Hình 1.4: Hệ thống WebGIS Quản lý đất đai và Quy hoạch của Cộng hòa Seychelles (Nam Phi)
Ba hệ thống WebGIS đƣợc giới thiệu ở trên đã cung cấp các chức năng khai thác thông tin cơ bản của quy hoạch sử dụng đất, cung cấp các công cụ tƣơng tác với bản đồ, tra cứu tìm kiếm thơng tin trên bản đồ nhƣng hình ảnh bản đồ chƣa đƣợc có tính thẩm mỹ cao, làm ngƣời dùng có cảm giác “rối mắt”. Các WebGIS có nhiều lớp dữ liệu bản đồ đƣợc sắp xếp theo các nhóm lớn, nhƣng một số nhóm quá chi tiết đƣợc đƣa vào nhƣng lại không khai thác hết các thông tin, làm cho hệ thống cồng kềnh, tốc độ tải dữ liệu bị chậm làm giảm hiệu quả sử dụng. Bên cạnh đó, các hệ thống này mới chỉ là nơi cung cấp các thông tin liên quan tới quy hoạch sử dụng đất chứ chƣa có cơng cụ tƣơng tác với ngƣời dân về vấn đề này.
Trong những năm gần đây ở Việt Nam, Công nghệ WebGIS mã nguồn mở cũng đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nhƣ quản lý tài nguyên môi trƣờng, du lịch, kinh tế - xã hội,… và cũng có rất nhiều phản hồi tích cực từ phía ngƣời dùng. Một số trang WebGIS về quy hoạch đƣợc mọi ngƣời biết đến nhƣ: Cổng thông tin quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất của Sở Tài nguyên môi trƣờng Hà Nội (http://qhkhsdd.hanoi.gov.vn); trang Thông tin Quy hoạch TP. Hồ Chí Minh (https://thongtinquyhoach.hochiminhcity.gov.vn/ban-do-quy-hoach); …
WebGIS “Cổng thơng tin QHSDĐ thành phố Hà Nội” là điểm cung cấp công khai thông tin về quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất đã đƣợc cấp có thẩm quyền phê duyệt, giúp các tổ chức và cá nhân trên địa bàn toàn thành phố dễ dàng tiếp cận đƣợc thông tin quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất thông qua môi trƣờng mạng Internet. Ngƣời dùng có thể khai thác thơng tin QHSDĐ thơng qua các công cụ đã đƣợc cung cấp sẵn trên giao diện nhƣ: tìm kiếm đối tƣợng khơng gian (theo thuộc tính, theo khơng gian), tra cứu thơng tin đối tƣợng trực tiếp trên bản đồ. Ngoài ra, hệ thống cung cấp một số chức năng tiện ích nhƣ đo diện tích, đo chiều dài, xuất bản đồ, chia sẻ bản đồ hỗ trợ ngƣời dùng khai thác thơng tin tối đa trên các bản đồ.
Hình 1.5: Cổng thông tin quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất của TP Hà Nội
Hệ thống WebGIS "Thông tin quy hoạch Thành phố Hồ Chí Minh" là một ứng dụng đƣợc phát triển và quản lý bởi Sở Quy hoạch - Kiến trúc nhằm cung cấp thông tin quy hoạch đơ thị tại Thành phố Hồ Chí Minh đến ngƣời dân, tổ chức và doanh nghiệp một cách trực tuyến thông qua ứng dụng web và ứng dụng trên thiết bị di động thông minh (điện thoại thơng minh và máy tính bảng).
