Ứng dụng GIS xây dựng công cụ quản lý dữ liệu tài nguyên đất huyện nguyên bình, tỉnh cao bằng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ==========o0o========== VŨ THẾ CƯƠNG ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG CÔNG CỤ QUẢN LÝ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN ðẤT HUYỆN NGUYÊN BÌNH, TỈNH CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : QUẢN LÝ ðẤT ðAI Mã số : 60.85.01.03 Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN DUY BÌNH HÀ NỘI - 2013 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể bảo vệ một công trình nào khác. Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn. Tôi xin cam ñoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Vũ Thế Cương Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… ii LỜI CẢM ƠN ðể có thể hoàn thiện ñược luận văn này, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ rất tận tình của các thầy cô giáo, bạn bè, ñồng nghiệp và các cá nhân khác. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới những tập thể, cá nhân ñã dành cho tôi sự giúp ñỡ quý báu ñó. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Nguyễn Duy Bình - người ñã hướng dẫn và giúp ñỡ tôi trong việc thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Hoàng Lê Hường ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Tài Nguyên và Môi trường, khoa Công nghệ thông tin ñã ñóng góp ý kiến giúp luận văn hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn các ñồng chí lãnh ñạo, cán bộ của sở Tài nguyên và Môi trường, tỉnh Cao Bằng ñã giúp ñỡ và tạo ñiều kiện cho tôi hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các ñồng nghiệp, bạn bè và gia ñình ñã giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2013 Tác giả luận văn Vũ Thế Cương Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt – ký hiệu vi Danh mục bảng viii Danh mục hình ix 1 MỞ ðẦU 1 1.1 Tính cấp thiết của ñề tài. 1 1.2 Mục ñích và yêu cầu của ñề tài 3 1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3 2 TỔNG QUAN VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 4 2.1 Nghiên cứu hệ thống thông tin ñất ở trong và ngoài nước 4 2.1.1 Ngoài nước 4 2.1.2 Trong nước 5 2.2 Cơ sở lý luận về cơ sở dữ liệu và GIS 6 2.2.1 Tổng quan về cơ sở dữ liệu 6 2.2.2 Phân loại hệ quản trị CSDL 7 2.2.3 Mô hình và cấu trúc dữ liệu 9 2.2.4 Tính bảo mật của hệ thống CSDL 11 2.2.5 Phần mềm CSDL và xu hướng phát triển 12 2.3 Tổng quan về hệ thống thông tin ñịa lý (GIS – Geographic information system) 15 2.3.1 Giới thiệu về hệ thống thông tin ñịa lý – GIS 15 2.3.2 Cấu trúc và CSDL của GIS 15 2.3.3 Chức năng của GIS 19 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iv 2.3.4 Ứng dụng của GIS 20 2.2.5 Lợi ích và hạn chế của việc sử dụng kỹ thuật GIS 22 2.4 Cơ sở lý luận về ứng dụng GIS trong quản lý dữ liệu tài nguyên ñất 23 2.4.1 Tổng quan về công tác quản lý dữ liệu tài nguyên ñất 23 2.4.2 Một số ứng dụng CNTT trong việc quản lý tài nguyên ñất 24 2.5 Tổng quan về phân tích thiết kế hệ thống 36 2.5.1 Giới thiệu về quy trình phân tích thiết kế hệ thống 36 2.5.2 Các bước ñể phân tích thiết kế hệ thống 37 2.5.3 Thiết kế mô hình dữ liệu và CSDL 38 