Nghiên cứu phương án công bố bản đồ quy hoạch sử dụng đất và bản đồ giá đất bằng phần mềm mã nguồn mở

TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu phương án công bố bản đồ quy hoạch sử dụng đất và bản đồ giá đất bằng phần mềm mã nguồn mở” đã được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 01/2017 đến tháng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Tất cả các số liệu trong vùng nghiên cứu của luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố

trong bất kỳ luận văn nào khác

Tôi xin cảm ơn mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này và tôi xin cam đoan các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Huế, ngày 19 tháng 7 năm 2017

Học viên

Phạm Đắc Thắng

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa học và đề tài nghiên cứu, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ tận tình của qúy Thầy Cô trong Ban Giám hiệu Nhà trường, Khoa Tài

nguyên và Môi trường Nông nghiệp và Phòng Đào tạo sau đại học - Trường Đại học

Nông Lâm Huế Tôi xin gửi tới quý Thầy Cô lòng biết ơn chân thành và tình cảm

quý mến nhất

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Cô giáo TS Nguyễn Hoàng Khánh Linh, người hướng dẫn khoa học tận tình và trao dồi kiến thức cho tôi trong suốt quá trình nghiên

cứu, hoàn thiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn các tập thể và cá nhân đã giúp đỡ tận, tạo điều kiện

để tôi hoàn thành đề tài này: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Bình, phòng

Tài nguyên và Môi trường thành phố Đồng Hới, Văn phòng đăng ký Quyền sử dụng

TÓM TẮT

Đề tài “Nghiên cứu phương án công bố bản đồ quy hoạch sử dụng đất và bản đồ giá đất bằng phần mềm mã nguồn mở” đã được thực hiện trong khoảng thời gian từ

tháng 01/2017 đến tháng 7/2017 với dữ liệu bản đồ quy hoạch sử dụng đất và dữ liệu

giá đất tại thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình

Đề tài sử dụng các phối hợp các phần mềm mã nguồn mở Qgis, Openlayer, PostgreSQL, Postgis, Geosever và ngôn ngữ lập trình HTML, JavaScript để tiến hành

thu thập, phân tích, thiết kế CSDL bản đồ, xây dựng trang WEBGIS nhằm công bố

bản đồ quy hoạch sử dụng đất và bản đồ giá đất trên mạng Internet

Đề tài đã đạt được kết quả cụ thể sau:

- Tạo CSDL bản đồ quy hoạch sử dụng đất, bản đồ giá đất tại thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình bằng phần mềm mã nguồn mở QGIS

- Kết nối và vận hành CSDL bản đồ để truy vấn, tìm kiếm thông tin dữ liệu bản

đồ trên trang WEBGIS bằng phần mềm Openlayer, Geoserver, PostgreSQL, Postgis

- Hoàn thành việc thiết kế chức năng truy vấn, tìm kiếm thông tin và giao diện trang WEBGIS công bố bản đồ quy hoạch sử dụng đất và bản đồ giá đất địa bàn thành

phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình bằng phần mềm mã nguồn mở

- Phân tích và đánh giá hệ thống WEBGIS bằng phần mềm mã nguồn mở

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu chung, mục tiêu cụ thể của đề tài 2

2.1 Mục tiêu chung 2

2.2 Mục tiêu cụ thể 2

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 2

3.1 Ý nghĩa khoa học 2

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Cơ sở lý luận 4

1.1.1 Quy hoạch sử dụng đất 4

1.1.2 Tổng quan về giá đất 7

1.1.3 Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý 10

1.1.4 Tổng quan về công nghệ WEBGIS 24

1.2 Cơ sở thực tiễn 40

1.2.1 Tình hình ứng dụng WEBGIS trong quản lý và công bố dữ liệu 40

1.2.2 Nhu cầu quản lý và phổ biến thông tin quy hoạch sử dụng đất 46

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 49

2.1 Đối tượng nghiên cứu 49

2.2 Phạm vi nghiên cứu 49

2.3 Nội dung nghiên cứu 49

2.4 Phương pháp nghiên cứu 49

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu 49

2.4.2 Phương pháp xử lý số liệu 49

2.4.3 Phương pháp phân tích, xây dựng hệ thống 50

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53

3.1 Khái quát địa bàn áp dụng kết quả nghiên cứu 53

3.2 Tạo hệ thống dữ liệu bản đồ bằng phần mềm mã nguồn mở QGIS 56

3.2.1 Thu thập số liệu 56

3.2.2 Xử lý số liệu, biên tập dữ liệu bản đồ 57

3.2.3 Kết nối cơ sở dữ liệu 66

3.3 Xây dựng WEBGIS bằng phần mềm mã nguồn mở 69

3.3.1 Thiết lập WEBGIS bằng phần mềm GEOSERVER 69

3.3.2 Xây dựng các công cụ cho WEBGIS 75

3.3.3 Thiết kế giao diện cho WEBGIS 77

3.4 Công bố và vận hành thử nghiệm WEBGIS 78

3.5 Phân tích, đánh giá kết quả đạt được 81

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83

4.1 Kết luận 83

4.2 Kiến nghị 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Có nghĩa là

QHSDĐ: Quy hoạch sử dụng đất QHSDĐ: Kế hoạch sử dụng đất GCNQSDĐ Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng mô tả đặc trưng của cấu trúc Spaghetti 17

Bảng 3.1 Dữ liệu thu thập 56

Bảng 3.2 Chức năng các công cụ chỉnh sửa bản đồ của phần mềm QGIS 60

Bảng 3.3 Cấu trúc bảng dữ liệu thông tin giá đất 64

Bảng 3.4 Cấu trúc bảng dữ liệu bản đồ quy hoạch sử dụng đất 65

Bảng 3.5 Cấu trúc dữ liệu lớp bản đồ địa chính 66

Bảng 3.6 Bố cục trang chủ 77

DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ

Hình 1.1 Mô hình các thành phần GIS 12

Hình 1.2 Một số khái niệm trong cấu trúc cơ sở dữ liệu bản đồ 15

Hình 1.3 Minh họa đối tượng đường gồm có các nút, điểm, cạnh 16

Hình 1.4 Minh họa dữ liệu Spaghetti 16

Hình 1.5 Mô hình dữ liệu raster và vector 18

Hình 1.6 Mô hình dữ liệu raster và vector 18

Hình 1.7 Cấu trúc dữ liệu raster 19

Hình 1.8 Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster 20

Hình 1.9 Minh họa cấu trúc mã chi tiết 20

Hình 1.10 Minh họa cấu trúc mã run length 21

Hình 1.11 Kiến trúc WEBGIS 28

Hình 1.12 Vị trí PostGIS trong PostgreSQL 38

Hình 1.13 Bản đồ trực tuyến về QHSDĐ của bang Victoria (Úc) 40

Hình 1.14 Bản đồ trực tuyến về QHSDĐ của bang Maryland (Mỹ) 40

Hình 1.15 Trang WEB hệ thống thông tin tỉnh Thừa Thiên Huế 42

Hình 1.16 Hệ thống WEBGIS tỉnh Vĩnh Phúc 43

Hình 1.17 Bản đồ quy hoạch sửdụng đất tỉnh Bến Tre 43

Hình 1.18 Bản đồ đơn vị hành chính các cấp 44

Hình 3.1 Sơ đồ vị trí vùng thí nghiệm nghiên cứu 53

Hình 3.2 Chuyển dữ liệu vào phần mềm QGIS 58

Hình 3.3 Các lớp layer 30, 32, 34 được chuyển vào QGIS 58

Hình 3.4 Chuyển các lớp dữ liệu về định dạng shapefile 59

Hình 3.5 Tạo mới một dự án từ biểu tượng từ thực đơn 59

Hình 3.6 Thẻ Style ở trong Layer Properties 61

Hình 3.7 Bản đồ quy hoạch 61

Hình 3.8 Bản đồ giá đất 62

Hình 3.9 Bản đồ địa chính 62

Hình 3.10 Bảng layer Properties 63

Hình 3.11 Add field để thêm trường dữ liệu 63

Hình 3.12 Kết nối dữ liệu từ QGIS với PostgreSQL 68

Hình 3.13 GeoServer catalog 68

Hình 3.14 Layers to this catalog 69

Hình 3.15 Add new Workspace 70

Hình 3.16 Submit 70

Hình 3.17 Cấu hình host ở PostGIS – PostGIS Database 71

Hình 3.18 CSDL từ nguồn Database của PostGIS 71

Hình 3.19 Thêm một style SLD vào Geoserver 72

Hình 3.20 Giao diện màn hình làm việc 72

Hình 3.21 Cửa sổ New Layer 73

Hình 3.22 Cấu hình Coordinate Reference Systems 73

Hình 3.23 WEBGIS chạy trên phần mềm Geosever 74

Hình 3.24 Công cụ đo lường 75

Hình 3.25 Chồng ghép bản đồ 76

Hình 3.26 Giao diện trang chủ 78

Hình 3.27 WEBGIS công bố bản đồ quy hoạch sử dụng đất 78

Hình 3.28 WEBGIS công bố giá đất 79

Hình 3.29 Xem thông tin bản đồ địa chính trên WEBGIS 80

Hình 3.30 Xem thông tin quy hoạch trên WEBGIS 80

Sơ đồ 2.1 Quá trình chuẩn hóa bản đồ 50

Sơ đồ 2.2 Quá trình thực hiện 51

Sơ đồ 2.3 Khung logic quá trình nghiên cứu 52

Sơ đồ 3.1 Quá trình chuẩn hóa dữ liệu 57

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Sử dụng hợp lý tài nguyên đất đai luôn là mục tiêu hàng đầu trong chiến lược phát triển đất nước Tuy nhiên, ở Việt Nam hiện nay các hiện tượng "quy hoạch

treo", "sai quy hoạch" xuất hiện rất nhiều, gây lãng phí rất lớn và bức xúc trong xã

hội Đây là một trong những vấn đề nhức nhối của công tác quản lý nhà nước về đất

đai ở nước ta hiện nay Nhiều dự án quy hoạch sử dụng đất sau khi được phê duyệt

không đủ vốn đầu tư hoặc gặp khó khăn về giải phóng mặt bằng do người dân không

đồng tình với phương án Làm thế nào sử dụng đất hiệu quả thì theo ý kiến của

nhiều chuyên gia, người dân cần được cung cấp đầy đủ và chính xác các thông tin về

những phương án quy hoạch sử dụng đất có liên quan đến họ Qua đó, người dân có

thể hiểu được mục tiêu, nội dung quy hoạch sử dụng đất, từ đó tạo niềm tin và sự ủng

