Experiment results illustrate the capability of this newly developed GIS module in monitoring temporal parcel history and reconstructing whole parcels state at a specific point in tim[r]
(1)TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 13, SỐ K1 - 2010
Trang 77 ỨNG DỤNG GIS QUẢN LÝ LỊCH SỬ BIẾN ĐỘNG CỦA THỬA ĐẤT
Trần Trọng Đức
Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM
(Bài nhận ngày 01 tháng 07 năm 2008, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 18 tháng 03 năm 2010)
TÓM TẮT: Hệ GIS quản lý đất đai Việt Nam chưa cho phép trả lời câu hỏi “thửa đất
đã thay đổi khứ, ” Để giải vấn đề, module GIS thời gian nghiên cứu và phát triển sở kết hợp sử dụng cấu trúc liệu có ArcGIS ngơn ngữ lập trình ArcObject Kết thực nghiệm cho thấy Module GIS hồn tồn có thểđược sử dụng để giám sát lịch sử biến động đất theo thời gian hay khôi phục lại trạng thái khu vực thời điểm chỉ định
Từ khóa: quản lý lịch sử biến động, ứng dụng GIS 1.GIỚI THIỆU
Ở Việt Nam, hệ GIS quản lý liệu đất đai sử dụng cho phép cập nhật liệu để đảm bảo tính hành liệu Tuy nhiên có liệu hành lưu giữ, cịn thường liệu cũ đất bị xóa cập nhật Chính điều này, hệ GIS khó trả lời câu hỏi : “Thửa đất thay đổi chủ sử dụng lần ?” hay “ Hãy cho biết thông tin đất vào thời điểm x khứ ”, …Để trả lời câu hỏi trên, liệu đất nên mô tả thành phần khơng gian, thuộc tính mà cịn cần phải bao gồm thành phần thời gian Thiếu thành phần thời gian việc truy vấn, phân tích kiện khứ thực Trên giới, nhận thức thời gian yếu tố quan trọng hệ thống GIS quản lý thông tin, nên có nhiều nghiên cứu GIS thời gian thực Một hệ GIS thời gian phải xem thời gian (ti) chiều thêm vào với GIS 2-D
hành, dựa vào tọa độ chiều (xi, yi) [Abraham]
Hiện chưa tồn hệ GIS thời gian Trong lĩnh vực nghiên cứu GIS thời gian có hai nhánh nghiên cứu Nhánh thứ quan tâm đến phát triển ứng dụng thực tiễn cố gắng đưa thời gian vào định dạng liệu GIS sử dụng hệ GIS hành Nhánh thứ tập trung vào mục tiêu lý thuyết hệ GIS thời gian hướng đến phát triển phần mềm GIS thời gian phần mềm
này hồn toàn khác với phần mềm GIS hành [Freelan] Nghiên cứu trình bày báo thực đóng góp thêm vào nhánh thứ Nghiên cứu tập trung xem xét khả hệ GIS hành, cụ thể ArcGIS, việc lưu giữ tích hợp thành phần thời gian phục vụ phân tích liệu lịch sử đất Để minh họa, module GIS thời gian xây dựng sở lý thuyết mơ hình “trạng thái hành kết hợp lớp liệu lịch sử” đề xuất Langran [Langran 89, 93] để thực giám sát biến động đất theo thời gian
2.CÁC MƠ HÌNH GIS THỜI GIAN
(2)Science & Technology Development, Vol 13, No.K1 - 2010
Trang 78
Mô hình trạng thái có điều chỉnh sử dụng lớp liệu bắt đầu tạo thời điểm sớm sở liệu Từ lớp này, thay đổi lưu vào (hoặc nhiều) sở liệu riêng biệt Để tái tạo
lại kiện đối tượng điểm thời gian cho, liệu thay đổi điều chỉnh cần thiết thời gian yêu cầu (hình 1)
Thay sử dụng liệu khởi tạo sớm hình trên, có thểđược xây dựng lớp liệu hành với đối tượng bị thay đổi chuyển vào lưu lớp lịch sử, gọi mơ hình “nền hành kết hợp lớp lịch sử” Và trường hợp này, để tái tạo lại kiện đối tượng điểm thời gian cho, liệu hành tháo dỡ thời điểm lịch sử mong muốn (hình 2)
3.PHÁT TRIỂN MODULE GIS THỜI GIAN
Mơ hình “nền hành kết hợp lớp lịch sử” chọn sử dụng mơ hình liệu cho module GIS thời gian Mơ hình chọn phù hợp với hoạt động biên tập hành hệ GIS Đó sau biên tập liệu cũ bị thay liệu lớp liệu biên tập trở thành lớp liệu hành Tuy nhiên mơ hình sử dụng có điều chỉnh tất liệu lịch sử không bị xóa mà sẽđược lưu lại vào lớp liệu lịch sử
