1.3.1 Tổng quan về WebGIS
Cùng với sự bùng nổ của Internet, GIS cũng đã phát triển mạnh mẽ từ các ứng dụng GIS destop trên máy tính để bàn thì nay chuyển sang hoạt động trong mơi trƣờng mạng trực tuyến, cịn gọi là WebGIS.
Hình 1.1: Sơ đồ tổng quan về hoạt động của WebGIS [11]
Trong cách thực hiện nhiệm vụ phân tích GIS, dịch vụ này đƣợc triển khai theo kiến trúc Client – Server (khách – chủ) của ứng dụng Web trên mạng Internet. Xử lý thông tin địa lý đƣợc chia ra thành các nhiệm vụ ở phía server (chủ) và phía client (khách). Điều này cho phép ngƣời dùng có thể truy xuất, thao tác và nhận kết quả từ việc khai thác dữ liệu GIS từ trình duyệt Web một cách dễ dàng mà không phải cài đặt một phần mềm GIS trên máy tính của họ. Một client tiêu biểu là một trình duyệt web và server bao gồm một Webserver có cung cấp 1 chƣơng trình phần mềm WebGIS. Client (khách) thƣờng yêu cầu một ảnh bản đồ hay xử lý thông tin địa lý
qua Web đến server (chủ) ở xa. Server (chủ) chuyển đổi yêu cầu thành mã nội bộ và gọi những chức năng về GIS bằng cách chuyển tiếp yêu cầu tới phần mềm WebGIS. Phần mềm này trả về kết quả, sau đó kết quả này đƣợc định dạng lại cho việc trình bày bởi trình duyệt. Máy chủ sau đó trả kết quả cho khách để hiển thị, hoặc gửi dữ liệu và các cơng cụ phân tích đến client để dùng ở phía client (khách) [11].
Q trình hoạt động của WebGIS đƣợc minh họa trong hình 1.1: - Ngƣời dùng sử dụng trình duyệt web ở phía client (khách).
- Client gửi yêu cầu của ngƣời sử dụng đến WebServer (máy chủ Web) qua giao thức HTTP.
- WebServer nhận yêu cầu của ngƣời dùng, nếu là yêu cầu về bản đồ thì WebServer sẽ chuyển tiếp nó đến ứng dụng máy chủ bản đồ là MapServer.
- MapServer sẽ nhận các yêu cầu cụ thể, gọi các hàm có liên quan để tính tốn xử lý. Nếu có u cầu về dữ liệu MapServer sẽ gửi yêu cầu tới CSDL để lấy dữ liệu ra.
- Máy chủ dữ liệu tiến hành truy vấn lấy ra dữ liệu cần thiết và gửi lại cho MapServer.
- Trong quá trình truy cập CSDL, MapServer thực thi tham chiếu đến tập tin cấu hình bản đồ (Map file). Dữ liệu lấy về đƣợc chuyển về WebServer tham chiếu đến tập tin mẫu (HTML template) để tạo ra kết quả.
- Kết quả sẽ đƣợc gửi về Client và hiển thị trên trình duyệt web.
Với quy trình hoạt động nhƣ vậy hệ thống WebGIS có thể đáp ứng những nhu cầu của ngƣời sử dụng đó là [11]:
- Khả năng phân phối thông tin địa lý rộng rãi trên toàn cầu, cho phép phổ biến quản lý và cung cấp thơng tin nhanh chóng hiệu quả.
- Ngƣời dùng Internet có thể truy cập đến các ứng dụng GIS mà không phải mua phần mềm, giúp tiết kiệm chi phí cho ngƣời sử dụng.
- Đối với phần lớn ngƣời dùng khơng có kinh nghiệm về GIS thì việc sử dụng WebGIS sẽ đơn giản hơn so với việc sử dụng các ứng dụng GIS khác.
Nhƣ vậy, WebGIS là một hệ thống thông tin địa lý đƣợc phân bố qua môi trƣờng mạng máy tính, một giải pháp Client – Server cho phép quản lý, phân tích, cập nhật, phân phối và truyền tải thông tin địa lý trực tuyến thơng qua Internet. Ngƣời dùng có thể truy cập đến các ứng dụng của GIS một cách dễ dàng, nhanh chóng và khai thác thơng tin một cách hiệu quả hơn so với một hệ thống GIS truyền thống. Thách thức lớn nhất của WebGIS là tạo ra một hệ thống phần mềm không phụ thuộc vào nền tảng cấu hình máy tính và chạy trên bất kỳ trình duyệt web của bất kỳ máy tính nào nối mạng Internet.
1.3.2 Khả năng ứng dụng của WebGIS mã nguồn mở trong quản lý và phổ biến thông tin quy hoạch sử dụng đất thông tin quy hoạch sử dụng đất
Việc kết hợp Web với hệ thống thông tin địa lý GIS tạo thành WebGIS là một trong những công cụ hỗ trợ đắc lực, hiệu quả trong việc truyền tải thông tin đến ngƣời dùng. WebGIS làm tăng khả năng tiếp cận, đa dạng hóa hình thức thể hiện mang sự tiện dụng đế cho ngƣời sử dụng. Nền tảng WebGIS mã nguồn mở đang trở thành một hƣớng phát triển mới, mạnh mẽ và hứa hẹn đầy tiềm năng ứng dụng với việc kết hợp các sự kiện, sự việc, đối tƣợng với yếu tố không gian.
Về chức năng, WebGIS cho phép ngƣời dùng có thể hiển thị tất cả các lớp bản đồ hoặc theo tùy chọn, thay đổi tỉ lệ bản đồ, hiển thị thông tin về đối tƣợng cụ thể; tìm kiếm dữ liệu phù hợp với yêu cầu, phân tích dữ liệu theo các thuật tốn phân tích khơng gian.
Về dữ liệu đầu vào của hệ thống, WebGIS tận dụng và tích hợp đƣợc nhiều nguồn dữ liệu GIS nhƣ bảng số liệu, hình ảnh, bản đồ, dịch vụ (service), dữ liệu lớn (Big data),… chính vì vậy WebGIS đƣợc ứng dụng đa ngành, liên ngành nhằm chia sẻ tài nguyên GIS, tăng hiệu suất làm việc (mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bị), kết nối đƣợc cộng đồng.
Trên thế giới, công nghệ WebGIS đƣợc ứng dụng ở nhiều nơi trong nhiều lĩnh vực, trong đó có cả xây dựng các bản đồ trực tuyến về QHSDĐ hay bản đồ hiện trạng sử dụng đất. Ví dụ: ở bang Victoria (Úc), bang Manitoba (Canada), ở Cộng hòa Seychelles (Nam Phi).
Hình 1.2: Hệ thống WebGIS Bản đồ quy hoạch trực tuyến của Victoria (Úc)
Hình 1.3: Hệ thống WebGIS Sử dụng đất và Phát triển của bang Monitoba (Canada) (Canada)
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 thông 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 thông tin tối đa trên các bản đồ.
Hình 1.5: Cổng thơng tin quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất của TP Hà Nội
Hệ thống WebGIS "Thơng 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 "Thơng 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 thông 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 ngun 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 còn 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 thơng 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 thông 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 khơng 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, khơng 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