2.4.1. ArcGIS và ArcGIS online
ArcGIS là một hệ thống phần mềm cung cấp một giải pháp tổng thể về hệ thống thông tin địa lý, bao gồm nhiều modul khác nhau, đáp ứng nhu cầu cho mọi tổ chức, từ những ngƣời sử dụng đơn lẻ cho đến hệ thống có tính toàn cầu.
Phần mềm rcGIS cung cấp nhiều chức năng để có thể:
- Xây dựng một mô hình xử lý không gian rất hữu dụng cho việc tìm ra các mối quan hệ, phân tích dữ liệu và tích hợp dữ liệu.
Thực hiện chồng lớp các vecter, tính xấp xỉ và phân tích thồng kê.
- Tạo ra các đặc tính cho sự kiện và chồng xếp các đặc tính của các sự kiện đó. Chuyển đổi dữ liệu và các định dạng của dữ liệu theo rất nhiều loại
định dạng.
- Xây dựng những dữ liệu phức tạp, các mô hình phân tích và các đoạn mã để tự động hóa các quá trình GIS…
Bộ phần mềm rcGIS Desktop ( rcGIS) bao gồm 3 thành phần cốt lõi sau:
- rcMap để hiển thị, xử lý và phân tích dữ liệu và thành lập các bản đồ, đây là phần mềm bạn sẽ sử dụng nhiều nhất.
- rcCatalog để quản lý, theo dõi các dữ liệu đã có hoặc tạo mới và mô tả các dữ liệu mới. Vai trò của rcCatalog tƣơng tự nhƣ windows Explorer, sự khác biệt là rcCatalog làm việc với nguồn dữ liệu (lớp dữu kiệu, bảng dữ liệu, ..) chứ không phải là với các tệp tin rcCatalog có thể hoạt động nhƣ một phần mềm độc lập, hay tích hợp trong rcMap nhƣ minh họa ở hình vẽ dƣới.
- rcToolbox cung cấp các công cụ để phân tích dữ liệu, xuất - nhập và chuyển đổi dữ liệu. rcToolBox không hoạt động nhƣ một phần mềm độc lập mà đƣợc tích hợp trong rcMap hoặc rcCatalog (xem hình minh họa ở dƣới).
Ngoài 3 thành phần cốt lõi nêu trên, rcGIS còn bao gồm 2 phần mềm bổ trợ khác là:
- rcScene: dùng để hiển thị dữ liệu dƣới dạng mô hình 3D.
- rcGlobe: dùng để hiển thị dữ liệu trong mô hình trái đất dƣới dạng quả địa cầu. Hình thức giống nhƣ Google Earth (Trần Quốc Bình, 2011).
Hình 2.3. Các thành phần cốt lõi của ArcGIS Desktop
còn có hàng nghìn ứng dụng chạy trên nó, gọi là phần mở rộng (Extension), Đáng kể nhất là Spatial nalyst (phân tích không gian) và 3D Analyst (phân tích và hiển thị 3D) (Trần Quốc Bình, 2011).
rcMap là ứng dụng để tạo ra bản đồ. Mỗi bản đồ trong rcMap đực gọi là Map document và đƣợc nghi trong các file có đuôi mở rộng là *.mxd, một lớp bản đồ có thể có nhiều data frames. Data fame là một nhóm các lớp bản đồ (Data layer hay Feature Layer) theo một nội dung nào đó và có cùng cơ sở toán học (đƣợc hiển thị trong một hệ quy chiếu). Các layer có thể tạo ra từ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau: shap files, personal geodatabase, rcInfo cover datasets, CAD drawing, SDE databases.
Các dữ liệu địa lý có 2 dạng chính là vecter (shape, cover, C D…) và raster (ảnh số, ảnh quét, các file ảnh dƣới dạng *.jpg,*.tift…).
