I HC QUC GIA H NI
TRNG I HC KHOA HC T NHIấN
Phm Th Vit H Xây dựng cơ sở dữ liệu thông tin
địa lý phục vụ quản lý Cơ sở hạ tầng
kinh tế x hội tỉnh lo cai
LUN VN THC S KHOA HC LUN VN THC S KHOA HC
NGI HNG DN KHOA HC:
TS. INH TH BO HOA
H Ni, thỏng 11 - 2011
MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC 3
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 6
DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ 7
MỞ ĐẦU 8
1. Tính cấp thiết của đề tài 8
2. Mục tiêu của đề tài 9
3. Nhiệm vụ nghiên cứu 9
4. Phương pháp nghiên cứu 9
5. Phạm vi nghiên cứu 9
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 10
7. Cơ sở dữ liệu, tài liệu phục vụ đề tài 10
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ VỀ CƠ SỞ HẠ TẦNG 33
2.1. CHUẨN THÔNG TIN ĐỊA LÝ 33
2.1.1. Chuẩn thuật ngữ 34
2.1.2. Chuẩn về hệ thống tham chiếu không gian 34
2.1.3. Chuẩn mô hình cấu trúc dữ liệu địa lý 34
2.1.4. Chuẩn về phân loại đối tượng địa lý 34
2.1.5. Chuẩn thể hiện trình bày dữ liệu địa lý 35
2.1.6. Chuẩn về chất lượng dữ liệu không gian 35
2.1.7. Chuẩn siêu dữ liệu (Metadata) 35
2.1.8. Chuẩn mã hoá và trao đổi dữ liệu 35
2.2. YÊU CẦU TRONG THIẾT KẾ CSDL ĐỊA LÝ CẤP TỈNH 35
2.2.1. Nội dung của cơ sở dữ liệu địa lý cấp tỉnh 37
2.2.2. Xây dựng lược đồ ứng dụng 41
2.2.3. Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu 41
2.3. NỘI DUNG, NHIỆM VỤ QUẢN LÝ CƠ SỞ HẠ TẦNG 44
2.3.1. Nội dung các yếu tố cơ sở hạ tầng 44
2.3.2. Nhiệm vụ quản lý nhà nước về cơ sở hạ tầng 46
2.4. THIẾT KẾ CSDL ĐỊA LÝ VỀ CSHT 47
2.4.1. Thiết kế CSDL nền địa lý 47
2.4.2. Thiết kế CSDL chuyên đề CSHT 48
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ QUẢN LÝ CƠ SỞ
HẠ TẦNG TỈNH LÀO CAI 50
3.1. ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN 50
3.1.1. Vị trí địa lý, địa hình, khí hậu 50
3.1.2. Xã hội 50
- 4 -
3.1.3. Cơ sở hạ tầng chủ yếu 51
3.1.4. Tiềm năng và lợi thế phát triển 53
DGN : Định dạng dữ liệu của phần mềm Microstation
Feature : Đối tượng
Feature class : Lớp đối tượng
GIS : Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System)
Internet : Mạng toàn cầu
LAN : Mạng nội bộ
SHP : Định dạng dữ liệu của phần mềm
SQL : Ngôn ngữ tìm kiếm, hỏi đáp
TN&MT : Tài nguyên và Môi trường
VN2000 : Tên hệ tọa độ, độ cao chính thức sử dụng ở Việt Nam
HTML : Hypertext Markup Language - Ngôn ngữ liên kết siêu văn bản
UBND : Ủy ban nhân dân
- 6 -
DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
* Bảng:
Bảng 2.1. Danh mục các chuẩn 33
Bảng 3.1. Yếu tố nội dung và thông tin thuộc tính của bản đồ CSHT 62
Bảng 3.2. Lựa chọn các biến phân tích 74
Bảng 3.3. Bảng giá trị các biến tính toán theo chỉ tiêu lựa chọn 75
Bảng 3.4. Bảng ma trận hệ số tương quan của một số biến 76
Bảng 3.5. Tổng biến giải thích được của các thành phần 77
Bảng 3.6. Ma trận thành phần chính 78
vào sự thành công của công cuộc nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Sự phát triển hạ
tầng kinh tế xã hội địa phương không chỉ là vấn đề kinh tế -
kỹ thuật đơn thuần mà
còn là vấn đề xã hội quan trọng nhằm tạo tiền đề cho các địa phương trong cả nước
phát triển nhanh và bền vững. Do vậy, chính
sách phát triển hạ tầng kinh tế xã hội trên
phạm vi cả nước là một trong những vấn đề được các cấp chính quyền chú trọng và
luôn được gắn với các chương trình phát triển của các tỉnh.