hộ của họ, giúp họ tham gia vào quá trình kiểm soát việc thực hiện các quy hoạch sử

dụng đất

Đối với nhà quản lý thì cần theo dõi và sớm đưa ra được những quyết định kịp thời, hợp lý để điều chỉnh những dự án quy hoạch thiếu hiệu quả Bên cạnh đó, việc

tạo ra một kênh tương tác giữa các bên tham gia quy hoạch sử dụng đất, nhất là giữa

người dân và các nhà quản lý quy hoạch, là rất cần thiết nhằm đảm bảo tính hiệu quả

của quy hoạch sử dụng đất

Ngày nay, việc sử dụng mạng Internet và công nghệ WEBGIS là một giải pháp hữu hiệu để chuyển tải các thông tin về quy hoạch sử dụng đất, giá đất đến từng người

dân WEBGIS là hệ thống thông tin địa lý phân tán trên mạng Internet WEBGIS có

tiềm năng lớn làm cho thông tin địa lý trở nên hữu dụng và sẵn sàng tới người truy

cập, việc ứng dụng WEBGIS trong quản lý đất đai nhằm phục vụ cho việc quản lý,

khai thác, chia sẽ các nguồn dữ liệu đất đai, qua đó góp phần hoàn thiện và nâng cao

năng lực quản lý nhà nước về đất đai, bảo đảm tính dân chủ, minh bạch và bảo đảm

quyền lợi của cá nhân, tổ chức sử dụng đất

WEBGIS bằng phần mềm mã nguồn mở mang lại nhiều ưu thế nổi trội như hoàn toàn miễn phí, có khả năng phát triển mạnh bởi sự hỗ trợ của cộng đồng, với

những ưu thế đó, việc sử dụng các phần mềm mã nguồn mở để phát triển các ứng dụng

GIS trên nên WEB trở thành một xu thế phổ biến trong thời đại hiện nay

Hiện tại, tỉnh Quảng Bình hiện chưa có WEBGIS công bố thông tin quy hoạch

sử dụng đất, thông tin giá đất Đồng Hới là thành phố trọng điểm của tỉnh Quảng

Bình trong chiến lược phát triển kinh tế xã hội, đã và đang diễn ra sự thay đổi mạnh

mẽ trong cơ cấu sử dụng đất trong những năm gần đây và ảnh hưởng rất lớn đến

công tác quản lý nhà nước về đất đai và ảnh hưởng trực tiếp đến những người dân có

liên quan Vì vậy nhu cầu tìm kiếm thông tin về giá cả đất đai và quy hoạch sử dụng

đất là rất lớn

Xuất phát từ những vấn đề trên, được sự đồng ý của lãnh đạo khoa Tài Nguyên

Đất và Môi Trường Nông Nghiệp cùng với sự hướng dẫn của cô giáo TS Nguyễn

Hoàng Khánh Linh chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu phương án

công bố bản đồ quy hoạch sử dụng đất và giá đất bằng phần mềm mã nguồn mở”

2 Mục tiêu chung, mục tiêu cụ thể của đề tài

2.1 Mục tiêu chung

Đề tài nghiên cứu phương án công bố bản đồ quy hoạch sử dụng đất, giá đất bằng phần mềm mã nguồn mở theo quy định tại Điều 48 Luật đất đai 2013 nhằm tạo

điều kiện thuận lợi cho tổ chức, cá nhân dễ dàng tiếp cận các thông tin quy hoạch sử

dụng đất và thông tin giá đất thông qua môi trường mạng Internet

một hệ thống hoàn chỉnh trên WEB

Đề tài là nền tảng trong việc nghiên cứu ứng dụng phần mềm mã nguồn mở phục vụ công bố công khai quy hoạch sử dụng đất, giá đất và các lĩnh vực khác

Xây dựng WEBGIS mã nguồn mở hỗ trợ cho các công tác quản lý nhà nước về đất đai hiệu quả hơn Các nhà quản lý quy hoạch và người dân có thể tiếp cận trao đổi

với nhau thông qua trang WEBGIS từ đó giúp tối ưu phương án quy hoạch sử dụng đất

bằng những đóng góp ý kiến phản hồi của người dân thông qua kênh liên lạc trực

tuyến trên trang WEBGIS

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Cơ sở lý luận

1.1.1 Quy hoạch sử dụng đất

1.1.1.1 Khái niệm quy hoạch sử dụng đất

Quy hoạch sử dụng đất là việc phân bổ và khoanh vùng đất đai theo không gian

sử dụng cho các mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội, quốc phòng, an ninh, bảo vệ môi

trường và thích ứng biến đổi khí hậu trên cơ sở tiềm năng đất đai và nhu cầu sử dụng

đất của các ngành, lĩnh vực đối với từng vùng kinh tế - xã hội và đơn vị hành chính

trong một khoảng thời gian xác định (Điều 3 Luật Đất Đai 2013)

Về kỹ thuật, quy hoạch sử dụng đất là việc tổ chức sử dụng tài nguyên đất đai của một vùng lãnh thổ cho những mục tiêu kinh tế - xã hội định trước, lấy đơn vị hành

chính nhà nước làm khung nhưng không bị giới hạn bởi các đơn vị hành chính nhà

nước nội bộ (cấp dưới) để giải bài toán của phát triển Với vốn đất đai và lao động xác

định, phải sắp xếp sao cho địa phương đó tiến lên với tốc độ mong muốn và hài hoà

với cả nước Quy hoạch sử dụng đất phải chỉ ra được sự phối hợp sử dụng đất của các

địa phương trong một vùng ra sao để đảm bảo sự đồng bộ trong phát triển

Về kinh tế, quy hoạch sử dụng đất là quá trình tối đa hóa giá trị của bất động sản, theo đó việc sử dụng đất được quyết định trên cơ sở các động lực của thị trường,

nên cũng có thể nói rằng quy hoạch sử dụng đất phải trở thành một sản phẩm của cơ

chế thị trường - nghĩa là mỗi thửa đất đều phải được sử dụng theo cách đảm bảo tổng

số các thửa đất trong vùng quy hoạch có giá trị tối đa theo các tiêu chuẩn thị trường

Nói cách khác, mỗi thửa đất phải được sử dụng sao cho có giá trị lớn nhất mà không

gây ra sự giảm giá đồng loạt cho những thửa đất còn lại trong vùng

Vậy là có thể dùng những thuật toán thông thường để giải quyết những vấn đề phức tạp, làm giảm nhẹ tính không hoàn thiện của thị trường bất động sản do tác động

tự nhiên của quan hệ cung cầu Giá trị đền bù giải phóng mặt bằng để thực hiện quy

hoạch khi phải chuyển đổi mục đích sử dụng đất được xem là khoản ứng trước lợi ích

do quy hoạch sử dụng đất mang lại Quy hoạch sử dụng đất phải làm cho tổng giá trị

đất đai trong vùng được tăng cao

Về xã hội, quy hoạch sử dụng đất đảm bảo cân bằng nhu cầu đất đai cho các nhóm lợi ích, cân bằng giữa nhu cầu sản xuất với đời sống vật chất và tinh thần của

các cộng đồng dân cư, thoả mãn nhu cầu đa dạng đối với đất đai của toàn xã hội

Về pháp lý, quá trình lập và thực hiện quy hoạch sử dụng đất cũng là quá trình hoàn thiện bộ máy quản lý nhà nước và thực hiện dân chủ hóa trong quản lý sử dụng

tài nguyên thiên nhiên và tài sản xã hội “Dự thảo quy hoạch sử dụng đất chi tiết phải

được giới thiệu đến từng tổ dân phố, thôn, xóm, buôn, ấp, làng, bản, phum, sóc và các

điểm dân cư khác, đồng thời phải được niêm yết công khai tại trụ sở UBND xã,

phường, thị trấn nơi có đất Các quy định pháp luật về lập, xét duyệt và tổ chức thực

hiện quy hoạch sử dụng đất trở thành công cụ quản lý nhà nước đảm bảo cho sự phát

triển đồng bộ, ổn định và an toàn được thể hiện ngay trong nội dung của các đề án quy

hoạch sử dụng đất

Trong thời kỳ công nghiệp hóa và tái cơ cấu nền kinh tế, việc sử dụng đất phải trải qua những điều chỉnh lớn giữa thành thị và nông thôn, giữa công nghiệp và nông

nghiệp, giữa đất dùng cho sản xuất (tư liệu sản xuất) với các loại đất chuyên dùng (cơ

sở hạ tầng kinh tế - kỹ thuật - xã hội), thì quy hoạch sử dụng đất là công cụ và giải

pháp quan trọng thể hiện ý chí của phát triển và trở thành cơ sở quyết định cho quy

hoạch kế hoạch phát triển các chuyên ngành

Do yêu cầu của hội nhập và hợp tác quốc tế, quy hoạch sử dụng đất của Việt Nam còn cần nghiên cứu những kinh nghiệm quốc tế trong lĩnh vực này để hoàn thiện

quy trình và chính sách, tăng khả năng thu hút đầu tư và thích nghi với những định

hướng mới của cộng đồng quốc tế

1.1.1.2 Vai trò của quy hoạch sử dụng đất

Quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất là công cụ quản lý nhà nước về đất đai góp phần tích cực vào việc phân bổ và sử dụng ngày càng hợp lý, tiết kiệm, có hiệu quả và

bền vững tài nguyên đất đai Quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất là căn cứ để giao đất,

cho thuê đất, cho phép chuyển mục đích sử dụng đất, thu hồi đất Quy hoạch, kế hoạch

sử dụng đất tạo ra cơ cấu sử dụng đất phù hợp với quá trình chuyển đổi cơ cấu kinh tế,

thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội góp phần bảo đảm an ninh lương thực

Quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất tạo ra quỹ đất phù hợp cho phát triển công nghiệp, dịch vụ, xây dựng kết cấu hạ tầng, chỉnh trang và phát triển đô thị, đáp ứng

nhu cầu sử dụng đất của giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

Theo Điều 35 Luật đất đai 2013 việc lập QHSDĐ phải đảm bảo các nguyên tắc sau đây:

- Phù hợp với chiến lược, quy hoạch tổng thể, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội, quốc phòng, an ninh

- Được lập từ tổng thể đến chi tiết; quy hoạch sử dụng đất của cấp dưới phải phù hợp với quy hoạch sử dụng đất của cấp trên; kế hoạch sử dụng đất phải phù hợp

với quy hoạch sử dụng đất đã được cơ quan nhà nước có thẩm quyền phê duyệt Quy

hoạch sử dụng đất cấp quốc gia phải bảo đảm tính đặc thù, liên kết của các vùng kinh

tế - xã hội; quy hoạch sử dụng đất cấp huyện phải thể hiện nội dung sử dụng đất của

cấp xã

- Sử dụng đất tiết kiệm và có hiệu quả

- Khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường; thích ứng với biến đổi khí hậu

