Bản đồ hiện trạng sử dụng đất có rất nhiều phương pháp đề thành lập, trong đó phương pháp sử đụng bản đồ địa chính cũng được xem là một phương pháptối ưu trên cơ sở sử dụng giải pháp tổn
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRUONG ĐẠI HỌC NONG LAM TP.HO CHÍ MINH
ee
VO DI QUYNH
UNG DUNG ARCGIS VA NGON NGU LAP TRINH PYTHON XAY DUNG
BO CONG CU TU DONG TONG QUAT HOA BAN DO HIEN TRANG
SỬ DUNG DAT TỪ BẢN DO DIA CHÍNH SO THÀNH PHO
BIEN HOA, TINH DONG NAI
LUẬN VAN THẠC SĨ QUAN LY DAT DAI
TP.H6 Chi Minh - Thang 09/2024
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRUONG ĐẠI HỌC NÔNG LAM TP.HÒ CHÍ MINH
3k 3K 3k dị 3É 3k skk 3k >k sắc 3€ 3k skk 3€ sk síc 3K sk zkk sK
VO DI QUYNH
UNG DUNG ARCGIS VA NGON NGU LAP TRINH PYTHON XAY DUNG
BO CONG CU TU DONG TONG QUAT HOA BAN DO HIEN TRANG SU
DỤNG DAT TU BẢN ĐỎ DIA CHÍNH SO THÀNH PHO
BIEN HOA, TINH DONG NAI
Chuyên ngành: Quan lý dat dai
Trang 3ỨNG DỤNG ARCGIS VÀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH PYTHON XÂY DỰNG
BỘ CÔNG CỤ TỰ ĐỘNG TỎNG QUÁT HÓA BẢN ĐÒ HIỆN TRẠNG SỬ
DỤNG DAT TỪ BAN DO DIA CHÍNH SO THÀNH PHO
BIEN HOA, TINH DONG NAI
VO DI QUYNH
Hội đồng cham luận văn:
1 Chủ tịch PGS TS HUỲNH THANH HÙNG
Trường Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh
2 Thư Ký TS PHAM QUANG KHANH
Hội Khoa Học Dat
3 Ủy viên GS TS NGUYÊN KIM LỢI
Trường Dai học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh
Trang 4Cơ quan công tác: Công ty TNHH Thiết kế Xây Dựng Tín Nghĩa Thời giancông tác: từ năm 2021 đến nay Chức vụ: Chuyên viên
Tháng 9 năm 2021 theo học Cao học nganh Quản lý đất đai tại Trường Đạihọc Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh
Địa chỉ liên lạc: 22 Đường số 9, P.Tăng Nhơn Phú B, Thành phố Thủ Đức,Thành phố Hồ Chí Minh
Điện thoại: 035.545.0518
Email: quynhvo97qn@gmail.com
il
Trang 5LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các sô liệu, kêt quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bat kỳ công trình nao khác
Người cam đoan
VÕ DI QUYNH
Trang 6LỜI CẢM ƠN
Tôi xin trân trọng cảm on Ban Giám hiệu trường Dai học Nông Lâm thành
phố Hồ Chí Minh, Phòng Đào tạo Sau Đại học, các Thầy Cô giáo Khoa Quản lý đấtđai và Bat động sản thuộc trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chi Minh đã tạođiều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập
Tôi xin bảy tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS Vũ Xuân Cường
và TS Trần Đình Lý, người Thầy tâm huyết đã tận tình hướng dẫn, động viên khích
lệ, dành nhiều thời gian, định hướng và chỉ bảo tôi trong quá trình thực hiện đề tài
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám đốc, quý anh, chị, em tại Công
ty TNHH Do vẽ Nhà đất - Thiết kế Xây dựng Tin Nghĩa — nơi tôi đang làm việc, đãgiúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình làm đề tài
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám đốc, quý anh, chị, em tại Công
ty TNHH Công nghệ phần mềm và phân tích dữ liệu Việt Nam — đã giúp đỡ và tạođiều kiện cho tôi về dit liệu và kỹ thuật lập trình trong quá trình thực hiện đề tài
Cuối cùng, tôi xin gửi tấm lòng ân tình tới gia đình của tôi Gia đình tôi thực
sự là nguồn động viên lớn lao và là những người truyền nhiệt huyết để tôi hoànthành đề tài
Tp Hô Chí Minh, tháng năm 2024
Tác giả
VÕ DI QUỲNH
1V
Trang 7TÓM TẮT
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất là một trong các tài liệu quan trọng trong quản lý đất đai, lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất, giúp cho các nhà quản lí có cái nhìn tổng quan về HTSDĐ của địa phương Bản đồ hiện trạng sử dụng đất có rất nhiều phương pháp đề thành
lập, trong đó phương pháp sử đụng bản đồ địa chính cũng được xem là một phương pháptối ưu trên cơ sở sử dụng giải pháp tổng quát hóa ban đồ
Đề tài “Ứng dụng ArcGIS và ngôn ngữ Lập trình Python Xây dựng bộ công cụ
tự động Tổng quát hóa bản đồ Hiện trạng sử dụng đất từ bản đồ địa chính số Thànhphố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai” được thực hiện tại thành phố Biên Hòa, tỉnh ĐồngNai Thời gian thực hiện từ tháng 06/2023 đến 09/2024 Mục tiêu của nghiên cứu làỨng dụng phần mềm ArcGIS kết hợp cùng với ngôn ngữ lập trình Python dé thiết
kế, xây dựng bộ công cụ tự động tổng quát hóa bản đồ hiện trạng sử dụng đất từ bản
đồ địa chính số góp phần giảm thiểu sức lao động, kinh phi và thời gian thực hiệnxây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất
Kết quả đề tài đã đạt được: (1) Đánh giá tình hình sử dụng và quản lý đất đaitại TP.Biên Hòa , (2) Chuan hóa hệ thống bản đồ địa chính số và chuyền đổi cơ sở
di liệu, (3) Hiện thực hoá cơ sở lý thuyết và các quy định về tổng quát hoá thành bộcông cụ tự động tổng quát hóa bản đồ hiện trạng sử dụng đất trong môi trườngArcGIS, (4) Thử nghiệm xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp phường vàcấp huyện cho Thành Phố Biên Hòa, Tỉnh Đồng Nai Với các kết quả trên, cho thấyviệc ứng dụng ArcGIS và ngôn ngữ lập trình python khai thác bản đồ địa chính số
để xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất là hoàn toàn khả thi bởi vì bản đồ địachính có độ chính xác cao, công nghệ sử dụng ít tốn kém kinh phí và thời gian,không phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh, đơn giản, dễ thao tác
Trang 8The land use map is one of the important documents in land management, planning, and land use allocation, providing managers with an overview of the local land use situation There are many methods for creating land use status maps, among which using cadastral maps is considered an optimal method based on a generalization solution.
The topic "Application of ArcGIS and Python Programming Language to Develop an Automated Tool for Generalizing Land Use Maps from the Digital Cadastral Map of Bien Hoa City, Dong Nai Province" is conducted in Bien Hoa City, Dong Nai Province The project is scheduled to run from June 2023 to September 2024 The goal of the research is to apply ArcGIS software in combination with Python programming language to design and build an automated
tool for generalizing land use maps from digital cadastral maps, contributing to the
reduction of labor, costs, and time needed to produce land use maps.
The results of the project include: (1) Assessing the situation of land use and management in Bien Hoa City, (2) Standardizing the digital cadastral map system and converting the database, (3) Actualizing the theoretical basis and regulations on generalization into an automated tool for generalizing land use maps within the ArcGIS environment, (4) Testing the construction of land use maps at the ward and district levels for Bien Hoa City, Dong Nai Province These results indicate that the application of ArcGIS and Python programming language to exploit digital cadastral maps for developing land use maps is entirely feasible, as the cadastral maps are highly accurate, the technology used is cost-effective and time-efficient, independent of external conditions, simple, and easy to manipulate.
