Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ công tác quản lý đất đai cấp huyện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN TRỌNG VƯƠNG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI CẤP HUYỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN TRỌNG VƯƠNG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI CẤP HUYỆN Chuyên ngành: Bản đồ, Viễn thám hệ thống thông tin địa lý Mã số: 60.44.76 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN TRƯỜNG XUÂN HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Trọng Vương MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU CHƯƠNG HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ 1.1 Tổng quan hệ thông tin địa lý 1.1.1 Khái niệm hệ thông tin địa lý 1.1.2 Chức hệ thông tin địa lý 1.2 Các thành phần HTTĐL 10 1.2.1 Phần cứng 10 1.2.2 Phần mềm 11 1.2.3 Con người 12 1.2.4 Cơ sở liệu 12 1.2.5 Phương pháp quản lý 12 1.3 Khả hệ thông tin địa lý 13 1.3.1 Khả chồng xếp lớp thông tin đồ 13 1.3.2 Khả phân loại thuộc tính 14 1.3.3 Khả phân tích 15 1.4 Xây dựng sở liệu HTTĐL 18 1.4.1 Khái niệm hệ sở liệu 18 1.4.2 Cơ sở liệu hệ thống 21 1.5 Một số ứng dụng hệ thông tin địa lý 24 CHƯƠNG 28 GIỚI THIỆU VỀ ARCGIS 28 2.1 Tổng quan Esri ArcGIS 28 2.2 Mô hình liệu ArcGIS 29 2.3 Tổng quan ứng dụng ArcGIS Desktop 31 2.1.1 ArcCatalog 31 2.1.2 ArcToolbox 32 2.1.3 ArcMap 33 CHƯƠNG 47 XÂY DỰNG CSDL HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT 47 XÃ CHÂU KIM HUYỆN QUẾ PHONG TỈNH NGHỆ AN 47 3.1 Giới thiệu xã Châu Kim huyện Quế Phong tỉnh Nghệ An 47 3.2 Mục đích việc xây dựng CSDL phục vụ cơng tác quản lý trạng sử dụng đất 49 3.3 Giải pháp thực 50 3.3.1 Các 50 3.3.2 Các yêu cầu giải pháp thực 50 3.4 Quy trình xây dựng CSDL trạng sử dụng đất 51 3.5 Khai thác hệ thống quản lý trạng sử dụng đất xã Châu Kim ArcGIS Desktop 71 3.5.1 Tìm kiếm vị trí đồ 71 3.5.2 Tra cứu thông tin trường 75 3.5.3 Lập biểu đồ thống kê 76 3.6 Đề xuất hướng phát triển 77 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 DANH MỤC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT Thuật ngữ từ viết tắt Giải thích CSDL Cơ sở liệu HTTDL Hệ thơng tin địa lý HQTCSDL Hệ quản trị sở liệu DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mơ hệ thông tin địa lý Hình 1.2: Các lớp thơng tin hệ thống Hình 1.3: Các chức HTTĐL Hình 1.4: Các thành phần HTTĐL 10 Hình 1.5: Phần cứng HTTĐL 11 Hình 1.6: Phần mềm HTTĐL 11 Hình 1.7: Nguyên lý chồng xếp đồ 13 Hình 1.8: Việc chồng lắp đồ theo phương pháp cộng 14 Hình 1.9: Một thí dụ việc chồng lắp đồ 14 Hình 1.10: Một thí dụ việc phân loại lại đồ 15 Hình 1.11: Biểu đồ hình bảng phép tốn logic 16 Hình 1.12: Ứng dụng thuật tốn logic tìm kiếm khơng gian 16 Hình 1.13: Sự liên kết thơng tin khơng gian thơng tin phi khơng gian 23 Hình 2.1: Thành phần ArcGIS 29 Hình 2.2: Cấu trúc GeoDatabase 31 Hình 2.3: Giao diện ArcCatalog 32 Hình 2.4: Giao diện ArcToolbox 33 Hình 2.5: Các thành phần Arcmap 35 Hình 2.6: Khởi động ArcMap 36 Hình 2.7: Splash Screen 36 Hình 2.8: Table of Content 37 Hình 2.9: Data View 38 Hình 2.10: Layout View 39 Hình 2.11: Cửa sổ phóng đại 41 Hình 2.12: Cửa sổ tổng quát 42 Hình 2.13 Tìm kiếm thơng tin đồ 43 Hình 2.14: Hiển thị Map tips 43 Hình 2.15: Xem bảng thuộc tính 44 Hình 2.16: Hộp thoại tìm 