Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐỊA LÍ

THÁI NGUYÊN - 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
THÁI NGUYÊN - 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

LỜI CẢM ƠN
Luận văn được tiến hành từ tháng 08 năm 2009 đến tháng 08 năm 2010
với sự giúp đỡ và tạo điêu kiện của Ban giám hiệu, Khoa Sau đại học, Ban
chủ nhiệm cùng các thầy cô khoa Địa lí trường Đại học sư phạm – Đại học
Thái Nguyên. Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ vô cùng quý báu đó.
Với tất cả tình cảm của mình, tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn
sâu sắc tới PGS. TS Trần Viết Khanh, người đã tận tình hướng dẫn, động viên,
giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện đề tài.
Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các cán bộ Sở GD&ĐT tỉnh Thái
Nguyên, Trung tâm địa lí ứng dụng trường Đại học sư phạm Hà Nội, Trung
tâm thông tin sở Tài Nguyên Môi trường Thái Nguyên, Cục Thống kê Thái
Nguyên đã cung cấp nguồn tư liệu quý báu để tác giả hoàn thành luận văn này.
Chân thành cảm ơn những tình cảm quý báu của những người thân, bạn
bè, đồng nghiệp đã cổ vũ, động viên, góp ý và tiếp thêm động lực để tác giả
hoàn thành luận văn này.
Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian có hạn và năng lực bản
thân còn nhiều hạn chế trong kinh nghiệp nghiên cứu, nên luận văn không
tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp, chỉ
bảo của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để quá trình học tập,
nghiên cứu tiếp theo tiến bộ hơn.
Thái Nguyên, ngày 23 tháng 08 năm 2010
Tác giả

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU 4
DANH MỤC HÌNH BIỂU ĐỒ, BẢN ĐỒ 5
PHẦN MỞ ĐẦU 7
1. Tính cấp thiết của đề tài 7
2. Mục tiêu của đề tài 8
3. Nhiệm vụ nghiên cứu 8
4. Giả thiết khoa học 9
5. Phạm vi nghiên cứu 9
6. Lịch sử nghiên cứu đề tài 9
7. Phƣơng pháp luận và phƣơng pháp nghiên cứu 12
7.1. Phƣơng pháp luận 12
7.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 13
CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 15
1.1. Cơ sở lí luận 15
1.1.1. Hệ thống thông tin địa lí 15
1.1.2. Phân tích không gian với GIS 18
1.1.3. Hệ thống trƣờng trung học 20
1.1.4. Mạng lƣới trƣờng THPT dƣới góc độ tiếp cận GIS 21
1.2. Cơ sở thực tiễn 22
1.2.1. Sự phát triển của công nghệ GIS trên thế giới 22
1.2.2. Sự phát triển và ứng dụng công nghệ GIS ở Việt Nam 24
1.3. Xây dựng CSDL GIS và phân tích không gian bằng phần mềm MapInfo 26
1.3.1. Mục tiêu xây dựng và lựa chọn công nghệ 26
1.3.2. Cơ sở dữ liệu nền 26
1.3.3. Quy trình xây dựng CSDL GIS các trƣờng THPT 27
1.3.4. Một số phƣơng pháp phân tích không gian của MapInfo 32

2.4.4. Mức sống và thu nhập thực tế 68
CHƢƠNG 3: ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN CÁC TRƢỜNG THPT TỈNH THÁI
NGUYÊN GIAI ĐOẠN 2010 - 2015 TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG GIS 72
3.1. Các quan điểm và nguyên tắc định hƣớng 72
3.1.1. Chiến lƣợc phát triển GD&ĐT quốc gia đến 2020 72
3.1.2. Định hƣớng phát triển GD&ĐT của tỉnh Thái Nguyên đến 2020 73
3.1.3. Kế hoạch phát triển bậc THPT của tỉnh Thái Nguyên đến 2015 74
3.1.4. Nguyên tắc tổ chức mạng lƣới các trƣờng THPT 75
3.2. Ứng dụng GIS trong tổ chức lãnh thổ phát triển các trƣờng THPT 76
3.2.1. Ứng dụng giải quyết mô hình phân vùng tuyển sinh 77
3.2.2. Ứng dụng phân loại trƣờng theo quy mô và theo vùng địa hình 84
3.2.2. Ứng dụng dự báo quy hoạch không gian phát triển 90
3.3. Đề xuất kiến nghị và giải pháp 95
KẾT LUẬN 97
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH: 98
PHỤ LỤC 100 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3
DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