Chính từ sự phát triển nhanh chóng về hạ tầng kinh tế xã hội của các tỉnh đã
làm gia tăng nhu cầu quản lý về cơ sở hạ tầng (CSHT) như: các công trình điện, nước,
trường, trạm, thông tin liên lạc, hệ thống giao thông Cẩn thiết phải có một hệ thống
các phương pháp quản lý và thông tin hiện đại để đảm bảo cho các hệ thống CSHT có
thể hỗ trợ cho sự phát triển của các lĩnh vực kinh tế và xã hội.
Trên hầu hết các lĩnh vực quản lý cơ sở hạ tầng của tỉnh, từ quy hoạch phát
triển tổng thể CSHT đến quản lý hạ tầng kỹ thuật, bảo vệ môi trường, quản lý an ninh
xã hội theo địa bàn, chuyển dịch cơ cấu kinh tế, sử dụng đất đai trong tỉnh đều có nhu
cầu cấp thiết về một hệ thống thông tin bản đồ trong đó có các thông tin thuộc tính
đính kèm tăng tải trọng thông tin cho bản đồ, cung cấp được hệ thống thông tin có
khoa học cho công tác quản lý, điều hành, nâng cấp cũng như quy hoạch CSHT của
các địa phương.
Việc sớm triển khai một đề án ứng dụng GIS cấp tỉnh trước hết phục vụ quản lý
CSHT ở cấp vĩ mô và từng bước đáp ứng yêu cầu quản lý, điều hành tác nghiệp cho
các sở ngành, huyện thị, đã trở thành một đòi hỏi thực sự cần thiết và cấp bách với các
địa phương trong cả nước, đặc biệt là đối với những tỉnh miền núi trình độ phát triển
về công nghệ thông tin chưa cao nhưng được đầu tư nhiều cho các dự án quy hoạch
phát triển cơ sở hạ tầng kinh tế xã hội.
Tỉnh Lào Cai là một tỉnh miền núi giáp biên giới Việt Trung có các yếu tố
thuận lợi về địa lý và lịch sử thu hút nhiều đầu tư trong nước và nước ngoài. Các hoạt
động xây dựng và phát triển tiếp theo cho thấy các dịch vụ CSHT thiết yếu như điện,
nước, trường, trạm y tế, viễn thông và thoát nước là rất cần được quy hoạch, mở rộng
CSDL một cách chính xác và theo một hệ thống nhất định.
- Phương pháp thử nghiệm: thử nghiệm với dữ liệu thực tế để kiểm nghiệm quy
trình lý thuyết đã đề ra.
- Phương pháp phân tích nhân tố: sử dụng phương pháp này để phân tích mối
tương quan giữa các yếu tố chính trong CSDL đã thiết kế và kiểm nghiệm chúng có
phù hợp với thực tiễn hay không.
5. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi lãnh thổ: Khu vực nghiên cứu là tỉnh Lào Cai, một tỉnh biên giới
miền núi phía Bắc giáp Trung Quốc, có các điều kiện tự nhiên không thật sự thuận lợi
để phát triển hạ tầng cơ sở.
