ứng dụng gis trong quản lý csdl giáo dục quận hoàng mai - hà nội luận văn ths. bản đồ viễn thám và hệ thông tin địa lý

Hệ thông tin địa lý có mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý.] Hoặc một định nghĩa khác mang tính giải thích: [Hệ thông tin địa lý là tổ hợp củ

0

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Phí Thúy Nga

ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ CSDL GIÁO DỤC QUẬN

HOÀNG MAI – HÀ NỘI

Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám và hệ thông tin địa lý

Mã sô: 60440214 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2013

1

LỜI CẢM ƠN

Để có được kết quả này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến

PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch, Trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội, đã tận

tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Em xin chân thành cám ơn Phòng GD-ĐT Quận Hoàng Mai đã tạo mọi điều

kiện thuận lợi và giúp đỡ để em có thể hoàn thành luận văn

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Địa lý – Trườngg Đại học Khoa học Tự nhiên đã nhiệt tình giảng dạy và tạo mọi điều kiện

giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và làm luận văn

Do thời gian và trình độ còn hạn chế nên luận văn của em không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để luận văn cũng như kién thức chuyên môn của em có thể hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 11 năm 2013

Học viên thực hiện

Phí Thúy Nga

2

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 8

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 6

1 Lý do chọn đề tài 11

2 Mục đích của đề tài 12

3 Phạm vi đề tài 12

4 Phương pháp nghiên cứu 13

4.1 Phương pháp điều tra- khảo sát thực địa: 13

4.2 Phương pháp GIS: 13

5 Cấu trúc luận văn 14

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ GIS VÀ CHUẨN CƠ SỞ DỮ LIỆU 15

1.1 Tổng quan về GIS 15

1.1.1 Giới thiệu chung về GIS 15

1.1.1.2 Các thành phần của GIS 15

1.1.1.3 Các chức năng của GIS 16

1.1.1.4 Một số ứng dụng của GIS 18

1.1.2 Cơ sở dữ liệu trong GIS 20

1.1.2.1 Các khái niệm 20

1.1.2.2 Cấu trúc dữ liệu trong CSDL GIS 20

1.1.2.3 Các khuôn dạng dữ liệu 22

1.1.2.4 Các kiểu đối tượng không gian 25

1.2.2.5 Toạ độ không gian trong GIS 27

1.2 Chuẩn CSDL quốc gia trong GIS 29

1.2.1 Khái niệm chuẩn CSDL 29

1.2.2 Thực trạng xây dựng chuẩn CSDL GIS trên thế giới và xu hướng xây dựng 29

1.2.2.1 Hiện trạng chuẩn hoá dữ liệu GIS trên thế giới 29

1.2.2.2 Xu hướng xây dựng chuẩn CSDL GIS trên thế giới 30

1.2.3.1 Thực trạng xây dựng CSDL GIS ở Việt Nam 31

3

1.2.3.2 Nhu cầu chuẩn hoá CSDL GIS ở Việt Nam 32

1.2.3.3 Xu hướng chuẩn hoá CSDL GIS ở Việt Nam 33

CHƯƠNG 2:XÂY DỰNG CSDL GIS NGÀNH GD-ĐT QUẬN HUYỆN 35

2.1 Tổng quan về các cấp học giáo dục Việt Nam 35

2.1.1 Giáo dục cấp nhà nhà trẻ - mẫu giáo 35

2.2.2 Giáo dục cơ bản 35

2.2.2.1 Cấp tiểu học 35

2.2.2.2 Cấp trung học cơ sở 35

2.2.2.3 Cấp trung học phổ thông 36

2.2.3.1 Trung tâm GDTX 36

2.2.3.2 Trung học phổ thông chuyên, năng khiếu 36

2.2.3.3 Trường Phổ thông dân tộc nội trú 37

2.2.3.4 Trường giáo dưỡng 37

2.2.3.1 Dự bị đại học 37

2.2.3.4 Trung cấp, dạy nghề 38

2.2.3.5 Cao đẳng 38

2.2.4.1 Cao học 38

2.2.4.2 Nghiên cứu sinh 39

2.2 Thực trạng và nhu cầu quản lý, khai thác thông tin ngành GD-ĐT nói chung và cấp quận, huyện nói riêng: 39

2.2.1 Một số quy định trách nhiệm quản lý nhà nước về GD-ĐT 39

2.2.2 Thực trạng quản lý và khai thác thông tin ngành GD nói chung và cấp quận (huyện) nói riêng 40

2.2.2.1 Thực trạng quản lý và khai thác thông tin 40

2.2.2.2 Nhu cầu quản lý và khai thác thông tin 40

2.3 Khả năng và mục tiêu ứng dụng GIS trong quản lý giáo dục 40

2.3.1 Khả năng ứng dụng của GIS trong quản lý giáo dục 40

2.3.2 Mục tiêu ứng dụng GIS trong ngành giáo dục 41

2.4 Xây dựng CSDL GIS ngành GD-ĐT cấp quận huyện 41

4

2.4.1 Mục tiêu 41

2.4.2 Phạm vi thực hiện 41

2.4.3 Nguyên tắc xây dựng 41

2.4.4 Xây dựng CSDL không gian 42

2.4.4.1 Các yếu tố cơ sở toán học: 42

2.4.4.2 Các lớp thông tin không gian thể hiện trên bản đồ 42

2.4.5 Xây dựng CSDL phi không gian ngành giáo dục quận huyện 53

2.4.5.1 Quản lý về giáo viên 53

2.4.5.2 Quản lý cơ sở vật chất 55

2.4.5.3 Khối Mầm non 55

2.4.5.4 Khối Tiểu học 57

2.4.5.5 Khối THCS 61

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM GIS TRONG QUẢN LÝ NGÀNH GD-ĐT QUẬN HOÀNG MAI 65

3.1 Ứng dụng phần mềm GIS trong quản lý ngành GD-ĐT quận Hoàng Mai 65

3.1.1 Mục tiêu 65

3.1.2 Quá trình xây dựng 65

3.1.2.1 Khảo sát thực tế 65

3.1.2.2 Thu thập bản đồ nền và dữ liệu 66

3.1.2.3 Lựa chọn phần mềm ứng dụng 68

3.1.2.4 Chuyển đổi định dạng bản đồ và biên tập 73

3.1.2.5 Xây dựng CSDL ngành giáo dục quận Hoàng Mai 73

3.1.2.6 Hoàn thiện dữ liệu 76

3.2 Khai thác hệ thống quản lý giáo dục quận Hoàng Mai trên ArcGIS Desktop 76

3.2.1 Tìm kiếm vị trí trường học trên bản đồ 76

3.2.2 Tra cứu thông tin về các trường 80

3.2.3 Phân tích, thống kê, đánh giá thông tin để hỗ trợ việc quản lý 82

3.2.4 Phân tích không gian, hỗ trợ lập kế hoạch 83

3.2.4.1 Địa bàn nghiên cứu: 83

5

3.2.4.2 Tiêu chuẩn xây trường mầm non 85

3.3 Đề xuất hướng phát triển 94

KẾT LUẬN 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

6

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Bảng danh mục các đối tượng 42

