Ứng dụng công nghệ gis nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu đê điều khu vực phía bắc việt nam (lấy ví dụ khu vực thành phố hải phòng)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT HÀ NỘI Y — Z ĐỖ NHƯ HIỆP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐÊ ĐIỀU KHU VỰC PHÍA BẮC VIỆT NAM (LẤY VÍ DỤ KHU VỰC THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG) Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám hệ thống thống tin địa lý Mã số: 60.44.76 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Vũ Bích Vân HÀ NỘI, 2010 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ CÁI VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH PHẦN MỞ ĐẦU .9 Lý chọn đề tài Mục tiêu nhiệm vụ đề tài .10 CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ QUẢN LÝ ĐÊ ĐIỀU 13 1.1 Đặc điểm công tác quản lý đê điều 13 1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu giới Việt Nam 13 1.1.2 Nội dung công tác quản lý đê điều 14 1.1.3 Phương pháp quản lý đê điều 18 1.2 Đặc điểm lũ lụt Miền Bắc Việt Nam 19 1.2.1 Đặc điểm lũ lụt Miền Bắc Việt Nam 19 1.2.2 Hiện trạng hệ thống đê điều vùng đồng sông Hồng, sông Thái Bình Bắc Trung Bộ .23 1.2.2.1 Hệ thống đê sơng Hồng, sơng Thái Bình 23 1.2.2.2 Hệ thống đê khu vực Bắc Trung 24 1.3 Hệ thông tin địa lý khả ứng dụng thực tiễn 25 1.3.1 Khái niệm hệ thông tin địa lý 25 1.3.2 Cấu trúc hệ thông tin địa lý 26 1.3.3 Chức HTTĐL 30 1.4 Cơ sở liệu hệ thông tin địa lý 33 1.4.1 Các dạng mô liệu CSDL HTTĐL 34 1.4.2 Đặc điểm CSDL HTTĐL .39 1.4.3 Các phần mềm sử dụng cho việc tổ chức sở liệu 41 1.5 Chuẩn sở quốc gia HTTĐL 42 1.5.1 Chuẩn thuật ngữ 44 1.5.2 Chuẩn mơ hình cấu trúc liệu địa lý 44 1.5.3 Chuẩn hệ thống tham chiếu không gian 44 1.5.4 Chuẩn phân loại đối tượng địa lý .44 1.5.5 Chuẩn siêu liệu địa lý - Metadata 45 1.5.6 Chuẩn chất lượng liệu địa lý .45 1.5.7 Chuẩn thể trình bày liệu địa lý 45 1.5.8 Chuẩn thể trình bày liệu địa lý 45 1.6 Bản đồ số mối liên hệ với sở liệu GIS 46 1.6.1 Bản đồ số .46 1.6.2 Đặc điểm đồ số 46 1.6.3 So sánh đồ số với đồ truyền thống 46 CHƯƠNG II THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUẢN LÝ ĐÊ ĐIỀU 49 2.1 Yêu cầu, nhiệm vụ công tác thiết kế sở liệu phục vụ quản lý đê điều 49 2.1.1 Thiết kế cấu trúc sở liệu .49 2.1.1.1 Thiết kế sở liệu không gian .49 2.1.1.2 Thiết kế sở liệu thuộc tính 60 2.2 Các quan điểm phương pháp nghiên cứu mơ hình khái niệm sở liệu phục vụ công tác quản lý đê điều .61 2.2.1 Các quan điểm nghiên cứu 61 2.2.1.1 Quan điểm hệ thống 61 2.2.1.2 Quan điểm thực tiễn 62 2.2.2 Các phương pháp nghiên cứu 62 2.2.2.1 Phương pháp thu thập, phân tích liệu 62 2.2.2.2 Phương pháp nghiên cứu khu vực 62 2.2.2.3 Phương pháp điều tra thực địa 63 2.2.2.4 Phương pháp phân tích tổng hợp hệ thống 63 2.2.2.5 Phương pháp khái quát triển vẽ đối tượng nghiên cứu 63 2.2.2.6 Phương pháp thống kê .63 CHƯƠNG III THỬ NGHIỆM XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ QUẢN LÝ ĐÊ ĐIỀU TẠI THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG 64 3.