ứng dụng hệ thống thông tin địa lý xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai xã bố hạ, huyện yên thế, tỉnh bắc giang

đai, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai xã Bố Hạ, huyện Yên Thế, tỉnh Bắc Giang” với sự hướng dẫn của thầy giáo TS.. Tron

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

- -

ĐẶNG TUẤN VŨ

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ XÂY DỰNG

CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐẤT ĐAI XÃ BỐ HẠ, HUYỆN YÊN THẾ,

TỈNH BẮC GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI – 2015

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

- -

ĐẶNG TUẤN VŨ

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ XÂY DỰNG

CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐẤT ĐAI XÃ BỐ HẠ, HUYỆN YÊN THẾ,

TỈNH BẮC GIANG

Chuyên ngành: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Mã số: 60.85.01.03

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN DUY BÌNH

HÀ NỘI – 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu kết quả nêu trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng ai công bố trong bất kỳ công trình nào

Hà Nội, tháng năm 2015

Tác giả luận văn

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự giúp

đỡ, những ý kiến đóng góp, chỉ bảo quý báu của các thầy giáo, cô giáo Khoa Quản lý đất đai, Học viện Nông Nghiệp Việt Nam

Để có được kết quả nghiên cứu này, ngoài sự cố gắng và nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận được sự hướng dẫn chu đáo, tận tình của TS Nguyễn Duy Bình là người hướng dẫn trực tiếp tôi trong suốt thời gian nghiên cứu đề tài và viết luận văn

Tôi cũng nhận được sự giúp đỡ, tạo điều kiện của Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Yên Thế, UBND xã Bố Hạ, Công ty cổ phần Hưng Quốc, các anh chị em và bạn bè đồng nghiệp, sự động viên, tạo mọi điều kiện của gia đình

và người thân

Với tấm lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành cảm ơn tất

cả những sự giúp đỡ chân tình, quý báu đó!

Hà Nội, ngày tháng năm 2015

Học viên

Đặng Tuấn Vũ

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ii

LỜI CẢM ƠN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC HÌNH ix

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Yêu cầu của đề tài 3

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Tổng quan về quản lý đất đai 4

1.2 Tổng quan về cơ sở dữ liệu đất đai 6

1.2.1 Khái niệm về cơ sở dữ liệu 6

1.2.2 Phân loại cơ sở dữ liệu 7

1.2.3 Nguyên tắc xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai 8

1.2.4 Nội dung, cấu trúc cơ sở dữ liệu đất đai 8

1.3 Cơ sở lý luận về ứng dụng công nghệ thông tin và GIS trong công tác quản lý dữ liệu đất đai 9

1.3.1 Tổng quan về công tác quản lý dữ liệu đất đai 9

1.3.2 Các thành phần của hệ thống 10

1.3.3 Khả năng xử lý dữ liệu của GIS 12

1.3.4 Các ứng dụng của Hệ thông tin địa lý 13

1.3.5 Giới thiệu về phần mềm hệ thống thông tin địa lý ArcGIS 15

1.3.6 Công nghệ Web - Arcgis Online 17

1.4 Tình hình ứng dụng hệ thống thông tin xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai trên thê giới và Việt Nam 27

1.4.1 Tình hình ứng dụng hệ thống thông tin địa lý xây dựng cơ sở dữ liệu đất trên thế giới 27

1.4.2 Tình hình ứng dụng ở Việt Nam 28

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 31

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 31

2.2 Phạm vi nghiên cứu 31

2.3 Nội dung nghiên cứu 31

2.3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế- xã hội của Xã Bố Hạ- huyện Yên Thế- tỉnh Bắc Giang 31

2.3.2 Tình hình quản lý và sử dụng đất đai trên địa bàn xã 31

2.3.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính phục vụ công tác quản lý đất đai trên địa bàn xã Bố Hạ, huyện Yên Thế, tỉnh Bắc Giang 31

2.3.4 Sử dụng cơ sở dữ liệu đất đai phục vụ cho công tác quản lý đất đai 32

2.3.5 Sử dụng WebGis - Arcgis online để cung cấp thông tin thửa đất 32

2.4 Phương pháp nghiên cứu 32

2.4.1 Điều tra, thu thập và xử lý số liệu thứ cấp 32

2.4.2 Phân tích, tổ chức và chuẩn hoá cơ sở dữ liệu 32

2.4.3 Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu 32

2.4.4 Phương pháp xây dựng WebGis - Arcgis Online 33

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế- xã hội của Xã Bố Hạ- huyện Yên Thế- tỉnh Bắc Giang 34

3.1.1 Vị trí địa lý 34

3.1.2 Thực trạng phát triển kinh tế – xã hội 35

3.2 Tình hình quản lý và sử dụng đất tại xã Bố Hạ - huyện Yên Thế - tỉnh Bắc Giang: 39

3.2.1 Tình hình quản lý đất đai 39

3.2.2 Hiện trạng sử dụng đất đai năm 2014 xã Bố Hạ: 39

3.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai 41

3.3.1 Thu thập tài liệu 42

3.3.2 Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu 42

3.3.3 Chuẩn hóa và chuyển đổi dữ liệu 44

3.3.4 Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian 47

3.3.5 Xây dựng cơ sở dữ liệu thuộc tính 50

3.4 Sử dụng cơ sở dữ liệu đất đai phục vụ cho công tác quản lý đất đai 63

3.4.1 Thống Kê 64

3.4.2 Tra cứu thông tin từ CSDL đất 66

3.4.3 Tách, gộp thửa đất, chỉnh lý biến động 69

3.4.4 Tạo bản đồ chuyên đề các loại đất 72

3.5 Sử dụng WebGis - Arcgis online để cung cấp thông tin thửa đất 73

3.6 Nhận xét chung 78

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 79

Kết luận 79

Kiến nghị 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

TT Chữ viết tắt Chữ viết đấy đủ

1 KT-XH Kinh tế xã hội

2 GIS Geographic Information System

3 UBND Ủy ban nhân dân

4 TN & MT Tài nguyên và môi trường

5 CNTT Công nghệ thông tin

7 CSDL Cơ sở dữ liệu

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Hiện trạng sử dụng đất của xã Bố Hạ năm 2014 40

Bảng 3.2 Cấu trúc cơ sở dữ liệu của lớp thửa đất 51

Bảng 3.3 Cấu trúc cơ sở dữ liệu của lớp chủ sử dụng đất 52

Bảng 3.4 Cấu trúc cơ sở dữ liệu của lớp giao thông 53

Bảng 3.5 Cấu trúc cơ sở dữ liệu của lớp thủy hệ 54

Bảng 3.6 Cấu trúc cơ sở dữ liệu của lớp giáo dục 55

Bảng 3.7 Cấu trúc cơ sở dữ liệu của lớp đất văn hóa 56

Bảng 3.8 Cấu trúc cơ sở dữ liệu của lớp đất y tế 57

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ khái niệm về một hệ thống thông tin địa lý 10

