CHƯƠNG 1 NHUNG VAN DE CƠ BẢN VE HỆ THONG THONG TIN DIA LÝ (GIS), CO SO DU LIEU DAT DAI TRONG CONG TAC QUAN LY NHA NUOC VE DAT DAI 1. Những van đề cơ ban về hệ thống thông tin dia ly (GIS) 1.1 Khái niệm chung Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - gọi tắt là GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin được hình thành vào những năm 1960 và phát triển rất rộng rãi trong 10 năm lại đây. GIS ngày nay là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thé giới. GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân.
đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở tọa độ của các dữ liệu đầu vào. GIS là hệ thống phần cứng, phần mềm và các thủ tục được thiết kế dé thu thập, quản lý, xử ly, phân tích, mô hình và hiểu thị các dữ liệu qui chiếu không gian nhằm giải quyết các vấn đề quản lý và lập kế hoạch phức tạp (David Cowen, NCGIA, người Mỹ). Xét dưới góc độ hệ thống, thi GIS có thé được hiểu như một hệ thống gồm các thành phan: con người, phần cứng, phần mềm, cơ sở dữ liệu và quy trinh-kién thức chuyên gia, nơi tập hợp các quy định, quy phạm, tiêu chuẩn, định hướng, chủ trương ứng dụng của nhà quản lý, các kiến thức chuyên ngành và các kiến thức về công nghệ thông tin. 13 a PHAN MEM DU LIEU CON NGUOI CHINH SACH VA QUAN LY Hình 1.
Cau trúc của Hệ thống thông tin địa lý * Thiết bi: là nơi dé lưu trữ dir liệu và chương trình. Bàn số hóa với các thiết bị tương tự khác được sử dụng cho chuyên đổi đữ liệu sang dạng số và gửi vào máy tính. Các thiết bị khác dùng để hiển thị các kết quả phân tích dữ liệu. Việc kết nối truyền thông các máy tính được thực hiện thông qua hệ thống mạng với các đường dữ liệu đặc biệt.
Thiết bị hình là thiết bị giao tiếp hiển thị như màn hình, thông qua đó người sử dụng điều khiển máy tính. * Phan mêm: Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết dé lưu giữ, phân tích và hiển thị thông tin địa ly. Các thành phan chính trong phần mềm GIS là: - Công cụ nhập và thao tác trên dữ liệu địa lý. - Hệ quản tri cơ sở đữ liệu (DBMS).
- Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị đữ liệu địa lý. - Giao diện đồ hoạ người - máy (GUI). * Dữ liệu: Là thành phần quan trọng nhất trong GIS. Dữ liệu sử dụng trong GIS được thiết kế theo những nguyên tắc và cau trúc đã được xác định từ trước gọi là CSDL (database).
Dữ liệu dia lý bao gồm dữ liệu không gian dé mô tả đặc trưng không gian và đữ 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 thé hiện bằng các chữ, số. Những thông tin địa lý đó phải bao gồm các dữ 14 liệu về vị trí địa lý, hình dạng, kích thước, thuộc tính, mối liên hệ không gian va thời gian của các thông tin. Dữ liệu cũng có thé phân loại theo tính chất của các lớp đối tượng địa lý: các dữ liệu dùng làm cơ sở dé thé hiện các dit liệu chuyên dé riêng được gọi là các lớp dữ liệu nền cơ sở địa lý, các lớp chuyên đề riêng (giáo dục, y tế, sử dụng đất.
Đối với từng mục đích khác nhau của GIS, có thé có sự phân chia khác nhau giữa 2 nhóm dữ liệu này. Các dữ liệu được thu thập từ các nguồn khác nhau: - Các tài liệu, số liệu được thu thập ngoài thực địa. - Các tài liệu, số liệu được thu thập từ phương pháp thống kê. - Các tài liệu, số liệu được thu thập từ phương pháp viễn thám - Các tài liệu, số liệu được thu thập từ các hệ thông tin địa lý khác.
* 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 dao 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 đồi kiến thức. Người điều hành cần phải đáp ứng được các yêu cầu sau: - Có kiến thức cơ bản về địa ly và công nghệ thông tin, được dao tạo cơ ban về khoa học địa lý, có khả năng khai thác các đặc điểm và biết xử lý khi có sự cô 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 quan lý, xử lý cơ sở dit 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 ban đồ và các số liệu đo đạc của tập dữ liệu. - Có khả năng phân tích không gian: Được đảo tạo về các phương pháp xử lý thống kê và xử lý định tính trong địa lý, có thê lựa chọn phương pháp tốt nhất dé phân tích và áp dụng nhằm đưa ra kết quả tối ưu. 15 * Chính sách và quan ly: Đây là một hợp phan rất quan trọng dé 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 phan quản lý dé tổ chức hoạt động hệ thống GIS một cách có hiệu quả để phục vụ người sử dụng thông tin.
