CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CHUẨN HÓA CƠ SỞ DỮ LIỆU HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT 1.1 Tổng quan tài liệu về nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất 1.1 Tổng quan về sự phát triển HTTĐL HTTĐL (GIS) đã được hình thành, phát triển và ứng dụng từ những năm 50 của thế kỷ XX. Đó là kết quả từ sự kết hợp của các nhà bản đồ học và tin học trên thế giới nhằm tạo ra một hệ thống máy móc và thiết bị vẽ bản đồ tự động. Nền tảng của GIS được hình thành và ứng dụng sớm nhất ở Canada, nơi những nghiên cứu về kỹ thuật sử dụng máy tính để lưu trữ và xử lý số liệu, lập bản đồ và xử lý các thông tin không gian lần đầu tiên được thực hiện. Các thiết bị máy tính thời đó cồng kềnh, việc nhập dữ liệu chậm và khó khăn nên những hệ tự động hoá ít khả năng thâm nhập vào thực tế.
Những phiên bản đầu tiên của các HTTĐL là những phần mềm nhập dữ liệu và vẽ bản đồ đơn giản do đó việc xử lý các thông tin đồ hoạ còn rất hạn chế. Ở Việt Nam công nghệ HTTĐL đã được phát triển và ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là trong nghiên cứu của các ngành khoa học trái đất và trong quản lý tài nguyên. Sự hình thành và phát triển công nghệ HTTĐL ở Việt Nam có thể chia thành các thời kỳ: Thời kỳ 1980-1985: Là giai đoạn bắt đầu với những hiểu biết sơ bộ và tiếp xúc với HTTĐL qua các cán bộ được đào tạo ở nước ngoài và một số chuyên gia có dịp tham gia các hội thảo quốc tế về công nghệ thông tin và hệ thống thông tin địa lý. Trong giai đoạn này, chúng ta chưa nhập được các chương trình phần mềm mạnh.
Các phần mềm tự viết và phát triển khả năng đồ hoạ còn rất yếu, chỉ mới giải quyết được các nhiệm vụ nhập và xuất dữ liệu. Các thiết bị phần cứng còn thiếu thốn. Do đó, chúng ta chưa có các ứng dụng cụ thể, song các cơ quan đã bắt đầu quan tâm nghiên cứu về HTTĐL và hướng phát triển thành lập, biên tập và sản xuất bản đồ với sự hỗ trợ của máy tính điện tử. 13 z Công tác đào tạo về HTTĐL chưa phát triển, hội thảo về HTTĐL chưa được tổ chức, công nghệ này còn chưa được ứng dụng rộng rãi, các ứng dụng mới chỉ mang tính chất thử nghiệm.
Thời kỳ 1985-1995: Những tìm tòi và ứng dụng đầu tiên mới chỉ được thực hiện ở một số chuyên ngành và một số cơ quan ứng dụng cụ thể, trước hết là các cơ quan nghiên cứu về công nghệ thông tin, tiếp đó là một số cơ quan quản lý tài nguyên như: nông nghiệp, lâm nghiệp, địa chất, … Trong giai đoạn này, những thiết bị phần cứng đã có những tiến bộ lớn, đã có nhiều máy tính và thiết bị phụ trợ nhưng giá thành đắt, không phải cơ sở nào cũng mua được, do đó đã hạn chế các ứng dụng tại nhiều cơ quan. Tuy nhiên, đối với những nơi được chú trọng phát triển như Viện Công nghệ thông tin, các công ty máy tính, các dự án, đề án, các chương trình cấp Nhà nước,… đã bắt đầu triển khai các đề tài, đề án về nghiên cứu và ứng dụng công nghệ HTTĐL. Trong lĩnh vực ứng dụng và sản xuất các chương trình phần mềm, có hai xu hướng: - Các chuyên gia lập trình và các chuyên gia của các ngành khác nhau của Việt Nam phát triển xây dựng các phần mềm HTTĐL như: POPMAP của Vũ Duy Mẫn và cộng sự (1993), CAMAP của Lại Huy Phương và công ty AIC, WINGIS của Công ty DOLSOFT (1995),. - Mua và sử dụng các phần mềm nước ngoài như MAPINFO, ARC/Info, MGE (Viện Thông tin lưu trữ và Bảo tàng địa chất; Viện Khoa học và Công nghệ Địa chính; Viện Địa lý; Trung tâm Viễn thám Geomatic, thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia; Viện Thiết kế và quy hoạch nông nghiệp; Trung tâm Tư vấn thông tin Tài nguyên rừng, Viện Điều tra quy hoạch rừng, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn).
Những kết quả nghiên cứu ứng dụng cơ bản của giai đoạn này thuộc các lĩnh vực: điều tra quy hoạch quản lý các tiểu khu, các loại rừng, thống kê diện tích rừng, xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên, quản lý thông tin khoáng sản và bản đồ địa chất. Nhiều cơ quan đã tiến hành số hoá bản đồ, lưu trữ thông tin chuyên 14 z ngành, quản lý dữ liệu chuyên ngành dưới dạng các HTTĐL. Công tác đào tạo về HTTĐL bước đầu được chú ý, song còn mang tính tự phát, hệ thống, quy mô còn nhỏ, chủ yếu nhằm hướng dẫn sử dụng các chương trình phần mềm. Thời kỳ 1995 tới nay: Là giai đoạn phát triển và bùng nổ của HTTĐL.