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 3.1 Nội dung nghiên cứu 41 3.1.1 ðiều tra về các hệ thống cơ sở dữ liệu và các công nghệ ñã ñược ứng dụng ñể quản lý dữ liệu ñất 41 3.1.2 ðiều tra, phân tích, tổng hợp và ñánh giá về ñiều kiện tự nhiên, tài nguyên ñất ñai khu vực nghiên cứu 41 3.1.3 Xây dựng công cụ quản lý dữ liệu ñất ñai 41 3.1.4 ðánh giá, tổng hợp kết quả nghiên cứu 42 3.2 Phương pháp nghiên cứu 42 3.2.1 ðiều tra, thu thập số liệu, tài liệu 42 3.2.2 Phân tích thống kê và xử lý số liệu 43 3.2.3 Ứng dụng công nghệ thông tin 43 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44 4.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 44 4.1.1 ðiều kiện tự nhiên 44 4.1.2. ðiều kiện thổ nhưỡng 45 4.1.3 ðiều kiện kinh tế - xã hội 47 4.1.4 Tình hình quản lý và sử dụng ñất: 50 4.2 Thiết kế cơ sở dữ liệu và lập trình quản lý dữ liệu ñất 54 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… v 4.2.1 Xây dựng CSDL thuộc tính về ñất 54 4.2.2 Xây dựng hệ thống bản ñồ 56 4.2.3 Phân tích, thiết kế mô hình 58 4.2.4 Xây dựng mô hình dữ liệu 61 4.3 Nội dung mã nguồn 67 4.3.1 Nội dung mã nguồn 67 4.3.2 Chức năng của một số Sub và Function chính 68 4.4 Giao diện và ứng dụng phần mềm 69 4.4.1 Giao diện sử dụng 70 4.4.2 Các chức năng chính của phần mềm 71 4.5 ðóng gói chương trình 80 4.5.1 Những file và tập tin sử dụng ñể ñóng gói chương trình 78 4.5.2 Những file dữ liệu ñầu vào 81 4.6 ðánh giá phần mềm 81 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 5.1 Kết luận 82 5.2 Kiến nghị 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT – KÝ HIỆU TT Chữ viết tắt Chữ viết ñấy ñủ 1 AEZ Agro-Ecological Zone (Vùng sinh thái nông nghiệp) 2 AGL Land and Water Development Division (Bộ phận phát triển tài nguyên ñất và nước) 3 CNTT Công nghệ thông tin 4 CSDL Cơ sở dữ liệu 5 DBMS Database Management System (Hệ quản trị cơ sở dữ liệu) 6 ESRI Environmental Systems Research Institute (Viện nghiên cứu hệ thống môi trường) 7 FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations (Tổ chức nông lương thế giới) 8 FOLES Forest land Evaluation System (Hệ thống ñánh giá ñất lâm nghiệp) 9 GAEZ Global agro-ecological zones (Phương pháp sinh thái nông nghiệp toàn cầu) 10 GCNQSDð Giấy chứng nhận quyền sử dụng ñất 11 GIS Geographic Information System (Hệ thống thông tin ñịa lý) 12 GPS Global Positioning System (Hệ thống ñịnh vị toàn cầu) 13 HTTT Hệ thống thông tin 14 ISSS International Society of Soil Science (Hội khoa học ñất quốc tế) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vii 15 LRIS Land Resource Information Systems (Hệ thống thông tin tài nguyên ñất) 16 MCDS Multi-criteria decision-support systems (Hệ thống hỗ trợ ra quyết ñịnh ña mục tiêu) 17 SOTER Global soil and terrain database (Cơ sở dữ liệu ñất và ñịa hình toàn cầu) 18 SQL Structured Query Language (ngôn ngữ truy vấn cấu trúc) 19 UNEP United Nations Environment Programme (Chương trình Môi trường Liên hợp quốc) 20 UNESCO United Nations Educational Scientific and Cultural Organization (Tổ chức Khoa học Giáo dục và Văn hóa Liên hiệp quốc) 21 VILIS VietNam Land Information System (Hệ thống thông tin ñất ñai Việt Nam) 22 WAICENT World Agriculture Information Centre ( Trung tâm Thông tin Nông nghiệp thế giới) 23 WDMS Hệ thống cấp nước ñô thị và giảm thất thoát nước 24 XML Extensible Markup Language (Ngôn ngữ ñánh dấu mở rộng) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… viii DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 4.1 Tổng hợp các loại ñất của huyện Nguyên Bình 47 4.2 Hiện trạng sử dụng ñất huyện Nguyên Bình năm 2011. 