VI
Trang 9MỤC LỤC
TRANG Trang tựa
729 ea 1
|2 5,|CHÌ CÓ JNIT(đi1icssssourssrssEcostreBsoa3edbssssmntirsiogzzgBoygfx211318G030/.00E000:5018823t123g189L38010iS,0500.30060đ8 ul
oe tac 11 LOt Cam O19 0 1V
Ol V
PSST saxssesssessiienegntpslse song tikbsts34488909gLgi5B/40sigzori3fdiuitdglfpuighs.Đ90AgSllasgkbgdfiS8.cigsiisd54iofriedEe4 6B, VI MCL a ee 2005000 vil
Dam sach chit viét tat NA x
Dan sach Cac Dang u eeeeceececeececeseeseeseeseesceccesceccseceeceeceeceessesaeeseesceaeeseeneeseseeneets XI Danhsaeh bẠG bith ecccsecnsnumcaneemsen eur senor Xil
1 Đặt vấn đề - St 3 T21 1 11212112121 1121 2111101121210 2111211E111Eeeerree |
P9030 01 2 5Ú: (NNN PUL YIN CLIT sass ces race sy anise ane eater GHiL605i8AGù6208g886ã2RcTQãqGãiGhữSdiaazgigdusqpzgjdetiesudo 2
33, Miao (86 Hổ crcuncsenaenennmacnsenmanerameenneneenmenemenne, 2
3 DOi trong mghiSm 00: 8n g Ả 2
4 PAR WA TE HIỆT ATU x sxccdoSecg08668k h6 Gi2A0 g050408163089130036H80-1036800625l0005150 :d8018/830-008ã03163g3u30g42d0 2
5 Ý nghĩa khoa học của đề tài -5¿©2222222222232222221221221271211211221 211211 xe 33}, tin Kho [HD naaegtuingtiotbogdsutigroigtiaisbsi40ãGiG08G018008081018/80500613.37.080G0036106 35.2, 'Ý nghĩa hựe rn,8) NiMkj)L€19/9 5V“ 41.1 Bản đồ, bản đồ địa chính và bản đồ hiện trang sử dung đất 41.1.1 Khái quát chung về bản đỒ -. 2-22 ©2222222222EE22E22E22E22E222221221 2E 2rxee 41.1.2 Bản đồ địa chính và bản đồ hiện trang sử dụng đất -2-55255z5s2 41.2 Tổng quát hóa bản đồ và công cụ sử dụng tổng quát hóa -2-2- 151.2.1 Các vấn đề về tổng quát hóa bản đỒ -2- 5+ Scsccxerxevrerrkerrerreree 15
Trang 101.2.2 Ứng dung công nghệ tự động tổng quát hóa bản đỒ -2- 5-55: 18
1.2.3, Can cứ pháp lý CO liên QUAM os sen naei bi 61 0133688 465856X6505 ghS1355 0584335 10053848852E 24
1.3 Các nghiên cứu có liên quan trên thế giới va trong nước - 241.3.1 Một số công trình nghiên cứu trên thế giới - 2222222 22222zz2zzzzzzs2 241.3.2 Một số công trình nghiên cứu tại Việt Nam 22 2+22+E22E2£22E2E+czz2 291.4 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội TP.Biên Hòa -5-55+cszsecsssecs-c+381.4.1 Đặc điểm tự nhiên 2- 5-52 SE2E2E2ESEEeEerrrrrrrrrrerrrrerr 33
Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 2¿+222S22E22E2E22E222222eze 42
"(0n iu 1 42 2.2, (PONS: pla p08 Mt CMU snssbsisist6isigi00126L280086306ã9028028956058636:655.01584G5583ã585008856.0833Gã28538 42 2.3 Quy trình thực W161 - - 2G 222 2221232513 2312 3115231 111 2 1119111921 9011 ng ng 44
2:4 Phương tiện mghiếT GŨU sezs:siscsoiiSioi0 8206056 10060101890303013060661g5485903100209 đ68gg2c0 diagỦ 45
2.4.1 ThiẾt bị 5 5-52 22 1212212112112121121121112112111211211111121112112112121121 212 re 451u/U/f 1E DNUHHỜNH «vsoceesecekdiehocctoebecertrbinirtzdoonsortzmgsrrcogiizousdccgttzpstcrzz ngieirzrgz,2zrddmesử 45Chương 3 KET QUA NGHIÊN CỨU 22©2222222222EE222E22223222222Ezrcer 463.1 Đánh giá tình hình sử dụng và quản ly đất đai tại TP.Biên Hòa 463.1.1 Tình hình sử dụng và quản lý nhà nước về đất đai - -2255255z552 463.1.2 Hiện trạng tư liệu đất đai thành phố Biên Hòa -2- 2275: 513.2 Chuẩn hóa hệ thống ban đồ địa chính sé và chuyển đổi cơ sở dit liệu 533.2.1 Quy trình chuẩn bị - 2 2 122122E22E22E221221221212121211212121212121 2 2e 53
3.2.2 Thu thập, phân tích và đánh giá dữ liệu - 55552 =5+c++c++c+zczeces 54
3:34, Chưên bi bán lồi Ôn eh a sesssdeededantiosrsrttogrdkintioptgoiictsiSuneorlunupgsogd 553.3 Xây dựng bộ công cu tự động tổng quát hóa bản đồ hiện trạng sử dụng đất 58
3.3.1 Quy trinh 00117757 58
3.3.2 Tổng quan về bộ công cụ - 2 22222+2222222EE22E22E1221222122122222212222222 xe 623.3 Phầu lịch thiệt kế hệ (HÔNG rT 623.3.4 Triển khai xây dựng bộ công cụ -¿ 22©2222222222E22222E122E222E2EEEEzrrcrev 64
3.4 Thử nghiệm và đánh giá kha năng của công nghệ eects 66
Vill
Trang 113.4.1 Sơ đồ quy trình vận hành thử nghiệm 22 s2 2E+2E+2E22E2E+2E2Ezzzzzzz 66
3.4.2 Thử nghiệm với các chức nang của chương trình ứng dụng - 67
3.4.3 Đánh giá kết qua thử nghiệm 2-22 ©222SS22E22EE2EE2EE2EE2E222EZEezrrrrev 76KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, - 2-22 ©222222222221221221221 21122121 re 78TÀI LIỆU THAM KHẢO 2- 22522222 22E22E222E2EE222221 2212122 EEcrrrrev 80
| 5 108009 0 ,ÔỎ 83
Trang 13DANH MỤC CAC BANG
BANG TRANGBang 1.1 Tỷ lệ bản đồ HT SDD các cấp theo điện tich 0 c.ccccccecccseecesseesteeeeeeees 8Bang 1.2 Diện tích khoanh đất theo ty lệ bản d6 0 0 cccccccecceesseecseeseeeeseeseeeeeeees 10
Bảng 1.3 Don vị hành chính TP.Biên Hoa - 57 5555<<+c+sc+ecxecxerxec-ee.2
Bang 1.4 Dân số trung bình thành phố Biên Hòa qua các năm .- 40Bang 1.5 Cơ cấu kinh tế thành phố Biên Hoà 2-2222 5222222S222222222222 41Bảng 2.1 Bảng thống kê nguồn dữ liệu đã sử dụng trong nghiên cứu 43Bảng 3.1 Phân loại nội dung bản G6 địa chính 2 s+Sxc2EcEEcEEeExerxerxrrrrree a5)
Bang 3.2 Bảng so sánh thời 81a1i - G1 TT HH rệt T7
Trang 14DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH TRANGHình 1.1 Tổng quát hóa hình dang hình học -2¿ ©5255 2222E2E+2zz2zzzzzs22 17Hình 1.3 Phần miện oh se 18
PAIR LS, DISSOIVS nannnggngntiiittiiangponiiotsgSintoiRU0ANSGAGIIEDSGBINNRNGIGGSGGINHR.SiEGE0DSNGS3I013-03/008383056S0E 19 Hình 1.4 Aggregate Poly gomns ecceeeceecceesceeceeceesseeeseeeseeesneeeseeeaeeeseeeseeeneeesaeens 20 Hinh: 125; Simplity Line secesscecepnectenencemecrenee unser eenennee 20 Hình 1.6 Sriooth Lite se esinsnienzeeoireiieniacioilBistisgdsusBbs lSsasgilssgchsgibrögcassivlBuioisaeSselasSg 20 Hinh 1.7 Simplify Polygon 20 Hình 1.8 Smooth Polygon 0 ecccccecceeceeceesceeceeseeseeeseeeceeacceeeeaececeseeseeseeneeeseeaeeees 20 Hình 1.9 Xây dựng kịch ban xử ly tự động với Model builder - - - 23
Hình 1.10 Phần mềm code với ngôn ngữ Python phổ biến 22- 2552 23Hình 1.11 Kết quả TQH từ ban đồ ty lệ 1:5000 sang 1:25000 cho lớp giao thông 25Hình 1.12 Kết quả sau khi TQH cho 2 tỷ lệ khác nhau 2 225222522552 26Hình 1.13 Kết quả tổng quát hoá khu vực đô thị từ tỷ lệ 1:25000 sang 1:50 000 29Hình 1.14 Quy trình công nghệ chung tự động hóa thành lập bản đồ HTSDĐ 30Hình 1.15 Giao diện các module dé tài xây dựng -2 2-©22222222z22zzc22 30Hình 1.16 Quy trình dẫn xuất thành lập bản đồ HTSDĐ cấp xã và cấp huyện từCSDL địa chính của tác giả Đồng Thị Bich Phương -2©5255255555s +32Hình 1.17 Bản đồ vị trí TP.Biên Hòa - 2-22 2S2S22SSE2EE2EE2E22E2222522222223 22222, 34Hình 1.18 Thống kê các nhóm đất TP Biên Hoà -2-©75c©c5cccc-3/7
Hình 2.1: Quý trình thự bi Cte an ønr no nH Ha G GEN GHISHIJS.SS344009432100005853©niGn9xgcisei 44
Hình 3.1 Quy trình chuẩn bị và chuẩn hoá nguồn dit liệu 2 225225222 54Hình 3.2 Ban đồ tổng sau khi loại bỏ các Level ban đồ không cần thiết 57Hình 3.3 Thửa đất nhỏ có nhãn mã loại đất nằm ngoài ranh thửa đất 58
Hình 34: M6 hình:xử lý-dữ LIỆN:ccscc-ccseieeseseessesssdgo19256GEE8321383BEGE546X38833402308g8d0238 59
Hình 3.5 Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bản đồ HTSDD cấp xã 59Hình 3.6 Quy trình công nghệ thành lập ban đồ HTSDD cấp cao hon từ cấp x4 61
xH
Trang 15Hình 3.7 Sơ đồ quy trình công nghệ chung tự động hoá thành lập BD HTSDĐ 62Hình 3.8 Mô hình tổng thé của chương trình -222¿52222z+22z22zz2zzzzzzzez 63Hình 3.9 Công cụ tông quát hóa lớp hiện trạng sử dụng đất -. 2-2 65Hình 3.10 Giao điện bộ công cụ tổng quát hoá bản đồ HTSDĐ 66
Hinh 3.11 Quy trình vận hành chương trình - 5 5-5 5<<<<+<c+xeseeeeeers 66
Hình 3.12 Cơ sở dit liệu địa chính trên nền GIS 2 2 eSx+EzE££xzEzzzzzxzez 68Hình 3.13 Công cụ kiểm tra lỗi Topologyy -2-©22©2z2222z2zz2zzxzzzzzxezsez 68Hình 3.14 Vị trí các thửa dat chồng đè lên nhau - 2 252 +222222222z2S22 69Hình 3.15 Tạo khoanh đất cấp xã - 2: 2©222222EE2EE22E2221222122122222212212222 2e 70Hình 3.16 Dữ liệu bản đồ thửa đất trước khi chạy công cụ . -+- 70Hình 3.17 Kết quả sau khi tự động TQH thửa đất -2-©22 552 222z2z22z2522 70Hình 3.18 Kết quả sau khi tô màu -22- 2 ©2222222222E22EE22E2EE2EEE2EE2EEerErrrrrrer 72Hidk,5.18: ati ert A honeensodaiiboGiiotiooiiiigttsstcRA8500.01005/24/G00000050008181EE 72Hình 3.20 Bản đồ hiện trang sử dụng đất phường Hóa An -:- 2-5: 73Hình 3.21 Gop bản đồ địa chính 29 phường và 1 xã 2 2252252252z+522 74Hình 3.22 Tạo khoanh đất cấp huyện 2 2- 22222SE2E22EE+2EE2EE22E222E22Ee22zcze T5Hình 3.23 Kết quả sau khi tự động TQH thửa dat cấp huyện - 75Hình 3.24 Ban đồ hiện trạng sử dụng đất thành phố Biên Hòa . 76
Trang 16MỞ ĐẦU
1 Đặt van đề
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất (HTSDĐ) là bản đồ thé hiện sự phân bố các loại đất
tại thời điểm kiểm kê đất đai được lập theo từng đơn vi hành chính các cấp, vùng kinh tế
- xã hội và cả nước nhằm đánh giá thực trạng sử dụng đất đai của từng đơn vị hành chínhcác cấp để làm cơ sở đánh giá tình hình quản lý, sử dụng đất đai của các cấp Trên cơ sở
đó đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý, sử dụng đất
Bản đồ địa chính số là bản đồ thé hiện các thửa đất và các yêu tố dia lí có liên quan,
lập theo đơn vị hành chính xã, phường, thị trấn, được cơ quan nhà nước có thẩm quyền
xác nhận, được lưu trữ trong các thiết bị lưu trữ chuyên dụng dưới dang sé Ban đồ địachính cung cấp thông tin chỉ tiết về các thửa đất, bao gồm ranh giới, mục đích sử dụng,diện tích, Điều này giúp cơ quan quản lý đất đai theo dõi và kiểm soát việc sử dụngđất, cấp quyền sử dụng đất, và thu thuế đất đai, là công cụ nhà nước thực thi nhiệm vụquản lý nhà nước về đất đai
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất có rất nhiều phương pháp đề thảnh lập, trong đó việcứng dụng GIS (Geographic Information Systems) dé khai thác thông tin từ ban đồ địachính số phục vụ xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất là xu hướng tất yêu vì nó giảmthiểu sức lao động, kinh phí và thời gian Đặc biệt, phương pháp này đảm bảo sản phẩmbản đồ kết quả có độ chính xác cao, đáp ứng được yêu cầu của công tác quản lý nhà nước
về đất đai
Tổng quát hóa bản đồ có vai trò quan trọng trong việc thành lập bản đồ HTSDD.Nhiệm vụ của tổng quát hóa là từ một bản đồ gốc, khi thu xuống một tỉ lệ bản đồ nhỏhơn, các đối tượng trên bản đồ được lựa chọn hay lấy bỏ mà nội dung bản đồ vẫn miêu tảđược đúng đặc trưng địa lí, kinh tế - xã hội của khu vực thành lập bản đồ
Thành phó Biên Hòa - tinh Đồng Nai nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam,
có vị trí quan trọng trong quá trình phát triển của tỉnh Đồng Nai Đặc biệt, Thành phốBiên Hòa nói riêng và tỉnh Đồng Nai nói chung đã hoàn thành dự án Tổng thé xây dựng
hệ thông hồ sơ địa chính và cơ sở dữ liệu quan lý đất đai với nền tảng là cơ sở dit liệu địachính Do đó, việc ứng dụng công nghệ để quản lý và khai thác thông tin đất đai đượcthành phố rất quan tâm và đầu tư
Trang 17Xuất phat từ những lí do trên, đề tài “Ứng dụng ArcGIS và ngôn ngữ lập trìnhPython xây dựng bộ công cụ tự động tổng quát hóa bản đồ hiện trạng sử dụng đất
từ bản đồ địa chính số thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai.” được thực hiện
2 Mục tiêu nghiên cứu
2.1 Mục tiêu chung
Ứng dụng phần mềm ArcGIS kết hợp cùng với ngôn ngữ lập trình Python để thiết
kế, xây dựng bộ công cụ tự động tổng quát hóa bản đồ hiện trạng sử dụng đất từ bản đồđịa chính số góp phần giảm thiểu sức lao động, kinh phí và thời gian thực hiện xây dựngbản đồ hiện trạng sử dụng đất
2.2 Mục tiêu cụ thể
- Nghiên cứu giải pháp sử dụng bản đồ địa chính số đề thành lập bản đồ HTSDĐ;
- Xây dựng quy trình tự động TQH nội dung bản đồ trong môi trường ArcGIS;
- Hoàn thành bộ công cụ tự động TQH bản đồ HTSDĐ từ bản đồ địa chính số
3 Đối tượng nghiên cứu
- Các tác vụ liên quan đến đối tượng bản đồ
- Các nguồn dữ liệu, tài liệu phục vụ nghiên cứu nội dung bản đồ hiện trạng sửdụng đất
- Hệ thống các văn bản pháp luật, quy phạm liên quan đến thành lập bản đồ hiệntrạng sử dụng đất, bản đồ địa chính
- Các phần mềm chuyên dụng như: AutoCad, MicroStation, AreGIS, Pycharm
- Ngôn ngữ lập trình Python kết hợp với thư viện ArcPy trên AreGIS đề xây dựng
bộ công cụ TQH bản đồ tự động
4 Phạm vỉ nghiên cứu
- Phạm vi không gian nghiên cứu: Thành Phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai
- Phạm vi thời gian: Thời gian thu thập số liệu từ tháng 02 năm 2023 đến tháng 06
Trang 185 Ý nghĩa khoa học của đề tài
Trang 19Chương 1
TỎNG QUAN
1.1 Bản đồ, bản đồ địa chính và bản đồ hiện trạng sử dụng đất
1.1.1 Khái quát chung về bản đồ
Theo K.A.Salischev, ban đồ được định nghĩa như sau:
“Bản đồ là hình ảnh tông quan thu nhỏ trong một lưới chiếu của bề mặt trái đất, bề
mặt các vật thể không gian ngoài trái dat, thể hiện trên đó các đối tượng trong bằng một
hệ thống các ký hiệu” (K.A.Salischev, 2001)
Có thể coi bản đồ là mô hình ký hiệu tượng hình nhằm mô tả thế giới thực (đúnghơn là một phan nào đó của thé giới thực) Ban đồ dùng dé phản ánh trực quan những trithức đã tích luy được cũng như dé nhận biết những tri thức mới Bản đồ có thé phânnhóm theo lãnh thé bao trùm (hé g101, quéc gia, tỉnh ); theo nội dung (dia hình, chuyênđề): theo mục đích sử dụng (giáo khoa, du lịch, nghiên cứu khoa học); theo phương thức
sử dụng (treo tường, dé ban ); theo tỉ lệ
1.1.2 Bản đồ địa chính và bản đồ hiện trạng sử dụng đất
1.1.2.1 Các nội dung cơ bản về bản đồ địa chính
a Bản đô địa chính
Theo Điều 3 Luật dat đai 2013: “ Bản đồ địa chính là bản đồ thể hiện các thửa dat
và các yếu tổ địa lí có liên quan, lập theo đơn vị hành chính xã, phường, thị tran, được cơquan nhà nước có thâm quyên xác nhận.” (Luật đất dai, 2013)
Bản đồ địa chính số là bản đồ được lưu trữ trong các thiết bị lưu trữ chuyên dụngdưới dạng số Ban đồ địa chính số được tao ra bởi nhiều cách khác nhau như số hóa từbản đồ địa chính dạng giấy; xây dựng từ các số liệu được đo đạc từ thực địa bằng các
máy đo chuyên dụng.
b Mục đích lập bản đề địa chính
Thống kê, kiểm tra diện tích đất từng khu vực và trong cả nước
Xác lập quyền sử dụng đất và sở hữu tài sản gắn liền trên đất đối với các tổ chức,
hộ gia đình và cá nhân.
