1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tàiNgày nay trên thế giới hệ thống thông tin địa lý có tầm quan trọng không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực và nhiều ngành nghề.Ở nước ta hệ thống thông tin địa lý đã được nhiên cứu và đưa vào ứng dụng trong công tác quản lý như quản lý đô thị, quản lý hệ thống thoát nước, quản lý hệ thống giao thông, quản lý địa chính, quản lý sử dụng các nguồn tài nguyên…Kinh tế, văn hoá, chính trị, xã hội là những hoạt động không thể thiếu trong mọi lĩnh vực của đời sống xã hội. Trong đó quản lý hành chính là một vấn đề không thể tách rời, nó ảnh hưởng tới sự phát triển kinh tế cũng như chính trị xã hội. Quản lý hành chính thực hiện tốt thì vấn đề phát triển kinh tế, ổn định trật tự xã hội cũng được giải quyết, chính vì vậy ở mỗi quốc gia việc quản lý hành chính là một trong những vấn đề rất quan trọng và cấp thiết. Ở Việt Nam việc quản lý hành chính luôn được Nhà nước và Chính phủ đặc biệt quan tâm nhất là các tỉnh, thành phố lớn.Trang web gis.chinhphu.vn cũng đã nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tin địa lý để quản lý địa giới hành chính. Tuy nhiên công trình này mới chỉ quản lý đơn vị hành chính cấp huyện, tỉnh mà chưa có sự quản lý cụ thể về đơn vị hành chính cấp xã và các thông tin cần thiết trong từng cấp, đơn vị hành chính.Từ thực tế đó đặt ra nhu cầu xây dựng một hệ thống thông tin quản lý để tiện cho việc quản lý, đảm bảo tốt trong quá trình điều hành sự phát triển của đất nước.2. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tàiThành phố Hồ Chí Minh với vị trí là một thành phố lớn trực thuộc Trung ương, là một trong những trung tâm kinh tế, chính trị, xã hội của cả nước, hàng năm thành phố là nơi thu hút nhiều người lao động từ nơi khác đến nhập cư thì việc quản lý hành chính càng trở nên cấp thiết. Từ những nhu cầu thực tế trên đã đặt ra nhu cầu xây dựng một hệ thống thông tin quản lý các thông tin hành chính để tiện cho việc quản lý, đảm bảo tốt trong quá trình điều hành và phát triển của thành phố. Song quản lý như thế là hợp lý, khoa học và đồng bộ đang là vấn đề cần được nghiên cứu. Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ thông tin phát triển vượt bậc đã góp phần hỗ trợ lớn trong công việc quản lý hành chính. Hệ thống thông tin quản lý hành chính được xây dựng sâu, cung cấp các thông tin về hành chính như : tên chủ tịch, phó chủ tịch, địa chỉ, số điện thoại, diện tích, dân số… Với khả năng cập nhật thông tin chính xác bằng công nghệ GIS đã giúp cho các cơ quan quản lý có thể nắm bắt các thông tin nhanh một cách nhanh chóng và cụ thể. Trong quá trình học tập tại trường và qua tìm hiểu thực tế về tình hình quản lý hành chính Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay, em đã chọn đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng ArcGIS xây dựng CSDL phục vụ công tác quản lý hành chính Thành phố Hồ Chí Minh” làm đề tài tốt nghiệp.
Trang 1Em xin chân thành cảm ơn Ths Trần Mai Hương, đã giúp em hoàn thành đồ
án tốt nghiệp này Đồng thời em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Bộmôn Tin học Trắc địa, các thầy cô giáo Khoa Công nghệ Thông tin, và các bạntrong lớp Tin học trắc địa đã nhiệt tình giúp đỡ em trong những năm tháng học tập
và làm đồ án tốt nghiệp
Do những kiến thức thực tế liên quan đến nội dung đồ án tốt nghiệp còn hạnchế nên đồ án của em không tránh khỏi những sai sót Em kính mong các thầy cô
và các bạn đóng góp ý kiến để kiến thức của em được mở rộng hơn
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 6 năm 2012Sinh viên thực hiện
Lê Hoàng Việt
Trang 2MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 5
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU6
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS 9
1.1 Sơ lược về hệ thống thông tin địa lý GIS 9
1.2 Các khái niệm cơ bản về hệ thống thông tin địa lý 10
1.3 Các thành phần của GIS: 11
1.3.1 Con người 11
1.3.2 Dữ liệu 12
1.3.3 Phần cứng 12
1.3.4 Phần mềm 13
1.3.5 Phương pháp phân tích 13
1.4 Các chức năng của GIS 14 1.4.1 Thu thập dữ liệu 15
1.4.2 Xử lý và thao tác dữ liệu 15
1.4.3 Lưu trữ và quản lý dữ liệu 15
1.4.4 Tìm kiếm và phân tích không gian 16
1.4.5 Hiển thị đồ họa và tương tác 16
1.5 Ứng dụng của GIS 17 1.6 Các đặc điểm của HTTTĐL-GIS 17 1.6.1 Khả năng chồng xếp các bản đồ (Map Overlaying) 17
1.6.2 Khả năng phân loại thuộc tính (Reclassification) 18
1.6.3 Khả năng phân tích (Spatial analysis) 19 1.7 Các dạng dữ liệu GIS 22
CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ LỰA CHỌN PHẦN MỀM XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU 24
2.1 Điều kiện tự nhiên – xã hội khu vực nghiên cứu 24
Trang 32.1.1 Hành chính 24
2.1.2 Vị trí địa lý 25
2.1.3 Địa hình 25
2.1.4 Khí hậu, thời tiết 25
2.1.5 Giao thông 26
2.2 Tổng quan về tình hình quản lý hành chính Tp.Hồ Chí Minh hiện nay26 2.2.1 Vấn đề quản lý, sử dụng các thông tin về quản lý hành chính 26
2.2.2 Mục đích thành lập CSDL HTTT hành chính thành phố Hồ Chí Minh 27 2.3 Các yêu cầu cơ bản để thành lập CSDL hành chính Tp Hồ Chí Minh 27 2.3.1 Các yêu cầu chất lượng về CSDL quản lý hành chính Tp Hồ Chí Minh .27
2.3.2 Các yêu cầu về nội dung của CSDL quản lý hành chính Tp Hồ Chí Minh 28
2.4 Cơ sở dữ liệu GIS 29 2.4.1 Khái niệm chung về cơ sở dữ liệu 29
2.4.2 Cấu trúc cơ sở dữ liệu 29
2.4.3 Các thành phần của cơ sở dữ liệu 30
2.5 Phần mềm MapInfo 31 2.6 Phần mềm ArcGIS 33 2.6.1 Mô hình dữ liệu trong ArcGIS 33
2.6.2 ArcMap 36
2.6.3 ArcCatalog 37
2.6.4 ArcTollbox 38
CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG ARCGIS XÂY DỰNG CSDL PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUẢN LÝ HÀNH CHÍNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 40 3.1 Quy trình xây dựng và tổ chức cơ sở dữ liệu 40 3.2 Nghiên cứu đề tài 40 3.3 Thu thập tư liệu và xử lý tư liệu 41 3.3.1 Thu thập tư liệu 41
3.3.2 Mức độ xử lý tư liệu 41
3.4 Biên tập bản đồ nền 42 3.4.1 Chuyển đổi dạng dữ liệu 42
Trang 43.4.2 Chuyển đổi hệ tọa độ cho các shapefile 43
3.4.3 Biên tập bản đồ 45
3.5 Thiết kế cơ sở dữ liệu 48 3.5.1 Thiết kế các trường thuộc tính 48
3.5.2 Tạo Geodatabase 52
3.5.3 Tạo các trường dữ liệu thuộc tính theo bảng thiết kế 54
3.5.4 Nhập cơ sở dữ liệu 55 3.6 Biên tập, hoàn thiện dữ liệu bản đồ 58
3.7 Vận hành thử hệ thống 60
3.8 Kiểm tra, sửa chữa và lưu trữ 62
KẾT LUẬN 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 65
Trang 5DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1 Các thành phần của GIS 11
Hình 1-2 Các chức năng của 14
Hình 1-3 Nguyên lý khi chồng lắp các bản đồ 18
Hình 1-4 Việc chồng lắp các bản đồ theo phương pháp cộng 18
Hình 1-5 Một thí dụ trong việc phân loại lại một bản đồ 19
Hình 1-6 Ứng dụng thuật toán logic trong tìm kiếm không gian 20
Hình 1-7 Bản đồ vùng đệm 21
Hình 2-1 Đối tượng point trên bản đồ 34
Hình 2-2 Đối tượng line trên bản đồ 34
Hình 2-3 Đối tượng polygon trên bản đồ 34
Hình 2-4 Cấu trúc một GeoDatabase 35
Hình 2-5 Các thành phần cơ bản trong ArcMap 37
Hình 2-6 Giao diện ứng dụng ArcCatalog 38
Hình 2-7 Giao diện ứng dụng ArcToolbox 39
Hình 3-1 Các bước xây dựng cơ sở dữ liệu 40
Hình 3-2 Chuyển đổi dữ liệu từ *.tab sang *.shp 43
Hình 3-3 Công cụ chuyển đổi hệ tọa độ trong ArcToolbox 44
Hình 3-4 Chuyển sang hệ tọa độ WGS 1984 UTM Zone 48N 45
Hình 3-5 Nền sông trước khi cắt bỏ 46
Hình 3-6 Nền sông sau khi cắt bỏ 46
Hình 3-7 Gán tên cho các con phố 47
Hình 3-8 Tạo mới 1 shapefile 47
Hình 3-9 Vị trí các cơ quan hành chính trên bản đồ 48
Hình 3-10 Tạo Geodatabase 53
Hình 3-11 Tạo các Feature Dataset 53
Hình 3-12 Import các shapefile vào Feature Dataset 54
Hình 3-13 Tạo trường dữ liệu 55
Hình 3-14 Nhập thông tin trực tiếp trên bảng thuộc tính 56
Trang 6Hình 3-15 Nhập thông tin bằng cách Join Data từ file Excel 57
Hình 3-16 Export dữ liệu từ *.xls sang *.dbf 57
Hình 3-17 Sử dụng công cụ Join Field trong Arctoolbox 58
Hình 3-18 Bảng thuộc tính 58
Hình 3-19 Biên tập theo thuộc tính khác nhau của đối tượng 59
Hình 3-20 Bản đồ sau khi biên tập 60
Hình 3-21 Bảng thông tin thuộc tính 60
Hình 3-22 Chọn tìm kiếm phường bằng Select By Attributes 61
Hình 3-23 Tìm kiếm 61
Hình 3-24 Kết quả tìm được ở dạng bảng 62
Hình 3-25 Tra cứu nhanh thông tin của cơ quan hành chính 62
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1-1 Biểu đồ hình và bảng của các phép toán logic 20
Bảng 2-1 Các đơn vị hành chính thành phố Hồ Chí Minh 24
Bảng 3-1 Lớp ranh giới 48
Bảng 3-2 Lớp đường phố 48
Bảng 3-3 Lớp sông chính 49
Bảng 3-4 Lớp kí hiệu 49
Bảng 3-5 Lớp nền hành chính tỉnh 49
Bảng 3-6 Lớp nền hành chính huyện 51
Bảng 3-7 Lớp nền hành chính xã 52
Trang 7THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1 Thông tin chung
Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng ArcGis xây dựng CSDL phục vụ công tác
quản lý hành chính Thành phố Hồ Chí MinhSinh viên thực hiện: Lê Hoàng Việt
Xây dựng CSDL quản lý hành chính thành phố Hồ Chí Minh để người dùng
có thể dễ dàng tra cứu, tìm kiếm thông tin
3 Nội dung chính
Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý GIS
Giới thiệu về khu vực nghiên cứu và lựa chọn phần mềm xây dựng CSDLXây dựng cơ sở dữ liệu quản lý hành chính thành phố Hồ Chí Minh
4 Kết quả chính đạt được
Xây dựng được CSDL quản lý hành chính thành phố Hồ Chí Minh để có thể
dễ dàng tra cứu và tìm kiếm thông tin về các số liệu thuộc về hành chính như: tênhuyện, tên xã, tên chủ tịch, điện thoại, dân số…
Trang 8MỞ ĐẦU
1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài
Ngày nay trên thế giới hệ thống thông tin địa lý có tầm quan trọng không thểthiếu trong nhiều lĩnh vực và nhiều ngành nghề
Ở nước ta hệ thống thông tin địa lý đã được nhiên cứu và đưa vào ứng dụngtrong công tác quản lý như quản lý đô thị, quản lý hệ thống thoát nước, quản lý hệthống giao thông, quản lý địa chính, quản lý sử dụng các nguồn tài nguyên…
Kinh tế, văn hoá, chính trị, xã hội là những hoạt động không thể thiếu trongmọi lĩnh vực của đời sống xã hội Trong đó quản lý hành chính là một vấn đề khôngthể tách rời, nó ảnh hưởng tới sự phát triển kinh tế cũng như chính trị - xã hội Quản
lý hành chính thực hiện tốt thì vấn đề phát triển kinh tế, ổn định trật tự xã hội cũngđược giải quyết, chính vì vậy ở mỗi quốc gia việc quản lý hành chính là một trongnhững vấn đề rất quan trọng và cấp thiết Ở Việt Nam việc quản lý hành chính luônđược Nhà nước và Chính phủ đặc biệt quan tâm nhất là các tỉnh, thành phố lớn.Trang web gis.chinhphu.vn cũng đã nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tinđịa lý để quản lý địa giới hành chính Tuy nhiên công trình này mới chỉ quản lý đơn
vị hành chính cấp huyện, tỉnh mà chưa có sự quản lý cụ thể về đơn vị hành chínhcấp xã và các thông tin cần thiết trong từng cấp, đơn vị hành chính
Từ thực tế đó đặt ra nhu cầu xây dựng một hệ thống thông tin quản lý để tiệncho việc quản lý, đảm bảo tốt trong quá trình điều hành sự phát triển của đất nước
2 Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Thành phố Hồ Chí Minh với vị trí là một thành phố lớn trực thuộc Trungương, là một trong những trung tâm kinh tế, chính trị, xã hội của cả nước, hàngnăm thành phố là nơi thu hút nhiều người lao động từ nơi khác đến nhập cư thì việcquản lý hành chính càng trở nên cấp thiết Từ những nhu cầu thực tế trên đã đặt ranhu cầu xây dựng một hệ thống thông tin quản lý các thông tin hành chính để tiệncho việc quản lý, đảm bảo tốt trong quá trình điều hành và phát triển của thành phố.Song quản lý như thế là hợp lý, khoa học và đồng bộ đang là vấn đề cần đượcnghiên cứu
Trang 9Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ thông tin pháttriển vượt bậc đã góp phần hỗ trợ lớn trong công việc quản lý hành chính Hệ thốngthông tin quản lý hành chính được xây dựng sâu, cung cấp các thông tin về hànhchính như : tên chủ tịch, phó chủ tịch, địa chỉ, số điện thoại, diện tích, dân số… Vớikhả năng cập nhật thông tin chính xác bằng công nghệ GIS đã giúp cho các cơ quanquản lý có thể nắm bắt các thông tin nhanh một cách nhanh chóng và cụ thể Trongquá trình học tập tại trường và qua tìm hiểu thực tế về tình hình quản lý hành chínhThành phố Hồ Chí Minh hiện nay, em đã chọn đề tài “ Nghiên cứu ứng dụngArcGIS xây dựng CSDL phục vụ công tác quản lý hành chính Thành phố Hồ ChíMinh” làm đề tài tốt nghiệp.
Trang 10CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS
1.1 Sơ lược về hệ thống thông tin địa lý GIS
Trên thế giới, lịch sử phát triển và ứng dụng của HTTTĐL (GIS) đã có khởiđiểm từ những năm 50 của thế kỷ XX Lúc đó, các nhà bản đồ học và tin học trênthế giới đã kết hợp suy nghĩ, nghiên cứu về một hệ thống máy móc và thiết bị vẽbản đồ tự động Những ứng dụng sớm nhất và hình thành nền tảng về GIS là ởCanada, nơi mà những nghiên cứu về kỹ thuật sử dụng máy tính để lưu trữ và xử lý
số liệu, lập bản đồ và xử lý các thông tin không gian lần đầu tiên được thực hiện.Tuy nhiên, các thiết bị máy tính thời đó rất to lớn, cồng kềnh; việc nhập dữ liệuchậm và khó khăn nên những hệ tự động hoá ít khả năng thâm nhập vào thực tế.Lúc đó, những phiên bản đầu tiên của các HTTTĐL là những phần mềm nhập dữliệu và vẽ bản đồ đơn giản; việc xử lý các thông tin đồ hoạ còn rất hạn chế
Từ 1960-1980: Là thời kỳ tìm tòi và khám phá về kỹ thuật đồ hoạ của công
nghệ thông tin Nhờ sự phát triển của công nghệ thông tin mà những khả năng xử lý
đồ hoạ trên máy tính trở thành dễ dàng và thuận tiện
Từ 1980-1990: Công nghệ GIS phát triển mạnh mẽ, trở thành một công nghệ
có tính thương mại, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và hoạt độngthực tiễn có sử dụng thông tin không gian
Ở Việt Nam, công nghệ HTTTĐL cũng được ứng dụng và phát triển nhanhchóng cùng với công nghệ thông tin nói chung Theo các nhà hoạt động trong lĩnhvực này, sự hình thành và phát triển công nghệ HTTTĐL ở Việt Nam có thể chiathành các thời kỳ:
Thời kỳ 1980-1985: Là giai đoạn bắt đầu với những hiểu biết sơ bộ và tiếp
xúc với HTTTĐL qua các cán bộ được đào tạo ở nước ngoài và một số chuyên gia
có dịp tham gia các hội thảo quốc tế về công nghệ thông tin và hệ thống thông tinđịa lý
Thời kỳ 1985-1994: Những tìm tòi và ứng dụng đầu tiên mới chỉ được thực
hiện ở một số chuyên ngành và một số cơ quan ứng dụng cụ thể, trước hết là các cơquan nghiên cứu về công nghệ thông tin, tiếp đó là một số cơ quan quản lý tàinguyên như: Nông nghiệp, lâm nghiệp, địa chất,
Trang 11Thời kỳ 1995 tới nay: Là giai đoạn phát triển và bùng nổ của HTTTĐL.
Nhờ sự phát triển mạnh mẽ của các công ty máy tính, của các nhà sản xuất và cungcấp thiết bị tin học, tại Việt Nam đã có mặt các sản phẩm của hầu hết các nhà sảnxuất thiết bị máy tính, cần thiết cho các ứng dụng hệ thống thông tin địa lý như:Hãng Máy tính IBM, COMPAQ, SUN, ACER, INTERGRAPH, và các hãng sảnxuất các thiết bị ngoại vi: Máy quét, bàn số hoá, máy in HP, EPSon, CALCOM,
Cũng từ năm 1995 công nghệ HTTĐL được ứng dụng rộng rãi trong cácngành và trở thành công cụ không thể thiếu cho ngành kinh tế quốc dân
1.2 Các khái niệm cơ bản về hệ thống thông tin địa lý
GIS - Geographic Information System hay hệ thống thông tin địa lý được hìnhthành từ ba khái niệm địa lý, thông tin và hệ thống Khái niệm “địa lý” liên quanđến các đặc trưng về không gian, vị trí Các đặc trưng này ánh xạ trực tiếp đến cácđối tượng trong không gian Chúng có thể là vật lý, văn hoá, kinh tế,… trong tựnhiên
Khái niệm “thông tin” đề cập đến phần dữ liệu được quản lý bởi GIS Đó làcác dữ liệu về thuộc tính và không gian của đối tượng GIS có tính “hệ thống” tức là
hệ thống GIS được xây dựng từ các mô đun
Việc tạo các mô đun giúp thuận lợi trong việc quản lý và hợp nhất GIS làmột hệ thống có ứng dụng rất lớn Từ năm 1980 đến nay đã có rất nhiều các địnhnghĩa được đưa ra, tuy nhiên không có định nghĩa nào khái quát đầy đủ về GIS vìphần lớn chúng đều được xây dựng trên khía cạnh ứng dụng cụ thể trong từng lĩnhvực Có ba định nghĩa được dùng nhiều nhất:
- GIS là một hệ thống thông tin được thiết kế để làm việc với các dữ liệutrong một hệ toạ độ quy chiếu GIS bao gồm một hệ cơ sở dữ liệu và các phươngthức để thao tác với dữ liệu đó
- GIS là một hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, kiểm tra, tích hợp, thao tác, phântích và hiển thị dữ liệu được quy chiếu cụ thể vào trái đất
- GIS là một chương trình máy tính hỗ trợ việc thu thập, lưu trữ, phân tích vàhiển thị dữ liệu bản đồ
Nhưng nói chung có thể hiểu một cách thống nhất rằng GIS là một hệ thốngkết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại vi để lưu trữ,
Trang 12xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để phục vụ mục đích nghiên cứu, quản
- Người xây dựng bản đồ: sử dụng các lớp bản đồ được lấy từ nhiều nguồnkhác nhau, chỉnh sửa dữ liệu để tạo ra các bản đồ theo yêu cầu
Trang 13- Người xuất bản: sử dụng phần mềm GIS để kết xuất ra bản đồ dưới nhiềuđịnh dạng xuất khác nhau.
