6. Bố cục đề tài, luận văn
2.3. Các ứng dụng trong quản lý tài nguyên và môi trường tại tỉnh An Giang
Để phục vụ cho công tác quản lý Nhà nước về lĩnh vực đất đai, tài nguyên và môi trường Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh An Giang rất chú trọng đến việc đầu tư các hệ thống phấn mềm chuyên ngành để phục vụ tác nghiệp hàng ngày của cán bộ chun mơn. Qua q trình khảo sát đánh giá đa phần các phần mềm đều đang được vận hành tốt và hỗ trợ khá nhiều cho các hoạt động chuyên môn hàng ngày của Sở. Tuy nhiên, hệ thống phần mềm này được vận hành độc lập ở từng bộ phận trực thuộc Sở nên chưa khai thác hiệu quả đối với hệ thống cơ sở dữ liệu hiện có của địa phương.
Chi tiết các phần mềm ứng dụng đang vận hành tại Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh An Giang được thể hiện tại bảng 2.6, như sau:
Bảng 2.6. Tổng hợp các phần mềm ứng dụng tại Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh An Giang
STT Tên phần mềm Nguồn gốc Mục đích sử dụng Hiệu quả
1 Microstation
Tự cài đặt (Mỹ)
- Biên tập bản đồ, kết nối cơ sở dữ liệu.
- Quản lý, chỉnh lý BĐ ĐC khu vực đất ở. Tốt
2 MapInfo
- Biên tập bản đồ chuyên đề, bản đồ hành chính, kết nối cơ sở dữ liệu.
- Quản lý, chỉnh lý bản đồ số đất nông nghiệp. Tốt 3 Autocad - Biên tập bản đồ 4 Famis Tổng cục Địa chính - Quản lý bản đồ địa chính. Tốt 5 ViLIS 1.0 Trung tâm Viễn thám quốc gia
Phần mềm Quản lý đất đai Đang thử
nghiệm 6 I/GEOVEC Tự cài đặt (Mỹ) Số hoá bản đồ Tốt 7 I/RAS B Nắn ảnh đen trắng Tốt 8 I/RAS C Nắn ảnh màu Tốt 9 SDR 6.5 Thành lập bản đồ từ kết quả đo Tốt
10 Surfer 7.0 Nội suy mơ hình số 3D Tốt
11 MapTrans 3.0
Trung tâm TT TNMT (Bộ TNMT)
Chuyển đổi hệ tọa độ bản đồ từ HN72 sang
VN2000 Tốt
12 Quản lý đất đai Tự xây dựng Quản lý hồ sơ địa chính Tốt
13 Quản lý
văn bản
Cục Văn thư và Lưu trữ Nhà nước
Cập nhật văn bản đi, đến Đang sử
dụng
14 Hồ sơ công việc (Đề án 112)
TT Tin học
tỉnh cài đặt Xử lý văn bản trên mạng
Sử dụng không hiệu quả
15 Foxpro Tự cài đặt
-Quản lý hồ sơ cấp GCNQSDĐ -Quản lý hồ sơ lưu trữ
-Quản lý hồ sơ đăng ký thế chấp -Quản lý tiếp nhận và trả kết quả
-Quản lý đăng ký báo cáo, cam kết bảo vệ mơi trường
-Quản lý văn thư
Bình thường 16 CT in GCN Sở Tài nguyên và Môi trường In giấy chứng nhận Tốt
17 Supper Không rõ Xử lý số liệu Tốt
Chương 3 - GIẢI PHÁP TÍCH HỢP CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐẤT ĐAI, CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM 3.1. Đề xuất các giải pháp tích hợp cơ sở dữ liệu đất đai và cơ sở dữ liệu tài nguyên môi trường
Thông qua việc chồng xếp các lớp cơ sở dữ liệu đất đai và cơ sở dữ liệu GIS để xác định mối liên hệ về vị trí địa lý (thơng tin khơng gian). Từ đó xác định các mối liên hệ về tính chất, thuộc tính (thơng qua thơng tin thuộc tính).
Dữ liệu cơ sở dữ liệu GIS và cơ sở dữ liệu đất đai đều được xây dựng dựa trên các cơ sở toán học vững chắc như hệ quy chiếu, hệ tọa độ .v.v. Việc tích hợp hai dữ liệu này qua liên hệ không gian, đầu tiên phải đưa về cùng một hệ quy chiếu.
Với cơ sở dữ liệu hệ thống thơng tin địa hình thủy văn cơ bản Đồng bằng sông Cửu Long, hệ quy chiếu sử dụng là VN-2000, múi chiếu 60 và kinh tuyến trục là kinh tuyến trung ương 1050.
Cơ sở dữ liệu đất đai cũng được xây dựng trên hệ quy chiếu VN-2000, múi chiếu 30 và kinh tuyến trục là kinh tuyến địa phương (An Giang sử dụng kinh tuyến trục 105045’).
Một số phần mềm cho phép chuyển hệ trực tuyến (on the fly project). Cách chuyển hệ này đảm bảo không làm thay đổi hệ toạ độ gốc của dữ liệu, mà tọa độ của dữ liệu khi được hiển thị hay xử lý sẽ được chủ động chuyển đổi về một hệ quy chiếu quy định nào đó.
Việc chồng xếp dữ liệu theo liên hệ vị trí khơng gian có thể phục vụ nhiều mục đích khác khau:
- Nếu phục vụ mục đích để điều chỉnh, cập nhật, bổ sung, tăng độ chính xác của một lớp đối tượng khơng gian nào đó, thơng thường sẽ được chuyển đổi và so sánh với một lớp đối tượng khơng gian có chứa các đối tượng tương tự và có tính chất là được thành lập mới hơn và có độ chính xác cao hơn.
- Nếu phục vụ mục đích qua sự liên kết khơng gian, từ đó tạo ra các liên kết về thuộc tính, tính chất, thì khơng nhất thiết phải chuyển đổi, chồng xếp lớp đối tượng có độ chính xác kém hơn về lớp có độ chính xác cao hơn, mà tiêu chí ở đây là
chọn lớp được chồng xếp là lớp tham chiếu để tích hợp và bổ sung thơng tin từ các thơng tin thuộc tính với của lớp tham chiếu. Ví dụ nếu phục vụ mục tiêu tra cứu thông tin đất đai từ trên cơ sở dữ liệu GIS, chúng ta sẽ chuyển đổi cơ sở dữ liệu địa chính về chồng xếp lên cơ sở dữ liệu GIS.
Với yêu cầu này công cụ chồng xếp, chuyển đổi dữ liệu hồn tồn xây dựng dựa trên cơng cụ chuyển đổi hệ tọa độ của những phần mềm thương mại sẵn có như ArcGIS, MapInfo hoặc những cơng cụ như MapTran.
Tuy nhiên, độ chính xác về vị trí của các đối tượng không gian ảnh hưởng nhiều đến việc tích hợp các lớp thông tin giữa các cơ sở dữ liệu không gian khác nhau. Ví dụ khi chồng xếp lớp thửa đất với cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa hình thủy văn, có thể xảy ra những trường hợp như 1 phần thửa đất có thể rơi vào đối tượng sông suối, đường giao thông hoặc đường ranh giới của các đối tượng sông suối, giao thông trên 2 cơ sở dữ liệu không trùng nhau. Đây là một hiện tượng thường thấy khi chồng xếp hai lớp thông tin được xây dựng với hệ quy chiếu khác nhau, độ chính xác khác nhau, phương pháp thành lập khác nhau.
Để giải quyết vấn đề này, chúng ta sử dụng các phương pháp nắn hình học để đưa một trong 2 lớp đối tượng khơng gian có độ chồng xếp chính xác hơn về vị trí khơng gian với lớp kia. Tuy nhiên cách nắn này chỉ có tính chất cục bộ (khó sử dụng trên phạm vi địa lý rộng) và đơi khi mang tính chủ quan của người xử lý (việc lấy các điểm điều khiển để nắn). Vì vậy, sản phẩm của việc nắn chỉ nên sử dụng như là cách làm cho tăng cường độ chính xác khi chồng xếp về mặt không gian. Các sản phẩm sau khi nắn có thể chỉ được coi là sản phẩm trung gian phục vụ cho một cơng đoạn trong tồn bộ quy trình để giải một bài tốn tích hợp khơng gian.
3.2. Giải pháp kỹ thuật, cơng nghệ quản lý tích hợp và đa chiều của hai cơ sở dữ liệu LIS và GIS dữ liệu LIS và GIS
3.2.1. Giải pháp chuyển đổi các hệ thống bản đồ về hệ thống bản đồ nền địa hình
Theo mơ hình thiết kế cơ sở dữ liệu tích hợp thì cơ sở dữ liệu địa hình thủy văn cơ bản vùng đồng bằng sơng Cửu Long (ĐH-TVCB ĐBSCL) là nền, sau đó được tích hợp
với các cơ sở dữ liệu chuyên đề như đất đai, mơi trường. Vì vậy giải pháp chuyển đổi các hệ thống bản đồ để tích hợp trong một hệ thống thống nhất được xem xét như sau: + Chuyển đổi các lớp thông tin bản đồ ở các hệ thống tọa độ khác nhau về một hệ
thống chung, chuyển hệ thống bản đồ chuyên đề đang ở các hệ tọa độ khác nhau về hệ tọa độ của cơ sở dữ liệu nền. Cụ thể ở đây là chuyển đổi các lớp thông tin cơ sở dữ liệu đất đai về hệ tọa độ VN-2000 quốc gia của cơ sở dữ liệu ĐH-TVCB ĐBSCL. Cơng cụ để chuyển đổi tọa độ có thể sử dụng các cơng cụ phần mềm hiện có (phần mềm của Cục Công nghệ Thông tin - CIREN, phần mềm của Cục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam), hoặc sử dụng các công cụ nắn bản đồ theo các điểm địa vật (MGE của Intergraph).