- 9 -
- Giới hạn nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý phục
quản lý cơ sở hạ tầng tỉnh Lào Cai (tập trung vào nội dung về CSHT).
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
a. Ý nghĩa khoa học
Những kết quả nghiên cứu và thực nghiệm của đề tài đã góp phần xây dựng
cơ sở khoa học trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý chuyên đề phục vụ công tác
quản lý xã hội của tỉnh.
b. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ trợ giúp các nhà quản lý trong công tác quản
lý cơ sở hạ tầng của tỉnh Lào Cai.
Góp phần bổ sung tài liệu khoa học về ứng dụng GIS trong xây dựng CSDL
phục vụ quản lý xã hội tại tỉnh và ứng dụng cho các chuyên ngành khác của tỉnh.
7. Cơ sở dữ liệu, tài liệu phục vụ đề tài
Tài liệu phục vụ đề tài gồm:
* Tài liệu bản đồ:
- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/ 25.000 dạng số dùng là tư liệu chính để liệt kê đối
tượng và phân lớp đối tượng trong CSDL nền.
- Bản đồ hành chính tỉ lệ 1/ 150.000 để hiện chỉnh nội dung và các yếu tố
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS
PHỤC VỤ QUẢN LÝ CƠ SỞ HẠ TẦNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.1. TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS PHỤC VỤ QUẢN LÝ CƠ SỞ HẠ TẦNG
1.1.1. Khái niệm và đặc điểm của cơ sở hạ tầng kỹ thuật [1]
a. Khái niệm.
* Khái niệm: Cơ sở hạ tầng là tổ hợp các công trình vật chất kỹ thuật có chức
năng phục vụ trực tiếp dịch vụ sản xuất đã sống của dân cư, được bố trí trên một phạm
vi lãnh thổ nhất định.
Khi lực lượng sản xuất chưa phát triển quá trình tiến hành các hoạt động chỉ là
sự kết hợp giản đơn giữa 3 yếu tố đó là lao động, đối tượng lao động và tư liệu lao
động chưa có sự tham gia của cơ sở hạ tầng. Nhưng khi lực lượng sản xuất đã phát
triển đến trình độ cao thì để sản xuất có hiệu quả cần có sự tham gia của cơ sở hạ tầng.
Cơ sở hạ tầng kỹ thuật được phát triển mạnh mẽ gắn liền với cuộc cách mạng công
nghiệp từ thế kỷ 17 đến thế kỷ 19. Bên cạnh đó, chính vì sự phát triển mạnh mẽ của cơ
sở hạ tầng kỹ thuật mà nó thúc đẩy sự phát triển của cơ sở hạ tầng xã hội từ cuối thế kỷ
19 đến đầu thế kỷ 20. Hiện nay, chúng ta đang tiến hành phát triển cơ sở hạ tầng ở giai
đoạn 3. Giai đoạn vừa phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật vừa phát triển cơ sở hạ tầng xã
hội. Như vậy, khi khoa học kỹ thuật ngày càng được nâng cao thì cơ sở hạ tầng càng
phát triển.
* Phân loại
Căn cứ vào chức năng, tính chất và đặc điểm người ta chia các công trình cơ sở
hạ tầng thành 3 loại
- Cơ sở hạ tầng kỹ thuật.
- Cơ sở hạ tầng xã hội.
- Cơ sở hạ tầng môi trường
Cơ sở hạ tầng kỹ thuật là các công trình phục vụ cho sản xuất và đời sống bao
gồm: các công trình thiết bị chuyển tải và cung cấp năng lượng, mạng lưới giao thông,
cấp thoát nước, thông tin liên lạc.