- Bảo vệ, tôn tạo di tích lịch sử - văn hóa, danh lam thắng cảnh

- Dân chủ và công khai

- Bảo đảm ưu tiên quỹ đất cho mục đích quốc phòng, an ninh, phục vụ lợi ích quốc gia, công cộng, an ninh lương thực và bảo vệ môi trường

- Quy hoạch, kế hoạch của ngành, lĩnh vực, địa phương có sử dụng đất phải bảo đảm phù hợp với quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất đã được cơ quan nhà nước có thẩm

quyền quyết định, phê duyệt

- Quy hoạch sử dụng đất cấp tỉnh: có vị trí trung tâm và là khung sườn trung gian giữa Trung ương và địa phương Nhiệm vụ chủ yếu của quy hoạch sử dụng đất

cấp tỉnh là thiết lập cơ cấu sử dụng các loại đất chính (đất nông nghiệp, phi nông

nghiệp, đất chưa sử dụng) một cách hợp lý, phân bổ và bố trí đất đai cho các dự án đầu

tư, phát triển các đô thị, các công trình công cộng, giao thông, thủy lợi chính, trên

địa bàn tỉnh trong thời kỳ quy hoạch

- Quy hoạch sử dụng đất cấp huyện: đóng vai trò trung gian, cầu nối giữa cấp tỉnh và xã Nhiệm vụ chủ yếu của quy hoạch sử dụng đất cấp huyện là thiết lập một

cách hợp lý cơ cấu sử dụng các loại đất (đất nông nghiệp, phi nông nghiệp, đất chưa sử

dụng) và các loại hình chi tiết của từng loại đất trên phạm vi toàn huyện nhằm đáp ứng

nhu cầu đất đai cho các mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội trong thời kỳ quy hoạch

- Quy hoạch sử dụng đất cấp xã: thể hiện phương án quy hoạch sử dụng đất chi tiết (gắn với thửa đất) trong thời kỳ quy hoạch Nhiệm vụ chủ yếu của quy hoạch sử

dụng đất cấp xã là xây dựng cơ cấu sử dụng đất hợp lý, phân bổ các loại đất cho các

mục đích sử dụng phù hợp với yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội của địa phương trong

giai đoạn quy hoạch, đồng thời đảm bảo tính bền vững về môi trường sinh thái

1.1.1.3 Quy định về công bố công khai quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất

Việc công bố công khai quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất được Luật đất đai

2013 quy định như sau:

Tại Điều 36 Luật Đất đai 2013 quy định, Hệ thống quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất gồm: cấp quốc gia, cấp tỉnh, cấp huyện, đất quốc phòng, đất an ninh (không có quy

hoạch, kế hoạch sử dụng đất cấp xã)

Tại Điều 40 quy định, nội dung quy hoạch sử dụng đất cấp huyện, kế hoạch sử dụng đất hàng năm của cấp huyện phải xác định diện tích các loại đất theo nhu cầu sử

dụng đất cấp huyện và cấp xã

Tại Điều 48 quy định:

- Quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất cấp quốc gia, cấp tỉnh, cấp huyện sau khi được cơ quan nhà nước có thẩm quyền quyết định, phê duyệt phải được công bố công

khai (Khoản 1)

- Ủy ban nhân dân cấp huyện có trách nhiệm công bố công khai quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất cấp huyện tại trụ sở cơ quan, trên cổng thông tin điện tử của Ủy ban

nhân dân cấp huyện và công bố công khai nội dung quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất

cấp huyện có liên quan đến xã, phường, thị trấn tại trụ sở Ủy ban nhân dân cấp xã

(điểm c khoản 2)

- Thời điểm, thời hạn công bố công khai quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất theo quy định sau đây (Khoản 3): (a) Việc công bố công khai được thực hiện trong thời hạn

30 ngày kể từ ngày được cơ quan nhà nước có thẩm quyền quyết định, phê duyệt; (b)

Việc công khai được thực hiện trong suốt kỳ quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất

Như vậy, theo quy định của Luật Đất đai thì người công dân có quyền được biết

về quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất của cấp huyện có liên quan đến đến xã, phường,

thị trấn tại trụ sở Ủy ban nhân dân cấp xã (nơi mà người công dân đang sinh sống)

Tại điểm c Khoản 2 Điều 48 quy định: Ủy ban nhân dân cấp huyện có trách nhiệm công bố công khai quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất cấp huyện tại trụ sở cơ

quan, trên cổng thông tin điện tử của Ủy ban nhân dân cấp huyện và công bố công

khai nội dung quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất cấp huyện có liên quan đến xã,

phường, thị trấn tại trụ sở Ủy ban nhân dân cấp xã

1.1.2 Tổng quan về giá đất

Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, 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 hạ tầng kinh tế, văn hóa – xã hội, an ninh quốc phòng Trải qua

nhiều thế hệ nhân dân ta đã tốn bao công sức mới tạo lập và bảo vệ được vốn đất

đai như ngày hôm nay

Đất đai được coi là một tài sản đặc biệt do bản thân nó không phải do lao động làm ra mà lao động tác động vào đất để biến đất từ trạng thái hoang hóa trở thành đất

sử dụng vào các mục đích khác nhau Đất đai có giới hạn về vị trí, giới hạn về không

gian và vô hạn về thời gian sử dụng Bên cạnh đó đất đai còn có khả năng sinh lợi vì

trong quá trình sử dụng biết sử dụng hợp lý thì giá trị của đất không những mất đi mà

còn có xu hướng tăng lên Tính tài sản đặc biệt và tính hàng hóa đặc biệt là một trong

những nguyên nhân đòi hỏi phải định giá đất Tính tài sản đặc biệt có tính chất đỏi hỏi

phải định giá là đất đai tham gia nhiều vào quá trình sản xuất nhưng khôg chuyển dần

giá trị của nó vào giá thành của sản phẩm, không hao mòn, càng tham gia nhiều vào

quá trình sản xuất thì giá đất càng tăng lên Đất đai là sản phẩm phi lao động, bản thân

nó không có giá trị Để phản ánh tác dụng của đất đai trong hoạt động kinh tế cũng

như thu lợi trong quá trình mua bán đất đai phải thông qua giá trị của nó, hay còn gọi

là giá đất

1.1.2.1 Khái niệm về định giá đất

Giá đất là giá trị của quyền sử dụng đất tính trên một đơn vị diện tích đất (Luật đất đai 2013) Hầu hết những nước có nền kinh tế thị trường, giá đất được hiểu là biểu

hiện về mặt giá trị của quyền sở hữu đất đai Vậy xét về phương diện tổng quát, giá đất

là giá bán quyền sở hữu đất, chính là mệnh giá của chính mảnh đất đó trong không

gian và thời gian xác định

Ở Việt Nam, đất đai thuộc sở hữu toàn dân, giá cả đất đai là dựa trên chuyển nhượng quyền sử dụng đất, là tổng hoà giá trị hiện hành của địa tô nhiều năm được chi

trả một lần, là hình thức thực hiện quyền sở hữu đất đai trong kinh tế Cho nên giá cả

đất đai Việt Nam không giống các quốc gia thông thường có chế độ tư hữu đất đai, mà

giá đất là giá phải trả để có quyền sử dụng đất trong nhiều năm, mà không phải là giá

cả quyền sở hữu đất, đồng thời do thời gian sử dụng đất tương đối dài, nói chung đều

trên dưới hai mươi năm, trong thời gian sử dụng cũng có quyền chuyển nhượng,

chuyển đổi, cho thuê, thừa kế, thế chấp, góp vốn tương tự như quyền sở hữu

1.1.2.2 Phân loại giá đất

Giá đất được hình thành trong các trường hợp sau đây:

1 Do UBND tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương quy định giá Đề tài chọn giá đất do UBND tỉnh Quảng Bình quy định để làm tài liệu cho quá trình nghiên cứu

2 Do đấu giá quyền sử dụng đất hoặc đấu thầu dự án có sử dụng đất

3 Do người sủ dụng đất thoả thuận về giá đất với những người có liên quan khi thực hiện các quyền chuyển nhượng, cho thuê, cho thuê lại quyền sử dụng đất,

góp vốn bằng quyền sử dụng đất

Giá đất do UBND tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương quy định được sử dụng làm căn cứ để tính thuế sử dụng đất, thuế thu nhập từ chuyển quyền sử dụng đất, tính

tiền sử dụng đất và tiền thuê đất khi giao đất, cho thuê đất thông qua đấu giá quyền sử

dụng đất hoặc đấu thầu dự án có sử dụng đất; tính giá trị quyền sử dụng đất khi giao

đất không thu tiền sử dụng đất, lệ phí trước bạ, bồi thường khi Nhà nước thu hồi đất;

tính tiền bồi thường đối với người có hành vi vi phạm pháp luật về đất đai mà gây ra

thiệt hại cho Nhà nước

Giá đất hình thành do đấu giá quyền sử dụng đất hoặc đấu thầu dự án có sử dụng đất thường phản ánh chính xác giá trị thực của đất đai, khắc phục việc đầu cơ

đất đai để kiếm lời và các tiêu cực trong hoạt động giao đất, cho thuê đất

Giá đất do người sử dụng đất thoả thuận với những người có liên quan khi thực hiện các quyền chuyển nhượng, cho thuê, cho thuê lại quyền sử dụng đất, góp vốn

bằng quyền sử dụng đất… nó biểu hiện bằng tiền do người chuyển nhượng và người

nhận chuyển nhượng tự thoả thuận với nhau tại một thời điểm gọi là giá đất thị truờng

Giá bán quyền sử dụng của một mảnh đất nào đó phù hợp với khả năng của người bán

quyền sử dụng đất trong một thị trường có tác động quy luật giá trị (trao đổi ngang

giá), quy luật cung cầu, quy luật cạnh tranh… Giá đất này phản ánh đúng bản chất

giao dịch dân sự về đất đai là tôn trọng sự tự do thoả thuận ý chí giữa các bên, tính

đúng giá trị thực của đất đai khắc phục sự áp đặt về giá đất của Nhà nước và phù hợp

với việc sử dụng đất đai trong điều kiện kinh tế thị trường

1.1.2.3 Đặc điểm của giá đất

- Không giống nhau về phương thức biểu thị Giá đất đai phản ánh tác dụng của đất đai trong hoạt động kinh tế, quyền lợi đất đai đến đâu thì có khả năng thu lợi đến đó và cũng có giá tương ứng như giá của quyền

sở hữu, giá quyền sử dụng, giá cho thuê, giá thế chấp Như vậy giá đất được biểu thị