Hình 1.6: Bản đồ QHSDĐ ở cổng thông tin QH, KHSDĐ TP. Hà Nội
Thông tin quy hoạch đƣợc cung cấp trên ứng dụng "Thông tin quy hoạch Thành
phố Hồ Chí Minh" là QHSDĐ trong hồ sơ quy hoạch phân khu tỷ lệ 1/2000 đƣợc phê
duyệt trên địa bàn thành phố (24 quận huyện). Ứng dụng cung cấp các bản đồ QHSDĐ tỷ lệ 1/2000 dạng bản giấy có đóng dấu phê duyệt đƣợc sao chụp (scan) và sắp xếp thống nhất vào hệ toạ độ VN2000. Ngƣời dùng có thể xác định vị trí của khu đất thơng qua việc nhập toạ độ của khu đất (các thơng số này có thể tìm thấy trong giấy chứng nhận quyền sử dụng đất hoặc bản đồ hiện trạng vị trí khu đất), hoặc xác định vị trí khu đất thơng qua định vị GPS có sẵn trong thiết bị di động thơng minh. Ngồi ra, ngƣời dùng cịn có thể tải về các bản đồ quy hoạch và quyết định phê duyệt quy hoạch để tham khảo một cách cụ thể hơn. Nội dung thông tin quy hoạch cung cấp thông qua các ứng dụng là các hồ sơ quy hoạch đã đƣợc cơ quan có thẩm quyền phê duyệt và có đầy đủ căn cứ pháp lý để áp dụng.
Ở một số địa phƣơng khác nhƣ tỉnh Bến Tre, Vĩnh Phúc, Phú Thọ … WebGIS cũng đã bắt đầu đƣợc ứng dụng để quản lý tài ngun mơi trƣờng nói chung và quản lý tài nguyên đất đai nói riêng.
Hình 1.7: Cổng thơng tin quy hoạch TP. Hồ Chí Minh
Nhƣng một điểm chung giữa các WebGIS vừa đƣợc liệt kê ở trên là mới tập trung vào phần cung cấp thông tin đất đai (hiện trạng sử dụng đất, quy hoạch sử dụng đất,...) trên nền bản đồ thông qua các công cụ tƣơng tác cơ bản với bản đồ nhƣ truy vấn thông tin, zoom out, zoom in, print. Tất cả những thông tin ngƣời dùng đƣợc cung cấp là những kết quả dự kiến của cuối kỳ QHSDĐ, đây chỉ là một phần thông tin mong muốn của ngƣời dùng và chƣa đáp ứng đƣợc các vấn đề cịn tồn tại trong cơng tác sử dụng đất nhƣ xin ý kiến đóng góp của ngƣời dân trƣớc, trong và sau quy hoạch; chƣa làm tăng tính tƣơng tác giữa chính quyền và ngƣời dân nhằm đảm bảo tính cơng khai minh bạch trong suốt quá trình thực hiện quy hoạch sử dụng đất trong tƣơng lai.
Vậy, vấn đề đặt ra là phải xây dựng đƣợc một ứng dụng vừa có thể phổ biến cơng khai thơng tin QH, KHSDĐ đã đƣợc thầm quyền phê duyệt, giúp các tổ chức và cá nhân trên địa bàn dễ dàng tiếp cận đƣợc thông tin; đồng thời cũng là công cụ để lấy ý kiến của cộng đồng dân cƣ trong q trình lập QH, KHSDĐ, góp phần làm minh bạch quá trình lập, thực hiện và giám sát quy hoạch sử dụng đất, làm tăng hiệu quả sử dụng đất.
CHƢƠNG 2. PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG WEBGIS HỖ TRỢ TƢƠNG TÁC GIỮA CHÍNH QUYỀN VÀ NGƢỜI DÂN
TRONG QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT 2.1 Các yêu cầu của hệ thống WebGIS
Xác định các yêu cầu hệ thống WebGIS là việc xác định các thông tin và chức năng xử lý của hệ thống, đồng thời đƣa ra các yêu cầu về cơ sở dữ liệu. Qua đó chỉ ra các thành phần của phần mềm và mối quan hệ giữa chúng, nhằm xác định các giải pháp tốt nhất cho hệ thống, đảm bảo đúng các yêu cầu đã khảo sát trƣớc khi thực hiện việc xây dựng phần mềm, website.