- Người phân tích: giải quyết các vấn đề như tìm kiếm, xác định vị trí…
- Người xây dựng dữ liệu: là những người chuyên nhập dữ liệu bản đồ bằngcác cách khác nhau: vẽ, chuyển đổi từ định dạng khác, truy nhập CSDL…
- Người quản trị CSDL: quản lý CSDL GIS và đảm bảo hệ thống vận hành tốt
- Người thiết kế CSDL: xây dựng các mô hình dữ liệu logic và vật lý
- Người phát triển: xây dựng hoặc cải tạo các phần mềm GIS để đáp ứng cácnhu cầu cụ thể
1.3.2 Dữ liệu
Một cách tổng quát, người ta chia dữ liệu trong GIS thành 2 loại:
Dữ liệu không gian (spatial) cho ta biết kích thước vật lý và vị trí địa lý củacác đối tượng trên bề mặt trái đất
Dữ liệu không gian là dữ liệu được lấy từ các nguồn như: ảnh vệ tinh, ảnh máybay, bản đồ số hoặc bản đồ giấy (dạng analog) và các loại tranh ảnh khác
Thông thường, tư liệu không gian được trình bày dưới dạng các bản đồ giấyvới các thông tin chi tiết được tổ chức ở một file riêng
Dữ liệu thuộc tính (non-spatial) là các dữ liệu ở dạng văn bản cho ta biếtthêm thông tin thuộc tính của đối tượng, có thể là số liệu thông kê, số liệu quan trắcthực địa…
1.3.3 Phần cứng
Bao gồm hệ thống máy tính và các thiết bị ngoại vi có khả năng thực hiện cácchức năng nhập thông tin (Input), xuất thông tin (Out put) và xử lý thông tin củaphần mềm Hệ thống này gồm có máy chủ (server), máy khách (client), máy quét(scaner), máy in (printer) được liên kết với nhau trong mạng LAN hay Internet Máy tính điện tử là nhóm chỉ đạo của toàn bộ hệ thống Chức năng chính của
nó là xử lý số liệu, kiểm tra số liệu và hiển thị số liệu
Trang 141.3.4 Phần mềm
Đi kèm với hệ thống thiết bị trong GIS ở trên là một hệ phần mềm
Hệ thống phần mềm GIS rất đa dạng Mỗi công ty xây dựng GIS đều có hệ phầnmềm riêng của mình Tuy nhiên, hệ phần mềm GIS có tối thiểu 4 nhóm chức năngsau đây:
Nhập thông tin không gian và thông tin thuộc tính từ các nguồn khác nhau
Lưu trữ, điều chỉnh, cập nhật và tổ chức các thông tin không gian và thôngtin thuộc tính
Phân tích biến đổi thông tin trong cơ sở dữ liệu nhằm giải quyết các bàitoán tối ưu và mô hình mô phỏng không gian – thời gian
Hiển thị và trình bày thông tin dưới các dạng khác nhau, với các biện phápkhác nhau
1.3.5 Phương pháp phân tích
Đây là hợp phần rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệthống, là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS Hệthống GIS cần được điều hành bởi một bộ phận quản lý, bộ phận này cần được bổnhiệm để tổ chức hoạt động hệ thống GIS một cách có hiệu quả để phục vụ người
sử dụng thông tin
Để hoạt động thành công, hệ thống GIS phải được đặt trong một khung tổchức phù hợp và có những hướng dẫn cần thiết để quản lý, thu thập, lưu trữ và phântích số liệu, đồng thời có khả năng phát triển được hệ thống GIS theo yêu cầu.Trong quá trình hoạt động, mục đích chỉ có thể đạt được và tính hiệu quả của kỹthuật GIS chỉ được minh chứng khi công cụ này có thể hỗ trợ những người sử dụngthông tin để giúp họ thực hiện được những mục tiêu công việc Ngoài ra, việc phốihợp giữa các cơ quan chức năng có liên quan cũng phải được đặt ra, nhằm tăng tínhhiệu quả sử dụng của GIS cũng như các nguồn số liệu hiện có
Trong 5 hợp phần của GIS, phương pháp phân tích đóng vai trò rất quantrọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, nó tác động đến toàn bộ cáchợp phần nói trên đồng thời là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát triểncông nghệ GIS
Trang 151.4 Các chức năng của GIS
Hệ thống thông tin địa lý GIS bao gồm 5 chức năng cơ bản sau:
- Thu thập dữ liệu
- Xử lý và thao tác dữ liệu
- Lưu trữ và quản lý dữ liệu
- Tìm kiếm và phân tích không gian
- Hiển thị đồ hoạ và tương tác
Hình 1-2 Các chức năng của Vai trò và sức mạnh của các chức năng của các hệ thống GIS khác nhau làkhác nhau và kỹ thuật xây dựng các chức năng đó cũng rất khác nhau
Xử lý và thao tác dữ liệu
Hiển thị làm báo cáo
Trang 161.4.1 Thu thập dữ liệu
Trước khi dữ liệu địa lý có thể dùng cho GIS, dữ liệu này phải được chuyểnsang dạng số thích hợp Quá trình chuyển dữ liệu từ bản đồ giấy sang các file dữliệu dạng số được gọi là quá trình số hoá
Công nghệ GIS hiện đại có thể thực hiện tự động hoàn toàn quá trình này vớicông nghệ quét ảnh cho các đối tượng lớn, những đối tượng nhỏ hơn đòi hỏi một sốquá trình số hoá thủ công Ngày nay, nhiều dạng dữ liệu địa lý thực sự có các địnhdạng tương thích GIS Những dữ liệu này có thể thu được từ các nhà cung cấp dữliệu và được nhập trực tiếp vào GIS
1.4.3 Lưu trữ và quản lý dữ liệu
Đối với những dự án GIS nhỏ, có thể lưu các thông tin địa lý dưới dạng cácfile đơn giản Tuy nhiên, khi kích cỡ dữ liệu trở nên lớn hơn và số lượng ngườidùng cũng nhiều lên, thì cách tốt nhất là sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS)
để giúp cho việc lưu giữ, tổ chức và quản lý thông tin Một DBMS chỉ đơn giản làmột phần mền quản lý cơ sở dữ liệu
Có nhiều cấu trúc DBMS khác nhau, nhưng trong GIS cấu trúc quan hệ tỏ rahữu hiệu nhất Trong cấu trúc quan hệ, dữ liệu được lưu trữ ở dạng các bảng Cáctrường thuộc tính chung trong các bảng khác nhau được dùng để liên kết các bảngnày với nhau Do linh hoạt nên cấu trúc đơn giản này được sử dụng và triển khaikhá rộng rãi trong các ứng dụng cả trong và ngoài GIS
Trang 171.4.4 Tìm kiếm và phân tích không gian
Việc tìm kiếm và phân tích không gian là cốt lõi chung nhất của GIS và phảiđáp ứng được đòi hỏi của mọi ứng dụng
Một khi đã có một hệ GIS lưu giữ các thông tin địa lý, có thể bắt đầu hỏi cáccâu hỏi đơn giản như:
+ Ai là chủ mảnh đất ở góc phố?
+ Hai vị trí cách nhau bao xa?
+ Vùng đất dành cho hoạt động công nghiệp ở đâu?
Và các câu hỏi phân tích như:
+ Tất cả các vị trí thích hợp cho xây dựng các toà nhà mới nằm ở đâu?