53 4.3 Nguồn dự liệu bản ñồ của huyện Nguyên Bình 57 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… ix DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 2.1 Bảng dữ liệu của mô hình dữ liệu vật lý 10 2.2 Cơ sở tri thức trong GIS 16 2.3 Phép chiếu bản ñồ 18 2.4 Nội dung hoạt ñộng của một hệ thống GIS 19 2.5 Việc sử dụng hệ thống GIS 19 2.6 Mô hình chồng xếp trong GIS 21 2.7 Hệ thống luồng thông tin trong AEZ 28 2.8 Mô hình dữ liệu thuộc tính của SOTER 30 2.9 Giao diện của phần mềm VILIS 31 2.10 Thiết kế tổng thể chức năng phần mềm VILIS 32 2.11 Công nghệ ArcGIS của hãng ESRI (Mỹ) 33 2.12 Công nghệ phần mềm VILIS 2.0 34 2.13 Mô hình GIS trong FOLES 35 2.14 Mô hình FOLES 36 2.15 Các bước trong thiết kế mô hình dữ liệu và CSDL quan hệ 38 3.1 Cấu trúc cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin ñất 42 4.1 Cơ cấu kinh tế huyện Nguyên Bình năm 2011 48 4.2 Cấu trúc dữ liệu phẫu diện 55 4.3 Cấu trúc dữ liệu tọa ñộ 55 4.4 Cấu trúc dữ liệu thổ nhưỡng 55 4.5 Cấu trúc dữ liệu tầng ñất 55 4.6 Cấu trúc dữ liệu nông hóa 55 4.7 Mối quan hệ của các bảng dữ liệu trong CSDL ñất 56 4.8 Hộp thoại Universal Translator 57 4.9 Biểu ñồ phân cấp chức năng 58 [...]... a ñ tài - ð xu t các công c qu n lý d li u tài nguyên ñ t ñai cũng như ng d ng c a công ngh thông tin ñ i v i công tác qu n lý d li u tài nguyên ñ t - Xác ñ nh các yêu c u s d ng thông tin b n ñ c a GIS ñ ph c v công tác qu n lý tài nguyên ñ t - Vi c nghiên c u thi t k CSDL trên n n công ngh GIS s ñem l i hi u qu t t hơn cho công tác qu n lý d li u tài nguyên ñ t trên ñ a bàn huy n Nguyên Bình – Cao. .. phương ban hành có liên quan t i công tác qu n lý, s d ng tài nguyên ñ t - Tìm hi u các công ngh thông tin ñã ñư c s d ng ñ xây d ng và qu n lý CSDL tài nguyên ñ t - Xây d ng công c ng d ng m u v CSDL thông qua công ngh thông tin và GIS (ArcGIS, ArcView, Mapinfo, Web,…) ph c v vi c qu n lý tài nguyên ñ t cho huy n Nguyên Bình – Cao B ng - Thu th p ñi u tra các tài li u, s li u, văn b n và b n ñ có liên... ñ tài 1.2.1 M c ñích nghiên c u - Tìm hi u kh năng ng d ng c a công ngh tin h c và công ngh GIS trong công tác qu n lý d li u tài nguyên ñ t khu v c nghiên c u - Tìm hi u c u trúc CSDL trong GIS - ng d ng công ngh thông tin - GIS ñ xây d ng công c qu n lý cơ s d li u tài nguyên ñ t huy n Nguyên Bình 1.2.2 Yêu c u c a ñ tài - N m v ng các văn b n do Nhà nư c và ñ a phương ban hành có liên quan t i công. .. n kém th i gian, nhân l c, chi phí trong qu n lý xong hi u qu công tác qu n lý ñ t ñai chưa cao T nh ng th c ti n nêu trên, v i mong mu n ñư c tìm hi u thêm ng d ng c a công ngh thông tin GIS trong công tác qu n lý d li u ñ t, tôi ti n hành nghiên c u và th c hi n ñ tài: “ ng d ng GIS xây d ng công c qu n lý d li u tài nguyên