CSDL

Cột (trƣờng) CSDL
Rows
Dòng, bản ghi
Layer
Lớp bản đồ
Table
Bảng CSDL
TAB
Đuôi tên file của các lớp bản đồ MapInfo.
Obj
Viết tắt của từ Object: đối tƣợng địa lí (điểm, đƣờng, vùng)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4
DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU
Trang
Bảng 1.1. Các lớp bản đồ nền tỉnh Thái Nguyên
26
Bảng 2.1. Số học sinh THPT tỉnh Thái Nguyên
tại thời điểm 31/12 hàng năm
39
Bảng 2.2. Số lƣợng và cơ cấu học sinh THPT theo lãnh thổ
41
Bảng 2.3. Số lƣợng và cơ cấu giáo viên theo vùng


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5
DANH MỤC HÌNH BIỂU ĐỒ, BẢN ĐỒ
Trang
Hình 1.1. Cấu trúc Hệ thống thông tin địa lí.
16
Hình 1.2. Quy trình xây dựng CSDL GIS trƣờng học bằng MapInfo.
28
Hình 1.3. Raster bản đồ các cơ sở giáo dục
29
Hình 1.4. Tạo cấu trúc bảng cho lớp TN_THPT.TAB
29
Hình 1.5. Kết quả định vị điểm trƣờng, mã trƣờng và tên trƣờng.
30
Hình 1.6. Khai báo cập nhật CSDL thuộc tính
32

)
và quy mô học sinh các trƣơng THPT
59
Hình 2.13. Tỷ lệ hộ nghèo phân theo huyện năm 2005 và 2009
63
Hình 3.1. Dự báo sự phát triển số học sinh THPT
và số phòng học giai đoạn 2010- 2015.
67
Hình 3.2. Mô hình phân tích GIS trong phân vùng tuyển sinh
72
Hình 3.3. Khai báo lệnh phân vùng
73
Hình 3.4. Thực hiện phân vùng tuyển sinh bằng lệnh Redistrict
74
Hình 3.5. Bản đồ phân vùng tuyển sinh các trƣờng THPT
75
Hình 3.6. Mô hình ứng dụng GIS phân hạng trƣờng theo quy mô
76

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6
lớp học và theo vùng địa hình
Hình 3.7. Khai báo lệnh để gán thuộc tính địa hình cho lớp điểm trƣờng
78
Hình 3.8. Khai báo phân hạng trƣờng theo quy mô và vùng địa hình
78

công cụ hỗ trợ quyết định cho việc lập kế hoạch hoạt động. GIS có rất nhiều
ứng dụng trong nghiên cứu khí tƣợng thuỷ văn, quy hoạch đô thị, quản lý
nhân lực, nông nghiệp, dịch vụ tài chính, bán lẻ và phân phối, y tế, giao thông
vận tải, thông tin liên lạc, nhân khẩu, bản đồ, an ning quốc phòng.
Tại Việt Nam công nghệ GIS bắt đầu áp dụng từ những năm 90 của thế
kỷ XX. Bộ Tài nguyên - môi trƣờng là cơ quan xây dựng CSDL nền GIS
quốc gia và đinh hƣớng ứng dụng trong nghiên cứu GIS phục vụ nghiên cứu
và phát triển những vấn đề phát triển môi trƣờng. Cho đến nay, GIS ứng dụng
trong khá nhiều ngành nhƣ quy hoạch nông lâm nghiệp, quản lý rừng, lƣu trữ
tƣ liệu địa chất, đo đạc bản đồ, địa chính, quản lý đô thị…
Quản lý và điều hành hệ thống giáo dục của cả nƣớc là một công việc
khá phức tạp, vì vậy ứng dụng GIS là cần thiết, GIS đóng vai trò quan trọng
trong công tác lập kế hoạch, quản lý và điều hành hệ thống giáo dục một cách
thuận lợi và hiệu quả.
Bộ GD&ĐT đã triển khai dự án xây dựng hệ thống EMIS ở Việt Nam.
Trong đó đã xác định việc xây dựng một hệ thống bản đồ quản lý giáo dục
bằng hệ thống GIS là một ƣu tiên chủ chốt để hỗ trợ phân tích và trình bày
hình ảnh những thông tin về các vùng địa lý trong hệ thống giáo dục.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

