hỗ trợ cho sự tham gia chung của cộng đồng xã hội trong vùng quy hoạch thông qua việc đáp ứng những mong ước cụ thể của người dân cũng như chỉ rõ cho người dân thấy con đường đi đến sự tốt đẹp của toàn cộng đồng xã hội trong tương lai

Đội quy hoạch: Một trong những tính chất cần thiết trong quy hoạch sử dụng đất

đai là xử lý đất đai và sử dụng đất đai như là trong một tổng thể Vấn đề này bao gồm việc kiểm soát chéo giữa các chuyên ngành khác nhau như: tài nguyên thiên nhiên, công chánh, nông nghiệp và khoa học xã hội, nên trong mọi hoạt động phải có một đội quy hoạch cụ thể đa ngành gồm những nhà khảo sát đất, nhà đánh giá đất đai, nhà nông học, chuyên gia lâm nghiệp, các chuyên gia về chăn nuôi thú y, kỹ sư công chánh, nhà kinh tế và nhà xã hội học

Hình 1.2: Liên quan hai chiều giữa các cấp độ sử dụng đất

1.2 Cơ sở dữ liệu địa hình (CSDLĐH)– Công cụ hỗ trợ các nhà quản lý trong việc

ra quyết định đối với quy hoạch vùng, lãnh thổ

1.2.1 Cơ sở dữ liệu địa hình

1.2.1.1 Khái niệm cơ sở dữ liệu địa hình

Dữ liệu địa hình là dữ liệu biểu thị thu nhỏ một phần hay toàn bộ bề mặt trái đất dựa trên một quy luật toán học nhất định Các yếu tố nội dung của dữ liệu được thể hiện thông qua một quá trình tổng quát hoá nhằm phản ánh sự phân bố các đối tượng, tính

KẾ HOẠCH PHÁT TRIỂN QUỐC GIA

Kế hoạch sử dụng đất đai quốc gia

Những khó khăn

và cơ hội ở Tỉnh

Chính sách và ưu tiên tỉnh

NHững nhu cầu,

khó khăn của địa

phương

chất, các mối quan hệ, sự biến đổi của các đối tượng và các hiện tượng tự nhiên, kinh

tế, xã hội phù hợp với mục đích sử dụng, quy mô tỷ lệ và các đặc điểm địa lý lãnh thổ

CSDLĐH là loại CSDL chứa đựng toàn bộ thông tin về bề mặt địa hình, trên đó thể hiện vị trí không gian của từng đối tượng địa hình, mối quan hệ hình học giữa các đối tượng và kèm theo đó là những thông tin thuộc tính giải thích cho đối tượng

CSDLĐH bao gồm các thông tin không gian về đối tượng địa lý trên bề mặt Trái đất, các đối tượng này thể hiện được những đặc trưng về địa hình của bề mặt trái đất, gồm các yếu tố sau: Thuỷ hệ, dân cư, đường giao thông, hình thái địa hình, lớp phủ thực vật

1.2.1.2 Vai trò của cơ sở dữ liệu địa hình

Trong xu thế phát triển của xã hội gần đây, dưới tác động của các yếu tố tự nhiên

và nhu cầu hoạt động của con người, việc xây dựng một CSDL địa lý nói chung và xây dựng CSDLĐH nói riêng đang là vấn đề được đặt ra hàng đầu Khi đã có một CSDLĐHchung nhất (đặc biệt là ở khu vực thành phố và khu công nghiệp) đảm bảo tính pháp lý

và chính xác, thì các ngành có thể lấy làm cơ sở để phục vụ cho từng mục tiêu cụ thể

CSDLĐH đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong điều tra cơ bản, phát triển kinh

tế - xã hội của khu vực CSDLĐH bao gồm thông tin không gian và thông tin phi không gian Các thông tin được thu thập từ các tư liệu ở các hình thức khác nhau, có thể phân thành ba nhóm: tư liệu trắc địa, tư liệu bản đồ và tư liệu viễn thám

- Tư liệu trắc địa: gồm hệ thống các điểm khống chế toạ độ và độ cao chúng giữ vai trò quan trọng trong việc định vị và là cơ sở cho việc chuyển đổi các nguồn tài liệu thuộc các hệ toạ độ khác nhau về cùng một hệ toạ độ

- Tư liệu bản đồ: là nhóm tư liệu quan trọng, đóng vai trò quyết định kỹ thuật

Độ chính xác và tính thời sự của tư liệu bản đồ là cơ sở quan trọng cho việc áp dụng các biện pháp bổ sung trong quá trình xây dựng CSDLĐH

- Tư liệu viễn thám: gồm các tư liệu ảnh vệ tinh và ảnh máy bay Đây cũng là nguồn tư liệu quan trọng cho việc xây dựng CSDLĐH Tư liệu viễn thám nay có rất

nhiều, với nhiều độ phân giải khác nhau Tư liệu này rất phù hợp cho việc xây dựng CSDLĐH tỷ lệ nhỏ và trung bình.

1.2.2 Cơ sở dữ liệu địa hình – công cụ hỗ trợ ra quyết định

CSDLĐH là mô hình không gian của lãnh thổ, tích hợp các thông tin đa dạng về nội dung theo lãnh thổ, là một trong những công cụ hỗ trợ ra quyết định hiệu quả

- Cơ sở dữ liệu địa hình – công cụ thể hiện trực quan thông tin

CSDLĐH được định nghĩa là mô hình thu nhỏ của thế giới thực trên cơ sở toán học nhất định, sử dụng hệ thống ký hiệu để diễn đạt nội dung một cách có chọn lọc và khái quát

CSDLĐH là một công cụ giúp thể hiện và nhận thức thông tin trong thế giới thực một cách hiệu quả bởi vì: bản đồ xây dựng gắn liền với cơ sở toán học nên đảm bảo tính chính xác và khả năng đo được của bản đồ; Bản đồ là mô hình thu nhỏ giúp nhìn toàn bộ, bao quát một khu vực nghiên cứu Việc sử dụng hệ thống ký hiệu để diễn đạt giúp ta nhận thức nội dung bản đồ trở nên nhanh chóng, đơn giản, trực quan hoá vàhiệu quả hơn; Khái quát hoá là một đặc trưng quan trọng của bản đồ, nhằm làm nổi rõ những vấn đề chính, tăng giá trị thông tin, giúp người đọc có cái nhìn sâu sắc hơn về đối tượng, sự việc