Cơ sở hạ tầng xã hội bao gồm các công trình phục vụ cho các địa điểm dân cư
công trình cơ sở hạ tầng trên lãnh thổ là rất lâu dài. Vì thế những sai lầm trong bố trí
địa điểm, áp dụng công nghê sẽ đều phải trả giá rất đắt. Do đó, yêu cầu khi xây dựng
cơ sở hạ tầng bên cạnh việc áp dụng những thành tựu tiến bộ của khoa học kỹ thuật,
phải căn cứ vào quy hoạch phát triển vùng và dự kiến được những biến động trong
tương lai.
- Các công trình cơ sở hạ tầng trên phạm vị lãnh thổ có chức năng phục vụ sản
xuất và đời sống. Tuy vậy, nếu xét về bản chất kết quả hoạt động của các cơ sở hạ tầng
lại là từ dịch vụ chứ không phải là sản xuất vật chất cụ thể chẳng hạn dịch vụ bưu
chính viễn thông, giáo dục đào tạo đây chính là điểm điểm phân biệt giữa cơ sở hạ
tầng với các ngành sản xuất vật chất khác.
- 13 -
c. Nhu cầu của một công cụ hỗ trợ cho hoạt động đầu tư phát triển cơ sở hạ
tầng kỹ thuật
Đầu tư phát triển hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật một cách hoàn chỉnh, đồng bộ
theo một quy hoạch tổng thể ngay từ ban đầu là điều kiện cần làm cho hoạt động đầu
tư được thuận lợi. Đồng thời hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật cần phải đạt được sự hiện
đại cần thiết, sự hiện đại đó sẽ đem lại hiệu quả cao trong hoạt động đầu tư. Như vậy
cần có giải pháp tổ chức thực hiện đầu tư phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật hợp lý. Bao
gồm những công việc sau:
+ Thực hiện đầu tư xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật trên quan
điểm “tập trung dứt điểm” không đầu tư dàn trải và hậu quả của việc đầu tư dàn trải
sẽ không cao, thực hiện đầu tư nhiều công trình nhưng đều chậm hoàn thành và khó
đưa vào sử dụng do thiếu sự quản lý thống nhất. Muốn vậy cần có quy hoạch đầu tư
xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật thống nhất và hợp lý là căn cứ để phát triển hệ thống
địa phương.
+ Phải thực hiện chặt chẽ công tác phân cấp quản lý và đầu tư đối với những
công trình cơ sở hạ tầng kỹ thuật thuộc hệ thống quốc gia như đường quốc lộ, những
công trình mang tính chất liên ngành, liên vùng, những công trình hàng không, cảng
biển quốc gia và hệ thống đường sắt.
thật sự thiết thực.
Cũng do tình trạng thiếu thông tin dẫn đến sự chậm trễ trong phê duyệt và thi
công các công trình cơ sở hạ tầng, ảnh hưởng đến đời đời sống nhân dân.
Tất cả các vấn đề trên chỉ có thể giải quyết bằng cách thu thập và đưa vào quản
lý các thông tin mạng lưới hạ tầng của các ngành khác nhau lên cùng một nền là bản
đồ địa lý của tỉnh, trong một hệ thống quản lý thông tin tổng hợp liên thông giữa các
cấp, các ngành.
1.1.3. Cơ sở dữ liệu địa lý – công cụ hữu hiệu hỗ trợ ra quyết định
a. Cơ sở dữ liệu (CSDL) địa lý
CSDL địa lý là tập hợp có tổ chức hợp lý các thông tin về các đối tượng địa lý
có quan hệ với nhau được sắp xếp theo những nguyên tắc và cấu trúc đã được xác định
từ trước, điều khiển nhau và lưu trữ như một đơn vị thống nhất trong các thiết bị lưu
trữ như đĩa cứng, băng từ.
CSDL địa lý là một hợp phần cơ bản của Hệ thống thông tin địa lý (GIS), được
tổ chức, lưu trữ, khai thác và sử dụng theo một mục đích cụ thể trong GIS. CSDL địa
lý là một CSDL đặc biệt gồm các dữ liệu về vị trí, hình dạng không gian của các đối
tượng địa lý được thể hiện dưới dạng điểm, đường, vùng, ô vuông (pixel) với các giá
trị thuộc tính phi không gian của chúng.