Nhờ sự phát triển mạnh mẽ của các công ty máy tính, của các nhà sản xuất và cung cấp thiết bị tin học, tại Việt Nam đã có mặt các sản phẩm của hầu hết các nhà sản xuất thiết bị máy tính cần thiết cho các ứng dụng hệ thống thông tin địa lý như hãng máy tính IBM, COMPAQ, SUN, ACER, INTERGRAPH… và các hãng sản xuất các thiết bị ngoại vi: máy quét, bàn số hoá, máy in HP, EPSon, CALCOM, vv… Sự phát triển của HTTĐL đồng thời đã mở ra thời đại mới trong việc nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu trong các công tác quản lý tài nguyên mà phổ biến nhất là về hiện trạng sử dụng đất.2 Tổng quan về nghiên cứu xây dựng CSDL hiện trạng sử dụng đất [6] Cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất không còn là khái niệm mới mẻ đối với các nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Năm 2004, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định 179/2004/QĐ-TTg về việc phê duyệt chiến lược ứng dụng và phát triển công nghệ thông tin tài nguyên và môi trường đến năm 2015 và định hướng đến năm 2020. Trong quyết định đã đưa ra 4 mục tiêu chủ yếu và 7 nhiệm vụ trọng tâm, trong đó việc xây dựng CSDL tài nguyên và môi trường nói chung và xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai nói riêng là một trong những nhiệm vụ cơ bản nhất. Ngày 27 tháng 8 năm 2010 Thủ tướng Chính phủ đã có quyết định số 1065/ QĐ-TTg phê duyệt chương trình quốc gia về ứng dụng công nghệ thông tin trong hoạt động của cơ quan nhà nước giai đoạn 2011-2015 trong đó giao “Bộ Tài nguyên và Môi trường chủ trì, phối hợp với Bộ thông tin và Truyền thông hướng dẫn xây dựng hệ thống thông tin về tài nguyên và môi trường tại cơ quan nhà nước các cấp”, Thủ tướng Chính phủ yêu cầu tăng cường trao đổi, lưu trữ, xử lý văn bản điện tử trên toàn quốc, đảm bảo tận dụng triệt để hạ tầng kỹ thuật được trang bị để trao đổi các văn bản điện tử giữa các cơ quan nhà nước… giảm văn bản giấy, tăng cường chia sẻ thông tin trong hoạt động của cơ quan nhà nước, chuẩn hóa thông tin, xây 15 z dựng các quy trình, chuẩn nội dung tích hợp thông tin từ các cấp xã, huyện, tỉnh về các Bộ và Văn phòng Chính phủ.2 Cơ sở lý luận trong nghiên cứu xây dựng CSDL Hệ thông tin địa lý 1.1 Khái niệm về HTTĐL Từ khi ra đời đến nay đã có rất nhiều khái niệm về hệ thông tin địa lý (HTTĐL- GIS).
Theo xu thế phát triển của khoa học và công nghệ, khái niệm về HTTĐL cũng được nhìn nhận ngày một hiện đại, do đó vai trò của nó cũng ngày một rộng hơn. - Định nghĩa về GIS theo quan niệm là công cụ, công nghệ Theo Burrough GIS là “tập hợp các công cụ để thu thập, lưu trữ, tra cứu, chuyển đổi và hiển thị các dữ liệu không gian từ thế giới thực”. [7] Theo Parker “GIS như một công nghệ thông tin nhằm lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian và phi không gian”[9] - Định nghĩa GIS theo quan điểm Cơ sở dữ liệu không gian Theo Smith “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 sở dữ liệu”[11] - Định nghĩa GIS theo quan điểm tổ chức Theo Ozemoy 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 lưu trữ, tìm kiếm, thao tác và hiển thị các dữ liệu định vị địa lý” [10] Cowen coi 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” [8] - Một số định nghĩa GIS được sử dụng gần đây Hệ thông tin địa lý là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần cứng 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.
16 z Hệ thông tin địa lý 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. Qua tất cả các định nghĩa trên ta thấy chúng có một điểm chung là đều liên quan đến một hệ thông tin các dữ liệu địa lý có sự tham gia của máy tính. Trong GIS hiện thực không gian được thể hiện là một tập hợp các dữ liệu địa lý chứa đựng hai hợp phần dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Dữ liệu thông tin được định vị địa lý là chìa khóa của sự khác nhau giữa GIS và các hệ thông tin khác.
Một HTTĐL được tạo nên từ ba hợp phần cơ bản là công nghệ (phần cứng và phần mềm), cơ sở dữ liệu (dữ liệu địa lý và dữ liệu liên quan) và cơ sở hạ tầng (con người, tổ chức…) HTTĐL thể hiện các đối tượng từ thế giới thực thông qua các dữ liệu cơ bản: - Vị trí của đối tượng thông qua một hệ toạ độ - Các thuộc tính của các đối tượng - Quan hệ không gian giữa các đối tượng Các thành phần cơ bản của một HTTĐL bao gồm: - Phần cứng là hệ thống máy tính trên đó một hệ HTTTĐL hoạt động.