Công cụ nhà nước thực thi nhiệm vụ quản lý nhà nước về đất đai, phục vụ các
Trang 20công việc có liên quan đến đất đai: thu thuế, giải quyết tranh chấp, quy hoạch đất đai, đền
Cung cấp thông tin về đất đai và cơ sở pháp lý cho các hoạt động dân sự như: thừa
kế, chuyên đồi, cho, tặng, thé chấp, kinh doanh bat động sản
Cung cấp dữ liệu dé xây dựng cơ sở dit liệu về đất đai phục vụ công tác quản lý đất
đai cũng như các ngành có liên quan.
c Cơ sở toán học lập bản dé địa chính
Theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT ngày 19 tháng 5 năm 2014 của Bộ Tài nguyên
và Môi trường quy định về bản đồ địa chính, cơ sở toán học thành lập bản đồ địa chínhbao gồm các nội dung chính sau:
Bản đồ địa chính được lập ở các tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 và
1:10000; trên mat phang chiếu hình, ở múi chiếu 3°, kinh tuyến trục theo từng tỉnh, thành
phố trực thuộc Trung ương, hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000 và hệ độ caoquốc gia hiện hành Kinh tuyến trục theo từng tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương quyđịnh cụ thể tại Phụ lục số 02 của Thông tư 25/2014/TT-BTNMT ngày 19 tháng 5 năm
Lưới tọa độ vuông góc trên bản đồ địa chính được thiết lập với khoảng cách 10 cm
trên mảnh bản đồ địa chính tạo thành các giao điểm, được thể hiện bằng các dấu chữ thập
(+)
Các thông số của file chuẩn ban đồ
+ Thông số hệ quy chiếu và hệ tọa độ: quy định tại Thông tư số TCĐC ngày 20 tháng 6 năm 2001 của Tổng cục Địa chính hướng dẫn áp dụng hệ quychiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000
973/2001/TT-+ Thông số đơn vị đo (Working Units) gồm:
e Don vị làm việc chính (Master Units): mét (m);
e Don vị làm việc phụ (Sub Units): mi li mét (mm);
e D6 phân giải (Resolution): 1000;
5
Trang 21« Toa độ điểm trung tâm làm việc (Storage Center Point/Global Origin):
Tên gọi mảnh trích đo địa chính: tên gọi của mảnh, trích đo địa chính bao gồm têncủa đơn vị hành chính cấp tỉnh, huyện, xã thực hiện trích đo địa chính; hệ tọa độ thựchiện trích đo (VN-2000, tự do); khu vực thực hiện trích đo (địa chỉ thửa đất: số nhà, xứđồng, thôn, xóm ) và số liệu của mảnh trích đo địa chính
Mật độ điểm khống chế tọa độ
d Các nội dung chính của bản do địa chính
Khung ban đồ;
Điểm khống chế tọa độ, độ cao Quốc gia các hạng, điểm địa chính, điểm khống chế
ảnh ngoại nghiệp, điểm khống chế đo vẽ có chôn mốc 6n định;
Méc địa giới hành chính, đường địa giới hành chính các cấp;
Méc giới quy hoạch; chi giới hành lang bảo vệ an toàn giao thông, thủy lợi, đê điều,
hệ thống dẫn điện và các công trình công cộng khác có hành lang bảo vệ an toàn;
Ranh giới thửa đất, loại đất, số thứ tự thửa đất, diện tích thửa dat;
Nhà ở và công trình xây dựng khác: chi thể hiện trên ban đồ các công trình xâydựng chính phù hợp với mục đích sử dụng của thửa đất, trừ các công trình xây dựng tạmthời Các công trình ngầm khi có yêu cầu thể hiện trên bản đồ địa chính phải được nêu cụthé trong thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình;
Các đối tượng chiếm đất không tạo thành thửa đất như đường giao thông, côngtrình thủy lợi, đê điều, sông, suối, kênh, rạch và các yếu tố chiếm đất khác theo tuyến;
Dia vật, công trình có giá tri về lịch sử, văn hóa, xã hội và ý nghĩa định hướng cao;Dáng đất hoặc điểm ghi chú độ cao; ghi chú thuyết minh
1.1.2.2 Các nội dung về bản đồ hiện trang sử dung dat
a Bản đồ hiện trạng sử dụng đất
Theo Điều 18 Thông tư 27/2018/TT-BTNMT: Ban đồ hiện trang sử dụng đất là bản
Trang 22đồ được lập theo từng đơn vị hành chính các cấp, vùng kinh tế - xã hội và cả nước đề thểhiện sự phân bồ các loại đất tại thời điểm kiêm kê đất đai.
b Mục đích của bản đô hiện trạng sử dung dat
Thống kê toàn bộ quỹ đất đã giao và chưa giao sử dụng theo định kỳ hằng nămđược thé hiện đúng vị trí, đúng loại đất được ghi trong Luật đất đai hiện hành trên ban đồ
ở những tỷ lệ thích hợp đối với các cấp hành chính
Là tài liệu phục vụ cho công tác quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất và kiểm tra việcthực hiện quy hoạch, kế hoạch hàng năm được cấp có thâm quyền phê duyệt; phục vụ cácyêu cau cấp bách của công tác quan lý Nhà nước về đất đai; là tài liệu cơ bản dé cácngành khác nghiên cứu, xây dựng và định hướng phát triển của ngành của mình, đặc biệt
là các ngành sử dụng nhiều đất như Nông nghiệp, lâm nghiệp
Đề đạt được mục đích trên thì bản đồ HTSDĐ phải đáp ứng được các yêu cầu sau:
+ Toàn bộ các loại đất thuộc phạm vi quản lý của đơn vị hành chính đó trong đường
địa giới hành chính và theo các quyết định điều chỉnh địa giới hành chính của các cơquan nhà nước có thâm quyền
+ Biểu thị ranh giới các khu dân cư nông thôn, khu công nghệ cao, khu kinh tế;ranh giới các nông trường, lâm trường; ranh giới các đơn vị quốc phòng, an ninh; ranhgiới các khu vực đã quy hoạch đã cấp có thẩm quyền phê duyệt và đã triển khai cắm mốc
Qua trên, ta có thé thấy được vai trò hữu dụng của bản đồ hiện trạng sử dụng đấttrong công tác quản lý nhà nước về tài nguyên nói chung và quản lý đất đai nói riêng
c Nội dung của bản do hiện trạng sử dụng đất
Về nội dung của bản đồ hiện trạng sử dụng đất, nội dung bản đồ HTSDĐ dạng sốđược chia thành 5 nhóm lớp chính ( Khoản 5 Điều 18 Thông tư 27/2018/TT-BTNMT)
Nhóm lớp cơ sở toán học gồm: khung bản đồ, lưới kilômét, lưới kinh vĩ tuyến, chú
dẫn, trình bày ngoài khung và các nội dung có liên quan;
Vị
Trang 23Nhóm lớp hiện trạng sử dụng đất gồm: Ranh giới các khoanh đất tổng hợp và kýhiệu loại dat;
Nhóm lớp thuộc dit liệu nền địa lí gồm: nhóm lớp biên giới, địa giới; nhóm lớp địahình; nhóm lớp thủy hệ; nhóm lớp giao thông; nhóm lớp kinh tế, xã hội
Các ghi chú, thuyết minh;
Nhóm lớp ranh giới và số thứ tự các khoanh đất của bản đồ kiểm kê đất
+ Quy mô diện tích, hình dạng khu vực nghiên cứu.
Căn cứ vào các yêu cầu đặc điểm trên, tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất các cấp
được lập theo quy định trình bay ở Bảng 1.1.