Bảng 2.2: Bảng thuộc tính lớp Diagioi 44

Bảng 2.3: Bảng thuộc tính lớp Diahinh 45

Bảng 2.4: Bảng thuộc tính lớp Giaothong 46

Bảng 2.5: Bảng thuộc tính lớp Thuyvan 48

Bảng 2.6: Bảng thuộc tính lớp Thucvat 49

Bảng 2.7: Bảng thuộc tính lớp Hatang_Dancu 50

Bảng 2.8: Bảng Giaovien 51

Bảng 2.9: Bảng GV_trinhdo 52

Bảng 2.10: Bảng GV_chuyemon 52

Bảng 2.11: Bảng mô tả mối quan hệ 53

Bảng 2.12: Bảng CSVC 54

Bảng 2.13: Bảng Mamnon 54

Bảng 2.14: Bảng Tonghop_MN 54

Bảng 2.15: Bảng Thongke_MN 55

Bảng 2.16: Mô tả quan hệ các bảng 55

Bảng 2.17: Bảng Tieuhoc 56

Bảng 2.18: Bảng TH_tonghop 57

Bảng 2.19: Bảng TH_thongke 57

Bảng 2.20: Bảng chi tiết các trường tiểu học 58

Bảng 2.21: Bảng mô tả quan hệ 59

Bảng 2.22: Bảng THCS 60

7

Bảng 2.23: Bảng THCS_tonghop 60

Bảng 2.24: Bảng THCS_thongke 61

Bảng 2.25: Bảng chi tiết các trường THCS 61

Bảng 2.26: Bảng mô tả quan hệ……… 62

Bảng 3.1: Bảng các mã đất không phù hợp cho việc xây dựng trường mầm non mới 87

Bảng 3.2: Bảng các mã đất phù hợp cho việc xây dựng trường mầm non mới 91

8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Các thành phần của GIS 15

Hình 1.2: Minh hoạ cơ sở dữ liệu thuộc tính 20

Hình 1.3: Minh hoạ cơ sở dữ liệu không gian 21

Hình 1.4: Dữ liệu dạng Raster 22

Hình 1.5: Dữ liệu dạng Vector 23

Hình 1.6: Sự chuyển đổi dữ liệu giữa Raster và Vector 23

Hình 1.7: Sự khác biệt giữa vector và raster ở dạng đường 25

Hình 1.8: Đối tượng vùng ở dạng vector và rastor 26

Hình 2.1: Các lớp đối tượng không gian trên bản đồ 42

Hình 2.2: Chi tiết quan hệ các bảng về cán bộ giáo viên 53

Hình 2.3: Chi tiết quan hệ các bảng về mầm non 56

Hình 2.4: Chi tiết quan hệ các bảng về tiểu học 59

Hình 2.5: Chi tiết quan hệ các bảng về THCS 63

Hình 3.1: Bản đồ khu vực nghiên cứu quận Hoàng Mai – Hà Nội 66

Hình 3.2: Cấu trúc bộ sản phẩm ArcGISS 68

Hình 3.3: Mô tả cấu trúc Geodatabase 71

Hình 3.4: Minh hoạ một FeatureDataset 72

Hình 3.5: Một số bảng thuộc tính về giáo dục 73

Hình 3.6: Một số RelationShip Class 73

Hình 3.7: Nhập dữ liẹu cho bảng Giaovien 74

Hình 3.8: Nhập dữ liẹu cho bảng THCS 74

9

Hình 3.9: Giao diện bản đồ trong ArcMap 75

Hình 3.10: Tìm kiếm theo vị trí 77

Hình 3.11: Tìm kiếm theo thuộc tính 78

Hình 3.12:Minh hoạ kết quả tìm kiếm 78

Hình 3.13:Tìm kiếm theo từ khoá 79

Hình 3.14: Xem thông tin cơ bản về các trường 80

Hình 3.15: Tra cứu thông tin từ bảng thuộc tính 80

Hình 3.16: Biểu đồ tổng số học sinh cấp 2 trên địa bàn quận 81

Hình 3.17: Biểu đồ tổng số học sinh lớp 1 các trường tiểu học trên địa bàn quận 81

Hình 3.18: Bản đồ hành chính khu vực phường Định Công – quận Hoàng Mai 83

Hình 3.19: Sơ đồ quá trình thực hiện 85

Hình 3.20: Tạo vùng đệm giao thông và trường mầm non đã được xây dựng tại địa bàn phường 86

Hình 3.21: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực phường Định Công – quận Hoàng Mai 88

Hình 3.22: Bản đồ khu vực không thích hợp xây dựng trường tại phường Định Công – quận Hoàng Mai 90

Hình 3.23: Bản đồ vị trí thích hợp xây dựng trường mầm non tại phường Định Công – quận Hoàng Mai 92

Ở nước ta, GIS cũng đã được ứng dụng khá sớm, từ cuối những năm 80 và đang dần khẳng định vai trò của mình trong hầu hết các ngành Cùng với những nỗ lực của Đảng và Nhà nước trong thực thi nhiều chương trình phát triển kinh tế xã hội, những đòi hỏi về cung cấp thông tin địa lý cũng ngày một lớn Nhiều hệ thống GIS đã được xây dựng và khai thác từ trung ương đến các địa phương tỉnh, huyện Theo Bộ Kế hoạch đầu tư, ngân sách nhà nước dành cho những hoạt động liên quan đến thông tin địa lý hàng năm là từ 400 đến 600 tỷ đồng Sự phát triển này là đúng quy luật, sự quan tâm mà nhà nước, lãnh đạo các Bộ ngành và địa phương dành cho hoạt động về thông tin địa lý là hoàn toàn đúng đắn

Giáo dục đào tạo hiện là một trong những ngành có vị trí quan trọng trong việc thúc đẩy sự tiến bộ của đất nước Giáo dục là nền tảng cho việc nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, phục vụ cho sự nghiệ xây dựng, phát triển kinh tế – xã hội của đất nước Xác định vai trò, tầm quan trọng của giáo dục đào

12

tạo, Đảng và Nhà nước coi phát triển giáo dục đào tạo là quốc sách hàng đầu, là nền tảng và động lực thúc đẩy công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, tiến tới hội nhập quốc tế Để thực hiện được nhiệm vụ lớn lao này, ngành giáo dục cần phải được đầu

tư phát triển một cách xứng đáng Muốn vậy việc quản lý trong ngành giáo dục phải được hỗ trợ tối đa, bằng những công nghệ mới để có thể đem lại hiệu quả cao nhất trong chất lượng đào tạo, giảng dạy

Trong những năm vừa qua, Nhà nước ta đã xúc tiến các dự án lớn về công nghệ thông tin nhằm mục tiêu đẩy nhanh tốc độ phát triển và ứng dụng công nghệ thông tin trong tất cả các lĩnh vực Tuy nhiên những kết quả mang lại rất hạn chế, nhiều thất bại Ban chỉ đạo quốc gia về công nghệ thông tin thành lập vào cuối những năm 90 bị giải tán vào năm 2000 Nỗ lực mới của Chính phủ thực hiện Dự án

112 xây dựng “Chính phủ điện tử” cũng bị xoá bỏ sau 5 năm thực hiện vì không đạt được mục tiêu đề ra, chậm về tiến độ, yếu về hiệu quả và lãng phí đầu tư Một trong những nguyên nhân của việc thất bại là do chưa có sự đồng bộ và hoàn chỉnh trong việc ứng dụng phần mềm quản lý, trong tư duy và quan niệm về hệ thống cơ sở dữ liệu

Với những lý do trên đây, luận văn tốt nghiệp được lựa chọn với đề tài:

“Ứng dụng GIS trong quản lý CSDL giáo dục quận Hoàng Mai – Hà Nội”

2 Mục tiêu của đề tài

 Hệ thống hoá về cơ sở khoa học của chuẩn CSDL, bước đầu xây dựng

mô hình CSDL GIS cho ngành GD-ĐT cấp quận (huyện) phù hợp với chuẩn CSDL quốc gia

 Ứng dụng phần mềm GIS và CSDL đã xây dựng trong quản lý ngành giáo dục quận Hoàng Mai

3 Phạm vi đề tài

 Phạm vi về nội dung khoa học: quy mô thực hiện sẽ chỉ giới hạn trong việc xây dựng hệ thống CSDL GIS ngành giáo dục cấp quận (huyện), đồng thời ứng dụng phần mềm ArcGIS trong quản lý và khai thác sử dụng

13

 Phạm vi về không gian: khu vực quận Hoàng Mai, TP Hà Nội, trên mảnh bản đồ tỉ lệ 1: 5000

4 Phương pháp nghiên cứu

4.1 Phương pháp điều tra- khảo sát thực địa:

Tiến hành điều tra, khảo sát khu vực nghiên cứu, thu thập các tài liệu, sử dụng phương pháp xử lý tư liệu thứ cấp để góp phần xây dựng các lớp thông tin Đây được xem là phương pháp cơ bản và đầu tiên trong xây dựng cơ sở dữ liệu

