2.4.2.1. Trên thế giới
Rất nhiều quốc gia, khu vực ựã tiến hành nghiên cứu ứng dụng CNTT
ựể quản lý dữ liệu tài nguyên ựất. Vấn ựề tổ chức dữ liệu tài nguyên ựất và trình bầy dữ liệu sử dụng công cụ tin học ựã trở thành một chuyên ngành của khoa học ựất.[26]. Tổ chức có ứng dụng lớn nhất hiện nay là FAO.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 25 triển và ứng dụng máy tắnh dựa trên sự phân tắch dữ liệu và HTTT ựể hỗ trợ
việc ra các quyết ựịnh về các vấn ựề quản lý, sử dụng ựất.
Các hệ thống thông tin ựất ựã ựược thiết lập, có ba dạng hệ thống thông tin trong AGL là: Hệ thống ựánh giá tài nguyên ựất ựai; Hệ thống ựánh giá tài nguyên nước; Hệ thống quản lý thủy lợi [3,5]. Trọng tâm của các hệ thống thông tin ựất là các phương pháp và công cụựểựánh giá các tiềm năng, nguồn lực vềựất và ựất ựai trên toàn cầu, hay cho từng quốc gia, khu vực. Hệ thống thông tin tài nguyên nước thì quan tâm tới các hệ thống thuỷ lợi, việc quản lý và sử dụng nước với các mức ựộ canh tác ở từng khu vực và ựánh giá tài nguyên nước của mỗi quốc gia.
●Về quản lý nguồn tài nguyên ựất:
Tổ chức AGL ựã sử dụng một số công cụ tắch hợp như: công cụ về
CSDL, công cụ mô hình, công cụ hỗ trợ việc ra quyết ựịnh, công cụ truyền thông và các tài liệu ấn phẩm ựược xuất bản (FAO and The European Commission, 1999) [22].
1. Công cụ về CSDL:
Gồm các vỏ chương trình CSDL (database program shells) ựể tạo cơ
sở dữ liệu ựất, ựịa hình, nước, khắ hậu, mùa vụ và việc sử dụng ựất; bên cạnh
ựó cũng có thể có một số CSDL ựược tạo ra bằng các chương trình khác nhau trong ựó có CSDL GIS, các công cụ phân tắch và tưởng tượng.
2. Công cụ mô hình: Một số mô hình như:
- Các mô hình tăng trưởng cây trồng, và dự ựoán cả năng suất tiềm năng và năng suất thực.
- Các mô hình về các dự toán rủi ro mất ựất và ựánh giá suy thoái ựất ựai. - Các mô hình cân bằng nước, yêu cầu nước tưới tiêu mùa vụ và các yêu cầu về thủy lợi. Mô hình cân bằng nước là công cụ bản chất của việc ựánh giá số lượng nguồn tài nguyên nước phục vụ cho việc quản lý và lập kế hoạch
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 26 sử dụng nguồn tài nguyên này.
- Các mô hình cân bằng dinh dưỡng cho cây trồng và các yêu cầu.
3. Các công cụ hỗ trợ việc ra quyết ựịnh (FAO, 1998):
- Hệ thống các công cụ chuyên biệt ựể hỗ trợ cho việc ựánh giá ựất dựa trên các thông tin và kiến thức sẵn có.
- Hệ thống hỗ trợ ra quyếtựịnh ựa mục tiêu (Multi-criteria decision- support systems - MCDS) ựể phân tắch tối ưu phương án sử dụng nguồn tài nguyên ựất ựai và nguồn tài nguyên nước. Các công cụ MCDS tương tác tạo sự so sánh về các ựiều kiện sử dụng ựất và nước. Từựó tìm thấy một hiệu quả
và có thể chấp nhận ựược sự cân bằng giữa các yêu cầu của các bên liên quan
ựối với tài nguyên ựất và tài nguyên nước[19].
4. Các tài liệu ấn phẩm ựược xuất bản:
Tổ chức AGL có một trung tâm tài liệu có nhiệm vụ thu thập và duy trì hai loại tài liệu: Tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của FAO và ngoài FAO (thông tin quốc gia, tài liệu chuyên biệt); Bộ sưu tập hàng ngàn bản ựồ ựã ựược sử
dụng trong việc biên soạn Bản ựồựất thế giới của FAO Ờ UNESCO, và chúng luôn ựược làm phong phú với những bản ựồ mới hơn.