Cấp huyện Từ 3.000 đến 12.000 1: 10000
Trên 12.000 1: 25000 Dưới 100.000 1: 25000
Cấp tinh Từ 100.000 đến 350.000 1:50000
Trên 350.000 1:10000
Cấp vùng 1:250000Cấp cả nước 1:1000000
(Nguôn: Thông tư số 27/2018/TT-BTNMT)
Trang 24Trường hợp đơn vị hành chính thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất có hìnhdạng đặc thù (chiều đài quá lớn so với chiều rộng) thì được phép lựa chọn tỷ lệ bản đồ
lớn hơn hoặc nhỏ hơn một bậc so với quy định trên đây.
e Hình thức thể hiện nội dung bản đồ hiện trạng sử dụng đất các cap thục hiệntheo quy định cụ thể tại Phụ lục số 04 về ky hiệu và phân lớp yếu tô nội dung ban đô
HTSDĐ của Thông tư 27/2018/TT-BTNMT
# Việc biên tập, tổng hợp, khái quát hóa nội dung bản đô hiện trạng sử dụng đấtcủa từng cấp
Khoanh đất tông hợp của bản đồ HTSDĐ cấp xã được thể hiện bằng ranh giới và kýhiệu loại đất (gồm mã và màu loại đất) theo các chỉ tiêu kiểm kê đất đai Khoanh đất tổnghợp của bản đồ HTSDĐ cấp huyện, cấp tỉnh, các vùng kinh tế - xã hội và cả nước đượcthể hiện bằng ranh giới và ký hiệu loại đất theo các chỉ tiêu tổng hợp quy định tại Phụ lục
số 04 về ký hiệu và phân lớp yếu tố nội dung bản đồ HTSDD của Thông tư
Trường hợp khoanh dat thuộc các khu vực tổng hợp quy định tại Điều 10 về Chitiêu thống kê, kiểm kê đất đai định kỳ theo khu vực tổng hợp của Thông tư 27/2018/TT-BTNMT thì thể hiện thêm mã của khu vực tổng hợp theo quy định tại các Biểu08/TKĐĐ, 09/TKĐĐ và 10/TKĐĐ của Phụ lục số 02 về Danh mục biểu mẫu của Thông
tư 27/2018/TT-BTNMT.
Các khoanh đất trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất các cấp phải bảo đảm ranh giớikhép kín, không có phần diện tích chồng, hở giữa các khoanh đất Ranh giới khoanh đấtphải được tông quát hóa, làm trơn, bảo đảm diện tích khoanh đất theo tỷ lệ bản đồ được
trình bày ở Bảng 1.2.
Trang 25Bảng 1.2 Diện tích khoanh đất theo tỷ lệ bản đồ
Tý lệ bản đồ Diện tích khoanh dat trên ban đồ
Đối với đường biên giới, địa giới hành chính phải được biên tập bao đảm yêu cầunhận biết đối tượng khi in trên giấy; trường hợp đường địa giới các cấp trùng với đốitượng hình tuyến một nét thì đường địa giới cần được thé hiện so le hai bên và cáchđường đối tượng hình tuyến 0,2 mm trên ban dé;
Các yêu tô hình tuyến (sông, suối, kênh mương ) có chiều đài đưới 2 cm trên ban
đồ thì được phép loại bỏ: yếu tố hình tuyến có độ rộng dưới 0,5 mm trên bản đồ đượcbiên tập thành 1 nét theo tâm của yếu tố hình tuyến đó Trường hợp đường sắt và đường
ô tô đi sát nhau cho phép dịch chuyển vị trí đường ô tô để đảm bảo giữ vị trí đúng chođường sắt Các yếu tố hình tuyến khi tổng hợp phải bảo đảm giữ được tính chất đặc trưngcủa đối tượng dé phản ánh đúng mật độ, kiểu phân bố, đặc điểm sử dụng; đối với sông
suối phải thể hiện được vị trí đầu nguồn, các dòng chảy đặc biệt như suối nước nóng,nước khoáng.
Đối với đường bờ biển khi tổng quát hóa phải bảo đảm giữ được hình dáng đặctrưng của từng kiểu bờ Đối với khu vực có nhiều cửa sông, bờ biển có dạng hình congtròn được phép gộp 2 hoặc 3 khúc uốn nhỏ nhưng phải giữ lại các cửa sông, dòng chảy
đồ ra biển và các bãi bồi
Các đối tượng địa lí khác, ghi chú địa danh, tên riêng, thuyết minh tiến hành lựachọn, cập nhật hoặc loại bỏ đảm bảo phù hợp về mật độ thông tin, khả năng đọc va tính
mỹ quan của bản đồ
Trang 261.1.2.3 Một số phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất hiện nay
Bản đồ HTSDĐ các cấp là sản phẩm phục vụ công tác quản lý đất đai được thànhlập vào các kỳ kiểm kê đất đai ít nhất 05 năm một lần Ngoài ra, bản đồ HTSDĐ đượcthành lập theo nhu cầu sử dụng của các cá nhân, tô chức tại các thời điểm khác nhau vớiyêu cầu phan ánh được phân bố các loại đất theo mục dich sử dụng và đối tượng sử dụng
Hiện nay, bản đồ HTSDĐ có thé được thành lập bằng phương pháp khác nhau nhưhiệu chỉnh bản đồ hiện trạng sử dụng đất từ bản đồ hiện trạng sử dụng đất kỳ trước, sửdụng ảnh hàng không, viễn thám hoặc được tổng hợp, biên tập từ bản đồ địa chính số.(Nguyễn Thị Ngọc Hiền, 2019)
a Phương pháp thành lập bản đô hiện trạng sử dung dat từ bản đồ địa chính
* Quy trình thực hiện
Bước 1: Xây dựng thiết kế kỹ thuật — dự toán công trình
- Khảo sát sơ bộ, thu thập, đánh giá, phân loại tài liệu
- Xây dựng thiết kế kỹ thuật — dự toán công trình
Bước 2: Công tác chuẩn bị
- Thành lập bản đồ nền từ bản đồ địa chính hoặc bản đồ địa chính cơ sở
- Nhân sao bản đồ nền, bản đồ địa chính hoặc bản đồ địa chính cơ sở
- Lập kế hoạch chi tiết
- Vạch tuyến khảo sát thực địa
Bước 3: Công tác ngoại nghiệp
- Điều tra, đối soát, bố sung, chỉnh lý các yếu tố nội dung cơ sở địa lí trên bản saobản đồ nên
- Điều tra, khoanh vẽ, chỉnh lý, bổ sung các yếu tô nội dung hiện trang sử dụng đấtlên bản sao bản đồ địa chính hoặc bản sao bản đồ địa chính cơ sở
Bước 4: Biên tập tổng hợp:
- Kiểm tra, tu chỉnh kết quả điều tra, bổ sung, chỉnh lý ngoài thực địa
- Chuyén các yêu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất từ bản đồ địa chính, hoặc ban
đồ địa chính cơ sở lên bản đồ nền
- Tổng quát hóa các yếu tô nội dung bản đồ
- Biên tập, trình bày bản đồ
Bước 5: Hoan thiện và in bản đồ
11
Trang 27- Kiểm tra kết quả thành lập bản đồ
- In bản đồ (đối với công nghệ truyền thống thì hoàn thiện bản đồ tác giả)
- Viết thuyết minh thành lập bản đồ
Bước 6: Kiểm tra, nghiệm thu
- Kiểm tra, nghiệm thu
- Đóng gói và giao nộp sản phẩm
* Uu điển
- Yêu cầu về đầu vào không cao, tiết kiệm về chi phí
- Thé hiện đầy đủ nội dung ở mức chi tiết tới từng khoảnh đất và thửa đất Việc thuthập và lấy thông tin từ bản đồ đễ dàng và đầy đủ
- Ban đồ địa chính được cập nhật thường xuyên những biến động về đất đai nênthông tin có tính thời sự và có thé sử dụng được
- Kế thừa số liệu điều tra từ bản đồ địa chính, bản đồ địa chính điều tra tới từngthửa đất, từng hộ dữ liệu giữa hai loại bản đồ này có sự trùng nhau nên có thể tận dụng
được.
- Phương pháp này được sử dụng khi khu vực nghiên cứu không có bản đồ hiệntrạng sử dụng đất chu kỳ trước
* Nhược điểm
- Một số loại đất không được cập nhật nên phải điều tra cập nhật
- Tính hiện thời phụ thuộc vào chủ trình cập nhật biến động của bản đồ địa chính
b Phương pháp thành lập bản dé hiện trạng sử dụng đất từ ảnh chụp máy bay, ảnh vệ
tinh
* Quy trình thực hiện
Bước 1: Xây dựng thiết kết kỹ thuật — dự toán công trình
- Khảo sát sơ bộ, thu thập, đánh giá, phân loại tài liệu.
- Xây dựng thiết kế kỹ thuật — dự toán công trình
Bước 2: Công tác chuẩn bị
- Tiếp nhận, nhân sao bản đồ nền
- Kiểm tra đánh giá chất lượng ảnh
- Lập kế hoạch chi tiết
Bước 3: Điều vẽ ảnh nội nghiệp
Trang 28- Điều vẽ, khoanh định các yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất trên ảnh.
- Kiểm tra kết quả điều vẽ, khoanh định các yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất
trên ảnh.
