Ứng dụng arcgis trong quản lý cơ sở dữ liệu địa chính và cập nhật biến động

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ - địa chất NGÔ THỊ PHƯƠNG THẢO ỨNG DỤNG ARCGIS TRONG QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH VÀ CẬP NHẬT BIẾN ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hμ néi – 2013 Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ - địa chất NGÔ THỊ PHƯƠNG THẢO ỨNG DỤNG ARCGIS TRONG QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH VÀ CẬP NHẬT BIN NG Chuyên ngành: kỹ thuật trắc địa M số: 6052503 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Ng−êi h−íng dÉn khoa häc TS Đoàn Thị Xuân Hương Hμ néi - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Ngơ Thị Phương Thảo MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN 1  MỤC LỤC 2  DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 4  DANH MỤC HÌNH VẼ 5  MỞ ĐẦU 7  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) VÀ CHUẨN DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH VIỆT NAM 11  1.1 Tổng quan hệ thống thông tin địa lý 11  1.2 Chuẩn liệu địa Việt Nam 25 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH VÀ CƠNG NGHỆ ARCGIS 33 2.1 Khái niệm sở liệu (CSDL) 33  2.2 Hệ quản trị sở liệu 34  2.3 Cơ sở liệu địa 36  2.4 Giới thiệu công nghệ ArcGIS 38  2.5 Modul Cadastral Editor 45  CHƯƠNG 3: QUẢN LÝ VÀ CẬP NHẬT BIẾN ĐỘNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH 49  3.1 Xây dựng CSDL phần mềm ArcGIS 49  3.2 Quy trình xây dựng sở liệu địa 52  3.3 Mơ hình sở liệu địa 54  3.4 Xây dựng quản lý CSDL địa theo quy trình cơng nghệ chuẩn liệu địa phần mềm ArcGIS 68  CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM 72  4.1 Mục đích yêu cầu thực nghiệm 72  4.2 Giới thiệu khu vực thực nghiệm 73  4.3 Vài nét trạng CSDL xã Nghĩa Hưng 74  4.4 Xây dựng sở liệu địa xã Nghĩa Hưng 75  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91  TÀI LIỆU THAM KHẢO 94  DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU NỘI DUNG CSDL Cơ sở liệu CSDLĐC Cơ sở liệu địa GCN Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà tài sản khác gắn liền với đất GCNQSDĐ Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất TT-BTNMT Thông tư Bộ Tài nguyên Môi trường XML Extensible Markup Language: Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng để xây dựng trang HTML UML Unified Modeling Language: Ngơn ngữ mơ hình hóa thống dùng để thiết kế DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Các thành phần phần cứng 12  Hình 1.3 Biểu diễn thơng tin dạng điểm, đường, vùng theo cấu trúc vector 19  Hình 1.4 Sơ đồ liên kết thơng tin chung hai vùng 21  Hình 1.5 Minh họa thông tin raster 22  Hình 1.6 Bản đồ hiển thị thuộc tính dạng raster 22  Hình 2.1 Các nhóm cấu thành CSDL địa 38  Hình 2.2 Các sản phẩm phần mềm ESRI 39  Hình 2.3 Giao diện ArcMap 41  Hình 2.4 Giao diện ArcCatalog 43  Hình 2.5 Giao diện ArcToolbox 44  Hình 2.6 Mơ hình liệu kết cấu địa 46  Hình 2.7 Mơ hình liệu đất kết cấu địa 46  Hình 3.1 Cấu trúc sở liệu Geodatabase 51  Hình 3.