2.1.1 Các yêu cầu của hệ thống WebGIS
Việc thƣờng xuyên quản lý, cập nhật thông tin tiến độ QHSDĐ cho các cấp quản lý nhà nƣớc nhằm nắm đƣợc tình hình để quản lý hiệu quả đối với đất đai, đồng thời phổ biến kịp thời, công khai rộng rãi những thông tin về QHSDĐ cho ngƣời dân, tranh thủ ý kiến ngƣời dân là một sự cần thiết trong công tác quản lý thực hiện QHSDĐ nói riêng và cơng tác quản lý nhà nƣớc về đất đai nói chung. Do đó, xây dựng và phát triển một hệ thống quản lý thơng tin QHSDĐ thích hợp là một giải pháp hiệu quả để giải quyết những khó khăn hạn chế trên đây.
Yêu cầu đặt ra đối với hệ thống quản lý thông tin QHSDĐ này là:
- Hệ thống có khả năng tích hợp thơng tin cao (bao gồm các thông tin về tiến độ QHSDĐ, thông tin phản hồi đối với các dự án QHSDĐ, thơng tin góp ý và các thông điệp trao đổi liên quan đến QHSDĐ của các đối tƣợng sử dụng hệ thống).
- Hệ thống có thể cập nhật thơng tin dữ liệu nhanh chóng, dễ dàng (bao gồm cập nhật các dữ liệu bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồ QHSDĐ, các loại bản đồ chuyên đề và các dữ liệu liên quan đến QHSDĐ).
Bên cạnh đó, hệ thống phải đảm bảo tốc độ xử lý; yêu cầu sao lƣu, nhân bản dữ liệu; khả năng phục hồi hệ thống trong những trƣờng hợp xảy ra lỗi, yêu cầu về bảo mật dữ liệu và nâng cấp trong tƣơng lai ,...
Tuy nhiên để đáp ứng những u cầu này cũng địi hỏi phải có một hạ tầng kỹ thuật nhất định để quản lý và truyền tải thông tin QHSDĐ, đó là hệ thống mạng Internet, trình độ tin học của các đối tƣợng vận hành và sử dụng hệ thống. Đồng thời cũng đặt ra yêu cầu đối với chất lƣợng thơng tin về QHSDĐ, đó là tính đầy đủ, chính xác của nó.
2.1.2 Phân tích nội dung thơng tin dữ liệu
Hệ thống WebGIS hỗ trợ tƣơng tác về quy hoạch sử dụng đất sử dụng mơ hình cơ sở dữ liệu tập trung, có các thành phần dữ liệu chính bao gồm:
- Dữ liệu không gian, bao gồm:
+ Dữ liệu nền: Lớp dữ liệu hành chính cấp xã, huyện đƣợc lƣu dƣới dạng bảng có chứa thơng tin khơng gian và thơng tin thuộc tính, đƣợc dùng làm cơ sở để truy vấn thông tin về các chuyên đề đất theo đơn vị hành chính cũng nhƣ là thể hiện vị trí các phƣờng xã trong địa bàn nghiên cứu với những thuộc tính cơ bản nhƣ: tên đơn vị hành chính, mã, diện tích tự nhiên.
+ Dữ liệu chuyên đề về đất, bao gồm: dữ liệu hiện trạng sử dụng đất năm 2011, dữ liệu quy hoạch sử dụng đất năm 2020, dữ liệu kế hoạch sử dụng đất năm 2018. Đây là những tài liệu quan trọng và cần thiết trong công tác quản lý đất đai, đƣợc thu thập và chuẩn hoá định dạng theo đúng quy định tại Thông tƣ số 28/2014/TT-BTNMT (các số liệu về HTSDĐ) và Thông tƣ số 29/2014/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (các số liệu về quy hoạch sử dụng đất). Về mặt không gian, yêu cầu các thửa đất phải đƣợc xử lý tốt các lỗi về hình học nhƣ khơng chồng lấp lên nhau, khơng đƣợc hở, không đƣợc rỗng. Về mặt thuộc tính các thửa đất phải có một ID (mã quản lý đối tƣợng riêng – duy nhất), phải đƣợc điền đầy đủ các thông tin mô tả của bản đồ hiện trạng sử dụng đất, có ghi năm thành lập rõ ràng.