4.2 Phương pháp GIS:

Là phương pháp chủ yếu được sử dụng trong đề tài, từ việc xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu, trình bày, hỏi đáp đến truy xuất dữ liệu ArcGIS là phần mềm ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý của Viện nghiên cứu hệ thống môi trường (ESRI) Do vậy ArcGIS được thiết kế là một bộ tích hợp các sản phẩm mềm với mục tiêu xây dựng một hệ thống thông tin địa lý hoàn chỉnh Hệ thống này cóthể thực hiện các chức năng về GIS trên máy trạm, máy chủ ArcGIS là một hệ thống đa chức năng với khả năng biên tập, phân tích dữ liệu GIS với hiệu suất cao cho các mô hình quản lý và mô hình dữ liệu hiện đại và cao cấp Sử dụng các phầnmềm tương thích nhằm xây dựng cơ sở dữ liệu và phân tích tổng hợp dữ liệu theo các nguyên tắc tổ hợp không gian địa lí Xây dựng các trường dữ liệu trong phần mềm ArcGIS, hoàn chỉnh dữ liệu trong bộ phần mềm ARC/INFO (ArcCatalog

- ArcMap)

Thông tin GD-ĐT được biểu đạt dưới dạng bản đồ chuyên đề là một công cụ cần thiết cho công tác quản lý giáo dục một cách hiệu quả Bản đồ có thể được coi như là phương tiện thông tin giữa các nhà nghiên cứu, các nhà lãnh đạo và những người làm công tác qui hoạch

Phương pháp được lựa chọn để xây dựng cơ sở dữ liệu GIS là theo kiểu kết nối trực tiếp giữa một đơn vị thông tin đồ họa với thật nhiều thông tin khác nhau trong cơ sở dữ liệu, phương pháp này thường được sử dụng để nắm bắt thông tinnhanh trên từng vùng lãnh thổ tạo điều kiện thuận lợi cho cả các nhà quản lý và người sử dụng

14

5 Cấu trúc luận văn

Phần mở đầu

Chương 1 Tổng quan về GIS và chuẩn CSDL

Chương 2 Xây dựng CSDL GIS ngành GD-ĐT cấp quận (huyện)

Chương 3 Ứng dụng phần mềm ArcGIS trong quản lý ngành giáo dục

quận Hoàng Mai Kết luận

15

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GIS VÀ CHUẨN CƠ SỞ DỮ LIỆU

1.1 Tổng quan về GIS

1.1.1 Giới thiệu chung về GIS

1.1.1.1 Khái niệm GIS

Hệ thông tin địa lý (GIS - Geographic information System) được nghiên cứu

và đưa vào ứng dụng từ những năm cuối của thập niên 70 tại Canada với tên gọi CGIS (Canada Geographical Information System) Đến nay, nhờ những thành tựu khoa học ngày càng phát triển và nhu cầu sử dụng thông tin trong nhiều lĩnh vực quản lý nên GIS cũng được phát triển và ứng dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia trong các lĩnh vực khoa học - kỹ thuật và quản lý các hoạt động kinh tế xã hội

Theo Viện nghiên cứu môi trường Mỹ (ESRI - Environmental Systems

Research Institute): [Hệ thông tin địa lý (GIS) là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần mềm, tư liệu địa lý và người điều hành được thiết

kế hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý Hệ thông tin địa lý có mục tiêu đầu tiên là

xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý.]

Hoặc một định nghĩa khác mang tính giải thích: [Hệ thông tin địa lý là tổ hợp của ba hợp phần có quan hệ thống nhất, liên quan chặt chẽ với nhau là phần cứng gồm máy tính và thiết bị liên quan, phần mềm và tổ chức con người được hoạt động đồng bộ nhằm thu thập, lưu trữ, quản lý, thao tác, tìm kiếm-hỏi đáp, phân tích, hiển thị và mô hình hoá các dữ liệu không gian và các quá trình trong không gian có định vị toạ độ được tham chiếu với một hệ tọa độ dùng thể hiện bề mặt cầu của Trái Đất và các dữ liệu thuộc tính nhằm giải quyết các yêu cầu thực tế.]

1.1.1.2 Các thành phần của GIS

- Phần cứng máy tính

- Phần mềm

- Cơ sở dữ liệu

1.1.1.3 Các chức năng của GIS

GIS bao gồm 6 loại chức năng: Thu thập dữ liệu, chuyển đổi dữ liệu lưu giữ

và quản lý dữ liệu, điều khiển dữ liệu, trình bày và hiển thị, phân tích không gian

* Thu thập dữ liệu (Entry and update) :

Một trong những chức năng quan trọng của GIS là nhập và bổ sung dữ liệu

mà công việc đó không tiến hành riêng rẽ Bất kỳ một hệ thống nào cũng phải cho phép nhập và bổ sung dữ liệu, nếu không có chức năng đó thì không được xem là một hệ thông tin địa lý vì chức năng đó là một yêu cầu bắt buộc phải có Việc nhập

và bổ sung dữ liệu phải cho phép sử dụng nguồn tư liệu dưới dạng số hoặc dạng angalog Dạng tư liệu không gian như bản đồ giấy hoặc ảnh vệ tinh, ảnh máy bay phải được chuyển thành dạng số và các nguồn tư liệu số khác cũng phải chuyển đổi được để tương thích với cơ sở dữ liệu trong hệ thống đang sử dụng

* Chuyển đổi dữ liệu (Convert):

17

Chuyển đổi dữ liệu là một chức năng rất gần với việc nhập và bổ sung dữ liệu Nhiều phần mềm thương mại cố gắng giữ độc quyền bằng cách hạn chế đưa các khuôn dạng dữ liệu theo loại phổ cập Tuy nhiên người sử dụng phải lựa chọn

để hạn chế việc phải số hóa thêm những tài liệu hiện đang có ở dạng số Trong thực

tế, cùng một tư liệu nhưng có thể tồn tại ở nhiều khuôn dạng khác nhau Vì vậy, đối với tư liệu quốc gia, không thể chỉ lưu giữ ở một dạng thuộc tính riêng biệt mà cần thiết phải lưu giữ ở nhiều khuôn dạng có tính chất phổ biến để sử dụng được trong nhiều ứng dụng khác nhau Như vậy, một phần mềm GIS cần phải có chức năng nhập và chuyển đổi nhiều khuôn dạng dữ liệu khác nhau

* Lưu giữ và quản lý dữ liệu (Store and Management):

Một chức năng quan trọng của GIS là lưu giữ và tổ chức cơ sở dữ liệu do sự

đa dạng và với một khối lượng lớn của dữ liệu không gian: đa dạng về thuộc tính,

về khuôn dạng, về đơn vị đo, về tỷ lệ bản đồ Hai yêu cầu cơ bản trong việc lưu trữ

dữ liệu là: thứ nhất là phải tổ chức nguồn dữ liệu sao cho đảm bảo độ chính xác và không mất thông tin, thứ hai là các tài liệu cho cùng một khu vực song các dữ liệu lại khác nhau về tỷ lệ, về đơn vị đo thì phải được định vị chính xác và chuyển đổi một cách hệ thống để có thể xử lý hiệu quả

* Điều khiển dữ liệu (Data manipulation):

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

* Trình bày và hiển thị (Presentation):

Đây cũng là một chức năng bắt buộc phải có của một hệ thông tin địa lý Không gian dưới dạng tài liệu nguyên thủy hay tài liệu được xử lý cần được hiển thị

18

dưới các khuôn dạng như: chữ và số (text), dạng bảng biểu (tabular) hoặc dạng bản

đồ Các tính toán chung và kết quả phân tích được lưu giữ ở dạng chữ và số để dễ dàng in ra hoặc trao đổi giữa các lỗ phần mềm khác nhau Các dữ liệu thuộc tính có thể được lưu ở dạng bảng biểu hoặc các dạng cố định khác Bản đồ được thiết kế để hiển thị trên màn hình hoặc lưu dưới dạng điểm (plot file) để in Như vậy, hiển thị

và in ra là những chức năng rất cần thiết của một hệ thông tin địa lý

* Phân tích không gian (Analys) :

Trước đây, chỉ có 5 chức năng mô tả ở trên là được tập trung, phát triển bởi những người xây dựng hệ thông tin địa lý Chức năng thứ sáu là phân tích không gian được phát triển một cách thần kỳ dựa vào sự tiến bộ của công nghệ và nó trở nên thực sự hữu ích cho người ứng dụng Những định nghĩa về hệ thông tin địa lý trước đây đã trở thành thực tiễn trên cơ sở ứng dụng trực tiếp chức năng phân tích không gian Theo quan điểm hiện nay thì chức năng đó cần thiết phải có đối với một

hệ thống được gọi là hệ thông tin địa lý Tất nhiên các chức năng có thể khác nhau đối với từng hệ thống, song đối với một một hệ thống thông tin địa lý sử dụng tư liệu bản đồ thì chức năng đó là bắt buộc Với một hệ thống như vậy thì các mô tả bằng lời có thể tổ chức thành các tham số riêng, các mô hình giải thích, dự báo đều

có thể thực hiện trong chức năng xử lý không gian

Có thể nêu ra một số ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý như sau:

19

- Ứng dụng kinh doanh: Khả năng của công nghệ GIS giúp thực hiện các quyết định kinh doanh tốt hơn thông qua phân tích địa điểm và sự thay đổi dân số trong khu vực, đó là điểm mấu chốt đảm bảo vị trí của công nghệ trong cộng đồng kinh doanh

- Quản lý hành chính và phân bố dân số: Khả năng của công nghệ GIS về mô

tả hình vẽ và phân tích số liệu dân số mở ra những cơ hội cho một sự phân tích tin cậy trong quá trình trợ giúp quyết định và tạo ra các quyết định chính sách được lòng dân

- Bản đồ và cơ sở dữ liệu xuất bản: Các cơ quan đo đạc bản đồ đã đi đầu trong lĩnh vực tự động hoá bản đồ Cơ quan bản đồ quốc phòng, Bộ nội vụ và môt

số cơ quan khác

- Y tế và an toàn nhân dân: Các cơ quan y tế sẽ nhận thức được tốt hơn cũng như tội phạm và hoả hoạn nếu phân tích các bản đồ theo dõi sự lan truyền bệnh và các hoạt động tội phạm Công nghệ GIS cung cấp khả năng thực hiện các nhiệm vụ

đó nhanh chóng thường xuyên và mức độ tin cậy cao và giá thành thập có thể được

- Quản lý thông tin bất động sản: Nhà nước và các địa phương đã nhanh chóng nhận thức được tiềm năng của công nghệ GIS là một công cụ cho việc xây dựng và bảo lưu toàn bộ và chính xác các nguồn bất động sản hiện có

- Quản lý các nguồn tài nguyên tăng cường: sự gia tăng nhu cầu về quản lý môi trường dễ nhạy cảm như nước, không khí, đất đai, rừng và động vật hoang thú đã thúc đẩy các cơ quan môi trường của nhà nước dùng công nghệ GIS là một phương sách thực

tế quản lý các số liệu tài nguyên theo yêu cầu

- Đo đạc bản đồ: hệ thống thông tin địa lý là một công cụ đặc biệt phù hợp với các công việc của ngành đo đạc bản đồ, xây dựng các bản đồ cơ sở nhanh chóng

và chính xác, chuyển đổi dữ liệu bản đồ thuận tiện

- Quy hoạch đô thị và vùng: Khả năng cung cấp cho các nhà quy hoạc nhanh chóng truy cập vào tập hợp dữ liệu trong công nghệ GIS phục vụ cho các phương án quy hoạch

20

1.1.2 Cơ sở dữ liệu trong GIS

1.1.2.1 Các khái niệm

* Cơ sở dữ liệu của GIS:

Là tập hợp dữ liệu liên quan đến nhau được lưu trữ dưới dạng số Phần lớn các thông tin trong cơ sở dữ liệu của GIS là những số liệu thay đổi theo thời gian và

có những mối quan hệ phức tạp Chúng bao gồm các dữ liệu không gian địa lý, các

dữ liệu thuộc tính và mối quan hệ giữa hai loại dữ liệu này Nói cách khác đó là những mô tả dưới dạng số của các hình ảnh không gian, mối quan hệ logic giữa các hình ảnh đó, những số liệu thể hiện các đặc tính của hình ảnh và các thông tin về các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định

* Metadata :

Là dữ liệu về dữ liệu, nó chứa đựng các thông tin mô tả về nội dung, chất lượng, tính cập nhật, khả năng tiếp cận và tính sẵn sàng của dữ liệu Đối với dữ liệu không gian hoặc thông tin liên quan đến địa lý nó sẽ giúp trả lời các câu hỏi như: có

dữ liệu gì, thu thập vào lúc nào, do ai, phạm vi nào, bằng cách nào và làm thế nào

để tiếp cận Chi tiết những thông tin này sẽ giúp ích cho các nhu cầu như:

- Những thông tin chi tiết về phương pháp thu thập, xử lý và tích hợp dữ liệu

- Thông tin về độ chính xác của nguồn dữ liệu, lịch sử xử lý, cách thức lưu trữ

- Các thông tin về hệ quy chiếu, tỷ lệ, khuôn dạng trao đổi dữ liệu

- Mô tả đầy đủ về nội dung, chất lượng, phạm vi bao phủ

- Các thông tin liên quan về đơn vị, người quản lý hoặc cung cấp dữ liệu

- Thông tin các phần mềm cần thiết sử dụng cũng như các yếu tố đầu vào cho phép người sử dụng có thể truy cập trực tiếp và hiển thị hoặc tìm kiếm dữ liệu

1.1.2.2 Cấu trúc dữ liệu trong CSDL GIS

Có hai dạng cấu trúc dữ liệu cơ bản trong GIS Đó là dữ liệu không gian và

dữ liệu thuộc tính Đặc điểm quan trọng trong tổ chức dữ liệu của GIS là : dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính được lưu trữ trong cùng một CSDL và có quan hệ chặt chẽ với nhau

* Dữ liệu thuộc tính

21

Dữ liệu thuộc tính dùng để mô tả đặc điểm của đối tượng Dữ liệu thuộc tính

có thể là định tính - mô tả chất lượng (qualitative) hay là định lượng (quantitative)

Về nguyên tắc, số lượng các thuộc tính của một đối tượng là không có giới hạn Thông thường chúng được lưu giữ ở dạng số, chữ hoặc bảng biểu trong hệ thống thông tin địa lý Chúng liên quan đến vị trí địa lý hoặc các đối tượng không gian và liên kết chặt chẽ với chúng trong hệ thống thông tin địa lý thông qua một cơ chế thống nhất chung Để quản lý dữ liệu thuộc tính của các đối tượng địa lý trong CSDL, người ta đã sử dụng phương pháp gán các giá trị thuộc tính cho các đối tượng thông qua các bảng số liệu Mỗi bản ghi (record) đặc trưng cho một đối tượng địa lý, mỗi cột của bảng tương ứng với một kiểu thuộc tính của đối tượng đó

Hình 1.2 Cơ sở dữ liệu thuộc tính

* Dữ liệu không gian

Dữ liệu không gian trong GIS được thiết kế trên mô hình dữ liệu raster và vector Các đối tượng không gian trong GIS được nhóm theo ba loại đối tượng: điểm, đường và vùng Trong mỗi kiểu cấu trúc dữ liệu, cách tổ chức dữ liệu cho ba đối tượng không gian trên khác nhau Tùy tỉ lệ hoặc mức độ chi tiết mà các đối tượng không gian được thiết kế trong GIS khác nhau Trong tỉ lệ nhỏ thì nhiều khi điểm là cả một vùng trong tỉ lệ lớn Ba đối tượng không gian dù ở trong mô hình

22

cấu trúc dữ liệu GIS nào đều có một điểm chung là vị trí của chúng được ghi nhận bằng giá trị tọa độ trong một hệ tọa độ nào đó tham chiếu với hệ tọa độ dùng cho Trái đất Ngoài ra, chúng cũng có một tên trường trùng nhau là mã của chúng Thế giới thực có thể được thể hiện theo hai mô hình raster và vector

ở đó có chứa các thông tin về toạ độ và thuộc tính phi không gian Thông tin về vị trí được thể hiện ở toạ độ theo hàng và cột, tính theo trật tự sắp xếp của dữ liệu Trường hợp có nhiều tính chất thì có thể gọi là thông tin nhiều chiều Bảng thuộc

23

tính hai chiều của đối tượng được gọi là bảng một chiều hay còn gọi là bảng thuộc tính raster mở rộng (Expanded Raster Table) Cấu trúc Raster đầy đủ là cấu trúc có đầy đủ số lượng các pixel sắp xếp theo những vị trí xác định