5. Công cụ truyền thông:
Tổ chức AGL sử dụng cơ sở Internet và Intranet ựể phổ biến các thông tin theo Trung tâm Thông tin Nông nghiệp thế giới (World Agriculture Information Centre Ờ WAICENT là một hệ thống thành viên phổ biến thông tin của FAO). Bằng cách này, AGL ựã ựạt ựược các mục tiêu tiếp cận khán giả hiệu quả hơn, giảm ựược chi phắ trong tất cả các giai ựoạn tiếp nhận, xử lý và phổ biến thông tin về tài nguyên ựất và nước.
Tổ chức AGL có 3 công cụ về HTTT chắnh và hệ thống hỗ trợ việc ra quết ựịnh là: Hệ thống ựánh giá nguồn tài nguyên ựất, hệ thống ựánh giá nguồn tài nguyên nước và hệ thống quản lý việc tưới tiêu ựồng ruộng [19].
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 27
● Tổ chức AGL ựã sử dụng một chương trình phổ biến và cơ bản là Hệ
thống AEZ/LRIS (The AEZ/LRIS systems).
* Giới thiệu về AEZ/LRIS:
Các phương pháp nông nghiệp Ờ sinh thái (Agro Ờ Ecological Zone Ờ
AEZ) của FAO là hệ thống chắnh trong công tác ựánh giá tài nguyên ựất và ựất
ựai. Phương pháp AEZ bắt ựầu phát triển vào năm 1975. Lúc này AEZ ựược sử dụng như là một công cụ ựánh giá tài nguyên ựất tốt nhất cho việc lập quy hoạch, kế hoạch, quản lý và kiểm tra ựịnh lượng nguồn tài nguyên (FAO, 1998, 2000).
Trong cơ sở dữ liệu của AEZ, các loại dữ liệu ựịa lý tham chiếu ựược tắch hợp lại. Chúng có thể bao gồm các dữ liệu về ựịa hình, giới hành chắnh,
ựường giao thông, các thị trấn, sông ngòi, ựịa chất, ựất, xói mòn, mưa; nhiệt
ựộ và ựộẩm, chếựộ sử dụng ựất, che phủ rừng, dân số,Ầv.vẦ(FAO, 1998). Ngoài ra, AEZ còn ựược sử dụng trong việc ựánh giá một sốứng dụng khác như:
- Kiểm kê tài nguyên ựất.
- đánh giá mức ựộ phù hợp của tài nguyên ựất với việc sản xuất bao gồm cả lâm nghiệp và sản xuất chăn nuôi.
- Quy hoạch, sử dụng tài nguyên ựất.
- đánh giá sự thoái hoá ựất; hỗ trợ khả năng ựánh giá và sử dụng ựất theo mô hình tối ưu.
* Cấu trúc CSDL của AEZ:
Cấu trúc CSDL của hệ thống AEZ/LRIS ựược thể hiện như trong hình 2.7.
đó là một cấu trúc dữ liệu khép kắn theo hai hướng: một là từ người sử
dụng ựến mô hình nhờ các công cụ chức năng; hai là từ mô hình ựến người sử
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 28
Hình 2.7. Hệ thống luồng thông tin trong AEZ
* Các công cụ của AEZ/LRIS:
AEZ/LRIS ựã phát triển và ứng dụng rất nhiều công cụ khác nhau phục vụ cho mục ựắch của mình. Chúng bao gồm các CSDL và một số phần mềm. AEZ/LRIS có hai công cụ chắnh là GAEZ và SOTER.
- GAEZ (Global agro-ecological zones 2000)
Công cụ này cung cấp một kho chứa toàn cầu về khắ hậu; ựất và ựiều kiện ựịa hình; ựánh giá tiềm năng ựất ựai và các nguồn lực hạn chế ; khả năng
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 29 sản xuất cho hơn 250 sự kết hợp của cây trồng và cấp quản lý.
Nội dung CSDL của công cụ này là:
+ đất toàn cầu và khó khăn do ựịa hình ựối với sản xuất nông nghiệp. + Dữ liệu khắ hậu tham số trên toàn cầu.
+ Tiềm năng sản xuất của ựất theo từng quốc gia. + Tắnh phù hợp cho từng mùa vụ theo mỗi quốc gia.