+ Thay đổi hệ tọa độ của các lớp thông tin chuyên đề về hệ tọa độ của cơ sở dữ liệu nền khi hoạt động trong một môi trường phần mềm, bản chất hệ tọa độ trong cơ sở dữ liệu được lưu trữ không thay đổi. Cách này trong GIS thường được gọi là On the fly projection. Phần lớn các phần mềm GIS hiện tại đều cho phép thực hiện chức năng này như MapInfo, ArcGIS.
Đánh giá ưu, nhược điểm của từng phương pháp như sau:
+ Chuyển đổi về một hệ thống tọa độ chung: Đảm bảo tính đồng nhất của tồn bộ cơ sở dữ liệu tích hợp. Dữ liệu khi chuyển đổi có thể được xử lý (nắn chỉnh lại) để đảm bảo tính chính xác hơn về mặt vị trí giữa các lớp thơng tin. Việc sử dụng và khai thác cơ sở dữ liệu đơn giản, dễ dàng. Nhược điểm là các lớp thông tin chuyên đề đã chuyển đổi tọa độ sau đó nếu được xử lý, cập nhật sẽ phải thực hiện trên hệ thống tọa độ mới, ảnh hưởng rất nhiều đến tích chất chuyên ngành của dữ liệu, và dữ liệu này sẽ không được coi là dữ liệu gốc mà chỉ là dữ liệu dẫn xuất.
+ Thay đổi hệ tọa độ On the fly Projection: Ưu điểm của giải pháp này là sử dụng dễ dàng, cho phép tích hợp rất nhanh chóng dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau không phải xử lý việc nắn, chuyển, bảo toàn được dữ liệu gốc. Nhược điểm của giải pháp này là độ chính xác vị trí khơng cao, ảnh hưởng đến việc phân tích xử lý dữ liệu. Các chức năng phân tích xử lý khơng gian cũng bị hạn chế.
Đề tài, luận văn sử dụng phương án 2 trong công tác xây dựng cơ sở dữ liệu tích hợp, mơ hình của cơ sở dữ liệu như sau:
Hình 3.1. Tích hợp các thành phần của cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu tích hợp gồm 3 cơ sở dữ liệu thành phần:
- Cơ sở dữ liệu địa hình thủy văn cơ bản: Đây là cơ sở dữ liệu có tính nền làm cơ sở (khung - framework) để trình bày các lớp thông tin bản đồ khác khau.
- Cơ sở dữ liệu đất đai: Gồm bản đồ địa chính, hồ sơ địa chính, các bản đồ chuyên đề khác về đất đai. Các lớp thông tin bản đồ sẽ được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu đất đai theo đúng hệ quy chiếu của hệ thống bản đồ đã được quy định (theo hệ tọa độ
địa phương) và quản lý bằng các phần mềm hệ thống thơng tin đất đai. Tuy nhiên, để có thể tích hợp với cơ sở dữ liệu địa hình thủy văn nền, lớp bản đồ này sẽ được hiển thị trên nền các lớp thông tin của cơ sở dữ liệu địa hình thủy văn bằng phương pháp thay đổi hệ tọa độ “On the fly Projection” thông qua các phần mềm ArcGIS.
- Cơ sở dữ liệu tài nguyên môi trường: Các lớp thông tin bản đồ Tài nguyên và Môi trường sẽ được xây dựng trên nền của cơ sở dữ liệu địa hình thủy văn (theo hệ tọa độ của cơ sở dữ liệu địa hình thủy văn) và quản lý bằng các phân hệ phần mềm Tài nguyên và Môi trường. Các tài liệu về Tài nguyên và Môi trường trước đây sẽ được chuyển đổi về tọa độ của cơ sở dữ liệu địa hình thủy văn bằng phương pháp nắn tọa độ.