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội thành phố Hải Phòng .64 3.1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên 64 3.1.2 Dân số 65 3.1.3 Tài nguyên thiên nhiên 65 3.2 Thực trạng công tác quản lý đê điều thành phố Hải Phòng 67 3.3 Lựa chọn công nghệ xây dựng CSDL đê điều thành phố Hải Phòng 69 3.4 Xây dựng sở liệu đê điều phục vụ cơng tác quản lý đê điều Thành phố Hải Phịng 70 3.4.1 Sơ đồ tổng quát quy trình cơng nghệ xây dựng CSDL đê điều Thành phố Hải Phòng .70 3.4.2 Nội dung bước xây dựng CSDL hệ thông tin đê điều thành phố Hải Phòng .71 3.4.2.1 Xác định mục tiêu, nhiệm vụ CSDL 71 3.4.2.2 Thu thập, phân tích, đánh giá tư liệu 71 3.4.2.3 Xác định nội dung CSDL 72 3.4.2.4 Thiết kế cấu trúc nội dung CSDL đê điều thành phố Hải Phòng .75 3.4.2.5 Các bước xây dựng CSDL đê điều thành phố Hải Phòng 75 3.4.2.6 Thiết kế biên tập đồ .78 3.4.2.7 In thử, sửa chữa 80 3.4.2.8 Hồn thiện, dóng gói sản phẩm 81 3.4.3 Sử dụng CSDL đê điều thành phố Hải Phòng 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 Kết luận 84 Kiến nghị 84 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ CÁI VIẾT TẮT CSDL Cơ sở liệu BĐĐH Bản đồ địa hình DGN Định dạng liệu phần mềm Microstation TAB Định dạng liệu phần mềm Mapinfo GIS Hệ thông tin địa lý (Geographic Information System) HTTĐL Hệ thông tin địa lý VN2000 Tên hệ tọa độ, đọ cao thức sử dụng Việt Nam Metadata Siêu liệu DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: So sánh ưu nhược điểm cấu trúc Vector Raster 38 Bảng 1.2: Danh mục chuẩn thơng tin địa lý 43 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Đê sơng Hồng 24 Hình 1.2: Tu bổ đê biển 31 Hình 1.3: Cấu trúc HTTĐL 27 Hình 1.4: Hệ thống phần cứng HTTĐL 27 Hình 1.5: Phần mềm dùng HTTĐL 28 Hình 1.6: Đối tượng địa lý thể hai dạng cấu trúc liệu Raster Vecter 37 Hình 1.7: Liên kết liệu khơng gian thuộc tính 40 Hình 2.1: Quy trình thiết kế sở liệu quan hệ 60 Hình 3.1: Kè Gia Lộc thị trấn Cát Hải 68 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình cơng nghệ tổng quát xây dựng CSDL hệ thông tin đê điều Thành phố Hải Phịng 70 Hình 3.3: Mơ hình chuyển đổi liệu từ *.DGN sang liệu *.TAB phần mềm FME 2008 77 Hình 3.4: Biên tập yếu tố nội dung 78 Hình 3.5: Biên tập bảng biểu, khung 79 Hình 3.6: Biên tập giải 79 Hình 3.7: Nhập thơng tin thuộc tính đối tượng 80 Hình 3.8: Sản phẩm đồ 81 Hình 3.9: Chức lựa chọn đối tượng 81 Hình 3.10: Chức báo cáo CSDL 82 Hình 3.11: Chức liệt kê thông tin đối tượng CSDL 83 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Đất nước ta với địa kéo dài dọc theo bờ biển, hàng năm phải hứng chịu hàng chục bão lớn nhỏ khác Vì cơng tác phịng chống bão lụt, tu sửa chữa đê điều phải đặt lên nhiệm vụ hàng đầu Ngày nay, tin học hóa cơng tác quản lý đơn vị quản lý nhà nước triển khai cách toàn diện, mang lại hiệu to lớn, thiết thực cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Việc đưa cơng nghệ tin học vào quản lý giúp giảm bớt gánh nặng công việc người làm quản l, giảm thiểu cấu máy nhân lực, tăng suất hiệu công việc, đồng thời định kịp thời xác, tạo mối liên kết thường xuyên thống tất cấp