Ưu điểm của cấu trúc dữ liệu dạng raster là dễ thực hiện các chức năng xử lý

và phân tích Tốc độ tính toán nhanh, thực hiện các phép toán bản đồ dễ dàng Dễ dàng liên kết với dữ liệu viễn thám Cấu trúc raster có nhược điểm là kém chính xác

về vị trí không gian của đối tượng Khi độ phân giải càng thấp (kích thước pixel lớn) thì sự sai lệch này càng tăng

Hình 1.4 Dữ liệu dạng raster

* Dữ liệu dạng Vector

Cấu trúc vector mô tả vị trí và phạm vi của các đối tượng không gian bằng tọa độ cùng các kết hợp hình học gồm nút, cạnh, mặt và quan hệ giữa chúng Về mặt hình học, các đối tượng được phân biệt thành 3 dạng : đối tượng dạng điểm, đối tượng dạng đường và đối tượng dạng vùng Điểm được xác định bằng một cặp tọa

độ (X,Y) Đường là một chuỗi các cặp tọa độ (X,Y) liên tục Vùng là khoảng không gian được giới hạn bởi một tập hợp các cặp tọa độ X,Y trong đó điểm đầu và điểm cuối trùng nhau Với đối tượng vùng, cấu trúc vector phản ảnh đường bao

24

Hình 1.5 Dữ liệu dạng vector

Cấu trúc vector có ưu điểm là vị trí của các đối tượng được định vị chính xác (nhất là các đối tượng điểm, đường và đường bao); Cấu trúc này giúp cho người sử dụng dễ dàng biên tập bản đồ, chỉnh sửa, in ấn Tuy nhiên cấu trúc này có nhược điểm là phức tạp khi thực hiện các phép chồng xếp bản đồ Có thể chuyển đổi dữ liệu từ cấu trúc raster sang vector và ngược lại thông qua các chức năng của các phần mềm hệ thông tin địa lý

Hình 1.6 Sự chuyển đổi dữ liệu giữa Raster và Vector

- Điểm thực tế (entity point): dùng để xác định vị trí của các đối tượng dạng điểm như: các toà nhà, các cột Trường hợp đó, xác định chính xác vị trí của các điểm là điều rất quan trọng

- Điểm chỉ tên (label point) được sử dụng để hiển thị một tập hợp chữ viết cho các đối tượng bản đồ Đối với những điểm nào thì độ chính xác của vị trí phụ thuộc vào quan niệm bản đồ học Nghĩa là vị trí các điểm chỉ tên cho các đối tượng trên bản đồ được xác định sao cho không có sự lẫn lộn với nhau

- Điểm có diện tích (area point) dùng để xã định một vị trí có thông tin về diện tích Ví dụ có thể dùng điểm để thể hiện vị trí một quốc gia và độ lớn của điểm chứa đựng thông tin về đất nước đó

- Điểm giao nhau (node) thể hiện vị trí một diện với các dấu hiệu về hình học, ví dụ: nơi giao nhau hoặc điểm cuối của các yếu tố đường

* Đường

Đường là các yếu tố có một kích thước và thể hiện cả vị trí và hướng Độ dài

là dấu hiệu đo đạc về kích thước của đối tượng đường Điểm xuất phát và điểm kết thúc của đường gọi là nút (node) Ở dạng vector, đường đơn giản nhất là đường nối giữa hai điểm bất kỳ có tọa độ (xi,, yI) và (xj, yj ) Còn ở dạng raster đường là tập hợp của các pixel

26

Hình 1.7 Sự khác biệt giữa cấu trúc dữ liệu vector (a) và raster (b) trong việc thể

hiện các đối tượng không gian dạng đường

Mặc dù các yếu tố đường thường có không gian hai kích thước trên bản đồ nhưng độ rộng của đường là không được xem xét đến trong tính toán hướng của bản

đồ

 Đường (line): là các đối tượng có một kích thước

 Đoạn thẳng (line segment): là đường nối trực tiếp giữa hai điểm

 Đường gấp khúc: là các đọan thẳng nối liên tục, có thể khác hướng song không có điểm nối hoặc có thể điểm nối ở một phía (phải hoặc trái) Đường gấp khúc có thể cắt qua chính nó hoặc cắt các đường khác

 Cung (arc) là một đoạn tập hợp các điểm tạo nên một dạng đường cong mà đường cong đó được xác định bằng một hàm toán

 Đoạn nối (link) là đối tượng có một kích thước nối giữa hai nút Đoạn nối cũng được hiểu là đường gờ (edges) hay đường viền

 Đoạn nối trực tiếp : là đoạn nối giữa hai nút với một hướng nhất định

 Dây xích (chain): là sự nối liên tục của các đoạn thẳng không cắt nhau hoặc giữa các cung với các nút ở cuối mỗi cung Các nút có thể nằm ở bên phải hay bên trái là không bắt buộc

* Vùng

Vùng là khái niệm phức tạp nhất trong 3 loại yếu tố không gian của cấu trúc

Nói chung không có sự khác biệt giữa việc lưu trữ số liệu định vị của yếu tố đường và số liệu định vị của yếu tố vùng, cả hai đều lưu trữ dưới dạng tập hợp các điểm của một đường Nhưng có thể nhận biết rõ ràng nếu chỉ ra số liệu định vị kèm theo kiểu yếu tố được biểu thị (điểm, đường, vùng) Ngoài ra cũng có khả năng ngầm hiểu ví dụ như rừng thường là yếu tố vùng, đường sắt là yếu tố đường Đường bao của một vùng khép kín (tức là điểm đầu và điểm cuối trùng nhau) Ngược lại một đường khép kín không phải trong trường hợp nào cũng phản ánh một vùng (ví dụ, đường bình độ không là yếu tố vùng)

Hình 1.8 Minh hoạ đối tượng vùng ở dạng Raster và Vector

1.2.2.5 Toạ độ không gian trong GIS

* Hệ tọa độ

Có nhiều hệ tọa độ được dùng trong GIS Hai hệ tạo độ chính có thể kể đến

là hệ tọa độ địa lý và hệ tọa độ phẳng (planar)

28

- Tọa độ địa lý: là tọa độ mà mặt cầu được định vị bởi trục ngang x là vĩ độ

bằng các đường song song với xích đạo Trái Đất và trục đứng là các đường kinh độ bằng các đường tròn qua hai cực Bắc và Nam Trái Đất Tọa độ địa lý đo bằng giá trị góc là độ, phút, giây Trục tọa độ đường gốc được dùng là đường tròn kinh tuyến qua Greenwich Trục tọa độ ngang là đường xích đạo Vị trí của một điểm bất kỳ nào trên bề mặt cầu Trái Đất được đo bằng hai giá trị kinh độ- góc tạo bởi bán kính Trái Đất tại điểm đó và kinh tuyến Greawich, và vĩ độ đến góc của bán kính Trái Đất tại điểm đó với mặt phẳng qua tâm Trái Đất và đường xích đạo

- Hệ toạ độ phẳng: được xác định bởi dòng và cột trên một lưới phẳng (x,

y) Điểm gốc của hệ tọa độ được nằm về hướng Nam và Tây của gốc lưới chiếu Giá trị tọa độ tăng dần theo hướng Bắc và Đông Gốc của lưới chiếu gọi là gốc giả định và được định bởi các giá trị giả Đông và Bắc Các giá trị này đo bằng mét hoặc feet Trên thực tế, nhóm hệ tọa độ mặt cầu bao gồm hệ tọa độ địa lý và hệ tọa độ

3 chiều các (x,y, z) Nhóm hệ tọa độ mặt phẳng có các kiểu sau: Mặt phẳng các (x,y); Raster ( c, r); phẳng cực (,), ô vuông (E, N); Graticull (x,y) hoặc Graticull (,)

Đê-* Lưới chiếu bản đồ

Tùy thuộc vào vị trí địa lý mà lưới chiếu bản đồ thích hợp được áp dụng Trên thực tế có khoảng 21 kiểu lưới chiếu bản đồ khác nhau và 22 mặt cầu được dùng cho các lưới chiếu này Hệ lưới chiếu thường được sử dụng ở Việt Nam, là lưới chiếu hệ tọa độ địa lý đối với bản đồ tỷ lệ nhỏ, lưới chiếu UTM thường được dùng cho các bản đồ tỉ lệ lớn hơn

