Xây dựng hệ thống Gis ứng dụng trong quy hoạch xây dựng nông thôn

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Ngô Thanh Khiết XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIS ỨNG DỤNG TRONG QUY HOẠCH XÂY DỰNG NÔNG THÔN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Ngô Thanh Khiết XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIS ỨNG DỤNG TRONG QUY HOẠCH XÂY DỰNG NÔNG THÔN Chuyên ngành : KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số : 60.48.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS.Nguyễn Đình Hóa Thái Nguyên - 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: GIS VÀ PHÂN TÍCH DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 1.1 Những khái niệm GIS 1.1.1 Hệ thông tin địa lý 1.1.2 Tại phải sử dụng hệ thông tin địa lý 1.1.3 Các thành phần hệ thông tin địa lý 11 1.2 Các chức hệ thống GIS 14 1.2.1 Thu thập liệu 14 1.2.2 Xử lý sơ liệu 15 1.2.3 Lƣu trữ truy nhập liệu 16 1.2.4 Tìm kiếm phân tích không gian 17 1.2.5 Hiện thị đồ họa tƣơng tác 17 1.3 Mô hình liệu không gian 17 1.3.1 Mô hình liệu raster vector 18 1.3.2 Mô hình đối tƣợng địa lý 20 1.4 Ứng dụng hệ thông tin địa lý 24 CHƢƠNG II: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG GIS BẰNG MAPWINDOW 26 2.1 Khung kiến trúc ứng dụng MapWindow 27 2.1.1 Không gian làm việc 27 2.1.2 Các trình cắm thêm (Plug-in) 27 2.2 Tạo lớp đồ chuyên đề 28 2.2.1 Biên tập, trình bày, xây dựng đồ chuyên đề 28 2.2.2 Tạo chỉnh sửa lớp liệu đồ 30 2.2.3 Dữ liệu không gian 43 2.3 Tính toán định lƣợng dựa diện tích MapWindow toán đền bù giải tỏa mặt 46 2.3.1 Bài toán toán đến bù giải tỏa mặt 46 2.3.2 Các bƣớc giải toán 48 CHƢƠNG III: PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG MAPWINDOW HỖ TRỢ BÀI TOÁN QUY HOẠCH XÂY DỰNG NÔNG THÔN 53 3.1 Bài toán quy hoạch xây dựng nông thôn 53 3.1.1 Đặt vấn đề 53 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.1.2 Ứng dụng MapWindow hỗ trợ quy hoạch xây dựng nông thôn 54 3.2 Kiến trúc hệ thống 55 3.2.1 Mô hình 55 3.2.2 Mô tả 56 3.3 Mô hình phân rã chức 59 3.4 Mô hình luồng liệu 61 3.4.1 Mô hình luồng liệu mức vật lý: 61 3.4.2 Sơ đồ luồng liệu mức đỉnh 64 3.5 Mô hình thực thể liên kết 65 3.6 Đặc tả bảng liệu mô hình quan hệ 66 3.7 Cài đặt thử nghiệm 68 3.7.1 Cách xây dựng plug-in đề phát triển phần mềm GIS 68 3.7.2 Cài đặt Plug-in? 69 3.7.3 Xây dựng đồ trạng 69 3.7.4 Xây dựng đồ theo quy hoạch xây dựng nông thôn 70 KẾT LUẬN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Xây dựng nông thôn xây dựng nông thôn có kết cấu hạ tầng kinh tế xã hội bƣớc đại cấu kinh tế hình thức tổ chức sản xuất hợp lý, gắn nông nghiệp với phát triển nhanh công nghiệp, dịch vụ, gắn phát triển nông thôn với đô thị theo quy hoạch; xã hội nông thôn dân chủ, văn minh, giàu sắc văn hóa dân tộc, môi trƣờng sinh thái đƣợc bảo vệ, đời sống vật chất tinh thần ngƣời dân vùng nông thôn ngày đƣợc nâng cao Quy hoạch xây dựng nông thôn tất xã địa bàn toàn quốc với đầy đủ sở hạ tầng theo tiêu chí cụ thể bao gồm