1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BÙI NGỌC QUÝ

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC
XÂY DỰNG WEB ATLAS QUẢN LÝ HÀNH CHÍNH
THÀNH PHỐ HÀ NỘI
Ngành: Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ
Mã số: 62520503

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI – 2013



Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia, Hà Nội hoặc
Thư viện trường Địa học Mỏ - Địa chất

1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay trên thế giới việc ứng dụng công nghệ thông tin, đặc
biệt là hệ thống thông tin địa lý vào lĩnh vực thành lập và sản xuất
bản đồ rất phát triển. Vì vậy, việc thành lập các tập bản đồ tin học,
tập bản đồ điện tử đã trở thành một xu hướng hiện đại nhằm xuất bản
và đưa bản đồ vào sử dụng rộng rãi trong đời sống xã hội.
Ở Việt Nam, công nghệ bản đồ số và GIS cũng đã sớm được áp
dụng để thành lập Atlas điện tử 1 số tỉnh như: Lào Cai, Đồng Nai,
Đăk Nông [34], [38], [39],…Từ năm 2002, Bộ Tài nguyên và Môi
trường đã đặt ra việc điện tử hoá Atlas Quốc gia xuất bản năm 1996,
song mới chỉ hoàn thành được một phần công việc. Như vậy, việc
triển khai xây dựng Web Atlas ở nước ta đang là một nhu cầu cấp
bách, số các đơn vị trong và ngoài ngành bản đồ đang tiến hành
nghiên cứu và thực hiện các công việc này càng ngày càng tăng. Tuy
nhiên, việc nghiên cứu một cách có hệ thống để tạo dựng cơ sở khoa
học và quy trình thành lập Web Atlas vẫn chưa có nhiều công trình
cơ bản và hoàn thiện. Do đó cần có những nghiên cứu cụ thể về cơ
sở khoa học về phương pháp luận và phương pháp xây dựng Web
Atlas, đặc biệt là Web Atlas hỗ trợ ra quyết định.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học: Luận án đã tổng hợp và đề xuất cơ sở khoa
học, phương pháp và quy trình xây dựng Web Atlas nói chung và
Web Atlas hành chính nói riêng cho các ĐVHC cấp tỉnh, thành phố.

7. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý luận;
- Phương pháp thu thập và xử lý thông tin;
- Phương pháp phân tích, so sánh, tổng hợp tài liệu;
3

- Phương pháp điều tra khảo sát;
- Phương pháp chuyên gia;
- Phương pháp lập trình và ứng dụng công nghệ tin học trong
thành lập bản đồ.
8. Những điểm mới của luận án
- Đề xuất được cấu trúc nội dung của Web Atlas hỗ trợ QLHC,
đưa ra quy trình xây dựng Web Atlas trên cơ sở sử dụng
MapXtreme.
- Lần đầu tiên xây dựng được Web Atlas hành chính Hà Nội với
29 bản đồ các quận, huyện, thị xã được quản lý trên nền web kết hợp
với thông tin thuộc tính cần thiết, hỗ trợ cho công tác QLHC Hà Nội.
- Tạo dựng được cơ sở khoa học và mô hình ứng dụng Web
Atlas hỗ trợ cho công tác QLHC thành phố Hà Nội.
9. Các luận điểm bảo vệ
Luận điểm 1: Web Atlas hành chính là một dạng sản phẩm mới
được phát triển trên cơ sở khoa học của Bản đồ học và Tin học cũng
như nền tảng kỹ thuật và nền tảng xã hội cho phát triển công nghệ số,
có thể hỗ trợ công tác quản lý hành chính các cấp thống nhất và hiệu
quả.
Luận điểm 2: Quy trình công nghệ thành lập Web Atlas hành
chính bao gồm hai hệ thống (quy trình) độc lập nhưng liên kết chặt
chẽ và quy định lẫn nhau là quy trình thành lập bản đồ số và quy
trình lập trình thiết kế đưa bản đồ lên mạng.
10. Cấu trúc của luận án

cho việc quy hoạch và phát triển KTXH của mỗi địa phương.
Nhà xuất bản Tài nguyên, Môi trường và Bản đồ Việt Nam đã
xuất bản nhiều Atlas như: Atlas lịch sử Việt Nam [17]; Atlas Kinh
tế xã hội Việt Nam[18]; Atlas Giao thông [19]; Atlas thế giới [20];
Atlas hành chính Việt Nam[21],…
5

