2.4.5.5. Khối THCS
Bảng 2.22: Bảng THCS
Tên trƣờng Kiểu trƣờng Độ rộng Mô tả
MaDT Text 10 Mã đối tượng trường tiểu học
IDTruong Text 10 Mã trường
Ten_truong Text 50 Tên trường
PL_truong Text 5 Phân loại trường
Diachi Text Địa chỉ trường
Lienhe Text E-mail liên hệ của trường
SDT Text Số điện thoại liên hện của trường
DatchuanQG Short Integer Đạt chuẩn quốc gia
(Đạt chuẩn: 1 ; Chưa đạt: 0) Bảng 2.23: Bảng THCS_tonghop
Tên trƣờng Kiểu trƣờng Độ
rộng Mô tả
MaDT Text 10 Mã đối tượng trường THCS
Namhoc Short Integer Năm học
Tong_Sotruong Short Integer Tổng số trường THCS toàn quận Tong_GV Short Integer Tổng số giáo viên THCS toàn quận
Tong_HS Short Integer Tổng số học sinh THCS toàn quận
HS_Gioi Double Tỉ lệ học sinh giỏi toàn quận
HS_Kha Double Tỉ lệ học sinh khá toàn quận
HS_TB Double Tỉ lệ học sinh trung bình tồn quận
HS_Bohoc Double Tỉ lệ học sinh bỏ học toàn quận
Totnghiep Double Tỉ lệ tốt nghiệp THCS toàn quận
Bảng 2.24: Bảng THCS_thongke
Tên trƣờng Kiểu trƣờng Độ rộng Mô tả
IDtruong Text 10 Mã trường
Namhoc Short Integer Năm học
So_HS Short Integer Số học sinh toàn trường
So_GV Short Integer Số giáo viên toàn trường
So_lop Short Integer Số lớp toàn trường
TL_Gioi Double Tỉ lệ học sinh giỏi toàn trường
TL_Kha Double Tỉ lệ học sinh khá toàn trường
TL_TB Double Tỉ lệ học sinh TB toàn trường
TL_Luuban Double Tỉ lệ học sinh lưu ban toàn trường
TL_Bohoc Double Tỉ lệ học sinh bỏ học toàn trường
TL_Totnghiep Double Tỉ lệ tốt nghiệp của trường
Bảng 2.25: Bảng chi tiết từng trường: Tentruong_chitiet
Tên trƣờng Kiểu trƣờng Độ rộng Mô tả
IDtruong Text 10 Mã trường
Namhoc Short Integer Năm học
So_HS6 Short Integer Số học sinh lớp 6
So_L7 Short Integer Số lớp 7
So_HS7 Short Integer Số học sinh lớp 7
So_L8 Short Integer Số lớp 8
So_HS8 Short Integer Số học sinh lớp 8
So_L9 Short Integer Số lớp 9
So_HS9 Short Integer Số học sinh lớp 9
VH_Gioi Short Integer Số học sinh học lựcgiỏi
VH_Kha Short Integer Số học sinh học lực khá
VH_TB Short Integer Số học sinh học lực trung bình
VH_Yeu Short Integer Số học sinh học lực yếu
VH_Kem Short Integer Số học sinh học lực kém
HK_Tot Short Integer Số học sinh đạt hạnh kiểm tốt HK_Kha Short Integer Số học sinh đạt hạnh kiểm khá
HK_TB Short Integer Số học sinh đạt hạnh kiểm TB
HK_Yeu Short Integer Số học sinh đạt hạnh kiểm yếu Totnghiep Short Integer Số học sinh tốt nghiệp THCS
Bảng 2.26: Mô tả quan hệ các bảng
STT Tên quan hệ Mô tả Ý nghĩa
1 THCS_CSVC Quan hệ giữa bảng THCS và CSVC
Mỗi trường có tình trạng CSVC riêng
2 THCS_Thongke Quan hệ giữa bảng THCS và THCS_thongke
Mỗi trường có số liệu thống kê riêng
3 THCSthongke_Te ntruong
Quan hệ giữa bảng
THCS_thongke và Tentruong_chitiet
Số liệu mỗi trường là duy nhất
CHƢƠNG 3
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM GIS TRONG QUẢN LÝ NGÀNH GD-ĐT QUẬN HOÀNG MAI
3.1. Ứng dụng phần mềm GIS trong quản lý ngành GD-ĐT quận Hoàng Mai
3.1.1. Mục tiêu
- Hỗ trợ cơ quan quản lý giáo dục ở cấp quận (Phòng GD-ĐT) trong vệc quản lý, điều hành và lập kế hoạch phát triển giáo dục ở địa phương.