45 Hình 2.17: Xác định khoảng cách đồ 45 Hình 3.1: Quan hệ bảng liệu 54 Hình 3.2: Tạo Geodatabase ArcCatalog 55 Hình 3.3: Tạo Feature Dataset ArcCatalog 56 Hình 3.4: Tạo Feature Class ArcCatalog 57 Hình 3.5: Load chọn trường cần thiết cho CSDL đồ 58 Hình 3.6: Hiển thị đồ ArcMap 59 Hình 3.7: Cơ sở tốn học đồ 60 Hình 3.8: Nội dung bảng thuộc tính ChauKim_polygon 61 Hình 3.9: Thay đổi kích thước Layer ArcMap 62 Hình 3.10: Chọn kiểu Border 63 Hình 3.11: Tạo Grid 64 Hình 3.12: Tạo Grid 65 Hình 3.13: Tạo Grid 66 Hình 3.14: Tạo Grid 66 Hình 3.15: Tạo thước tỷ lệ 67 Hình 3.16: Tạo bảng giải 68 Hình 3.17: Tạo bảng giải 69 Hình 3.18: Tạo bảng giải 69 Hình 3.19: Bảng giải 70 Hình 3.20: Bản đồ dạng Layout View 70 Hình 3.21: Tìm kiếm theo vị trí 72 Hình 3.22: Tìm kiếm theo thuộc tính 73 Hình 3.23: Các vùng đất có mã loại đất BHK đánh dấu đồ 74 Hình 3.24: Tìm kiếm theo từ khóa 75 Hình 3.25: Xem thơng tin trường 75 Hình 3.26: Biểu đồ cấu loại đất 76 Hình 3.27: Biểu đồ cấu đất đai 76 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Đất đai sản phẩm tự nhiên, tài nguyên vô quý thiên nhiên ban tặng cho người Đất đai tư liệu sản xuất đặc biệt, thành phần quan trọng môi trường sống, địa bàn phân bố dân cư, xây dựng cơng trình kinh tế, văn hóa, an ninh, quốc phịng Đất điều kiện tự nhiên, tảng tự nhiên ngành sản xuất Vậy câu hỏi đặt khai thác, sử dụng quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên vô quý giá cách hiệu vấn đề cấp thiết Để làm tốt công tác quản lý tài nguyên đất quy mô quốc gia, quy mô tỉnh huyện, Nhà nước cần có sở liệu khoa học, quản lý thông tin đất, đầy đủ, xác cập nhật thường xuyên Có nhanh chóng đưa giải pháp, định hợp lý trình xây dựng chiến lược phát triển kinh tế xã hội giám sát tài nguyên môi trường khuyến cáo vạch hướng sử dụng hợp lý đất đai, giảm tối đa ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sinh thái, dự án phát triển kinh tế địa phương Hiện tỉnh, huyện, quan nghiên cứu trung ương tập trung khối lượng lớn thông tin, số liệu điều tra đất đai tỉnh, địa phương, việc tập hợp, xử lý, sử dụng khai thác chúng cịn nhiều khó khăn, tình hình phân tán thiếu hệ thống chúng Nhu cầu có phương pháp phương tiện quản lý loại liệu, thông tin tài nguyên thiên nhiên nói chung, đất đai nói riêng ngày trở lên cấp bách Trong lĩnh vực này, công nghệ thơng tin có ý nghĩa to lớn đóng vai trò định để đáp ứng nhu cầu cấp bách 65 Hình 3.12: Tạo Grid - Trong hộp thoại bỏ dấu ô Major Minor divaision ticks Bấm nút Font đặt font chữ cho nhãn Arial, cỡ 8, bấm nút Next 66 Hình 3.13: Tạo Grid - Trong hộp thoại giữ nguyên chế độ mặc định hình vẽ sau: Hình 3.14: Tạo Grid 67 - Bấm nút Finish để kết thúc tạo lưới  Tạo thước tỷ lệ dòng tỷ lệ - vào Insert \ Scale bar, hộp thoại Scale bar Selector chọn kiểu thước tỷ lệ có sẵn “Alternating Scale Bar 1” - Bấm nút Properties, hình hộp thoại Scale Bar - Chọn Number of Division (các khoảng chia) 5, Division Unit (đơn vị đo) km, nhãn km Hình 3.15: Tạo thước tỷ lệ 68  Tạo mũi tên phương bắc - Vào thực đơn Insert \ North Arrow, hình xuất hộp thoại North Arrow Selector - Chọn kiểu có sẵn ESRI North 3, bấm ok, đồ xuất mũi tên phương Bắc  Tạo bảng giải(Legend) - Vào thực đơn Insert \ Legend, hình xuất hộp thoại Legend Wizard Trong danh sách Legend