1.1.3. Tình hình nghiên cứu xây dựng Atlas thành phố Hà Nội
+ Theo công nghệ truyền thống đáng chú ý là các công trình:
Atlas Hà Nội [22] xuất bản năm 1984; Atlas thông tin địa lý thành
phố Hà Nội [36] năm 2002; Atlas dân số, gia đình và trẻ em [23];
Atlas đường phố Hà Nội [24]; Atlas Thăng Long - Hà Nội [10],…
+ Theo công nghệ của Mapinfo và được phát triển trên nền tảng
công nghệ MapXtreme, một số các tác giả đã nghiên cứu khẳng định
phương pháp và khả năng ứng dụng của nó như: PGS.TS Nhữ Thị
Xuân năm 2010 [49]; NCS. Bùi Ngọc Quý [32][54],…
+ Theo công nghệ của hãng ESRI, TS Đoàn Thị Xuân Hương
[82], NXB Tài Nguyên, Môi trường và Bản đồ Việt Nam cũng đã
nghiên cứu và thực nghiệm phát hành các bản đồ lên mạng internet.
1.2. Khái quát về Atlas điện tử
Theo cách hiểu đơn giản thì Atlas điện tử là một loại Atlas được
xây dựng và sử dụng chủ yếu trên máy tính điện tử - đây chính là
định nghĩa được Eva Siekierska [58] đưa ra vào năm 1984 và đã
được hội bản đồ thế giới ICA chấp nhận.
1.3. Khái quát về Atlas mạng – Web Atlas
1.3.1. Khái quát về Web map
1.3.1.1. Web - Môi trường mới cho xuất bản bản đồ
Hiện nay, khi mạng Internet đã phát triển khá rộng rãi thì World
Wide Web (WWW) là phương tiện mới nhất để trình bày và hiển thị
các dữ liệu không gian địa lý với nhiều ưu thế. Người ta sử dụng

1.3.4.1. Phân loại theo các tiêu chí truyền thống
1.3.4.2. Phân loại theo các tiêu chí mới (hiện đại) gồm: Các Web
Atlas tĩnh, Các Atlas tương tác (Interactive), Các Web Atlas phân
tích, Các Web Atlas động, Các Web Atlas mở.
1.3.5. Tính ưu việt của Web Atlas
7

1.3.5.1. Về sự thể hiện nội dung
Web Atlas có thể thể hiện nội dung linh hoạt và mang tính
tương tác cao, có thể kết hợp với các thành phần đa phương tiện như:
âm thanh, hình ảnh, bài viết,…
1.3.5.2. Về hiệu quả sử dụng
- Thực hiện nhanh chóng các phép toán thống kê số liệu, đo đạc
chính xác toạ độ, chu vi, diện tích, khoảng cách, có khả năng tìm
kiếm thông tin, có thể tạo các biểu đồ, báo cáo từ CSDL.
Các phân tích thông tin từ CSDL của Web Atlas luôn cho các
kết quả có độ chính xác cao hơn, khách quan hơn.
Có thể sử dụng Web Atlas bất cứ khi nào, bất cứ nơi đâu miễn
là có thể kết nối với mạng Internet.
1.3.5.3. Về khả năng lưu trữ, quản lý và cập nhật thông tin
Việc cập nhật, hiệu đính Web Atlas có thể thực hiện gần như
bất kỳ lúc nào ta muốn; do đó, tính hiện đại và chính xác của Web
Atlas luôn luôn được đảm bảo[47].
1.4. Vai trò của Web Atlas trong khoa học và thực tiễn
Trong khoa học: Nghiên cứu địa lý, thế giới khách quan, khai
thác các thông tin chi tiết, đa chiều, đa chỉ tiêu, đa thời gian, nhờ đó
mà kết quả nghiên cứu đáng tin cậy hơn.
Trong thực tiễn: Hỗ trợ công tác quản lý, ra quyết định đúng
đắn, kịp thời nhờ khả năng phân tích và tương tác Web Atlas với
người sử dụng.