- Cung cấp những thơng tin cơ bản về các trường: vị trí, hiện trạng cơ sở vật chất.
- Cung cấp các thông tin cơ bản về giáo viên, phục vụ cho vệc tìm kiếm, phân loại, thống kê, dự báo.
- Cung cấp các thông tin về số lượng học sinh, chất lượng học tập chung của các trường, có sự biến đổi qua các năm.
3.1.2. Quá trình xây dựng 3.1.2.1. Khảo sát thực tế 3.1.2.1. Khảo sát thực tế
Quận Hoàng Mai vùng đất nằm ở phía đơng nam thành phố Hà Nội. Diện tích tự nhiên là 4.104,1 ha (41 km²)
Tổng số dân là 214.759 người. Phía đơng giáp huyện Gia Lâm Tây và nam giáp huyện Thanh Trì.
Bắc giáp quận Thanh Xuân và quận Hai Bà Trưng
Gồm 14 đơn vị hành chính trực thuộc là 14 phường được hình thành trên cơ sở tồn bộ 9 xã và một phần xã Tứ Hiệp của huyện Thanh Trì, và 5 phường của quận Hai Bà Trưng.
Quận Hoàng Mai có đường giao thơng thuỷ trên sông Hồng. Quận có các đường giao thơng quan trọng đi qua gồm: Quốc lộ 1A, 1B, đuờng vành đai 3, cầu Thanh Trì, đường vành đai 2,5.
Qua khảo sát sơ bộ, hiện Phòng GD-ĐT quận Hoàng Mai đang chịu trách nhiệm quản lý:
- 18 trường tiểu học (17 trường cơng lập và 1 trường ngồi cơng lập). - 16 trường THCS (16 trường công lập và 1 trường ngồi cơng lập).
Đây là một khối lượng cơng việc khơng hề nhỏ khi mà phịng GD phải quản lý nhiều mặt, từ cán bộ giáo viên, chất lượng đào tạo, cơ sở vật chất.
3.1.2.2. Thu thập bản đồ nền và dữ liệu
- Bản đồ nền: bản đồ quy hoạch quận Hoàng Mai tỉ lệ 1:20000. - Dữ liệu về giáo dục:
+ Niên giám thống kê.
3.1.2.3. Lựa chọn phần mềm ứng dụng
* Yêu cầu
Xây dựng hệ thống GIS cần phải chọn phần mềm thích hợp. Để lựa chọn phần mềm cho việc xây dựng CSDL địa lý là bài toán đối với các cơ quan, tổ chức đang hoạt động trên lĩnh vực GIS, phải xem xét trên nhiều khía cạnh khác nhau. Những tiêu chí mà một phần mềm cần đáp ứng, bao gồm:
- Hỗ trợ quản trị CSDL không gian đa người dùng
- Hỗ trợ giao dịch, truyền tải dữ liệu không gian trên mạng cho phần mềm khách (client)
- Giá chuyển giao công nghệ thấp - Hỗ trợ lập trình GIS
- Có thể kết hợp với các cơng nghệ nền khác, với các hợp phần do người lập trình tự phát triển.