Hình 1.2: Các thành phần của GIS 10

Hình 1.3 Quan hệ giữa các chức năng GIS 13

Hình 1.4 Ba ứng dụng chính của ArcGIS Desktop 16

Hình 1.5 Internet 17

Hình 1.6 Mô hình Client-Server 18

Hình 1.7 Arcgis online 19

Hình 1.8 Sơ đồ hoạt động của WebGIS - ArcGis Online 20

Hình 1.9 Kiến trúc của hệ thống WebGIS 21

Hình 1.10 Kiến trúc Thin Client 22

Hình 1.11 Kiến trúc Thick-Client 23

Hình 1.12 WebServer 24

Hình 3.1: Vị trí địa lý xã Bố Hạ 34

Hình 3.2: Mô hình, cấu trúc cơ sở địa chính xã Bố Hạ 43

Hình 3.3: Sử dụng Arccatalog để xây dựng CSDL đất đai từ bản đồ địa chính 46

Hình 3.4: Bản đồ toàn xã Bố Hạ sau khi chuyển sang Arcgis 46

Hình 3.5: Lớp thửa đất xã Bố Hạ 47

Hình 3.6: Lớp Chủ sử dụng đất của xã Bố Hạ 48

Hình 3.7: Lớp đất giao thông của xã Bố Hạ 48

Hình 3.8: Lớp thủy hệ của xã Bố Hạ 49

Hình 3.9: Lớp đối tượng văn hóa xã hội xã Bố Hạ 49

Hình 3.10 Chuyển đổi dữ liệu về dạng điểm 58

Hình 3.11 Chuyển đổi dữ liệu từ tâm X,Y 58

Hình 3.12 Kết nối dữ liệu chuyển đổi 59

Hình 3.13 Dữ liệu đã được kết nối 59

Hình 3.14 CSDL chủ sử dụng đất sau khi liên kết CSDL 60

Hình 3.15 CSDL thửa đất sau khi liên kết CSDL 61

Hình 3.16 : Đất ở nông thôn tại tờ địa chính số 33 65

Hình 3.17: Kết quả thống kê đất ở tại nông thôn 65

Hình 3.18 Phương pháp tìm kiếm theo yêu cầu: số thửa 66

Hình 3.19: Tìm kiếm thông tin loại dất giao thông tại tờ số 39 68

Hình 3.20: công cụ "Create leyer from selected features" 68

Hình 3.21 : Đường giao thông tại tờ bản đồ số 39 69

Hình 3.22 : Thửa đất trước khi biến động 70

Hình 3.23 : Thông tin thửa đất Sau biến động 70

Hình 3.24 : Thông tin thửa đất trước biến động 71

Hình 3.25: Thông tin thửa đất sau biến động 71

Hình 3.26 : Bản đồ chuyên đề về đất ở nông thôn xã Bố Hạ 73

Hình 3.27 : Biểu đồ quản lý tin tức 74

Hình 3.28: Biểu đồ quản lý người dùng 74

Hình 3.29 : giao diện chính của WebGis- Arcgis Online 75

Hình 3.30: Trang chủ của Luanvanthacsi.maps.arcgis.com 76

Hình 3.31 Giao diện của trang Home, thay đổi giao diện, tin tức 76

Hình 3.32 : Thanh công cụ chính và cần thiết 77

Hình 3.33 : Thông tin thửa đất khi được tìm kiếm 77

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Mỗi một quốc gia đều có những nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú khác nhau góp phần thúc đẩy quá trình phát triển kinh tế - xã hội của từng quốc gia trong đó đất đai là một nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, là tài sản hàng đầu của đất nước, là thành phần quan trọng của môi trường sống, là địa bàn phân bố các khu dân cư, xây dựng các công trình văn hóa – xã hội, an ninh – quốc phòng Trong sản xuất nông – lâm nghiệp thì đất đai là tư liệu sản xuất đặc biệt không thể thay thế được Như vậy có thể thấy đất đai đóng vai trò quan trọng đến sự phát triển kinh tế - xã hội và an ninh – quốc phòng của mỗi quốc gia

Tại điều 21 Luật đất đai 2013 quy định: “Nhà nước thực hiện quyền đại diện chủ sở hữu về đất đai” Do vậy mà công tác quản lý Nhà nước về đất đai được đặt ra và thực hiện một cách nghiêm túc từ Trung ương đến địa phương Điều này sẽ giúp Nhà nước và người sử dụng đất đều thực hiện đúng quyền lợi

và nghĩa vụ của mình Nước ta có diện tích vào loài trung bình, dân số đông nên bình quân diện tích trên đầu người thấp Ngày nay, cùng với tốc độ phát triển kinh tế xã hội và quá trình đô thị hoá nhanh đã gây sức ép lớn đến tài nguyên đất trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa của nước ta hiện nay việc quản lý

và sử dụng đất trở nên cấp bách hơn bao giờ hết Làm thế nào đây khi dân số ngày một tăng cùng với nhu cầu sử dụng đất cho các mục đích phục vụ cho đời sống con người mà diện tích đất thì có hạn Vấn đề đặt ra đó là quản lý ra sao để

sử dụng đất đảm bảo được tính hiệu quả và bền vững Và cũng vì thế trong những năm gần đây hàng loạt những văn bản pháp luật đã ra đời nhằm quy định

và hướng dẫn viêc quản lý và sử dụng đất góp phần to lớn vào sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước (Luật đất đai,2013)

Do ảnh hưởng của lịch sử, quản lý đất đai của nước ta hiện nay gặp rất nhiều trở ngại Với đặc điểm sản xuất nông nghiệp là hoạt động chủ yếu chiếm 80% dân số tham gia, các hình thức sản xuất còn nhiều lạc hậu, ruộng đất bị chia cắt manh mún, điều kiện đất nước có nhiều hạn chế đã làm cho công tác quản lý

đất đai gặp rất nhiều khó khăn và gây ra sự tác động tiêu cực đến sự phát triển kinh tế xã hội đất nước

Vì vậy, việc quản lý và sử dụng đất và nước một cách chặt chẽ, rõ ràng và cẩn thận đã trở thành một vấn đề lớn mang tính toàn cầu chứ không còn là vấn đề của riêng quốc gia nào nữa Song nếu chúng ta vẫn quản lý các thông tin đất, các thông tin nước với các dữ liệu không gian dưới dạng cơ sở dữ liệu bằng các phương pháp thủ công trên các tài liệu và bản đồ giấy là hết sức khó khăn Theo Bernard Binns thì: “Sự hiểu biết chính xác về các nguồn tài nguyên, sự mô tả, thể hiện và lưu trữ chúng là yếu tố cần thiết trước hết là để sử dụng và bảo vệ các tài nguyên đó một cách hợp lý”

Cơ sở dữ liệu (CSDL – Database) là một khái niệm đa nghĩa Nếu hiểu theo cách định nghĩa mang tính kỹ thuật thì CSDL là một tập hợp thông tin có cấu trúc Nó thường thể hiện dưới dạng một tập hợp liên kết các dữ liệu và được lưu trữ trên thiết bị lưu trữ như băng hay đĩa Dữ liệu được duy trì dưới dạng một tập hợp các tập tin trong hệ điều hành hay được lưu trữ trong các hệ quản trị CSDL

Trong một vài năm vừa qua, nước ta có dự án “xây dựng CSDL quốc gia

về tài nguyên đất đai” với mục tiêu là xây dựng các khối thông tin về nguồn tài nguyên này CSDL tài nguyên đất khi hoàn thành sẽ phục vụ đắc lực cho công tác quản lý nhà nước đối với đất đai, trợ giúp hoạch định chính sách, quy hoạch tổng thể, sử dụng có hiệu quả tài nguyên đất

Hiện nay, việc xây dựng CSDL phục vụ công tác quản lý đất đai đang sử dụng rất nhiều phần mềm phong phú như ArcView, ArcGIS, Mapinfo, Microstation, Vilis, … Mỗi phần mềm đều có những ưu nhược điểm riêng Chúng ta có thể kết hợp các phần mềm với nhau trong quá trình sử dụng để tổng hợp các ưu điểm và khắc phục những hạn chế của chúng nhằm mang lại hiệu quả

sử dụng cao nhất

Xuất phát từ đòi hỏi của thực tiễn của địa phương, được sự nhất trí của Khoa quản lý đất đai - Học Viện Nông nghiệp Việt Nam cùng với mong muốn được tìm hiểu thêm ứng dụng của công nghệ thông tin trong công tác quản lý đất

đai, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai xã Bố Hạ, huyện Yên Thế, tỉnh Bắc Giang” với sự

hướng dẫn của thầy giáo TS Nguyễn Duy Bình

3 Yêu cầu của đề tài

- Các số liệu liên quan đến nội dung đề tài phải được thu thập đầy đủ, xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai đúng quy phạm theo quy đinh

- Nắm vững các văn bản do Nhà nước và địa phương ban hành có liên quan tới công tác quản lý, xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính

- Xây dựng ứng dụng mẫu về CSDL thông qua công nghệ thông tin và GIS (ArcGIS, Web,…) phục vụ việc quản lý đất đai trên CSDL đã xây dựng

- Đối với hỗ trợ công tác Quản lý đất đai cần : Cấu trúc cơ sở dữ liệu của

hệ thống thông tin phải thống nhất, có tổ chức và thích hợp với yêu cầu quản lý nhà nước về đất đai