hạng mục công trình nhƣ: Trụ sở UBND xã, nhà văn hóa xã, nhà văn hóa thôn, khu thể dục thể thao cấp xã, sân thể dục thể thao cấp thôn, trạm y tế, trƣờng học từ mầm non trở nên, đƣờng trục xã, đƣờng trục thôn, đƣờng ngõ, đƣờng nội đồng, cầu, cống; quy hoạch khu dân cƣ, xây dựng khu công nghiệp, khu xử lý rác thải… Xây dựng nông thôn nhằm tiết kiệm đất đai, sử dụng đất cách có hiệu Đề tài “ Xây dựng hệ thống GIS ứng dụng quy hoạch xây dựng nông thôn” nhằm giúp ngƣời làm quy hoạch có đƣợc thông tin cần thiết để lựa chọn phƣơng án tối ƣu trình quy hoạch Đồng thời trả lời giúp nhà quy hoạch cách trực quan câu hỏi nhƣ: Hạng mục công trình chƣa đạt tiêu chí theo quy định? Khu đất cần phải mở rộng? Mở rộng theo hƣớng có khả thực đƣợc? Diện tích cần mở rộng bao nhiêu? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Những lô đât phải giải phóng? Diện tích giải phóng bao nhiêu? Đất quy hoạch đâu thuận tiện chi phí thấp? Vì cần thiết phải có công cụ hỗ trợ cho việc quy hoạch nhƣ theo dõi suốt trình thực cách trực quan chi tiết đồ Trong thực tế có nhiều phần mềm GIS nhƣ Mapwindow, Arcview, Mapinfo nhiên phần mềm thƣơng mại nhằm đáp ứng công việc chung đồng thời phần mềm chuyên dụng ngƣời am hiểu nhiều GIS gặp khó khăn sử dụng Chính em xây dựng hệ thống GIS với chức đƣợc xây dựng Mapwindow nhằm đáp ứng câu hỏi trên, cụ thể xây dựng công cụ hỗ trợ cho việc quy hoạch nông thôn, áp dụng xã Thọ Nghiệp - huyện Xuân Trƣờng - tỉnh Nam Định Với kiến thức học đƣợc giúp đỡ thầy cô giáo em tiến hành tìm hiểu thực đề tài Trong trình thực đề tài không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đƣợc tham gia đóng góp ý kiến quý thầy cô giáo bạn để đề tài đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Đình Hóa tận tình giúp đỡ em hoàn thành đề tài Thái Nguyên, tháng năm 2012 HỌC VIÊN Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Ngô Thanh Khiết Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG I GIS VÀ PHÂN TÍCH DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 1.1 Những khái niệm GIS 1.1.1 Hệ thông tin địa lý Hệ thông tin địa lý “Geographical Information System (GIS)”, hệ thông tin có khả thu thập, cập nhật, quản trị phân tích, biểu diễn liệu địa lý phục vụ giải toán ứng dụng có liên quan đến vị trí địa lý bề mặt trái đất đƣợc định nghĩa nhƣ hệ thông tin với khả truy nhập tìm kiếm xử lý, phân tích truy xuất liệu địa lý nhằm hỗ trợ cho công tác quản lý quy hoạch tài nguyên thiên nhiên môi trƣờng Công nghệ hệ thông tin địa lý kết hợp thao tác sở liệu thông thƣờng (nhƣ cấu trúc hỏi đáp) cho phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, phép phân tích địa lý hình ảnh đƣợc cung cấp từ đồ Những khả phân biệt hệ thông tin địa lý với hệ thông tin khác khiến cho hệ thông tin địa lý có phạm vi ứng dụng rộng nhiều kĩnh vực khác (phân tich kiện, dự đoán tác động hoạch định chiến lƣợc) 1.1.2 Tại phải sử dụng hệ thông tin địa lý Hệ thống phần mềm hệ thông tin địa lý kết nối thông tin vị trí địa lý vật với thông tin thân