- Lưới chiếu dùng hệ tọa độ địa lý: Lưới chiếu địa lý là lưới chiếu dùng hệ

tọa độ cầu bao gồm các vĩ độ song song với nhau và các kinh độ đi qua hai cực Bắc-Nam Trái Đất Các đường kinh độ và vĩ độ chia bề mặt cầu Trái Đất ra 360 độ,

và giá trị nhỏ hơn đó là phút, giây Các đường kinh tuyến (kinh độ) là các đường tròn lớn vuông góc với các đường vĩ tuyến Đường xích đạo được coi như vĩ tuyến lớn nhất và là vĩ tuyến góc của hệ tọa độ địa lý Giá trị độ kể từ xích đạo đi theo hướng bắc gọi là vĩ độ Bắc và có giá trị từ 0 đến 90 độ ; ngược lại từ đường xích

29

đạo hướng xuống phía nam gọi là vĩ độ Nam Đường kinh tuyến gốc đi qua Greenwich (Anh) là đường kinh tuyến số 0 (trục tọa độ y ) Giá trị kinh độ tăng dần theo hướng Tây- Nam

- Lưới chiếu ô vuông UTM: Lưới chiếu UTM là lưới chiếu Mercator ngang

phổ thông dùng hệ tọa độ phẳng quốc tế do quân đội Mỹ xây dựng bao phủ mặt cầu

từ 80 độ nam đế 84 độ bắc Bề mặt Trái Đất được chia ra 60 vùng, mỗi vùng 6 độ theo kinh độ Tại mỗi vùng kinh tuyến nằm giữa được dùng làm trục tọa độ y, và trục y sẽ lệch về phía đông 3 độ và về phía tây 3 độ Đơn vị đo độ dài cho lưới UTM là mét Trong mỗi vùng của hệ tọa độ UTM, phép chiếu Mercator ngang được

áp dụng Lưới chiếu ngang Mercator là một dạng của Mercator trụ thể hiện tính nguyên dạng và đúng hướng theo kinh tuyến Chủ yếu dùng cho vùng ngoài vùng cực, dùng cho ngành hàng hải

1.2 Chuẩn CSDL quốc gia trong GIS

1.2.1 Khái niệm chuẩn CSDL

ISO định nghĩa chuẩn như sau: "Các thoả thuận trên văn bản chứa các đặc

tả kỹ thuật hoặc các tiêu chí chính xác khác được sử dụng một cách thống nhất như các luật, các chỉ dẫn, hoặc các định nghĩa của các đặc trưng, để đảm bảo rằng các vật liệu, sản phẩm, quá trình, và dịch vụ phù hợp với mục đích của chúng”

Như vậy chuẩn về CSDL có thể được hiểu là: hệ thống các CSDL được thiết

kế và xây dựng theo một quy định chung, tuân theo các tiêu chuẩn, quy phạm kỹ thuật thống nhất, để có thể dễ dạng chia sẻ tuỳ theo nhu cầu sử dụng

1.2.2 Thực trạng xây dựng chuẩn CSDL GIS trên thế giới và xu hướng xây dựng

1.2.2.1 Hiện trạng chuẩn hoá dữ liệu GIS trên thế giới

Thông tin địa lý ngày càng chiếm vai trò quan trọng trong tất cả các hoạt động của con người trên Trái đất Thu thập dữ liệu và sử dụng dữ liệu luôn chiếm phần lớn thời gian cũng như chi phí cho các dự án áp dụng hệ thống thông tin địa lý

Do đó, vấn đề chuẩn hoá dữ liệu như là một biện pháp thúc đẩy việc trao đổi dữ liệu

đã được các tổ chức quốc tế, các quốc gia và khu vực phát triển xây dựng từ rất lâu (Tổ chức chuẩn hoá thông tin địa lý Mỹ - FGDC xây dựng năm 1994, Tiểu ban

30

TC211 của ISO năm 1994 v.v.)

Các tổ chức có ảnh hưởng lớn nhất hiện nay trong lĩnh vực thông tin địa lý bao gồm: Tổ chức chuẩn hoá quốc tế ISO (International Organization for Standardization) và Hiệp hội hệ thông tin địa lý mở OGC (Open GIS Comsosium)

ISO đã thành lập một tiểu ban để xây dựng chuẩn cho thông tin địa lý, cụ thể là tiểu ban ISO/TC211 ISO tập trung xây dựng hệ thống chuẩn và đặt vấn đề một cách đầy đủ và toàn diện nhất trong các khía cạnh của thông tin địa lý Sản phẩm chuẩn của Tiểu ban TC211 mang tính đồng thuận cao giữa các nước thành viên Sản phẩm này là những chuẩn cơ bản và khái niệm về chuẩn để các tổ chức hoặc các nước xem xét xây dựng bộ chuẩn riêng của mình

TC211 xây dựng chuẩn với tư tưởng chuẩn hoá tất cả các khía cạnh của thông tin địa lý trừ khâu thu thập, quản lý, sử dụng, cung cấp, trao đổi Nội dung chuẩn luôn đứng từ hai góc độ thông tin địa lý và công nghệ thông tin Nội dung chuẩn OGC đề cập đến các góc độ về ứng dụng Nhiệm vụ của tổ chức này là thúc đẩy sự phát triển và sử dụng các chuẩn hệ thống mở và các kỹ thuật thông tin liên quan Tuy nhiên ranh giới giữa OGC và ISO trong lĩnh vực này không hoàn toàn tách biệt Hai tổ chức này đã thống nhất cùng hợp tác phát triển các chuẩn liên quan

từ năm 1999

Ngoài các tổ chức quốc tế nêu trên còn nhiều tổ chức quốc tế khác và quan trọng hơn là các quốc gia phát triển các chuẩn về hệ thông tin địa lý từ rất lâu cho những ứng dụng của quốc gia mình

1.2.2.2 Xu hướng xây dựng chuẩn CSDL GIS trên thế giới

Bộ chuẩn hoá ISO là bộ chuẩn đầy đủ và đề cập tất cả các khía cạnh của thông tin địa lý cũng như GIS nói chung Tuy nhiên bộ chuẩn này chỉ là mang tính khái niệm và kiến trúc tổng thể của việc xây dựng chuẩn hơn là một chuẩn cụ thể nào đó có thể triển khai áp dụng được ngay

Bộ chuẩn do FGDC triển khai áp dụng có ảnh hưởng lớn đến việc xây dựng chuẩn của các quốc gia khác, và ngay cả việc xây dựng chuẩn của ISO Austalia được xem là một ví dụ thành công trong phát triển bộ chuẩn dựa trên FGDC và

31

ISO

Các quốc gia phát triển và đang phát triển không tự xây dựng và phát triển bộ chuẩn riêng và thường dựa trên ISO hoặc một bộ chuẩn đã công nhận nào đó để quốc gia hoá nội dung đó cho đất nước mình

1.2.3.Thực trạng, nhu cầu và xu hướng chuẩn hoá CSDL GIS ở Việt Nam

1.2.3.1 Thực trạng xây dựng CSDL GIS ở Việt Nam

Công nghệ GIS là hệ thống cho phép quản lý thông tin địa lý và phân tích các tiêu chí liên quan đến những thông tin này Do đây là công nghệ chủ đạo trong việc sử dụng và quản lý liên quan đến thông tin địa lý cho nên phạm vi ứng dụng của nó vô cùng to lớn GIS đã được áp dụng trong tất cả các lĩnh vực từ qui hoạch

sử dụng tài nguyên, nông nghiệp, lâm nghiệp, địa chính, thuỷ hải sản, quân sự cho đến quản lý đô thị và giám sát thảm hoạ thiên nhiên GIS đã được áp dụng ở Việt Nam từ những năm 1990 Đi cùng với sự phát triển ứng dụng trên thế giới, hàng loạt các phần mềm, các công nghệ xử lý trong GIS đã được đưa vào áp dụng tại Việt Nam Các công nghệ của các hãng phần mềm hàng đầu như ESRI, Intergraph, Autodesk, MapInfo,v.v đã được sử dụng thường xuyên trong các công ty, các đơn

vị và tổ chức ở Việt Nam

Tuy nhiên, các chuẩn về CSDL GIS trong nước lại do các đơn vị tự xây dựng

và được sử dụng chủ yếu trong nội bộ đơn vị Các chuẩn này được áp dụng trong các hệ thống ứng dụng độc lập và là chuẩn đóng Được sử dụng rộng rãi hơn hiện nay là các quy định, quy phạm kỹ thuật về số hoá bản đồ nhưng những quy định quy phạm này chỉ tập trung vào xây dựng bản đồ bằng máy tính hay là chuyển bản