+ C: Phần hiển thị các trang bản đồ .
+ D: phần thông tin thể hiện cho bản đồ đang thể hiện.
+ E: đường dẫn để xem tiếp hoặc quay lại các trang bản đồ.
2.1.1.3. Nguyên tắc thiết kế bản đồ đa tỷ lệ
Các tiêu chí để thiết kế bản đồ đa tỷ lệ trong Web Atlas gồm:
C
A

E
B
D
Hình 2-1. Bố
cục, giao diện
chung của các
Web Atlas
9

+ Tỷ lệ thu phóng cho phép của công nghệ thiết kế.
+ Kích thước cửa sổ bản đồ trong giao diện được thiết kế.
+ Diện tích lãnh thổ và tỷ lệ của dữ liệu đầu vào.
Tuy nhiên cần phải đảm bảo 3 loại tỷ lệ hiển thị:
+ Tỷ lệ nhỏ nhất cần phải thể hiện được toàn vẹn lãnh thổ trong
khuôn khổ kích thước thiết kế cho bản đồ.
+ Tỷ lệ lớn nhất đúng với tỷ lệ của bản đồ gốc cho phép hiển thị
chi tiết hóa các thông tin của bản đồ.
+ Tỷ lệ trung bình là mức thu phóng giữa hai loại tỷ lệ trên.
2.1.1.4. Thiết kế các thành phần đa phương tiện
Việc thiết kế kỹ thuật các thành phần đa phương tiện bao gồm
các công việc như: thu thập, phân tích xử lý dữ liệu và tạo lập CSDL
các thành phần đa phương tiện.

máy (16 bit, 24 bit, 32 bit,…) do đó người thiết kế bản đồ web luôn
cần phải dựa theo các cấu hình phổ biến của các máy tính để thiết kế
màu sắc cho bản đồ.
B. Vai trò của màu sắc trên bản đồ
Sử dụng màu sắc làm tăng lượng thông tin của bản đồ và làm
phong phú nội dung của nó. Màu sắc làm cho tác phẩm bản đồ đẹp
và tăng tính mỹ thuật, nghệ thuật.
C. Các mô hình màu sắc trên máy tính điện tử.
Có rất nhiều các mô hình màu trong thực tế như: Hệ màu RGB;
Hệ màu HLS; Hệ màu CMY,
2.1.2. Biên tập Web Atlas
2.1.2.1. Biên tập bản đồ
Mục đích chính của công đoạn này chính là tạo ra CSDL bản đồ
theo nội dung đã thiết kế của Web Atlas.
2.1.2.2. Biên tập các thành phần đa phương tiện
11

Các thành phần đa phương tiện cần phải biên tập để đảm bảo
các thuộc tính như: kích thước, màu sắc, các hiệu ứng, độ sáng, độ
tương phản,…để tạo ra một cơ sở dữ liệu đa phương tiện.
2.1.2.3. Lập trình liên kết cơ sở dữ liệu tạo trang Web Atlas
Việc lập trình, liên kết các thành phần của Atlas để tạo ra trang
Web Atlas, bao gồm: Xây dựng mô hình giao diện, chức năng, danh
mục các chương tương ứng với nội dung bản đồ đã thiết kế,…
2.1.3. Cơ sở dữ liệu của Web Atlas
2.2.5.1. Dữ liệu không gian
2.2.5.2. Dữ liệu thuộc tính
2.2.5.3. Dữ liệu đa phương tiện
2.2. Cơ sở công nghệ
2.2.1. Các công nghệ thành lập bản đồ