8
Đối với tỉnh Thái Nguyên, việc xây dựng bản đồ hệ thống các trƣờng học
trên địa bàn rất cần thiết. Thái Nguyên là một trung tâm đào tạo lớn, tập trung
nhiều trƣờng học của nhiều cấp học. Hiện nay việc xây dựng hệ thống bản đồ
mới chỉ dừng lại ở bƣớc giới thiệu không gian phân bố, phục vụ cho việc xác
định vị trí địa lí trƣờng học. Công tác thống kê báo cáo của các đơn vị trƣờng

trên cơ sở giải pháp ứng dụng GIS.
4. Giả thiết khoa học
- Ứng dụng GIS có thể nâng cao hiệu quả cung cấp, quản lí thông tin và
phân tích sự phát triển mạng lƣới các trƣờng học phổ thông trên địa bàn tỉnh
Thái Nguyên hay không?
- Giả thiết: GIS về các nhà trƣờng THPT trên địa bàn sẽ nâng cao hiệu
quả cung cấp, quản lí thông tin và phân tích sự phát triển mạng lƣới các
trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên.
5. Phạm vi nghiên cứu
- Về không gian: Các trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
- Về tƣ liệu:
+ Dữ liệu bản đồ nền GIS tỉnh Thái Nguyên.
+ Tài liệu hƣớng dẫn phân tích dữ liệu GIS.
+ Tài liệu thống kê của ngành GD&ĐT, cục thống kê Thái Nguyên.
- Về thời gian:
+ Dữ liệu thu thập trong giai đoạn 2000 – 2010.
+ Thời gian thực hiện đề tài: Từ tháng 8/2009 đến tháng 8/2010.
6. Lịch sử nghiên cứu đề tài
Với sự phát triển nhanh chóng của CNTT đã cho thấy hiệu quả đem lại
từ các thế hệ máy tính và các phần mềm ứng dụng trong mọi lĩnh vực. Trong
lĩnh vực phân tích không gian thì GIS có sự phát triển mạnh mẽ và đã trở

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10
thành công cụ phân tích rất hiệu quả. GIS đã phát triển và hỗ trợ trong nhiều
lĩnh vực nhƣ quản lý môi trƣờng, giao thông, quy hoạch mạng lƣới dịch

11
trƣờng đƣợc tích hợp trên công nghệ Google Map Maker, công cụ còn cung
cấp các thông tin cơ bản về nhà trƣờng. So với hệ thống SDDS của Hoa Kỳ
thì công cụ này không có khả năng truy vấn mạnh.[20]
Mô hình ứng dụng GIS Server trong quản lí giáo dục của tác giả Hasin
Fang Chang thuộc học viện Sinica, Đài Loan đã giới thiệu khả năng liên kết
và phân tích dữ liệu của GIS và các hệ quản trị CSDL giúp các nhà quản lí
giáo dục trong các phân tích và ra quyết định.
Trong khu vực Đông Nam Á, Singapore là quốc gia đã tích hợp công cụ
tìm kiếm thông tin trƣờng học trên hệ thống bản đồ. Công cụ School
Information Service cung cấp thông tin về các trƣờng học, định vị trƣờng học
trên bản đồ, các tuyến, điểm xe bus đi qua và nhiều thông tin khác.
Ở Việt Nam, GIS ứng dụng mạnh trong các khoa học nhƣng ứng dụng
trong giáo dục ở Việt Nam còn nhiều hạn chế. Một số công trình nghiên cứu về
GIS trong quản lý mạng lƣới trƣờng học đã đƣợc nghiên cứu ở Việt Nam nhƣ:
- Dự án hỗ trợ đổi mới quản lí giáo dục SREM giữa Uỷ ban Châu Âu và
Bộ GD&ĐT cũng đã đề cập việc ứng dụng GIS trong quản lí giáo dục. Mô
hình của tác giả Nguyễn Cao Tùng giới thiệu ứng dụng GIS trong xây dựng
bản đồ mạng lƣới trƣờng học ở Bắc Giang [7]
- Về sản phẩm GIS giáo dục, SchoolNET là một phần mềm GIS trƣờng
học do công ty VidaGIS Việt Nam triển khai thí điểm thành công tại thành
phố Hải Phòng từ năm học 2007 với chức năng chính là đinh vị các trƣờng
học thuộc địa bàn Hải Phòng.
Một số đề tài của các trƣờng đại học đã bƣớc đầu nghiên cứu và ứng
dụng GIS trong giáo dục. Các đề tài tập trung nghiên cứu ở mảng thiết kế
phần mềm ứng dụng. Tuy nhiên, do hiện nay chƣa có chuẩn GIS trong giáo
dục nên những đề tài chỉ dừng lại ở các mô hình ứng dụng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

13
Nghiên cứu xây dựng và ứng dụng GIS các trƣờng THPT tỉnh Thái
Nguyên phải dựa trên quan điểm tổng hợp. Các phân tích, đánh giá, nhận định
về thực trạng phát triển và đặc điểm phân bố theo các vùng lãnh thổ đƣợc dựa
trên quan điểm xét tới các tác động của nhiều yếu tố.