1 2 3
4
6
7 Nền
(2004) Điề(2005)u chỉnh Đi(2006)ều chỉnh Đi(2007)ều chỉnh
Hình 1.Mơ hình trạng thái có điều chỉnh sử dụng
liệu 2004 Các thay đổi lưu lớp liệu tách biệt lớp tổng hợp
4
1 5
3 2
6 7 Nền hành
(2007) Lịch sử
(2006) Lịch sử
(2005) Lịch sử
(2004)
Hình 2. Mơ hình trạng thái có điều chỉnh sử dụng liệu hành 2007 Lịch sửđược lưu lớp liệu
(3)TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 13, SỐ K1 - 2010
Trang 79 3.1 Lưu trữ liệu
Để quản lý liệu theo thời gian, đòi hỏi i) bổ sung trường thuộc tính [IN_DATE] cho lớp liệu hành ii) tạo lớp liệu lịch sử có trường thuộc tính giống lớp liệu hành khác có thêm trường thuộc tính OUT_DATE Trong mơ hình này, đối tượng gốc trước cập nhật sẽđược lưu vào lớp liệu lịch sử đóng dấu thời gian hệ thống (ghi vào trường OUT_DATE) Còn đối tượng cập nhật lưu lớp liệu hành Các trường IN_DATE OUT_DATE sau có thểđược tra xét để xác định khung thời gian mà đối tượng tồn Bằng cách sử dụng lớp lịch sử tách biệt, thể lịch sử đối tượng cập nhật có thểđược lưu lại mà không làm ảnh hưởng tới lớp liệu hành
3.2 Tra xét liệu lịch sử đất
Lịch sử biến động đất tra xét cách:
1 Tìm đất lớp liệu hành dựa tiêu chuẩn đưa người sử dụng, thí dụ mã
2 Lấy thơng tin vị trí thữa đất tìm thấy
3 Tìm lớp liệu lịch sử đất vị trí
4 Dựa vào thứ tự thời gian trường OUT_DATE lớp liệu lịch sử để tìm xác đất lịch sử đất tra cứu
5 Lặp lại trình từ bước đến để tìm tồn lịch sử đất qua nhiều giai đoạn biến động
Việc truy vấn phức tạp, cơng cụ chun dụng phải tạo phép nhanh chóng xác xây dựng lịch sử hình thể đất
3.3 Tra xét liệu lịch sử điểm thời gian
Tra xét thứ thực liệu lịch sử tra xét trạng thái khu vực điểm thời gian (thí dụ, cho xem trạng thái khu vực vào ngày tháng cụ thể khứ) Tra xét thực liệu lịch sử cách tạo câu truy vấn lớp liệu lịch sử lớp liệu hành Như ví dụ, giả sử muốn nhìn thấy khu vực vào lúc 25/11/2003 Đối với lớp liệu lịch sử, câu truy vấn là: IN_DATE <= ‘25/11/2003' and OUT_DATE > '25/11/2003 ' Câu truy vấn lớp liệu hành là: IN_DATE is null or IN_DATE <= '25/11/2003’ Kết nhận từ câu truy vấn hiển thị đối tượng mà tồn tại thời điểm truy vấn Câu truy vấn rắc rối để người sử dụng đánh vào áp dụng cho lớp liệu liên quan, cơng cụ thứ hai cần phải tạo phép nhanh chóng thực câu truy vấn
4.THỰC NGHIỆM
Thực nghiệm tiến hành ArcGIS sử dụng công cụ xây dựng áp dụng vào quản lý biến động đất từ 2004 – 2007 khu vực hình Ví dụ minh họa đơn giản phản ảnh đầy đủ trường hợp xảy biến động hình thể đất chia tách gộp
(4)Science & Technology Development, Vol 13, No.K1 - 2010
Trang 80
Áp dụng mơ hình phát triển vào liệu biến động hình nhận kết sau:
4.1 Lưu trữ liệu
Đối với hoạt động biên tập thông thường GIS, đất gốc sau biên tập bị xóa thay đất Như để tổ chức liệu theo mơ hình trên, địi hỏi phải có chế cho phép phát ghi nhận lại đất gốc bị biến động để đóng dấu thời gian đem lưu vào lớp liệu lịch sử đồng thời thay đất lớp liệu hành Vấn đề giải sở vận dụng mơ hình ‘Versioning’ ArcGIS Versioning bao gồm ghi nhận quản lý thay đổi sở liệu Geodatabase đa người dùng cách tạo ‘phiên bản’ (version) geodatabase Tất Geodatabase phiên hóa có chứa ‘phiên mặc định’ (default version) Phiên tạo tựđộng thể trạng thái trạng thái gốc sở liệu Một phiên thứ tạo sử dụng để chứa liệu đất cập nhật Quá trình biên tập biến động đất thực phiên thứ