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về quản lý đất đai

Quản lý là một thuật ngữ có nhiều nghĩa khác nhau nó là đối tượng nghiên cứu của nhiều ngành khoa học tự nhiên và xã hội vì vậy mỗi ngành khoa học đều có định nghĩa riêng về thuật ngữ “Quản lý”, nhưng xét về quan niệm chung nhất thì: “Quản lý chính là sự tác động định hướng bất kỳ lên một hệ thống nào đó nhằm trật tự hoá và hướng nó phát triển phù hợp với những quy luật nhất định” (Luật đất đai,2013)

Quản lý nhà nước về đất đai là tổng thể các hoạt động có tổ chức bằng quyền lực nhà nước thông qua các phương pháp và công cụ thích hợp để tác động đến quá trình khai thác sử dụng đất đai hợp lý, tiết kiệm và có hiệu quả nhằm phục vụ cho việc phát triển kinh tế - xã hội của đất nước qua các thời kỳ Quản lý đất đai bằng quyền lực của nhà nước được thực hiện thông qua các phương pháp

và công cụ quản lý: Phương pháp hành chính; phương pháp kinh tế; thông qua quy hoạch, kế hoạch trên cơ sở luật pháp

- Luật đất đai 2013:

Luật Đất đai được Quốc hội khóa XIII thông qua tại kỳ họp thứ 6 ngày

09/12/2013 Luật có hiệu lực thi hành kể từ ngày 01/07/2014

So với Luật Đất đai năm 2003, Luật Đất đai năm 2013 sửa đổi, bổ sung nhiều quy định mới cụ thể hơn và phù hợp hơn với yêu cầu của công tác quản lý, dụng đất đai hiện nay, khắc phục được những bất cập cũng như thiếu sót của Luật Đất đai cũ Trong đó, nhiều nội dung được sửa đổi đáng chú ý như: Quyền và trách nhiệm của Nhà nước đối với đất đai; Quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất; Giao đất, cho thuê đất, chuyển mục đích sử dụng đất; Thu hồi đất, trưng dụng đất, bồi thường, hỗ trợ, tái định cư; Đăng ký đất đai, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất; Tài chính về đất đai, giá đất và đấu giá quyền sử dụng đất; Hệ thống thông tin đất đai và cơ sở dữ liệu đất đai; Chế độ sử dụng các loại đất; Quyền và nghĩa vụ của người sử dụng đất

Các nội dung quản lý Nhà nước về đất đai

Tại điều 22 chương II - Luật đất đai 2013 được Quốc hội Nước cộng hoà

xã hội chủ nghĩa Việt Nam thông qua đã nêu các nội dung quản lý nhà nước về đất đai như sau:

1 Nhà nước thống nhất quản lý về đất đai

2 Nội dung quản lý nhà nước về đất đai bao gồm:

1 Ban hành văn bản quy phạm pháp luật về quản lý, sử dụng đất đai và tổ chức thực hiện văn bản đó

2 Xác định địa giới hành chính, lập và quản lý hồ sơ địa giới hành chính, lập bản đồ hành chính

3 Khảo sát, đo đạc, lập bản đồ địa chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất

và bản đồ quy hoạch sử dụng đất; điều tra, đánh giá tài nguyên đất; điều tra xây dựng giá đất

4 Quản lý quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất

5 Quản lý việc giao đất, cho thuê đất, thu hồi đất, chuyển mục đích sử dụng đất

6 Quản lý việc bồi thường, hỗ trợ, tái định cư khi thu hồi đất

7 Đăng ký đất đai, lập và quản lý hồ sơ địa chính, cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất

8 Thống kê, kiểm kê đất đai

9 Xây dựng hệ thống thông tin đất đai

10 Quản lý tài chính về đất đai và giá đất

11 Quản lý, giám sát việc thực hiện quyền và nghĩa vụ của người sử dụng đất

12 Thanh tra, kiểm tra, giám sát, theo dõi, đánh giá việc chấp hành quy định của pháp luật về đất đai và xử lý vi phạm pháp luật về đất đai

13 Phổ biến, giáo dục pháp luật về đất đai

14 Giải quyết tranh chấp về đất đai; giải quyết khiếu nại, tố cáo trong quản

lý và sử dụng đất đai

15 Quản lý hoạt động dịch vụ về đất đai

3 Nhà nước có chính sách đầu tư cho việc thực hiện các nhiệm vụ quản lý nhà nước về đất đai, xây dựng hệ thống quản lý đất đai hiện đại, đủ năng lực, đảm bảo quản lý đất đai có hiệu lực và hiệu quả (Luật đất đai, 2013)

1.2 Tổng quan về cơ sở dữ liệu đất đai

1.2.1 Khái niệm về cơ sở dữ liệu

Hệ thống cơ sở dữ liệu quốc gia là một trong các thành phần nền tảng của kết cấu hạ tầng về thông tin nó bao gồm các cơ sở dữ liệu (CSDL) chuyên ngành

để tạo thành một hệ thống cơ sở thống nhất bao gồm các thành phần: cơ sở dữ liệu

về chính trị (chính sách, pháp luật, tổ chức cán bộ); cơ sở dữ liệu về kinh tế (nguồn lực - tài nguyên thiên nhiên, đất đai, lao động, vốn, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế, kết quả hoạt động của các ngành kinh tế - nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ); cơ sở dữ liệu xã hội (dân số, lao động văn hoá, giáo dục, y tế, thể thao); cơ sở

dữ liệu về tài nguyên đất (CSDL) là một thành phần không thể thiếu được của cơ

sở dữ liệu quốc gia

Cơ sở dữ liệu đất đai: là tập hợp thông tin có cấu trúc của dữ liệu địa chính, dữ liệu quy hoạch sử dụng đất, dữ liệu giá đất, dữ liệu thống kê, kiểm kê đất đai được sắp xếp, tổ chức để truy cập, khai thác, quản lý và cập nhật thường xuyên bằng phương tiện điện tử

Với cách nhìn bản đồ như một hệ cơ sở dữ liệu, ta thấy rằng bản đồ là tập hợp các dữ liệu địa lý, các dữ liệu này mô tả các đối tượng trong thế giới thực bằng vị trí toạ độ duới một hệ toạ độ xác định, ngoài ra dữ liệu địa lý còn chứa đựng các thông tin về thuộc tính của đối tượng Việc xác định và ước đoán tài nguyên tự nhiên, môi trường và đất đai sẽ cung cấp nhiều đối tượng phản ánh mới cho bản đồ

Cấu trúc CSDL: Về nguyên tắc một hệ thống thông tin của ngành hợp lý nhất là có tổ chức dựa trên cơ cấu tổ chức của ngành chủ quản, cơ cấu tổ chức được phân thành các cấp trung ương và địa phương Thông thường các địa phương đóng vai trò là nơi thu thập, cập nhật các thông tin chi tiết, cung cấp thông tin đầu vào cho toàn bộ hệ thống và cũng sẽ là nơi quản lý và sử dụng chủ

yếu các thông tin chi tiết, còn cấp trung ương nhu cầu chủ yếu lại là các thông tin tổng hợp từ các thông tin chi tiết Có 4 phương án lưu trữ và quản lý dữ liệu bao gồm: Quản lý tập trung; Phân tán bản sao; Phân tán dữ liệu; Phân tán dữ liệu chi tiết; Tập trung số liệu tổng hợp Căn cứ vào trình độ quản lý, mức độ ổn định của quy trình quản lý, phân bố tần xuất sử dụng thông tin giữa các đơn vị để xác định phương án thích hợp