ở nhiều phương thức khác nhau, ngoài biểu thị bằng giá quyền sở hữu, giá quyền sử

dụng còn có thể biểu thị bằng thuế Có nghĩa là đất đai tồn tại thị trường cho thuê Mối

quan hệ giá đất đai với tiền thuê cũng giống như mối quan hệ lợi tức và tư bản, chỉ cần

xác định xuất lợi tức hoàn vốn là có thể sinh ra giá đất

- Không giống nhau về thời gian hình thành

Do đất đai có tính khác biệt cá thể lớn, lại thiếu một thị trường hoàn chỉnh, giá

cả được hình thành dưới sự ảnh hưởng lâu dài từ quá khứ đến tương lai, thời gian hình

thành giá cả dài, khó so sánh với nhau Khi định giá cần căn cứ đực điểm bản thân loại

đất và tình trạng thị trường, tiến hành phân tích cụ thể để đưa ra giá đất phù hợp với

từng thời điểm nhất đinh

Ví dụ: Nếu cuối năm 2016 đất nền khu đô thị mới Khu 533 phường Đức Ninh Đông, thành phố Đồng Hới được bán với giá 15 - 20 triệu đ/m2 thì nay tăng lên 25 -

30 triệu đ/m2

- Giá đất đai không phải là biểu hiện tiền lệ của giá trị đất đai, giá cả cao hay thấp không phải do giá thành sản xuất quyết định

Đất đai không phải là sản phẩm lao động của con người nên không có giá thành sản xuất Thực tế trong trường hợp con người khai giá đất đai chi phí trực tiếp đầu tư

vào đất Tuy nhiên các khoản chi phí khác khó phân bổ để hoạch toán vào giá đất

VD: Đối với đất đai ở đô thị các khoản chi phí trực tiếp như xây dựng hệ thống đường

giao thông, điện, cấp thoát nước có thể tính được và phân bổ như một phần của giá đất

Nhưng các chi phí khác như xây dựng hệ thống cơ sở hạ tầng xã hội (trường học, bệnh

viện, chợ ) góp phần làm khu dân cư đó thuận lợi trong cuộc sống, phần nào đẩy giá

đất của khu vực đó lên nhưng khó tính toán để đưa vào giá đất đó được

- Giá đất chủ yếu là do nhu cầu về đất đai và có xu thế tăng cao rõ ràng, tốc độ tăng giá đất tăng cao hơn so với tốc độ tăng giá của hàng hóa thông thường Có 2

nguyên nhân:

+ Đầu tiên là do sự khan hiếm của đất đai nên tính co dãn trong cung nhỏ + Sự đồng thời phát triển của kinh tế - xã hội và nhân khẩu tăng lên không ngừng nên nhu cầu về đất liên tục tăng theo, cấu tạo hũu cơ của tư bản toàn xã hội

được nâng cao khiến tỷ xuất bình quân xã hội giảm dẫn đến xu thế giảm lợi nhuận từ

đó làm giá đất có trạng thái tăng lên Trong thị trường thông thường, giá đất chịu ảnh

hưởng của cả cung, cầu Nhưng nói trung cung của đất là do tự nhiên cung cấp, đất đai

mà con người có thể sử dụng được là rất hạn chế, làm cho tính co dãn trong cung kinh

tế là rất nhỏ, nhưng do nhu cầu đối với đất lại thay đổi theo sự phát triển của nền kinh

tế nên tính co dãn lại rất lớn, đó là mặt chủ yếu ảnh hưởng đến giá đất

- Giá đất có tính khu vực và tính cá biệt rõ rệt

Do đất có tính cố định về vị trí nên giữa các thị trường có tình khu vực Giá cả của đất rất khó hình thành thống nhất, mà có tính đặc trưng khu vực rõ ràng Trong

cùng một thành phố, vị trí của thửa đất khác nhau thì giá đất cũng khác nhau, giá đất

có tính cá biệt rất rõ ràng Ngoài ra thì giá đất còn phụ thuộc vào sự phát triển kinh tế,

sự gia tăng dân số của từng vùng Vì vậy thửa đất khác nhau có giá cả khác nhau

1.1.3 Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý

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

Thông tin địa lý được thể hiện chủ yếu dưới dạng bản đồ đã ra đời từ xa xưa

Các bản đồ trước tiên được phác thảo để mô tả vị trí, cảnh quan, địa hình… Bản đồ

chủ yếu gồm những điểm và đường Tuy nhiên bản đồ dạng này thích hợp cho quân

đội và các cuộc thám hiểm hơn là được sử dụng như một công cụ khai thác tiềm năng

của địa lý

Bản đồ vẫn tiếp tục được in trên giấy ngay cả khi máy tính đã ra đời một thời gian dài trước đó Bản đồ in trên giấy bộc lộ những hạn chế như: Thời gian xây dựng,

đo đạc, tạo lập rất lâu và tốn kém Lượng thông tin mang trên bản đồ giấy là hạn chế vì

nếu mang hết các thông tin lên bản đồ sẽ gây khó đọc Bên cạnh đó bản đồ giấy không

thể cập nhật theo thời gian được…Ý tưởng mô hình hóa không gian lưu trữ vào máy

tính, tạo nên bản đồ máy tính Đó là bản đồ đơn giản có thể mã hóa, lưu trữ trong máy

tính, sữa chữa khi cần thiết, có thể hiển thị trên màn hình và in ra giấy

Tuy nhiên các nhà nghiên cứu nhận thấy nhiều vấn đề địa lý cần phải thu thập một lượng lớn thông tin không phải là bản đồ Lúc này khái niệm Hệ thống thông tin

địa lý ra đời thay thế cho thuật ngữ bản đồ máy tính

GIS được hình thành từ các ngành khoa học: địa lý, bản đồ, tin học và toán học

Chỉ đến những năm 80 thì GIS mới có thể phát huy hết khả năng của mình do sự phát

triển mạnh mẽ của công nghệ phần cứng Bắt đầu từ thập niên 80, GIS đã trở nên phổ

biến trong các lãnh vực thương mại, khoa học và quản lý

Tóm lại, hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống phần mềm máy tính được

sử dụng trong việc vẽ bản đồ, phân tích các vật thể, hiện tượng tồn tại trên trái đất

Công nghệ GIS tổng hợp các chức năng chung về quản lý dữ liệu như hỏi đáp và

phân tích thống kê với sự thể hiện trực quan và phân tích các vật thể hiện tượng

không gian trong bản đồ Sự khác biệt giữa GIS và các hệ thống thông tin thông

thường là tính ứng dụng của nó rất rộng trong việc giải thích hiện tượng, dự báo và

qui hoạch chiến lược

1.1.3.2 Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý

Hệ thống thông tin địa lý được kết hợp bởi năm thành phần chính: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người và chính sách được mô tả trong hình dưới đây:

Tất cả được tổ chức, kết hợp, điều hành, tự động hóa, cung cấp thông tin qua việc diễn tả địa lý

Hình 1.1 Mô hình các thành phần GIS

Phần cứng là hệ thống máy tính trên đó một hệ GIS hoạt động Bao gồm thiết bị nhập số liệu (bàn phím, bàn số hóa…), thiết bị lưu trữ dữ liệu (đĩa cứng, đĩa mềm, đĩa

CD, USB…), thiết bị xử lí số liệu, thiết bị sản xuất sản phẩm

Con người là yếu tố quan trọng, bao gồm:

- Các kỹ thuật viên: am hiểu về máy tính và các phần mềm GIS có nhiệm vụ

sử dụng thiết bị, nhập và xử lý dữ liệu

- Các nhà phân tích và điều hành hệ thống: đảm bảo sự hoạt động suôn sẽ của

hệ thống GIS

- Các nhà lãnh đạo: sử dụng hệ thống làm công cụ trợ giúp để họach định các

chủ trương, kế họach trong quản lý và phát triển

Là các phần mềm có khả năng nhập, lưu trữ, xử lý, phân tích, tính toán, hiển thị các dữ liệu theo yêu cầu của người sử dụng

Phần mềm dùng cho lưu trữ, xử lý số liệu thông tin địa lý: ACR/INFO, SPAN,ERDAS-Imagine, ILWIS, MGE/MICROSTATION, IDRISIW, IDRISI,

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 2 dạng dữ liệu

được sử dụng trong kỹ thuật GIS là:

GIS

Hard - ware

Data

Appr oach

Peop le Soft- ware

Dữ liệu không gian hay dữ liệu đồ họa: Là những hình ảnh, đường nét, điểm của bản đồ được số hóa thành dạng vector để quản lý trong máy tính

Dữ liệu phi không gian hay dữ liệu thuộc tính: Là những số liệu, bảng biểu mô

tả tính chất, đặc trưng của dữ liệu không gian Nó được biểu thị dưới dạng những con

số hoặc chữ viết mô tả số lượng, tính chất, thông số liên quan đến bản đồ

Chính sách là hợp phần rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS Hệ

thống GIS cần được điều hành bởi một bộ phận quản lý, bộ phận này phải được 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 khung 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 Các

chính sách về GIS hỗ trợ đắc lực đến việc phát triển hệ thống GIS nhằm đạt được

những mục tiêu phát triển 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

1.1.3.3 Chức năng của GIS

– Thu thập dữ liệu: là công việc khó khăn và nặng nề nhất trong quá trình xây

dựng một ứng dụng GIS Các dữ liệu được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau như dữ

liệu đo đạc từ thực địa, dữ liệu từ các loại bản đồ, dữ liệu thống kê…

– Thao tác dữ liệu: vì các dữ liệu được thu thập từ nhiều nguồn có định dạng

khác nhau và có những trường hợp các dạng dữ liệu đòi hỏi được chuyển dạng và thao

tác theo một số cách để tương thích với hệ thống Ví dụ: các thông tin địa lý có giá trị

biểu diễn khác nhau tại các tỷ lệ khác nhau (lớp dân cư trên bản đồ địa chính được thể

hiện chi tiết hơn trong bản đồ địa hình) Trước khi các thông tin này được tích hợp với

nhau thì chúng phải được chuyển về cùng một tỷ lệ (cùng mức độ chi tiết hoặc mức độ

chính xác) Đây có thể chỉ là sự chuyển dạng tạm thời cho mục đích hiển thị hoặc cố

định cho yêu cầu phân tích

– Quản lý dữ liệu: là một chức năng quan trọng của tất cả các hệ thông tin địa

lý Hệ thống thông tin địa lý phải có khả năng điều khiển các dạng khác nhau của dữ

liệu đồng thời quản lý hiệu quả một khối lượng lớn dữ liệu với một trật tự rõ ràng Một

yếu tố quan trọng của GIS là khả năng liên kết hệ thống giữa việc tự động hóa bản đồ

và quản lý cơ sở dữ liệu (sự liên kết giữa dữ liệu không gian và thuộc tính của đối

tượng) Các dữ liệu thông tin mô tả cho một đối tượng bất kỳ có thể liên hệ một cách

hệ thống với vị trí không gian của chúng Sự liên kết đó là một ưu thế nổi bật của việc

vận hành GIS

– Hỏi đáp và phân tích dữ liệu: Khi đã xây dựng được một hệ thống cơ sở dữ

liệu GIS thì người dùng có thể hỏi các câu hỏi đơn giản như:

+ Thông tin về thửa đất: Ai là chủ sở hữu của mảnh đất?, Thửa đất rộng bao nhiêu + Tìm đường đi ngắn nhất giữa hai vị trí A và B?