Có 4 định dạng chủ yếu mà rcMap dùng để lƣu trữ dữ liệu là Shape files, Personal GeoDatabases (gọi tắt là GeoDatabase), File GeoDatabase và SED GeoDatabase, Shape files đơn gian hơn GeoDatabase song chức năng của nó lại ít hơn. Vì vậy để quản lý chặt chẽ hơn, định dạng GeoDatabase hay đƣợc sử dụng nhiều hơn.
GeoDatabase là một cơ sở dữ liệu đƣợc chứa trong một file có đuôi là *.mdb ( định dạng của Ms csess ). Khác với shape file, GeoDatabase cho phép lƣu trữ topology của các đối tƣợng.
Trong mooth GeoDatabase có một hay nhiều Feature Dataset. Feature Dataset là một nhóm các đối tƣợng có cùng chung hệ quy chiếu và hệ tọa độ. Một Feature Dataset có thể chứa một hay nhiều Feature class. Feature Class chính là đơn vị chứa các đối tƣợng không gian của bản đồ và cung cấp dữ liệu cho một (layer) trong rcMap. Mỗi Feature Class chỉ chứa 1 trong các dạng đối tƣợng: point (điểm), polyline (đƣờng), polygon (vùng). Một Feature Class sẽ đƣợc gắn chặt với một bảng thuộc tính.
2.4.2. Giới thiệu chung về ArcGIS Online
rcGIS Online là một nền tảng điện toán đám mây dựa trên sự hợp tác giữa các thành viên của một tổ chức để tạo, chia sẻ và truy cập bản đồ, các ứng dụng cũng nhƣ dữ liệu bao gồm bản đồ nền (basemap) đƣợc xuất bản bởi ESRI. Thông qua rcGIS Online, ngƣời dùng sẽ truy cập vào điện toán đám mây của ESRI một cách an toàn, tại đây ngƣời dùng có thể quản lý, tạo, lƣu
trữ và truy cập nhiều lớp dữ liệu. Vì rcGIS Online là một phần không thể thiếu của hệ thống phần mềm rcGIS nên ngƣời dùng có thể sử dụng nó để mở rộng khả năng của rcGIS Desktop, rcGIS Server, rcGIS Web APIs, and ArcGIS Runtime, SDKs và những ứng dụng khác liên quan đến rcGIS (ESRI Vietnam, 2014).
rcGIS Online bao gồm các bản đồ tƣơng tác với những phối cảnh cho phép khám phá, hiểu rõ và đo đạc dữ liệu địa lý mà ngƣời dùng cần. Truy cập vào các bản đồ có sẵn để sử dụng và cho phép hiển thị các mô hình, các câu trả lời, các mối quan hệ của cộng đồng và thế giới. Sử dụng các công cụ phân tích bao gồm trong trình xem bản đồ để tiết lộ những điểm mới, tìm các địa điểm phù hợp làm phong phú thêm dữ liệu và có thể tóm tắt đƣợc dự liệu càn thiết.
Thông qua chức năng hiển thị bản đồ và các phối cảnh có thể truy cập vào một thƣ viện bản đồ nền và sử dụng các công cụ để thêm các lớp riêng và có thể chia sẽ với ngƣời khác. Ngƣời dùng cũng có thể truy cập dễ dàng, sử dụng các công cụ để tạo ra các ứng dụng có thể xuất bản trên rcGIS Online.
rcGIS Online giúp tƣơng tác với dữ liệu bằng cách chia sẽ nội dung liên quan đến các hoạt động chung. Ngƣời quản trị có thể thiết lập các nhóm riêng hoặc nhóm chỉ đƣợc mời hoặc nhóm công khai để mở cho tất cả mọi ngƣời. Hoặc có thể chia sẻ bản đồ bằng cách nhúng chúng vào các trang Web, trên các Blog hay trong các ứng dụng web hoặc thông qua các công cụ hoặc phƣơng tiện thông tin đại chúng. rcGIS Online bao gồm một số các cấu hình ứng dụng và ngƣời xây dựng. Chỉ một và bƣớc mà không cần phải lập trình, có thể xuất bản một ứng dụng web mà bất cứ ai cũng có thể truy cập thông qua trình duyệt web.