Chuẩn hoá CSDL: cơ sở dữ liệu khi đưa vào sử dụng phải được chuẩn hoá

dữ liệu, đảm bảo tính thống nhất của cơ sở dữ liệu khi chia sẻ cho nhiều đối tượng sử dụng hoặc hiệu chỉnh từ nhiều nguồn khác nhau Việc chuẩn hoá cơ sở

dữ liệu phải đáp ứng được các nhu cầu: Xác định thống nhất cho từng thể dữ liệu, xác định quy trình thống nhất để chuyển các dữ liệu cũ về dạng chuẩn Nội dung chuẩn hoá bao gồm: chuẩn hoá thiết bị tin học (hệ điều hành, mạng, thiết bị phần cứng, chuẩn phần mềm ứng dụng, bảng mã ký tự và tổ chức dữ liệu, chuẩn hoá

hệ quy chiếu, toạ độ, địa giới, địa danh); chuẩn hóa hệ thống bản đồ, …

1.2.2 Phân loại cơ sở dữ liệu

- Các văn bản pháp luật, pháp quy của Nhà nước về quản lý và sử dụng đất đai

- Bản sao bản đồ địa chính gốc (bản đồ giải thửa), bản sao hồ sơ kỹ thuật nhà đất, bản đồ địa giới hành chính, biên bản xác định ranh giới, mốc giới sử dụng theo hiện trạng sử dụng đất, bản đồ chuyên đề của huyện và các xã, bản đồ hiện trạng sử dụng đất

- Hồ sơ xét duyệt cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và xử lý vi phạm chính sách đất đai theo thẩm quyền

- Hồ sơ thanh tra, kiểm tra sử dụng đất và giải quyết tranh chấp, khiếu nại

về đất đai

- Số liệu thống kê, kiểm kê đất đai của xã

- Hồ sơ quy hoạch sử dụng đất đai của xã

- Hồ sơ đánh giá phân hạng đất

1.2.3 Nguyên tắc xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai

Cơ sở dữ liệu đất đai được xây dựng tập trung thống nhất từ Trung ương đến các tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương (sau đây gọi chung là cấp tỉnh) và các huyện, quận, thị xã, thành phố thuộc tỉnh (sau đây gọi tắt là cấp huyện) Đơn vị hành chính xã, phường, thị trấn (sau đây gọi chung là cấp xã) là đơn vị cơ bản để thành lập cơ sở dữ liệu đất đai

Cơ sở dữ liệu đất đai của cấp huyện là tập hợp dữ liệu đất đai của các xã thuộc huyện; đối với các huyện không có đơn vị hành chính xã trực thuộc thì cấp huyện là đơn vị cơ bản để thành lập cơ sở dữ liệu đất đai

Cơ sở dữ liệu đất đai cấp tỉnh được tập hợp từ cơ sở dữ liệu đất đai của tất

1.2.4 Nội dung, cấu trúc cơ sở dữ liệu đất đai

Cơ sở dữ liệu đất đai bao gồm các cơ sở dữ liệu thành phần sau:

a) Cơ sở dữ liệu địa chính;

b) Cơ sở dữ liệu quy hoạch sử dụng đất;

c) Cơ sở dữ liệu giá đất;

d) Cơ sở dữ liệu thống kê, kiểm kê đất đai

Cơ sở dữ liệu địa chính là thành phần cơ bản của cơ sở dữ liệu đất đai, làm

cơ sở để xây dựng và định vị không gian các cơ sở dữ liệu thành phần khác

Nội dung, cấu trúc và kiểu thông tin cơ sở dữ liệu địa chính được thực hiện theo quy định tại Điều 4 của Thông tư số 17/2010/TT-BTNMT ngày 04 tháng 10 năm 2010 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định kỹ thuật về chuẩn

dữ liệu địa chính (Thông tư số 17/2010/TT-BTNMT)

Nội dung, cấu trúc, kiểu thông tin của cơ sở dữ liệu quy hoạch sử dụng đất, cơ sở dữ liệu giá đất và cơ sở dữ liệu thống kê, kiểm kê đất đai thực hiện theo quy định kỹ thuật về chuẩn dữ liệu quy hoạch sử dụng đất, quy định kỹ thuật

về chuẩn dữ liệu giá đất và quy định kỹ thuật về chuẩn dữ liệu thống kê, kiểm kê đất đai do Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định (Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, 2010)

1.3 Cơ sở lý luận về ứng dụng công nghệ thông tin và GIS trong công tác quản lý dữ liệu đất đai

1.3.1 Tổng quan về công tác quản lý dữ liệu đất đai

Có nhiều cách định nghĩa về Hệ thống thông tin địa lý:

Định nghĩa theo chức năng: GIS là một hệ thống bao gồm 4 hệ con: Dữ

liệu vào, quản trị dữ liệu, phân tích dữ liệu và dữ liệu ra

Định nghĩa theo khối công cụ: GIS là tập hợp phức tạp của các thuật toán Định nghĩa theo mô hình dữ liệu: GIS gồm các cấu trúc dữ liệu được sử

dụng trong các hệ thống khác nhau (cấu trúc dạng Raster và Vecter)

Định nghĩa về mặt công nghệ: GIS là công nghệ thông tin để lưu trữ, phân

tích và trình bày các thông tin không gian và thông tin phi không gian, công nghệ GIS có thể nói là tập hợp hoàn chỉnh các phương pháp và các phương tiện nhằm

sử dụng và lưu trữ các đối tượng

Định nghĩa theo sự trợ giúp và ra quyết định: GIS có thể coi là một hệ

thống trợ giúp việc ra quyết định, tích hợp các số liệu không gian trong một cơ chế thống nhất

Nói tóm lại theo BURROUGHT : “GIS như là một tập hợp các công cụ cho

việc thu nhập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi các dữ liệu mang tính chất không

gian từ thế giới thực để giải quyết các bài toán ứng dụng phục vụ các mục đích

- Phần mềm: cung cấp công cụ và thực hiện các chức năng:

+ Thu thập dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ các nguồn thông tin khác nhau

+ Lưu trữ, cập nhật, điều chỉnh và tổ chức các cơ sở dữ liệu nói trên

+ Phân tích biến đổi, điều chỉnh và tổ chức các cơ sở dữ liệu nhằm giải quyết các bài toán tối ưu và mô hình mô phỏng không gian và thời gian

+ Đưa ra các thông tin theo yêu cầu dưới dạng khác nhau

Ngoài ra phần mềm cần phải có khả năng phát triển và nâng cấp theo các yêu cầu đặt ra của hệ thống

- Dữ liệu: đây là thành phần quan trọng nhất của GIS Các dữ liệu không gian (Spatial data) và các dữ liệu thuộc tính (No spatial data) được tổ chức theo một mục tiêu xác định bởi một hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DataBase Management System)

+ Cấu trúc dữ liệu mang tính chất không gian được thể hiện ở dạng Raster

và Vector

Dữ liệu Raster: các thực thể không gian được thể hiện qua các ô (cell) hoặc các ô ảnh (pixel) của một lưới các ô vuông Trong máy tính lưới các ô được được lưu trữ ở dạng ma trận, mà trong đó mỗi ô là giao điểm của một hàng một cột trong ma trận Đối với dữ liệu Raster 1 điểm được thể hiện bằng

1 pixel, 1 đường được thể hiện bằng 1 chuỗi các pixel liền nhau, 1 vùng được thể hiện bằng 1 nhóm các pixel liền nhau Trong dữ liệu này độ phân giải phụ thuộc vào độ lớn của các ô Từ đó chúng ta có thể tính toán được diện tích, chiều dài của các đối tượng

Dữ liệu Vector: các thực thể không gian được biểu diễn thông qua các phần

tử là Điểm, Đường, Vùng và các quan hệ Topo (khoảng cách, tính liên tục, tính

kề nhau) Vị trí không gian của các đối tượng được thể hiện và xác định bằng hệ toạ độ thống nhất

+ Dữ liệu mang tính chất thuộc tính: đây là thành phần chứa đựng các số liệu, thông tin thuộc tính của các thực thể Các thuộc tính này có thể mang tính định lượng hoặc định tính Trong dữ liệu thuộc tính có thể có các kiểu dữ liệu sau: ghi danh, chỉ số, khoảng, tỷ lệ

- Con người: yếu tố con người có ảnh hưởng rất lớn đối với các hệ GIS, đặc biệt trong việc điều khiển hệ thống và phát triển các ứng dụng

- Phương pháp: phương pháp phụ thuộc vào ý tưởng của các xây dựng hệ thống, sự thành công của một hệ GIS phụ thuộc vào phương pháp được sử dụng

để thiết kế hệ thống (Trần Thị Băng Tâm, 2006)

1.3.3 Khả năng xử lý dữ liệu của GIS

Chức năng thuộc tính: chế biến thao tác, tạo hoặc thay đổi dữ liệu thuộc tính mà không làm thay đổi vị trí không gian hoặc tạo ra các phần tử không gian mới

