1 .Tính cấp thiết của đề tài
8. Cấu trúc của luận văn
3.2. Chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân, TP Hải Dương
3.2.2. Các bước chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân
a) Biên tập dữ liệu bản đồ số trên phần mềm Microstation
- Căn cứ vào danh mục các đối tượng địa lý trong CSDL sử dụng đất và bảng phân lớp cá đối tượng trong bản đồ địa hình và bản đồ sử dụng đất, tổ chức tách các lớp thơng tin hình học của từng mảnh bản đồ thành nhiều file, mỗi file tương ứng với một lớp thông tin trong CSDL hiện trạng sử dụng đất.
- Tiếp biên các loại đối tượng hình học giữa các mảnh bản đồ địa hình lân cận theo nguyên tắc tiếp biên của bản đồ địa hình, liên kết các đối tượng tuyến có cùng thuộc tính.
- Làm sạch dữ liệu, loại bỏ các vùng có diện tích nhỏ sinh ra do lỗi số hóa, kiểm tra gán độ cao cho các đối tượng địa hình
b) Thiết kế lược đồ ứng dụng UML cho CSDL hiện trạng sử dụng đất bằng phần mềm Rational Rose
Thiết kế lược đồ lớp UML thể hiện các yếu tố cơ sở dữ liệu địa lý như các Feature dataset, Feature class và mối quan hệ giữa các đối tượng. Các thành phần của cơ sở dữ liệu như: các bảng (table), các lớp đối tượng (feature class), mối quan hệ giữa các lớp (relationship class)… được tổ chức và tuân thủ theo các quy luật nhất định như: các feature dataset ở tầng bên dưới của geodatabase, còn các feature class nằm trong các feature dataset.
Các đối tượng trong lược đồ UML sẽ được tổ chức theo danh mục đối tượng CSDL sử dụng đất. Thiết kế mơ hình cấu trúc dữ liệu sử dụng đất Phường Hải Tân TP Hải Dương bao gồm 8 gói UML (8 Feature dataset) bằng việc sử dụng các biểu đồ lớp.
+ Giao thông
+ Thủy hệ
c) Chuyển mơ hình cấu trúc dữ liệu UML sang dạng Geodatabase trong phần mềm ARCGIS
Để có thể chuyển mơ hình UML thành dạng Geodatabase phải chuyển về một ngôn ngữ trung gian XMI ( Xml Metadata Interchange). XMI cho phép chuyển đổi mơ hình UML về dạng file XML. XML là ngôn ngữ đánh dấu mở rộng cho phép người sử dụng định nghĩa nội dung của các tài liệu bằng cách tạo đuôi mở rộng theo ý người sử dụng. Arcgis có thể đọc được mơ hình UML dưới dạng XML bằng công cụ Schema Wizard trong ArcCatalog hoặc bằng cách thiết lập Personal Geodatabase trực tiếp trong phần mềm sau đó Import XML Document bằng cách kích chuột phải vào Personal Geodatabase vừa lập được.
Hình 3.4: Chuyển mơ hình UML thành Geodatabase bằng cơng cụ Schema Wizard
Hình 3.5: Mơ hình đối tượng CSDL Sử dụng đất UML đã được chuyển thành Geodatabase trong ArcCatalog
Khi mơ hình UML được chuyển thành Geodatabase trong ArcCatalog thì các Feature dataset cần được khai báo về hệ tọa độ. Có thể khai báo các thơng số của tọa độ hoặc nhập từ một lớp đối tượng đã có tọa độ chuẩn.
Hình 3.6: Khai báo tọa độ cho CSDL hiện trạng sử dụng đất d) Nhập dữ liệu từ Microstation vào Geodatabase trong ARCGIS
Mơ hình dữ liệu sử dụng đất sau khi được thiết lập dưới dạng Geodatabase thì đây mới là các file rỗng mà chưa có dữ liệu. Nguồn dữ liệu đầu vào là dạng *.dgn của Microstation, dữ liệu có thể được tách lớp và chuẩn hóa theo các yêu cầu kỹ thuật chuẩn hóa dữ liệu trong phần mềm microstaton. Hoặc cách khác có thể nhập dữ liệu dạng *.dgn sang Shapefile sau đó tách lớp và chuẩn hóa trên dạng Shapefile bằng phần mềm ArcGis.
Lần lượt nhập các đối tượng thuộc các nhóm lớp đã được chuẩn hóa và phân tách sang các lớp đối tượng của cơ sở dữ liệu sử dụng đất trong ArcGis.
+ Nhập dữ liệu vào nhóm lớp Địa giới:
Hình 3.7: Nhóm dữ liệu Địa giới
+ Nhập dữ liệu vào nhóm lớp Giao thơng:
+ Nhập dữ liệu vào nhóm lớp Thủy hệ
Hình 3.9: Nhóm dữ liệu Thủy hệ
+ Nhập dữ liệu vào nhóm lớp Hạ tầng dân cư:
+ Nhập dữ liệu vào nhóm lớp Hạ tầng kỹ thuật:
Hình 3.11: Nhóm dữ liệu Hạ tầng kỹ thuật
+ Nhập dữ liệu vào nhóm lớp Sử dụng đất:
Hình 3.12: Nhóm dữ liệu Sử dụng đất e) Nhập thơng tin thuộc tính cho các đối tượng trong Geodatabase
Trên cơ sở các thông tin đã thu thập được, tiến hành nhập các thông tin thuộc tính cho các đối tượng trong CSDL sử dụng đất. Các trường thuộc tính, kiểu dữ liệu
của thuộc tính và miền giá trị của thuộc tính đã được thiết kế trong lược đồ cấu trúc CSDL UML, do đó khi xuất sang dạng Geodatabase, các feature Class đã có các trường thuộc tính này.
Hình 3.13: Nhập giá trị thuộc tính cho các đối tượng f) Xây dựng siêu dữ liệu cho các đối tượng sử dụng đất
Theo tiêu chuẩn ISO 19115, nội dung của siêu dữ liệu địa lý (metadata) cho cơ sở dữ liệu thông tin địa lý phải bao gồm các nội dung sau:
- Nhóm thơng tin mơ tả về siêu dữ liệu địa lý - Nhóm thơng tin mơ tả hệ quy chiếu hệ tọa độ - Nhóm thơn tin mơ tả dữ liệu địa lý
- Nhóm thơng tin mơ tả chất lượng dữ liệu địa lý
- Nhóm thơng tin mơ tả quy trình và phương pháp phân phối dữ liệu địa lý. Các siêu dữ liệu này được xây dựng trên giao diện metadata của ArcCatalog. Trên giao diện của ArcCatalog chọn StyleSheet là ISO.
Hình 3.14: Chọn giao diện Metadata trong ArcGis là chuẩn ISO
Sau khi chọn chuẩn chế độ này, siêu dữ liệu của các lớp đối tượng sẽ được xây dựng theo chuẩn ISO-19115.
g) Kiểm tra chất lượng Cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất
+ Kiểm tra quan hệ không gian topology
Các đối tượng địa lý khi xây dựng trong Microstation thường được xây dựng kiểu Spagetti, khơng có quan hệ khơng gian topology giữa các đối tượng. Chính vì vậy khi chuyển đổi dữ liệu sang dạng Feature Class trong cơ sở dữ liệu phải xây dựng lại quan hệ không gian topology giữa các đối tượng.
Kiểm tra quan hệ không gian giữa các đối tượng trong một lớp và giữa các lớp theo yêu cầu quan hệ không gian của các đối tượng trong mô hình cấu trúc dữ liệu UML. Khi phát hiện lỗi cần xem xét lại vị trí tương quan giữa các đối tượng để quyết định có phải sửa lỗi hay khơng.
Hình 3.17: Tạo quan hệ Topology cho đường địa giới và mốc địa giới
Thông thường các đường địa giới phải đi qua mốc địa giới. Tuy nhiên nếu đường địa giới là ranh giới tự nhiên như sống núi, đỉnh núi… thì đường địa giới thường khơng đi qua mốc địa giới. Những điểm màu đỏ là những điểm mà không tuân theo đúng quy luật mà phần mềm tìm ra.
+ Kiểm tra chất lượng dữ liệu sử dụng đất
Ở đây do Cơ sở dữ liệu ở quy mô nhỏ (một Phường) nên áp dụng phương pháp đánh giá chất lượng trực tiếp và kiểm tra toàn bộ sản phẩm theo các yêu cầu chất lượng đặt ra.
h) Trình bày Cơ sở dữ liệu hiện trạng sử đụng đất Phường Hải Tân
Để trình bày sơ sở dữ liệu sử dụng đất Phường Hải Tân, ta lựa chọn một số thơng tin thuộc tính của các nhóm đối tượng trong Cơ sở dữ liệu để tạo lập bản đồ chuyên đề sở dụng đất.
Hình 3.18: Tạo bản đồ chuyên đề trong ArcMap
Tùy vào từng mục đích để lựa chọn các thơng tin thuộc tính để trình bày dữ liệu sử dụng đất
Hình 3.19: Trình bày bản đồ hiện trạng sử dụng đất
Sau khi chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất sẽ được mã hóa thành dạng XML để thuận tiện cho việc trao đổi dữ liệu và chia sẻ trên các hệ quản trị CSDL khác nhau.
Cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân đã đáp ứng đúng các tiêu chuẩn chất lượng đặt ra, tạo được một CSDL thông tin đáng tin cậy phục vụ cho việc tìm kiếm, trao đổi, phân tích và cập nhật dữ liệu.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận
Qua quá trình thực hiện luận văn với đề tài “Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện
trạng sử đụng đất TP Hải Dương” với phần lý thuyết và thực nghiệm, tác giả rút ra
một số kết luận sau:
1. Việc cập nhật và xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên đất thống nhất là hết sức cần thiết nhằm đáp ứng được yêu cầu quản lý đất đai của Thành phố Hải Dương nói riêng cũng như của cả nước nói chung, đáp ứng yêu cầu và mục tiêu của ngành. Tuy nhiên việc đầu tư các trang thiết bị phục vụ cho công tác quản lý đất đai ở nước ta hiện nay còn hạn chế, cơng tác quản lý đất đai cịn nhiều khó khăn, các tài liệu sổ sách liên quan đến nguồn tài ngun đất chưa có sự thống nhất, cơng việc cập nhật và chỉnh lý các biến động liên quan tới nguồn tài nguyên đất chưa được thường xuyên nên độ chính xác thấp.
2. Chuẩn quốc tế về hệ thông tin địa lý ISO/TC211 đã được áp dụng tại nhiều quốc gia trên thế giới và đã khẳng định được tính hiệu quả trong xây dựng CSDL địa lý. Việc ứng dụng chuẩn này vào xây dựng CSDL địa lý là phù hợp với yêu cầu thực tiễn và xu thế của thế giới. Nhờ được chuẩn hóa các CSDL thơng tin địa lý cho phép các hệ thông tin địa lý mở rộng khả năng lưu trữ, hiển thị, kiểm tra, phân tích và trao đổi các dữ liệu một cách hiệu quả nhất trên diện rộng từ quy mô ngành đến quy mơ quốc gia và quy mơ tồn cầu.
3. Lược đồ ứng dụng UML là giải pháp bắt buộc để thiết kế các mơ hình CSDL địa lý. Nó địi hỏi người thiết kế phải có hướng nhìn tổng quan và đa chiều về nội dung và cấu trúc CSDL. Dạng mã hóa trao đổi XML giúp cho việc trao đổi CSDL trở nên dễ dàng và thuận tiện mà không phụ thuộc vào phần mềm GIS nào.
4. Qua thử nghiệm tại khu vực nghiên cứu, phần mềm ArcGis có thể đánh giá là phần mềm ưu việt để thành lập hệ thống CSDL địa lý do có các chuẩn tương thích với các chuẩn quốc tế về thơng tin địa lý và có nhiều cơng cụ mạnh để phân tích dữ liệu.
5. Dữ liệu địa lý nền cùng với dữ liệu sử dụng đất đóng vai trị rất quan trọng đối với sự phát triển của một lãnh thổ, đặc biệt là ở một huyện đồng bằng, vì đây là nơi có nhiều quy hoạch phát triển kinh tế xã hội, có tần suất biến đổi sử dụng đất cao.