Quan điểm phát triển bền vững
Với quan điểm phát triển nhằm đến sự thoả mãn những nhu cầu của thế
hệ hiện tại mà không làm tổn hại đến khả năng phát triển để thoả mãn nhu cầu
của thế hệ tƣơng lai, đề tài nghiên cứu và phân tích nhằm đƣa ra những đề
xuất giải pháp phát triển các trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên trong tƣơng lai.
Những đề xuất mang tính dự báo nhằm hƣớng tới sự phát triển mạng lƣới
trƣờng học không chỉ đáp ứng trƣớc mắt nhu cầu học tập của học sinh mà còn
xét tới nhu cầu của toàn xã hội trong những giai đoạn tiếp theo.
7.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia
Do đề tài theo hƣớng nghiên cứu mới, có liên quan đến các lĩnh vực:
GD&ĐT, ứng dụng công nghệ thông tin…nên đã tham khảo ý kiến đóng góp
của nhiều chuyên gia là những ngƣời đang làm công tác quản lí giáo dục,
những chuyên gia có kinh nghiệm về công nghệ GIS thuộc Sở Tài nguyên
Môi trƣờng Thái Nguyên.
Phương pháp thu thập phân tích số liệu thống kê
Trên cơ sở mục đích nghiên cứu của đề tài, nguồn số liệu chủ yếu đƣợc
thu thập từ các báo cáo của ngành GD&ĐT Thái Nguyên. Các số liệu về các


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

15
PHẦN NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1. Cơ sở lí luận
1.1.1. Hệ thống thông tin địa lí
1.1.1.1. Các khái niệm
- Thông tin (information): là sự phản ánh sự vật, sự việc, hiện tƣợng
của thế giới khách quan và các hoạt động của con ngƣời trong đời sống xã
hội. Ngày nay, thuật ngữ "thông tin" đƣợc sử dụng khá phổ biến. Thông tin
chính là tất cả những gì mang lại hiểu biết cho con ngƣời. Thông tin làm tăng
hiểu biết của con ngƣời, là nguồn gốc của nhận thức và là cơ sở của các quyết
định.
- Thông tin địa lí (geographical information): là những thông tin có
quan hệ tới vị trí bề mặt Trái Đất. Thông tin địa lí có ý nghĩa không gian,
phạm vi rộng lớn nhƣ thông tin về sự phân bố tài nguyên, vị trí cơ sở hạ tầng,
thông tin ranh giới hành chính, dân số Thông tin địa lí có thể ở dạng số,
dạng chữ, dạng hình học, dạng ảnh chúng đƣợc tập hợp và xây dựng thành
các nguồn dữ liệu thông tin địa lí.
- Hệ thống thông tin địa lí (Geography Information System): Có rất Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

17
- Phần cứng (Hardware): gồm tất cả các trang thiết bị cần thiết để xây
dựng GIS đạt hiệu quả mong muốn nhƣ: máy tính; máy quét ảnh; bàn số hoá;
máy in…
- Phần mềm (Software): là những chƣơng trình máy tính đƣợc viết ra
để buộc máy tính thực hiện các thao tác theo những lệnh nhất định. Một số
phần mềm chuyên về GIS nhƣ: MapInfo; ArcGis. Một số phần mềm quản trị
cơ sở dữ liệu nhƣ: Microsoft Office Excel; Microsoft Office Access;
Foxpro…
- Cơ sở dữ liệu (database): là toàn bộ thông tin do máy tính lƣu giữ
trong bộ nhớ. Giữ liệu GIS cơ bản gồm dữ liệu thông tin không gian: vị trí,
đƣờng, vùng; dữ liệu phi không gian hay thông tin thuộc tính. Từ thông tin cơ
bản, các phần mềm có thể xử lí để xây dựng các thông tin có sự liên kết theo
quy luật logic hoặc theo thuật toán.
- Yếu tố con người (People): Nguồn nhân lực thực hiện GIS gồm: kỹ
thuật viên; kỹ sƣ; các nhà khoa học và cả ngƣời sử dụng. Con ngƣời có vị trí
quan trọng nhất trong GIS vì con ngƣời quyết định tính hiệu quả của GIS.
- Phương pháp tiếp cận (Approaches): Các phƣơng pháp xử lí, phân
tích GIS sẽ quyết định hiệu quả ứng dụng của GIS. Phƣơng pháp tiếp cận phải
mang tính đặc thù chuyên ngành vừa mang tính địa lí và cả yếu tố kinh
nghiệm.
1.1.1.3. Các chức năng cơ bản của GIS
- Nhập dữ liệu: Nhập từ bàn phím; quét ảnh (Scan); số hóa
(Digitizing); dữ liệu viễn thám; các cơ sở dữ liệu số.