Chức năng đo đạc: cho phép tính những tính chất đơn giản như chiều dài, chu vi, diện tích của vùng, hình dạng của vùng, trung tâm của vùng, khoảng cách hẹp nhất và rộng nhất của vùng

Chức năng chồng xếp: là thao tác chồng các lớp chuyên đề lên nhau và tạo

ra một lớp chuyên đề mới, chứa đựng những thông tin mới Chồng ghép các lớp

dữ liệu khác nhau là quá trình bậc thang Trong quá trình chồng ghép chúng tạo

ra các lóp dữ liệu trung gian Đối với các loại dữ liệu khác nhau thì mức độ phức tạp của việc chồng xếp cũng khác nhau

+ Chồng ghép số học: bao gồm các thao tác cộng, trừ, nhân, chia Chúng được thiết lập trên mỗi giá trị của lớp dữ liệu này và vị trí tương ứng trên lớp dữ liệu kia

+ Chồng ghép logic: bao gồm các toán tử mà kết quả đưa ra là lớp dữ liệu mới thoả mãn một tập hợp các điều kiện

Chức năng nội suy: Đây là chức năng mà một quá trình sẽ được xây dựng trên những phần tử lân cận hoặc trong các vùng lân cận Chất lượng nội suy phụ thuộc vào số lượng phân bố của các điểm đã biết Chức năng này bao gồm các phương pháp nội suy sau đây:

+ Nội suy cục bộ: đây là phương pháp nội suy đơn giản với các kiểu như nội suy theo vùng, nội suy tuyến tính, nội suy theo hàm Spline, nội suy theo trọng số trung bình

+ Nội suy toàn cực (phân tích bề mặt Trend): đó là từ một tập hợp các điểm được dùng để tìm ra một biểu thức toán học diễn tả, dự đoán các giá trị chưa biết của một bề mặt

+ Nội suy Krigking: đây là phương pháp nội suy dựa trên phương pháp phân tích bề mặt và trọng số trung bình

Trong trường hợp lựa chọn một tính chất thì phép tính đại số (các thao tác

bằng, lớn hơn, nhỏ hơn và tổ hợp của cả ba được áp dụng

Trong trường hợp lựa chọn phức tạp thì các thao tác logic (toán tử Bool dùng thao tác logic NOT, AND, OR, XOR) để thiết lập

Các phép tính số học và phép tính thống kê cũng được sử dụng trong hệ thống thông tin địa lý

Một hệ GIS phải đảm bảo được 6 chức năng cơ bản sau:

• Capture: Thu thập dữ liệu Dữ liệu có thể lấy từ rất nhiều nguồn, có thể

là bản đồ giấy, ảnh chụp, bản đồ số…

• Store: Lưu trữ Dữ liệu có thể được lưu dưới dạng vector hay raster

• Query: Truy vấn (tìm kiếm) Người dùng có thể truy vấn thông tin đồ hoạ hiển thị trên bản đồ

• Analyze: Phân tích Đây là chức năng hộ trợ việc ra quyết định của người dùng Xác định những tình huống có thể xảy ra khi bản đồ có sự thay đổi

• Display: Hiển thị Hiển thị bản đồ

• Output: Xuất dữ liệu Hỗ trợ việc kết xuất dữ liệu bản đồ dưới nhiều định dạng: giấy in, Web, ảnh, file (Trần Thị Băng Tâm, 2006)

Hình 1.3 Quan hệ giữa các chức năng GIS

1.3.4 Các ứng dụng của Hệ thông tin địa lý

Môi trường: Nhiều tổ chức môi trường trên thế giới cũng như nhiều quốc gia đã áp dụng GIS vào lĩnh vực môi trường Với mức đơn giản của GIS

được sử dụng để đánh giá hiện trạng môi trường các khu vực trên trái đất; phức tạp hơn, GIS dùng để mô hình hoá các tiến trình xói mòn đất, cảnh báo sự lan truyền ô nhiễm trong môi trường Quản lý giám sát tài nguyên, thiên nhiên, môi trường bao gồm các chức năng: quản lý gió và thuỷ hệ, các nguồn nhân tạo, bình

đồ lũ, vùng ngập úng, đất nông nghiệp, tầng ngập nước, rừng, vùng tự nhiên, phân tích tác động môi trường… Xác định ví trí chất thải độc hại

Khí tượng thuỷ văn: Trong lĩnh vực này GIS được dùng như hệ thống đáp ứng nhanh phục vụ phòng chống thiên tai lũ lụt, xác định tâm bão, dự đoán luồng chảy, xác định mức độ ngập lụt

Nông nghiệp: Được sử dụng vào việc giám sát thu hoạch, quản lý sử dụng đất, dự báo về hàng hoá, nghiên cứu đất trồng, kiểm tra tướng tiêu, kiểm soát nguôn nước

Dịch vụ tài chính: Các ứng dụng đặc trưng cho lĩnh vực này là: đánh giá và phân tích vị trí chi nhánh mới, quản lý tài sản, định hình nhân khẩu, tiếp thị, chính sách bảo hiểm, mô hình hoá và phân tích rủi ro cho các khu vực tài chính

Y tế: GIS được ứng dụng nhằm vạch ra lộ trình nhanh nhất giữa vị trí hiện tại của xe cấp cứu, dựa trên cơ sở dữ liệu giao thông Nó cũng được sử dụng như một công cụ nghiên cứu dịch bệnh, phân tích nguyên nhân bộc phát và lây lan bệnh tật trong cộng đồng

Quản lý địa phương: Các lãnh đạo chính quyền địa phương đua GIS vào quản lý quy hoạch công trình, tìm kiếm thửa đất, điều chỉnh ranh giới, bảo dưỡng các công trình công cộng, phân tích tội phạm, chỉ huy và quản lý lực lượng công an, cứu hoả

Giao thông: GIS được dùng trong việc lập kế hoạch và duy trì cơ sở hạ tầng Tiếp nữa, GIS còn được ứng dụng để định vận tải hàng hoá, và hải đồ điện

tử Quản lý hệ thống đường phố, bao gồm các chức năng: tìm kiếm địa chỉ khi xác định được vị trí cho địa chỉ phố hoặc tìm vị trí khi biết trước địa chỉ phố Đường giao thông và sơ đồ; điều khiển đường đi, lập kế hoạch lưu thông xe cộ Phân tích vị trí, chọn khu vực xây dựng các tiện ích như bãi đỗ xe, ga tàu

xe…Lập kế hoạch phát triển giao thông

Ngoài các lĩnh vực trên, GIS còn được sử dụng trong các dịch vụ điện, nước, gas, điện thoại, dịch vụ bán lẻ … và nhiều các ứng dụng khác (Trần Thị Băng Tâm, 2006)

1.3.5 Giới thiệu về phần mềm hệ thống thông tin địa lý ArcGIS

Phần mềm ArcGIS

ArcGIS là hệ thống phần mềm GIS đầy đủ, tập hợp đồng nhất của sản phẩm phần mềm GIS cho việc xây dựng GIS hoàn chỉnh Nó bao gồm một số

frameworks cho việc triển khai GIS :

- Desktop GIS : Là một bộ tích hợp của những ứng dụng GIS chuyên nghiệp

- ArcGIS Engine : Cơ chế cho phép phát triển những ứng dụng GIS cho khách hàng trên Desktop GIS hoặc nhúng vào trong những tính năng GIS những úng dụng khác nhau

- Server GIS : Những sản phẩm của Server GIS bao gồm ArcSDE, ArcIMS và ArcGIS Server, cho phép những tính năng và dữ liệu GIS sẽ được triển khai từ một môi trường trung tâm

- Mobile GIS : Giống như ArcGIS Desktop và ArcGIS Engine cho máy PC

- ArcView : Cung cấp đầy đủ chức năng cho phép biểu diễn, quản lý, xây dựng và phân tích dữ liệu địa lý, các công cụ phân tích không gian cùng với việc biên tập và phân tích thông tin từ các lớp ban đồ khác nhau đồng thời thể hiện các mối quan hệ và nhận dạng các mô hình