Các lớp và bản đồ nhƣ các lớp dữ liệu web có thể đƣợc xuất bản rcGIS Online. Điều này giải phóng đƣợc tài nguyên khi các lớp dữ liệu web đƣơck lƣu trữ trên đám mây của ESRI và quy mô tự động tăng lên hoặc giảm xuống khi có nhu cầu. Ngƣời dùng có thể xuất bản trực tiếp các dữ liệu từ rcGIS cho các ứng dụng Desktop hoặc website của rcGIS Online mà không cần cài đặt trên Server và chia sẻ các dữ liệu này với bên ngoài cơ quan, đơn vị. Các đơn vị, cơ quan, có nhu cầu cũng có thể thêm các lớp dữ liệu hoặc dùng các công cụ xử lý dữ liệu để tạo ra các bản đồ của họ hoặc các ứng dụng của họ.
Quản lý dữ liệu trên rcGIS Online thông qua các công cụ, các tính năng cho phép ngƣời quản trị tại đơn vị không chỉ tùy chọn trang chủ mà còn quản trị
đƣợc toàn bộ đơn vị. Điều này bao gồm việc cấu hình các trang web mời các thành viên sử dụng và xác định các chức năng mà họ có thể sử dụng đƣợc, quản lý nội dung và các nhóm hay thiết lập các chính sách bảo mật.
Ngƣời dùng có thể truy cập rcGIS Online thông qua trình duyệt web, thiết bị di động hay xem bản đồ trên các ứng dụng Desktop, cũng nhƣ trực tiếp thông qua các phần mềm của rcGIS nhƣ: rcGIS Desktop. Khi tham gia một tổ chức, đơn vị và đăng ký với tài khoản đơn vị, ngƣời dùng có thể xem các tùy chỉnh của trang web, có thể truy cập dữ liệu độc quyền của đơn vị mình và những nội dung không gian địa lý khác hay tham gia các nhóm, tổ chức khác và có thể lƣu trữ các công việc của chúng ta ở rcGIS Online (ESRI, 2015).
PHẦN 3. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
Huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh.
3.2. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
Thời gian tiến hành đề tài: Từ tháng 03/2017 đến tháng 5/2018.
3.3. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là cơ sở dữ liệu quy hoạch sử dụng đất huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh.
3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3.4.1. Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội huyện Gia Bình
- Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh. - Đánh giá tình hình quản lý và sử dụng đất trên địa bàn huyện Gia Bình.
3.4.2. Đánh giá công tác quản lý đất đai và sử dụng đất huyện Gia Bình - Tình hình quản lý đất đai - Tình hình quản lý đất đai
- Hiện trạng sử dụng huyện Gia Bình năm 2017.
3.4.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu quy hoạch sử dụng đất đai huyện Gia Bình
- Phƣơng án quy hoạch sử dụng đất huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh. - Xây dựng cơ sở dữ liệu quy hoạch sử dụng đất huyện Gia Bình. + Xây dụng cơ sở dữ liệu không gian:
Dựa trên nền bản đồ hiện trạng sử dụng đất 2015 và bản đồ quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 ở dạng số của huyện Gia Bình để tiến hành biên tập bản đồ bằng phần mềm Microstation, sau đó chuyển sang phần mềm ArcGIS, chuẩn hóa các đối tƣợng không gian, chuẩn hệ tọa độ, chuẩn về phân lớp đối tƣợng: giao thông, thủy hệ, biên giới địa giới, thửa đất , …
+ Xây dựng cơ sở dữ liệu thuộc tính: điều tra, thu nhập thông tin để nhập các thông tin thuộc tính cho các đối tƣợng không gian hình thành các trƣờng thuộc tính về giao thông, thủy hệ, biên giới địa giới, thửa đất …
3.4.4. Khai thác thông tin cơ sở dữ liệu quy hoạch sử dụng đất huyện Gia Bình
- Hiển thị thông tin về quy hoạch sử dụng đất. - Tìm kiếm thửa đất theo điều kiện xác định.