+ Thống kê số lượng cây trồng trên tuyến phố?

+ Hay xác định được mật độ diện tích trồng cây xanh trong khu vực đô thị?…

GIS cung cấp khả năng hỏi đáp, tìm kiếm, truy vấn đơn giản “chỉ nhấn và nhấn” và các công cụ phân tích dữ liệu không gian mạnh mẽ để cung cấp thông tin

một cách nhanh chóng, kịp thời, chính xác, hỗ trợ ra quyết định cho những nhà

quản lý và quy hoạch

– Hiển thị dữ liệu: GIS cho phép hiển thị dữ liệu tốt nhất dưới dạng bản đồ

hoặc biểu đồ Ngoài ra còn có thể xuất dữ liệu thuộc tính ra các bảng excel, tạo các bản

báo cáo thống kê, hay tạo mô hình 3D, và nhiều dữ liệu khác

1.1.3.4 Dạng dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý

Dữ liệu của WEBGIS cũng giống như hệ thống thông tin địa lý, có thể chia ra làm 2 loại dữ liệu cơ bản: Dữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian Mỗi loại có

những đặc điểm riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý

và hiển thị

1.1.3.4.1 Dạng dữ liệu không gian

* Dữ liệu vector Đối tượng điểm

Điểm được xác định bởi cặp giá trị điểm Các đối tượng đơn, thông tin về địa lý chỉ gồm cơ sở vị trí sẽ được phản ánh là đối tượng điểm Các đối tượng kiểu điểm có

đặc điểm:

- Là toạ độ đơn (x,y),

- Không cần thể hiện chiều dài và diện tích

Tỷ lệ trên bản đồ tỷ lệ lớn, đối tượng thể hiện dưới dạng vùng Tuy nhiên trên bản đồ tỷ lệ nhỏ, đối tượng này có thể thể hiện dưới dạng một điểm Vì vậy, các đối

tượng điểm và vùng có thể được dùng phản ánh lẫn nhau

Đối tượng đường

Đường được xác định như một tập hợp dãy của các điểm Mô tả các đối tượng địa lý dạng tuyến, có các đặc điểm sau:

- Là một dãy các cặp toạ độ;

- Bắt đầu và kết thúc bởi node;

- Nối với nhau và cắt nhau tại điểm;

- Hình dạng được định nghĩa bởi các điểm;

- Polygons được mô tả bằng tập các đường và điểm nhãn

- Một hoặc nhiều cung định nghĩa đường bao của vùng

- Một điểm nhãn nằm trong vùng để mô tả, xác định cho mỗi một vùng

Hình 1.2 Một số khái niệm trong cấu trúc cơ sở dữ liệu bản đồ

Khái niệm dữ liệu Vector

Các đối tượng không gian khi biểu diễn ở cấu trúc dữ liệu vector được tổ chức dưới dạng điểm, đường và vùng, và được biểu diễn trên một hệ thống tọa độ nào đó

Đối với các đối tượng biểu diễn trên mặt phẳng, mỗi đối tượng điểm được biểu diễn

bởi một cặp tọa độ (x, y); đối tượng đường được xác định bởi một chuỗi liên tiếp các

điểm, đoạn thẳng được nối giữa các điểm hay còn gọi là cạnh, điểm bắt đầu và điểm

kết thúc của một đường gọi là các nút; đối tượng vùng được xác định bởi các đường

khép kín

Hình 1.3 Minh họa đối tượng đường gồm có các nút, điểm, cạnh

Các loại cấu trúc trong dữ liệu vector

Cấu trúc dữ liệu vector bao gồm hai loại là cấu trúc Spaghetti và cấu trúc Topology

Cấu trúc Spaghetti

Trong cấu trúc dữ liệu Spaghetti, đơn vị cơ sở là các cặp tọa độ trên một không gian địa lý xác định Do đó, mỗi đối tượng điểm được xác định bằng một cặp tọa độ

(x, y); mỗi đối tượng đường được biểu diễn bằng một chuỗi những cặp tọa độ (xi, yi);

mỗi đối tượng vùng được biểu diễn bằng một chuỗi những cặp toạ độ (xj, yj) với điểm

đầu và điểm cuối trùng nhau

Ví dụ:

Hình 1.4 Minh họa dữ liệu Spaghetti

Bảng 1.1 Bảng mô tả đặc trưng của cấu trúc Spaghetti

Điểm A (xA, yA) Điểm B (xB, yB) CungAB (xA, yA), (xB, yB) Vùng a (xA, yA), (xa1, ya1), …, (xa5, ya5) , (xB, yB), (xA, yA) Vùng b (xA, yA), (xb1, yb1), (xb2, yb2), (xb3, yb3) , (xB, yB), (xA, yA) Đặc điểm: Cấu trúc Spaghetti không ghi nhận đặc trưng kề nhau của hai vùng

kề nhau, nghĩa là tại hai vùng kề nhau sẽ có hai cạnh chung kề nhau, cạnh chung của

hai vùng kề nhau là hai cạnh độc lập nhau Ở Ví dụ trên vùng a và vùng b có chung

cạnh AB

Cấu trúc Topology

Cấu trúc Topology còn được gọi là cấu trúc cung – nút (arc - node) Cấu trúc này được xây dựng trên mô hình cung – nút, trong đó cung là phần tử cơ sở Việc xác

định các phần tử không gian dựa trên các định nghĩa sau:

- Mỗi cung được xác định bởi hai nút, các phần tử ở giữa hai nút là các điểm điều khiển, các điểm này xác định hình dạng của cung

- Các cung giao nhau tại các nút, kết thúc một cung là nút

- Vùng là tập hợp các cung khép kín, trong trường hợp vùng trong vùng thì phải có sự phân biệt giữa cung bên trong và cung bên ngoài

Ưu nhược điểm của cấu trúc Vector

Ưu điểm

- Việc lưu trữ được đòi hỏi ít hơn hệ thống cơ sở dữ liệu raster

- Bản đồ gốc có thể được hiện diện ở sự phân giải gốc của nó

- Đặc tính phương pháp như là các kiểu từng, đường sá, sông suối, đất đai có thể được khôi phục lại và tiến triển một cách đặc biệt

- Điều này dễ hơn để kết hợp trạng thái khác nhau của phương pháp mô tả dữ liệu với một đặc tính phương pháp đơn

- Hệ số hoá các bản đồ không cần được khôi phục lại từ hình thức raster

Nhược điểm

- Vị trí của điểm đỉnh cần được lưu trữ một cách rõ ràng

- Mối quan hệ của những điểm này phải được định dạng trong một cấu trúc thuộc về địa hình học, mà nó có lẽ khó để hiểu và điều khiển

- Thuật toán cho việc hoàn thành chức năng thì hoàn toàn tương đương trong

hệ thống cơ sở dữ liệu raster là quá phức tạp và việc hoàn thành có lẽ là không xác

thực Sự thay đổi một cách liên tiếp dữ liệu thuộc về không gian không thể được hiện

diện như raster Một sự khôi phục để raster được yêu cầu tiến hành dữ liệu kiểu này

* Dữ liệu raster Khái niệm: Mô hình raster biểu diễn không gian như là một ma trận số nguyên,

mỗi giá trị số nguyên đại diện cho một thuộc tính, vị trí của số nguyên chính là vị trí

của đối tượng Ví dụ:

Hình 1.5 Mô hình dữ liệu raster và vector

Hình 1.6 Mô hình dữ liệu raster và vector

Liên hệ với thế giới thực: mỗi pixel sẽ tương ứng với một ô nào đó trong thế giới thực

Trong cấu trúc raster:

- Đường được biểu diễn bằng những pixel có cùng giá trị f(x,y) liên tiếp nhau

- Vùng được xác định thành một mạng gồm nhiều pixel có cùng giá trị thuộc tính f(x,y)

Hình 1.7 Cấu trúc dữ liệu raster

Đặc điểm

Mô hình dữ liệu dạng raster phản ánh toàn bộ vùng nghiên cứu dưới dạng một lưới các ô vuông hay điểm ảnh (pixcel) Mô hình raster có các đặc điểm:

- Các điểm được xếp liên tiếp từ trái qua phải và từ trên xuống dưới

- Mỗi một điểm ảnh (pixcel) chứa một giá trị

- Một tập các ma trận điểm và các giá trị tương ứng tạo thành một lớp (layer)

- Trong cơ sở dữ liệu có thể có nhiều lớp

Mô hình dữ liệu raster là mô hình dữ liệu GIS được dùng tương đối phổ biến trong các bài toán về môi trường, quản lý tài nguyên thiên nhiên

Mô hình dữ liệu raster chủ yếu dùng để phản ánh các đối tượng dạng vùng là ứng dụng cho các bài toán tiến hành trên các loại đối tượng dạng vùng: phân loại;

chồng xếp

Các nguồn dữ liệu xây dựng nên dữ liệu raster có thể bao gồm:

- Quét ảnh;

- Ảnh máy bay, ảnh viễn thám;

- Chuyển từ dữ liệu vector sang;

- Lưu trữ dữ liệu dạng raster;

- Nén theo hàng (Run lengh coding);

- Nén theo chia nhỏ thành từng phần (Quadtree);

- Nén theo ngữ cảnh (Fractal)