- ArcEditor : Cung cấp chức năng dùng để chỉnh sửa và quản lý dữ liệu địa lý ArcEditor bao gồm các tính năng của ArcView và thêm vào đó là một số công cụ chỉnh sửa, biên tập

- ArcInfo : Là phần mềm đầy đủ nhất ArcInfo bao gồm tất cả các chức năng của ArcView lẫn ArcEditor Cung cấp các chức năng tạo và quản lý một hệ GIS, xử lý dữ liệu không gian và khả năng chuyển đổi dữ liệu, xây dựng dữ liệu,

mô hình hóa, phân tích, hiển thị bản đồ trên màn hình máy tính và xuất bản đồ ra các phương tiện khác nhau

Phần mềm ArcGIS Desktop cho phép người dùng truy cập vào ba ứng dụng

ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox

Hình 1.4 Ba ứng dụng chính của ArcGIS Desktop

- ArcMap : Dùng để xây dựng, hiển thị, xử lý và phân tích các bản đồ

- ArcCatalog : Để quản lý, theo dõi các dữ liệu đã có hoặc tạo mới và

mô tả các dữ liệu mới

- ArcToolbox : Cung cấp các công cụ để xử lý và phân tích không gian, xuất – nhập dữ liệu từ ArcInfo sang các định dạng khác như MapInfo, MicroStation, AutoCAD

Khả năng ứng dụng của ArcGIS

ArcGIS có thể làm được những công việc sau :

• Xác định vùng ưu tiên cần sửa chữa cống thoát nước sau trận động đất

• Tạo bản đồ các tuyến đường dành cho xe buýt, xe đạp

• Quản lý cầu, đường và lập các bản đồ dự phòng trong trường hợp xảy

ra thiên tai

• Khoanh vùng tội phạm để nhanh chóng triển khai nhân sự và quản lý

các chương trình giám sát tội phạm

• Xác định các van để khóa một đường ống nước bị vỡ

• Tạo bản đồ sử dụng đất để phục vụ công tác định giá và kế hoạch sử

dụng đất

• Dự báo bão

• Nghiên cứu ảnh hưởng của công trình xây dựng đến mạch nước ngầm

• Quản lý chất lượng nước

• Tạo mô hình lưới điện để giảm thất thoát năng lượng và lập kế hoạch

đặt các thiết bị mới

• Xây dựng tuyến dẫn dầu rẻ nhất

• Nghiên cứu địa hình để xác định vị trí đặt trạm thu phát trong thông tin

liên lạc

• Đánh giá về khả năng phát triển của một vị trí bán lẻ mới dựa trên số

lượng khách hàng lân cận

• Dò tìm ngược theo nguồn nước để xác định nguồn bị ô nhiễm

• Tìm đường đi nhanh nhất đến vị trí xảy ra sự cố

• Dự đoán cháy rừng dựa trên những nghiên cứu về địa thế và thời tiết

1.3.6 Công nghệ Web - Arcgis Online

1.3.6.1 Các khái niệm cơ bản

nhiều máy khách (Client)

Hình 1.6 Mô hình Client-Server

c Internet Server

Là các Server cung cấp các dịch vụ Internet (Web Server, Mail Server, FTP Server…)

d Internet Service Provider (ISP)

Nhà cung cấp dịch vụ Internet cho khách hàng Mỗi ISP có nhiều khách hàng và có thể có nhiều loại dịch vụ Internet khác nhau

e World Wide Web (WWW)

Là một dịch vụ chạy trên Internet nghĩa là một không gian thông tin toàn cầu mà mọi người có thể truy nhập (đọc và viết) qua các máy tính nối với mạng Internet Các tài liệu trên Word Wide Web được lưu trữ trong một hệ thống siêu văn bản (Hypertext), đặt tại các máy tính trong mạng Internet Người dùng phải

sử dụng một chương trình được gọi là trình duyệt Web (Web browser) để xem

siêu văn bản Chương trình này sẽ nhận thông tin tại các ô địa chỉ (address) do người sử dụng yêu cầu (thông tin trong ô địa chỉ được gọi là tên miền-Domain name), rồi sau đó chương trình sẽ tự động gửi thông tin đến máy chủ (Web server) và hiển thị trên màn hình máy tính của người xem

f WebSite

Là một tập hợp của nhiều trang thông tin (Web page), thường được viết theo định dạng HTML Để tạo nên một WebSite cần phải có 3 yếu tố cơ bản: tên miền (domain), nơi lưu trữ WebSite (hosting), nội dung các trang thông tin (Web page)

1.3.6.2 Giới thiệu về WebGIS - ArcGIS Online

Hình 1.7 Arcgis online WebGIS là gì?

GIS có nhiều định nghĩa nên WebGIS cũng có nhiều định nghĩa Nói chung, các định nghĩa của WebGIS dựa trên những định nghĩa đa dạng của GIS

và có thêm các thành phần của Web

Một số định nghĩa về WebGIS:

WebGIS là một hệ thống phức tạp cung cấp truy cập trên mạng với những chức năng như: bắt giữ hình ảnh (capturing), lưu trữ, hợp nhất dữ liệu, điều khiển bằng tay (manipulating), phân tích và hiển thị dữ liệu không gian WebGIS là hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System-GIS) được phân bố thông qua hệ thống mạng máy tính phục vụ cho việc thống nhất, phổ biến, giao tiếp với các thông tin địa lý được hiển thị trên World Wide Web thông qua Internet và Intranet

ArcGis Online là một ứng dụng web GIS trực tuyến, cho phép chúng ta có thể sử dụng, tạo và chia sẻ các bản đồ, các ứng dụng, phân tích các lớp dữ liệu Đồng thời, chúng ta có thể truy cập đến các bản đồ, các ứng dụng có sẵn để sử

dụng trên đám mây an toàn của ESRI, nơi mà ta có thể thêm vào các đối tượng hoặc phổ biến các lớp ứng dụng web Vì ArcGIS Online là một phần không thể thiếu của hệ thống ArcGIS, vì vậy, chúng ta có thể sử dụng nó để mở rộng khả năng của ArcGIS cho Desktop, ArcGIS server, ArcGIS Web APIs, and ArcGIS Runtime SDKs

Với ArcGIS Online, chúng ta có thể sử dụng để tạo bản đồ hoặc phối cảnh (dạng như bản đồ mô phỏng 3D (có nhà cửa, cây cối, đồi núi…), truy cập đến các bản đồ có sẵn để sử dụng, các lớp và phân tích, công bố dữ liệu như các lớp dữ liệu web, cộng tác và chia sẻ, bản đồ có thể truy cập từ bất kì thiết bị nào, tạo ra các bản đồ với dữ liệu từ Microsoft Excel, tùy chỉnh các báo cáo trang web và trình bày bản đồ với ArcGIS Online Qua đó, chúng ta có thể sử dụng ArcGIS Online như là một nền tảng để xây dựng các ứng dụng dựa trên các yêu cầu tùy chọn

Hình 1.8 Sơ đồ hoạt động của WebGIS - ArcGis Online

Trong mô hình này WebServer dùng để chỉ ra một hệ thống gồm cả cơ sở

dữ liệu và phần mềm đóng vai trò WebServer như trong một hệ thống Client/Server bình thường WebServer này sẽ được kết nối với hệ thống MapServer thông qua một hay nhiều Connector, Connector có vai trò nhận các yêu cầu bản đồ (dưới dạng các mã Script phía Server) từ WebServer chuyển đến MapServer (MapServer đóng vai trò là một Application server) Chương trình

thực thi trên MapServer truy cập vào cơ sở dữ liệu để lấy dữ liệu Trong quá trình truy cập, chương trình thực thi tham chiếu đến tập tin cấu hình bản đồ (config_mapfile) Dữ liệu lấy về sẽ được chuyển về WebServer thông qua Connector, WebServer tham chiếu đến tệp tin mẫu (html template) để tạo ra kết quả Kết quả sẽ được gửi đến Client để hiển thị Chu trình cứ thế tiếp tục

Kiến trúc WebGIS

Hình 1.9 Kiến trúc của hệ thống WebGIS

Kiến trúc của một hệ thống WebGIS tương tự với kiến trúc Client-Server (Client Side-Server Side) của Web