Bước 4: Công tác ngoại nghiệp
- Điêu tra, đôi soát, bô sung và chỉnh lý các yêu tô nội dung cơ sở địa lí trên bản đô
- Điều tra, đối soát kết quả điều vẽ nội nghiệp các yếu tố nội dung hiện trạng sửdụng đất ở ngoài thực địa và chỉnh lý bé sung các nội dung còn thiếu
- Kiểm tra, tu chỉnh kết quả điều vẽ ngoại nghiệp
Bước 5: Biên tập tổng hợp
- Chuyên kết quả điều vẽ các yếu tố nội dung hiện trang sử dung đất lên bản đồ nền
- Tổng quát hóa các yếu tô nội dung bản đồ
- Biên tập, trình bày bản đồ
Bước 6: Hoàn thiện và in bản đồ
- Kiểm tra kết quả thành lập bản đồ
- Hoàn thiện và in bản đồ
- Viết thuyết minh thành lập bản đồ
Bước 7: Kiểm tra, nghiệm thu
- Kiểm tra, nghiệm thu
- Đóng gói và giao nộp sản phẩm
* Ưu điểm
- Cho phép thé hiện day đủ và chi tiết nội dung của bản đồ
- Sử dụng được ở các khu vực có địa hình, địa vật phức tạp.
- Hiệu quả cao, giảm thiểu đáng kể công sức và thời gian so với công tác đo vẽ trựctiếp trên thực địa
Trang 29Bước 1: Xây dựng thiết kế kỹ thuật — dự toán công trình
- Khao sát sơ bộ, thu thập, đánh giá, phân loại tài liệu
- Xây dựng thiết kế kỹ thuật — dự toán công trình
Bước 2: Công tác chuẩn bị
- Kiểm tra, đánh giá chất lượng và nhân sao bản đồ hiện trạng sử dụng đất chu kỳ
trước (gọi là bản sao)
- Lập kế hoạch chỉ tiết
Bước 3: Công tác nội nghiệp
- Bồ sung, chỉnh lý các yếu tô nội dung cơ sở địa lí theo các tài liệu thu thập được
lên bản sao.
- Bồ sung, chỉnh lý các yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất theo các tài liệu thu
thập được lên bản sao.
- Kiểm tra kết quả bé sung, chỉnh lý nội nghiệp
- Vạch tuyến khảo sát thực địa
Bước 4: Công tác ngoại nghiệp
- Điều tra, chỉnh lý b6 sung các yếu tố nội dung cơ sở địa lí
- Điều tra, bố sung, chỉnh lý yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất trên bản sao
- Kiểm tra kết quả điều tra, bổ sung, chỉnh ly bản đồ ngoài thực địa
Bước 5: Biên tập tông hợp
- Chuyên kết quả điều tra, bổ sung, chỉnh lý lên bản đồ hiện trạng sử dụng dat
- Biên tập bản đồ
Bước 6: Hoàn thiện và in ban đồ
- Kiểm tra kết quả biên tập bản đồ
- Hoàn thiện và in bản đồ
- Viết thuyết minh thành lập bản đồ
Bước 7: Kiểm tra, nghiệm thu
- Kiểm tra, nghiệm thu
- Đóng gói và giao nộp sản phẩm
* Uu điểm
- Phương pháp này được sử dụng khi khu vực nghiên cứu đã có bản đồ hiện trạng
sử dụng đất ở chu kỳ trước
Trang 30- Hiệu quả cao, cho phép kề thừa các kết qua đã có, tiết kiệm được chi phí dau từ,
thoi gian va công sức.
* Nhược điểm
- Hạn chế về nguồn dit liệu đầu vào
- Độ chính xác của bản đồ được thành lập chỉ bằng hoặc thấp hơn bản đồ hiện trạng
Thuật ngữ tổng quát hóa bản đồ có nguồn gốc từ tiếng Pháp “genéralisation” nghĩa
là tổng quát và chữ la tinh là “generalis” nghĩa là chung nhất và cơ bản nhất Ban chấtcủa tổng quát hoá là thực hiện lấy bỏ và tổng hợp sao cho có thể bảo toàn được ở mức
cao nhất những nét điển hình và những đặc điểm đặc trưng của khu vực được mô tả bằng
bản đồ
Như vậy có thé định nghĩa một cách đầy đủ và chính xác về TQH bản đồ như sau:
“Tổng quát hoá là một quá trình trừu tượng hoá phức tạp, đa dạng thể hiện trong việctổng hợp các đặc điểm không gian và đặc tính nội dung, các chỉ số định lượng cũng nhưđịnh tinh, trong việc lấy bỏ các đối tượng trên ban đề” (A.M Berliant, 2001)
Tổng quát hoá bản đồ không chỉ đơn thuần là lược bỏ những thông tin không cầnthiết ma còn là sự tổng hợp tạo ra các thông tin mới đặc trưng cho đối tượng Mức độtổng quát hoá càng cao thì càng làm nổi bật những đặc điểm quan trọng của đối tượng,chỉ rõ các qui luật phân bố, phát triển và mối quan hệ tương tác giữa các sự vật, hiệntượng Chất lượng tổng quát hoá bản đồ phụ thuộc vào trình độ hiểu biết, kinh nghiệmcủa người thành lập về các đối tượng và hiện tượng thé hiện trên bản dé
1.2.1.2 Tự động tông quát hóa bản đồ
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ thông tin đã làm thay đổi cănbản về công nghệ và phương pháp trong nhiều lĩnh vực trong đó có khoa học bản đồ Cácmáy móc, các máy tính và các phần mềm chuyên dụng trong đo đạc và thành lập bản đồkhông ngừng được hoàn thiện Hiện nay, công nghệ tin học trở thành công nghệ phổ biến
15
Trang 31và hiệu quả không thể thiếu trong đo đạc, thành lập và sản xuất bản đồ Với sự phát triểncủa công nghệ bản đồ số đã cho ra đời nhiều phần mềm, công cụ, giải thuật tổng quát hóabản đồ tự động ở nhiều mức độ khác nhau.
McMaster va Shea (1992) đưa ra một định nghĩa tổng quát hơn về tổng quát hóabản đồ trong ngữ cảnh công nghệ số: “Tổng quát hóa tự động có thé định nghĩa như quátrình dan xuất di liệu (deriving) từ các nguồn di liệu, các tệp dữ liệu bản đồ(cartographic data sets) được biểu tượng hóa hoặc số hóa, thông qua các biến đổi không
gian và thuộc tính”.
Đề phân biệt mức độ tự động trong TQH, các nha ban đồ đưa ra thuật ngữ TQH
hoàn toàn tự động (On-the-fly) và TQH trên man hình (On-screen) hoặc tương tác
(interactive) Các van đề của TQH hoàn toàn tự động hiện chưa được giải quyết tron vẹn.Các phần mềm thương mại thường cung cấp các giải pháp TQH trên màn hình đòi hỏi
các mức độ can thiệp khác nhau của kỹ thuật viên trong quá trình TQH.
TQH được coi là một quá trình biến đổi (transformation) mô hình thực tế này (bản
đồ hoặc gói dữ liệu) sang mô hình thực tế khác nhằm truyền tải ý tưởng của tác giả (đượcxác định bởi mục đích sử dụng, điều kiện sử dụng, quan điểm thâm mỹ) hoặc của đốitượng sử dụng TQH trước hết là một quá trình lựa chọn các đối tượng theo những quitắc, tiêu chí nhất định, sau đó mới là quá trình thé hiện (visualisation) Các nghiên cứu vềTQH tự động tập trung vào xác định cau trúc CSDL hướng đối tượng, các phương phápphân tích địa lí, các phương pháp đánh giá chất lượng bản đồ và quá trình TQH
Từ những van đề trên có thé đưa ra khái niệm về TQH bản đồ tự động như sau:
“Tổng quát hóa bản đô tự động là quá trình chọn lọc, biến đối và thé hiện bằng ngônngữ ban do các tập dit liệu địa lý dẫn xuất từ cơ sở dữ liệu chỉ tiết phù hợp với mục dich
sử dụng ”.
1.2.1.3 Một số dạng tổng quát hóa bản đồ
a Lựa chọn đối tượng và hiện tượng
Xuất phát từ mục đích, tỷ lệ và đặc điểm địa lí của từng khu vực mà chọn những đối
tượng đặc trưng của khu vực dé biểu diễn trên bản đồ Các đối tượng còn lại được xemnhư là thứ yếu có thê loại bỏ một phần hoặc loại bỏ hoàn toàn Đối với những bản đồ cónội dung tông hợp thì việc chọn lọc lấy bỏ trở thành vấn đề rất cơ bản Quá trình chọn lọcphải dựa trên cơ sở khoa học và khách quan Đề đảm bảo thống nhất khi lựa chọn đối
Trang 32tượng người ta đưa ra một khái niệm gọi là tiêu chuẩn lựa chọn (có thể là định tính hoặcđịnh lượng) Các tiêu chuẩn lựa chọn cũng có thé thay đổi trên các khu vực khác nhaucủa cùng một tờ ban đồ Có 2 phương pháp dé xác định tiêu chuẩn lựa chon:
+ Xác định kích thước tối thiểu của đối tượng có thể biểu diễn trên các bản đồ địa
các bước sau:
+ Đơn giản các chỉ tiết nhỏ của các đường viền
+ Phóng đại các yếu tố đường và yếu tố diện tích
+ Hợp nhất một vài đối tượng riêng lẻ thành một đối tượng
cy cy
[=
Ce LrÌ
Hình 1.1 Tổng quát hóa hình dạng hình học
c Tổng quát hóa đặc trưng số lượng
Thông qua việc chuyên các thang chia ở cấp bậc cao hơn xuống cấp bậc thấp hơntùy theo yêu cầu và mục đích thành lập bản đồ Tổng quát hóa thang chia cũng nhằmmục đích lược bỏ đi cấp bậc về số lượng không quan trọng
d Tổng quát hóa đặc trưng chất lượng
Thể hiện ở việc lập lại bang phân loại về chất lượng của đối tượng và hiện tượngđược biểu thị Trong quá trình này, một số cấp bậc thứ yếu có thể bị gộp ghép vào cấp
17
Trang 33bậc cao hơn hoặc có thé bị loại bỏ TQH đặc trưng chất lượng có thể được hình dungtheo 2 giai đoạn: Thứ nhất, thay thế hệ phân loại chi tiết bằng hệ phân loại tổng quát Thứhai, loại bỏ những bậc phân loại cấp thấp.