Các nhóm dữ liệu về khơng gian này đƣợc Phịng Tài ngun và Mơi trƣờng quận Nam Từ Liêm cung cấp.
- Dữ liệu phi không gian:
+ Dữ liệu hỏi đáp - ý kiến tham vấn: là lớp dữ liệu đƣợc thu thập bằng các mẫu phiếu online trên trang Web về những vấn đề liên quan tới QH, KHSDĐ. Nội dung của dữ liệu thể hiện ý kiến của cộng đồng tới các vấn đề đƣợc hỏi trong mẫu phiếu cũng nhƣ các thông số liên quan tới bảng hỏi nhƣ ngày lấy ý kiến, ngày phản hồi, ngày đóng góp ý kiến,… thông qua việc tƣơng tác với hệ thống.
+ Dữ liệu ngƣời dùng: quản lý danh sách ngƣời dùng đăng nhập vào hệ thống cũng nhƣ vai trò của họ đƣợc quản trị hệ thống phân quyền.
+ Báo cáo, bảng số liệu liên quan tới các vấn đề sử dụng đất tại địa phƣơng nhƣ: Báo cáo thuyết minh quy hoạch sử dụng đất, một số mẫu biểu thống kê số liệu đất đai.
2.2 Thiết kế hệ thống
2.2.1 Thiết kế kiến trúc WebGIS
Thiết kế kiến trúc WebGIS là việc mô tả một cách tổng quan về WebGIS qua các khung nhìn khác nhau, đồng thời chỉ ra các thành phần và mối quan hệ giữa chúng, bao gồm: Kiến trúc ứng dụng thể hiện qua mơ hình phân lớp và mơ hình phân rã chức năng, đảm bảo đầy đủ các yêu cầu nghiệp vụ của hệ thống đƣợc đƣa ra; Kiến trúc dữ liệu thể hiện qua các thành phần dữ liệu chính phục vụ q trình hoạt động của phần mềm và Kiến trúc cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin.
Thông qua kiến trúc WebGIS, ngƣời thiết kế và ngƣời phát triển hệ thống có thể xác định đƣợc phần mềm có những chức năng chính nào, thành phần dữ liệu ra sao và có những u cầu gì về mặt hạ tầng cơng nghệ. Ngồi ra, ngƣời phát triển có thể biết rõ phần mềm sẽ đƣợc phát triển theo mơ hình lớp, mỗi lớp bao gồm các gói (package) nào và mối quan hệ tƣơng ứng giữa các package khác nhau.
Các yếu tố ảnh hưởng đến kiến trúc hệ thống
chính là nhóm dữ liệu ít thay đổi (1) - nhóm dữ liệu nền (hành chính, ..); nhóm dữ liệu thay đổi nhiều (2) - nhóm dữ liệu về sử dụng đất (hiện trạng, quy hoạch,..).
Số lƣợng giao dịch.
Yêu cầu xử lý trực tuyến: WebGIS hoạt động trên nền tảng Web-based, nên cần xử lý trực tuyến (online).
Môi trƣờng hoạt động của WebGIS: hệ quản trị CSDL PostgreSQL, hệ điều hành Window Server 2012+, WebServer: IIS 6.0+.
Yêu cầu về bảo mật, gồm 2 lớp bảo mật chính: Lớp bảo mật mạng (theo chế độ bảo mật của hạ tầng hệ thống mạng đang triển khai) và lớp bảo mật ứng dụng (hoạt động tuân thủ theo các tiêu chuẩn và giao thức bảo mật trên nền tảng Web-based).
Yêu cầu sao lƣu dữ liệu. Kiến trúc ứng dụng
WebGIS hoạt động chia thành 3 tầng (three tier) chính:
Hình 2.1: Sơ đồ kiến trúc tổng thể theo mơ hình phân lớp
+ Tầng CSDL: chứa toàn bộ hệ thống dữ liệu (dữ liệu đất đai, kinh tế xã hội,...), đƣợc xây dựng trên hệ quản trị CSDL Postgres 9.6+.