- Quản lý thông tin cơ sở dữ liệu quy hoạch sử dụng đất huyện Gia Bình. - Sử dụng chức năng phân tích của phần mềm rcGIS để tính toán các chỉ tiêu kinh tế xã hội hoặc xây dựng các bản đồ chuyên đề.
- Thống kê, so sánh, tính toán các chỉ tiêu. …
3.4.5. Ứng dụng WebGIS để chia sẻ thông tin
Khi cơ sở dữ liệu quy hoạch đã xây dựng đầy đủ, chúng ta có thể chia sẻ thông tin về quy hoạch huyện Gia Bình qua phần mềm ArcGIS Online.
3.5. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.5.1. Phƣơng pháp điều tra thu thập số liệu thứ cấp Điều tra thu thập số liệu thứ cấp nhƣ:
- Bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Gia Bình năm 2015. - Bản đồ quy hoạch sử dụng đất huyện Gia Bình đến năm 2020. - Các số liệu về hiện trạng của năm.
- Các thông tin về kinh tế - xã hội.
3.5.2. Phƣơng pháp xây dựng CSDL bản đồ
- Sử dụng các phần mềm chuyên ngành nhƣ rcGIS, Microstation và các phần mềm khác để xây dựng CSDL, lƣu trữ, quản lý, cập nhật và khai thác cơ sở dữ liệu đất đai huyện Gia Bình phục vụ công tác quản lý đất đai.
3.5.3. Phƣơng pháp xử lý số liệu của GIS
- Với dữ liệu không gian
Sử dụng các công cụ phân tích không gian của GIS nhƣ: tìm kiếm bằng SQL, chồng xếp bản đồ, tạo vùng đệm…để thực hiện các bài toán ứng dụng.
-Với dữ liệu thuộc tính
Chuẩn hóa dữ liệu, thực hiện lƣu trữ và quản lý đất đai bằng phần mềm ArcGIS.
3.5.4. Phƣơng pháp thống kê và xử lý số liệu
tƣợng theo từng chỉ tiêu, phân tích mối tƣơng quan giữa các đối tƣợng.
Tổng hợp số liệu tài liệu về kinh tế - xã hội của địa phƣơng và các số liệu liên quan phục vụ cho mục đích nghiên cứu đề tài bằng phần mềm rcGIS.
3.5.5. Phƣơng pháp WebGIS
- Sau khi cơ sở dữ liệu quy hoạch sử dụng đất đƣợc xây dựng hoàn thiện trên phần mềm rcGIS Desktop 10.3 sẽ đƣợc chia sẻ trên ứng dụng rcGIS online thông qua đăng nhập tài khoản dùng thử tại trang web http://arcGIS.com. Đây là phần mềm miễn phí cho mỗi cá nhân để xây dựng, quản lý, biên tập, chia sẻ và bảo mật dữ liệu thông tin với các đối tƣợng khác cũng nhƣ sử dụng các ngƣời thông tin, dữ liệu đƣợc chia sẻ bởi ERSI với những ngƣời sử dụng GIS trên thế giới.
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TỰ NHIÊN KINH TẾ XÃ HỘI HUYỆN GIA BÌNH GIA BÌNH
4.1.1. Điều kiện tự nhiên
4.1.1.1. Vị trí địa lý
Huyện Gia Bình nằm ở phía đông nam tỉnh Bắc Ninh, tọa độ địa lý: từ 21º01’14” đến 21º06’51” độ bắc và từ 106º07’43” đến 106º18’22” kinh độ đông. Tổng diện tích tự nhiên chiếm 10.758,67 ha chiếm 13,09% diện tích của tỉnh.