1.2.2 Ứng dụng công nghệ tự động tổng quát hóa bản đồ
1.2.2.1 Giới thiệu về phần mềm ArcGIS
ArcGIS là một phần mềm hệ thống thông tin địa lí của viện nghiên cứu hệ thốngmôi trường Hoa Kỳ (ESRI) AreGIS cung cấp các công cụ mạnh mẽ hỗ trợ xây dựng bản
đồ cũng như thực hiện phân tích không gian dé khai thác chuyên sâu dữ liệu, giúp timkiếm thông tin hữu ích, giải quyết những vấn đề bạn đang quan tâm Ngoài ra nền tảngcũng giúp bạn kết nối với các thành viên trong tổ chức hay cộng đồng người dùngArcGIS toàn cầu nhờ công nghệ Cloud cũng với kho ứng dụng tiện ich, dé dang cấu hình
dé sử dụng
ArcG IS ArcMap
Hình 1.2 Phần mềm ArcGIS 10.8Hiện nay, hãng phần mềm ESRI ra rất nhiều sản phẩm ArcGIS như ArcGIS
Desktop, ArcGIS Pro, ArcGIS online, ArcGIS Develop, Tuy nhiên, với kinh nghiệm
GIS của tác giả thì đề tai lựa chon ArcGIS Desktop phiên ban 10.8 dé thực hiện đề tai
Một số khả năng của ArcGIS trong hệ thống thông tin địa lí:
Phân tích không gian: Phân tích không gian là trái tim và linh hồn của nền tangArcGIS Nó giúp bạn tìm ra vị trí tối ưu cho doanh nghiệp, lập quy hoạch dé xây dựngcộng đồng văn minh hay hỗ trợ phân tích dé kịp thời đưa ra quyết định trong những tìnhhuống khan cấp
Hình anh và viễn thám: ArcGIS cung cấp tới bạn nền tang dé quan lý và trích xuấtthông tin hữu ích từ hình ảnh cũng như ảnh viễn thám Nó bảo gồm các công cụ xử lýảnh và quy trình dé thực hiện hiển thi, phân tích hay truy cập vào kho dit liệu ảnh
Trang 34Xây dựng bản đồ và hiển thi: Bản đồ giúp bạn tìm kiếm thông tin không gian hữuích để hỗ trợ bạn đưa ra quyết định tốt hơn từ đó đưa ra hành động phù hợp ArcGIScũng cung cấp tới bạn khả năng tạo, sử dụng và chia sẻ bản đồ trên mọi thiết bị, đa nền
tảng.
Dữ liệu GIS thời gian thực: Dữ liệu GIS theo thời gian thực giúp bạn theo dõi vỊ trí
và thông tin từ bat kỳ loại cảm biến hay thiết bị nao - giúp phản hồi và xử lý thông tinnhanh chóng, đảm bảo sự an toàn của thiết bị và nâng cao khả năng theo dõi hoạt động
với các loại tài sản đang hoạt động.
3D GIS: 3D GIS giúp đưa thé giới thực vào lưu trữ trong cơ sở dữ liệu và hiển thịtrực quan trên bản đồ Việc xây dung dit liệu 3D và trực quan hóa sẽ giúp bạn phân tích
và giải quyết van đề một cách tốt hơn
Thu thập và quan ly dit liệu: Với ArcGIS, bạn có thé dé dàng thu thập, quản lý, lưutrữ, truy cập và chia sẻ dữ liệu một cách hiệu quả và an toàn Bạn có thể tích hợp dữ liệu
từ các hệ thống lưu trữ khác trong hệ thống doanh nghiệp của mình với hệ thống GIS một
cách dễ dàng.
Các công cụ tổng quát hoá trong ArcGIS: công cụ tổng quát hóa tạo ra dữ liệu vớimức độ chi tiết và phức tạp thấp hơn cho việc phân tích và trình bay ở những tỷ lệ nhỏhơn hoặc cho những mục đích khác Những công cụ nay đơn giản hóa các chi tiết trongkhi vẫn giữ được những nét tiêu biểu, sự toàn vẹn của đữ liệu địa lí, đồng thời thỏa mãnnhững tính chất cơ bản của bản đồ Trong ArcToolbox của AreGIS, các công cụ tổngquát hóa được tô chức thành Generalization Toolset
+ Dissolve: Kết hợp các đối tượng có cùng thuộc tính lại thanh một đối tượng mới
Hình 1.3 Dissolve
+ Aggregate Polygons: Kết hợp những da giác trong một khoảng cách xác định
thành đa giác mới.
19
Trang 35là là
Hình 1.7 Simplify Polygon
+ Smooth Polygon: Làm trơn đối tượng dang vùng
Hình 1.8 Smooth Polygon
Trang 361.2.2.2 Giới thiệu ngôn ngữ lập trình Python
Python là một ngôn ngữ lập trình thông dịch do Guido Van Rossum tạo ra nam
1990 Day là ngôn ngữ lập trình với những điểm mạnh như dé đọc, dé nhớ, dé học Vớicấu trúc rõ ràng, thuận tiện nên thu hút khá nhiều người mong muốn học ngôn ngữ này
So với các ngôn ngữ khác, Python có cấu trúc cú pháp ít hơn Cấu trúc của Python chophép người sử dụng viết mã lệnh với số lần gõ phím ít nhất
Lịch sử phát triển của ngôn ngữ lập trình Python phát triển qua ba giai đoạn:
Giai đoạn 1: Là các bản phát hành Python 1x Giai đoạn này bat đầu từ năm 1990cho đến 2000 Năm 1990 đến 1995, Guido van Rossum làm việc tại trung tâm toán tin tạiAmsterdam, Hà Lan Do vậy, phiên bản Python đầu tiên đo trung tâm toán tin phát hành.Phiên bản cuối cùng tại CWI là Python đời 1.2
Năm 1995, ông chuyển sang CNRI (tập đoàn sáng kiến nghiên cứu quốc gia) ởReston, Virginia và nâng cấp đến Python 1.6, đây cũng là bản cuối cùng của ông tại đây
Sau đó ông rời CNRI và làm việc với các lập trình viên tự do chuyên viết phầnmềm thương mại Lúc đó ông nảy sinh ý tưởng kết hợp giữa Python với các phần mềmtuân theo GPL (giấy phép phần mềm tự do) Và chính CNRI và FSF (quỹ phần mềm tựdo) hợp tác để làm bản quyền này của ông Cũng trong năm này, ông được giải thưởng vì
sự phát triển phần mềm tự do của FSF trao tặng
Một thời gian sau phiên ban 16.1 ra đời tuân theo bản quyền GPL
Giai đoạn 2: Năm 2000, Guido van Rossum cùng nhóm phát triển đời đếnBeOpen.com dé thành lập team phát triển Python Và phiên ban 2.0 được phát triển tại
đây Sau đó Guido và các thành viên tham gia vào Digital Creations.
Sau đó phiên bản 2.1 ra đời dựa trên Python 1.6.1 và phiên bản 2.0 Từ thời điểmnày Python thuộc sở hữu của PSF- đây là một tô chức phi lợi nhuận
Giai đoạn 3: Phiên bản 3x không tương thích hoàn toàn với 2x nhưng lại có công
cụ hỗ trợ chuyên đổi từ phiên bản này sang phiên ban kia Nguyên tắc chủ đạo trong việcphát triển Python ở phiên bản 3X chính là hạn chế sự trùng lặp về chức năng của Python
Ở phiên bản 3X có những thay đổi trong cú pháp và bé sung thêm một số cú pháp mới
Trong lĩnh vực GIS ngày nay, phần lớn các phần mềm GIS hiện nay sử dụngPython làm ngôn ngữ Scripting và để xây dựng các Extension; các thư viện lập trình GISthường có Python bindings dé có thé dé dang sử dụng trên môi trường Python
Zl
Trang 371.2.2.3 Python trong ArcGIS
Nhận thấy được sự tiện dụng va tinh ứng dụng cực kỳ mạnh mẽ cua Python, Esri đãkhông ngừng phát triển và nâng cấp sản phẩm sao cho phù hợp với Python nhằm đáp ứngnhu cầu của người dùng Esri đã có tích hợp ArcPy (thay thế cho VBA từ phiên ban
ArcGIS 10).
