Trần Viết Khanh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 69(7): 95 - 102 95 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÍ (GIS) XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU MẠNG LƢỚI CÁC TRƢỜNG THPT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN Trần Viết Khanh 1* , Lê Minh Hải 2 1 Đại học Thái Nguyên, 2 Trường THPT Khánh Hoà, Thái Nguyên TÓM TẮT Hiện nay, GIS đã trở thành công cụ cần thiết trong phân tích địa lý, nó cho phép lưu trữ, truy cập và xử lý thông tin trong nhiều lĩnh vực KT-XH. Tuy nhiên, những ứng dụng GIS trong công tác quản lí, phân tích mạng lưới các trường học còn chưa được quan tâm đúng mức. Bài báo giới thiệu giải pháp sử dụng công nghệ GIS xây dựng và quản lý dữ liệu cho các trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên và khuyến nghị giải quyết các vấn đề trong giáo dục nhằm hỗ trợ cho các nhà quản lí đưa ra những quyết định đúng đắn, đồng thời góp phần tìm ra các giải pháp hiệu quả, nâng cao chất lượng trong quản lí các trường học trên địa bàn. Từ khoá: Địa lý, Thông tin địa lý, Hệ thống, Trường học, Ứng dụng. ĐẶT VẤN ĐỀ Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) là một nhánh của Công nghệ thông tin, được hình thành vào những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất rộng rãi trong những năm gần đây. GIS ngày nay là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân… đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các hiện tượng tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các số liệu được gắn với thuộc tính không gian (bản đồ) trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu đầu vào. Tại Việt Nam công nghệ GIS đã được ứng dụng trong khá nhiều ngành như quy hoạch nông lâm nghiệp, quản lý rừng, địa chất, đo đạc bản đồ, địa chính, giao thông và quản lý đô thị. Tuy nhiên các ứng dụng có hiệu quả nhất mới chỉ dừng lại ở các lĩnh vực lưu trữ, in ấn các tư liệu bản đồ bằng công nghệ GIS. Các ứng dụng GIS thuộc lĩnh vực quản lý, điều hành, trợ giúp quyết định còn đang ở giai đoạn khởi đầu, cần nhiều thời gian và kinh phí để hoàn thiện. Tel:0912187118 Bộ GD&ĐT đã triển khai dự án xây dựng hệ thống EMIS ở Việt Nam do các chuyên gia tư vấn UNESCO thực hiện. Dự án này đã xác định việc xây dựng hệ thống bản đồ quản lý giáo dục bằng hệ thống GIS là một ưu tiên chủ chốt để hỗ trợ phân tích và trình bày hình ảnh những thông tin về các vùng địa lý trong hệ thống giáo dục. Thái Nguyên là một trung tâm đào tạo lớn, tập trung nhiều trường học với nhiều cấp học khác nhau. Hiện nay việc xây dựng hệ thống bản đồ mới chỉ dừng lại ở bước giới thiệu không gian phân bố, phục vụ cho việc xác định vị trí địa lí trường học. Công tác thống kê báo cáo của các đơn vị trường học chủ yếu thực hiện thông qua các bảng biểu, thiếu các công cụ hiển thị trực quan có tính đối chiếu, so sánh. Đặc biệt, việc đáp ứng thông tin của các nhà trường chưa theo kịp với nhu cầu tìm hiểu ngày càng cao của phụ huynh, học sinh và xã hội. Với mục đích giới thiệu và bước đầu xây dựng cơ sở dữ liệu GIS mạng lưới các trường học, từ đó giải quyết một số bài toàn tối ưu trong công tác giáo dục, chúng tôi tiến hành nghiên cứu mô hình và ứng dụng GIS để phân tích đánh giá các trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢOLUẬN Mục tiêu và phƣơng pháp nghiên cứu Mục tiêu của việc xây dựng GIS các trường THPT: Xây dựng các lớp bản đồ không gian Trần Viết Khanh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 69(7): 95 - 102 96 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vị trí các điểm đặt trường học (điểm trường); cập nhật dữ liệu thuộc tính cho các điểm trường (trên cơ sở các số liệu báo cáo thống kê hàng năm); xây dựng các bản đồ phân tích hiện trạng, chất lượng, giải quyết một số bài toán tối ưu trong công tác quy hoạch mạng lưới điểm trường. Phương pháp nghiên cứu chủ yếu: Ứng dụng các công cụ biên tập và phân tích của phần mềm MapInfo nhằm phát triển dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính các trường THPT tỉnh Thái Nguyên. Kết quả nghiên cứu 2.