Theo hồ sơ địa giới 364/CT, vị trí hành chính của huyện nhƣ sau:
- Phía đông: giáp thị xã Chí Linh, tỉnh Hải Dƣơng giới hạn bởi sông Thái Bình;
- Phía tây: giáp huyện Thuận Thành; - Phía nam: giáp huyện Lƣơng Tài;
- Phía bắc: giáp huyện Quế Võ giới hạn bởi sông Đuống.
Huyện có hệ thống các tuyến đƣờng tỉnh lộ 280, 284, 295 nối liền với quốc lộ 1A, quốc lộ 17, quốc lộ 5, quốc lộ 38. Cùng với các tuyến đƣờng huyện hình thành nên mạng lƣới giao thông rất thuận lợi, tạo điều kiện cho huyện có thế mạnh trong việc giao lƣu kinh tế, văn hoá và tiêu thụ sản phẩm.
4.1.1.2. Địa hình, địa mạo
a. Địa hình:
Địa hình huyện Gia Bình thuộc vùng đồng bằng, khá bằng phẳng, có một vài núi nhỏ thuộc xã Lãng Ngâm, Giang Sơn và xã Đông Cứu. Huyện đƣợc bao bọc xung quanh bởi sông Đuống, sông Ngụ, trên địa bàn có nhiều sông nội địa, ao, hồ nhỏ, kênh mƣơng.
Với dạng địa hình trên huyện Gia Bình có điều kiện thuận lợi phát triển đa dạng cây trồng, vật nuôi, luân canh nhiều cây trồng và canh tác nhiều vụ trong năm. Song cũng có khó khăn là phải xây dựng các công trình tƣới, tiêu cục bộ và đòi hỏi lựa chọn cơ cấu cây trồng vật nuôi thích hợp đối với từng dạng địa hình mới phát huy đƣợc hết tiềm năng đất đai của huyện.
b. Địa mạo:
Là huyện thuộc vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng. Nhìn về tổng thể đây là vùng đất bao gồm những dải phù sa màu mỡ với những cánh đồng lúa rộng lớn, xanh tốt xen kẽ các làng xóm dân cƣ.
4.1.1.3. Khí hậu
Gia Bình nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa: nóng ẩm, mƣa nhiều, chịu ảnh hƣởng trực tiếp của gió mùa. Thời tiết trong năm chia làm 4 mùa rõ rệt. Có mùa đông lạnh và mùa hè nóng nực.
Mùa mƣa: Từ tháng 4 đến tháng 10, lƣợng mƣa trung bình từ 100 mm đến 312 mm. Nhiệt độ bình quân tháng 23,7-29,1oC.
Mùa Khô: Từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, nhiệt độ trung bình từ 16- 21oC, lƣợng mƣa/tháng biến động từ 20-56 mm.
Hàng năm có 2 mùa gió chính: Gió mùa đông bắc (từ tháng 10 năm trƣớc đến tháng 3 năm sau) và gió mùa đông nam (từ tháng 4 đến tháng 9).
Độ ẩm không khí trung bình khoảng 83%, cao nhất là tháng 3 và tháng 4 (86%-88%) thấp nhất là tháng 12 (77%).
Nhìn chung huyện Gia Bình có điều kiện khí hậu thuận lợi thích hợp với nhiều loại cây trồng cho phát triển nền nông nghiệp đa dạng và phong phú. Mùa đông có thể trồng nhiều cây hoa màu ngắn ngày có giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên, cũng cần phải chú ý đến các hiện tƣợng thời tiết bất lợi để có kế hoạch chỉ đạo sản xuất cho hợp lý.
4.1.1.4. Thủy Văn
Huyện Gia Bình có 2 sông lớn chảy qua là sông Đuống chảy ở phía Bắc và