Ứng dụng công nghệ tin học để xây dựng mô hình quản lý dữ liệu đất của huyện yên châu, tỉnh sơn la

luận văn, khóa luận, cao học, thạc sĩ, tiến sĩ, đề tài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ==========o0o========== NGUYỄN THỊ NGA ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIN HỌC ðỂ XÂY DỰNG MÔ HÌNH QUẢN LÝ DỮ LIỆU ðẤT CỦA HUYỆN YÊN CHÂU, TỈNH SƠN LA LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : QUẢN LÝ ðẤT ðAI Mã số : 60.62.16 Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN DUY BÌNH HÀ NỘI - 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể bảo vệ một công trình nào khác. Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn. Tôi xin cam ñoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Nguyễn Thị Nga Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . ii LỜI CẢM ƠN ðể có thể hoàn thiện ñược luận văn này, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ rất tận tình của các thầy cô giáo, bạn bè, ñồng nghiệp và các cá nhân khác. Tôi xin ghi nhận và bày tỏ lòng biết ơn tới những tập thể, cá nhân ñã dành cho tôi sự giúp ñỡ quý báu ñó. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Nguyễn Duy Bình - người ñã hướng dẫn và giúp ñỡ tôi trong việc thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Hoàng Lê Hường ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Tài Nguyên và Môi trường, khoa Công nghệ thông tin và các thầy cô trong Viện ðào tạo sau ðại học ñã ñóng góp ý kiến giúp luận văn hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn các ñồng chí trong bộ môn Phân tích ñất, Viện Nông hoá Thổ nhưỡng, thành phố Hà Nội ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình thu thập số liệu, tạo ñiều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các ñồng chí lãnh ñạo, cán bộ của huyện Yên Châu, tỉnh Sơn La ñã giúp ñỡ và tạo ñiều kiện cho tôi hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các ñồng nghiệp, bạn bè ñã giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2010 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Nga Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt – ký hiệu v Danh mục hình vi 1. MỞ ðẦU 1 1.1. ðặt vấn ñề 1 1.2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài 4 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 5 2. TỔNG QUAN VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 6 2.1. Nghiên cứu hệ thống thông tin ñất ở trong và ngoài nước 6 2.2. Tổng quan về hệ thống cơ sở dữ liệu 8 2.3. Cơ sở lý luận về ứng dụng công nghệ GIS trong công tác quản lý dữ liệu tài nguyên ñất 17 2.4. Tổng quan về hệ thống thông tin ñịa lý (GIS – Geographic information system) 33 2.5. Tổng quan về Phân tích thiết kế hệ thống 44 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 50 3.1. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 50 3.2. Nội dung nghiên cứu 50 3.3. Phương pháp nghiên cứu 51 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53 4.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu 53 4.1.1. ðiều kiện tự nhiên, tài nguyên môi trường 53 4.1.2. Tài nguyên thiên nhiên 56 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iv 4.1.3. Thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng 61 4.1.4. Tình hình quản lý và sử dụng ñất 62 4.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu và mô hình quản lý dữ liệu ñất 68 4.2.1. Xây dựng CSDL ñất 68 4.2.2. Phân tích, thiết kế mô hình 70 4.2.3. Xây dựng mô hình 72 4.3. Nội dung mã nguồn 73 4.3.1. Nội dung mã nguồn 73 4.3.2. Chức năng của một số Sub và Function chính 74 4.4. Giao diện và ứng dụng mô hình 75 4.4.1. Giao diện sử dụng 76 4.4.2. Các chức năng chính của mô hình 77 4.5. ðóng gói chương trình 86 4.5.1. Những file và tập tin sử dụng ñể ñóng gói chương trình 86 4.5.2. Những file dữ liệu ñầu vào 87 4.5.3. Chạy thử nghiệm mô hình 87 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 5.1. Kết luận 88 5.2. Kiến nghị 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC 92 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT – KÝ HIỆU TT Chữ viết tắt Chữ viết ñấy ñủ 1 DBMS Database Management System (Hệ quản trị cơ sở dữ liệu) 2 AGL Land and Water