Mô hình CSDLĐH không chỉ phản ánh hình thức bên ngoài mà cả bản chất bên trong của các hiện tượng, ghi nhận và hệ thống hoá tri thức và các quy luật không gian, giúp truyền đạt, cảm nhận và nhận thức nhanh, đúng về thông tin

Để thể hiện thông tin trên CSDLĐH gồm các giai đoạn: khảo sát, nắm vững, tổng hợp và thể hiện dữ liệu

Nhưng vậy CSDLĐH được dùng trong nhiều lĩnh vực trong đó có lĩnh vực quy hoạch – một lĩnh vực cần đến rất nhiều dữ liệu thuộc nhiều ngành khác nhau

- Cơ sở dữ liệu địa hình – công cụ phân tích, dự báo, quy hoạch phát triển.

CSDLĐH cho phép nhận biết phân bố của đối tượng và mối quan hệ qua lại giữa chúng Đặc biệt bản đồ số cho phép phóng to, thu nhỏ, phân tích phân bố không gian của hiện tượng thuận tiện.

CSDLĐH cho phép thực hiện các phép đo đạc, triết tách thông tin, định hướng như độ dài, góc, diện tích,…Cho phép phân tích không gian bởi các thông tin có trên bản đồ được gắn với toạ độ không gian của thế giới thực Vì vậy, có thể thực hiện các phân tích không gian như: tìm kiếm trong phạm vi, xác định phạm vi ảnh hưởng, nội suy để xác lập khuynh hướng phân bố hiện tượng,… mà kết quả sẽ là những thông tin hữu ích trong việc trợ giúp ra quyết định

CSDLĐH cho phép phân tích, đối sánh: Khi sử dụng nhiều bản đồ với các chủ

đề khác nhau được xây dựng cùng thời điểm, ta có thể phân tích mối quan hệ giữa các chỉ tiêu, nội dung động thái và thứ bậc hoạt động, từ đó có thể rút ra được quy luật, cách giải thích về hiện tượng hoặc tìm ra những vùng thoả mãn điều kiện cho trước

Khi sử dụng CSDLĐH cùng một chủ thể xây dựng ở những thời điềm khác nhau

ta có thể thu nhận được các giá trị của các hiện tượng, quá trình, nhìn chung trong mối quan hệ và sự tiến hoá theo thời gian để chỉ ra xu hướng nhờ đó đưa ra được các dự báo, khuynh hướng phân bố mới trong không gian

Từ CSDLĐH có thể xây dựng đồ thị, biểu đồ, khi kết hợp nhiều biểu đồ ở các thời điểm khác nhau, có thể so sánh và nhìn được các động thái ở dạng ba chi

Có thể sử dụng CSDL để tạo ra mô hình kịch bản: cho phép thực hiện những “thí nghiệm” trên mô hình, các “phép thử” trước khi đưa ra quyết định để giảm thiểu về người, tiền của, công sức, thời gian,…

Với sự phát triển công nghệ bản đồ số, người sử dụng không chỉ tương tác với bản đồ mà là cả với dữ liệu bên trong bản đồ đó nữa Ngoài ra, ngày nay với các chức năng như hỗ trợ việc thực hiện các phép phân tích, dự báo đơn giản hơn rất nhiều Đó chính là tiền đề cho việc đưa công cụ GIS vào sử dụng rộng rãi, trở thành công cụ hỗ trợ quản lý công tác quy hoạch, hỗ trợ việc đề xuất những quyết định quan trọng trong

kinh tế quốc dân liên quan tới quy hoạch, khai thác lãnh thổ, phát triển các tổng thể sản xuất lãnh thổ, bảo vệ tài nguyên và môi trường Tuy nhiên, CSDLĐH, bản đồ không thay thế, không quyết định mà chỉ là công cụ hỗ trợ ra quyết định.

1.2.3 Đặc điểm của cơ sở dữ liệu địa hình trong công tác quy hoạch

CSDLĐH được sử dụng trong công tác quy hoạch là CSDL bản đồ chuyên đề Tuỳ theo cấp quản lý mà các nội dung chuyên đề cụ thể khác nhau, trong đó chuyên đề kinh tế - xã hội chiếm chủ yếu

Phụ thuộc vào cơ cấu tổ chức hành chính của cấp quản lý sẽ có những nhóm nội dung tương ứng như: Dân số, lao động – xã hội, y tế, giáo dục, văn hoá, công nghiệp, nông nghiệp, thương mại – dịch vụ, nhà đất, giao thông, điện nước, môi trường,… Mỗi nhóm lại có nhiều bản đồ chi tiết tuỳ theo chỉ tiêu quan tâm

CSDLĐH thường thể hiện các thông tin của từng đối tượng, các đối tượng là những vật thể xác định trên bề mặt đất hay ở gần mặt đất hoặc trong không gian với nhiều thể loại khác nhau Thông tin trên là một dạng thông tin đặc biệt gồm 2 đặc trưng CSDLĐH cơ bản sau:

- Đặc trưng phân bố không gian: phản ánh vị trí địa lý, hình dạng kích thước, các đặc điểm không gian với nhiều thể loại khác nhau Thông tin phân bố trong không gian

và mối quan hệ không gian với các đối tượng khác

- Đặc trưng thuộc tính: phản ánh bản chất của đối tượng những thông tin trên được đưa vào quản lý trong CSDL của hệ thống thông tin địa lý Những thông tin này vẫn đảm bảo thể hiện đúng bản chất của đối tượng nhưng lại được xử lý bằng công nghệ số