Trong ArcObject có số hàm, thí dụ
IVersionedTable.Differences, hỗ
trợ để tìm đất biến động phiên Dựa vào hàm này, đoạn mã chương trình viết sử dụng để xác định đất thay đổi phiên thứ ‘cập nhật’ (post) vào phiên mặc định Trong trường hợp người sử dụng không muốn lưu biến động đất vào lớp liệu lịch sử, khơng biên tập phiên thứ mà biên tập trực tiếp vào lớp liệu phiên mặc định
Khi đất biến động tìm thấy, đất có giá trị trường IN_DATE gán hệ thống Thửa đất gốc cập nhật xóa phiên thứ lấy từ phiên mặc định lưu vào lớp
dữ liệu lịch sử Trong trình ghi giá trị trường OUT_DATE gán với hệ thống sử dụng cho đất Kết lưu trữ liệu áp dụng theo mơ hình có dạng minh họa hình Dữ liệu ranh giới đất lưu lớp liệu hành Dữ liệu ranh giới đất lịch sửđược lưu lớp liệu lịch sử
(5)TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 13, SỐ K1 - 2010
Trang 81
Hình 5 Kết truy vấn lịch sử đất ArcMap 4.3 Tra xét liệu lịch sử điểm thời
gian
Sử dụng công cụ truy vấn thiết kế cung cấp thời điểm xem xét, thí dụ 8/30/2006
trạng thái sử dụng đất thời điểm khu vực sẽđược khơi phục hình
(6)Science & Technology Development, Vol 13, No.K1 - 2010
Trang 82
Hình 7. Nguyên lý thể
Nguyên lý thể minh họa hình Lớp hành thể đất tồn từ 30/8/2006 đến nay, lớp lịch sử thể đất xuất ngày
30/08/2006 Nếu người sử dụng nhìn từ xuống theo hướng mũi tên nhìn thấy trạng thái sử dụng đất vào thời điểm 30/08/2006 hình
5.KẾT LUẬN
Module GIS thời gian phát triển chức tích hợp thêm vào hệ GIS 2-D hành Do không thay đổi cấu trúc liệu lớp liệu hành mà bổ sung thêm số trường thuộc tính khơng ảnh hưởng đến hoạt động GIS thông thường lớp liệu Bên cạnh q trình lưu trữ lịch sử đất linh động không thiết phải áp dụng cho đất, đất muốn giám sát biến động áp dụng chức giám sát theo thời gian Việc áp dụng mơ hình “nền hành kết hợp lớp lịch sử” việc phát triển công cụ hỗ trợ minh họa cho thấy có triển vọng lớn công tác quản lý biến động liệu theo thời gian
APPLICATION OF GIS FOR MANAGING CHANGES OF LAND PARCELS OVER TIME
Tran Trong Duc
University of Technology, VNU-HCM
ABSTRACT: The GISs which are used for land information management in VietNam have not
enabled us to anser questions such as “How was this parcel changed in the past ? …” To address this issue, a temporal GIS module is researched and developed which is based on ArcGIS current data structure and programming language ArcObject Experiment results illustrate the capability of this newly developed GIS module in monitoring temporal parcel history and reconstructing whole parcels state at a specific point in time
Keywords: GIS, land information management TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1].Abraham, Tamas, and Roddick, John F Survey of Spatio Temporal Databases GeoInformatica, Vol 3, 1999, 61-99
(7)TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 13, SỐ K1 - 2010
Trang 83
[3].Freelan, Stefan Developing a Quasi-Temporal GIS for Archival Map Data Paper presented at the 2003 ESRI User Conference
[4].Michael Zeiler Modelling our World: The ESRI Guide to Geodatabase Design ERSI Press, 1999
[5].Langran, Gail Time in Geographic Information Systems Taylor & Francis, London, 1993
[6].Langran, Gail A Review of Temporal Database Research and its Use in GIS Applications International Journal of Geographical Information Systems, Vol 3, 1989, 215-232