Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất thành phố hải dương

1 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Bảng các chuẩn ISO/TC 211 trong xây dựng CSDL địa lý 38 Bảng 2.1: Phân lớp các đối tượng trong Microstation 71 Bảng 2.2: Giải thích các gói UML 72 2 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Hệ thống phần cứng trong HTTTĐL 18 Hình 1.2: Minh họa cấu trúc Raster 25 Hình 1.3: Minh họa cấu trúc vector 26 Hình 1.4: Sự chuyển đổi dữ liệu giữa raster và vector 27 Hình 1.5: Mối quan hệ giữa thông tin không gian và thông tin thuộc tính 29 Hình 1.6: Tính mô hình 40 Hình 1.7: Một hệ thống được miêu tả trong nhiều mô hình 41 Hình 2.1: Quy trình công nghệ chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất 69 Hình 2.2: Mô hình các gói dữ liệu sử dụng đất UML 71 Hình 2.3: Giao diện phần mềm Rational Rose 74 Hình 2.4: Các bước mô hình hóa Geodatabase sử dụng UML 75 Hình 3.1: Sơ đồ vị trí Phường Hải Tân 86 Hình 3.2: Làm sạch dữ liệu bản đồ số 87 Hình 3.3: Chuyển UML sang dạng XML bằng công cụ UML 1.3 XMI export 100 Hình 3.4: Chuyển mô hình UML thành Geodatabase bằng công cụ Schema Wizard 101 Hình 3.5: Mô hình đối tượng CSDL Sử dụng đất UML đã được chuyển thành Geodatabase trong ArcCatalog 101 Hình 3.6: Khai báo tọa độ cho CSDL hiện trạng sử dụng đất 102 Hình 3.7: Nhóm dữ liệu Địa giới 103 Hình 3.8: Nhóm dữ liệu Giao thông 103 Hình 3.9: Nhóm dữ liệu Thủy hệ 104 Hình 3.10: Nhóm dữ liệu Hạ tầng dân cư 104 Hình 3.11: Nhóm dữ liệu Hạ tầng kỹ thuật 105 Hình 3.12: Nhóm dữ liệu Sử dụng đất 105 Hình 3.13: Nhập giá trị thuộc tính cho các đối tượng 106 Hình 3.14: Chọn giao diện Metadata trong ArcGis là chuẩn ISO 107 Hình 3.15: Biên tập Metadata cho Cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất 107 3 Hình 3.16: Tạo quan hệ không gian topology cho CSDL 108 Hình 3.17: Tạo quan hệ Topology cho đường địa giới và mốc địa giới 109 Hình 3.18: Tạo bản đồ chuyên đề trong ArcMap 110 Hình 3.19: Trình bày bản đồ hiện trạng sử dụng đất 110 4 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Bộ TN&MT Bộ Tài nguyên và Môi trường CSDL Cơ sở dữ liệ DBMS Database Management System - Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Feature Class Lớp dữ liệu Geodatabase Cơ sở dữ liệu thông tin địa lý GIS Geographic Information System - Hệ thông tin địa lý GML Ngôn ngữ đánh dấu địa lý ISO Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế Metadata Siêu dữ liệu SQL Structured Query language-Ngôn ngữ truy vấn mang tính cấu trúc Tab, Dgn, Cad Các đuôi mở rộng của file phần mềm đồ họa TC Ủy ban kỹ thuật UML Unified Modeling Language-Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất XML Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng 5 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 7 1.Tính cấp thiết của đề tài 7 2. Mục tiêu của đề tài 8 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 8 4. Phạm vi nghiên cứu 9 5. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu 9 6. Cơ sở tài liệu của luận văn 10 7. Kết quả và ý nghĩa của đề tài 11 8. Cấu trúc của luận văn 11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CHUẨN HÓA CƠ SỞ DỮ LIỆU HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT 13 1.1 Tổng quan tài liệu về nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất 13 1.1.1 Tổng quan về sự phát triển HTTĐL 13 1.1.2 Tổng quan về nghiên cứu xây dựng CSDL hiện trạng sử dụng đất [6] 15 1.2 Cơ sở lý luận trong nghiên cứu xây dựng CSDL Hệ thông tin địa lý 16 1.2.1 Khái niệm về HTTĐL 16 1.2.2 Các phương pháp thu thập