phân tích không gian không đƣợc chính thức hóa cho đến cuối thế kỷ XX.
Ngay nay, các kỹ thuật phân tích không gian dựa trên máy tính với sức mạnh
của các phần mềm thống kê và phân tích thông tin địa lý (GIS) đã giải quyết
đƣợc nhiều bài toán khó trong thực tiễn của nhiều lĩnh vực.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

19
Phân tích không gian ngày càng phức tạp và đƣợc phát triển trong các
ứng dụng về địa lý, sinh học, dịch tễ học, xã hội học, nhân khẩu học, thống
kê, geoinformatics, khoa học máy tính, toán học, và mô hình khoa học.
Phân loại các kỹ thuật phân tích không gian là khó khăn vì số lƣợng lớn
các lĩnh vực khác nhau của các nghiên cứu liên quan với các phƣơng pháp
tiếp cận cơ bản khác nhau. Tuy nhiên điểm chung của các phân tích không
gian cơ bản của GIS là kết hợp các dữ liệu không gian và dữ liệu phi không
gian bằng các phƣơng pháp, mô hình phân tích.
Các phân tích không gian gồm:
+ Chiết xuất thông tin theo lãnh thổ: tách, lọc các thông tin quan tâm
trong tập dữ liệu theo điểm, đƣờng, vùng.
+ Nhóm các thông tin theo lãnh thổ và theo một tiêu chuẩn nhất định.
+ Đo đạc: xác định nhanh các thông số hình học của đối tƣợng đƣợc thể
hiện nhƣ diện tích, độ dài, vị trí
+ Chồng ghép các đối tƣợng không gian: Các phép tính toán giữa trên
mối quan hệ không gian; các phép tính logic; các phép so sánh điều kiện;
+ Các phép tính toán lân cận: phân tích vùng đệm, phân tích xu thế,
phân chia lƣu vực
+ Các phép nội suy: từ điểm, đƣờng, vùng.

Theo điều lệ trƣờng trung học của Bộ GD&ĐT, trƣờng trung học là cơ
sở giáo dục phổ thông trong hệ thống giáo dục quốc dân. Ở Việt Nam, trƣờng
trung học bao gồm trƣờng trung học cơ sở (THCS): đào tạo học sinh từ lớp 6
đến lớp 9, trƣờng trung học phổ thông (THPT): từ lớp 10 đến lớp 12 và
trƣờng phổ thông có nhiều cấp học (từ lớp 6 đến lớp 12)
Về loại hình: Trƣờng trung học có 2 loại hình: công lập và tƣ thục.
- Trƣờng công lập do cơ quan nhà nƣớc có thẩm quyền quyết định thành
lập và Nhà nƣớc trực tiếp quản lý. Nguồn đầu tƣ xây dựng cơ sở vật chất và
kinh phí cho chi thƣờng xuyên, chủ yếu do ngân sách nhà nƣớc bảo đảm;

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

21
- Trƣờng tƣ thục do các tổ chức xã hội, tổ chức xã hội - nghề nghiệp, tổ
chức kinh tế hoặc cá nhân thành lập khi đƣợc cơ quan nhà nƣớc có thẩm
quyền cho phép. Nguồn đầu tƣ xây dựng cơ sở vật chất và kinh phí hoạt động
của trƣờng tƣ thục là nguồn ngoài ngân sách nhà nƣớc.
Về hệ thống trường trung học
- Các trƣờng có một cấp học gồm: Trƣờng trung học cơ sở; Trƣờng trung
học phổ thông.
- Các trƣờng phổ thông có nhiều cấp học gồm: Trƣờng tiểu học và trung
học cơ sở; Trƣờng trung học cơ sở và trung học phổ thông; Trƣờng tiểu học,
trung học cơ sở và trung học phổ thông.
- Các trƣờng trung học chuyên.
Với phạm vi nghiên cứu của đề tài, đối tƣợng nghiên cứu đƣợc xác định
là không gian phát triển các trƣờng THPT công lập và ngoài công lập trên địa
bàn tỉnh Thái Nguyên.