Đề hoạt động thành công, hệ thống GIS phải nằm trong một khung tổ chức thích hợp. GIS được vận hành bởi các nhân viên báo cáo với quản lý. Ban quản lý đó được trao sứ mệnh khai thác cơ sở dữ liệu GIS theo cách thức phục vụ cộng đồng người dùng nào đó trong phạm vi một ngành nghé, doanh nghiệp hay một cơ quan chính phủ. Cuối cùng mục đích của GIS là giúp người dùng thực hiện các mục tiêu của cơ quan họ.
Qua quá trình ứng dụng và phát trién nhanh chóng, đến nay phan lớn các nhà chuyên môn đã đi đến thống nhất khái niệm về GIS như là một hệ thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính, các thiết bị ngoại vi dé thu thập, lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý nhằm đạt được một mục đích nghiên cứu nhất định.2 Các thành phần quản lý trong hệ thống thông tin địa lý Hệ thong thông tin địa lý là hệ thống quản lý, phân tích và hiển thị tri thức dia lý, tri thức này được thể hiện qua các tập thông tin: Các bản đồ: giao diện trực tuyến với dữ liệu địa lý dé tra cứu, trình bày kết qua và sử dụng như là một nền thao tác với thé giới thực. Các tập thông tin địa lý: thông tin địa lý dạng file và dạng cơ sở dữ liệu gồm các yêu tố, mạng lưới, topology, địa hình, thuộc tính. Các mô hình xử lý: tập hợp các quy trình xử lý dé phân tích tự động. Các mô hình dữ liệu: GIS cung cấp công cụ mạnh hơn là một cơ sở dữ liệu thông thường bao gồm quy tắc và sự toàn vẹn giống như các hệ thông tin khác.
Lược đồ, quy tắc và sự toàn vẹn của dữ liệu địa lý đóng vai trò quan trọng. Metadata: hay tài liệu miêu tả dữ liệu, cho phép người sử dụng tổ chức, tim hiểu và truy nhập được tới tri thức địa lý. 16 Hệ thong thông tin địa lý (GIS) sử dung cơ sở dữ liệu địa lý (geodatabase) làm dữ liệu của mình, bao gồm các thành phan như sau: Tập hợp các đữ liệu dạng vector (tập các điểm, đường và vùng), tập hợp các dir liệu dang raster (dạng mô hình DEM hoặc ảnh). Tập hợp các dữ liệu dạng mạng lưới (ví dụ như đường giao thông, lưới cấp thoát nước, lưới điện .), tập hợp các dữ liệu địa hình 3 chiều và bề mặt khác.
Dữ liệu đo đạc, dữ liệu dạng địa chỉ. Các bảng dữ liệu là thành phần quan trọng của cơ sở dit liệu không gian, được liên kết với các thành phần đồ họa với nhiều kiểu liên kết khác nhau. GIS được sử dung dé cung cấp thông tin nhanh hơn và hiệu quả hơn cho các nhà hoạch định chính sách. Các cơ quan chính phủ dùng GIS trong quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên, trong các hoạt động quy hoạch, mô hình hoá và quan trắc.
* Lợi ích khi sử dụng giải pháp GIS Là cách tiết kiệm chi phí và thời gian nhất trong việc lưu trữ số liệu, có thé thu nhập số liệu với số lượng lớn, số liệu lưu trữ có thể được cập nhật hóa một cách dễ dàng, chất lượng số liệu được quản lý, xử lý và hiệu chỉnh tốt. Dễ dàng truy cập, phân tích số liệu từ nhiều nguồn và nhiều loại khác nhau. Tổng hợp một lần được nhiều loại số liệu khác nhau để phân tích tạo ra nhanh chóng một lớp số liệu tổng hợp mới. * Các ứng dụng của giải pháp GIS: 1) Nghiên cứu quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường Quản trị rừng (theo dõi sự thay đổi, phân loai.), quản tri đường di cư và đời sống động vật hoang dã.
Quản lý và quy hoạch đồng băng ngập lũ, lưu vực sông, bảo tồn đất ướt. Phân tích các biến động khí hậu, thuỷ văn, phân tích các tác động môi trường (EIA). Nghiên cứu tình trạng xói mòn đất; quản trị sở hữu ruộng đất; quản lý chất lượng nước; quản lý, đánh giá và theo dõi dịch bệnh. 17 Xây dựng bản đồ và thống kê chất lượng thé nhưỡng, quy hoạch và đánh giá sử dụng đất đai.
2) Nghiên cứu điều kiện kinh tế - xã hội Quản lý dân số, quản trị mạng lưới giao thông (thuỷ - bộ). Quản lý mạng lưới y tế, giáo dục; điều tra và quan lý hệ thống cơ sở hạ tang. 3) Nghiên cứu hỗ trợ các chương trình quy hoạch phát triển Đánh giá khả năng thích nghỉ cây trồng, vật nuôi và động vật hoang da.