mạng Internet nhưng đều tập chung vào hai hướng phát triển công
nghệ đó là: công nghệ theo hướng có bản quyền và công nghệ theo
hướng mã nguồn mở.
2.2.4. Các công nghệ hỗ trợ khác
2.2.4.1. Các công nghệ bảo mật dữ liệu
Các phần mềm thương mại đều có cơ chế bảo mật bằng phép mã
hóa dữ liệu để bảo vệ dữ liệu gốc. Các phần mềm chuyên dụng khác
nhau cũng có các modul chuyển đổi thực hiện bảo mật thích hợp cho
từng loại khuôn dạng bản đồ riêng.
2.2.4.2. Công nghệ đóng gói và phát hành sản phẩm
Web Atlas sau khi hoàn thiện sẽ là một website hoàn chỉnh. Cần
phải đăng ký tên miền, chuyển dữ liệu vào Mapserver, cấu hình cho
hệ thống Web Atlas để quản lý, khai thác và đưa lên mạng Internet.
2.2.5. Một số phần mềm thiết kế Web Atlas
2.2.5.1. Phần mềm thương mại
13

2.2.5.2. Phần mềm mã nguồn mở
2.2.6. Lựa chọn phần mềm thiết kế cho Web Aatlas
Trên cơ sở so sánh về ưu nhược điểm cũng như giá thành với
điều kiện hiện tại ở Việt Nam, việc lựa chọn MapXtreme cho xây
dựng Web Atlas hành chính là hoàn toàn khả thi [31].
2.2.6.1. Mô hình kiến trúc Web Atlas trong MapXtreme
Cũng giống như các hệ thống Web GIS khác, mô hình kiến trúc
Web Atlas của MapXtreme là mô hình kiến trúc 3 tầng (mục 2.2.3.2)
2.2.6.2. Các yêu cầu về hệ thống của MapXtreme cho thành lập Web
Atlas chỉ ở mức trung bình so với cấu hình của các máy tính và cơ sở
hạ tầng mạng hiện nay.
2.3. Cơ sở khoa học của Web Atlas hỗ trợ quản lý hành chính
2.3.1. Công tác quản lý hành chính nhà nước

Trong những năm qua, Nhà nước ta nói chung và Hà Nội nói
riêng đã có những quan tâm thích đáng tới việc xây dựng các chính
sách và đầu tư ứng dụng công nghệ thông tin trong nhiều mặt của đời
sống xã hội trong đó có việc xây dựng chính phủ điện tử.
2.3.3. Đặc điểm Web Atlas trong công tác QLHC
2.3.3.1. Khả năng sử dụng Web Atlas trong công tác QLHC
- Quan sát trực quan toàn cảnh hoặc chi tiết 1 khu vực, địa điểm
để xác định đặc điểm thay cho việc phải xuống tận nơi thị sát.
- Dễ dàng cập nhật, sửa chữa, tra cứu nội dung và thu nhận các
thông tin thuộc tính nhanh chóng, đầy đủ, chi tiết đã được tích hợp
trong web Atlas,
- Mô hình hóa và xây dựng các bản đồ phân tích, đánh giá tổng
hợp, hoặc tính ra các chỉ số phân tích,… để hỗ trợ ra quyết định.
- Lập báo cáo tổng hợp dựa trên CSDL lưu trữ của Web Atlas.
- Trao đổi thông tin nhanh chóng giữa các cấp QLHC thông qua
các hòm thư điện tử được xây dựng trong hệ thống.
2.3.3.2. Yêu cầu đối với Web Atlas hành chính
1. Phản ánh được tính chất của các đối tượng, hiện tượng trong
cùng 1 thời điểm.
15

2. Tài liệu sử dụng phải bảo đảm tính thống nhất, đầy đủ và tin
cậy đồng thời có tham khảo các tài liệu khác để chỉnh lý và bổ sung.
3. Phương pháp biểu thị nội dung bản đồ phù hợp và khoa học.
4. Bố cục bản đồ chặt chẽ, khoa học, nhấn mạnh được những
yếu tố nội dung cơ bản theo mục đích và chủ đề của bản đồ.
5. Thông tin mang tính pháp lý cao, đầy đủ theo yêu cầu của
QLHC, có tính đồng bộ, tính hiện thời, tính thống nhất,…
6. Nội dung chủ yếu được thể hiện trên các bản đồ, do đó cần
thể hiện đúng theo các yêu cầu đối với Atlas truyền thống về cơ sở