Sự chọn lựa phần mềm nào phụ thuộc vào khả năng, nhu cầu và mục đích sử dụng của từng nơi. Trong các công nghệ nền GIS thương mại hiện nay, đáng chú ý nhất là công nghệ của viện nghiên cứu môi trường ESRI cung cấp các giải pháp tương đối đồng bộ cho việc xây dựng một hệ thống GIS. Điểm mạnh nhất của công nghệ GIS của ESRI là quản trị CSDL không gian đa người dùng trên mạng diện rộng, hỗ trợ giao dịch, truyền tải dữ liệu không gian trên mạng cho phần mềm khách. Giải pháp mạng của ESRI được phát triển hồn chỉnh và đồng bộ. Tuy nhiên có một nhược điểm cơ bản khi áp dụng ở nước ta đó là giá thành chuyển giao khá cao.
ESRI cung cấp cho nhà phát triển các giải pháp công nghệ sau đây để xây dựng một ứng dụng GIS hoàn chỉnh:
- ArcGIS: lưu trữ và quản trị dữ liệu khơng gian và thuộc tính, tích hợp vào các hệ quản trị CSDL quan hệ như Access, Foxpro,…
- MapObjects: hỗ trợ lập trình GIS theo cơng nghệ nhúng OLE trong môi trường Windows.
* Cấu trúc bộ phần mềm ArcGIS
ArcGIS của hãng ESRI là một bộ tích hợp các sản phẩm phần mềm với mục tiêu xây dựng một hệ thơng tin địa lý hồn chỉnh. ArcGIS có thể thực hiện các chức năng về GIS trên máy trạm, máy chủ, dịch vụ Web hay thiết bị di động. Với các kỹ thuật này cho phép người dùng có được các cơng cụ quản lý một hệ thống GIS phức tạp. ArcGIS bao gồm:
- Desktop GIS: ArcView, ArcEditor, ArcInfo và các phần mở rộng - Server GIS: ArcGIS Server, ArcIMS, ArcSDE
- Embedded GIS: ArcGIS Engine - Mobile GIS: ArcPad, ArcGIS Engine
Hình 3.2. Cấu trúc của bộ sản phẩm ArcGIS
ArcGIS Desktop là một module trong ArcGIS, bao gồm 3 sản phẩm: ArcView, ArcEditor, ArcInfo. Mỗi sản phẩm cung cấp các chức năng về GIS và được phân cấp theo chức năng tăng dần, từ ArcView đến ArcInfo. Cách quản lý sản
phẩm và tính kết hợp động giữa các sản phẩm này cho phép thực hiện các thao tác mềm dẻo cho người dùng cuối.
- ArcInfo là sản phẩm hoàn thiện nhất, trở thành sản phẩm chuẩn về GIS. Về
kiến trúc, ArcInfo gồm ba ứng dụng chính là ArcToolbox, ArcCatalog, ArcMap.
- ArcToolbox: cung cấp các chức năng xử lý và phân tích không gian với hơn
100 công cụ để thao tác với dữ liệu.
- ArcCatalog: để quản lý, theo dõi các dữ liệu đã có hoặc tạo mới và mơ tả
các dữ liệu mới.
- ArcMap: dùng để hiển thị, chỉnh sửa dữ liệu không gian cũng như dữ liệu
thuộc tính của đối tượng. Các bản đồ được tạo ra trong ArcMap.
* Các ưu điểm của ArcGIS
ArcGIS thể hiện tính vượt trội của nó với các đặc điểm sau:
- Tính tương thích cao: các sản phẩm phần mềm ArcGIS được xây dựng trên chuẩn công nghiệp gồm: NET, Java và COM để tuỳ biến và hệ quản trị cơ sở dữ liệu, XML, SOAP, TCP/IP và HTTP cho môi trường mạng.
- Hệ thống đa chức năng: khả năng biên tập, phân tích dữ liệu GIS mạnh với các mơ hình quản lý và mơ hình dữ liệu cao cấp, hiện đại.
- Tính mềm dẻo: khả năng phục vụ cho hầu hết các đối tượng, từ người dùng đơn lẻ đến các cơ quan, tổ chức, cho bất kỳ đối tượng nào có nhu cầu sử dụng CSDL lớn hay có yêu cầu sửa đổi hay cập nhật CSDL một cách đồng thời.