ArcPy là một thư viện toàn điện và mạnh mẽ đề phân tích không gian, quản lý vàchuyền đổi dit liệu Arcpy hỗ trợ truy cập phân tích không gian trong ngành và các thuậttoán máy học không gian, đồng thời cho phép người dùng tạo và tự động hóa các quytrình công việc đơn giản hoặc phức tạp một cách dé dang ArcPy tao ra trải nghiệmPython phong phú trên nền tang ArcGIS, cung cấp tài liệu tham khảo và hoàn thành mã
cho từng chức năng, module và lớp.
ArcPy cung cấp các Module dùng dé hỗ trợ tốt quy trình làm việc tốt hơn khi sửdung Python trong ArcGIS, một số module nổi bật như:
+ Chart module: cho phép trực quan hóa va phân tích dữ liệu của minh dé giúp làm
rõ các mẫu dữ liệu, mối quan hệ và cấu trúc có thê không rõ ràng khi nhìn vào bảng hoặcbản đồ
+ Data Access module: là một module Python dé làm việc với dữ liệu, cho phépkiểm soát phiên chỉnh sửa, thao tác chỉnh sửa, các chức năng chuyền đổi bảng và lớp tính
nang,
+ Geocoding module: cho phép phân tích và thiết lập các thuộc tính của bộ định vị(vị trí, địa chỉ, tọa độ, địa điểm) và tự động hóa quy trình mã hóa địa lí
+ Spatial Analyst Module: cho phép phân tích dữ liệu raster và dữ liệu vector với
chức năng được cung cấp bởi tiện ích mở rộng Cung cấp các công cụ xử lý địa lí có sẵn
trong Spatial Analyst Toolbox.
1.2.2.4 Tự động hóa trong ArcGIS với Model Builder
Model Builder là chương trình ứng dụng của phần mềm ArcGIS, cho phép người
dùng tạo, quản lý và chia sẻ các quy trình xử lý dữ liệu địa lí dưới dạng các "Model" (mô
hình) Các model có thể được xây dựng bằng cách sử dụng các công cụ và chức năng cósẵn trong ArcGIS, và được tổ chức thành chuỗi các bước xử lý dia lí ArcGIS cung cấpcho người dùng một giao diện trực quan dé kéo và thả các thành phan của công cụ địa líArcGIS, chang hạn như các công cụ xử ly dit liệu và các lớp dữ liệu, và kết hợp chúng
Trang 38với nhau để tạo ra một chuỗi các thao tác xử lý dữ liệu, giúp tiết kiệm thời gian và giảmthiểu lỗi trong quá trình xử lý dữ liệu địa lí Công cụ này có tính linh hoạt cao, cho phépngười dùng thay đổi, sửa đổi và tùy chỉnh các thao tác xử ly dit liệu dé dàng dé tối ưu
hóa hiệu suat và đáp ứng nhu câu xử lý dữ liệu địa lí của họ.
Hình 1.9 Xây dựng kịch bản xử lý tự động với Model builder 1.2.2.5 Tự động hóa trong ArcGIS với Python
Tự động hóa với Python trong ArcGIS giúp tiết kiệm thời gian với các nhiệm vụ lặp
đi lặp lại, giảm thiểu lỗi và lặp lại phân tích của người dùng hiệu quả hơn Tạo ra cácluồng công việc từ đầu đến cuối bằng cách xâu chuỗi các mô hình và thuật toán khônggian lại với nhau thành một quy trình duy nhất
Dé có thé làm việc với Python thì ArcGIS cung cấp một môi trường phát triển tíchhop (Integrated development environment - IDE) cho Python, gọi là PythonWin, dé giúpngười dùng tạo ra các script và tương tac với ArcGIS Ngoài ra, người dùng cũng có thé
sử dụng các trình biên dịch Python chuyên nghiệp bên ngoài như PyCharm hoặc Visual Studio Code.
Visual Studio Code
Phan mém code PyCharm Phan mém code Visual Studio Code
Hình 1.10 Phan mềm code với ngôn ngữ Python phổ biếnNgười dùng có thé tạo ra các tập lệnh Python đơn giản trực tiếp trên phần mềmArcGIS dé thực hiện các tính toán địa lí đơn giản trong Tuy nhiên, việc thực hiện đến
23
Trang 39việc xây dung các công cụ phức tap và quản lý dit liệu lớn thì cần phải có các phần mềmcode chuyên nghiệp hơn như PyCharm, Visual Sutido Code đề xây dụng các công cụ độc
lập.
1.2.3 Căn cứ pháp lý có liên quan
Luật Đất đai năm 2013 của nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam;
Nghị định số 43/2014/NĐ-CP ngày 15 tháng 05 năm 2014 của Chính phủ về thihành Luật Dat dai;
Thông tư số 02/2015/TT-BTNMT, ngày 27/01/2015 của Bộ Tài nguyên và Môitrường quy định chi tiết một số điều của Nghị định số 43/2014/NĐ-CP và nghị định số
44/2014/NĐ-CP ngày 15 tháng 05 năm 2014 của Chính phủ;
Thông tư 25/2014/TT-BTNMT ngày 29/11/2013 của Bộ Tài nguyên và môi trường
về bản đồ địa chính;
Thông tư 27/2018/TT-BTNMT ngày 14/12/2018 của Bộ Tài nguyên và Môi trường
về quy định về thống kê, kiểm kê dat đai và lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất;
Thông tư số 13/2019/TT-BTNMT ngày 07 tháng 8 năm 2019 của Bộ trưởng Bộ Tàinguyên và Môi trường về việc ban hành Quy định Định mức kinh tế - kỹ thuật Thống kê,kiểm kê đất đai và lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất
1.3 Các nghiên cứu có liên quan trên thế giới và trong nước
Tình hình nghiên cứu về tổng quát hóa bản đồ tự động trên thế giới đang rất pháttriển và đa dạng Các nghiên cứu này liên quan đến việc phát triển các thuật toán và côngnghệ đề tự động tạo ra các bản đồ có độ chính xác và tính hiệu quả cao hơn
Các phương pháp tổng quát hóa ban đồ tự động thường sử dung dit liệu đa nguồn,bao gồm hình ảnh vệ tinh, dit liệu LiDAR, dữ liệu GPS và các ban đồ thủ công khác Cácthuật toán va công nghệ này thường được sử dụng để tạo ra các bản đồ địa lí, bản đồ địahình, bản d6 giao thông và các bản đồ khác liên quan đến các ứng dụng khác nhau
1.3.1 Một số công trình nghiên cứu trên thế giới
- Theo Dal Santo, 2010 Nghiên cứu “Digital cartographic generalization for
database of cadastral maps” (Téng quát hoat ban đồ số cho đữ liệu địa chính) Nghiêncứu tập trung vào việc sử dung kỹ thuật số dé tạo ra ban đồ chung từ các bản đồ chi tiếttrong cơ sở dữ liệu địa chính Các tác giả đã sử dụng phương pháp tổng quát hóa
Trang 40Cartographic (cartographic generalization) dé tạo ra bản đồ chung và đưa ra một phươngpháp tổng quan hóa kết hợp các kỹ thuật khác nhau dé đạt được kết quả tốt nhất.
Kết quả của nghiên cứu cho thấy rằng phương pháp tông quát hóa kết hợp các kỹthuật khác nhau có thé tạo ra bản đồ chung chính xác và hữu ích cho việc quản lý đất đai.Nghiên cứu cũng đưa ra một số khuyến nghị về việc sử dụng các phương pháp TQHtrong các ứng dụng đất đai khác
- Theo Dimo Dimov, Jesus Palomar, Luis A Ruiz (2014) Nghiên cứu “Automated
generalization of land-use data with GIS-based programming” (Tông quát quát tự động
dữ liệu sử dụng đất bằng phương pháp lập trình trên GIS) Day là một nghiên cứu quantrong trong lĩnh vực GIS và sử dụng đất, nghiên cứu đưa ra một phương pháp tiên tiến déTQH dữ liệu sử dụng đất bằng cách sử dụng lập trình ArcObjects trên ArcGIS
Nghiên cứu này đã sử dụng một số phương pháp khác nhau dé TQH dữ liệu, baogồm việc sử dụng các thuật toán hoc máy dé xác định các mô hình và xu hướng trong ditliệu, sau đó sử dụng các công cụ lập trình để đơn giản hóa và TQH đữ liệu
Kết quả của nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng các công cụ lập trình dựa trênGIS có thé giúp tao ra các phiên bản bản đồ tỷ lệ khác nhau từ ban đồ gốc của các bản đồ
sử dụng đất một cách nhanh chóng và hiệu quả Nghiên cứu cũng đề xuất một số hướng
25