Giáo dục - đào tạo
Văn hóa – tín ngưỡng
Du lịch
Thể thao
Y tế
5 Quy hoạch Quy hoạch Thành phố
Quy hoạch các Quận, huyện, thị xã
2.3.4. Quy trình công nghệ thành lập Web Atlas hỗ trợ QLHC
2.3.4.1. Công tác chuẩn bị
Xác định rõ mục tiêu xây dựng Atlas, đặt tên Atlas, loại hình
Atlas, đưa ra các yêu cầu đối với công nghệ thành lập bản đồ, các
phần mềm đồ họa chuyên dụng dùng để thành lập bản đồ, các quy
định về tài liệu, số liệu, cơ sở toán học, cách thức trình bày,
2.3.4.2. Thiết kế và xây dựng nội dung, giao diện của Web Atlas
+ Biên tập và thành lập các trang bản đồ của Web Atlas;
+ Lập trình xây dựng giao diện, kết nối CSDL bản đồ vào Atlas;
2.3.4.3. Kết nối các thành phần đa phương tiện với bản đồ
Việc kết nối các thành phần đa phương tiện với bản đồ thực chất là
xây dựng mối liên kết của các ký hiệu bản đồ với các đối tượng như:
hình ảnh, âm thanh, bài viết, video, thông qua các ngôn ngữ lập trình.
2.3.4.4. Kiểm tra chỉnh sửa và phát hành Web Atlas
Sau khi hoàn thiện toàn bộ nội dung, liên kết từng trang bản đồ
để tạo thành một hệ thống Web Atlas hoàn chỉnh, tiến hành cài đặt
vào máy chủ bản đồ, đăng ký tên miền và phát hành Web Atlas.
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG WEB ATLAS HỖ TRỢ QUẢN LÝ
HÀNH CHÍNH THÀNH PHỐ HÀ NỘI
17

3.1. Đặc điểm địa lý thành phố Hà Nội.

18

Web Atlas có tính mở, cho phép tạo các ĐVHC mới tương ứng
với nó là các bản đồ liên quan. Có thể hiển thị riêng biệt từng lớp nội
dung hoặc toàn bản đồ; hiển thị thông tin thuộc tính của mọi đối
tượng trên bản đồ; tìm kiếm thông tin, tạo bản đồ chuyên đề theo các
chỉ tiêu khác nhau từ CSDL,
3.3.3. Quy trình công nghệ xây dựng sản phẩm Hình 3-5. Sơ đồ quy trình xây dựng Web Atlas Hành chính Hà Nội
3.3.4. Công tác chuẩn bị
Bao gồm các công việc như: chuẩn bị tài liệu, hiện chỉnh bản đồ
nền, chuẩn bị trang thiết bị máy móc, các phần mềm ứng dụng và
ngôn ngữ lập trình,…

tỷ lệ, đa chỉ tiêu

Giao diện quản trị
hệ thống
Giao diện
người dùng
Phân quyền quản trị; Quản lý,
cập nhật và tương tác với CSDL

Hiển thị
, tương tác
và thực hiện một
số phân tích với
CSDL
19

3.3.5. Công tác thành lập bản đồ
3.3.5.1. Thu thập và đánh giá tư liệu.
3.3.5.2 Quy trình công nghệ thành lập các trang bản đồ
3.3.5.3 Thiết kế hệ thống ký hiệu
3.3.5.4 Xây dựng các bản đồ nền
Các bản đồ trong được biên tập theo quy trình công nghệ xây
dựng bản đồ số hiện có ở Việt Nam và được cấu trúc theo chuẩn đã
xác định (phụ lục 2) trước khi đưa vào cơ sở dữ liệu cho Web Atlas.
Bảng 3-3. Sơ đồ lưu trữ tổng quát cơ sở dữ liệu trong Atlas
MAPS (Tên thư mục để lưu nhóm dữ liệu bản đồ)
HA_NOI (Tên thư mục lưu trữ dữ liệu bản đồ của TP Hà
Nội)
H1