- Tạo ứng dụng thông qua giao diện Web: cho phép người dùng có thể xây dựng các vị trí đối tượng trên bản đồ, xem, phân tích và đưa ra quyết định bằng các ứng dụng GIS thông qua Internet.
- Hỗ trợ các nhà phát triển hệ thống: các thư viện của phần mềm, bộ mã nguồn cung cấp cho các nhà phát triển hệ thống những ví dụ, kinh nghiệm tốt để phát triển
các phần mềm với nhiều tuỳ chọn như phát triển độc lập, xây dựng các ứng dụng có nhúng hàm GIS hay phát triển dựa trên nền phần mềm có sẵn.
* Định dạng dữ liệu phổ biến trong ArcGIS
Shapefile
Là một tập các đối tượng đồng nhất về kiểu dữ liệu không gian (gồm các kiểu Point, Polyline, Polygon, MultiPoint, MultiPatch).
Shapefile lưu trữ cả về dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính với bốn file chính:
- File .prj : lưu trữ thông tin về hệ toạ độ
- File .shp : chứa các đối tượng dạng khơng gian - File .dbf : bảng thuộc tính
- File .shx : chỉ số để liên kết đối tượng và bảng thuộc tính
Coverage
Là định dạng để trình bày dữ liệu vector trong ArcInfo, có hiệu quả cao đối với dữ liệu không gian và topology: dữ liệu thuộc tính được lưu trong các bảng quan hệ có thể tuỳ chọn kết nối với các cơ sở dữ liệu khác.
Coverage kết hợp dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính cùng các quan hệ topology trong đối tượng. Dữ liệu không gian được lưu ở các file nhị phân và dữ liệu thuộc tính cùng với dữ liệu topology được lưu ở các INFO table.
Coverage được lưu trong máy tính dưới dạng một thư mục. Tên thư mục chính là tên coverage, một tập hợp các coverage được tổ chức lại một nơi gọi là workspace.
Một coverage bao gồm một tập hợp các file, mỗi file trong số đó lưu một phần thơng tin về lớp đối tượng.
- Feature dataset: Là một tập hợp các lớp đối tượng (feature class) có cùng hệ tham chiếu tọa độ.
- Feature class: Lưu một tập các đối tượng địa lý cùng loại (điểm, đường, vùng)
- Table: Là bảng lưu thông tin phụ trợ cho một lớp đối tượng
- Relationship class: Thể hiện quan hệ giữa các lớp đối tượng và các bảng:
Hình 3.3. Mơ tả cấu trúc geodatabase
Những ưu điểm của geodatabase:
- Có thể cài đặt sẵn các chức năng và được lưu trữ toàn vẹn trong một cơ sở dữ liệu.
- Có thể lưu dữ liệu của các lớp đối tượng (feature class) có kích thước lớn. - Dựa trên các đối tượng hình học cơ bản như: điểm, đường, vùng,… người dùng có thể định nghĩa các đối tượng tuỳ chọn như: ống dẫn, thửa đất,…
- Các đối tượng tuỳ chọn này có các hành vi đặc biệt mơ tả đối tượng trong thế giới thực. Người dùng có thể sử dụng các hành vi đó để hỗ trợ cho các mơ hình phức tạp như mạng, ngăn ngừa các lỗi về dữ liệu, tùy chọn cách hiển thị đối tượng và tùy chọn các mẫu để khảo sát các thuộc tính của đối tượng.
Với những tính năng ưu việt của mình, ArcGIS đã trở thành một lựa chọn hàng đầu trong công tác ứng dụng GIS vào thực tiễn. Trong quá trình thực hiện đề tài này em sử dụng ArcGIS Desktop 9.2 với tuỳ chọn cài đặt ArcInfo.