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ xây dựng CSDL địa theo chuẩn 53  Hình 3.3 Mơ hình cấu trúc gói liệu đất 57  Hình 3.4 Kiểu đối tượng Ranh giới đất 58  Hình 3.5 Mơ hình cấu trúc gói tài sản gắn liền với đất 59  Hình 3.6 Mơ hình cấu trúc gói liệu quyền, nghĩa vụ, hạn chế sử dụng đất 59  Hình 3.7 Các kiểu đối tượng thuộc gói Người 60  Hình 3.8 Mơ hình cấu trúc gói liệu quy hoạch 61  Hình 3.9 Load liệu đồ vào Feature Class 69  Hình 4.1 Kiểm tra chuẩn hệ quy chiếu không gian phần mềm Iras C 76  Hình 4.2 Tạo Geodatabase CSDL_NghiaHung 77  Hình 4.4 Tạo hệ thống tọa độ 78  Hình 4.5 Các lớp đối tượng xây dựng ArcCatalog 79  Hình 4.7 Chuyển liệu từ dạng Polyline sang Polygon 81  Hình 4.8 Load liệu đồ vào Feature Class 82  Hình 4.9 Mở lớp DC_ThuaDat nhóm DiaChinh 83  Hình 4.11 Nhập thuộc tính cho đất 84  Hình 4.12 Bảng thuộc tính Layer DC_ThuaDat 85  Hình 4.13 Thơng tin loại đất thể đồ 86  Hình 4.14 Thửa đất chưa có biến động 87  Hình 4.15 Thửa đất có biến động 88  Hình 4.16 Cập nhật thơng tin đất gộp 89  Hình 4.17 Cập nhật thơng tin đất thay đổi chủ sử dụng 89  Hình 4.18 Thửa đất sau cập nhật biến động 90  MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Công tác thành lập, cập nhật quản lý liệu Hồ sơ địa vấn đề mang tính lịch sử phức tạp, có ảnh hưởng khơng nhỏ đến vấn đề trị, xã hội Quốc gia Với vận động phát triển không ngừng đời sống kinh tế xã hội, việc cập nhật, quản lý Hồ sơ địa ngày địi hỏi đồng bộ, tiện lợi khoa học cho người quản lý người khai thác thơng tin Dữ liệu Hồ sơ địa thành lập qua nhiều thời kỳ với công nghệ khác nhau, lưu trữ dạng giấy dạng số Thời kỳ trước năm 1999, tùy thuộc vào khả địa phương mà đồ hồ sơ địa thành lập đa dạng, đồ lưu dạng giấy khuôn dạng *.dxf, *.dwg AUTOCAD, *.dgn MicroStation, phần khuôn dạng MapInfo chủ yếu xây dựng hệ tọa độ HN-72 Hồ sơ địa quản lý giấy dạng sở liệu Foxpro Sau Tổng cục địa ban hành áp dụng phần mềm Famis quy định sử dụng hệ tọa độ VN-2000 cho công tác thành lập đồ địa nước đồ lưu trữ khuôn dạng *.dgn MicroStation hệ tọa độ VN2000 hệ thống Hồ sơ địa thành lập theo phần mềm CadDB Sau có nhiều phần mềm đời phục vụ cho công tác đăng ký đất đai nước phần mềm CILIS, PLIS, VILIS… Năm 2007 Bộ Tài Nguyên Môi trường quy định sử dụng thống phần mềm VILIS Văn phịng Đăng ký quyền sử dụng đất việc xây dựng Hồ sơ địa chủ yếu thành lập phần mềm Qua ta thấy bất cập công tác thành lập quản lý Hồ sơ địa chính, gây khó khăn cho việc tích hợp liệu xây dựng sở liệu thống nước Cùng với phát triển ngày mạnh mẽ công nghệ thông tin vấn đề lớn đặt phải xây dựng hệ thống Hồ sơ địa đáp ứng thuận tiện quản lý, cập nhật trao đổi liệu Như vậy, cần thiết phải xây dựng Chuẩn liệu địa thống nước Bộ Tài nguyên Môi trường ban hành Thông tư số 17/2010/TTTNMT Quy định kỹ thuật Chuẩn liệu địa ngày 04/10/2010 nhằm đáp ứng yêu cầu công tác quản lý Nhà nước đất đại, yêu cầu khai thác sử dụng đa mục đích, phù hợp với quy định hành, theo hướng đại hóa Tuy việc triển khai áp dụng diện rộng chuẩn liệu sở quy định kỹ thuật chuẩn liệu địa vấn đề tương đối phức tạp Chính vậy, nghiên cứu phương pháp chuyển đổi liệu đồ từ phần mềm khác sang mô