Item liệt kê layer có giải - Đặt number of column ( bảng giải chia làm cột ) Hình 3.16: Tạo bảng giải 69 - Bấm nút Next - Trong hộp thoại gõ giải vào ô Legend Title, chọn cỡ chữ 12, font Arial Hình 3.17: Tạo bảng giải - Bấm nút Next - Trong hộp thoại chọn Border 1.0 point, Background White Hình 3.18: Tạo bảng giải 70 - Bấm Next \ Next cuối nhấn Finish kết thúc tạo giải Hình 3.19: Bảng giải  Tạo dịng tít đồ - Vào thực đơn Insert \ Title, đồ xuất dòng chữ Enter map title, thay dòng chữ tên đồ “Hiện Trạng Sử Dụng Đất” Kết xây dựng sơ liệu hệ thống Hình 3.20: Bản đồ dạng Layout View 71 3.5 Khai thác hệ thống quản lý trạng sử dụng đất xã Châu Kim ArcGIS Desktop 3.5.1 Tìm kiếm vị trí đồ Trong ArcMap, đối tượng truy vấn theo vị trí đồ theo thuộc tính chúng ArcMap cung cấp số cơng cụ hữu ích để khai thác thơng tin * Tìm kiếm theo vị trí( Select by Location) Đây cách thức tìm kiếm đối tượng thông qua quan hệ không gian ArcMap cho phép tìm kiếm đối tượng dựa quan hệ vị trí địa lý Một số quan hệ khơng gian sử dụng: - are crossed by the outline of another feature: chọn đối tượng bị cắt đường bao đối tượng lớp khác - are within a distance of: chọn đối tượng cách đối tượng lớp khác khoảng định - are completely within: chọn đối tượng nẳm trọn bên đối tượng lớp khác - are contained by: chọn đối tượng nằm đối tượng lớp khác bao gồm đối tượng tiếp xúc với đường bao - completely contain: chọn đối tượng chứa đối tượng lớp khác Ví dụ: Tìm kiếm điểm trung tâm hành khu vực xã Châu Kim - Chọn Selection -> Select by Location để mở cửa sổ Select by Location - Đánh dấu vào lớp đối tượng cần tìm(diem TTHC) - Các đối tượng đánh dấu đồ 72 Hình 3.21: Tìm kiếm theo vị trí * Tìm kiếm theo thuộc tính (Select by Atribute) Bằng cách sử dụng công cụ Seclect by Atribute, tìm kiếm với nhiều câu lệnh truy vấn khác dựa bảng thuộc tính đối tượng Ví dụ: Tìm loại đất có mã “BHK” - Vào Menu Selection -> Select by Atribute - Chọn Layer lớp cần truy vấn ( ChauKim_polygon) - Chọn giá trị tương ứng mục Unique Value( MA_DAT= “BHK”) 73 Hình 3.22: Tìm kiếm theo thuộc tính - Nhấn Apply đồ đánh dấu vùng có mã loại đất “BHK” 74 Hình 3.23: Các vùng đất có mã loại đất BHK đánh dấu đồ * Tìm kiếm theo từ khóa - Dùng cơng cụ Find (Edit-> Find) - Nhập từ khóa vào trống chọn Find, đối tượng cần tìm hiển thị đồ 75 Hình 3.24: Tìm kiếm theo từ khóa 3.5.2 Tra cứu thông tin trường * Xem thông tin trường Chọn công cụ Indentify ArcMap chọn đối tượng trường đồ, thong tin trường hiển thị Hình 3.25: Xem thơng tin trường 76 3.5.3 Lập biểu đồ thống kê ArcGIS hỗ trợ người sử dụng công tác lập báo cáo thống kê, lập biểu đồ, giúp cho việc phân tích, đánh giá hiệu Hình 3.26: Biểu đồ cấu loại đất Hình 3.27: Biểu đồ cấu đất đai 77 3.6 Đề xuất hướng phát triển Những kết đạt phần nhỏ khả ứng dụng HTTĐL công tác hỗ trợ quản lý không cho ngành quản lý đất đai mà nhiều ngành khác CSDL xây dựng đề tài chưa thể coi chuẩn tối ưu mà đưa đề xuất ban đầu công tác xây dựng chuẩn CSDL phục vụ cho ngành quản lý đất đai Việc xây dựng chuẩn CSDL hồn chỉnh, tương thích với hệ thống CSDL ngành khác quốc gia tạo điều kiện cho việc chia sẻ thông tin tốt hơn, phục vụ tốt cho công tác quản lý nhà nước, tiến tới hội nhập với giới Việc xây dựng chuẩn CSDL ngành quản lý đất đai hồn