3.1.2.4. Chuyển đổi định dạng bản đồ và biên tập
Chọn lựa các đối tượng không gian cần thiết theo như CSDL không gian đã xây dựng, sau đó dùng cơng cụ Universal Translator trong MapInfo để chuyển
đổi các file .TAB của MapInfo sang dạng shapefile của ArcGIS. Tạo Geodatabase QLGD_CG
Trong ArcCatalog tạo một Personal Geodatabase đặt tên là QLGD_CG. Trong ArcCatalog tạo các Feature Dataset như CSDL không gian đã xây dựng ở phần trước.
Dùng công cụ Conversion Tools trong ArcCatalog để chuyển định dạng
shapefile về geodatabase, đưa vào các FeatureDataset tương ứng.
Hình 3.4. Minh hoạ một FeatureDataset
Biên tập lại bản đồ nền trên ArcGIS.
Sử dụng các công cụ của ArcMap để biên tập lại các lớp đối tượng không gian.
3.1.2.5. Xây dựng CSDL ngành giáo dục quận Hoàng Mai
Trong ArcCatalog tạo các bảng (Table) với cấu trúc đã thiết kế để chứa các số liệu về giáo dục.
Hình 3.5. Một số bảng thuộc tính về giáo dục
Tạo các quan hệ (RelationshipClass) để kết nối các bảng liên quan.
Hình 3.6. Các RelationShip Class
Dựa trên các bảng số liệu thống kê về giáo dục đã thu thập được, tiến hành nhập dữ liệu cho các bảng tương ứng
3.1.2.6. Hoàn thiện dữ liệu
Sau khi dữ liệu khơng gian và thuộc tính của các đối tượng cần thiết đã được hồn chỉnh, tiến hành biên tập nhằm hiển thị các đối tượng trên bản đồ theo phân loại các đối tượng, tỉ lệ bản đồ, các lớp hiển thị, màu sắc, font chữ…
Hình 3.9. Giao diện bản đồ trong ArcMap
3.2. Khai thác hệ thống quản lý giáo dục quận Hồng Mai trên ArcGIS Desktop
3.2.1. Tìm kiếm vị trí trường học trên bản đồ
Trong ArcMap, các đối tượng có thể được truy vấn theo vị trí trên bản đồ hoặc theo thuộc tính của chúng. ArcMap cung cấp một số cơng cụ hữu ích để khai thác thơng tin.
* Tìm kiếm theo vị trí ( Select by Location)
Đây là cách thức tìm kiếm các đối tượng trường thông qua các quan hệ không gian. ArcMap cho phép tìm kiếm các đối tượng dựa trên quan hệ vè vị trí địa lý.
- are crossed by the outline of another feature: chọn đối tượng bị cắt bởi
đường bao của các đối tượng ở lớp khác.
- are within a distance of: chọn đối tượng cách các đối tượng ở lớp khác trong một khoảng nhất định.
- are completely within: chọn các đối tượng nẳm trọn bên trong đối tượng của lớp khác.
- are contained by: chọn đối tượng nằm trong đối tượng của lớp khác bao gồm cả đối tượng tiếp xúc với đường bao.
- completely contain: chọn các đối tượng chứa đối tượng của lớp khác. VD: Tìm các trường tiểu học trong khu vực phường Định Công
- Chọn công cụ Select Feature Using an Area trong mục Task để thực hiện chọn theo vùng.
- Chọn địa phận phường Định Công trên bản đồ.
- Chọn Selection -> Select by Location để mở cửa sổ Select by Location.
- Đánh dấu vào lớp đối tượng cần tìm (Tieuhoc) - Chọn phương thức are completely within.
- Trong mục the Feature in this layer ta chọn lớp Diaphan_XP. - Đánh dấu vào mục Use selected Feature và chọn Apply
Hình 3.10. Tìm kiếm theo vị trí * Tìm kiếm theo thuộc tính (Select by Atribute) * Tìm kiếm theo thuộc tính (Select by Atribute)
Bằng cách sử dụng công cụ Select by Atribute, chúng ta có thể tìm kiếm với nhiều câu lệnh truy vấn khác nhau dựa trên các bảng thuộc tính của đối tượng.