Trong một hệ thống dữ liệu cơ bản raster được lưu trữ trong các ô (thường hình vuông) được sắp xếp trong một mảng hoặc các dãy hàng và cột Nếu có thể, các hàng

và cột nên được căn cứ vào hệ thống lưới bản đổ thích hợp

Việc sử dụng cấu trúc dữ liệu raster tất nhiên đưa đến một số chi tiết bị mất

Với lý do này, hệ thống raster-based không được sử dụng trong các trường hợp nơi có

các chi tiết có chất lượng cao được đòi hỏi

Hình 1.8 Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster

Các loại cấu trúc Raster

Có hai cấu trúc lưu trữ raster cơ bản:

- Cấu trúc lưu mã chi tiết (exhaustive enumeration)

- Cấu trúc lưu mã chạy dài (run-length encoding)

Đối với cấu trúc lưu mã chi tiết, mỗi một điểm lưới được gắn với giá trị duy nhất, vì vậy dữ liệu không được nén gọn

Hình 1.9 Minh họa cấu trúc mã chi tiết

Cấu trúc lưu mã chạy dài có ý nghĩa như là một kỹ thuật nén dữ liệu nếu raster chứa các nhóm điểm lưới có cùng một giá trị Khi đó thay vì phải lưu trữ riêng cho

từng điểm lưới, cấu trúc này lưu trữ theo từng thành phần có một giá trị duy nhất và số

lượng điểm lưới chứa đựng giá trị đó

Hình 1.10 Minh họa cấu trúc mã run length

Ưu nhược điểm của cấu trúc raster

Ưu điểm

- Vị trí địa lý của mỗi ô được xác định bởi vị trí của nó trong ô biểu tượng, hình ảnh có thể được lưu trữ trong một mảng tương xứng trong máy vi tính cung cấp

đủ dữ liệu bất kỳ lúc nào Vì vậy mỗi ô có thể nhanh chóng và dễ dàng được định địa

chỉ trong máy theo vị trí địa lý của nó

- Những vị trí kế cận được hiện diện bởi các ô kế cận, vì vậy mối liên hệ giữa các ô có thể được phân tích một cách thuận tiện

- Quá trình tính toán đơn giản hơn và dễ dàng hơn cơ sở hệ thống dữ liệu vector

- Đơn vị bản đồ ranh giới thửa được trình bày một cách tự nhiên bởi giá trị ô khác nhau, khi giá trị thay đổi, việc chỉ định ranh giới thay đổi

Nhược điểm

- Khả năng lưu trữ đòi hỏi lớn hơn nhiều so với hệ thống cơ sở dữ liệu vector

- Kích thước ô định rõ sự quyết định ở phương pháp đại diện ở phương pháp đại diện Điều này đặc biệt khó dễ cân xứng với sự hiện diện đặc tính thuộc về

đường thẳng

Thường hầu như hình ảnh gần thì nối tiếp nhau, điều này có nghĩa là nó phải tiến hành một bản đồ hoàn chỉnh chính xác để thay đổi một ô đơn Quá trình tiến hành

của dữ liệu về kết hợp thì choáng nhiều chỗ hơn với 1 hệ thống cơ sở vector

Dữ liệu được đưa vào hầu như được số hoá trong hình thức vector, vì thế nó phải chính xác một vector đến sự thay đổi hoạt động raster để đổi dữ liệu hệ số hoá

vào trong hình thức lưu trữ thích hợp

Điều này thì khó hơn việc xây dựng vào trong bản đồ từ dữ liệu raster

1.1.3.4.2 Dữ liệu phi không gian

Số liệu phi không gian hay còn gọi là thuộc tính là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định Một trong các chức năng

đặc biệt của công nghệ GIS là khả năng của nó trong việc liên kết và xử lý đồng thời

giữa dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính Thông thường hệ thống thông tin địa lý có 4

loại số liệu thuộc tính:

- Đặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian có thể thực hiện SQL và phân tích

- Số liệu hiện tượng, tham khảo địa lý: miêu tả những thông tin, các hoạt động thuộc vị trí xác định

- Chỉ số địa lý: tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vị,… liên quan đến các đối tượng địa lý

- Quan hệ giữa các đối tượng trong không gian, có thể đơn giản hoặc phức tạp (sự liên kết, khoảng tương thích, mối quan hệ đồ hình giữa các đối tượng)

1.1.3.5 Ứng dụng của hệ thông tin địa lý

Ở mức đơn giản nhất là có thể dùng hệ thông tin địa lý GIS để đánh giá môi trường dựa vào vị trí và thuộc tính Ứng dụng cao cấp hơn là chúng ta có thể sử dụng

GIS để mô hình hóa các tiến trình xói mòn đất cũng như sự ô nhiễm môi trường dựa

vào khả năng phân tích của GIS Hệ thông tin địa lý GIS có thể nhanh chóng đáp ứng

phục vụ cho các công tác dự báo thiên tai lũ lụt cũng như các công tác dự báo vị trí của

bão và các dòng chảy…

GIS có thể phục vụ cho các công tác quản lý sử dụng đất, nghiên cứu về đất trồng, có thể kiểm tra được nguồn nước

GIS được ứng dụng trong việc xác định các chi nhánh mới của ngân hàng

GIS có thể dẫn đường nó có thể đưa ra được lộ trình giữa xe cấp cứu và bện nhân cần cấp cứu qua đó giúp xe cấp cứu có thể nhanh nhất đến với vị trí của bệnh

nhân làm tăng cơ hội sống sót của người bện, ngoài ra nó còn được dùng trong

nghiên cứu các dịch bệnh nó có thể phân tích nguyên nhân bùng phát và lan truyền

của bệnh dịch

Hệ thông tin địa lý GIS có thể được ứng dụng trong định vị trong vận tải hàng hóa, cũng như việc xác định lộ trình đường đi ngắn nhất, cũng như việc quy hoạch

giao thông

1.1.3.6 Giới thiệu một số phần mềm GIS mã nguồn mở

Một số phần mềm OpenGIS chọn PostgreSQL/ PostGIS làm hệ quản trị cơ sở

dữ liệu không gian phổ biến gồm:

- GRASS: phần mềm GIS mã nguồn mở được biết đến sớm nhất, từ những

năm 1980 Với thiên hướng là phần mềm GIS chuyên xử lý dữ liệu raster, GRASS có

chức năng biên tập dữ liệu vector rất hạn chế nên khó có thể sử dụng được trong hệ

thống thông tin liên quan đến CSDL bản đồ quản lý đất đai

- Quantum GIS (QGIS) được phát triển trong sự hợp tác chặt chẽ với GRASS

Các chức năng biên tập, phân tích GIS khá tốt nhưng khả năng trình bày biên tập in ấn

cũng chưa được hoàn chỉnh như phần mềm GIS thương mại Ưu điểm là có phiên bản

tiếng Việt

Quantum GIS (QGIS) là một ứng dụng GIS mã nguồn mở có giao diện rất thân thiện với người dùng, chạy trên nhiều hệ điều hành khác nhau như Linux, Unix, Mac

OSX, and Windows, hỗ trợ định dạng dữ liệu vector, raster, và định dạng CSDL

QGIS có thể mở trực tiếp và trình bày các định dạng dữ liệu GIS phổ biến ở nước ta

như *.tab của MapInfo và *.shp của Arcview Các câu lệnh dễ sử dụng (tiếng Việt) vì

có thể cài đặt tùy biến theo các ngôn ngữ khác nhau Quantum GIS là một dự án nguồn

mở còn rất mới, triển khai từ tháng 5 năm 2002, hiện nay đang sử dụng phiên bản 2.18

và chúng ta có thể tin tưởng rằng Quantum GIS sẽ còn phát triển rất mạnh trong thời

gian tới Việc sử dụng QGIS khá đơn giản, ngay cả đối với những người mới làm quen

với GIS Phần kết quả nghiên cứu sẽ trình bày rất vắn tắt cách sử dụng QGIS, cách sử

dụng trực tiếp các dữ liệu GIS có sẵn ở các định dạng khác nhau như tab của

MapInfo, shp của Arcview Tùy theo bạn khởi động có sự hỗ trợ của GRASS hay

không mà các nút lệnh sẽ khác nhau chút ít Các nút lệnh cũng được thêm bớt tùy theo

bạn có khởi động các plugin (phần mở rộng) hay không

- Hầu hết các nút lệnh trên QGIS có tính chất tự giải thích, chúng ta có thể tự tìm hiểu các nút lệnh này một cách dễ dàng Các nút lệnh này bao gồm các chức năng

thường sử dụng trong các menu chính của QGIS Chúng được tổ chức thành các thanh

công cụ (toolbar)

- uDIG được phát triển bởi Refractions Research (nhà sản xuất PostGIS đã nói

ở trên), vì thế uDIG có một lợi thế lớn là hỗ trợ rất tốt cơ sở dữ liệu

PostgreSQL/PostGIS Tuy nhiên, những phiên bản đầu tiên của uDIG các chức năng

biên tập dữ liệu vector rất hạn chế Với các phiên bản sau này, nhược điểm này dần

dần đang được khắc phục

- Gvsig được phát triển bởi hãng IVER Technologías (Tây Ban Nha)

- Các ưu điểm của gvSIG là kết nối tốt với PostgreSQL/PostGIS, chức năng

hiển thị và biên tập dữ liệu vector khá mạnh, hỗ trợ nhiều ngôn ngữ, có giao diện gần

giống với ArcView/ArcGIS là các phần mềm GIS thương mại phổ biến nhất hiện nay

Nhược điểm là bản gốc (bản chính) của gvSIG viết bằng tiếng Tây Ban Nha nên các

tài liệu trợ giúp tiếng Anh thường được công bố chậm và hiện tại chưa có phiên bản

tiếng Việt

- OpenJUMP được phát triển từ năm 2002 bởi Vivid Solutions Inc

OpenJUMP có khả năng biên tập dữ liệu vector khá mạnh, tuy nhiên nó cũng có nhược

điểm khá lớn là hỗ trợ các hệ tọa độ rất kém, và có một số lỗi khi mở các cơ sở dữ liệu

lớn từ PostgreSQL/PostGIS

- KOSMO: được phát triển tiếp từ JUMP bởi hãng SAIG (Tây Ban Nha) từ

năm 2006 KOSMO có chức năng gần tương đương với gvSIG nhưng nhược điểm lớn

của nó là các tài liệu hướng dẫn hiện chỉ có bằng tiếng Tây Ban Nha

- MapWindow: có ưu điểm là đi kèm với một thư viện ActiveX cho phép phát

triển các ứng dụng độc lập Tuy nhiên, thử nghiệm của các tác giả cho thấy khả năng

kết nối với PostgreSQL/PostGIS hiện đang còn trục trặc

- Ilwis: ban đầu là phần mềm thương mại phát triển bởi ITC (Hà Lan), gần đây

đã trở thành phần mềm mã nguồn mở Với bản chất là một phần mềm thương mại nên

Ilwis có khá nhiều chức năng mạnh, tuy nhiên có một vấn đề lớn là đến thời điểm năm