vật Khác với đồ giấy, hệ thông tinh địa lý tổ hợp nhiều thông tin, loại thông tin đồ bố trí lớp riêng, ngƣời sử dụng bật tắt lớp thông tin theo nhu cầu Ví dụ lớp gồm tất đƣờng khu vực Một lớp khác lại chứa tất thành phố Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Điểm mạnh hệ thông tin địa lý so với đồ giấy khả cập nhật liệu nhanh cho phép chon thông tin cần theo mục đích sử dụng Một doanh nhân lập đồ khách hàng thành phố cần xem thông tin khác với kĩ sƣ cấp nƣớc ngƣời lại xem đƣờng ống nƣớc thành phố Cả đồ chung, đồ đƣờng phố vùng lân cận thành phố thông tin mà họ bổ xung thêm khác Về tổng quát, phát triển công nghệ thông tin dẫn đến phát triển song song tự động hoá công tác thu thập liệu, phân tích liệu, trình bầy liệu nhiều lĩnh vực rộng lớn nhƣ trắc địa đồ, địa chất, quy hoạch phát triển, môi trƣờng Do có nhiều công việc phải xử lý thông tin có liên quan phối hợp nhiều chuyên ngành khác nhƣ đồ, ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, số liệu liên quan trắc, điều tra… Hay nói cách khác cần phải phát triển hệ thông công cụ để thu thập, tìm kiếm, biến đổi, phân tích biến đổi hiển thị liệu không gian từ giới thực nhằm phục vụ thực mục đích cụ thể Tập hợp công cụ tạo lập hệ thông tin địa lý, hệ thống thể đối tƣợng từ giới thực thông qua liệu bản:  Vị trí đối tƣợng thông qua hệ toạ độ  Các thuộc tính đối tƣợng  Quan hệ không gian đối tƣợng Nhƣ vậy, nhờ hệ thông tin địa lý ngƣời sử dụng truy vấn thông qua dạng câu hỏi để hệ thống trả lời đƣợc là:  Có vị trí này?  Mối quan hệ đối tƣợng nhƣ nào? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10  đâu thoả mãn điều kiện này?  Cái thay đổi thay đổi nhƣ từ thời điểm đến thời điểm khác?  Những mẫu không gian tồn tại?  Nó nhƣ trình xẩy ra? Nhƣ hệ thông tin địa lý khác với hệ thống thông tin quản lý chung chủ yếu mô tả việc nghiên cứu tồn thực thể không gian mối quan hệ chúng Thuật ngữ “Địa lý ” đồng nghĩa với thuật ngữ “không gian” Cấu thành hệ thông tin địa lý bao gồm hệ thống xử lý hay gọi hệ thống máy tính gồm phần cứng phần mềm, sở liệu đội ngũ cán kỹ thuật ngƣời sử dụng Độ phức tạp giới thực không giới hạn Do đó, để lƣu trữ đƣợc liệu không gian giới thực vào máy tính phải giảm liệu đến mức quản lý đƣợc tiến trình trừu tƣợng hoá hay đơn giản hoá nhƣ hình 1.2 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... thải… Xây dựng nông thôn nhằm tiết kiệm đất đai, sử dụng đất cách có hiệu Đề tài “ Xây dựng hệ thống GIS ứng dụng quy hoạch xây dựng nông thôn nhằm giúp ngƣời làm quy hoạch có đƣợc thông tin cần... ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Ngô Thanh Khiết XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIS ỨNG DỤNG TRONG QUY HOẠCH XÂY DỰNG NÔNG THÔN Chuyên ngành : KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số... giải toán 48 CHƢƠNG III: PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG MAPWINDOW HỖ TRỢ BÀI TOÁN QUY HOẠCH XÂY DỰNG NÔNG THÔN 53 3.1 Bài toán quy hoạch xây dựng nông thôn 53 3.1.1 Đặt vấn đề 53