LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các kết quả
nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực và không sao chép từ bất
kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các nguồn tài liệu
đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Hà Nội, Ngày 03 tháng 03 năm 2014.
HỌC VIÊN Võ Ngọc Quang
LỜI CẢM ƠN
Sau hai năm học tập và làm luận văn, được sự nhiệt tình giúp đỡ của các thầy
giáo, cô giáo trường Đại học Thủy lợi, bằng sự nỗ lực cố gắng học tập, nghiên cứu và
tìm tòi, tích lũy kinh nghiệm thực tế của bản thân đến nay đề tài “Ứng dụng công
nghệ GIS trong quản lý cơ sở dữ liệu, quy hoạch phân loại hệ sinh thái và đa
dạng sinh học cây trồng trên địa bàn thành phố Hà Nội” đã được tác giả hoàn
thành đúng thời hạn quy định.
Trong khuôn khổ của luận văn, với kết quả còn rất khiêm tốn trong việc
nghiên cứu cơ sở khoa học phục vụ cho việc lựa chọn giải pháp hợp lý phù hợp cho
quản lý cơ sở dữ liệu, quy hoạch phân loại hệ sinh thái và đa dạng cây trồng, tác giả
hy vọng đóng góp một phần nhỏ phục vụ cho nghiên cứu các vấn đề có liên quan.
Đặc biệt tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS.
Nguyễn Thế Hoà đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các thông tin khoa
học cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn các
thầy giáo, cô giáo Khoa Kinh tế và quản lý - Trường Đại học Thủy Lợi, đã giảng
dạy tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Phòng Đào tạo Đại học
và sau đại học - Trường Đại học Thuỷ lợi nơi tác giả đã từng công tác; gia đình, bạn
bè đã động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn đúng
thời hạn.
1.3 Vai trò, vị trí của công tác quy hoạch và phân loại hệ sinh thái và đa dạng sinh
học 17
1.3.1 Hệ sinh thái 17
1.3.2 Đặc điểm, chức năng của hệ sinh thái 17
1.3.3 Các trạng thái của hệ sinh thái 18
1.3.4 Phân loại hệ sinh thái 18
1.3.5 Đa dạng sinh học 19
1.3.6 Giá trị của đa dạng sinh học 19
2
1.3.7 Vai trò, vị trí của công tác quy hoạch và phân loại hệ sinh thái và đa dạng
sinh học 20
1.4 Phương pháp, nội dung ứng dụng GIS trong quản lý cơ sở dữ liệu để quy
hoạch, phân loại hệ sinh thái và đa dạng sinh học 22
1.4.1 Nội dung ứng dụng GIS trong quản lý cơ sở dữ liệu để quy hoạch, phân
loại hệ sinh thái và đa dạng sinh học 22
1.4.1.1 Về lớp bản đồ chuyên ngành nông nghiệp 22
1.4.1.2 Xây dựng phần mềm tra cứu thông tin trên bản đồ số cho các nhóm
cây trồng. 22
1.4.1.3 Thành phần công việc 22
1.4.2 Phương pháp ứng dụng GIS trong quản lý cơ sở dữ liệu để quy hoạch,
phân loại hệ sinh thái và đa dạng sinh học 23
1.5 Hiệu quả kinh tế của việc áp dụng các giải pháp tiến bộ khoa học công nghệ
23
1.6 Thực trạng cơ sở dữ liệu và công tác quản lý cơ sở dữ liệu trong ngành Nông
nghiệp và phát triển nông thôn nước ta hiện nay 26
Kết luận chương 1. 28
CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG VỀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU,
QUY HOẠCH PHÂN LOẠI HỆ SINH THÁI VÀ ĐA DẠNG SINH HỌC TRÊN
3.2.2 Quy trình cập nhật dữ liệu 53
3.2.3 Lựa chọn giải pháp công nghệ và công cụ phát triển 53
3.3 Nghiên cứu ứng dụng để quản lý cơ sở dữ liệu và xây dựng kịch bản quy
hoạch phân bổ cơ cấu cây trồng tại Huyện Đông Anh, Hà Nội 56
3.3.1 Sơ đồ thiết kế hệ thống. 56
3.3.2 Kế hoạch triển khai hệ thống 58
3.3.3 Các giải pháp khai thác thông tin 60
3.3.4 Mô hình xây dựng phần mềm 62
3.3.5 Thiết kế cơ sở dữ liệu 65
3.3.6 Xây dựng kịch bản và đánh giá hiệu quả kinh tế quy hoạch phân bố cây
trồng Huyện Đông Anh, Hà Nội theo quy hoạch phát triển kinh tế xã hội. 68
4
3.3.6.1 Giới thiệu khái quát về Huyện Đông Anh 68
3.3.6.2 Phân bố cây trồng hiện tại năm 2012 huyện Đông Anh 74
3.3.6.3 Thay đổi cơ cấu cây trồng theo quy hoạch phát triển kinh tế của Đông
Anh. 78
Kết luận chương 3. 80
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81
Kết luận 81
Kiến nghị 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO 83
PHỤ LỤC 83
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Thành phần của GIS 5
Hình 1.2: Sơ đồ sử dụng các thiết bị trong GIS 6
Hình 1.3: Quản trị cơ sở dữ liệu hệ thống GIS 7
Hình 1.4: Sơ đồ quản trị hệ thống GIS 8
tại năm 2012 76
Bảng 3.5: Tính lợi ích mang lại từ nhóm cây rau và gia vị của sản xuất nông nghiệp
tại năm 2012 76
Bảng 3.6: Tính lợi ích mang lại từ nhóm cây Cây thuốc - Cây Hoa cảnh của sản
xuất nông nghiệp tại năm 2012 77
Bảng 3.7: Bảng tính tổng thu nhập thuần túy hiện tại năm 2012 78
Bảng 3.8: Bảng tính tổng thu nhập thuần túy sau khi thay đổi cơ cấu cây trồng theo
kịch bản phát triển kinh tế xã hội huyện phê duyệt năm 2013-2020 và tầm nhìn đến
2025 79DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
GIS
Geographic Information System
CSDL
Cơ sở dữ liệu
UTM
Universal Transverse Meleator
NN&PTNT
Nông nghiệp và phát triển nông thôn
GDP
Gross Domestic Product
TTLT
Thông tư liên tịch
BTC
Bộ Tài chính
BKHCN
Bộ Khoa học công nghệ
SNN
do đó việc cập nhật, chỉnh lý những thông tin biến động về đất nông nghiệp một
cách kịp thời, chính xác là rất cần thiết. Tuy nhiên, thực tế cho thấy công tác quản
lý thông tin, tư liệu về đất nông nghiệp bằng phương pháp truyền thống dựa trên hồ
sơ, sổ sách và bản đồ giấy mà các tại xã, phường đang thực hiện khó đáp ứng được
nhu cầu cập nhật, tra cứu, khai thác các thông tin.
Cục Quản lý đê điều và Phòng chống lụt bão đã chỉ đạo xây dựng chương
trình quản lý dữ liệu cơ bản hệ thống đê điều trên máy tính với công nghệ GIS.
Trong đó, số liệu nền là các lớp bản đồ cơ bản được số hoá. Các số liệu quản lý bao
gồm: (1) Các công trình đê điều hiện có như đê, kè, cống, kho vật tư phòng chống
lụt bão, trụ sở đội quản lý đê, trạm thuỷ văn. Các công trình này được số hoá trực
tiếp bằng các phần mềm chuyên dụng. (2) Các số liệu mặt cắt địa hình, địa chất
(mặt cắt dọc và mặt cắt ngang) được nhập vào chương trình và chương trình sẽ tự
2
động vẽ các mặt cắt. (3) Các dữ liệu sự cố, diễn biến lòng sông, đoạn đê đã được
trồng tre chống sóng, đoạn đê đã được khoan phụt vữa, đoạn đê két hợp giao thông
được nhập theo dạng bảng dữ liệu và chương trình tự động tìm đến vị trí xác định
trên bản đồ.
Trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn việc ứng dụng công
nghệ thông tin cũng đã được Chính Phủ, các Bộ và các tỉnh rất quan tâm. Tuy nhiên
do số lượng cây trồng lớn, việc lưu trữ, cập nhập, bổ sung tài liệu cây trồng chủ yếu
bằng thủ công nên gặp nhiều khó khăn.