ñ t huy n Nguyên Bình t nh Cao B ng” v i s hư ng d n c a TS Nguy n Duy Bình... còn c n th i gian và ñ u tư m i có th ñưa vào ng d ng chính th c 2.4 Cơ s lý lu n v ng d ng GIS trong qu n lý d li u tài nguyên ñ t 2.4.1 T ng quan v công tác qu n lý d li u tài nguyên ñ t ♦ CSDL tài nguyên ñ t Các thành ph n c u thành c a CSDL tài nguyên ñ t nói chung bao g m: Thông tin v h th ng quy chi u; Thông tin v h to ñ , ñ cao Nhà Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông... h th ng thu l i, vi c qu n lý và s d ng nư c v i các m c ñ canh tác t ng khu v c và ñánh giá tài nguyên nư c c a m i qu c gia ● V qu n lý ngu n tài nguyên ñ t: T ch c AGL ñã s d ng m t s công c tích h p như: công c v CSDL, công c mô hình, công c h tr vi c ra quy t ñ nh, công c truy n thông và các tài li u n ph m ñư c xu t b n (FAO and The European Commission, 1999) [22] 1 Công c v CSDL: G m các v chương... vi c qu n lý và s d ng các ngu n tài nguyên Qua g n 20 năm nghiên c u, ng d ng và phát tri n, Vi t Nam ñã ñưa ra nh ng chương trình qu n lý và s d ng tài nguyên ñ t và nư c thông qua GIS và m t s h th ng tương t m t cách có hi u qu Vi n Th như ng nông hoá trong giai ño n 2001 – 2005 ñã xây d ng Trung tâm thông tin tư li u v ñ t c a Vi t Nam; ñã ti n hành ñi u tra cơ b n v tài nguyên ñ t; xây d ng phương... n nay, vi n Nghiên c u ñ a chính ñã tr thành ñơn v ñi ñ u trong công tác áp d ng công ngh khoa h c trong các lĩnh v c ño ñ c, thành l p b n ñ b ng các công ngh như công ngh nh s , công ngh ño sâu, công ngh GPS, GIS; ñã xây d ng thành công ph n m m h th ng thông tin ñ t ñai c a Vi t Nam (VILIS), FOLES,… 2.2 Cơ s lý lu n v cơ s d li u và GIS 2.2.1 T ng quan v cơ s d li u 2.2.1.1 Khái ni m chung - Cơ s... n lý tài nguyên và b o v môi trư ng Th c hi n Quy t ñ nh s 179/2004/Qð-TTg ngày 06/10/2004 c a Th tư ng Chính ph v vi c phê duy t Chi n lư c ng d ng và phát tri n công ngh thông tin tài nguyên và môi trư ng ñ n năm 2015 và ñ nh hư ng ñ n năm 2020 Do v y, nh ng năm g n ñây ngành Tài nguyên và Môi trư ng ñã và ñang r t chú tr ng phát tri n r ng rãi vi c ng d ng công ngh thông tin trong công tác qu n lý. .. tri n c a các thông tin v ngu n tài nguyên ñ t và nư c (FAO, 1998) H i th o cũng ñưa ra nh ng v n ñ khó khăn s g p ph i như k thu t công ngh , h th ng và phương pháp thu th p d li u, quá trình x lý và phân ph i ngu n thông tin tài nguyên ñ t và tài nguyên nư c Theo m t tài li u khác c a FAO, h th ng thông tin ñ t t p trung vào nh ng phương pháp lu n và nh ng công c cho công tác ñ nh giá v ti m năng c . thêm ứng dụng của công nghệ thông tin GIS trong công tác quản lý dữ liệu ñất, tôi tiến hành nghiên cứu và thực hiện ñề tài: Ứng dụng GIS xây dựng công cụ quản lý dữ liệu tài nguyên ñất huyện. VŨ THẾ CƯƠNG ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG CÔNG CỤ QUẢN LÝ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN ðẤT HUYỆN NGUYÊN BÌNH, TỈNH CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : QUẢN LÝ ðẤT ðAI Mã số. công tác quản lý, sử dụng tài nguyên ñất. - Tìm hiểu các công nghệ thông tin ñã ñược sử dụng ñể xây dựng và quản lý CSDL tài nguyên ñất. - Xây dựng công cụ ứng dụng mẫu về CSDL thông qua công