hình sở liệu địa lý (Geodatabase) nhằm phục vụ cho công tác quản lý đất đai theo quy định chuẩn sở liệu Bộ Tài nguyên Môi trường việc cần thiết Xuất phát từ vấn đề trên, với mong muốn nghiên cứu chức phần mềm ArcGIS việc quản lý sở liệu địa cập nhật biến động, nhằm giải toán quản lý liệu địa thành lập phần mềm khác địa phương, chọn đề tài cho luận văn tốt nghiệp : “Ứng dụng ArcGIS quản lý sở liệu địa cập nhật biến động.” Mục đích, đối tượng nghiên cứu Thông qua nghiên cứu, thu thập, tổng hợp nguồn thông tin liên quan đến liệu địa chính, thực trạng xây dựng, quản lý sở liệu địa cập nhật biến động; nghiên cứu Quy định kỹ thuật chuẩn liệu địa Việt Nam 80 Đối với lớp đối tượng ta lại nhập trường liệu thuộc tính địa lớp thiết kế Như vậy, ta thiết kế Geodatabase CSDL_NghiaHung chuẩn bị cho trình Load liệu đồ 4.4.4 Load liệu đồ vào Geodatabase Sau thiết lập xong Geodatabase, ta thực bước chuyển đổi liệu đồ chuẩn hóa dạng *.dgn sang định dạng phù hợp với ứng dụng Tạo Feature Class trung gian dạng polyline đặt tên “RanhThua” để lấy đường bao ranh từ lớp Polyline tạo sau chuyển đổi từ dạng *.dgn sang *.gdb Tiến hành tách lọc đối tượng ranh thửa, Load đối tượng có level = 10, level = 30 vào Feature Class “RanhThua” Hình 4.6 Tách lọc đối tượng 81 Đối với Feature Class thiết kế dạng polygon, trước tiên ta phải chuyển liệu đồ từ dạng polyline sang dạng polygon, sau Load liệu từ dạng polygon vào Feature Class tương ứng tạo trước trường thuộc tính Ví dụ ta chuyển liệu dạng polyline lớp ranh giới đất (RanhThua) sang dạng polygon → Khởi động ArcToolbox → Nháy đúp chuột vào Data Management Tools → Chọn Feature to Polygon → Xuất hộp thoại Feature to Polygon Hình 4.7 Chuyển liệu từ dạng Polyline sang Polygon → Trong hộp thoại Input Feature chọn đường dẫn đến file chứa đồ có dạng Polyline 82 → Trong hộp thoại Output Feature Class tự động lưu file đối tượng có dạng polygon trùng với đường dẫn file hộp Input Feature → Chọn độ hở đóng kín vùng hộp XY Tolerence 0.001 → Bấm OK Tiếp tục thực công việc Load liệu từ lớp Polygon vừa tạo vào lớp DC_ThuaDat → Bấm chuột phải vào Feature Class DC_ThuaDat Feature Dataset DiaChinh thiết kế trường thuộc tính → Vào lệnh Load → Load Data → Xuất hộp thoại Simple Data Loader Hình 4.8 Load liệu đồ vào Feature Class → Chọn đường dẫn đến file chứa đồ dạng Polygon vừa tạo → Bấm Next → Bấm Finish Như vậy, ta chuyển lớp ranh giới đất đồ địa từ file dgn sang ArcGIS Với cách ta chuyển tiếp lớp liệu đồ chuển hóa sang Feature Class tương ứng 4.4.5 Nhập liệu thuộc tính Để nhập liệu thuộc tính lớp DC_ThuaDat: 83 - Khởi động ArcMap → Add Data layer DC_ThuaDat lớp Text từ liệu *.dgn chuyển sang Tiến hành gán thuộc tính cho đất thơng qua thơng tin thuộc tính lớp Text Hình 4.9 Mở lớp DC_ThuaDat nhóm DiaChinh - Query đối tượng Text ghi cho đất level = 13 level = 54 Hình 4.10 Query đối tượng Text 84 - Tiếp theo, ta gán thuộc tính cho đất: Chọn đất → mở hộp thoại Attributes nhập thông tin cho đất Hình 4.11 Nhập thuộc tính cho đất → Bấm chuột vào Layer DC_ThuaDat để mở bảng thuộc tính lớp đất sau gán xong → Chọn Open Atribute