+ Kiểu đất ưu thế cho rừng sồi là gì?
+ Nếu xây dựng một đường quốc lộ mới ở đây, giao thông sẽ chịu ảnh hưởngnhư thế nào?
GIS cung cấp cả khả năng hỏi đáp đơn giản "chỉ và nhấn" và các công cụ phântích tinh vi để cung cấp kịp thời thông tin cho những người quản lý và phân tích.Các hệ GIS hiện đại có nhiều công cụ phân tích hiệu quả, trong đó có hai công cụquan trọng đặc biệt:
Phân tích liền kề:
+ Tổng số khách hàng trong bán kính 10 km khu hàng?
+ Những lô đất trong khoảng 60 m từ mặt đường?
Để trả lời những câu hỏi này, GIS sử dụng phương pháp vùng đệm để xác địnhmối quan hệ liền kề giữa các đối tượng
Phân tích chồng xếp: Chồng xếp là quá trình tích hợp các lớp thông tin khác
nhau Các thao tác phân tích đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải được liên kếtvật lý Sự chồng xếp này, hay liên kết không gian, có thể là sự kết hợp dữ liệu vềđất, độ dốc, thảm thực vật hoặc sở hữu đất với định giá thuế…
1.4.5 Hiển thị đồ họa và tương tác
Việc hiển thị bản đồ và các dữ liệu GIS cộng với tương tác người sử dụng làyếu tố hoàn toàn thiết yếu cho sự thừa nhận bất cứ một thứ thông tin nào Thành
Trang 18phần này cũng như giao diện với người sử dụng ở một hệ thống tin học bất kỳ đượcthiết kế phụ thuộc vào mục đích sử dụng.
1.5 Ứng dụng của GIS
Ngày nay, trên thế giới hệ thống thông tin địa lý đã trở nên không thể thiếuđược trong các ứng dụng kinh doanh, quản trị, nghiên cứu,… Nhiều cơ quan chínhphủ, các công ty đã đầu tư rất nhiều tiền, công sức để xây dựng hệ thông tin địa lýcho riêng mình
Hệ thông tin địa lý được xây dựng để phục vụ cho nhiều mục tiêu khác nhau.Cùng một cơ sở dữ liệu nhưng nhiều đối tượng khác nhau khai thác, mỗi đối tượng
sẽ khai thác theo khía cạnh riêng của mình
GIS được ứng dụng cụ thể trong các lĩnh vực như: môi trường, kinh doanh, cơ
sở hạ tầng kiến trúc, y tế, hành chính và phân bố dân số
1.6 Các đặc điểm của HTTTĐL-GIS
GIS là một phần mềm có thể kết nối thông tin về vị trí địa lý của đối tượng vớinhững thông tin về bản thân đối tượng Khác với bản đồ trên giấy, bản đồ GIS cóthể tích hợp nhiều lớp thông tin Mỗi loại thông tin trên bản đồ có thể bố trí trên mộtlớp riêng, người sử dụng có thể bật hoặc tắt các lớp theo ý muốn
Điểm mạnh của GIS so với các bản đồ giấy chính là khả năng lựa chọn và xử
lý những thông tin cần thiết tùy theo những mục đích khác nhau
1.6.1 Khả năng chồng xếp các bản đồ (Map Overlaying)
Việc chồng lắp các bản đồ trong kỹ thuật GIS trong việc phân tích các số liệuthuộc về không gian, để có thể xây dựng thành một bản đồ mới mang các đặc tínhhoàn toàn khác với bản đồ trước đây Dựa vào kỹ thuật chồng lắp các bản đồ mà ta
có các phương pháp sau:
Phương pháp cộng (sum)
Phương pháp nhân (multiply)
Phương pháp trừ (substract)
Phương pháp chia (divide)
Phương pháp tính trung bình (average)
Phương pháp hàm số mũ (exponent)
Trang 19 Phương pháp che (cover)
Phương pháp tổ hợp (crosstabulation)
Hình 1-3 Nguyên lý khi chồng lắp các bản đồ
Hình 1-4 Việc chồng lắp các bản đồ theo phương pháp cộng
1.6.2 Khả năng phân loại thuộc tính (Reclassification)
Một trong những điểm nổi bật trong tất cả các chương trình GIS trong việcphân tích các thuộc tính số liệu thuộc về không gian là khả năng của nó để phân loạicác thuộc tính nổi bật của bản đồ Nó là một quá trình nhằm chỉ ra một nhóm thuộctính thuộc về một cấp nhóm nào đó Một lớp bản đồ mới được tạo ra mang giá trịmới, mà nó được tạo thành dựa vào bản đồ trước đây
Trang 20Việc phân loại bản đồ rất quan trọng vì nó cho ra các mẫu khác nhau Mộttrong những điểm quan trọng trong GIS là giúp để nhận biết được các mẫu đó Đó
có thể là những vùng thích nghi cho việc phát triển đô thị hoặc nông nghiệp mà hầuhết được chuyển sang phát triển dân cư Việc phân loại bản đồ có thể được thựchiện trên 1 hay nhiều bản đồ
Hình 1-5 Một thí dụ trong việc phân loại lại một bản đồ
1.6.3 Khả năng phân tích (Spatial analysis)
Tìm kiếm (Searching)
Vùng đệm (Buffer zone)
Nội suy (Spatial Interpolation)
Tính diện tích (Area calculation)
Tìm kiếm (Searching)
Nếu dữ liệu được mã hoá trong hệ vector sử dụng cấu trúc lớp hoặc lớp phủ,thì dữ liệu được nhóm lại với nhau sao cho có thể tìm kiếm một lớp một cách dễdàng
Trong GIS phương pháp này khó khăn khi mỗi một thành phần có nhiều thuộctính Một hệ lớp đơn giản yêu cầu dữ liệu đối với mỗi lớp phải được phân lớp trướckhi đưa vào
VD: Tìm đường đi trên xe taxi, tìm đặc tính của một chủ hộ nào đó trên bản đồgiải thửa, theo dõi hướng bay của các loài chim di cư
Phép logic: Các thủ tục tìm kiếm dữ liệu sử dụng các thuật toán logic Boole đểthao tác trên các thuộc tính và đặc tính không gian Đại số Boole sử dụng các toán
tử AND, OR, NOT tuỳ từng điều kiện cụ thể cho giá trị đúng, sai
Trang 21Bảng 1-1 Biểu đồ hình và bảng của các phép toán logic
VD: Cho 2 bản đồ A & B như dưới với thuật toán and và điều kiện “Tìmnhững vị trí có đất phù sa và đang canh tác lúa” ta tìm kiếm được những đối tượngkhông gian như bản đồ C
Hình 1-6 Ứng dụng thuật toán logic trong tìm kiếm không gian
Vùng đệm (Buffer zone)
Nếu đường biên bên trong thì gọi là lõi còn nếu bên ngoài đường biên thì gọi
là đệm (buffer) Vùng đệm sử dụng nhiều thao tác phân tích và mô hình hoá khônggian
Trang 22-Hình 1-7 Bản đồ vùng đệm
Nội suy (Spatial Interpolation)
Trong tình huống thông tin cho ít điểm, đường hay vùng lựa chọn thì thì phảitiến hành nội suy để có nhiều thông tin hơn Nghĩa là phải giải đoán giá trị hay tậpgiá trị mới, phần này mô tả nội suy hướng điểm, có nghĩa 1 hay nhiều điểm trongkhông gian được sử dụng để phát sinh giá trị mới cho vị trí khác nơi không đo dữliệu được trực tiếp
Trong thực tế nội suy được áp dụng cho mô hình hoá bề mặt khi cần phải giảiđoán các giá trị mới cho bề mặt 2 chiều trên cơ sở độ cao láng giềng
Tính diện tích (Area Calculation)
- Phương pháp thủ công:
Trang 23+ Đếm ô
+ Cân trọng lượng
+ Đo thước tỷ lệ
- Phương pháp GIS:
+ Dữ liệu Vector: chia nhỏ bản đồ dưới dạng đa giác