6. CSDL hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân – TP Hải Dương đã được chuẩn hóa theo quy định của ISO/TC 211 và là tài liệu tin cậy, tạo thuận lợi cho các bài tốn phân tích sau này về sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên trong đó có tài nguyên đất đai. Ngồi ra nó cịn thuận lợi cho việc chia sẻ dữ liệu trong nội bộ phường, Thành phố và rộng hơn nữa nhằm phục vụ hiệu quả việc phân tích dữ liệu địa lý trong các quyết định cho các cấp, ban ngành trong hoạch định phát triển kinh tế xã hội và an ninh quốc phòng.
Kiến nghị
1. Để xây dựng được một hệ thống CSDL sử dụng đất hoàn chỉnh với dung lượng thơng tin chính xác và đầy đủ nhất cần tiến hành đo vẽ cụ thể các khoanh vi sử dụng đất, điều tra các thông tin liên quan và phải được thực hiện bởi các tổ chức, cơ quan có chun mơn về lĩnh vực thơng tin địa lý và hiểu biết về chuẩn ISO/TC 211.
2. Tùy vào từng điều kiện dữ liệu, tình hình cơng nghệ và mục đích, mỗi cá nhân, tổ chức, ban ngành có thể lựa chọn áp dụng một số tiêu chuẩn quốc tế ISO/TC211 trong xây dựng CSDL địa lý nền và CSDL địa lý chuyên ngành của mình. Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng của CSDL cũng như thuận lợi trong việc trao đổi dữ liệu phải thiết kế cấu trúc CSDL địa lý theo mơ hình cấu trúc hướng đối tượng UML và mã hóa dữ liệu theo ngơn ngữ XML cũng như tuân thủ các quy luật về quan hệ không gian Topology của các đối tượng.
3. CSDL sau khi đã được chuẩn hóa theo quy định sẽ được sử dụng để phục vụ cho nhiều ngành với nhiều mục đích khác nhau. Vì vậy cần mã hóa dữ liệu theo ngơn ngữ GML (Geography Markup Language) để thuận tiện cho việc trao đổi dữ liệu, chia sẻ thông tin trên mạng internet giúp người dân và các cơ quan đều có thể truy cập, mọi người có thể góp ý chỉnh sửa góp phần nâng cao tính minh bạch trong quản lý đất đai.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2007), “Quyết định về việc ban hành Quy định áp
dụng chuẩn thông tin địa lý cơ sở quốc gia”, Quyết định Bộ trưởng Bộ TN&MT.
2. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012), “Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chuẩn
thông tin địa lý cơ sở”, QCVN 42: 2012/BTNMT
3. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2014), “Thông tư quy định về thống kê kiểm kê
đất đai và lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất”, TT 28/2014-BTNMT
4. Nguyễn Ngọc Thạch (1996), “Viễn thám trong nghiên cứu tài nguyên và môi
trường”, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội
5. Nguyễn Ngọc Thạch, Trần Tuấn Dũng (2005), “Viễn thám và Hệ thông tin địa lý
ứng dụng”, tập bài giảng, Đại học Quốc gia Hà Nội
6. Nguyễn Thị Thái Thanh (2008), “Xây dựng cơ sở dữ liệu về đất quốc phòng”,
Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Mỏ địa chất, Hà Nội Tiếng Anh
7. Burrough, P.A (1986), “Principles of Geographical Information Systems for
Land Resources Assessment”, Oxford University Press, English.
8. Cowen, D. J. (1988), “GIS versus CAD versus DBMS, What are the
differences?”, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 54, (1551-4).
9. Parker (1998), “The unique qualities of a geographic information system a
commentary”, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 54: 1547-9
10. Ozemoy, V.M. Smith, … (1981), “Evaluating computerized geographic
information systems using decision analysis”, Inerfaces 11: 92-8.
11. Smith, T. R., Menon, … (1987), “Requirements and principles for the
implementation and construction of large-scale geographic information systems”, International Journal of Geographic Information Systems 1: 13-31.
12. Website: http://land.hcmunre.edu.vn 13. Website: www. Esri.com
14. Website: www. Iso.com 15. Website: www. Opengis.com 16. Website: www. Iso/tc211.com