Để khắc phục những hạn chế nêu trên, phát huy trang thiết bị công nghệ
thông tin hiện có thì cần có công cụ hỗ trợ để quản lý cơ sở dữ liệu và phục vụ công
tác quy hoạch cơ cấu cây trồng là rất cần thiết. Vì vậy tác giả xin đề xuất đề tài :
“Ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý cơ sở dữ liệu, quy hoạch phân loại hệ
sinh thái và đa dạng sinh học cây trồng trên địa bàn thành phố Hà Nội”.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Hỗ trợ việc lưu trữ cơ sở dữ liệu và tra cứu đa dạng sinh học của hệ sinh thái
cây trồng nông nghiệp của Hà Nội, thực hiện theo từng taxon và các đặc điểm cơ
b. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài tạo điều kiện cho các cơ quan, đơn vị ứng
dụng công nghệ thông tin bằng công cụ GIS trong quản lý cơ sở dữ liệu và sử
dụng cây trồng có hiệu quả, đồng thời làm cơ sở cho phân tích đánh giá lập quy
hoạch, kế hoạch phân bố nuôi trồng các thời kỳ mùa vụ tại nhiều địa phương.
6. Kết quả dự kiến đạt được
Đề tài nghiên cứu dự kiến đạt được những kết quả như sau:
Nghiên cứu xây dựng quy trình và phương pháp lập một số chức năng trong
bản đồ phân loại hệ thống sinh thái và đa dạng sinh học cây trồng.
Áp dụng kết quả nghiên cứu xây dựng quy trình và phương pháp lập một số
chức năng trong bản đồ phân loại hệ thống sinh thái và đa dạng sinh học cây
trồng để xây dựng bản đồ phân loại hệ thống sinh thái và đa dạng sinh học cây
trồng trên địa bàn Thành phố Hà Nội.
7. Nội dung của luận văn
4
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, luận văn gồm có 3 chương như
sau:
Chương 1: Tổng quan nghiên cứu
Chương 2: Thực trạng về công tác quản lý cơ sở dự liệu, quy hoạch phân loại hệ
sinh thái và đa dạng sinh học trên địa bàn Thành phố Hà Nội.
Chương 3: Ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý cơ sở dữ liệu, quy hoạch
phân loại hệ thống sinh thái và đa dạng sinh học cây trồng trên địa bàn Thành
phố Hà Nội.
1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1 Khái niệm về GIS và ứng dụng công nghệ thông tin trên GIS
1.1.1 Khái niệm GIS
GIS (Geographic Information System - Hệ thống thông tin địa lý):Một hệ
với sự xuất hiện của máy tính cá nhân và các phần mềm GIS đã nhanh chóng thích
nghi với bước ngoạt mới và ít đắt đỏ hơn. Và chi phí của các phần mềm đã giảm
trong khi số lượng người sử dụng ngày càng gia tăng;
Mặc dù vậy, thời gian đầu GIS được ít người sử dụng bởi nó đòi hỏi phải có
phần mềm được cài đặt trong máy tính và đào tạo để sử dụng nó. Tuy nhiên, hàng
chục triệu đô la đã được đầu tư vào xây dựng cơ sở dữ liệu GIS từ các bản đồ giấy,
ảnh không gian và ảnh vệ tinh. Các dữ liệu này vẫn chưa đạt được trên quy mô rộng
lớn cho đến khi các chuyên gia GIS quyết định vẽ chúng trên giấy để tiến hành phân
loại chúng. Đến những năm 1990, Internet mở cánh cửa cho việc đưa dữ liệu GIS có
giá tri này đến với người sử dụng trên toàn thế giới;
Ngày nay, có hàng trăm website đăng tải dữ liệu GIS trực tuyến trên mạng
toàn cầu Internet. Bất kỳ một ai có thể sử dụng các trình duyệt web đều có thể truy
cập và xem dữ liệu GIS. Và như là một kết quả, thị trường các sản phẩm và dịch vụ
GIS với lợi nhuận 7 tỷ đô la vào năm 1999 đang ngày càng gia tăng tốc độ gần 13%
mỗi năm;
1.1.3 Các đặc điểm điển hình của hệ thống GIS
Các đặc điểm của thế giới trên bề mặt Trái đất được mô tả lại trên một hệ
quy chiếu bản đồi và được lưu lại trong máy tính. Đồng thời, máy tính cũng lưu lại
lưới chiếu và các thuộc tính của đặc điểm bản đồ đó để có thể trả lời các câu hỏi
như “Chúng ở đâu?” và “Chúng là cái gì?”;
Các đặc điểm bản đồ có thể được hiển thị hoặc vẽ ra khi kết hợp bất kỳ hai
hay nhiều đối tượng và hầu như trên bất kỳ một tỷ lệ bản đồ. Tin học hoá các dữ
liệu bản đồ phải được sử dụng một cách linh hoạt hơn với các bản đồ giấy truyền
thống;
GIS có khả năng phân tích mối quan hệ trong không gian giữa các đặc điểm
bản đồ
3
1.1.4 Sự cần thiết của GIS
GIS là cần thiết phần nào đó bởi vì dân số trên thế giới đang tăng nhanh và
để vạch các tuyến đi của phương tiện phân phối sản phẩm, hướng dẫn cho việc
quảng cáo, thiết lập các toà nhà, lập kế hoạch xây dựng hay mua bán đất;
Các tổ chức cộng đồng cũng được sự hỗ trợ của GIS bởi lẽ GIS hỗ trợ các
chức năng của chính phủ. Sự phát triển đô thị gây ra sự thay đổi về cảnh quan và
GIS là một công cụ quan trọng cho việc quy hoạch hợp lý. Các phương tiện của
dịch vụ khẩn cấp được thường xuyên điều động và việc vạch tuyến đường đi có sự
trợ giúp của GIS. GIS dùng cho việc đáp lại các tình huống khẩn cấp nước phát
triển và cài đặt rộng rãi để phản ứng nhanh các yêu cầu khẩn. Người gọi điện đến số
máy khẩn cấp được xác nhận tự động thông qua số điện thoại gọi đến. Và số điện
thoại giúp cho việc xác nhận địa chỉ của tòa nhà đang có sự cố cũng như xác định
các trạm cứu hỏa, cảnh sát hay cấp cứu gần nhất. Một bản đồ đường đi ngay lập tức
được thiết lập để cung cấp đường đi tối ưu đến nơi cần sự hỗ trợ và được gởi về các
trạm ứng cứu phù hợp cùng với hệ thống báo động tự động.
Trên đây là một số trường hợp mà sự hỗ trợ của GIS là rất cần thiết đối với
xã hội loài người hiện nay. Tuy nhiên, sự phát triển của công nghệ lại tạo nên động
lực thúc đẩy sự phát triển và ứng dụng của GIS. Việc phân tích không gian trở nên
có ích hơn nhiều với máy tính tốc độ cao hơn và ổ đĩa cứng lưu trữ lớn hơn. đồng
thời việc giá cả thiết bị ngày càng giảm do cạnh tranh đã giúp cho GIS ngày càng
phổ biến và phát huy tốt hơn sức mạnh của nó.
1.1.5 Thành phần của GIS
Một hệ thống thông tin địa lý bao gồm phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con
người và bộ quy định ở cấp độ tổ chức. Các hợp phần này phải được hợp nhất tốt
để phục vụ cho việc sử dụng GIS hiệu quả; và sự phát triển và tương thích của các
hợp phần là một quá trình lặp đi lặp lại theo chiều hướng phát triển liên tục. Việc
lựa chọn và trang bị phần cứng và phần mềm thường là những bước dễ dàng nhất
và nhanh nhất trong quá trình phát triển một hệ GIS. Việc thu thập và tổ chức dữ
liệu, phát triển
nhân sự và thiết lập các quy định cho vấn đề sử dụng GIS thường
khó khăn hơn và tốn nhiều thời gian hơn.
5
Để tạo thuận lợi cho việc kết nối, chia sẻ dữ liệu, nên chọn dùng các hệ đã
được tin dùng ở nhiều nơi, các hệ mở dễ thích ứng với những thay đổi và dễ xuất
nhập, trao đổi dữ liệu với các hệ khác.
Hình 1.3. Quản trị cơ sở dữ liệu hệ thống GIS
c) Phần dữ liệu
Phần dữ liệu GIS bao gồm dữ liệu không gian và phi không gian. Dữ liệu
không gian là dữ liệu về vị trí của các đối tượng trên mặt đất theo một hệ quy chiếu
nào đó. Nó có thể được biểu diễn dưới dạng các ô lưới hay các cặp tọa độ hay cả hai,
tùy thuộc vào khả năng của từng phần mềm cụ thể. Dữ liệu phi không gian là dữ
liệu thuộc tính hay dữ liệu mô tả các đối tượng địa lý. Dữ liệu thuộc tính thường
được trình bày dưới dạng bảng. Sự kết nối giữa dữ liệu không gian và phi không
gian trong GIS là cơ sở để xác định chính xác các đối tượng địa lý và thực hiện
phân tích tổng hợp GIS. Việc xây dựng một cơ sở dữ liệu GIS là một đầu tư lớn về
thời gian, công sức và tiền bạc do vậy, phần dữ liệu GIS phải được quản lý khai
thác một cách an toàn, tiện lợi và hiệu quả. QUẢN TRỊ
CSDL GIS
Giao diện
Người dùng
Phân tích
Không gian
Hiển thị làm
Báo cáo
Chuyển đổi
Dữ liệu
Thu thập
thác gỗ, xác định các con đường để đi khai thác gỗ và báo cáo kết quả cho chính
phủ địa phương;
Ở Mỹ, GIS được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực. Một dự án đang được đề
cập đến về việc sử dụng công nghệ GIS là TIGER (Topographically Integrated
Geographical Referencing) do cơ quan điều tra dân số và sở địa chất Mỹ triển khai.
Dự án này được thiết kế để tạo thuận lợi cho cuộc điều tra dân số năm 1990 và đã
được phát triển để xây dựng được mô hình máy tính hóa cho mạng lưới giao thông
Mỹ với trị giá khoảng 170 triệu đôla;
Ở Trung Quốc và Nhật Bản, GIS được ứng dụng chủ yếu vào việc xây dựng
mô hình và quản lý các thay đổi của môi trường do mức độ nghiêm trọng của thiên
tai;
Ở các nước đó, các lĩnh vực ứng dụng của GIS hết sức đa dạng và ngày càng
gia tăng cùng với sự phát triển của công nghệ và sự xuất hiện các vấn đề mới ở các
quy mô khác nhau. GIS đã được áp dụng vào lập bản đồ các vùng sinh thái nông
nghiệp, lập bản đồ thích hợp đất đai, dự báo sản lượng, quy hoạch và quản lý sử
dụng đất;
Trong lâm nghiệp, GIS đã được sử dụng để nhập, lưu trữ, quản lý và phân
tích các bản đồ rừng để phục vụ việc khai thác, bảo vệ và phát triển rừng;
Trong lĩnh vực khảo cổ học, các kỹ thuật GIS được sử dụng để phân tích các
địa điểm đã biết và dự báo vị trí các điểm khảo cổ chưa được phát hiện;
10
Với khả năng liên kết các lớp dữ liệu khác nhau, GIS được sử dụng có hiệu
quả trong việc tìm kiếm khoáng sản trên cơ sở tổng hợp các dữ liệu viễn thám, địa
vật lý, địa hóa và địa chất;
Ở các đô thị, GIS đã nước sử dụng để trợ giúp các quyết định pháp lý, hành
chính, kinh tế cũng như các hoạt động quy hoạch khác;
Ứng dụng cho Nông Nghiệp ở Nhật Bản để xác định các ruộng lúa: Đo độ
Bức xạ vi sóng tăng lên theo mùa và giai đoạn phát triển của lúa. Các loại ruộng có
thể phân loại bằng cách so sánh các dữ liệu data về mùa vụ và giai đoạn phát triển
dữ liệu hiện thực khách quan. Cơ sở dữ liệu (CSDL) là tài nguyên thông tin chung
cho nhiều người cùng sử dụng. Bất kỳ người sử dụng nào trên mạng máy tính, tại
các thiết bị đầu cuối, về nguyên tắc có quyền truy nhập khai thác toàn bộ hay một
phần dữ liệu theo chế độ trực tuyến hay tương tác mà không phụ thuộc vào vị trí
địa lý của người sử dụng với các tài nguyên đó.
1.2.2 Sự cần thiết của các hệ cơ sở dữ liệu
Copyright: Tài liệu đại học ©