Đặc điểm nổi trội của CSDL địa lý là nó bao gồm các thông tin đã được sắp xếp
và gắn bó với một lãnh thổ nhất định.
CSDL địa lý được tổ chức theo kiểu quan hệ, trong đó số liệu được lưu trữ, sắp
xếp theo các bảng ghi chứa các đối tượng và các giá trị thuộc tính.
- 15 -
Với các đặc điểm nêu trên, CSDL địa lý đáp ứng cung cấp thông tin và trợ giúp
lập kế hoạch, quy hoạch, dự báo phát triển lãnh thổ - một trong những nhiệm vụ quan
trọng của QLHC: CSDL địa lý chứa đựng CSDL về các đối tượng địa lý tự nhiên và
Kinh tế - xã hội theo lãnh thổ, từ đó cho phép đánh giá tổng hợp và chuyên ngành các
yếu tố địa lý được chính xác và khách quan thuận lợi, nhanh chóng, cho phép xây
dựng các phương án khác nhau.
các phân tích không gian như: tìm kiếm trong phạm vi, xác định phạm vi ảnh hưởng,
- 16 -
CSDL địa lý cho phép phân tích, đối sánh: Khi sử dụng nhiều bản đồ với các
chủ đề khác nhau được xây dựng cùng thời điểm, ta có thể phân tích phân tích mối
quan hệ giữa các chỉ tiêu, nội dung động thái và thứ bậc hoạt động, từ đố có thể rút ra
được quy luật, cách giải thích về những hiện tượng hoặc tìm ra những vùng thỏa mãn
điều kiện cho trước.
Khi sử dụng CSDL địa lý cùng một chủ đề xây dựng ở những thời điểm khác
nhau ta có thể thu nhận được các giá trị của các hiện tượng, quá trình, nhìn chúng
trong mối quan hệ và sự tiến hóa theo thời gian để chỉ ra xu hướng nhờ đó đưa ra được
các dự báo, khuynh hướng phân bố mới trong không gian.
Từ CSDL địa lý có thể xây dựng đồ thị, biểu đồ, khi kết hợp nhiều biểu đồ ở
các thời điểm khác nhau, có thể so sánh và nhìn được các động thái ở dạng ba chiều.
Có thể sử dụng bản đồ như mô hình thay thế: đây là ưu thế của bản đồ, cho
phép thực hiện những “thí nghiệm” trên mô hình, các “phép thử” trước khi đưa ra
quyết định để giảm thiểu về người, tiền của, công sức, thời gian,…
Với sự phát triển công nghệ bản đồ số, người sử dụng không chỉ tương tác với
bản đồ mà là cả với dữ liệu bên trong bản đồ đó nữa. Ngoài ra, ngày nay với các chức
năng như hỗ trợ việc thực hiện các phép phân tích, dự báo đơn giản hơn rất nhiều. Đó
chính là tiền để cho việc đưa công cụ CSDL địa lý vào sử dụng rộng rãi, trở thành
công cụ hỗ trợ quản lý hành chính, hỗ trợ việc đề xuất những quyết định quan trọng
trong kinh tế quốc dân liên quan tới quy hoạch, khai thác lãnh thổ, phát triển các tổng
thể sản xuất lãnh thổ, bảo vệ tài nguyên và môi trường. Tuy nhiên, CSDL địa lý không
thay thế, không quyết định mà chỉ là công cụ hỗ trợ ra quyết định.
c. Đặc điểm CSDL địa lý phục vụ quản lý hành chính
CSDL địa lý được sử dụng trong QLHC là CSDL, bản đồ chuyên đề. Tùy theo
cấp quản lý mà các nội dung chuyên đề cụ thể khác nhau, trong đó chuyên đề Kinh tế -
xã hội chiếm chủ yếu.