+ Tầng dịch vụ: Đƣợc xây dựng dựa trên các nền tảng dịch vụ Web tiêu chuẩn (Restfull, Micro Service) và các dịch vụ bản đồ tiêu chuẩn (WMS, WFS). Tầng này thực hiện việc kết nối tới CSDL dựa trên các công nghệ LINQ, Entity Framwork và ADO.NET của tảng .NET , tạo dịch vụ và cung cấp dịch vụ cho tầng ứng dụng.
+ Tầng ứng dụng: có chức năng quản lý số liệu, bản đồ và tƣơng tác ngƣời dùng hệ thống. Tầng ứng dụng kết nối, đọc và xử lý thơng tin từ tầng dịch vụ, sau đó hiển thị và xử lý tƣơng tác từ phía ngƣời dùng.
Kiến trúc cơ sở hạ tầng CNTT
WebGIS đƣợc xây dựng dựa trên nền tảng Web-Based, hoạt động dựa trên mơ hình Client-Server. Ngƣời dùng chung, chun viên hay quản trị hệ thống có thể dễ dàng truy cập vào ứng dụng bằng cách sử dụng các thiết bị phổ biến (laptop, mobile, …) có hỗ trợ trình duyệt. Hệ thống có thể sử dụng online (trực tuyến trên internet), hoặc trong phạm vi mạng giới hạn của đơn vị (kết nối WAN) tùy theo thiết lập của quản trị hệ thống.
Hình 2.2: Sơ đồ kiến trúc cơ sở hạ tầng CNTT
2.2.2 Xây dựng biểu đồ trường hợp sử dụng (Use case diagram)
Biểu đồ trƣờng hợp sử dụng (THSD - Use Case) là nhằm định nghĩa các ranh giới và trách nhiệm của các trƣờng hợp sử dụng trong “Hệ thống WebGIS hỗ trợ tương tác về quy hoạch sử dụng đất”.
Một mơ hình Use Case có thể đƣợc chia thành một số lƣợng lớn các biểu đồ Use Case. Một biểu đồ Use Case sẽ chứa các phần tử biểu thị hệ thống, tác nhân và chỉ ra các mối quan hệ giữa chúng; các Use case thƣờng đƣợc thể hiện bằng ngơn ngữ mơ hình hóa thống nhất UML (Unifield Modeling Language) với một hệ thống ký hiệu thống nhất, biểu diễn các phần tử của mơ hình (model element) [12].
Hình 2.3: Biểu đồ tác nhân hệ thống
Các trƣờng hợp sử dụng (use case)
thành viên quản trị khác và có quyền sử dụng tất cả các chức năng của hệ thống. - Chuyên viên chuyên trách: Là một thành viên quản trị, là ngƣời có quyền
biên tập nội dung, dữ liệu, cấu hình,…theo những chức năng đƣợc ngƣời quản trị hệ thống phân quyền cho. Thành viên quản trị khơng có quyền tạo ra các thành viên quản trị khác và cũng khơng có quyền phân quyền sử dụng các chức năng cho các thành viên khác hoặc cho bản thân mình. Vai trị chính của chun viên chun trách trong
“Hệ thống WebGIS hỗ trợ tương tác về quy hoạch sử dụng đất” là thu thập, phản hồi
và tổng hợp các ý kiến đóng góp của các cơ quan, tổ chức và cộng đồng dân cƣ về quy hoạch sử dụng đất.
- Người dùng chung (khách): Là những ngƣời sử dụng chƣa đăng ký, hầu
hết họ là những ngƣời dân hay doanh nghiệp truy cập vào hệ thống một cách tình cờ hoặc khơng có nhu cầu truy cập thƣờng xuyên. Những ngƣời này có thể sử dụng và tra cứu dữ liệu thông thƣờng nhƣ là tra cứu các thông tin bản đồ, xem các mẫu phiếu mà không thể truy vấn thơng tin thuộc tính hoặc tạo ý kiến đóng góp đối với các đối tƣợng QH, KHSDĐ.
- Máy chủ cung cấp các dịch vụ Web dữ liệu không gian: Là các máy chủ