Do sự phát triển của xã hội nên các thông tin này cũng được thay đổi rất nhanh, dẫn đến các yêu cầu, các chỉ tiêu cũng thường thay đổi trong từng giai đoạn khác nhau nên CSDLĐH sẽ nhanh lạc hậu Để có thể hỗ trợ thực sự trong quản lý và ra quyết định việc sử dụng đất, CSDLĐH cần được cập nhật thường xuyên, Do vậy bản số CSDLĐH

sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc cập nhật thông tin thường xuyên, dễ dàng

Do thời gian có hạn nên luận văn chỉ đi sâu xây dựng CSDLĐH từ bản đồ địa hình 1:25 000 để phục vụ công tác quy hoạch sử dụng đất

1.3 Chuẩn thông tin địa lý

Chuẩn thông tin địa lý là hệ thống các tiêu chuẩn về cách thức, quy định cách

mô tả, biểu thị, cách xây dựng CSDL từ nhận thức thế giới thực đến CSDL địa lý được lưu trữ theo cấu trúc, khuôn dạng nào đó Các thành phần trong CSDL và các phần tử trong mô hình, tất cả các yếu tố này đều được quy định theo các chuẩn thống nhất Tuy nhiên, tuỳ mức phân tích sâu của mô hình mà số lượng chuẩn sử dụng nhiều hay ít

Công việc xây dựng chuẩn thông tin địa lý rất quan trọng Các chuẩn này phục

vụ cho việc quản trị các yếu tố không gian và còn là cơ sở phân tích các tác nghiệp chuyên môn các ngành trong tỉnh, thành lập các hệ trợ giúp quyết định

Chuẩn thông tin địa lý được thiết kế nhằm chuẩn hoá các hoạt động:

- Xây dựng dữ liệu địa lý theo các mục tiêu đã đặt ra

- Trao đổi và chia sẻ dữ liệu địa lý

- Cập nhật dữ liệu địa lý

- Xây dựng các hệ thống ứng dụng

Tại Việt Nam, Bộ tài nguyên và môi trường đã bước đầu ban hành được bộ quy chuẩn cơ sở quốc gia về thông tin địa lý được trình bày trong bảng 1.1:

1 Chuẩn thuật ngữ Terminology standard (iso 19104)

2 Chuẩn về hệ thống tham chiếu

4 Chuẩn về phân loại đối tượng Feature Cataloguing  Feature and

Attribute Coding Catalogue – FACC

5 Chuẩn về trình bày, hiển thị Portrayal and Symbolization (ISO 19117)

6 Chuẩn về chất lượng dữ liệu

không gian Quality Principles (ISO 19113)

7 Chuẩn về siêu dữ liệu – Metadata (ISO 19115 and ANZLIC vesion

 Chuẩn thuật ngữ: Chuẩn thuật ngữ có mục đích chuẩn hoá các khái niệm, cụm

từ sử dụng trong bộ tài liệu chuẩn hoá Những thuật ngữ này được sử dụng như là những khái niệm cơ bản cho phép liên kết các nội dung chuẩn hoá với nhau Chuẩn hoá thuật ngữ giúp cho các bên tham gia trong xây dựng và sử dụng thông tin địa lý có cùng chung một ngôn ngữ

 Chuẩn hoá về hệ thống tham chiếu không gian Dữ liệu trong CSDL phải được

thống nhất về hệ quy chiếu toạ độ theo định nghĩa của bộ tiêu chuẩn dữ liệu địa lý ISO/TC211 mô hình hệ quy chiếu toạ độ trong mô tả thông qua mô hình khái niệm dưới đây:

Hình 1.3: Mô hình hệ quy chiếu toạ độ

Trong đó:

- Gói Coordinate Reference System mô tả một hệ quy chiếu toạ độ được xác định bởi một hệ toạ độ và hệ thống tham số gốc của hệ toạ độ đó

- Gói Coordinate System mô tả một hệ toạ độ

- Gói Datum mô tả một hệ thống tham số gốc của một hệ toạ độ

- Gói Coordinate Operation mô tả các phương thức xử lý toạ độ

- Gói Identified Objects mô tả các lớp trừu tượng được kế thừa bởi các lớp trong

mô hình

Cơ sở dữ liệu địa hình được xác định theo hệ quy chiếu toạ độ sau:

- Hệ toạ độ quốc gia VN2000 có điểm gốc toạ độ quốc gia là điểm N00 đặt tại viện nghiên cứu địa chính đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội

- Hệ độ cao quốc gia có gốc ở Hòn Dấu

- Hệ quy chiếu toạ độ phẳng là phép chiếu UTM múi 60, kinh tuyến 1050và 1110

 Chuẩn hoá về mô hình cấu trúc dữ liệu: Chuẩn hoá về mô hình dữ liệu xác định

cách thức mô tả và lưu trữ các đối tượng bản đồ dạng số trong CSDL Các đối tượng địa lý được mô tả bằng các mô hình dữ liệu không gian, còn dữ liệu thuộc tính của chúng thông thường được mô tả bằng mô hình dữ liệu quan hệ Mô hình dữ liệu không gian là một mô hình toán học mô tả cách biểu diễn các đối tượng địa lý trong thế giới thực dưới dạng số: Vector và Raster

Các đối tượng bản đồ được mô tả bằng các mô hình dữ liệu không gian với các yêu cầu đảm bảo tính chặt chẽ về mặt toán học, tính phổ biến dễ sử dụng và tính đặc thù của các dạng dữ liệu về các đối tượng thể hiện

Như chúng ta đã biết, các đối tượng địa lý trong thế giới thực thường được mô hình hoá bởi mô hình dữ liệu không gian và thuộc tính Trong mô hình dữ liệu không gian, đối tượng địa lý được biểu diễn ở 2 dạng cơ bản: Cấu trúc dữ liệu Raster và cấu trúc dữ liệu Vector

Để mô tả các đối tượng địa lý, hiện nay tồn tại nhiều mô hình dữ liệu không gian khác nhau Chuẩn về mô hình dữ liệu không gian cho thông tin địa lý được xác định dựa trên việc xem xét các khía cạnh sau:

- Tính chặt chẽ về mặt toán học

- Tránh sự dư thừa thông tin để đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu

- Đảm bảo khả năng sẵn sàng sử dụng của dữ liệu

- Tính phổ biến được sử dụng rộng rãi trong các phần mềm GIS

- Có khả năng thể hiện mối quan hệ topology giữa các đối tượng địa lý

Mô hình CSDL không gian là một mô hình cho phép mô tả thông tin địa lý và thông tin thuộc tính trong cùng một CSDL theo mô hình dữ liệu quan hệ Khả năng tích hợp này cho phép chúng ta có thể mô tả và thiết kế CSDL theo mô hình hướng đối tượng Nghĩa là, chúng ta có thể tích hợp thông tin của đối tượng địa lý (thông tin địa lý

và thông tin thuộc tính) các quan hệ không gian thuộc tính trong một CSDL thống nhất Một số hãng phát triển GIS trên thế giới đã có sản phẩm theo hướng CSDL không gian như ESRI, Mapinfo…

 Chuẩn hoá về phân loại đối tượng

Chuẩn quy định phương pháp phân loại đối tượng địa lý Chuẩn về phân loại đối tượng sẽ định nghĩa những kiểu đối tượng địa lý cùng với thuộc tính và những mối quan hệ Chuẩn nêu rõ cách phân loại, 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 cần phải có của từng đối tượng

 Chuẩn thể hiện trình bày dữ liệu địa lý

Chuẩn xác định một cơ chế cho phép trình bày dữ liệu theo những cách khác nhau mà không làm thay đổi nội dung dữ liệu Cách xây dựng dựa trên các chuẩn quy định về trình bày bản đồ số đã công bố và thiết kế, biên tập bộ ký hiệu chuẩn cho bộ CSDL

 Chuẩn về chất lượng dữ liệu không gian

Chuẩn này quy định quy trình đánh giá chất lượng Chất lượng dữ liệu được phân thành chất lượng định lượng và chất lượng phi định lượng Các yếu tố chất lượng

dữ liệu định lượng bao gồm tính đầy đủ của các đối tượng, thuộc tính và quan hệ của chúng, tính nhất quán logic về khái niệm (concept), miền giá trị (domain), về khuôn dạng (format), về topology, quan hệ các thuộc tính, độ chính xác của giá trị, vị trí, thời

gian… các yếu tố chất lượng dữ liệu phi định lượng bao gồm như mục đích, xuất xứ, các ứng dụng mà bộ dữ liệu đã sử dụng…

 Chuẩn về siêu dữ liệu (metadata)

Siêu dữ liệu là những thông tin cho biết về nội dung, chất lượng và các đặc tính khác của dữ liệu đang lưu trữ trong CSDL

Nội dung của siêu dữ liệu là thông tin tổng hợp về:

- Các thông tin xác định đối tượng như: Tên tổ chức xây dựng dữ liệu; Ngày dữ liệu bắt đầu sử dụng; Tên của tập dữ liệu; Phiên bản; Mô hình biểu diễn dữ liệu; Ban hành dữ liệu

- Các thông tin xác định chất lượng dữ liệu: độ chính xác về thông tin thuộc tính,

về thông tin địa lý; Tính chắc chắn và tính đấy đủ của thông tin

- Các thông tin về tổ chức dữ liệu không gian: các phương pháp tham chiếu không gian gián tiếp (mô hình dữ liệu phi không gian); các phương pháp tham chiếu không gian trực tiếp (mô hình dữ liệu không gian); Thông tin về các đối tượng kiểu vector, raster

- Các thông tin về tham chiếu không gian: hệ toạ độ, phép chiếu, cách mã hoá toạ độ của dữ liệu

- Các thông tin về thuộc tính: kiểu đối tượng, thuộc tính và những bảng giá trị phân loại cho từng thuộc tính

- Các thông tin về phân phối: các phương thức phân phối dữ liệu cho người sử dụng, các nguyên tắc bảo trì dữ liệu trong CSDL

Cách thức mô tả và xây dựng siêu dữ liệu:

Trong dạng đơn giản nhất, siêu dữ liệu thể hiện dưới dạng hồ sơ văn bản, theo những mẫu nhất định Siêu dữ liệu cần được tạo ra và lưu trữ trong một hồ sơ đi theo nguồn gốc dữ liệu Những hồ sơ siêu dữ liệu trở thành một bộ phận của chính nguồn dữ liệu Chúng cần được tự động di chuyển, sao chép và xoá cùng với dữ liệu nguồn Công

cụ quản lý siêu dữ liệu cần có khả năng cho phép người dùng có thể tuỳ biến nội dung, thêm vào các chỉ tiêu riêng biệt.

 Chuẩn mã hoá và trao đổi dữ liệu

Dữ liệu không gian cần có được mã hoá dựa trên một quy tắc nhất định trong khuôn dạng máy tính có thể hiểu được Mã hoá dữ liệu được xem xét ở hai khía cạnh:

để lưu trữ và để trao đổi Các chuẩn về mô hình nội dung và cấu trúc dữ liệu như mô tả

ở trên tạo ra cơ sở xây dựng một bộ dữ liệu chuẩn

CSDL GIS cấp tỉnh về cơ bản tuân theo chuẩn kỹ thuật Quốc gia về thông tin địa

lý do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC

VỤ CÔNG TÁC QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT 2.1 Hệ thông tin địa lý (GIS)

2.1.1 Khái niệm hệ thông tin địa lý (GIS)

Hệ thông tin địa lý – HTTĐL, Geographical Information Systems – GIS là một

hệ thống các phương pháp nghiên cứu mới trong các ngành khai thác và sử dụng thông tin không gian, đặc biệt là trong nghiên cứu địa lí HTTĐL, là một thành tựu của công nghệ điện tử - tin học Mặt khác nó phát triển trên nền tảng của các ngành khoa học như Địa lí, Bản đồ, và Viễn thám

Có thể thấy sự có mặt của các khoa học đó trong công nghệ HTTĐL như:

- Công cụ và máy móc thiết bị: sản phẩm của công nghệ điện tử và tin học

- Các phương pháp biểu diễn và quản lí dữ liệu không gian trong máy tính kế thừa của khoa học và cộng nghệ viễn thám, bản đồ và cộng nghệ đồ hoạ

- Cách tổ chức và xử lí các thông tin không gian theo các chuyên đề, dựa trên các quan điểm của lý thuyết hệ thống, của khoa học địa lí và các chuyên ngành của nó như cảnh quan ứng dụng, phương pháp đánh giá và qui hoạch lãnh thổ.v.v

Như vậy, có thể thấy rõ HTTĐL là sản phẩn liên ngành, là một hệ thống các công cụ và phương tiện cũng như phương pháp xử lý thông tin, bao gồm các thông tin

về địa lí, các thông tin thuộc tính của các đối tượng, hiện tượng nghiên cứu, cùng với môi trường tương tác và quan hệ hữu cơ giữa chúng (Hình 1.1)

Ở giai đoạn đầu, khi công nghệ HTTĐL còn ít được biết đến và chưa được sử dụng rộng rãi, đã có nhiều quan niệm khác nhau về nó, xuất phát từ các quan điểm của người khai thác và sử dụng HTTĐL cho các mục đích khác nhau

Hình 2.1: Hệ thông tin địa lý và các ngành liên quan

Qua quá trình ứng dụng và phát triển nhanh chóng, đến nay, phần lớn các nhà chuyên môn đã thống nhất quan niệm chung HTTĐL là một hệ thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính, các thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lí nhằm đạt được một mục đích nghiên cứu nhất định

Ở Việt Nam, công nghệ GIS được đưa vào nghiên cứu và sử dụng vào khoảng những năm 90, chủ yếu là sau khi Mỹ xoá bỏ cấm vận Việt Nam Từ đó trở đi, công nghệ GIS đã được nhiều cá nhân và tập thể nghiên cứu, ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau Các phần mềm GIS được sử dụng ở nước ta rất đa dạng và chủ yếu là các phần mềm thương mại ngoại nhập như: ARC/Info (của Mapinfo), ArcView, ArcGIS (của ESRI)…

Cùng với sự hình thành và phát triển của GIS, có nhiều định nghĩa khác nhau được đưa ra Sau đây là một số định nghĩa tiêu biểu:

- Theo ESRI, tập đoàn nghiên cứu và phát triển các phần mềm GIS nổi tiếng, GIS là một tập hợp có tổ chức, bao gồm hệ thống phần cứng, phần mềm máy tính, dữ

Điện tử tin học

HTTĐL

Khoa học bản đồ

Viễn thám

Địa lí ứng dụng

Đo đạc và

vẽ bản đồ

Biên tập thành lập bản đồ

Bản đồ

chuyên đề

Khoa học thống kê

Toán học và tin học

Phận tích xử

lý ảnh

Quản lý tài nguyên Quy hoạch lãnh thổ

liệu địa lý và con người, được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích và hiển thị tất cả các dạng thông tin liên quan đến vị trí địa lý.

- Theo GS Shunji Murai, GIS là một hệ thống thông tin được sử dụng để cập nhật lưu trữ, truy vấn, thao tác, phân tích và xuất ra các dữ liệu có tham chiếu địa lý hoặc dữ liệu địa không gian; hỗ trợ ra quyết định trong việc quy hoạch và quản lý tài nguyên đất đai, tài nguyên thiên nhiên, môi trường, giao thông, các tiện ích và nhiều lĩnh vực quản lý khác

- Theo David Cowen, GIS là một hệ thống gồm phần cứng, phần mềm và các phương thức được thiết kế để hỗ trợ việc thu thập, lưu trữ, hiển thị, quản lý, điều khiển, phân tích, mô hình hoá các dữ liệu về không gian để giải quyết các bài toán về quản lý

2.1.2 Chức năng của GIS

Một hệ thống thông tin địa lý có các chức năng cơ bản như: Nhập dữ liệu, lưu trữ dữ liệu, điều khiển dữ liệu, hiển thị dữ liệu theo cơ sở địa lý và đưa ra những quyết định Có thể khái quát các chức năng đó như sau:

Nhập và bổ sung dữ liệu: Một trong những chức năng quan trọng của

HTTĐL là nhập và bổ sung dữ liệu mà công việc đó không tiến hành riêng rẽ Bất kỳ một hệ thống nào cũng phải cho phép nhập và bổ sung dữ liệu, nếu không có chức năng

đó thì không xem là một HTTĐL vì chức năng đó là một yêu cầu bắt buộc phải có

Chuyển đổi dữ liệu: Chuyển đổi dữ liệu là một chức năng rất gần với việc nhập

và bổ sung dữ liệu Nhiều phần mềm thương mại cố gắng giữ độc quyền bằng cách hạn chế đưa ra các khuôn dạng dữ liệu theo loại phổ cập Tuy nhiên người sử dụng phải lựa chọn để hạn chế việc phải số hóa thêm những tài liệu hiện đang có ở dạng số Trong thực tế, cùng một tư liệu nhưng có thể tồn tại ở nhiều khuôn dạng khác nhau Vì vậy,

đối với tư liệu quốc gia, không thể chỉ lưu giữ ở dạng có tính chất phổ biến để sử dụng được trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Lưu trữ tư liệu: Một chức năng quan trọng của HTTĐL là lưu trữ và tổ chức

CSDL do sự đa dạng và với một khối lượng lớn của dữ liệu không gian: đa dạng về thuộc tính, về khuôn dạng, về đơn vị đo, về tỷ lệ bản đồ Hai yêu cầu cơ bản trong việc lưu trữ dữ liệu là:

Thứ nhất là phải tổ chức nguồn dữ liệu sao cho đảm bảo độ chính xác và không mất thông tin

Thứ hai là các tài liệu cho cùng một khu vực song các dữ liệu lại khác nhau về tỷ