Tables → Xuất bảng thuộc tính lớp đối tượng 85 Hình 4.12 Bảng thuộc tính Layer DC_ThuaDat Đối chiếu với hộ sơ địa thu thập , ta nhập thông tin đất theo trường liệu thiết kế vào bảng thuộc tính lớp DC_ThuaDat Tiếp theo, Add Feature Class cịn lại, mở bảng thuộc tính Layer nhập thơng tin thuộc tính đối tượng đồ Kết phần thực nghiệm xây dựng xong sở liệu địa xã Nghĩa Hưng theo quy định kỹ thuật chuẩn liệu địa gồm: chuẩn hệ quy chiếu tọa độ chuẩn nội dung liệu Sau nhập đầy đủ thông tin đối tượng đồ vào sở liệu, ta trình bày nội dung đồ tùy theo mục đích sử dụng 86 Hình 4.13 Thông tin loại đất thể đồ 4.4.6 Cập nhật biến động CSDL địa Do đồ địa đo hồn toàn năm 2012 nên để cập nhật biến động CSDL địa chính, phạm vi đề tài tác giả xin đưa vài ví dụ chuyển đổi chủ sử dụng đất từ tạo sở để nhà quản lý cập nhật biến động đất cách thường xuyên liên tục 87 - Thời điểm ban đầu: Hình 4.14 Thửa đất chưa có biến động - Thời điểm biến động: Từ đồ cập nhật biến động: + Thửa gộp thành 108 chủ sử dụng ông Nguyễn Danh Trường + Thửa thay đổi chủ sử dụng Đưa lớp Polyline Text đồ DC62 vào ArcMap chồng xếp lên lớp DC_ThuaDat tạo lập thời điểm trước Cũng thể query đối tượng Polyline có level = 10, level = 30; Text có level = 13, level = 54 88 Hình 4.15 Thửa đất có biến động 89 - Tiến hành cập nhật thông tin biến động số thửa, chủ sử dụng, diện tích cho đất Hình 4.16 Cập nhật thơng tin đất gộp Hình 4.17 Cập nhật thơng tin đất thay đổi chủ sử dụng 90 - Hiển thị đất sau cập nhật biến động: Hình 4.18 Thửa đất sau cập nhật biến động 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Hệ thống đồ hồ sơ địa thành lập phương pháp, cơng nghệ khác nên cịn thiếu tính đồng bộ, thống nhất, chưa đáp ứng nhu cầu sử dụng, quản lý, cập nhật trao đổi thông tin Dự thảo Chuẩn liệu địa Việt Nam xây dựng dựa sở chuẩn thông tin địa lý sở quốc gia Theo đó, sở liệu địa phải xây dựng theo nội dung quy định chuẩn Phần mềm ArcGIS Viện Nghiên hệ thống môi trường Mỹ (ESRI) đánh giá phần mềm hoàn thiện GIS ArcGIS có khả lưu trữ quản lý tích hợp dạng liệu khác với hệ tọa độ khác cấu trúc CSDL chuẩn xác Có thể trình bày liệu đồ với hình ảnh trực quan, lập báo cáo thuyết minh, bảng biểu đa dạng, thực phép phân tích khơng gian đồ Áp dụng số nội dung Chuẩn liệu địa chính, tiến hành thử nghiệm xây dựng sở liệu địa xã Nghĩa Hưng – huyện Nghĩa Đàn – tỉnh Nghệ An phần mềm ArcGIS Qua thực nghiệm cho thấy, sở liệu địa thiết kế phần mềm ArcGIS đáp ứng nội dung Dự thảo Chuẩn liệu địa Việt Nam Kiến nghị Hiện địa bàn nước nói chung tỉnh Nghệ An nói riêng, cơng tác quản lý tài ngun đất đai cịn gặp nhiều khó khăn, bất cập, hệ thống hồ sơ địa nhiều địa phương cịn chắp vá, thiếu đồng Để hồn thiện đại hóa hệ thống quản lý đất đai, đáp ứng nhu cầu cấp bách công tác quản lý đất đai Nhà nước, Bộ Tài nguyên Môi trường cần sớm đạo hồn thiện Chuẩn liệu địa Việt Nam 92 Hầu hết cán địa cấp huyện, xã kiêm nhiệm nhiều chức nhiệm vụ nên việc đầu tư thời gian cho chuyên môn gặp nhiều hạn chế Công tác cập nhật, chỉnh lý biến động sử dụng đất chưa kịp thời, chí nhiều địa phương cịn khơng có đủ hồ sơ địa theo quy định Chính vậy, cần có đạo chặt chẽ, sát cấp quản lý địa phương đầu tư đồng sở vật chất nhằm nâng cao chất lượng, hiệu công tác quản lý đất đai Cần có kế hoạch đầu tư, đào tạo cán quản lý có kiến thức vững chun mơn, có khả tiếp cận cơng nghệ nhanh, đẩy nhanh tiến trình hồn thiện đại hóa hệ thống quản lý đất đai nước ArcGIS phần mềm có khả lưu trữ, quản lý cập nhật thông tin hiệu Cơ sở liệu đồ địa xây dựng quản lý ArcGIS đáp ứng nội dung Chuẩn liệu địa Việt Nam, đảm bảo kết nối chặt chẽ, đồng thống loại hồ sơ địa Tuy nhiên, để khai thác hết tính phần mềm ArcGIS phục vụ cho cơng tác quản lý đất đai cần đầu tư nghiên cứu ứng dụng nhiều Do thời gian thực đề tài có hạn, kiến thức công nghệ thông tin, sở liệu, chuẩn liệu địa cịn hạn chế nên kết nghiên cứu đề tài khơng tránh khỏi tồn 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 sở liệu địa thời gian tới Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn giáo TS Đồn Thị Xn Hương, thầy, giáo Khoa Trắc địa, phịng Đại học Sau đại học, Trường Đại 93 học Mỏ - Địa chất bạn đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập hoàn thành luận văn./ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Tài nguyên Môi trường (2008), Quy phạm thành lập lập đồ địa tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 1:10000 ban hành kèm theo Quyết định số 08/2008/QĐ-BTNMT ngày 10/11/2008, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trường (2007), Thông tư số 09/2007/TT-BTNMT hướng dẫn lập, chỉnh lý, quản lý hồ sơ địa chính, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trường (2007), Quy định áp dụng chuẩn thông tin địa lý sở Quốc gia ban hành kèm theo Quyết định số 06/2007/QĐBTNMT ngày 14/5/2007, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trường (2010), Thông tư số 17/2010/TT-BTNMT Quy định kỹ thuật chuẩn liệu địa chính, Hà Nội Chương trình SEMLA (2009), Dự án xây dựng thử nghiệm chuẩn liệu địa Việt Nam, Hà Nội Cục Đăng ký Thống kê, Tổng cục Quản lý đất đai (2009), Báo cáo thực trạng tình hình liệu đồ hồ sơ địa chính, Hà Nội Lê Tiến Vương (2000), Nhập môn sở liệu quan hệ, Nhà xuất Thống kê Nguyễn Trọng San (2008), Giáo trình Địa đại cương, Trường Đại học Mỏ- Địa chất, Hà Nội Tổng cục Quản lý đất đai (2011), Công văn Hướng dẫn xây dựng sở liệu địa chính, Hà Nội 10 Trung tâm Ứng dụng Phát triển cơng nghệ địa chính, Tổng cục Quản lý đất đai (2012), Tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm ViLis 2.0, Hà Nội ... địa lý (GIS) chuẩn liệu địa Việt Nam Chương 2: Cơ sở liệu địa cơng nghệ ArcGIS Chương 3: Quản lý cập nhật biến động sở liệu địa Chương 4: Thực nghiệm Ứng dụng ArcGIS quản lý sở liệu địa cập nhật. .. CHƯƠNG 3: QUẢN LÝ VÀ CẬP NHẬT BIẾN ĐỘNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH 49  3.1 Xây dựng CSDL phần mềm ArcGIS 49  3.2 Quy trình xây dựng sở liệu địa 52  3.3 Mơ hình sở liệu địa ... bình sai coi động 49 CHƯƠNG 3: QUẢN LÝ VÀ CẬP NHẬT BIẾN ĐỘNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH 3.1 Xây dựng CSDL phần mềm ArcGIS 3.1.1 Cấu trúc CSDL địa lý (Geodatabase) ArcGIS Mỗi đồ ứng dụng ArcMap gọi