Client điển hình là Web Browser và Server-Side bao gồm Web Server được cung cấp chương trình phần mềm WebGIS Client gửi yêu cầu về bản đồ thông qua một số tham khảo từ các công cụ (tools) thông qua Web đến remote server Server sẽ gọi những phương thức GIS thông qua việc gọi đến phần mềm WebGIS nằm trên Map Server, Phần mềm sẽ trả về kết quả, Mapserver sẽ gửi kết quả đó về Web Server Web Server sẽ gửi kết quả lại cho Web Browser hiển thị

những thông tin được yêu cầu từ phái Client bằng Applet hay trang HTML

g Kiến trúc Thin-Client

Tập trung chủ yếu ở phía Server-Side, hầu hết mọi dữ liệu và thủ tục phân tích đều được tiến hành trên Server Dữ liệu được chuyển điến Web-Client thông qua định dạng HTML chuẩn có chứa các file ảnh (GIF, PNJ, JPG) Nhược điểm của giải pháp Server-Side chủ yếu là giới hạn ở giao diện người dùng Trong

WebGIS, có nhiều ứng dụng mà người dùng cần phải tương tác với dữ liệu địa lý trước kkhi thực thi chính trên nó Do đó, Thin-Client không hiệu quả làm việc khi sử dụng chuẩn giao diện Web Tuy nhiên giải pháp này là con đường đơn giản để xây dựng ứng dụng Web map chạy ở bất kì trình duyệt chuẩn nào

Hình 1.10 Kiến trúc Thin Client

h Kiến trúc Thick-Client

Thick Client cung cấp hiển thị kết quả từ Geo_Processing (tiến trình trao đổi giữa Web Server và Map Server (chứa phần mềm WebGIS)) tại Client thông qua các công nghệ để trình bày nó như ActiveX Control, Java-Applets, Plug-ins (GIS plug-ins là một phần mềm ứng dụng nhỏ được cài đặt tại Client-Side để mở rộng khả năng hoạt động của Web Browser trong việc điều khiển các dạng dữ liệu GIS mà HTML không thể nhận ra) Thick-Client không giống với Thin-Client ở chỗ là Thin-Client trả lại bản đồ được chuyển dưới dạng tệp dữ liệu ảnh, dữ liệu địa lý còn ở Thick-Client lại được chuyển dưới dạng nhiều cấu trúc dữ liệu vector có liên kết Ưu điểm của WebGIS Client-Side là có khả năng mở rộng giao diện người dùng và dịch vụ bản đồ (Map Service) Trong thực tế, nhược điểm của Client-Side liên quan tới việc phân

bố phần mềm và dữ liệu, không có phần mềm nào Java hoặc ActiveX chạy trên tất cả nền máy tính tồn tại trên Internet

Hình 1.11 Kiến trúc Thick-Client Các thành phần và chức năng của WebGIS

i Thành phần của WebGIS -ArcGIS online

Thành phần của WebGIS chứa các thành phần của một hệ GIS như dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính…

Dữ liệu không gian (Spatial Data)

Dữ liệu không gian bao gồm các dạng file cấu trúc như sau:

• Shapefiles/Geodatabases

• KML/KMZ

• GeoRSS/GeoJson

• Web services

• WMS- Web Mapping Services (image)

• WFS- Web Feature Services (vector)

• WCS-Web Coverage Servicesv (raster)

Web Server: Bao gồm các chức năng của một WebSite kết nối Server

Hình 1.12 WebServer

Map/GIS Server: Bao gồm các dữ liệu dạng bản đồ được publish lên Web có thể chỉnh sửa theo yêu cầu, thông thường là các dạng dữ liệu không gian

• Vai trò của Map/GIS Server:

Khi yêu cầu gửi đến máy chủ Web, máy chủ ứng dụng Map/GIS xử lý các yêu cầu và trả về một hình ảnh bản đồ, thuộc tính, hình học hoặc dữ liệu tải về Các máy chủ Map/GIS cũng có thể trả lại hình ảnh của legends, scale bars và các tham chiếu bản đồ Yêu cầu có thể truy vấn dữ liệu không gian và chỉ trả về dữ liệu phù hợp với yêu cầu Một số máy chủ Map/GIS cũng hỗ trợ các tính năng địa chất, địa lý khi được yêu cầu (truy vấn bộ đệm, cắt, …) Một máy chủ Map/GIS có thể có nhiều services như: Map service, Geoprocessing service, Geodata service, Image service, Geometry service, Geocoding service, Globe service

Một Map services là một nhóm quy định của dữ liệu không gian với lưới chiếu và thông tin hiển thị được xác định Dữ liệu cho một Map service là tệp tin

*.mxd, Geodata là tệp tin có định dạng: *.sde, *.mdf, *.mdb

Một máy chủ Map/GIS có thể cho phép nhiều Map service được bật và tắt tuỳ theo nhu cầu

Một Map service có thể hỗ trợ nhiều định dạng đầu ra (WMS, WFS, KML)

Một số Map/GIS Server thông qua Server của REST (Representational State Transfer) và SOAP (Simple Object Access Protocol) REST là một giao thức động tận dụng phương thức dữ liệu của bất cứ một Server nào khi có yêu cầu Đồng thời, cung cấp một giao diện gọn nhẹ để truy cập vào các thuộc tính và chức năng thông qua client site, như ví dụ sau: http://tuongtuong-pc/ArcGIS/rest/services SOAP là một giao thức để tạo ra các lớp Server-Side và Web-Service SOAP có xu hướng có khả năng mạnh mẽ hơn REST, nhưng có thể phức tạp hơn để kết hợp

Các ứng dụng biên tập bản đồ (Mapping Application)

Đặc điểm của ArcGIS Online

j Khung GIS chuẩn

ArcGIS Server cung cấp một Framework chuẩn dùng cho việc phát triển các ứng dụng trên máy chủ GIS Bộ phần mềm GIS phổ biến nhất hiện nay (ArcView, ArcEditortm, ArcInfo) cũng được xây dựng dựa trên cùng một nền tảng Arcgis Server không những có thể mở rộng ra mà còn cung cấp rất nhiều chức năng mạnh cho phép các lập trình viên không phải mất nhiều thời gian nghiên cứu, xây dựng các chức năng GIS từ đầu

k Chi phí thấp

ArcGIS Server có khả năng hỗ trợ các ứng dụng lớn như xây dựng Web GIS, chạy trên nhiều máy chủ, hỗ trợ đa người dùng Công nghệ ADF không giới hạn bản quyền Điều này cho phép các ứng dụng Server có thể chạy trên nhiều máy chủ Web, do đó làm giảm giá thành, chỉ phụ thuộc vào số lượng

người dùng

l Các ứng dụng Web

ArcGIS Server cung cấp một bộ các Web Controls Các Web Controls này làm đơn giản đi các công đoạn xây dựng tích hợp bản đồ vào các ứng dụng Web, giúp cho các lập trình viên tập trung vào xây dựng các chức năng GIS theo mục đích của mình

m Các mẫu ứng dụng Web

ArcGIS Server cung cấp khá nhiều mẫu ứng dụng Web Lập trình viên có thể sử dụng những mẫu này kết hợp với các Web Controls để tạo ra các ứng dụng Web theo mục đích của mình hoặc cũng có thể dùng để tham khảo

n Hỗ trợ đa nền

ArcGIS Server ADF dành cho Java chạy trên nhiều hệ điều hành sử dụng kiến trúc của Unix và hỗ trợ một số lượng lớn các Web Server Bản thân GIS Server được hỗ trợ cho Windows, Sun Solaris và Red Hat Linux ADF dành cho NET chỉ chạy được trên một số hệ điều hành Windows

o Hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình

ArcGIS Server hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình, bao gồm cả NET và Java để phát triển các ứng dụng, dịch vụ web Sử dụng COM và NET cho phép mở rộng ArcGIS Server các tính năng theo yêu cầu riêng Ngoài ra, COM, NET, Java, và C++ còn được dùng để xây dựng các ứng dụng Desktop Client Điều này cho phép các đối tượng được lập trình bằng nhiều công cụ và các lập trình viên không nhất thiết phải biết nhiều ngôn ngữ lập trình

p Các phần mở rộng của ArcGIS Server

Bộ công cụ cho lập trình viên sử dụng ArcGIS Server còn kèm theo các chức năng mở rộng của ArcGIS 3d Analysttm, ArcGIS Spatial Analyst và ArcGIS Streetmaptm

q Cung cấp nhiều tài nguyên cho các lập trình viên

Bộ công cụ phát triển ArcGIS Server cung cấp một hệ thống trợ giúp dựa theo các sơ đồ mô hình đối tượng (OMDS), các mẫu ứng dụng Web và cả các đoạn mã lập trình mẫu giúp cho các lập trình viên dễ dàng tiếp cận, sử dụng