Đối với ứng dụng GIS, đặc thù không gian nó, thơng tin địa lý, đồ đối tượng tổ chức, quản lý phân tách thơng qua cơng nghệ thích hợp hệ thống thông tin địa lý GIS Từ đó, đưa hình ảnh trực quan, khái quát theo quy luật định đối tượng phạm vi định, thơng qua đó, cấp lãnh đạo có tầm nhìn tổng qt trực quan dễ hiểu tồn tình hình hoạt động tổ chức Điều đặc biệt quan trọng thông tin đê điều địi hỏi tính cấp thiết, chi tiết nhanh nhạy tình khẩn cấp Đê điều hệ thống cơng trình quan trọng, nhân dân ta xây dựng từ bao đời liên tục nâng cấp, sửa chữa năm qua Hàng năm, Nhà nước đầu tư nhiều kinh phí vào việc tu bổ, gia cố nâng cấp tuyến đê Do vậy, việc quản lý đê điều cơng trình liên quan đến hệ thống đê đóng vai trị quan trọng Trước đây, cơng tác quản lý, hồ sơ liệu đê điều quản lý cách thủ công, lập hồ sơ lý lịch đê điều sổ sách Các số liệu đê điều quản lý thông qua việc lưu trữ hồ sơ nhiều cấp từ địa phương đến Trung ương; Việc quản lý dẫn đến hồ sơ bị phân tán, việc tra cứu liệu khó khăn Cách quản 10 lý cho phép quản lý số liệu đoạn đê, cơng trình đê khơng phát huy hết tác dụng công tác quản lý, quy hoạch, kế hoạch, tu bổ đê điều, đặc biệt công tác ứng cứu hộ đê, phương pháp cũ không đáp ứng thời gian, trạng công trình dẫn đến khó khăn, khơng đáp ứng u cầu cho cơng tác tham mưu hộ đê phịng chống lụt bão Do đó, để phục vụ tốt cho cơng tác quản lý đê điều, cần thiết có công cụ đại nhằm quản lý thông tin đê điều cách có hệ thống, hiệu tiện lợi dựa tiến khoa học kĩ thuật, mà đặc biệt tin học, giúp người quản lý khai thác thơng tin nhanh, xác, đưa định đắn nhanh chóng, tu sửa chữa ứng cứu hộ đê mùa lũ kịp thời Với lý trên, đề tài luận văn lựa chọn “Ứng dụng công nghệ GIS nghiên cứu xây dựng sở liệu Đê điều khu vực phía Bắc Việt Nam (lấy ví dụ khu vực thành phố Hải Phịng)” Mục tiêu nhiệm vụ đề tài * Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu mơ hình sở liệu ứng dụng GIS công tác quản lý đê điều khu vực phía Bắc Việt Nam cấp - Xây dựng sở liệu quản lý đê điều thành phố Hải Phòng * Nhiệm vụ đề tài - Nghiên cứu đặc điểm công tác quản lý đê điều - Nghiên cứu sở khoa học công nghệ GIS để ứng dụng vào công tác quản lý đê điều - Thiết kế sở liệu đê điều phục vụ công tác quản lý đê điều cấp - Thử nghiệm xây dựng sở liệu quản lý đê điều khu vực thành phố Hải Phòng * Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi khoa học Ứng dụng công nghệ GIS thành lập sở liệu đê điều phục vụ công tác quản lý hệ thống đê điều ... chữa ứng cứu hộ đê mùa lũ kịp thời Với lý trên, đề tài luận văn lựa chọn ? ?Ứng dụng công nghệ GIS nghiên cứu xây dựng sở liệu Đê điều khu vực phía Bắc Việt Nam (lấy ví dụ khu vực thành phố Hải Phòng)? ??... Nghiên cứu mơ hình sở liệu ứng dụng GIS cơng tác quản lý đê điều khu vực phía Bắc Việt Nam cấp - Xây dựng sở liệu quản lý đê điều thành phố Hải Phòng * Nhiệm vụ đề tài - Nghiên cứu đặc điểm công. .. trạng công tác quản lý đê điều thành phố Hải Phịng 67 3.3 Lựa chọn cơng nghệ xây dựng CSDL đê điều thành phố Hải Phòng 69 3.4 Xây dựng sở liệu đê điều phục vụ công tác quản lý đê điều Thành phố