+ Dữ liệu Raster: tính diện tích của 1 ô, sau đó nhân diện tích này với số lượng
Xu hướng thay đổi của đối tượng: cung cấp hướng thay đổi của đối tượngthông qua phân tích các lãnh thổ trong vùng nghiên cứu theo thời gian
Cấu trúc và thành phần có liên quan của đối tượng: cung cấp mức độ sai lệchcủa các đối tượng so với kiểu mẫu và nơi sắp đặt chúng đã có từ các nguồn khác Các giải pháp tốt nhất để đáp ứng mục tiêu nghiên cứu
Các mô hình nhằm giả định các phương án khác nhau
1.7 Các dạng dữ liệu GIS
Dạng shapefile
Shapfile là một khuôn dạng lưu trữ dữ liệu vector, được dùng để lưu trữ vị trí,hình dạng và các giá trị thuộc tính của đối tượng địa lý Mỗi một shapefile chứa bốnfile có phần mở rộng như sau:
*.shp : Lưu trữ đối tượng hình học
*.shx : Lưu trữ chỉ số của đối tượng hình học
*.dbf : Lưu các thông tin thuộc tính của các đối tượng
Trang 24*.sbn (.sbx) : Lưu chỉ số không gian của các đối tượng
Dạng Coverage
Coverage kết hợp dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính cùng các quan hệtopology trong đối tượng Dữ liệu không gian được lưu ở các file nhị phân, dữ liệuthuộc tính cùng với dữ liệu topology được lưu ở các INFO table Một converagebao gồm một tập các file, mỗi file trong đó lại lưu thông tin về các đối tượng
Dạng Geodatabase
Geodatabase là mô hình thông tin địa lý cốt lõi để tổ chức dữ liệu GIS vàotrong các lớp chủ đề và trình diễn dữ liệu không gian ; là một tập các ứng dụng vàcác công cụ để thao tác và quản lý dữ liệu GIS
Trang 25CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ LỰA CHỌN
PHẦN MỀM XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
2.1 Điều kiện tự nhiên – xã hội khu vực nghiên cứu
2.1.1 Hành chính
Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay là một trong 5 thành phố trực thuộc trungương của Việt Nam Về mặt hành chính, nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miềnĐông Nam Bộ và Tây Nam Bộ thành phố được chia thành 19 quận và 5 huyện
- Quận (19): 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, Bình Tân, Bình Thạnh, Gò Vấp,Phú Nhuận, Tân Bình, Tân Phú, Thủ Đức
- Huyện (5): Bình Chánh, Cần Giờ, Củ Chi, Hóc Môn, Nhà Bè
Toàn thành phố có 322 đơn vị hành chính cấp xã, bao gồm: 259 phường, 58
Mật độ (người/km2) Thành phố Hồ Chí Minh 2066.16 7162864 3466.7524
Trang 26Toàn thành phố có tổng diện tích 2.066 km² Thành phố Hồ Chí Minh có tọa
độ 10°10' – 10°38' Bắc và 106°22' – 106°54' Đông, phía Bắc giáp tỉnh Bình Dương,Tây Bắc giáp tỉnh Tây Ninh, Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, Đông Namgiáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, Tây và Tây Nam giáp tỉnh Long An và Tiền Giang.Nằm ở miền Nam Việt Nam Với vị trí tâm điểm của khu vực Đông Nam Á, Thànhphố Hồ Chí Minh là một đầu mối giao thông quan trọng về cả đường bộ, đườngthủy và đường không, nối liền các tỉnh trong vùng và còn là một cửa ngõ quốc tế
2.1.3 Địa hình
Nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền Đông Nam Bộ và đồng bằng sông CửuLong, địa hình thành phố thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông Vùngcao nằm ở phía Bắc - Đông Bắc và một phần Tây Bắc, trung bình 10 đến 25 mét
2.1.4 Khí hậu, thời tiết
Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, Thành phố Hồ Chí Mình cónhiệt độ cao đều trong năm và hai mùa mưa – khô rõ rệt Mùa mưa được bắt đầu từtháng 5 tới tháng 11, còn mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau Nhiệt độ trungbình 27 °C, cao nhất lên tới 40 °C, thấp nhất xuống 13,8 °C Lượng mưa trung bìnhcủa thành phố đạt 1.949 mm/năm Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa
Trang 27phân bố không đều, khuynh hướng tăng theo trục Tây Nam – Ðông Bắc Các quậnnội thành và các huyện phía Bắc có lượng mưa cao hơn khu vực còn lại.
2.1.5 Giao thông
Nhờ điều kiện tự nhiên thuận lợi, Thành phố Hồ Chí Minh trở thành một đầumối giao thông quan trọng của Việt Nam và khu vực Đông Nam Á Khác với HàNội, vận tải thủy ở Thành phố Hồ Chí Minh chiếm một tỷ lệ quan trọng Tính riêngvận tải hàng hóa, đường biển chiếm khoảng 29% và đường sông khoảng chiếm 20%tổng khối lượng thông qua đầu mối thành phố Đường bộ chỉ chiếm 44% vận tạihàng hóa nhưng chiếm tới 85,6% vận tải hành khách Về giao thông đường không,Sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất là phi trường lớn nhất Việt Nam về cả diện tích vàcông suất nhà ga
2.2 Tổng quan về tình hình quản lý hành chính Tp.Hồ Chí Minh hiện nay
Quản lý hành chính luôn là vấn đề được quan tâm trong phạm vi cả nước nóichung cũng như trong mỗi tỉnh nói riêng, đặc biệt đối với những thành phố có mức
độ đô thị lớn, dân cư đông đúc thì vấn đề đó trở nên phức tạp cho các nhà quản lýhành chính
Ở Việt Nam việc quản lý hành chính không hề dễ dàng với các thành phố như:
Hà Nội, Đà Nẵng, Thành Phố Hồ Chí Minh, bởi các thành phố này là nơi tập trungdân cư đông đúc từ các tỉnh khác đến sinh sống, học tập và làm việc
Nếu như Hà Nội là trung tâm kinh tế chính trị, văn hóa giáo dục ở miền Bắc,
Đà Nẵng là trung tâm kinh tế, văn hoá, giáo dục, khoa học và công nghệ lớn nhấtcủa khu vực miền Trung – Tây Nguyên thì Thành phố Hồ Chí Minh là thành phốđông dân nhất, đồng thời cũng là trung tâm kinh tế, văn hóa, giáo dục quan trọngcủa Việt Nam.ở miền Nam của đất nước
Thành phố Hồ Chí Minh bao gồm 19 quận và 5 huyện, tổng cộng gồm 322 xã,phường và thị trấn Vì vậy việc đưa ra giải pháp quản lý hành chính đạt hiệu quả tốtnhất khi mà thực tế về dân số, mật độ dân số… luôn có sự biến động theo thời gian
2.2.1 Vấn đề quản lý, sử dụng các thông tin về quản lý hành chính
Vấn đề quản lý, sử dụng thông tin về hành chính ở nước ta đang gặp rất nhiềukhó khăn, một mặt do các thông tin chưa được tổ chức, quản lý có hệ thống màchúng chỉ được thiết lập dưới dạng các bản đồ trên giấy, các văn bản thống kê rời
Trang 28rạc, trong khi đó thông tin này ngày càng được nhiều quan tâm vì vậy khiến choviệc thu thập cũng như phân tích các thông tin gặp nhiều hạn chế.