1.4 Tình hình ứng dụng hệ thống thông tin xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai trên thê giới và Việt Nam

1.4.1 Tình hình ứng dụng hệ thống thông tin địa lý xây dựng cơ sở dữ liệu đất trên thế giới

Năm 1964 Canada đã xây dựng Hệ thống thông tin địa lý đầu tiên trên thế giới có tên gọi là Canadian Geographical Information System Song song với Canada, tại Mỹ hàng loạt các trường đại học cũng tiến hành nghiên cứu và xây dựng các Hệ thống thông tin địa lý Tuy nhiên rất nhiều hệ thống trong số đó đã không tồn tại được bao lâu do khâu thiết kế cồng kềnh và giá thành quá cao Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu ở giai đoạn này đã đưa ra những lý luận nhận định quan trọng về vai trò, chức năng của Hệ thống thông tin địa lý: Hàng loạt loại bản đồ có thể được số hoá và liên kết với nhau tạo ra một bức tranh tổng thể về tài nguyên thiên nhiên của một khu vực, một quốc gia hay một châu lục Sau đó máy tính được xử dụng để phân tích các đặc trưng của nguồn tài nguyên đó và cung cấp các thông tin bổ ích, kịp thời cho việc quy hoạch

Trong những năm 70 – 80, đứng trước sự gia tăng nhu cầu quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường, nhiều quốc gia và các tổ chức quốc

tế đã quan tâm nhiều hơn đến sự nghiên cứu và phát triển của hệ thống thông tin địa lý Cũng trong khung cảnh đó, có hàng loạt các yếu tố đã thay đổi một cách thuận lợi cho sự phát triển của Hệ thống thông tin địa lý Các hệ ứng dụng GIS trong lĩnh vực quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường phát triển mạnh trong thời gian này, điển hình như các hệ LIS (Land Information System), LRIS (Land Resource Information System), ILWIS (Integrated Land and Water Information System), … và hàng loạt các sản phẩm thương mại của các hãng, các

tổ chức nghiên cứu phát triển ứng dụng GIS như ESRI, Computerversion, Intergraph, …

Trên thế giới cũng như trong khu vực hiện nay, đã xuất hiện nhiều nhu cầu bức xúc tổ chức các cơ sở dữ liệu toàn cầu hoặc khu vực để giải quyết các vấn đề chung như: môi trường, lương thực, tài nguyên thiên nhiên, dân số, … Định hướng xây dựng các cơ sở dư liệu toàn cầu về địa lý, tài nguyên và môi trường

đang được các nhà quản lý quan tâm

Ở các nước trong khu vực Đông Nam Á, Liên Hợp Quốc chủ trì chương trình Cơ sở hạ tầng về Thông tin Địa lý Châu Á – Thái bình dương (GIS Infastructure for Asia and the Pacific) bắt đầu từ năm 1995 tại Malaysia Với sự hình thành các nhóm nghiên cứu về: hệ quy chiếu và địa giới hành chính, hệ thống pháp lý, bản đồ nền, chuẩn hoá thông tin, kể từ năm 1997 chương trình này tập trung nghiên cứu xây dựng hệ quy chiếu - hệ toạ độ khu vực và cơ sở dữ liệu không gian và khu vực Nói tóm lại vấn đề xây dựng các CSDL địa lý toàn cầu

và khu vực đang là một nhu cầu lớn đựơc nhiều nước quan tâm nhằm giải quyết các vấn đề mang tính chiến lược phát triển đối với mỗi quốc gia cũng như trên toàn cầu (Trần Thị Băng Tâm, 2006)

Năm 1998 Tổng cục địa chính (nay là Bộ Tài nguyên và Môi trường) đã xây dựng dự án khả thi xây dựng cơ sở dữ liệu quốc gia về tài nguyên đất (bao gồm cơ

sở dữ liệu địa lý và cơ sở dữ liệu đất đai), mục tiêu của dự án: Nghiên cứu phân tích thiết kế tổng thể hệ thống cơ sở dữ liệu quốc gia về tài nguyên đất và kế hoạch triển khai dài hạn Theo dự án, trong giai đoạn 2000 – 2010 sẽ tập trung xây dựng cơ sở

hạ tầng thông tin cho cơ sở dữ liệu tài nguyên đất ở trung ương và các tỉnh bao gồm: Đầu tư từng bước phần cứng phần mềm, đường truyền cho cơ sở dữ liệu thành phần; đào tạo cán bộ tin học; xây dựng chuẩn thông tin thống nhất; xây dựng cơ sở dữ liệu thông tin bao gồm hệ quy chiếu, hệ toạ độ - độ cao nhà nước, hệ thống địa danh, địa

giới hành chính, xây dựng thông tin bản đồ nền địa hình các tỷ lệ 1/50.000, 1/100.000 phủ trùm cả nước và tỷ lệ 1/25.000, 1/10.000 các vùng kinh tế trọng điểm; Xây dựng thông tin bản đồ nền địa hình đáy biển các tỷ lệ từ 1/10.000 đến 1/1000.000; bản đồ nền địa lý các tỷ lệ nhỏ hơn 1/1000.000 cả nước; xây dựng thông tin không gian có liên quan khác như bản đồ ảnh hàng không, vũ trụ, các loại bản đồ địa lý khác; xây dựng cơ sở dữ liệu thông tin đất đai đến từng thửa đất ở cấp tỉnh, xây dựng cơ sở dữ liệu thông tin hiện trạng sử dụng đất, chất lượng đất, giá đất, quy hoạch sử dụng đất; xây dựng các phần mềm ứng dụng để khai thác thông tin Theo đề án trên, được sự thoả thuận chấp nhận của Bộ Kế hoạch và đầu tư, tại quyết định 448/QĐ – TCĐC ngày 14/10 năm 2002 Tổng cục trưởng cục Địa chính phê duyệt quyết định đầu tư đề án tổng thể đầu tư thiết bị, công nghệ phục

vụ hiện đại hoá hệ thống thông tin – lưu trữ ngành địa chính

Sau khi Bộ Tài nguyên và Môi trương được thành lập, đề án trên được điều chỉnh bổ sung theo hướng mở rộng cơ sở dữ liệu tài nguyên, môi trường theo các lĩnh vực thuộc Bộ quản lý để đáp ứng yêu cầu quản lý nhà nước về Tài nguyên

và Môi trường

Đến ngày 31/12/2004 đã có 6 dự án đã hoàn thành và đưa vào sử dụng, năm

2005 có 7 dự án chuyển tiếp và 10 dự án mở mới đã triển khai theo quyết định đầu

tư của Bộ Tài nguyên và Môi trường; các dự án hoàn thành đã phát huy tác dụng trong việc đáp ứng yêu cầu công tác quản lý và sử dụng đất đai theo luật đất đai 2003; góp phần tăng cường hiệu lực quản lý và hiệu quả sử dụng đất đai, đảm bảo quyền lợi hợp pháp cùa người sử dụng đất, đáp ứng yêu cầu phát triển lành mạnh, thông thoáng thị trường bất động sản thông qua việc hỗ trợ quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội, thu hút đầu tư, lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất; đăng ký đất / bất động sản, định giá đất / bất động sản Sau khi hoàn thành xây dựng cơ sở dữ liệu quốc gia về tài nguyên đất, hệ thống thông tin đất đai không chỉ đáp ứng yêu cầu quản lý đất đai/thị trường bất động sản mà còn đáp ứng yêu cầu quản lý nhà nước về Tài nguyên và Môi trường góp phần thực hiện thành công sự nghiệp Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước (Trần Thị Băng Tâm, 2006)