đồ từ dạng giấy sang dạng số chứ không phải chuẩn về CSDL GIS Các chuẩn CSDL GIS này thường có cấu trúc dữ liệu, phân loại đối tượng cũng như trình bày hiển thị khác nhau, do vậy hầu như không thể trao đổi dữ liệu được với nhau

Trong lĩnh vực thông tin địa lý, ở Việt Nam hiện nay chuẩn về hệ quy chiếu

và toạ độ quốc gia VN-2000 đã được ban hành, tạo nền tảng thống nhất về cơ sở qui chiếu cho dữ liệu đo đạc bản đồ nói chung và dữ liệu thông tin địa lý nói riêng Phạm vi áp dụng là cho tất cả các hệ thống toạ độ các cấp hạng, bản đồ địa hình,

32

bản đồ cơ sở, bản đồ địa chính, bản đồ hành chính quốc gia và các loại bản đồ chuyên dụng khác

Bên cạnh đó hiện nay đã có một số các qui phạm, qui định về thành lập bản

đồ hiện đang được áp dụng trong ngành được coi như là chuẩn của hệ thống bản đồ Một số các qui phạm, qui định kỹ thuật có liên quan đến việc chuẩn hoá hệ thống thông tin địa lý cơ sở quốc gia bao gồm:

- Qui định kỹ thuật số hoá bản đồ địa hình tỷ lệ 1/500, 1/25000, 1/50.000, 1/100.000 ban hành năm 1999 Trong đó có đề cập đến qui định về các lớp, nội dung thông tin, ký hiệu áp dụng cho công việc số hoá bản đồ địa hình Qui định được thực hiện trên khuôn dạng phần mềm MicroStation

- Qui phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/5000, 1/10.000 và 1/25000 ban hành năm 1999 Trong đó có qui định các nội dung thông tin và phân lớp trong xây dựng và thành lập bản đồ địa chính

1.2.3.2 Nhu cầu chuẩn hoá CSDL GIS ở Việt Nam

Như đã biết, cơ sở dữ liệu trong GIS rất đồ sộ, phong phú, đa dạng cả về chủng loại và khuôn dạng, đến mức không một cơ quan chuyên ngành nào có thể đơn phương thu thập, xử lý một cách đầy đủ, hoàn chỉnh trong thời gian ngắn Để đáp ứng nhu cầu, buộc phải sử dụng dữ liệu thông tin của nhiều chuyên ngành khác Yêu cầu về chia sẻ dữ liệu thông tin là tất yếu Tuy nhiên đó là điều không đơn giản Xét từ góc độ công nghệ và kỹ thuật, mỗi đơn vị thu thập và xử lý dữ liệu để đáp ứng nhu cầu của riêng mình, theo quy trình công nghệ và quy tắc kỹ thuật của riêng mình, không thể tương thích trong hệ thống khác Chuẩn hoá dữ liệu thông tin địa lý là xây dựng những quy định và cơ chế bảo đảm cho dữ liệu có thể cung cấp cho nhiều ứng dụng khác nhau, tương thích với nhiều hệ thống phần cứng, phần mềm khác nhau, là biện pháp duy nhất đúng đắn để khai thác dữ liệu một cách hiệu quả nhất, được thế giới và nhiều quốc gia quan tâm để thực hiện việc chia sẻ sử dụng dữ liệu

Chuẩn hoá hệ thống thông tin địa lý cơ sở quốc gia, một mặt trước mắt là tạo điều kiện để chia sẻ dữ liệu thông tin địa lý, cung cấp cho các cơ quan đơn vị có nhu cầu sử

33

dụng những dữ liệu nền kịp thời và đáng tin cậy, tiết kiệm được công của, thời gian chắc chắn sẽ được cả nước quan tâm Mặt khác, khi đã sử dụng dữ liệu nền đã được chuẩn hoá, các đơn vị chuyên ngành buộc phải tuân thủ hệ thống chuẩn dữ liệu quốc gia thống nhất, mở ra triển vọng tốt đẹp trong việc giao lưu chia sẻ sử dụng dữ liệu, tiến tới xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin địa lý, tạo điều kiện cho công nghệ thông tin địa lý phát triển bền vững trên đất nước ta

1.2.3.3 Xu hướng chuẩn hoá CSDL GIS ở Việt Nam

Hệ thống thông tin địa lý sẽ phát huy tác dụng rộng rãi nếu hệ thống này được định chuẩn Điều kiện này giúp cho thông tin được trao đổi rộng rãi hơn, người sử dụng thông tin nhiều hơn, hệ thống cập nhật thông tin đa dạng hơn, hiệu quả là tránh được lãng phí trong quá trình phát triển Muốn vậy các ngành cần thống nhất một chuẩn chung mang tính Quốc gia Việc định chuẩn có thể hiểu một cách đơn giản là mọi hệ thống thông tin đều có thể hiểu được dữ liệu của nhau Vấn đề chuẩn hoá thông tin đang là nội dung chủ yếu trong giai đoạn phát triển công nghệ thông tin hiện nay

Việc xây dựng chuẩn thông tin địa lý nước ta được xác định dựa trên cơ sở:

- Xem việc xây dựng thông tin địa lý là nhiệm vụ cơ bản của Bộ Tài Nguyên

và Môi Trường khi cung cấp thông tin điều tra cơ bản cho các ứng dụng khác trong lĩnh vực quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường

- Việc chuẩn hoá không chỉ áp dụng cho nội dung tư liệu cơ bản nêu trên mà còn là cơ sở cho các đơn vị, tổ chức khác trên toàn quốc áp dụng nhằm khai thác tối

đa dữ liệu địa lý, các thông tin thu thập bởi các tổ chức và đơn vị khác nhau

- Căn cứ trên các chuẩn Việt Nam đã công bố: Qui định sử dụng hệ qui chiếu

và hệ toạ độ VN2000, chuẩn tiếng Việt, chuẩn về địa danh, địa giới

- Nghiên cứu, áp dụng các nguyên tác định chuẩn của Uỷ ban ISO/TC211 Điều này làm cho chuẩn thông tin địa lý cơ sở tương thích với chuẩn của ISOTC/211

- Nghiên cứu kinh nghiệm xây dựng chuẩn cho thông tin địa lý của các nước như Mỹ, Australia,

34

- Triển khai xây dựng chuẩn theo ưu tiên Có nghĩa là nội dung chuẩn nào cấp bách sẽ triển khai trước

- Từng bước hoàn thiện nội dung chuẩn hoá, phù hợp với đặc thù xây dựng

và khai thác sử dụng thông tin địa lý ở nước ta

Như vậy, nếu nhìn nhận dưới khía cạnh thông tin địa lý thì có thể xem các công việc xây dựng chuẩn cần được bắt đầu từ lâu Các qui định về chuẩn bản đồ hiện có sẽ tạo ra điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng dữ liệu GIS ban đầu cho các CSDL chuẩn sau này Khi chuẩn thông tin địa lý được xác định thì những yêu cầu của nó sẽ tác động ngược trở lại qui định về thành lập bản đồ với mục tiêu, sao cho dữ liệu đầu vào càng ngày càng thích hợp hơn với các ứng dụng của GIS

35

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG CSDL GIS NGÀNH GD-ĐT QUẬN HUYỆN

2.1 Tổng quan về các cấp học giáo dục Việt Nam:

2.1.1 Giáo dục cấp nhà nhà trẻ - mẫu giáo:

Là nơi giữ trẻ không bắt buộc dành cho trẻ dưới độ tuổi đi học chính thức (dưới

6 tuổi) Nhà trẻ và mẫu giáo dành cho trẻ dưới 6 tuổi (thậm chí trẻ mới sinh vài tháng đã vào nhà trẻ) mục đích hình thành tư duy cho trẻ Tạo những thói quen, tập tính ngay trong giai đoạn này hay là nơi giúp trẻ vui chơi để ba mẹ đi làm

2.2.2 Giáo dục cơ bản:

Giáo dục cơ bản kéo dài 12 năm và được chia thành 3 cấp: cấp I (tiểu học), cấp

II (trung học cơ sở), và cấp III (trung học phổ thông)