3.2.2. Giải pháp tích hợp các lớp thông tin khác nhau thông qua các dữ liệu thuộc tính thuộc tính
Mối liên kết giữa các lớp thơng tin khơng gian ngồi vị trí khơng gian, cịn có các mối liên kết dựa trên những thông tin thuộc tính mơ tả tính chất, sự ràng buộc về quản lý: ví dụ như về mặt quản lý lãnh thổ theo địa giới hành chính, địa danh, tên địa vật…
Đề tài, luận văn xem xét một số khả năng liên kết qua các thơng tin thuộc tính có thể được sử dụng để kết nối giữa cơ sở dữ liệu đất đai và cơ sở dữ liệu ĐH-TVCB ĐBSCL như sau:
* Qua mã địa giới hành chính: xã, huyện, tỉnh.
Với các thông tin của cơ sở dữ liệu địa chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, các yếu tố cơ bản đều được quản lý theo đơn vị hành chính. Vì vậy giải pháp sử dụng mã của đơn vị hành chính để liên kết giữa cơ sở dữ liệu ĐH-TVCB ĐBSCL và cơ sở dữ liệu đất đai là hợp lý. Tuy nhiên, mối liên kết này khơng có tính cân bằng giữa hai chiều. Các đối tượng của cơ sở dữ liệu ĐH-TVCB ĐBSCL, phần lớn được quản lý theo vị trí địa lý, khơng giới hạn bởi địa giới hành chính nên khó khăn hơn trong việc liên kết ngược lại.
* Qua địa danh
Địa danh là một yếu tố có vừa thể hiện giữa quản lý hành chính và vị trí địa lý. Thông thường, địa danh không được thể hiện tường minh trong cơ sở dữ liệu đất đai.
Trong hệ thống bản đồ địa chính, địa danh có thể thể hiện dưới dạng thông tin xứ đồng (hoặc địa chỉ) của thửa đất, cịn hồ sơ địa chính thể hiện địa chỉ của chủ sử dụng đất.
Sự liên kết này khá lỏng lẻo và không nhất quán, do địa danh có thể trùng nhau. Tuy nhiên nếu kết hợp giữa địa danh và mã đơn vị hành chính xã, mối liên kết này sẽ đem lại chính xác cao hơn.
* Qua tên địa vật:
Sự liên kết giữa cơ sở dữ liệu ĐH-TVCB ĐBSCL và cơ sở dữ liệu đất đai có thể sử dụng qua tên các đối tượng địa lý. Tuy nhiên để có thể liên kết được, đòi hỏi các đối tượng địa lý trong các cơ sở dữ liệu khác nhau đều cùng một mã hoặc tên. Các đối tượng địa lý có thể được sử dụng tạo liên kết thông dụng nhất là tên các đối tượng địa lý thuộc giao thông, thủy văn.
* Quản lý thông tin liên kết và thông tin mô tả (metadata)
Giải pháp công nghệ sử dụng phần mềm ArcGIS Catalog hoặc phần mềm mã nguồn mở GeoNetwork Opensource.
3.2.3. Giải pháp tích hợp các thơng tin theo thời gian
Trong GIS, mơ hình cơ sở dữ liệu không gian (spatial model) theo thời gian (time series) đã được nghiên cứu. Cụ thể trong với ArcGIS, một mơ hình dữ liệu khơng gian quản lý các dữ liệu không gian theo chuỗi thời gian đã được xây dựng để mô tả hệ thống thu thập dữ liệu theo thời gian là mơ hình ArcHydro. ArcHydro là mơ hình cụ thể mơ tả quản lý các thơng tin về lưu vực, hệ thống mạng sông, các trạm đo đạc thu thập số liệu về mực nước… phục vụ cơng tác giải các bài tốn về lũ lụt. Mơ hình này cũng đã được ứng dụng thử nghiệm trong dự án “Xây dựng hệ thống thơng tin địa hình
- thủy văn cơ bản phục vụ phòng chống lũ lụt và phát triển kinh tế xã hội vùng đồng bằng sơng Cửu Long” để tích hợp hệ thống thơng tin địa lý (GIS) và hệ thống thông tin
thủy văn (HIS).
Ý tưởng mơ hình được xây dựng một cơ sở dữ liệu khơng gian có thêm thành phần chuỗi thời gian là sử dụng để mô tả thông tin trong một hình khối 3 chiều với các trục: biến số, không gian, và thời gian. Trục X mô tả những gì đã được ghi lại một đối
tượng cụ thể nào đó dưới dạng 1 biến số, trục khơng gian mơ tả nơi mà nó đã được ghi lại và trục thời gian mơ tả khi nó được ghi lại. Một điểm trong khối lập phương biến số - không gian - thời gian đại diện cho một giá trị đo lường của một đối tượng tại một thời điểm nào đó và mặt phẳng cắt qua khối cung cấp cho một tập các phép đo theo chuỗi thời gian của một đối tượng. Sử dụng mơ hình khái niệm này, người ta có thể