2.3 Các yêu cầu cơ bản để thành lập CSDL hành chính Tp Hồ Chí Minh
2.3.1 Các yêu cầu chất lượng về CSDL quản lý hành chính Tp Hồ Chí Minh
Bản đồ phải đạt chất lượng của của một tờ bản đồ chuyên đề, đầy đủ các yêucầu về kỹ thuật, mỹ thuật Bản đồ còn phải đảm bảo tính trực quan và dễ sử dụng,
dễ tìm kiếm và truy cập các thông tin
Khi xây dựng CSDLHTTT cần phải tuân thủ chặt chẽ các quy định về chuẩnmực thông tin (các satandards) Nhờ có hệ thông các chuẩn này mà CSDL mới đảmbảo được tính thống nhất về nội dung và cấu trúc thông tin Mặt khác CSDL mới cóchất lượng cao và đáp ứng được các yêu cầu đã được đặt ra khi thiết kế
CSDLHTTT Hành chính Tp.Hồ Chí Minh cần phải đảm bảo các chuẩn sauđây:
Chuẩn về dạng dữ liệu : Đó là các chuẩn mực về định nghĩa và tham chiếu,chuẩn về chuyển đối các dữ liệu không gian, về chất lượng các dữ liệu, chuẩn vềxác định các thực thể và các đối tượng trên bản đồ số
Chuẩn về tổ chức dữ liệu:
Trang 29+ Đó là các chuẩn về phân các lớp thông tin (chuẩn về số nhóm lớp, số lớp,
mã các nhóm lớp, mã các lớp và quy tắc đặt tên, quy tắc phân lớp)
+ Đó là chuẩn mực về khuôn dạng dữ liệu (format file)
Chuẩn về các nội dung thể hiện trên bản đồ: Đó là các chuẩn về phân loại và
mô tả các kiểu đối tượng trên bản đồ (kiểu đường, kiểu vùng, kiểu điểm)
2.3.2 Các yêu cầu về nội dung của CSDL quản lý hành chính Tp Hồ Chí
Minh
Các thông tin trong CSDL HTTT quản lý Hành Chính Thành phố Hồ ChíMinh phải đảm bảo tính thống nhất, tập trung Các cơ sở dữ liệu đưa lên phải đầy đủcác thông tin Thông tin phải nhanh chóng, kịp thời có tính thời sự cao, có tínhchính xác và khách quan
Hệ thống thông tin phải được truy cập nhanh theo nhiều mức độ khác nhau,phân tích tổng hợp các thông tin nhanh và chính xác
Hệ thống thông tin phải dễ dàng vận hành Các thông tin mới phải được cậpnhật nhanh chóng, các thông tin cũ phải được lưu trữ thật khoa học theo trục thờigian Không loại bỏ các thông tin cũ ra khỏi hệ thống
CSDL HTTT quản lý hành chính Hồ Chí Minh phải dễ dàng cho phép tiến hànhcác phép toán phân tích, thống kê hoặc tìm kiếm theo một chủ đề đã xác định trước
Cơ sở dữ liệu HTTT quản lý Hành Chính Hồ Chí Minh phải là công cụ đắc lựccho các nhà quản lý và nghiên cứu
Một số câu hỏi tìm kiếm khi sử dụng cơ sở dữ liệu quản lý Hành Chính:
Trang 30+ Mật độ dân số
+…
2.4 Cơ sở dữ liệu GIS
2.4.1 Khái niệm chung về cơ sở dữ liệu
Dữ liệu là trung tâm của hệ HTTĐL, hệ thống chứa càng nhiều dữ liệu thìchúng càng có ý nghĩa Dữ liệu địa lý là loại đặc biệt của dữ liệu Chúng được nhậnbiết bởi toạ độ địa lý và được hình thành từ phần tử mô tả và phần tử đồ hoạ Thôngtin địa lý thu được từ xử lý dữ liệu địa lý Một trong các mục đích của nó là nângcao hiểu biết về Trái đất và tăng cường khả năng trợ giúp quyết định trong việc tácđộng trở lại các đối tượng của Trái đất
2.4.2 Cấu trúc cơ sở dữ liệu
Cấu trúc mạng
Có nghĩa là mạng máy tính cho phép cùng thực hiện một số nhiệm vụ trêncùng một hệ máy chủ gọi là sever và cùng thực hiện một số nhiệm vụ trên một hệthống máy khách được gọi là clients Từ đó dẫn đến hệ thống cơ sở dữ liệu clients-sever Ngày nay, số lượng máy tính cá nhân nhiều và các nhà nghiên cứu ở nhiềunơi nên hệ thống clients-sever đã phát triển nhanh chóng và thu hút được nhiềungười sử dụng
Cấu trúc song song
Việc xử lý thông tin song song trong một hệ thống máy tính làm tăng tốc độhoạt động của cơ sở dữ liệu, làm cho việc truyền tải thông tin có thể diễn ra nhanhhơn Nhu cầu về xử lý, tra cứu song song đã dẫn đến sự phát triển của cả hệ thống
cơ sở dữ liệu song song Tuy nhiên, cấu trúc song song chỉ có trên lý thuyết, không
có ứng dụng nhiều trong thực tế
Cấu trúc phân tán
Trong cấu trúc này, dữ liệu được phân tán cho các địa chỉ (địa điểm) khácnhau hoặc được tổ chức lưu trữ ở nhiều cơ quan khác nhau Các cơ quan đều lànhững cơ quan có khả năng tích hợp (intergrate) và có nhu cầu sử dụng thông tinthống nhất, song các cơ quan khác vẫn có thể đến để thu thập thông tin Bằng cáchlưu trữ nhiều phiên bản cơ sở dữ liệu tại nhiều nơi khác nhau, cho phép nhiều cơ
Trang 31quan có thể sử dụng dữ liệu cùng một lúc tại nhiều nơi khác nhau Dữ liệu vẫn đượcbảo tồn dù có tai hoạ ở một vài nơi Cơ sở dữ liệu phân tán được phát triển để quản
lý hành chính và địa lý trên các hệ đa cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu là tuyển tập các dữ liệu số hay còn gọi là Database không dưthừa về các đối tượng và hiện tượng cần được quản lý, đang có mặt hay xảy ra trên
bề mặt Trái đất, các dữ liệu này được sắp xếp thành một hệ thống thông tin Các dữliệu này có khả năng trao đổi hoặc biến đổi để phục vụ cho đa ngành, đa mục đíchcho nhiều người sử dụng
Cơ sở dữ liệu không gian là tuyển tập các dữ liệu tham chiếu không gian, hoạtđộng như một mô hình thực tế, phục vụ cho những mục đích xác định Các cơ sở dữliệu được tổ chức có cấu trúc dưới dạng các tệp tin (file) Xây dựng như một cơ sở
dữ liệu có nghĩa là xây dựng kết hợp phần cứng, phần mềm và các kho dữ liệu đểtạo ra khả năng thao tác và quản lý dữ liệu Các dữ liệu nói chung đều có khả năngnhập, xuất, chế tác, chuyển đổi, cập nhật và sửa chữa thông tin Cơ sở dữ liệu cònlàm nhiệm vụ duy trì và bảo quản thông tin của các đối tượng được quản lý ở cáctệp tin trong máy tính hoặc các thiết bị lưu trữ ngoài