Phụ thuộc vào cơ cấu tổ chức hành chính của cấp quản lý sẽ có những nhóm nội
- GIS “như một công nghệ thông tin nhằm lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu
không gian và phi không gian” (theo Parker 1988).
* Định nghĩa GIS theo quan điểm cơ sở dữ liệu không gian: [9]
GIS như “hệ cơ sở dữ liệu mà phần lớn dữ liệu được định mã không gian, trên
đó là sự tổ hợp các quá trình vận hành nhằm trả lời thực thể không gian trong cơ sửa
dữ liệu”.
GIS là “một hệ thống phần cứng, phần mềm và các thủ tục được thiết kế để hổ
trợ việc thu thập, quản lý, xử lý, phân tích, ráp nối và hiển thị dữ liệu có tham chiếu
không gian nhằm giải các vấn đề qui hoạch và quản lý phức tạp theo (Uỷ ban Phối
hợp Liên ngành Mỹ - US Federal Interagency Coordinating Committee,1988)
Theo quan điểm của Aronoff S 1989 “bất kỳ một phương thức trên sách tra
khảo hoặc trên máy tính dùng để lưu trữ thao tác các dữ liệu tham chiếu địa lý.”
- 18 -
* Định nghĩa GIS theo quan điểm về tổ chức: [9]
(Ozemoy 1981) định nghĩa GIS là “một tập hợp các chức năng tự động nhằm
cung cấp một cách chuyên nghiệp với những khả năng tiên tiến trong việc tưu trữ, tìm
kiếm, thao tác và hiển thị các dữ liệu định vị địa lý”.
GIS là “một hệ thống hỗ trợ quyết định có sự tích hợp các dữ liệu không gian
trong một môi trường giải quyết các vấn đề liên quan” (Cowen 1988).
* Một số định nghĩa GIS được sử dụng gần đây:
Hệ thông tin địa lý (GIS) là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần; phần cúng
máy tính, phần mềm, dữ liệu địa lý và người điều hành được thiết kế hoạt động một
cách hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các
dạng dữ liệu địa lý. HTTĐL có mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi
trường địa lý (Viện nghiên cứu môi trường Mỹ, 1994) [14]
Hệ thông tin địa lý GIS là tập hợp có tổ chức phần cứng, phần mềm, dữ liệu địa
lý và con người được thiết kế để thu thập, xử lý, phân tích và hiển thị tất cả thông tin
liên quan đến địa lý (ESRI, 1994) [11]
Qua tất cả các định nghĩa về GIS chúng ta thấy hệ thông tin địa lý là một hệ
gọi là CSDL (database). Dữ liệu địa lý bao gồm dữ liệu không gian để mô tả đặc trưng
không gian và dữ liệu thuộc tính phản ánh bản chất của đối tượng địa lý. Dữ liệu
không gian được thể hiện bằng các công cụ đồ họa của máy tính, dữ liệu thuộc tính
được thể hiện bằng các chữ, số … Những thông tin địa lý đó phải bao gồm các dữ liệu
về vị trí địa lý, hình dạng, kích thước, thuộc tính, mối liên hệ không gian và thời gian
của các thông tin.
* Chuyên gia và người sử dụng
GIS là một hệ thống được tổng hợp từ nhiều chuyên ngành, do đó đòi hỏi
người điều hành sử dụng phải có kinh nghiệm và được đào tạo trong nhiều lĩnh vực.
Hơn nữa sự phát triển không ngừng của các kỹ thuật tiên tiến hiện đại cả phần mềm và
phần cứng đòi hỏi người điều hành phải luôn trau dồi kiến thức. Người điều hành cần
phải đáp ứng được các yêu cầu sau:
- Có kiến thức cơ bản về địa lý và công nghệ thông tin, được đào tạo cơ bản về
khoa học địa lý, có khả năng khai thác các đặc điểm và biết xử lý khi có sự cố về phần
cứng và phần mềm, vận hành thông thạo các chương trình liên kết phần cứng.
- Có kinh nghiệm trong việc sử dụng phần mềm GIS, biết lập trình cơ bản,
biết quản lý, xử lý cơ sở dữ liệu và một số công việc khác có liên quan đến tích hợp
thông tin.
- Có hiểu biết về cấu trúc dữ liệu: hiểu về nguồn dữ liệu, nội dung và độ chính
xác của dữ liệu, tỷ lệ bản đồ và các số liệu đo đạc của tập dữ liệu.
- Có khả năng phân tích không gian: Được đào tạo về các phương pháp xử lý
thống kê và xử lý định tính trong địa lý, có thể lựa chọn phương pháp tốt nhất để phân
tích và áp dụng nhằm đưa ra kết quả tối ưu.
* Chính sách và quản lý:
Đây là một hợp phần rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ
thống, là yếu tố quyết định sự thành công của công nghệ GIS. Hệ thống GIS cần được
điều hành bởi một bộ phận quản lý để tổ chức hoạt động hệ thông GIS một cách có
hiệu quả để phục vụ người sử dụng thông tin. Đó hoạt động thành công, hệ thống GIS
- 20 -
- 21 -
Dữ liệu không gian Dữ liệu thuộc tính
Hình 1.1. Liên kết dữ liệu không gian và thuộc tính
1.2.3. Công nghệ xây dựng cơ sở dữ liệu, lưu trữ, phân tích, xử lý thông tin
a. Các phần mềm ứng dụng
Xây dựng CSDL là kết quả tổng hợp của nhiều lĩnh vực liên quan đến nhau. Do
vậy giải pháp công nghệ xây dựng CSDL phải bao hàm nhiều lĩnh vực liên quan đến
nhau. Đó là: Hiện chỉnh bản đồ, số hóa bổ sung; Tích hợp và chia cắt dữ liệu theo đơn
vị hành chính; Chuyển đổi dữ liệu từ các khuôn dạng DGN sang SHP; Nhập thông tin
thuộc tính cho các đối tượng, lưu trữ, phân tích, xử lý thông tin.
Các phần mềm liên quan đến dữ liệu nguồn: Microstation, Mapinfo, Microsoft
Office Excell …
Công nghệ lưu trữ, phân tích, xử lý thông tin địa lý: áp dụng bộ phần mềm
ArcGIS là một bộ phần mềm của hãng ESRI – Mỹ.
Là một bộ tích hợp các sản phẩm phẩm mềm – một bộ bao gồm nhiều phần
mềm với mục tiêu xây dựng một hệ thống thông tin địa lý (GIS) hoàn chỉnh. Bộ phần
mềm này có thể thực hiện các chức năng về GIS trên máy trạm, server, dịch vụ web
hay thiết bị di động. Với các kỹ thuật này cho phép người dùng có được các công cụ
quản lý một hệ thống GIS phức tạp.
* Tính tương thích cao, là hệ thống đa chức năng:
Khả năng biên tập, phân tích dữ liệu GIS mạnh với các mô hình quản lý và mô
hình dữ liệu cao cấp, hiện đại. Đây được xem như cơ sở cho sự phát triển của các sản
phẩm thuộc họ phần mềm ArcGIS.
- 22 -
* Tính mềm dẻo:
Các module của ArcGIS phục vụ cho hầu hết các đối tượng: từ người dùng đơn
Với công cụ mô hình hóa các thao tác xử lý dữ liệu, ArcView cho phép quản lý
và thay đổi dây chuyền xử lý dữ liệu một cách dễ dàng. ArcView còn là một công cụ
thật sự mạnh trong việc thành lập bản đồ chuyên nghiệp, tập hợp phân tích dữ liệu và
cũng là một môi trường phát triển ứng dụng tốt.
- 23 -
- ArcEditor là phần mềm GIS chạy trên Desktop dùng để chỉnh sửa, biên tập và
quản lý dữ liệu địa lý. ArcEditor cho phép tạo ra các CSDL địa lý thông minh, xây
dựng và bảo toàn tính toàn vẹn không gian giữa các quan hệ hình học topo và các
thuộc tính địa lý.
- ArcInfo bao gồm tất cả các chức năng của ArcView lẫn ArcEditor, các tính
năng cao cấp trong xử lý dữ liệu không gian và khả năng chuyển đổi dữ liệu. ArcInfo
cho phép thực hiện hoàn chỉnh quy trình công việc từ xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý
cho đến mô hình hóa, thiết lập các mối quan hệ, phân tích, tích hợp dữ liệu, phân tích
thống kê, hiển thị bản đồ trên màn hình máy tính và xuất bản bản đồ ra các phương
tiện khác nhau.
- ArcGIS Desktop Applications: ArcGIS Destop là một bộ phần mềm ứng dụng
gồm ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox, ModelBuilder, and ArcGlobe. Khi sử dụng
các ứng dụng này đồng thời người sử dụng có thể thực hiện được các bài toán ứng
dụng hệ thống thông tin địa lý bất kỳ, từ đơn giản đến phức tạp, bao gồm cả thành lập
bản đồ, phân tích địa lý, chỉnh sửa và biên tập dữ liệu, quản lý dữ liệu, hiển thị và xử
lý dữ liệu.
b. Quy trình phân tích thiết kế CSDL [13]
* Giai đoạn phân tích nhu cầu
- Nội dung: Thu thập thông tin về dữ liệu và xử lý từ người sử dụng, từ các tài
liệu, chứng từ, biểu mẫu thống kê liên quan đến CSDL và cả những tài liệu của CSDL
cũ. Sau khi thu thập phải tổng hợp và phân tích những nhu cầu đó. Kiểm tra xem giữa
các nhu cầu có mâu thuẩn với nhau hay không.
Đây là bước khó nhất trong quá trình thiết kế vì nó được thực hiện thông qua sự
tiếp xúc giữa người thiết kế và người sử dụng.
cách sử dụng dữ liệu thông qua xử lý.
- Cách thực hiện: chọn cấu trúc logic gần với phần mềm sẽ sử dụng cài đặt
CSDL.
* Giai đoạn thiết kế vật lý
- Mục đích: Xây dựng một cấu trúc vật lý phụ thuộc vào phần mềm và cấu hình
phần cứng mà ta đã lựa chọn để cài đặt CSDL.
Giai đoạn này, đơn giản hay phức tạp tùy thuộc vào đặc trưng kỹ thuật của phần
mềm và phần cứng.
- Cách thực hiện: chọn lựa phần mềm phù hợp với độ phức tạp của dự án; chọn
lựa cấu hình phần cứng; quyết định những vấn đề liên quan đến an toàn dữ liệu và
phục hồi dữ liệu.
An toàn dữ liệu giới hạn người được quyền truy xuất dữ liệu. Phục hồi dữ liệu
trong trường hợp có sự cố làm hư hỏng dữ liệu, cần phân định rõ các khối xử lý và lưu
trữ tình trạng dữ liệu trước khi thực hiện 1 khối xử lý, để phục hồi nếu có sự cố.
- Cài đặt vật lý cần xác định:
Danh mục quan hệ: Có thể gộp hay không gộp các quan hệ tùy thuộc vào mục
đích. Do đó, danh mục quan hệ trong giai đoạn này có thể khác với danh mục quan hệ
trong các giai đoạn đầu.
Danh mục chỉ mục quan hệ chính, phụ: Vị trí chứa đựng CSDL, trong 1 trang
vật lý chứa đựng được bao nhiêu dữ liệu, xác định kích thước bộ nhớ để chứa đựng dữ
liệu trong khi làm việc.
- 25 -
Copyright: Tài liệu đại học ©