chỉnh cịn tảng để phát triển ứng dụng khác HTTĐL tảng ArcIMS WebGIS, MobileGIS Đây mục tiêu mà đề tài hướng tới tương lai 78 KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu lý thuyết tiến hành thực nghiệm để xây dựng CSDL phục vụ quản lý đất đai dựa từ nội dung đồ trạng sử dụng đất, tác giả xin rút số kết luận sau: Do liệu trạng sử dụng đất thường xun có thay đổi biến động khơng ngừng nên địi hỏi phải có phương pháp xây dựng CSDL phù hợp để bổ xung, cập nhật liệu liên tục giúp cho việc quản lý đất đai tốt hỗ trợ cho công tác quy hoạch phát triển Có thể nói việc ứng dụng HTTĐL quản lý đất đai đề tài có ứng dụng cao thực tế Tuy nhiên đề tài rộng phức tạp đặc thù việc quản lý ngành đa dạng loại đất, thêm vào khối lượng liệu lớn, thu thập qua nhiều năm Chính để xây dựng CSDL HTTĐL hoàn chỉnh cho ngành quản lý đất đai cơng việc địi hỏi nhiều thời gian kinh nghiệm Trong phạm vi luận văn thạc sỹ, xây dựng bước đầu mơ hình CSDL HTTĐL phục vụ cho cơng tác quản lý đất đai xã, dựa số quy phạm nhà nước xây dựng CSDL Đồng thời triển khai mơ hình CSDL xây dựng phần mềm GIS phổ biến để hỗ trợ công tác quản lý đất đai Việc ứng dụng đưa số tính ưu việt HTTĐL việc hỗ trợ quản lý đất đai, từ phần minh chứng cho khả ứng dụng HTTĐL công tác quản lý đất đai Do điều kiện thời gian cịn hạn chế, kính mong nhận đóng góp Thầy, giáo đồng nghiệp để kết nghiên cứu đề tài hồn thiện để đóng góp hiệu thiết thực thực tiễn sản xuất công tác xây dựng, cập nhật, quản lý khai thác sử dụng đất đai 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường (1999), Cấu trúc sở liệu hệ thống thông tin địa lý quốc gia môi trường, Hà Nội Trung tâm Công nghệ Thông tin (2000), Hướng dẫn sử dụng phần mềm MicroStaion, Trường Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội Ngô Trung Việt (2001), Phát triển hệ thống thơng tin, góc nhìn người quản lý, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, Lê Tiến Vương (2001), Nhập môn sở liệu quan hệ, Nhà xuất Thống kê, Nguyễn Trường Xuân (2009), Một số kiến thức hệ thống thông tin địa lý, Trường Đại học học Mỏ-Địa chất, Hà Nội P.A.Burrouch (1987), Principle of Geographycal Information System for Land Resources Assessment, Oxford Keith Clarke (1990), Analytycal and Computer Cartography, New York Michael F Goodchild (1999), Cartographic Futures on a Digital Earth, ICA Ottawa, Martien Molenaanr (1997), An Introduction Into The Theory of Logic Hierarchical Object for Geo-Information System, ITC, 10 John Picle (1999), Cartography, Digitan Transition and Questions of Hystory, ICA, Ottawa 11 Wang Zhizhuo (1991), Principles of Photogrammetry (With Remote Sensing), WTUSM, China ... tài ? ?Xây dựng sở liệu phục vụ công tác quản lý đất đai cấp huyện? ?? cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu việc xây dựng sở liệu phục vụ công tác quản lý đất đai. .. phân tích quy trình xây dựng sở liệu phục vụ công tác quản lý đất đai từ đồ trạng sử dụng đất Sản phẩm thử nghiệm sở liệu phục vụ công tác quản lý đất đai khu vực xã xã Châu Kim, huyện Quế Phong,... HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN TRỌNG VƯƠNG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI CẤP HUYỆN Chuyên ngành: Bản đồ, Viễn thám hệ thống thông tin địa lý Mã số: 60.44.76 LUẬN VĂN THẠC SĨ