Các thông tin phải được tổ chức một cách rất chặt chẽ và có cấu trúc rất khoahọc để đảm bảo cho việc tìm lại chúng một cách nhanh chóng và có thể sử dụngchúng một cách thuận tiện thông qua các công cụ phần mềm quản trị dữ liệu
Các thông tin đều được lưu trữ theo mô hình có cấu trúc nhất định, nhằm mụcđích giúp đỡ cho người dùng có thể khôi phục lại mối quan hệ giữa các đối tượngđược quản lý trong tự nhiên một cách nhanh chóng, người sử dụng còn có thể tiếnhành các phép toán như phân tích, thống kê hay tính toán các phép tính đại số trêncác dữ liệu đã lưu trữ
Nhiều cơ sở dữ liệu kết nối với nhau để tạo thành một hệ thống thông tin Hệthống thông tin đó có thể là một hệ thống thông tin địa lý hay còn gọi là GIS
2.4.3 Các thành phần của cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu không gian
Đó là hệ thống các bản đồ, các ảnh hàng không hoặc ảnh vệ tinh (trên đó cólưu trữ rất nhiều các đối tượng cần quản lý) được sắp xếp theo chủ đề rõ ràng Cácbản đồ này có thể chồng xếp lên nhau theo một hệ toạ độ và độ cao thống nhất để
Trang 32tạo thành một hệ thống thông tin trong một hệ thống không gian hoàn chỉnh về bềmặt địa lý của một khu vực quản lý.
Cơ sở dữ liệu thuộc tính
Đó là hệ thống của các thông tin về tính chất của các vật thể được quản lý ởdạng biểu bảng và cũng có thể đưa ra hiển thị trên bản đồ cùng với các đối tượngtrên đồ hoạ
Sự kết nối hai loại dữ liệu trên sẽ tạo nên một hệ thống rất hùng mạnh, vừađầy đủ, vừa chi tiết lại vừa có tính trực quan cao Nếu các dữ liệu thuộc tính đượckết nối đúng thì nó sẽ được hiển thị đúng theo lệnh gọi hiển thị và biểu diễn các đốitượng không gian theo các thứ bậc hoặc theo các chủ đề đã được phân loại sẵn trong
cơ sở dữ liệu Điều này sẽ dẫn đến sự đòi hỏi các dữ liệu trong cơ sở dữ liệu phảiđược sắp xếp có cấu trúc chặt chẽ và phải tuân thủ theo một mô hình cấu trúc nàođó
2.5 Phần mềm MapInfo
Phần mềm GIS-MapInfo là một công cụ khá hữu hiệu để tạo và quản lý mộtCSDL địa lý vừa và nhỏ trên máy tính cá nhân Sử dụng công cụ MapInfo có thểthực hiện xây dựng một hệ thống thông tin địa lý, phục vụ cho mục đích nghiên cứukhoa học, và sản xuất của các tổ chức kinh tế và xã hội của các ngành và các địaphương Các thông tin trong MapInfo được tổ chức theo từng bảng (Table), mỗimột table là một bảng ghi dữ liệu mà hệ thống tạo ra Chỉ có thể truy cập vào cácchức năng của phần mềm MapInfo khi mà ta đã mở ít nhất Table Mỗi một Tabletrong MapInfo được coi là một lớp đối tượng (layer)
Trong cơ cấu tổ chức và quản lý của CSDL MapInfo sẽ được chia thành haithành phần cơ bản: Các đối tượng bản đồ (CSDL không gian và CSDL thuộc tính)
Dữ liệu không gian trong MapInfo được thể hiện dưới dạng:
- Đối tượng vùng (Region): Thể hiện các đối tượng khép kín hình học bao
phủ một vùng diện tích nhất định Chúng có thể là các Polygon, Ellipse và hình chữnhật
- Đối tượng đường (Line): Thể hiện các đối tượng không khép kín hình học.
Chúng có thể là các đường thẳng, các đường gấp khúc và các cung
Trang 33- Đối tượng chữ (Text): Thể hiện các đối tượng không phải là địa lý của bản
đồ như: Mã, tiêu đề ghi chú,
Dữ liệu bản đồ hay dữ liệu không gian có thể nhập bằng hai cách:
- Cách thứ nhất: Số hoá trực tiếp từ khuôn dạng Raster trong MapInfo hoặc
số hoá trong môi trường Windows Tuy nhiên, độ chính xác số hoá chưa cao, và tốc
độ số hoá chậm
- Cách thứ hai: Nhập dữ liệu đã được số hoá bằng cách chuyển đổi format
dữ liệu từ các phần mềm khác Autocad hoặc Microstation sang khuôn dạng dữ liệucủa MapInfo
Các dữ liệu thuộc tính được nhập trực tiếp trong MapInfo qua bảng dữ liệu
có thể thay đổi cấu trúc của bảng (Table Maintenance) bằng lệnh Table Struction
CSDL không gian và CSDL thuộc tính được liên kết với nhau thông qua mộtchỉ số ID, được lưu trữ và quản lý bên trong của các đối tượng bản đồ và có thể truycập, tìm kiếm thông tin cần thiết thông qua cả hai loại dữ liệu và các đối tượng bảnđồ
Quá trình phân tích và tìm kiếm các đối tượng trong phần mềm MapInfo chỉđược thực hiện khi chọn các đối tượng bản đồ cần thiết cho thao tác đó TrongMapInfo, tập hợp chọn (Selection) là một tập hợp dữ liệu được nhóm lại với nhautheo một hoặc nhiều chỉ tiêu tham biến cho trước
Chức năng Selection cho phép bạn chọn các bản ghi dữ liệu trong một lớpthông tin (Table) theo các thông tin thuộc tính (Atribute) của nó thoả mãn các chỉtiêu cho trước mà bạn đặt ra và tạo ra lớp trung gian Query Nhờ các thông tin chọnnày trong các Query có thể thực hiện các thao tác sau:
- Hiển thị chúng trong các cửa sổ thông tin như Browser và Map.GraphWindow,
- Sao chép thông tin vào bộ đệm và dán chúng vào các Table khác
- Biên tập và thực hiện lựa chọn tiếp các thông tin trong các Query
Ngoài ra, trong MapInfo còn sử dụng SQL select SQL select này cho phépngười sử dụng thao tác tạo ra các quan hệ kết nối để có thể kết nối đưa thông tin từnhiều bảng khác nhau vào cùng một bản đồ cho người sử dụng