Development Division (Bộ phận phát triển tài nguyên ñất và nước) 3 HTTT Hệ thống thông tin 4 CNTT Công nghệ thông tin 5 CSDL Cơ sở dữ liệu 6 GCNQSDð Giấy chứng nhận quyền sử dụng ñất 7 ESRI Environmental Systems Research Institute (Viện nghiên cứu hệ thống môi trường) 8 FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations (Tổ chức nông lương thế giới) 9 FOLES Forest land Evaluation System (Hệ thống ñánh giá ñất lâm nghiệp) 10 XML Extensible Markup Language (Ngôn ngữ ñánh dấu mở rộng) 11 AEZ Agro-Ecological Zone (Vùng sinh thái nông nghiệp) 12 GIS Geographic Information System (Hệ thống thông tin ñịa lý) 13 GPS Global Positioning System (Hệ thống ñịnh vị toàn cầu) 14 ISSS International Society of Soil Science (Hội khoa học ñất quốc tế) 15 LRIS Land Resource Information Systems (Hệ thống thông tin tài nguyên ñất) 16 GAEZ Global Agro-Ecological Zones (Phương pháp sinh thái nông nghiệp toàn cầu) 17 MCDS Multi-Criteria Decision-Support Systems (Hệ thống hỗ trợ ra quyết ñịnh ña mục tiêu) 18 SOTER Global Soil and Terrain Database (Cơ sở dữ liệu ñất và ñịa hình toàn cầu) 19 SQL Structured Query Language (ngôn ngữ truy vấn cấu trúc) 20 UNEP United Nations Environment Programme (Chương trình Môi trường Liên hợp quốc) 21 UNESCO United Nations Educational Scientific and Cultural Organization (Tổ chức Khoa học Giáo dục và Văn hóa Liên hiệp quốc) 22 VILIS VietNam Land Information Systems (Hệ thống thông tin ñất ñai Việt Nam) 23 WAICENT World Agriculture Information Centre ( Trung tâm Thông tin Nông nghiệp thế giới) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vi DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 2.1. Bảng dữ liệu của mô dữ liệu vật lý Error! Bookmark not defined. 2.2. Cấu trúc CSDL về thông tin tài nguyên ñất và nước Error! Bookmark not defined. 2.3. Hệ thống luồng thông tin trong AEZ Error! Bookmark not defined. 2.4. Mô dữ liệu thuộc tính của SOTER Error! Bookmark not defined. 2.5. Cấu trúc CSDL thuộc tính SOTER và các ñiểm dữ liệu Error! Bookmark not defined. 2.6. Giao diện của phần mềm VILIS Error! Bookmark not defined. 2.7. Thiết kế tổng thể chức năng phần mềm VILIS Error! Bookmark not defined. 2.8. Công nghệ ArcGIS của hãng ESRI (Mỹ) Error! Bookmark not defined. 2.9. Công nghệ phần mềm VILIS 2.0 Error! Bookmark not defined. 2.10. Mô GIS trong FOLES Error! Bookmark not defined. 2.11. Mô FOLES Error! Bookmark not defined. 2.12. Cơ sở tri thức trong GIS Error! Bookmark not defined. 2.13. Phép chiếu bản ñồ Error! Bookmark not defined. 2.14. Nội dung hoạt ñộng của một hệ thống GIS Error! Bookmark not defined. 2.15. Việc sử dụng hệ thống GIS Error! Bookmark not defined. 2.16. Mô chồng xếp trong GIS Error! Bookmark not defined. 2.17. Thành phần của ứng dụng HTTT dựa trên máy tính Error! Bookmark not defined. 2.18. Các thành phần ñể xử lý công nghệ phần mềm Error! Bookmark not defined. 2.19. Các bước trong thiết kế mô dữ liệu và CSDL quan hệ Error! Bookmark not defined. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vii 4.1. Mối quan hệ của các bảng dữ liệu trong CSDL ñất Error! Bookmark not defined. 4.2. Biểu ñồ phân cấp chức năng Error! Bookmark not defined. 4.3. Biểu ñồ luồng dữ liệu mức ngữ cảnh Error! Bookmark not defined. 4.4. Cấu trúc mô hình Error! Bookmark not defined. 4.5. Nội dung các module thành phần Error! Bookmark not defined. 4.6. Nội dung các form thành phần Error! Bookmark not defined. 4.7. Giao diện khởi ñộng mô hình Error! Bookmark not defined. 4.8. Giao diện sử dụng mô hình Error! Bookmark not defined. 4.9. Cửa sổ yêu cầu lựa chọn chế ñộ làm việc Error! Bookmark not defined. 4.10. Các chức năng ở menu “He thong” Error! Bookmark not defined. 4.11. Cửa sổ làm việc ñể ñăng nhập vào hệ thống của mô hình Error! Bookmark not defined. 4.12. Các chức năng ở menu “Quan ly du lieu” Error! Bookmark not defined. 4.13. Kết quả của chức năng hiển thị “Thông tin chi tiết” Error! Bookmark not defined. 4.14. Các chức năng ở menu “Huong dan” Error! Bookmark not defined. 4.15. Kết quả của chức năng “Trợ giúp” Error! Bookmark not defined. 4.16. Giới thiệu mô hình Error! Bookmark not defined. 4.17. Các chức năng trên thanh công cụ Error! Bookmark not defined. 4.18. Cửa sổ thể hiện chức năng ðăng nhập hệ thống Error! Bookmark not defined. 4.19. Chức năng “Quản trị” của hệ thống Error! Bookmark not defined. 4.20. Chức năng “Quản lý thành viên” Error! Bookmark not defined. 4.21 Chức năng “Cap nhat thong tin” Error! Bookmark not defined. 4.22 Cửa sổ cập nhật dữ liệu Error! Bookmark not defined. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . 1 1. MỞ ðẦU 1.1. ðặt vấn ñề ðất ñai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất ñặc biệt, là thành phần quan trọng nhất của môi trường sống; là ñịa bàn sống, môi trường sống của con người và tất cả các sinh vật trên trái ñất. ðối với mỗi ngành nghề khác nhau, mỗi quan ñiểm và cách nhìn nhận khác nhau, con người có cách hiểu khác nhau về ñất và nước. Nhưng nhìn một cách tổng quan nhất, có thể nói rằng ñất là tất cả các vật ñược gắn liền với bề mặt trái ñất từ lục ñịa ñến ñại dương, trong ñó có cả nước. Theo cách ñịnh nghĩa của tổ chức Nông Lương thế giới (Food and Agriculture Organization – FAO) thì: “ðất ñai là một tổng thể vật chất bao gồm cả sự kết hợp giữa ñịa hình và không gian tự nhiên của tổng thể vật chất ñó.” (FAO, 2000). Như vậy, ñất ñai là một phạm vi không gian – như một vật mang giá trị theo ý niệm của con người; nó gắn liền với giá trị kinh tế thể hiện bằng giá tiền trên một ñơn vị diện tích ñất ñai khi có sự chuyển quyền sử dụng, quyền sở hữu. Cụ thể hơn, ñất ñai là một phần diện tích cụ thể của bề mặt trái ñất; bao gồm cả các yếu tố cấu thành môi trường sinh thái trên bề mặt và trong lòng ñất như: khí hậu, thời tiết; thổ nhưỡng, ñịa hình, ñịa mạo, nước mặt; ñịa chất, các lớp trầm tích sát bề mặt, nước ngầm; ñồng thực vật, vi sinh vật; trạng thái ñịnh cư của con người, các kết quả hoạt ñộng của con người trong quá khứ và hiện tại….(FAO, 2000). Tương tự như vậy, Luật ñất ñai 2003 ñã khẳng ñịnh “ðất ñai là tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất ñặc biệt, là thành phần quan trọng hàng ñầu của môi trường sống, là ñịa bàn phân bố các khu dân cư, xây dựng các cơ sở văn hoá, kinh tế, xã hội, an ninh và quốc phòng (Luật ñất ñai, 2003). Hiến pháp năm 1992 của nước ta cũng nêu rõ: “ðất ñai thuộc sở Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . 2 hữu toàn dân do Nhà nước thống nhất quản lý từ Trung ương ñến ñịa phương và ñến từng thửa ñất, từng chủ sử dụng ñất nhằm sử dụng ñất theo quy hoạch và kế hoạch ñể ñạt hiệu quả kinh tế cao nhất (Hiến pháp Việt Nam, 1995). Theo Bernard Binns, ñất là nguồn tài nguyên có giá trị nhất của nhân loại. Nó bao gồm mọi ý nghĩa của sự sống; thiếu ñất loài người không thể tồn tại. Mọi sự tồn tại và tiến triển của loài người ñều diễn ra trên mặt ñất. Nguồn tài nguyên quý báu này sẽ không bao giờ bị kiệt quệ hay bị phá huỷ một khi mọi người và tất cả các quốc gia thấy hết giá trị của nó. Nguồn tài nguyên ñất ñã ñược tích luỹ hàng triệu năm ñang bị sử dụng một cách lãng phí trong những năm gần ñây. Sự lãng phí ñó ñang ngày càng gia tăng và sẽ còn tăng mạnh nữa nếu không có các biện pháp thiết thực và xác ñáng ñể ngăn chặn chúng (Bernard Binns, 1987). Tài nguyên ñất có liên quan chặt chẽ với tài nguyên nước. Tài nguyên nước bao gồm nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới ñất và nước biển. Nguồn nước mặt (tài nguyên nước mặt) tồn tại thường xuyên hay không thường xuyên trong các thuỷ vực trên mặt ñất như sông ngòi, hồ tự nhiên, hồ chứa (hồ nhân tạo), ñầm lầy, ñồng ruộng và băng tuyết. Tài nguyên nước sông là thành phần chủ yếu và quan trọng nhất ñược sử dụng rộng rãi trong ñời sống và sản xuất. Do ñó tài nguyên nước là một trong những yếu tố quyết ñịnh sự phát triển kinh tế xã hội của một vùng lãnh thổ hay một quốc gia (Cục Quản lý tài nguyên nước, 2008, 2010). Vì vậy, việc quản lý, sử dụng nguồn tài nguyên ñất một cách chặt chẽ, rõ ràng và cẩn thận ñã trở thành một vấn ñề lớn mang tính toàn cầu chứ không còn là vấn ñề của riêng quốc gia nào nữa. Song nếu chúng ta vẫn quản lý các thông tin ñất, 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 ñồ giấy là hết sức khó khăn. Theo Bernard Binns thì: “Sự hiểu biết chính xác về các nguồn