+ Hơn 100 bản ựồ và bảng biểu tương ứng với các báo cáo và yêu cầu của GIS (IDRISI/ARC/Info).
Phần mềm CSDL của công cụ: Hầu hết các bản ựồ ựều ở ựịnh dạng
Ộ*.bnmỢ và có thể xem ựược trên màn hình. Tất cả các bảng thì ựều trong Excel. Tất cả các bản ựồ cũng tương thắch với các ựịnh dạng Arc/Info và IDRISI.
- CSDL ựất và ựịa hình toàn cầu: (The Global soil and terrain Database Ờ SOTER)
Chương trình CSDL số về ựất và ựịa hình (SOTER) cung cấp một trật tự sắp xếp các nguồn tài nguyên tự nhiên trong các dữ liệu theo cách mà các dữ liệu có thể truy cập dễ dàng, kết hợp và phân tắch từ các quan ựiểm về khả
năng sử dụng và sản xuất, liên quan ựến các yêu cầu thực phẩm, tác ựộng môi trường và bảo tồn. Vấn ựề cơ bản trong phương pháp tiếp cận SOTER là lập bản ựồ các khu vực riêng biệt, thường lặp ựi lặp lại khuôn mẫu của dạng
ựất (landform), hình thái ựất, ựộ dốc, nguồn gốc hình thành ựất và các vật liệu ựất tại quy mô 1:1 triệu (ựơn vị SOTER). Mỗi ựơn vị SOTER ựược liên kết thông qua hệ thống thông tin ựịa lý với một CSDL trên máy tắnh có chứa tất cả các thuộc tắnh sẵn có về vị trắ, dạng ựất và ựịa hình, loại ựất, khắ hậu, thực vật và sử dụng ựất. Vì vậy, mỗi loại thông tin hay mỗi sự kết hợp của các thuộc tắnh có thể ựược hiển thị dạng không gian như là một lớp riêng biệt hay trong dạng bảng.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 30 mô quốc gia và nhiều bản ựồ SOTER của các quốc gia ựã ựược thực hiện như
tại Urugoay (1:1.000.000), Kenya (1:1.000.000, ựất Khảo sát Kenya, 1995), Hunggari (1:500.000), Jordan và Syria (1:500.000).Có một số quốc gia khác
ựang áp dụng phương pháp này bao gồm Bolivia, Etiopia, Argentina, Gămbia và Mianma. Ngoài ra, có một sốựề xuất mở rộng các ứng dụng này trên nhiều quốc gia khác.
Những ứng dụng của SOTER:
+ Hiện tại SOTER ựang xây dựng một CSDL tài nguyên ựất cho từng khu vực, sau ựó các CSDL cá nhân sẽựược kết hợp vào một CSDL toàn cầu.
+ Thông qua các hoạt ựộng cơ bản của dự án SOTER cũng như dựựịnh về sự thành lập CSDL ựất và ựịa hình ở các quốc gia và khu vực, việc thành lập này dựa trên sự giống nhau về nguyên tắc và thủ tục, ựể tạo ựiều kiện thuận lợi hơn nữa cho việc trao ựổi các thông tin tài nguyên ựất ựai và nền tảng thành lập tổ chức cho một CSDL toàn cầu.
Cấu trúc CSDL của SOTER: SOTER cung cấp một trật tự sắp xếp các nguồn tài nguyên thiên nhiên thông qua các dữ liệu lập bản ựồ của các khu vực ựặc biệt, thường lặp ựi lặp lại các khuôn mẫu của hình dạng ựất ựai, hình thái học, ựộ dốc, nguồn gốc vật liệu và ựất.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 31 2.4.2.2. Tại Việt Nam
Việt Nam ựã sử dụng một số phần mềm ựể quản lý nguồn tài nguyên
ựất. Cụ thể:
* Hệ thống thông tin ựất ựai Việt Nam (VietNam Land Information System Ờ VILIS)
- Nguồn gốc xuất xứ của phần mềm:
Năm 2000 Tổng cục ựịa chắnh (nay là Bộ Tài nguyên và Môi trường)
ựã nghiên cứu ỘXây dựng mô hình cơ sở dữ liệu ựất ựai cấp tỉnhỢ với sản phẩm chắnh là phần mềm hệ thống thông tin ựất ựai ựa mục tiêu VILIS.