2.2.2.1 Cấp tiểu học

Cấp tiểu học hay còn được gọi là cấp I, bắt đầu năm 6 tuổi đến hết năm 11 tuổi Cấp I gồm có 5 trình độ, từ lớp 1 đến lớp 5 Đây là cấp học bắt buộc đối với mọi công dân Học sinh phải học các môn sau: Toán, Tiếng Việt, Tự nhiên và Xã hội (lớp 1, 2 và 3), Khoa học (lớp 4 và 5), Lịch sử (lớp 4 và 5), Địa lý (lớp 4 và 5), Âm nhạc, Mỹ thuật, Đạo đức, Thể dục, Tin học (tự chọn), Tiếng Anh (lớp 3, 4,

và 5 một số trường cho học sinh học tiếng Anh bắt đầu từ năm lớp 1, lớp 2) Để kết thúc bậc tiểu học, học sinh phải trải qua kỳ thi tốt nghiệp tiểu học Hiện nay đã chính thức bãi bỏ

2.2.2.2 Cấp trung học cơ sở

Cấp trung học cơ sở hay còn gọi là cấp II gồm có 4 trình độ, từ lớp 6 đến lớp

9, bắt đầu từ 11 đến 15 tuổi Đây là một cấp học bắt buộc để công dân có thể có một nghề nghiệp nhất định (tốt nghiệp cấp II có thể học nghề haytrung cấp chuyên nghiệp mà không cần học tiếp bậc Trung học phổ thông)

Học sinh đến trường phải học các môn sau: Toán, Vật lý, Hoá học (lớp 8 và 9), Sinh học, Công nghệ, Ngữ văn, Lịch sử, Địa lý, Giáo dục Công dân, Ngoại

2.2.2.3 Cấp trung học phổ thông

Cấp trung học phổ thông hay còn gọi là cấp III gồm 3 trình độ, từ lớp 10 đến lớp 12, bắt đầu từ 15 đến 18 tuổi Để tốt nghiệp cấp III, học sinh phải tham gia kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông tại Việt Nam của Bộ Giáo dục và Đào tạo Việt Nam

Học sinh muốn được theo học tại các trường trung học phổ thông công lập phải dự một kỳ thi tuyển sinh sau khi học hết cấp trung học cơ sở hoặc xét tuyển theo học bạ của 4 năm học cấp II Các kỳ thi này được tổ chức hàng năm, do Sở Giáo dục và Đào tạo các địa phương chủ trì Ở cấp học này, học sinh cũng phải học các môn tương tự như ở cấp học trung học cơ sở, nhưng bỏ bớt hai môn năng khiếu

là Âm nhạc và Mỹ thuật Tuy nhiên, học sinh trung học phổ thông còn được tham gia một số hoạt động khác như hướng nghiệp, dạy nghề

2.2.3 Giáo dục chuyên biệt

2.2.3.1 Trung tâm GDTX

Nơi phổ cập giáo dục cho tất cả các lứa tuổi

2.2.3.2 Trung học phổ thông chuyên, năng khiếu

Từ năm 1966, hệ thống trung học phổ thông chuyên được lập ra, bắt đầu với những lớp chuyên Toán tại các trường đại học lớn về khoa học cơ bản, sau đó các trường chuyên được thiết lập rộng rãi tại tất cả các tỉnh thành

Trong thời kì đầu của hệ thống trường chuyên, khi chỉ mới hình thành một vài lớp phổ thông chuyên tại các trường đại học, mục tiêu này đã được theo sát và

kỳ thi tuyển chọn đầu vào tương đối khốc liệt của các trường này

2.2.3.3 Trường Phổ thông dân tộc nội trú

Đây là các trường nội trú dặc biệt, có thể là cấp II hoặc có thể là cấp III Các trường này dành cho con em các dân tộc thiểu số, vùng sâu, vùng xa, vùng đặc biệt khó khăn về kinh tế - xã hội nhằm bồi dưỡng nguồn nhân lực, tạo nguồn cán bộ cho các địa phương này Học sinh được ở tại trường và được cấp kinh phí ăn, ở

2.2.3.4 Trường giáo dưỡng

Đây là loại hình trường đặc biệt dành cho các thanh thiếu niên hư hỏng, phạm tội Trong trường, các học sinh này được học văn hoá, được dạy nghề, giáo dục đạo đức để có thể ra trường, về địa phương sau một vài năm Các năm trước, các trường loại này do Bộ Công an Việt Nam quản lý, nhưng bây giờ, Bộ Lao động-Thương binh-Xã hội quản lý

2.2.3 Giáo dục sau phổ thông

Cần tốt nghiệp Trung học phổ thông, Trung cấp chuyên nghiệp, học nghề hay tương đương để có thể học hay liên thông lên Đại học Theo kết quả giám sát của Ủy ban Thường vụ Quốc hội về thực hiện chính sách pháp luật về thành lập trường, đầu tư và bảo đảm chất lượng đào tạo đối với giáo dục đại học

2.2.4 Giáo dục sau đại học

2.2.4.1 Cao học

Các cá nhân sau khi tốt nghiệp đại học, có nhu cầu học cao học, vượt qua được kỳ thi tuyển sinh cao học hằng năm sẽ được tham dự các khoá đào tạo cao học Thời gian đào tạo thường là 3 năm, có thể dài hơn hoặc ngắn hơn phụ thuộc vào quy định của chuyên ngành và của cơ sở đào tạo Các cá nhân đi học cao học có thể theo hai diện: tự đi học thì phải trang trải toàn bộ chi phí học tập; cơ quan cử đi học thì sẽ được cơ quan chi trả chi phí học tập, tuy nhiên, các đối tượng này khi đi học phải có sự đồng ý của cơ quan cử đi học Sau khi tốt nghiệp, các học viên cao học được cấp bằng thạc sĩ

39

2.2.4.2 Nghiên cứu sinh

Đây là bậc đào tạo cao nhất ở Việt Nam hiện nay Tất cả các cá nhân tốt nghiệp từ đại học trở lên đều có quyền làm nghiên cứu sinh với điều kiện phải vượt qua kỳ thi tuyển nghiên cứu sinh hàng năm Hiện nay, Bộ Giáo dục và Đào tạo Việt Nam có có sự định thay đổi trong cách tuyển chọn nhằm nâng cao chất lượng nghiên cứu sinh Thời gian làm nghiên cứu sinh thường là 4 năm với người có bằng

cử nhân hay kỹ sư và 3 năm với người có bằng thạc sĩ Tuy nhiên, thời gian làm nghiên cứu sinh còn phụ thuộc vào ngành học và loại hình học (học tập trung hay không tập trung) Sau khi hoàn thành thời gian và bảo vệ thành công luận án, các nghiên cứu sinh sẽ được cấp bằng tiến sĩ

2.2 Thực trạng và nhu cầu quản lý, khai thác thông tin ngành GD-ĐT nói chung và cấp quận, huyện nói riêng:

2.2.1 Một số quy định trách nhiệm quản lý nhà nước về GD-ĐT

Phòng GD-ĐT có trách nhiệm giúp UBND cấp quận (huyện) thực hiện chức năng quản lý nhà nước về giáo dục trên địa bàn quận (huyện):

- Giúp UBND cấp quận (huyện) quản lý công tác chuyên môn, nghiệp vụ, tổ chức, biên chế, nhân sự, tài chính, tài sản và các hoạt động khác của các trường mầm non, trường mẫu giáo, trường tiểu hoc, trường THCS, trường phổ thông dân tộc bán trú, trường bồi dưỡng cán bộ quản lý giáo dục quận (huyện) theo quy định của pháp luật

- Tổ chức lập dự toán ngân sách giáo dục, dự toán chi các chương trình muc tiêu quốc gia hàng năm về giáo dục của quận (huyện) gửi cơ quan chuyên môn của UBND cấp quận (huyện) theo quy định của pháp luật Sau khi được giao dự toán ngân sách, phối hợp với cơ quan chuyên môn về tài chính, kế hoạch của UBND cấp quận (huyện) trong việc phân bổ ngân sách giáo dục, hướng dẫn, kiểm tra vệc thực hiện

- Xây dựng, trình HĐND, UBND cấp quận (huyện) các giải pháp thực hiện

xã hội hoá giáo dục; chỉ đạo, hướng dẫn và kiểm tra việc thực hiện xã hội hoá giáo dục