dữ liệu cho HTTĐL 20 1.2.3 Cơ sở dữ liệu HTTĐL 22 1.3 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất 31 1.3.1 Khái niệm 31 1.3.2 Mục đích, yêu cầu của bản đồ hiện trạng sử dụng đất 31 1.3.3 Nội dung thể hiện trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất 32 1.4 Chuẩn ISO/TC211 trong xây dựng CSDL HTTĐL 34 1.4.1 Giới thiệu chung về ISO/TC211[14] 34 1.4.2 Chuẩn ISO/TC211 trong xây dựng CSDL HTTĐL 37 1.5 Ngôn ngữ UML 39 1.5.1 Tổng quan về UML 39 6 1.5.2 Mô hình hóa với UML 41 1.5.3 UML và các giai đoạn của chu trình phát triển 41 CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHUẨN HÓA CSDL HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT THÀNH PHỐ HẢI DƯƠNG 44 2.1 Khái quát hiện trạng xây dựng và quản lý CSDL hiện trạng sử dụng đất ở Việt Nam hiện nay 44 2.1.1 Các phần mềm chuyên ngành xây dựng CSDL hiện trạng sử dụng đất [6] 44 2.1.2 Các công trình xây dựng CSDL hiện trạng sử dụng đất ở Việt Nam hiện nay[6] 47 2.2 Xây dựng quy trình chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất thành phố Hải Dương 47 2.2.1 Lựa chọn các tiêu chuẩn ISO/TC211 và công nghệ ArcGIS chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất 47 2.2.2 Cơ sở tài liệu để thực hiện chuẩn hóa 51 2.2.3 Cấu trúc nội dung CSDL hiện trạng sử dụng đất 51 2.2.4 Quy trình chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất 68 CHƯƠNG 3. CHUẨN HÓA CSDL HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT THÀNH PHỐ HẢI DƯƠNG 83 3.1 Khái quát về đặc điểm tự nhiên TP Hải Dương 83 3.1.1 Vị trí địa lý 83 3.1.2 Điều kiện tự nhiên 83 3.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội 84 3.2. Chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân, TP Hải Dương 87 3.2.1 Nguồn tài liệu 87 3.2.2. Các bước chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 7 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Đất đai là tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, địa bàn phân bố các khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh và quốc phòng, v.v… Thông tin đất đai là cơ sở cho công tác quản lý đất đai: từ hiện trạng quản lý sử dụng đất, có thể nghiên cứu đề ra các chính sách phù hợp, lập kế hoạch hợp lý trong quản lý phân bổ sử dụng đất cũng như ra các quyết định liên quan đến đầu tư và phát triển nhằm khai thác hợp lý tài nguyên đất đai. Dữ liệu địa lý, trong đó có dữ liệu về sử dụng đất đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của một lãnh thổ. Hiện nay, dữ liệu địa lý có nhiều chủ đề khác nhau như: dữ liệu địa lý cơ sở; dữ liệu địa lý chuyên ngành; dữ liệu địa lý quân sự; dữ liệu sử dụng đất Các dữ liệu địa lý này được nhiều các đơn vị tham gia xây dựng; mỗi đơn vị sử dụng phương pháp và mô hình dữ liệu khác nhau để định nghĩa, mô tả, thiết kế và quản lý. Điều này dẫn đến việc không thống nhất trong định nghĩa đối tượng địa lý, trong thiết kế các mô hình cấu trúc và nội dung của dữ liệu địa lý, trong việc mã hóa dữ liệu địa lý mà đa số là dạng đóng (Shape, Tab, Dgn ) Kết quả tất yếu của việc không có các chuẩn thông tin địa lý là dữ liệu địa lý làm ra chỉ sử dụng được cho mục đích cụ thể, môi trường cụ thể và một tổ chức cụ thể; khó đánh giá được chất lượng dữ liệu từ khâu thiết kế đến khâu xây dựng dữ liệu; khó khăn khi trao đổi dữ liệu, cập nhật, nâng cấp, mở rộng dữ liệu; việc tra cứu và tìm kiếm thông tin không được kịp thời và độ tin cậy không cao. Công tác xây dựng, cập nhật và quản lý dữ liệu là vấn đề quan trọng trong việc xây dựng hệ thống quản lý đất đai. Để quản lý đất đai phải có thông tin, dữ liệu một cách chính xác đầy đủ; tổ chức sắp xếp một cách khoa học chặt chẽ để có thể sử dụng một cách hiệu quả cho nhiều mục đích khác nhau phục vụ việc khai thác, quản lý và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất; kết hợp chặt chẽ với an ninh quốc phòng, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Việc cập nhật và quản lý cơ sở dữ 8 liệu địa lý trong đó có dữ liệu về đất đai ngày càng đòi hỏi sự đồng bộ hóa thuận lợi cho việc trao đổi, quản lý cũng như khai thác thông tin dữ liệu . Ở nước ta, nhiều năm vừa qua vẫn chưa sử dụng các quy phạm kỹ thuật để xây dựng các bản đồ địa hình số và các bản đồ chuyên đề số (bản đồ địa chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất ) được thực hiện trên nhiều hệ thống phần mềm khác nhau mà chưa có một quy chuẩn cụ thể nào cho việc xây dựng cơ sở thông tin địa lý và cơ sở dữ liệu địa lý chuyên ngành. Nhận thức được thực tế đó, tháng 2/2007 Bộ TN&MT đã ra quy định về áp dụng chuẩn thông tin địa lý cơ sở quốc gia gồm 9 quy chuẩn chung. Trên thực tế 9 quy chuẩn này được thừa kế từ chuẩn ISO/TC211 (bộ tiêu chuẩn quốc tế về hệ thông tin địa lý) cho việc xây dựng thông tin địa lý cơ sở quốc gia và hiện nay đang được thực hiện. Vì vậy chuẩn hóa cơ sở dữ liệu địa lý là xu thế chung ở trong nước và thế giới. Hải Dương là một tỉnh đang có xu hướng phát triển kinh tế mạnh mẽ, đặc biệt là khu vực Thành phố Hải Dương. Vì vậy, hiện trạng sử dụng đất có sự biến đổi mạnh mẽ theo từng giai đoạn phát triển. Hiện nay thành phố đã có bản đồ hiện trạng sử dụng đất, tuy nhiên cơ sở dữ liệu chưa được chuẩn hóa một cách đồng bộ, gây khó khăn, phức tạp cho việc sử dụng tiếp theo và khó khăn trong việc cung cấp thông tin hiện trạng sử dụng đất cho cơ quan quản lý đối với quy hoạch không gian phát triển kinh tế- xã hội. Từ những lý do trên tác giả đã chọn đề tài “Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất Thành phố Hải Dương" làm đề tài luận văn cao học. 2. Mục tiêu của đề tài - Thành lập quy trình chuẩn hóa CSDL hiện trạng SDĐ dựa trên các quy chuẩn của ISO/TC211và chuẩn hóa CSDL hiện trạng SDĐ thí điểm tại Phường Hải Tân - TP Hải Dương. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được các mục tiêu trên cần thực hiện những nhiệm vụ sau: - Thu thập số liệu, dữ liệu hiện trạng sử dụng đất và đánh giá hiện trạng dữ liệu. 9 - Nghiên cứu các phương pháp tối ưu xây dựng CSDL SDĐ. - Lựa chọn các chuẩn của ISO/TC211 ứng dụng chuẩn hóa CSDL SDĐ. - Xây dựng mô hình hóa thống nhất UML với CSDL SDĐ tại TP Hải Dương. -Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất thí điểm tại Phường Hải Tân thành phố Hải Dương. 4. Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi lãnh thổ: Khu vực nghiên cứu thử nghiệm của đề tài là địa bàn Phường Hải Tân - Thành phố Hải Dương - Giới hạn nội dung nghiên cứu: Đề tài giới hạn trong việc thiết kế mô hình và quy trình chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất tại Phường Hải Tân - Thành phố Hải Dương. 5. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu  Quan điểm nghiên cứu: - Quan điểm tổng hợp: Là quan điểm truyền thống để nghiên cứu các vấn đề về khoa học địa lý. Các nhà khoa học nghiên cứu mỗi nhân tố của lớp vỏ trái đất trong thể tổng hợp tự nhiên và nhân văn của chúng, trong những mối quan hệ tương hỗ giữa chúng với nhau, nhằm phát hiện đúng bản chất của chúng cùng quá trình phát sinh phát triển của mỗi yếu tố và của toàn bộ thể tổng hợp tự nhiên và KTXH. Do đó, nội dung dữ liệu hiện trạng sử dụng đất cũng được xây dựng dựa trên mối quan hệ tổng hợp giữa nội dung sử dụng đất với các yếu tố tự nhiên và KTXH. - Quan điểm hệ thống: Lý thuyết hệ thống đã phát triển mạnh mẽ, thâm nhập hầu hết các lĩnh vực khoa học. Trong khoa học địa lý, lý thuyết hệ thống đã trở thành một trong những cơ sở lý luận cơ bản trong quá trình phát triển nghiên cứu. - Quan điểm ứng dụng: Hầu hết các công trình nghiên cứu đều phải hướng tới mục đích ứng dụng trong thực tiễn. Hệ thống CSDL HTTDL hiện trạng sử dụng đất cũng nhằm thỏa mãn nhu cầu ở trên, phải được ứng dụng trong thực tế phục vụ quy hoạch và quản lý đất đai. 10  Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tổng hợp và phân tích tài liệu: Đây là phương pháp truyền thống giúp cho việc đối chiếu thu thập thông tin mới, kiểm tra kết quả nghiên cứu, khẳng định các nhân tố chủ đạo ảnh hưởng đến quy luật phân bố và phát triển của đối tượng, hiện tượng nghiên cứu. - Phương pháp hệ thông tin địa lý: Đây là phương pháp chủ đạo, được sử dụng triệt để như một phương pháp dùng để kết nối các dữ liệu với nhau và phương pháp xử lý các dữ liệu đó phục vụ mục tiêu đề tài đề ra. - Phương pháp bản đồ: Phương pháp này được sử dụng xuyên suốt từ khâu đầu tiên đó là thu thập và đánh giá dữ liệu đầu vào là các bản đồ hiện trạng sử dụng đất đến khâu chuẩn hóa dữ liệu và cuối cùng là trình bày cơ sở dữ liệu sử dụng đất. - Phương pháp chuyên gia: Nhiệm vụ của đề tài rất phức tạp, liên quan đến nhiều vấn đề chuyên ngành khác. Cần thông qua ý kiến chuyên gia về luận cứ khoa học, giải pháp tổng thể trong quá trình thiết kế, xây dựng CSDL sử dụng đất. - Phương pháp thực nghiệm: Thử nghiệm với dữ liệu thực tế làm sáng tỏ quy trình lý thuyết đưa ra. 6. Cơ sở tài liệu của luận văn Luận văn được thực hiện trên cơ sở những tài liệu sau:  Tư liệu bản đồ số: - Bản đồ địa chính Phường Hải Tân – TP Hải Dương - Bản đồ hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân được thành lập năm 2010.  Tài liệu lý thuyết - Quy định quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chuẩn thông tin do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành. - Những Thông tư nghị định quy định về xây dựng cơ sở dữ liệu do bộ TN và MT đã thông qua phê duyệt của chính phủ đã được ban hành.  Các số liệu thống kê [...]... liệu tham khảo và phụ lục Chương 1 Tổng quan tài liệu và cơ sở lý luận về chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất 11 Chương 2 Xây dựng quy trình chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân - Thành phố Hải Dương Chương 3 Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân - Thành phố Hải Dương 12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CHUẨN HÓA CƠ SỞ DỮ LIỆU... xây dựng cơ sở dữ liệu trong các công tác quản lý tài nguyên mà phổ biến nhất là về hiện trạng sử dụng đất 1.1.2 Tổng quan về nghiên cứu xây dựng CSDL hiện trạng sử dụng đất [6] Cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất không còn là khái niệm mới mẻ đối với các nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam Năm 2004, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định 179/2004/QĐ-TTg về việc phê duyệt chiến lược ứng dụng và phát... bản đồ hiện trạng sử dụng đất phải thể hiện đường địa giới hành chính khu vực đang tranh chấp theo ý kiến của các bên liên quan; + Ranh giới các khoanh đất của bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã: thể hiện ranh giới và ký hiệu các khoanh đất theo chỉ tiêu kiểm kê đất đai Ranh giới các khoanh đất của bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp huyện, cấp tỉnh, các vùng kinh tế - xã hội và cả