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

Điều khiển dữ liệu: Do nhiều HTTĐL hoạt động đòi hỏi tư liệu không gian phải

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

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

HTTĐL Không gian dưới dạng tài liệu nguyên thủy hay tài liệu được xử lý cần được hiển thị dưới dạng như: chữ và số, dạng bảng biểu hoặc dạng bản đồ Các tính toán chung và kết quả phân tích được lưu giữ ở dạng chữ và số để dễ dàng in ra hoặc trao đổi giữa các phần mềm khác nhau

Phân tích không gian: Trước đây chỉ với 5 chức năng mô tả ở trên là được tập

trung, phát triển bởi những người xây dựng HTTĐL Chức năng thứ sáu là phân tích không gian được phát triển một cách thần kỳ dựa vào sự tiến bộ của công nghệ và nó trở nên thực sự hữu ích cho người ứng dụng Những định nghĩa về HTTĐL trước đây

đã trở thành thực tiễn trên cơ sở ứng dụng trực tiếp chức năng phân tích không gian Tất

cả các chức năng có thể khác nhau đối với từng hệ thống song đối với một HTTĐL sử dụng tư liệu bản đồ thì chức năng này là bắt buộc.

2.1.3 Thành phần của GIS

Công nghệ GIS bao gồm 5 hợp phần cơ bản là: thiết bị, phần mềm, số liệu,chuyên viên, chính sách và cách thức quản lý

Hình 2.2: Các thành phần của GIS

• Thiết bị ( máy tính và thiết bị ngoại vi)

Phần cứng của một HTTĐL bao gồm các hợp phần sau: Bộ xử lý trung

tâm(CPU), thiết bị nhập dữ liệu, lưu dữ liệu và thiết bị xuất dữ liệu (CPU: hệ thống

điều khiển, bộ nhớ, tốc độ xử lý là những yếu tố quan trọng nhất của CPU)

Nhập, lưu trữ và xuất dữ liệu: các thiết bị ngoại vi phục vụ cho việc nhập dữ liệu là: bàn số hóa, máy quét để chuyển đổi định dạng Analoge thành dạng số Các phương tiện thông dụng là ổ đĩa cứng, ổ đọc băng, ổ đĩa quang có thể ghi và xóa dữ liệu Thiết

bị xuất dữ liệu bao gồm máy in đen trắng và màu, báo cáo, kết quả phân tích, máy in kim (plotter)

• Phần mềm

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

Tự động hóa bản đồ: là thành lập bản đồ với sự trợ giúp của máy tính.

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

Trước hết, bản đồ trong máy tính dạng số nên dễ dàng chỉnh sửa và việc chỉnh lý đó tốn ít công sức hơn so với việc không có sự trợ giúp của máy tính Việc bổ sung thêm thông tin cho bản đồ cũng dễ dàng thực hiện được.

Thứ hai, quá trình tạo chú giải và các chỉ dẫn lên bản đồ được thao tác với tốc độ nhanh nên giá thành thấp Việc lựa chọn, phân loại và làm đơn giản hóa các đặc điểm bản đồ cũng được thực hiện một cách khoa học Quá trình thiết kế và khái quát hóa bản

đồ cũng được lập trình và tạo nên các chức năng cụ thể của phần mềm Kích thước, hình dạng hoặc vị trí của chữ hoặc ký hiệu trên bản đồ có thể dễ dàng được thay đổi và đưa về vị trí chính xác như mong muốn

Quản lý CSDL: HTTĐL phải có khả năng điều khiển các dạng khác nhau của dữ liệu địa lý đồng thời có thể quản lý hiệu quả một khối lượng lớn dữ liệu với một trật tự

rõ ràng Một yếu tố rất quan trọng của phần mềm HTTĐL là cho khả năng liên kết hệ thống giữa việc tự động hóa bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu Sự liên kết đó là một nổi bật của việc vận hành HTTĐL:

Thứ nhất: Các tài liệu thuộc tính nhất thiết phải được thể hiện trên những chi tiết của bản đồ

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

• Chuyên viên

Đây là một trong những hợp phần quan trọng của công nghệ GIS, đòi hỏi những chuyên viên hướng dẫn sử dụng hệ thống để thực hiện các chức năng phân tích và xử lý các số liệu Đòi hỏi phải thông thạo việc lựa chọn các công cụ GIS để sử dụng, có kiến thức về các số liệu đang được sử dụng và thông hiểu các tiến trình đang và sẽ thực hiện

• Số liệu, dữ liệu địa lý

Số liệu được sử dụng trong GIS không chỉ là số liệu địa lý riêng lẻ mà còn phải được thiết kế trong một cơ sở dữ liệu Những thông tin địa lý có nghĩa là sẽ bao gồm

các dữ kiện về vị trí địa lý, thuộc tính của thông tin, mối liên hệ không gian của các thông tin và thời gian Có hai số liệu được sử dụng trong kỹ thuật GIS là :

CSDL bản đồ : là những mô tả ảnh bản đồ được số hóa theo một khuân dạng nhất định mà máy tính hiểu được Hệ thống thông tin địa lý dùng CSDL này để xuất các bản đồ trên màn hình hoặc ra các thiết bị ngoại vi khác như máy in, máy vẽ

Số liệu vector: được trình bày dưới dạng điểm, đường và vùng, mỗi dạng có liên quan đến một số liệu thuộc tính được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu

Số liệu raster: được trình bày dưới dạng lưới ô vuông hay ô chữ nhật đều nhau, giá trị được ấn định cho mỗi ô sẽ chỉ định giá trị của thuộc tính Số liệu của ảnh vệ tinh

và số liệu bản đồ được quét là các loại số liệu raster

Số liệu thuộc tính: được trình bày dưới dạng các ký tự hoặc số, hoặc ký hiệu để

mô tả các thuộc tính của các thông tin thuộc về địa lý

Trong các dạng số liệu trên, số liệu vector là dạng thường sử dụng nhất Tuy nhiên, số liệu Raster rất hữu ích để mô tả các dãy số liệu có tính liên tục như: nhiệt độ,

độ cao và thực hiện các phân tích không gian của số liệu Còn số liệu thuộc tính được dùng để mô tả cơ sở dữ liệu

Có nhiều cách để nhập số liệu, nhưng cách thông thường nhất hiện nay là số hóa bằng bàn số hóa, hoặc thông qua việc sử dụng máy quét ảnh

• Chính sách và quản lý

Đây là hợp phần quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, là yếu

tố quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS Hệ thống GIS cần được điều hành bởi một bộ phận quản lý, bộ phận này phải được bổ nhiệm để tổ chức hoạt động hệ thống GIS một cách có hiệu quả để phục vụ người sử dụng thông tin

Để hoạt động thành công, hệ thống GIS phải được đặt trong một khu tổ chức phù hợp và có những hướng dẫn cần thiết để quản lý, thu thập, lưu trữ và phân tích số liệu, đồng thời có khả năng phát triển được hệ thống GIS theo nhu cầu Trong quá trình hoạt động, mục đích chỉ có thể đạt được và tính hiệu quả của kỹ thuật GIS chỉ được minh chứng khi công cụ này có thể hỗ trợ những người sử dụng thông tin để giúp họ thực hiện được những mục tiêu công việc Ngoài ra việc phối hợp giữa các cơ quan chức

năng có liên quan cũng phải được đặt ra, nhằm gia tăng hiệu quả sử dụng của GIS cũng như các nguồn số liệu hiện có.

Như vậy trong 5 hợp phần của GIS, hợp phần chính sách và quản lý đóng vai trò rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, đây là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS

Trong phối hợp và vận hành các hợp phần của GIS nhằm đưa vào hoạt động có hiệu quả, hai yếu tố huấn luyện và chính sách quản lý là cơ sở của thành công Việc huấn luyện các phương pháp sử dụng hệ thống GIS sẽ cho phép kết hợp các hợp phần: thiết bị, phần mềm, chuyên gia và số liệu với nhau để đưa vào vận hành Tuy nhiên, yếu

tố chính sách và quản lý sẽ có tác động đến toàn bộ các hợp phần nói trên, đồng thời quyết định sự thành công của hoạt động GIS

2.1.4 Mô hình dữ liệu của GIS

GIS lưu trữ thông tin về thế giới thực dưới dạng tập hợp các lớp chuyên đề có liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý Điều này đơn giản nhưng vô cùng quan trọng

và là một công cụ đa năng đó được chứng minh là rất có giá trị trong việc giải quyết nhiều vấn đề thực tế, từ thiết lập tuyến đường phân phối của các tuyến xe đến lập báo cáo chi tiết cho các ứng dụng quy hoạch, hay mô phỏng sự lưu thông khí quyển toàn cầu

Mô hình dữ liệu là phương pháp đang được ứng dụng rộng rãi hiện nay trong nhiều lĩnh vực Nhiều loại phần mềm máy tính trợ giúp, tạo điều kiện dễ dàng hiệu quả cho sự phát triển và hiệu quả của mô hình hoá dữ liệu Trong lĩnh vực tổ chức dữ liệu các yếu tố địa lý môi trường thì mô hình chồng xếp được coi là thông dụng nhất Các đối tượng tự nhiên được thể hiện như một tập hợp các lớp thông tin tách biệt riêng rẽ Các thông tin được tổ chức theo các lớp dưới dạng bản đồ chuyên đề

2.2 Giới thiệu về cở sở dữ liệu GIS và phần mềm Arcgis.

2.2.1 Dữ liệu GIS và tổ chức CSDL GIS

2.2.1.1 Dữ liệu GIS

Dữ liệu địa lý là dữ liệu bao gồm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính được kết hợp với nhau một cách tương ứng Dữ liệu địa lý có thể là các bản đồ số trên máy vi

tính, các mô hình mô phỏng hình dáng bề mặt trái đất, các CSDLảnh bề mặt trái đất Trong đó, bản đồ số là một loại dữ liệu địa lý rất phổ biến nhưng dữ liệu địa lý không chỉ có mỗi một loại dữ liệu bản đồ số Đây là điều mà chúng ta cần phân biệt rõ.

Dữ liệu là trung tâm của hệ thống GIS, hệ thống GIS chứa càng nhiều thì chúng càng có ý nghĩa Dữ liệu của hệ GIS được lưu trữ trong CSDL và chúng được thu thập thông qua các mô hình thế giới thực Dữ liệu trong hệ GIS còn được gọi là thông tin không gian Đặc trưng thông tin không gian là có khả năng mô tả “vật thể ở đâu” nhờ vị trí tham chiếu, đơn vị đo và quan hệ không gian Chúng còn khả năng mô tả “ hình dạng hiện tượng” thông qua mô tả chất lượng, số lượng của hình dạng và cấu trúc Cuối cùng, đặc trưng thông tin không gian mô tả “quan hệ và tương tác” giữa các hiện tượng tự nhiên Mô hình không gian đặc biệt quan trọng vì cách thức thông tin sẽ ảnh hưởng đến khả năng thực hiện phân tích dữ liệu và khả năng hiển thị đồ họa của hệ thống

Dữ liệu của GIS là dữ liệu địa lý vì vậy nhiều nơi người ta thường gọi dữ liệu địa

lý là dữ liệu GIS

Dữ liệu địa lý là dữ liệu lưu trữ thông tin của các đối tượng địa lý Một đối tượng địa lý là một thực thể ngoài thế giới thực có liên quan đến một vị trí trên trái đất Đối tượng địa lý bao gồm các thông tin sau:

Thông tin về hình học (không gian): là thông tin mô tả vị trí của đối tượng địa lý thông qua tọa độ trong một hệ quy chiếu nhất định Các đối tượng địa lý được mô hình hoá thành các kiểu đối tượng hình học cơ bản như điểm, đường và vùng Một điểm được mô tả bởi một cặp toạ độ x, y Đường được mô tả bằng một chuỗi các điểm Vùng

là một đường khép kín

Hình 2.3: Ba kiểu hình học cơ bản

Thông tin về thời gian: Là thông tin mô tả các tính chất thời gian của đối tượng địa lý Chẳng hạn như đối tượng tồn tại từ khi nào, đối tượng có những thể hiện đặc biệt

gì trong một khoảng thời gian nhất định…

Thông tin thuộc tính chủ đề: Là tất cả các thuộc tính phi không gian, thời gian của đối tượng địa lý Các thông tin này mô tả một số các đặc tính cụ thể của đối tượng theo một chủ đề nhất định

Thông tin quan hệ: Là quan hệ giữa các đối tượng địa lý với nhau, bao gồm các quan hệ về không gian, cũng như thời gian

Các thao tác: Là các hành vi của đối tượng địa lý tại một số điều kiện nhất định

2.2.1.2 Tổ chức CSDL GIS

Tổ chức hệ thống thông tin địa lý phải bắt đầu bằng nhiệm vụ đặt ra của hệthống thông tin Từ đó xác định được mức độ đòi hỏi của các loại thông tin cần thiết như thông tin thuộc tính tỷ lệ nào, phải có lớp thông tin nào, độ chính xác của thông tin

và thông tin thuộc tính có dạng nào Sau khi xác định được nhu cầu thông tin cần tìm xem thông tin này có được từ nguồn nào, có thể lấy được từ CSDLquốc gia, CSDLchuyên ngành mua trên thị trường thông tin Nếu các nguồn khai thác thông tin đều chưa có hoặc có cần xác định tiếp sử dụng biện pháp nào để thu nhận các thông tin còn thiếu Có thể được các công ty cung cấp thông tin hoặc tổ chức thu nhập hệ thống thông tin riêng cho số lượng dữ liệu cần có nên tổ chức quản lý dưới dạng tập trung hay phân tán cho nhu cầu và hoàn cảnh khai thác thông tin Khi định dạng thông tin đã rõ

mới thiết kế phần cứng và phần mềm phù hợp Không cần có tham số mạnh hơn nhu cầu đòi hỏi cũng không yếu hơn để không thực hiện được nhiệm vụ cần thực hiện Nếu CSDL định dạng là phân tán thì phải thiết kế phần cứng dưới dạng máy tính (intranet) Khi dữ liệu cho phép các hệ thống thông tin khác truy nhập đến cần thiết kế các cổng extranet Từ định hình cơ sở dữ liệu, nhu cầu quản lý và phần cứng đã được xác định tiếp tục xác định các phần mềm hệ thống, phần mềm quản trị dữ liệu địa lý và thuộc tính phần mềm quản trị nếu cần, phần mềm ứng dụng.

2.2.2 Giới thiệu về phần mềm Arcgis

2.2.2.1 Arcgis là gì?

Phần mềm Arcgis là phần mềm ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý của Viện nghiên cứu hệ thống môi trường ( ESRI ) Bộ phần mềm Arcgis của ESRI có khả năng khai thác hết chức năng GIS trên các ứng dụng khác nhau như: desktop, máy chủ ( bao gồm Web ), hoặc hệ thống thiết bị di động

Hệ phần mềm Arcgis cung cấp những công cụ rất mạnh để quản lý và cập nhật, phân tích thông tin tạo nên một hệ thống thông tin hoàn chỉnh

- Đọc và tạo dữ liệu trong Arcgis từ các phần mềm khác như: Arcview, Mapinfo,

Microstation, Autocad, MS AccessData, DBASE file, Exel file

- Nội suy, phân tích không gian: có thể phối hợp các kỹ thuật phân tích phức tạp với nhau để tạo ra các mô hình chi tiết

- Tạo ra những bản đồ với chất lượng cao và có khả năng kết nối nhanh với nhiều nguồn dữ liệu khác nhau như: biểu đồ, bảng thuộc tính, ảnh và các dạnh file khác.

- Xếp chồng các lớp đối tượng: khi xếp chồng các lớp đối tượng sẽ tạo ra lớp thông tin mới Có nhiều kiểu xếp chồng dữ liệu (union, intersect, merge, disolve, clip, ) nhưng nhìn chung là kết hợp hai lớp đối tượng có sẵn thành một lớp (tập hợp) đối tượng mới

2.2.2.2 Cấu trúc, tổ chức dữ liệu trong Arcgis

Arcgis là một nơi tổ chức và lưu trữ thông tin dưới dạng các lớp dữ liệu không gian Mỗi một lớp dữ liệu bao hàm các thuộc tính giống nhau

Dữ liệu trong Arcgis được chia thành các dạng:

Mô hình dữ liệu Vector:

Là một tập hợp các lớp dữ liệu đặc trưng có cùng một hệ quy chiếu Người dùng

có thể lựa chọn để tổ chức các lớp dữ liệu đặc trưng đơn giản bên trong hoặc bên ngoài của các tập dữ liệu

Mô hình dữ liệu vector biểu diễn dưới dạng các lớp dữ liệu: points, lines, polygons

- Points là cặp tọa độ ( x,y ) hay bộ ba ( x,y,z ) với z là giá trị biểu diễn cho độ cao

- Lines là tập hợp các tọa độ định nghĩa một hình dạng

- Polygon là tập hợp của các tọa độ khai báo cho đường bao của một vùng

Arcgis sử dụng ba mô hình vector để biểu diễn dữ liệu đặc trưng là: coverages, shapefiles và geodatabases đồng thời lưu dữ liệu trong các lớp đối tượng ( feature classes ) dưới dạng không gian và thuộc tính ( bảng dữ liệu )

Mô hình dữ liệu Raster

Có thể chỉ là một tập dữ liệu đơn giản hoặc một tập dữ liệu được nén từ các dải bước sóng của các dải phổ riêng biệt hoặc một danh sách các giá trị

Mô hình dữ liệu Raster biểu diễn như một bề mặt được chia thành những ô lưới bằng nhau và được dùng để lưu trữ, phân tích dữ liệu liên tục trên một vùng nào đấy Mỗi ô ảnh chứa một giá trị có thể biểu diễn cho một giá trị đo được