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS các trường THPT Để đánh giá mạng lưới các trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, chúng tôi tiến hành xây dựngcơ sở dữ liệu như sau: + Dữ liệu không gian bao gồm: (Bảng1). + Dữ liệu thuộc tính bao gồm: (Bảng 2). Các trường dữ liệu thuộc tính (Columns Data) cập nhật theo yêu cầu dữ liệu thống kê EMIS. Một số thông tin thuộc tính cho một điểm trường: Bảng 1. Dữ liệu không gian Các lớp dữ liệu không gian Tên file MapInfo (*.TAB) Ranh giới hành chính các cấp: TN_Tinh.TAB; TN_Huyen.TAB; TN_Xa.TAB Giao thông TN_Giaothong.TAB Thuỷ văn TN_Thuyvan.TAB Địa hình TN_Diahinh.TAB Trung tâm UB Huyện, Xã TN_Ubhuyen.TAB; TN_UBXa.TAB Các khu dân cư đô thị, nông thôn TN_Khudancu.TAB Dữ liệu điểm trƣờng Các lớp dữ liệu không gian Tên file MapInfo (*.TAB) Trường THPT đã xây dựng TN_THPT.TAB Trường THPT quy hoạch TN_THPT_qh.TAB Bảng 2. Dữ liệu thuộc tính Tên Columns thuộc tính Diễn giải thuộc tính Thông tin chung Ma_dv Mã đơn vị (ID) do Sở GD&ĐT quy định Dia_chi Địa chỉ trường Ten_HT Tên Hiệu trưởng Phone Điện thoại Fax Số fax Email Địa chỉ email Web Địa chỉ website Dtruong Điểm trường (đối với các trường có phân chia điểm trường) Lhinh Loại hình trường Công lập; Bán công; Dân lập; Tư thục Ltruong Loại trường: Trường công lập; Trường chuyên; Trường DT nội trú… Thông tin quản lí lớp học LopCB Lớp học theo CT cơ bản LopTN Lớp học theo chương trình ban tự nhiên LopXH Lớp học theo chương trình ban xã hội Ch_Van Lớp chuyên Văn Thông tin quản lí học sinh HS10_Nam Số HS nam lớp 10 HS10_Nu Số HS nữ lớp 10 HS10_Dtoc Số HS dân tộc lớp 10 Thông tin quản lí giáo viên GVTong Tổng số GV Gvnu Tổng số GV nữ Gvnu_dtoc Số GV nữ dân tộc GVdv Số GV là đảng viên Gvdvnu Số GV là đảng viên nữ Thông tin quản lí cơ sở vật chất Ph_vanhoa Số phòng học văn hoá Ph_bomon Số phòng học bộ môn Ph_tam Số phòng học tạm Ph_kienco Số phòng học kiên cố Trần Viết Khanh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 69(7): 95 - 102 97 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Thông tin quản lí chất lượng giáo dục HS10_Gioi Số HS giỏi lớp 10. HS10_Kha Số HS khá lớp 10. HS10_HKTot Số HS kạnh kiểm Tốt lớp 10 HS10_HKKh Số HS hạnh kiểm Khá lớp 10 HS10_Luuban Số HS lưu ban lớp 10 ……………… Phân tích kết quả giáo dục của các trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên Trên cơ sở các công cụ phân tích và biên tập bản đồ của phần mềm MapInfo, chúng tôi tiến hành đánh giá 2 tiêu chí là hạnh kiểm và học lực của học sinh các trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. Để thực hiện việc đánh giá, chúng tôi tiến hành nhập số liệu thuộc tính cho các điểm trường của lớp thông tin TN_THPT. Số liệu được nhập bằng bàn phím theo các record (hàng) và field (cột) cho từng trường THPT. Đây là các số liệu được thống kê, phân tích từ kết quả tổng hợp theo năm học 2008 – 2009 của các trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. Sau khi nhập xong số liệu dùng lệnh Browse Table để kiểm tra CSDL hạnh kiểm (HK) và học lực (HL). Kết quả nhập số liệu được minh hoạ trên hình 1. Hình 1. CSDL thông tin của các trường THPT Tại cửa sổ biên tập bản đồ: Dùng lệnh từ menu Map: Creat Thematic Map (hoặc ấn F9), chọn kiểu thể hiện Type: Pie Charts. Trần Viết Khanh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 69(7): 95 - 102 98 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Chọn trường CSDL (Columns) từ lớp điểm trường: TN_THPT.Tab Hiệu chỉnh các thông số định dạng biểu đồ Hình 2. Các bước biên tập bản đồ chuyên đề bằng MapInfo Sau khi nhập số liệu và thực hiện các thao tác thành lập bản đồ chuyên đề, kết quả đánh giá được thể hiện trên hình 3 và hình 4 như sau: Hình 3. Bản đồ kết quả phân tích xếp loại hạnh kiểm học sinh các trường THPT Tỉnh Thái Nguyên năm học 