nước thể hiện theo... văn hóa, xã hội + Tỷ lệ bản đồ Một số căn cứ để xác định tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất: - Mục đích, yêu cầu thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất - Quy mô diện tích tự nhiên, hình dạng của khu vực thành lập bản đồ - Mức độ phức tạp và khả năng khai thác sử dụng đất - Phù hợp với bản đồ quy hoạch phân bố sử dụng đất cùng cấp - Đáp ứng yêu cầu kỹ thuật để thể hiện đầy đủ nội dung bản đồ hiện trạng. .. tính Trong GIS hiện thực không gian được thể hiện là một tập hợp các dữ liệu địa lý chứa đựng hai hợp phần dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính Dữ liệu thông tin được định vị địa lý là chìa khóa của sự khác nhau giữa GIS và các hệ thông tin khác Một HTTĐL được tạo nên từ ba hợp phần cơ bản là công nghệ (phần cứng và phần mềm), cơ sở dữ liệu (dữ liệu địa lý và dữ liệu liên quan) và cơ sở hạ tầng (con... quan tài liệu về cơ sở dữ liệu và các chuẩn trong việc xây dựng CSDL - Xây dựng được quy trình công nghệ chuẩn hóa CSDL SDĐ bằng việc áp dụng chuẩn ISO/TC211 - CSDL SDĐ Phường Hải Tân Thành phố Hải Dương được chuẩn hóa theo chuẩn TSO/TC211  Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần xây dựng cơ sở khoa học, phương pháp luận trong việc ứng dụng công... tài liệu ảnh viễn thám và bản đồ HTSDĐ các năm trước là tài liệu để tổng hợp xây dựng bản đồ HTSDĐ cả nước - Đáp ứng toàn bộ và hiệu quả các yêu cầu cấp bách của công tác kiểm kê đất đai và quy hoạch sử dụng đất 31 1.3.3 Nội dung thể hiện trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất a) Bản đồ nền và tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất + Bản đồ nền (nội dung cơ sở địa lý) Bản đồ nền dùng để xây dựng bản đồ hiện. .. Nội dung thể hiện trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất gồm + 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 + Biên giới quốc gia và đường địa giới hành chính các cấp: Đối với bản đồ hiện trạng sử dụng đất của vùng kinh tế - xã hội dạng giấy chỉ thể hiện đến địa giới hành chính cấp huyện; bản đồ hiện trạng sử dụng đất của cả... Bản đồ hiện trạng sử dụng đất (bản đồ HTSDĐ) là tài liệu phản ánh thực tế sử dụng đất ở thời điểm kiểm kê quỹ đất của các đơn vị hành chính cấp xã, huyện, tỉnh (gọi tắt là đơn vị hành chính các cấp), các vùng kinh tế và toàn quốc phải được lập trên cơ sở bản đồ nền thống nhất trong cả nước 1.3.2 Mục đích, yêu cầu của bản đồ hiện trạng sử dụng đất a) Mục đích - Thống kê, kiểm kê toàn bộ quỹ đất đã giao... các dữ liệu không gian từ thế giới thực” [7] Theo Parker “GIS như một công nghệ thông tin nhằm lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian và phi không gian”[9] - Định nghĩa GIS theo quan điểm Cơ sở dữ liệu không gian Theo Smith “GIS như hệ cơ sở dữ liệu mà phần lớn dữ liệu được định mã không gian, trên đó là sự tổ hợp các quá trình vận hành nhằm trả lời thực thể không gian trong cơ sở dữ liệu [11] . cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân - Thành phố Hải Dương Chương 3. Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân - Thành phố Hải Dương . CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CHUẨN HÓA CƠ SỞ DỮ LIỆU HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT 1.1 Tổng quan tài liệu về nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất 1.1.1 Tổng quan. tài liệu tham khảo và phụ lục Chương 1. Tổng quan tài liệu và cơ sở lý luận về chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất 12 Chương 2. Xây dựng quy trình chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng