0 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Phí Thúy Nga
ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ CSDL GIÁO DỤC QUẬN
HOÀNG MAI – HÀ NỘI
Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám và hệ thông tin địa lý
Mã sô: 60440214 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Học viên thực hiện
Phí Thúy Nga 2

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 8
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 6
1. Lý do chọn đề tài 11
2. Mục đích của đề tài 12
3. Phạm vi đề tài 12
4. Phương pháp nghiên cứu 13
4.1 Phương pháp điều tra- khảo sát thực địa: 13
4.2 Phương pháp GIS: 13
5. Cấu trúc luận văn 14
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIS VÀ CHUẨN CƠ SỞ DỮ LIỆU 15
1.1. Tổng quan về GIS 15
1.1.1. Giới thiệu chung về GIS 15
1.1.1.2. Các thành phần của GIS 15

2.2.3.4 Trung cấp, dạy nghề 38
2.2.3.5 Cao đẳng 38
2.2.4.1 Cao học 38
2.2.4.2 Nghiên cứu sinh 39
2.2. Thực trạng và nhu cầu quản lý, khai thác thông tin ngành GD-ĐT nói chung
và cấp quận, huyện nói riêng: 39
2.2.1. Một số quy định trách nhiệm quản lý nhà nước về GD-ĐT 39
2.2.2. Thực trạng quản lý và khai thác thông tin ngành GD nói chung và cấp
quận (huyện) nói riêng 40
2.2.2.1. Thực trạng quản lý và khai thác thông tin 40
2.2.2.2. Nhu cầu quản lý và khai thác thông tin 40
2.3. Khả năng và mục tiêu ứng dụng GIS trong quản lý giáo dục 40
2.3.1. Khả năng ứng dụng của GIS trong quản lý giáo dục 40
2.3.2. Mục tiêu ứng dụng GIS trong ngành giáo dục 41
2.4. Xây dựng CSDL GIS ngành GD-ĐT cấp quận huyện 41
4

2.4.1. Mục tiêu 41
2.4.2. Phạm vi thực hiện 41
2.4.3. Nguyên tắc xây dựng 41
2.4.4. Xây dựng CSDL không gian 42
2.4.4.1. Các yếu tố cơ sở toán học: 42
2.4.4.2. Các lớp thông tin không gian thể hiện trên bản đồ 42
2.4.5. Xây dựng CSDL phi không gian ngành giáo dục quận huyện 53
2.4.5.1. Quản lý về giáo viên 53
2.4.5.2. Quản lý cơ sở vật chất 55
2.4.5.3. Khối Mầm non 55
2.4.5.4. Khối Tiểu học 57
2.4.5.5. Khối THCS 61
CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM GIS TRONG QUẢN LÝ NGÀNH

6

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Bảng danh mục các đối tượng 42
Bảng 2.2: Bảng thuộc tính lớp Diagioi 44
Bảng 2.3: Bảng thuộc tính lớp Diahinh 45
Bảng 2.4: Bảng thuộc tính lớp Giaothong 46
Bảng 2.5: Bảng thuộc tính lớp Thuyvan 48
Bảng 2.6: Bảng thuộc tính lớp Thucvat 49
Bảng 2.7: Bảng thuộc tính lớp Hatang_Dancu 50
Bảng 2.8: Bảng Giaovien 51
Bảng 2.9: Bảng GV_trinhdo 52
Bảng 2.10: Bảng GV_chuyemon 52
Bảng 2.11: Bảng mô tả mối quan hệ 53
Bảng 2.12: Bảng CSVC 54

8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Các thành phần của GIS 15
Hình 1.2: Minh hoạ cơ sở dữ liệu thuộc tính 20
Hình 1.3: Minh hoạ cơ sở dữ liệu không gian 21
Hình 1.4: Dữ liệu dạng Raster 22
Hình 1.5: Dữ liệu dạng Vector 23
Hình 1.6: Sự chuyển đổi dữ liệu giữa Raster và Vector 23
Hình 1.7: Sự khác biệt giữa vector và raster ở dạng đường 25
Hình 1.8: Đối tượng vùng ở dạng vector và rastor 26
Hình 2.1: Các lớp đối tượng không gian trên bản đồ 42
Hình 2.2: Chi tiết quan hệ các bảng về cán bộ giáo viên 53
Hình 2.3: Chi tiết quan hệ các bảng về mầm non 56
Hình 2.4: Chi tiết quan hệ các bảng về tiểu học 59
Hình 2.5: Chi tiết quan hệ các bảng về THCS 63
Hình 3.1: Bản đồ khu vực nghiên cứu quận Hoàng Mai – Hà Nội 66


10

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

- GD-ĐT : Giáo dục và đào tạo
- CSDL : Cơ sở dữ liệu
- THCN : Trung học chuyên nghiệp
- THPT : Trung học phổ thông
- THCS : Trung học sơ sở
GIS đã được xây dựng và khai thác từ trung ương đến các địa phương tỉnh, huyện.
Theo Bộ Kế hoạch đầu tư, ngân sách nhà nước dành cho những hoạt động liên quan
đến thông tin địa lý hàng năm là từ 400 đến 600 tỷ đồng. Sự phát triển này là đúng
quy luật, sự quan tâm mà nhà nước, lãnh đạo các Bộ ngành và địa phương dành cho
hoạt động về thông tin địa lý là hoàn toàn đúng đắn.
Giáo dục đào tạo hiện là một trong những ngành có vị trí quan trọng trong
việc thúc đẩy sự tiến bộ của đất nước. Giáo dục là nền tảng cho việc nâng cao dân
trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, phục vụ cho sự nghiệ xây dựng, phát triển
kinh tế – xã hội của đất nước. Xác định vai trò, tầm quan trọng của giáo dục đào
12

tạo, Đảng và Nhà nước coi phát triển giáo dục đào tạo là quốc sách hàng đầu, là nền
tảng và động lực thúc đẩy công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, tiến tới hội nhập
quốc tế. Để thực hiện được nhiệm vụ lớn lao này, ngành giáo dục cần phải được đầu
tư phát triển một cách xứng đáng. Muốn vậy việc quản lý trong ngành giáo dục phải
được hỗ trợ tối đa, bằng những công nghệ mới để có thể đem lại hiệu quả cao nhất
trong chất lượng đào tạo, giảng dạy.
Trong những năm vừa qua, Nhà nước ta đã xúc tiến các dự án lớn về công
nghệ thông tin nhằm mục tiêu đẩy nhanh tốc độ phát triển và ứng dụng công nghệ
thông tin trong tất cả các lĩnh vực. Tuy nhiên những kết quả mang lại rất hạn chế,
nhiều thất bại. Ban chỉ đạo quốc gia về công nghệ thông tin thành lập vào cuối
những năm 90 bị giải tán vào năm 2000. Nỗ lực mới của Chính phủ thực hiện Dự án
112 xây dựng “Chính phủ điện tử” cũng bị xoá bỏ sau 5 năm thực hiện vì không đạt
được mục tiêu đề ra, chậm về tiến độ, yếu về hiệu quả và lãng phí đầu tư. Một trong
những nguyên nhân của việc thất bại là do chưa có sự đồng bộ và hoàn chỉnh trong
việc ứng dụng phần mềm quản lý, trong tư duy và quan niệm về hệ thống cơ sở dữ
liệu.
Với những lý do trên đây, luận văn tốt nghiệp được lựa chọn với đề tài:
“Ứng dụng GIS trong quản lý CSDL giáo dục quận Hoàng Mai – Hà Nội”
2. Mục tiêu của đề tài

phần mềm ArcGIS, hoàn chỉnh dữ liệu trong bộ phần mềm ARC/INFO (ArcCatalog
- ArcMap).
Thông tin GD-ĐT được biểu đạt dưới dạng bản đồ chuyên đề là một công cụ
cần thiết cho công tác quản lý giáo dục một cách hiệu quả. Bản đồ có thể được coi
như là phương tiện thông tin giữa các nhà nghiên cứu, các nhà lãnh đạo và những
người làm công tác qui hoạch.
Phương pháp được lựa chọn để xây dựng cơ sở dữ liệu GIS là theo kiểu kết
nối trực tiếp giữa một đơn vị thông tin đồ họa với thật nhiều thông tin khác nhau
trong cơ sở dữ liệu, phương pháp này thường được sử dụng để nắm bắt thông
tinnhanh trên từng vùng lãnh thổ tạo điều kiện thuận lợi cho cả các nhà quản lý và
người sử dụng.
14

5. Cấu trúc luận văn
Phần mở đầu
Chương 1. Tổng quan về GIS và chuẩn CSDL
Chương 2. Xây dựng CSDL GIS ngành GD-ĐT cấp quận (huyện)
Chương 3. Ứng dụng phần mềm ArcGIS trong quản lý ngành giáo dục
quận Hoàng Mai
Kết luận


hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý. Hệ thông tin địa lý có mục tiêu đầu tiên là
xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý.]
Hoặc một định nghĩa khác mang tính giải thích: [Hệ thông tin địa lý là tổ
hợp của ba hợp phần có quan hệ thống nhất, liên quan chặt chẽ với nhau là phần
cứng gồm máy tính và thiết bị liên quan, phần mềm và tổ chức con người được hoạt
động đồng bộ nhằm thu thập, lưu trữ, quản lý, thao tác, tìm kiếm-hỏi đáp, phân
tích, hiển thị và mô hình hoá các dữ liệu không gian và các quá trình trong không
gian có định vị toạ độ được tham chiếu với một hệ tọa độ dùng thể hiện bề mặt cầu
của Trái Đất và các dữ liệu thuộc tính nhằm giải quyết các yêu cầu thực tế.]
1.1.1.2. Các thành phần của GIS
- Phần cứng máy tính
- Phần mềm
- Cơ sở dữ liệu
16

- Con người
- Mô hình
Hình 1.1. Các thành phần của GIS
1.1.1.3. Các chức năng của GIS
GIS bao gồm 6 loại chức năng: Thu thập dữ liệu, chuyển đổi dữ liệu lưu giữ
và quản lý dữ liệu, điều khiển dữ liệu, trình bày và hiển thị, phân tích không gian
* Thu thập dữ liệu (Entry and update) :
Một trong những chức năng quan trọng của GIS là nhập và bổ sung dữ liệu
mà công việc đó không tiến hành riêng rẽ. Bất kỳ một hệ thống nào cũng phải cho
phép nhập và bổ sung dữ liệu, nếu không có chức năng đó thì không được xem là
một hệ thông tin địa lý vì chức năng đó là một yêu cầu bắt buộc phải có. Việc nhập
và bổ sung dữ liệu phải cho phép sử dụng nguồn tư liệu dưới dạng số hoặc dạng

thể được tổng hợp, nắm bắt một cách riêng biệt và những sự khác biệt có thể được
xác định, được tính toán và được can thiệp, biến đổi.
* Trình bày và hiển thị (Presentation):
Đây cũng là một chức năng bắt buộc phải có của một hệ thông tin địa lý.
Không gian dưới dạng tài liệu nguyên thủy hay tài liệu được xử lý cần được hiển thị
18

dưới các khuôn dạng như: chữ và số (text), dạng bảng biểu (tabular) hoặc dạng bản
đồ. Các tính toán chung và kết quả phân tích được lưu giữ ở dạng chữ và số để dễ
dàng in ra hoặc trao đổi giữa các lỗ phần mềm khác nhau. Các dữ liệu thuộc tính có
thể được lưu ở dạng bảng biểu hoặc các dạng cố định khác. Bản đồ được thiết kế để
hiển thị trên màn hình hoặc lưu dưới dạng điểm (plot file) để in. Như vậy, hiển thị
và in ra là những chức năng rất cần thiết của một hệ thông tin địa lý.
* Phân tích không gian (Analys) :
Trước đây, chỉ có 5 chức năng mô tả ở trên là được tập trung, phát triển bởi
những người xây dựng hệ thông tin địa lý. Chức năng thứ sáu là phân tích không
gian được phát triển một cách thần kỳ dựa vào sự tiến bộ của công nghệ và nó trở
nên thực sự hữu ích cho người ứng dụng. Những định nghĩa về hệ thông tin địa lý
trước đây đã trở thành thực tiễn trên cơ sở ứng dụng trực tiếp chức năng phân tích
không gian. Theo quan điểm hiện nay thì chức năng đó cần thiết phải có đối với một
hệ thống được gọi là hệ thông tin địa lý. Tất nhiên các chức năng có thể khác nhau
đối với từng hệ thống, song đối với một một hệ thống thông tin địa lý sử dụng tư
liệu bản đồ thì chức năng đó là bắt buộc. Với một hệ thống như vậy thì các mô tả
bằng lời có thể tổ chức thành các tham số riêng, các mô hình giải thích, dự báo đều
có thể thực hiện trong chức năng xử lý không gian.
1.1.1.4. Một số ứng dụng của GIS
Hiện nay trên thế giới việc ứng dụng công nghệ thông tin đã trở nên khá phổ
biến. Các lĩnh vực ứng dụng hệ thống thông tin địa lý ngày càng được mở rộng. GIS
đã được ứng dụng trong quy hoạch và quản lý đô thị, quản lý tình hình phân bố khí
hậu, quản lý dân số, quản lý môi trường, quy hoạch và quản lý đất đai,…

- Đo đạc bản đồ: hệ thống thông tin địa lý là một công cụ đặc biệt phù hợp
với các công việc của ngành đo đạc bản đồ, xây dựng các bản đồ cơ sở nhanh chóng
và chính xác, chuyển đổi dữ liệu bản đồ thuận tiện.
- Quy hoạch đô thị và vùng: Khả năng cung cấp cho các nhà quy hoạc nhanh
chóng truy cập vào tập hợp dữ liệu trong công nghệ GIS phục vụ cho các phương án
quy hoạch.

20

1.1.2. Cơ sở dữ liệu trong GIS
1.1.2.1. Các khái niệm
* Cơ sở dữ liệu của GIS:
Là tập hợp dữ liệu liên quan đến nhau được lưu trữ dưới dạng số. Phần lớn
các thông tin trong cơ sở dữ liệu của GIS là những số liệu thay đổi theo thời gian và
có những mối quan hệ phức tạp. Chúng bao gồm các dữ liệu không gian địa lý, các
dữ liệu thuộc tính và mối quan hệ giữa hai loại dữ liệu này. Nói cách khác đó là
những mô tả dưới dạng số của các hình ảnh không gian, mối quan hệ logic giữa các
hình ảnh đó, những số liệu thể hiện các đặc tính của hình ảnh và các thông tin về
các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định.
* Metadata :
Là dữ liệu về dữ liệu, nó chứa đựng các thông tin mô tả về nội dung, chất
lượng, tính cập nhật, khả năng tiếp cận và tính sẵn sàng của dữ liệu. Đối với dữ liệu
không gian hoặc thông tin liên quan đến địa lý nó sẽ giúp trả lời các câu hỏi như: có
dữ liệu gì, thu thập vào lúc nào, do ai, phạm vi nào, bằng cách nào và làm thế nào
để tiếp cận. Chi tiết những thông tin này sẽ giúp ích cho các nhu cầu như:
- Những thông tin chi tiết về phương pháp thu thập, xử lý và tích hợp dữ liệu.
- Thông tin về độ chính xác của nguồn dữ liệu, lịch sử xử lý, cách thức lưu trữ.
- Các thông tin về hệ quy chiếu, tỷ lệ, khuôn dạng trao đổi dữ liệu.
- Mô tả đầy đủ về nội dung, chất lượng, phạm vi bao phủ.
- Các thông tin liên quan về đơn vị, người quản lý hoặc cung cấp dữ liệu.

22

cấu trúc dữ liệu GIS nào đều có một điểm chung là vị trí của chúng được ghi nhận
bằng giá trị tọa độ trong một hệ tọa độ nào đó tham chiếu với hệ tọa độ dùng cho
Trái đất. Ngoài ra, chúng cũng có một tên trường trùng nhau là mã của chúng. Thế
giới thực có thể được thể hiện theo hai mô hình raster và vector.
Hình 1.3. Cơ sở dữ liệu không gian

1.1.2.3. Các khuôn dạng dữ liệu
* Dữ liệu dạng Raster
Raster được hiểu là ô hình vuông có kích thước nhất định gọi là cell hoặc
pixell (picture element), cấu trúc raster là cấu trúc hình ảnh. Mỗi ô vuông có chứa
thông tin về một đối tượng hay một sự hợp phần của đối tượng. Vị trí của đối tượng
được xác định bởi vị trí của các ô vuông theo trật tự hàng và cột. Nếu vị trí của mỗi
một ô ảnh pixel được tham chiếu với vị trí địa lý thật của nó trong một hệ tọa độ
Cartesian trên Trái đất. Cấu trúc dữ liệu Raster đơn giản nhất là cấu trúc dạng bảng,
ở đó có chứa các thông tin về toạ độ và thuộc tính phi không gian. Thông tin về vị
trí được thể hiện ở toạ độ theo hàng và cột, tính theo trật tự sắp xếp của dữ liệu.
Trường hợp có nhiều tính chất thì có thể gọi là thông tin nhiều chiều. Bảng thuộc
23

tính hai chiều của đối tượng được gọi là bảng một chiều hay còn gọi là bảng thuộc
tính raster mở rộng (Expanded Raster Table). Cấu trúc Raster đầy đủ là cấu trúc có
đầy đủ số lượng các pixel sắp xếp theo những vị trí xác định.
Ưu điểm của cấu trúc dữ liệu dạng raster là dễ thực hiện các chức năng xử lý
và phân tích. Tốc độ tính toán nhanh, thực hiện các phép toán bản đồ dễ dàng. Dễ
dàng liên kết với dữ liệu viễn thám. Cấu trúc raster có nhược điểm là kém chính xác