Mục tiêu tổng quát của phần mềm VILIS là tạo ra một môi trường làm việc mới và hiện ựại cho các mặt của công tác quản lý nhà nước vềựất ựai và là công cụ khai thác thông tin ựất ựai phục vụ nhu cầu toàn xã hội [15].
Hình 2.9. Giao diện của phần mềm VILIS
- Chức năng cơ bản của phần mềm: VILIS cung cấp ựầy ựủ những công cụ, chức năng ựể thực hiện chuyên môn của công tác quản lý ựất ựai. Nó là một phần mềm bao gồm nhiều Modul. Mỗi Modul bao gồm các chức năng hỗ trợ một nội dung của công tác quản lý nhà nước vềựất ựai. Cụ thể:
+ Modul quản lý cơ sở toán học của bản ựồ, hệ thống lưới toạ ựộ - ựộ
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 32 + Modul quản lý cơ sở dữ liệu ựất ựai: bản ựồ ựịa chắnh, hồ sơ ựịa chắnh, bản ựồ trực ảnh, bản vẽ kỹ thuậtẦ
+ Modul ựăng ký ựất ựai: quản lý hồ sơ, bản ựồ ựịa chắnh và kê khai
ựăng ký, in GCNQSDđ, cập nhật và quản lý biến ựộng ựất ựai
+ Modul hỗ trợ thống kê, kiểm kê ựất ựai, thành lập bản ựồ hiện trạng sử dụng ựất từ bản ựồựịa chắnh
+ Modul hiển thị, tra cứu và phân phối thông tin ựất ựai, giao dịch ựất
ựai trên mạng internet/intranet theo giao diện Web.
+ Modul hỗ trợ quản lý qui hoạch ựất ựai, tắnh toán ựền bù giải tỏa, tái
ựịnh cư theo quy hoạch.
+ Modul trợ giúp quản lý tài chắnh vềựất ựai.
+ Modul quản lý nhà ở và in Giấy chứng nhận quyền sở hữu nhà ở và quyền sử dụng ựất ở.
+ Modul quản lý hệ thống tài liệu ựất ựai.
+ Modul trao ựổi và ựồng bộ dữ liệu giữa các cấp quản lý ựất ựai; + Modul quản lý các quá trình giao dịch ựất ựai, hồ sơựất ựai.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 33
- Giải pháp kỹ thuật về công nghệ nền: VILIS ựược xây dựng dựa trên hai công nghệ nền cơ bản là Công nghệ GIS và công nghệ Hệ quản trị CSDL quan hệ (RDBMS).
Về Hệ quản trị CSDL, VILIS ựã ựưa ra các giải pháp mềm dẻo cho phép tận dụng tối ưu các ưu thế của các hệ quản trị CSDL gồm:
+ Phiên bản cấp xã, phường: Sử dụng Access
+ Phiên bản cấp quận huyện: Sử dụng MySQL, MS SQL Enterprise + Phiên bản cấp tỉnh, thành phố: Sử dụng Oracle hoặc MS SQL.
Về Công nghệ GIS, VILIS ựã lựa chọn giải pháp công nghệ ArcGIS của hãng ESRI làm công nghệ GIS nền ựể phát triển các ứng dụng của mình.
Hình 2.11. Công nghệ ArcGIS của hãng ESRI (Mỹ)
- Môi trường lập trình ứng dụng:
+ Phiên bản VILIS 1.0 ựược phát triển bằng ngôn ngữ lập trình Visual Basic 6.0 với môi trường phát triển sự dụng bộ thư viện ựồ hoạ MapObject của hãng ESRI.
+ Phiên bản VILIS 2.0 ựược phát triển trong môi trường Dot Net, bằng ngôn ngữ lập trình C# với môi trường phát triển sử dụng bộ thư viện ựồ hoạ
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 34 ArcGIS hoặc ArcEngine của ESRI.
Hình 2.12. Công nghệ phần mềm VILIS 2.0
Trong một thời gian triển khai ở nhiều ựịa phương trên toàn quốc. VILIS ựã chứng tỏ là một công cụ thực sự hiệu quả trong quá trình xây dựng cơ sở dữ liệu ựất ựai và tạo ra một môi trường mới, hiện ựại cho các hoạt
ựộng của công tác quản lý ựất ựai.
* Hệ thống ựánh giá ựất lâm nghiệp (FOLES Ờ Forest land