- Quản lý danh sách lớp nội dung bản đồ
- Xây dựng chức năng tìm kiếm mở rộng
3.3.6.4 Biên tập các thành phần Multimedia
3.3.6.5 Phát triển các ứng dụng Web Atlas bằng ngôn ngữ lập trình
- Xây dựng và thiết lập cấu hình Web Atlas Hành chính Hà Nội.
- Xây dựng các chức năng cho Web Atlas Hành chính Hà Nội.
- Xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu trong Web Atlas.
3.3.7 Web Atlas hỗ trợ công tác QLHC TP Hà Nội
3.3.7.1 Phần giao diện quản trị hệ thống
Được thiết kế với các chức năng như: Thiết lập và phân cấp
người dùng, người quản trị hệ thống, quản lý hòm thư điện tử, dữ
liệu multimedia, các thống kê báo cáo, lịch công tác, quản lý,
3.3.7.2 Phần giao diện người dùng
Các ĐVHC được thiết kế và hiển thị theo dạng cây thư mục,
tương ứng với mỗi cấp ĐVHC là các bản đồ của mỗi ĐVHC.
Ta có thể tìm kiếm các ĐVHC từ cấp xã, phường, thị trấn trở
lên trong toàn bộ thành phố từ cơ sở dữ liệu của Web Atlas. Các
ĐVHC tìm được sẽ được tham chiếu ngay trên nền Web thông qua
tọa độ.

21

đi, một công nghệ cần thiết để phát triển công tác thành lập bản đồ
khi công nghệ GIS đã khá phát triển ở Việt Nam. Atlas điện tử - Web
Atlas với các ưu điểm về quản l ý dữ liệu, thể hiện, khai thác dữ liệu
và có khả năng cập nhật thường xuyên sẽ có ý nghĩa thực tiễn lớn
không những trong công tác hỗ trợ quản lý hành chính mà còn nhiều
lĩnh vực kinh tế - xã hội khác của đất nước.
2. Atlas điện tử - Web Atlas có đầy đủ các đặc điểm và tính chất
cơ bản của Atlas truyền thống. Ngoài ra, nó còn có nhiều ưu điểm
hơn như: Khả năng giao diện, chứa nhiều thông tin hơn, tính chuẩn
hóa cao, tính linh hoạt rất cao (cho phép biến đổi tỷ lệ, lưới chiếu,
chồng xếp, tách lớp, tạo ra bản đồ mới, cập nhật chỉnh sửa, thay đổi
thiết kế, trình bày dễ dàng, nhanh chóng), đem lại hiệu quả cao trong
thành lập và sử dụng bản đồ.
3. Nguyên tắc thành lập Web Atlas bao gồm hai phần: phần 1 về
cấu trúc Atlas và nội dung tương tự như đối với Atlas truyền thống,
tức là cũng phải xác định mục đích rõ ràng, các đối tượng phải được
phân loại một cách khoa học, thống nhất, đảm bảo tính chính xác địa
lý. Các phương pháp thể hiện nội dung, xử lý dữ liệu tương tự như
đối với bản đồ truyền thống tuy nhiên được thiết kế và thành lập theo
23

công nghệ số. Phần 2 là tổ chức lưu trữ và vận hành thông qua mạng
internet do đó nó được ứng dụng hợp lý các đặc điểm và tính năng
của công nghệ như có thể kết hợp với các thông tin thuộc tính và
thông tin đa phương tiện,
4. Quy trình công nghệ xây dựng Web Atlas gồm 2 quy trình
nhánh: 1 là quy trình xây dựng các bản đồ; 2 là quy trình xây dựng
giao diện và tổ chức liên kết các bản đồ trong Web Atlas. Đây là hai
mặt tách biệt nhau nhưng chúng có mối quan hệ khăng khít và ràng
buộc lẫn nhau.