2008-2009 (%) Trần Viết Khanh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 69(7): 95 - 102 99 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 4. Bản đồ kết quả phân tích xếp loại học lực học sinh các trường THPT tỉnh Thái Nguyên năm học 2008-2009 (%) Qua phân tích bản đồ ở hình 3 và hình 4, có thể so sánh kết quả tỷ lệ xếp loại hạnh kiểm và học lực của các trường có sự khác biệt giữa các nhóm trường THPT ở các khu vực: Nhóm trường ở khu vực thành thị (địa bàn TP Thái Nguyên và TX Sông Công) có tỷ lệ học sinh xếp loại hạnh kiểm Tốt và học lực Khá, Giỏi cao hơn so với nhóm trường ở khu vực Trần Viết Khanh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 69(7): 95 - 102 100 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn các huyện, khu vực vùng cao. Sự khác biệt còn thể hiện giữa các trường công lập với các trường trước đây là trường bán dân lập, bán công (Lương Thế Vinh, Lê Quý Đôn); giữa các trường đạt chuẩn quốc gia (Lương Ngọc Quyến, Chu Văn An, Gang Thép, Sông Công) với các trường chưa đạt chuẩn. Trên cơ sở các dữ liệu khác về hệ thống các trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, bằng cách làm tương tự chúng tôi có thể phân tích và so sánh các yếu tố sau: - Hiện trạng số lớp học, ban học. - Hiện trạng số học sinh/lớp học, phòng học; Số học sinh/giáo viên. - Hiện trạng số HS dân tộc thiểu số/tổng số HS. - Hiện trạng giáo viên: quản lí và điều chuyển giáo viên, phân tích chất lượng giáo viên. Hƣớng phát triển ứng dụng GIS các trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên * Nghiên cứu mạng lưới phân bố điểm trường: Ứng dụng GIS để biên tập các bản đồ nhằm sử dụng giải đáp các câu hỏi: Khoảng cách giữa các điểm trường bao xa? Điểm trường ở khu vực tập trung đông dân cư hay không? Điểm trường đặt gần đường giao thông hay không? Đặc điểm địa hình và thuỷ văn tại điểm trường? Khoanh vùng tuyển sinh của trường? Số lượng tuyển sinh đầu vào trong vùng tuyển sinh? Dự báo chất lượng đầu vào của điểm trường? Dự báo quy mô trường lớp trong thời gian tương lai? Các phân tích đó là cơ sở tham khảo và góp phần cung cấp thông tin để nhà quản lí quyết định lựa chọn địa điểm xây dựng điểm trường cũng như xác định được tính hợp lý của sự phân bố mạng lưới trường học cho từng địa phương cụ thể. * Ứng dụng GIS trong công tác thi tốt nghiệp và tuyển sinh: Trong vài năm gần đây, việc tổ chức thi tốt nghiệp cho học sinh THPT được tiến hành theo cụm thi. Tuy nhiên, việc xác định cụm thi mới chỉ mang tính chất lựa chọn định tính do đó trong quá trình triển khai đã nảy sinh nhiều bất cập, gây khó khăn cho giáo viên, học sinh khi tham gia thi. Ngoài ra nếu cụm thi sắp xếp không hợp lý còn gây khó khăn cho phụ huynh và gia đình trong việc đưa đón, phục vụ thí sinh. Dựa trên CSDL, phân tích các thông tin liên quan tới thi tốt nghiệp và tuyển sinh, GIS có thể giải quyết bài toán tối ưu theo các tiêu chí sau: - Tính số học sinh dự thi theo điểm trường. - Tính số học sinh dự thi liên trường, cụm trường. Lựa chọn phương án ghép tối ưu các trường thành từng cụm thi . - Khoanh vùng thí sinh, tính cự ly tối đa học sinh phải đi đến điểm thi cũng như tính toán tới công tác an toàn và các dịch vụ phục vụ kỳ thi. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trên cơ sở kết quả xây dựng và nghiên cứu ứng dụng GIS mạng lưới các trường THPT địa bàn tỉnh Thái Nguyên, có thể khẳng định việc ứng dụng GIS là công cụ hiệu quả trong quản lí, phân tích và ra quyết định. Chính vì vậy, việc quan tâm xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ yêu cầu thực tế trong trường học là hết sức cần thiết, Theo chúng tôi, trong thời gian tới hướng phát triển GIS trong quản lý trường học là tiếp tục xây dựng các lớp bản đồ chuyên đề; cập nhật CSDL thuộc tính cho các cơ sở giáo dục thuộc các cấp học; trên cơ sở phát triển kết hợp với các ứng dụng web (công nghệ WebGIS) và mạng internet nhằm cung cấp thông tin đáp ứng nhu cầu của phụ huynh, học sinh và của toàn xã hội về giáo dục đào tạo; phát triển các sản phẩm phần mềm GIS ứng dụng phù hợp với đặc thù của từng địa phương. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Đức Bình (2003), Xây dựng bản đồ số hoá với MapInfo 6.0, Đại học Nông lâm TP. Hồ Chí Minh. [2]. Nguyễn Đức Bình (2006), Hướng dẫn sử dụng MapInfo Professional 7.5, Đại học Nông lâm TP. Hồ Chí Minh. [3]. Huỳnh Thị Minh Hằng, Nguyễn Hoàng Anh (2006), “Ứng dụng geoinfomatics trong công tác quản lí lưu vực sông Sài Gòn-Đồng Nai-một số kết quả đánh giá ban đầu” Tạp chí Phát triển KH&CN, tập 9. TP. Hồ Chí Minh. [4]. Trần Viết Khanh (2008), Ứng dụng tin học trong nghiên cứu và dạy học địa lí, NxbGiáo dục, Hà Nội. Trần Viết Khanh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 69(7): 95 - 102 101 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn [5]. Huỳnh Lê Khoa (2005), Liên kết mô hình, hệ thông tin địa lí và cơ sở dữ liệu để ứng dụng trong công tác quản lí tài nguyên nước dưới đất, Sở Tài Nguyên và Môi trường TP Hồ Chí Minh. [6]. Vũ Tự Lập (2004), Sự phát triển của khoa học địa lí trong thế kỷ XX, Nxb Giáo dục. Hà Nội. [7]. Lê Văn Trung, ThS. Nguyễn Văn Hiệp (2009), Ứng dụng hệ thống thông tin địa lí (GIS) trong phân tích thông tin thị trường, Đặc san Viễn thám và Địa tin học, Trung tâm Viễn thám quốc gia, Bộ Tài Nguyên và Môi trường. [8]. Nguyễn Cao Tùng (2007), Ứng dụng GIS để xây dựng hệ thống bản đồ mạng lưới trường học , Báo cáo tư vấn thông tin SREM - Dự án PEDC Việt Nam. [9]. Sở Giáo dục và đào tạo Thái Nguyên, Báo cáo tổng kết và phương hướng nhiệm vụ các năm học 2005-2009, Quy hoạch mạng lưới các trường học giai đoạn 2005-2010, Thái Nguyên. [10]. Steven J.Hite (2008), School Mapping and GIS in Education Micro – Planning, http://www.iiep.unesco.org/fileadmin/user_upload / /StevenHite.pdf. [11]. YokoMakino, Seisuke Watanabe (2002), The application of GIS to the school mapping in Bangkok, http://www.gisdevelopment.net/application. [12]. GIS Development Pvt. Ltd. GIS Development paper (Vol 2007-2009), India. Trần Viết Khanh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 69(7): 95 - 102 102 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn SUMMARY APPLICATION OF THE GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM IN DESIGNING AND MANAGING DATABASE OF THE HIGH SCHOOL NETWORK IN THAI NGUYEN PROVINCE Tran Viet Khanh 1 , Le Minh Hai 2 1 Thai Nguyen University, 2 Khanh Hoa High scool, Thai Nguyen Nowaday, GIS has been built with the ability to store, access, processing, analysis information. It is needed to implement the decisions in many areas of public service. However, the application of GIS in management decisions, analyze the network of schools still limited. This paper introduces measures to build the GIS system for high schools in Thai Nguyen province and recommendations GIS contribute to addressing the analysis in education, thereby supporting the management of education make decisions. Hopefully, the contents of the article will contribute to effective solutions in the application of GIS technology in improving the quality of management schools in the province. Key words: Geography, Information, System, School, Application. Tel: 0912187118 . 2.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS các trường THPT Để đánh giá mạng lưới các trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, chúng tôi tiến hành xây dựngcơ sở dữ liệu như sau: + Dữ liệu không gian. thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các số liệu được gắn với thuộc tính không gian (bản đồ) trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu đầu vào. Tại Việt Nam công nghệ GIS đã được ứng dụng. pháp sử dụng công nghệ GIS xây dựng và quản lý dữ liệu cho các trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên và khuyến nghị giải quyết các vấn đề trong giáo dục nhằm hỗ trợ cho các nhà quản lí