2010, khả năng kết nối với CSDL PostgreSQL/PostGIS mới chỉ được tuyên bố chứ

chưa thực thi được

1.1.4 Tổng quan về công nghệ WEBGIS

1.1.4.1 Khái niệm về WEBGIS

GIS có nhiều định nghĩa nên WEBGIS cũng có nhiều định nghĩa Nói chung, các định nghĩa của WEBGIS dựa trên những định nghĩa đa dạng của GIS và có thêm

các thành phần của WEB (WEB component) Đây là một số định nghĩa về WEBGIS:

- Theo Harder 1998: WEBGIS là hệ thống phức tạp cung cấp truy cập trên

mạng với những chức năng như: bắt giữ hình ảnh, lưu trữ, hợp nhất dữ liệu, điều khiển

bằng tay, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian

- Edward 2000: WEBGIS là hệ thống thông tin địa lý được phân bố thông qua

hệ thống mạng máy tính phục vụ cho việc thống nhất, phổ biến, giao tiếp với các thông

tin địa lý được hiển thị trên World Wide WEB

WEBGIS thích hợp với các cơ sở dữ liệu bản đồ, GIS từ rất bé cho đến rất lớn,

có khả năng tuỳ biến cao, phù hợp với nhiều loại hình tổ chức WEBGIS có tiềm năng

lớn trong việc làm cho thông tin địa lý trở nên hữu dụng và sẵn sàng tới số lượng lớn

người dùng trên toàn thế giới Thách thức lớn của WEBGIS là việc tạo ra một hệ thống

phần mềm không phụ thuộc vào nền tảng phần cứng và chạy trên chuẩn giao thức

mạng TCP/IP, có nghĩa là khả năng WEBGIS được chạy trên bất kì trình duyệt WEB

của bất kì máy tính nào nối mạng Internet Đối với vấn đề này, các phần mềm GIS hải

được thiết kế lại để trở thành ứng dụng WEBGIS theo các kỹ thuật mạng Internet

WEBGIS là xu hướng phố biến thông tin mạnh mẽ trên Internet không chỉ dưới góc độ thông tin thuộc tính thuần túy mà nó kết hợp được với thông tin không gian

hữu ích cho người sử dụng

1.1.4.2 Phân loại WEBGIS

- Phân loại theo kiến trúc

Internet theo triết lý dựa trên kiến trúc khách/chủ (Client/Server) Sự kết hợp giữa Client/Server sẽ cho ra các trang WEBGIS có các chức năng khác nhau

Thuần Server: Máy chủ (Server) sẽ đảm nhiệm tất cả các công việc bao gồm

lưu trữ và phân tích dữ liệu Tất cả các khách hàng sẽ sử dụng các dữ liệu hoặc các

chức năng hiện có trên máy chủ và không được quyền thay đổi các thông tin này

Người dùng đưa các nhu cầu về thông tin và phân tích lên Máy chủ thông qua WEB và

máy chủ sẽ xử lý thông tin rồi trả lại thông tin cho người dùng Kiến trúc này thường

áp dụng cho các trang WEBGIS thương mại hoặc cộng đồng có số lượng người dùng

lớn và không quan tâm đến khả năng sử lý GIS trên các máy của người dùng

Thuần Client: Máy khách được cung cấp các chức năng để xử lý các yêu cầu

về GIS để giảm bớt công việc cho máy chủ Các chương trình con có chức năng xử lý

GIS (GIS applet) sẽ được phân phối đến máy tính của người dùng theo 2 cách: (i) Phân

phối khi có yêu cầu và (ii) phân phối và cài đặt cố định ở máy khách

Kết hợp Server và Client: 2 kiến trúc nêu trên đều có ưu và nhược điểm Kiến

trúc thuần Server sẽ chịu ảnh hưởng lớn của chất lượng đường truyền; kiến trúc thuần

Clien lại phụ thuộc vào chất lượng của máy Client Từ đó giải pháp kết hợp Server và

Client ra đời nhằm tận dụng các ưu điểm của 2 kiến trúc nêu trên Có thể kết hợp bằng

cách dữ liệu lưu trên máy chủ, các chức năng xử lý đặt tại máy khách Cũng có thể kết

hợp bằng cách máy chủ cung cấp các chức năng, dữ liệu lưu ở máy khách Hoặc cũng

có thể kết hợp theo cách dữ liệu và chức năng vừa lưu ở máy chủ, vừa cung cấp các

chức năng xử lý đơn giản cho máy khách Phương án này có thể tối ưu hóa được khả

năng xử lý và đáp ứng các nhu cầu đặc biệt của người dùng Thông thường các công

việc đòi hỏi phải có dữ liệu lớn và tính toán phức tạp thì giao cho server xử lý; các

công việc đòi hỏi người dùng có quyền điều khiển cao thì giao cho Client Giải pháp

này đặc biệt hữu ích khi thỉnh thoảng Client mới cần liên lực với Server để lấy dữ liệu

- Phân loại theo kỹ thuật Thuần HTML: Thuật ngữ “thuần HTML” dùng để chỉ những trang WEBGIS

được tạo ra bằng cách sử dụng các khả năng của HTML (HyperText Markup

Language – ngôn ngữ siêu văn bản), không dùng các phần mở rộng từ phía máy chủ

(Server side extensions) hoặc các Scripts Các phần tử của nó chỉ sử dụng các liên kết

đơn giản (simple link) và các hình ảnh Các chức năng của nó được thực hiện thông

qua cấu trúc liên kết HTML chỉ cho phép dùng các hình ảnh dạng raster, vì vậy chỉ có

những bản đồ raster mới được phân phối trên nó Ưu điểm của kỹ thuật này là: thứ

nhất chỉ cần dùng các Server thấp để xử lý, vì Server ở đây làm việc như là một

WEBServer dùng phân phối các trang HTML và các hình ảnh Thứ hai, không cần

phần mềm GIS nào chạy trong lúc thực thi các yêu cầu của người dùng Thứ ba, phía

máy khách chỉ cần dùng trình duyệt WEB chuẩn Nhược điểm : chỉ dùng cho các

nhiệm vụ có cấu trúc đơn giản

HTML với các chương trình thực thi trên Server: Trái ngược với giải pháp

“thuần HTML”, đây là giải pháp tạo ra một trang HTML WEBGIS do một chương

trình đang chạy trên Server, chương trình này có khả năng đáp ứng đầy đủ các yêu

cầu Máy khách gửi một yêu cầu đến WEBServer, chương trình trên máy chủ sẽ nhận

được yêu cầu này và tạo ra kết quả riêng, kết quả này có thể là một bản đồ (raster)

hoặc là một trang HTML Các tham số có thể được gửi kèm đến chương trình, các

tham số này được lấy từ các thành phần của trang HTML như text boxs, combo boxs,

radio button, Khi chuyển đến máy chủ, toạ độ của điểm kích trên bản đồ cũng được

chuyển kèm theo Vì vậy các chương trình trên máy chủ sẽ xử lý các hành động tương

ứng với tọa độ điểm kích Người dùng có thể phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển hoặc thực

hiện các hành động tại các điểm kích trên bản đồ chính xác Kết nối giữa WEBServer

và các chương trình trả lời có thể thực hiện thông qua CGI (Common Gateway

Interface) hoặc bất cứ giao diện nào được cung cấp mà giao tiếp được với WEBServer

Các giải pháp dựa trên JAVA: Java là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, đa

luồng, đa mục đích và thích hợp để tạo ra các ứng dụng cho Internet và các mạng phân

tán phức hợp khác Những trình được tạo ra từ Java không quan tâm đến hệ máy mà

bạn đang dùng Mỗi kiểu máy tính và các hệ điều hành có phiên bản cụ thể gọi là máy

Java ảo (Java Virtual Machine) Java ảo giúp các trình bày chuyển đổi từ trình Java

sang dạng mà các loại máy tính và hệ điều hành cụ thể đều hiểu được Quá trình

chuyển đổi này hoàn toàn tự động và xuyên suốt đối với người dùng Như vậy các

trình ứng dụng được viết từ ngôn ngữ Java sẽ vận hành được trên bất cứ các loại máy

nào trang bị Java Virtual Machine Chương trình Java sẽ được tải về trình duyệt của

máy khách khi cần thiết Chương trình Java (applets) sẽ khởi động và có thể yêu cầu

dữ liệu cần thiết từ máy chủ Nói chung giải pháp dựa trên Java rất uyển chuyển bởi nó

tránh được những giới hạn của HTML thuần Ưu diểm của việc dùng Java là công việc

có thể thực thi trên máy khách mà không cần phải truyền về máy chủ Nhược điểm là

việc sử dụng Java để giải quyết công việc hiện nay trên mạng là rất chậm, một số ứng

dụng Java không hoạt động sau bức tường lửa

- Phân loại theo dịch vụ

Theo Claus Rinner (viện địa tin học, đại học tổng hợp Muenster, Đức) thì có 5 loại dịch vụ WEBGIS sau:

Geodata Server: Chỉ lưu trữ dữ liệu địa lý và cung cấp dữ liệu cho máy khách khi có yêu cầu thông qua Internet Máy khách download dữ liệu về và dùng các

chương trình GIS trên máy khách để xử lý dữ liệu Ưu điểm của dịch vụ này là dữ liệu

có sẵn mà không cần phải số hoá

- Map Server: Lưu trữ dữ liệu và cung cấp các bản đồ thông qua WWW, kèm theo một số chức năng như Zoom, Pan và một số tham số như hiển thị lớp, lựa chọn

màu sắc Ở đây máy chủ xử lý toàn bộ, máy khách chỉ hiển thị các bản đồ do máy chủ

cung cấp

- Online Retrieval System: Phân phối các bản đồ chuyên đề và một số hàm phân tích Khi sử dụng các hàm này, kết quả sẽ trả về cho máy khách, dữ liệu trả về ở

đây là dữ liệu đã được phân tích

- Online GIS: Lớn hơn Online Retrieval System vì nó có khả năng thực hiện các chức năng phân tích thực (real analysis functions) trên các tiến trình của dữ liệu

đưa vào

- GIS Function Server: Giống như Online GIS nhưng chỉ khác là GIS Function Server không chứa dữ liệu, nếu Online GIS chỉ trả về dữ liệu thì GIS Function Server

trả về các chương trình phân tích nhỏ để máy khách có thể xử lý GIS Function Server

cung cấp các chức năng GIS giải quyết trên dữ liệu do người dùng Upload lên hoặc

cung cấp các hàm phân tích cho máy khách download về Như vậy việc phân tích

không gian không còn giới hạn ở việc dữ liệu lưu trên máy chủ

1.1.4.3 Mô hình xử lý và kiến trúc triển khai WEBGIS

- Kiến trúc WEBGIS

Kiến trúc WEB của hệ thống thông tin dữ liệu không gian cũng phải thỏa mãn kiến trúc 3 tầng dành cho mọi hệ thông tin dạng WEB cơ bản Tùy thuộc vào từng

công nghệ riêng biệt và phát triển ứng dụng của từng hãng mà chúng có khả năng phát

triển, mở rộng thành kiến trúc đa tầng (n-tier) hay không

Cơ sở dữ liệu không gian sẽ được dùng để quản lý và truy xuất dữ liệu không gian được đặt trên Data Server Cleaning House là nơi được dùng để lưu trữ và duy trì

những siêu dữ liệu về dữ liệu không gian tại những Data Server khác nhau Dựa trên

những thành phần quản lý dữ liệu, ứng dụng server và mô hình server được dùng cho

ứng dụng hệ thống để tính toán thông tin không gian thông qua các hàm cụ thể tại

Application Server Tất cả kết quả tính toán của Application Server sẽ được gửi đến

WEB Server để thêm vào các gói HTML, gửi cho phía client và hiển thị nơi trình

yêu cầu dữ liệu đến Data Exchange center (Cleaning House)

Data exchange center nhận yêu cầu dữ liệu và tìm kiếm vị trí của những dữ liệu này sau đó gởi yêu cầu dữ liệu đến server chứa dữ liệu (Data Server ) tương ứng cần tìm

Hình 1.11 Kiến trúc WEBGIS

Data Server dữ liệu tiến hành truy vấn lấy ra dữ liệu cần thiết và trả dữ liệu này

về cho Data Exchange Server

Data Exchange Server nhận dữ liệu từ nhiều nguồn data server khác nhau nằm rải rác trên mạng Sắp xếp dữ liệu lại theo logic của yêu cầu dữ liệu, sau đó gửi trả dữ

liệu về cho Application Server

Application Aerver nhận dữ liệu trả về từ các Data Exchange Server và đưa chúng đến các hàm cần sử dụng, xử lý chúng tại đây và kết quả được trả về cho

WEB Server

WEB Server nhận về kết quả xử lý, thêm vào các ngữ cảnh WEB (HTML, PHP ) để có thể hiển thị được trên trình duyệt và cuối cùng gửi trả kết quả về cho

trình duyệt dưới dạng các trang WEB

Các kiến trúc triển khai

Client side: Client-side được dùng để hiển thị kết quả đến cho người dùng, nhận các điều khiển trực tiếp từ người dùng và tương tác với WEB server thông qua trình

duyệt WEB Các trình duyệt WEB sử dụng chủ yếu HTML để định dạng trang WEB

Thêm vào đó một vài plug-in, ActiveX và các mã Applet được nhúng vào trình duyệt

để tăng tính tương tác với người dùng

Server side: Gồm có: WEB server, Application server, Data server và Clearinghouse Server Server-side có nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu, xử lý tính toán và trả

về kết quả (dưới dạng hiển thị được) cho client-side

WEB server: WEB server được dùng để phục vụ cho các ứng dụng WEB, WEB server sử dụng nghi thức HTTP để giao tiếp với trình duyệt WEB ở phía client Tất cả

các yêu cầu từ phía client đối với ứng dụng WEB đều được WEB server nhận và thông

dịch và sau đó gọi các chức năng của ứng dụng thông qua các giao tiếp mạng như

MAPI, Winsock, namped pipe…

Application server: Đây là phần chương trình gọi các hàm xử lý GIS, gửi yêu cầu lấy dữ liệu đến Clearinghouse

Data server: Data server là phần cơ bản của hầu hết các hệ thống thông tin với nhiệm vụ quản lý và điều khiển truy cập dữ liệu Ban đầu, đa số GIS sử dụng File

System để quản lý dữ liệu không gian và DBMS (Database Management System) để

quản lý dữ liệu thuộc tính Ngày nay có nhiều sản phẩm và giải pháp phần mềm thay

thế để quản lý dữ liệu không gian và thuộc tính chung như SDE của ESRI,

SpatialWare của MapInfo… Nhìn chung các cơ sở dữ liệu sử dụng đều là các cơ sở dữ

liệu quan hệ, và trong tương lai sẽ thay thế bằng cơ sở dữ liệu hướng đối tượng

Clearinghouse: Clearinghouse được sử dụng để chứa các dữ liệu về không gian được quản lý bởi các data server Clearinghouse đóng vai trò như một cuốn catalog,

clearinghouse tìm kiếm trong catalog này các dữ liệu cần tìm

Như vậy, có 2 chiến thuật xây dựng WEBGIS tương ứng với 2 kiểu triển khai, kiểu thứ nhất tập trung công việc chủ yếu cho phía server, kiểu kia ngược lại

tập trung công việc cho phía client Sự kết hợp 2 chiến thuật này hình thành lên

kiểu thứ 3 là kết hợp

1.1.4.4 Các chuẩn trao đổi WEBGIS hiện nay

Tổ chức OGC đã đưa ra ba chuẩn dịch vụ truy cập thông tin địa lý mang tính chuẩn hóa cao là :WEB Map Service (WMS), WEB Feature Service (WFS) và WEB

Coverage Service (WCS) Ngoài ra còn có các chuẩn khác như GeoParser và

GeoCoder Trong đó, hai chuẩn WMS và WFS là hai chuẩn cơ bản được sử dụng rất

nhiều nhằm cung cấp các dịch vụ biểu diễn các thông tin địa lý ra ảnh bản đồ và truy

vấn các dữ liệu địa lý đó

WEB Map Service (WMS)

Đây là một chuẩn do OGC đưa ra Trong đó WEB server sẽ trở thành WEB map server có service phục vụ cho chia sẻ dữ liệu Các hoạt động mà client có thể thực

hiện thông qua serivce này gồm: nhận về mô tả các bản đồ, nhận về bản đồ, và các

thông tin truy vấn các đặc điểm được thể hiện trên bản đồ

Chuẩn này không áp dụng cho việc nhận về dữ liệu thô (dữ liệu chưa xử lý dạng thuộc tính hay không gian) mà thường nhận về một ảnh bản đồ dạng ảnh Những bản

đồ này thường được tạo ra với các định dạng như PNG, GIF, JEPG hoặc cũng có thể là

dưới dạng các yếu tố đồ họa như SVG (dạng XML) hoặc là định dạng WEBCGM

(WEB Computer Graphics Metafile) WEB Map Service(WMS) là một kỹ thuật phân

bố thông tin địa lý dưới dạng ảnh bản đồ trên mạng, kết quả không phải là những dữ

liệu thực sự vì chỉ xem được dưới dạng ảnh và không thao tác được trên các đối tượng

địa lý địa lý cụ thể Đây là đại diện chuẩn điển hình của kỹ thuật WEB tĩnh Sau đây là

các chức năng của một WEB map service:

Khả năng hỗ trợ (bắt buộc): Client nhận về một mô tả thông tin về WMS, các tham số được chấp nhận và hỗ trợ, bảng mô tả thường dưới dạng file XML

Lấy bản đồ (bắt buộc): Client nhận về một ảnh bản đồ phù hợp với tham số mà client gửi lên server

Lấy thông tin đặc điểm (không bắt buộc): Client hỏi thông tin về đặc điểm nào

đó (của đối tượng) xuất hiện trên bản đồ Trình duyệt WEB phía client có thể thông

qua WEB Map Service thực hiện các chức năng này bằng cách gửi các yêu cầu dưới

dạng một URL Nội dung của chuỗi URL này phụ thuộc vào công việc được yêu cầu

(chỉ ra bởi tham số RequestType)

Client của WEB map server ở đây có thể là trình duyệt WEB, hay cũng cóthể là một WEB server có chức năng GIS

WEB Feature Service (WFS)

WFS cung cấp các giao tiếp thông thường đến cơ sở dữ liệu GIS như là thêm, xóa, sửa, truy vấn, cập nhật các đối tượng địa lý Nó sử dụng giao thức HTTP để tính

toán và phân phối thông tin WFS là một cách phân phối các đặc trưng địa lý thông

qua một dịch vụ WEB đến với ứng dụng phía người dùng (client) hoặc một trình duyệt

(browser) Người dùng (client) có thể yêu cầu dữ liệu có chọn lọc để phục vụ cho

phạm vi nhu cầu của mình WFS là một sự chuẩn hóa của việc phân phối dữ liệu

vector đến đông đảo người dùng

Người dùng có thể nhập vào dữ liệu dạng vector khi yêu cầu thông tin và WFS

sẽ đáp ứng yêu cầu đó Đây là đại diện chuẩn điển hình của kỹ thuật WEB động

Đối tượng địa lý là một tập các thuộc tính, mà mỗi thuộc tính là một bộ ba giá trị sau {tên, kiểu, giá trị} Tên và kiểu của thuộc tính đối tượng được quy định bởi kiểu

đối tượng đó Các đối tượng địa lý phải có ít nhất một thuộc tính có giá trị mô tả thông

tin địa lý Nó có thể có các thuộc tính không dùng để mô tả thông tin địa lý.Thay vì trả

về một hình ảnh bản đồ dạng đồ họa, WFS gửi trả thông tin không gian và thông tin

thuộc tính có liên quan dưới dạng file GML (Geographic Markup Languages), đây là

một dạng cấu trúc XML và sau đó Clien sử dụng file GML này làm dữ liệu để tạo ra

ảnh bản đồ Như vậy WFS cũng giống như WMS về chức năng nhưng khác nhau ở

dạng dữ liệu trao đổi

Để hỗ trợ cho các giao tác thêm, xóa, sửa và truy vấn trên dữ liệu, WFS hỗ trợ các giao tác sau:

GetCapabilities: WFS bắt buộc phải mô tả khả năng của nó qua giao tác này Nó chỉ ra các kiểu feature mà nó hỗ trợ và các giao tác được hỗ trợ trên mỗi kiểu feature

DescribeFeatureType: Khi có yêu cầu, WFS phải có khả năng mô tả cấu trúc của bất kỳ kiểu feature nào mà nó hỗ trợ

GetFeature: WFS phải có khả năng đáp ứng các yêu cầu lấy và thể hiện các feature Client có thể chỉ rõ ra các thuộc tính nào của feature mà nó muốn lấy kèm theo

các cấu tạo ràng buộc trên chúng

Transactinon: WFS có khả năng hỗ trợ các yêu cầu thêm, xóa, sửa các feature