Chương 1: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ VÀ DỰ BÁO DÂN SỐ 1. Các khái niệm dân số 1. Dân số trung bình Dân số trung bình là số lượng dân số thường trú của một đơn vị lãnh thổ được tính bình quân cho một thời kỳ nghiên cứu nhất định, thường là một năm. Nếu tính dân số bình quân tại hai thời điểm trong một thời kỳ thì theo công thức sau: 𝑃0 + 𝑃1 𝑃̅ = 2 Trong đó, 𝑃̅ : dân số bình quân của thời kỳ; P0: dân số đầu kỳ; P1: dân số cuối kỳ.
Mật độ dân số Mật độ dân số là số người sinh sống trên một đơn vị diện tích, lấy theo giá trị trung bình, đơn vị là người/km2 với công thức tính như sau: 𝑃̅ 𝐷= × 100 𝑆 Trong đó, D: mật độ dân số; 𝑃̅: là tổng số dân trung bình sinh sống trên vùng lãnh thổ; S: là diện tích vùng lãnh thổ tính theo km2. Tỷ lệ tăng dân số Tỷ lệ tăng dân số là số phần trăm giữa dân số tăng hoặc giảm trong một năm do tăng tự nhiên và di cư thuần túy so với dân số bình quân trong năm, đơn vị là %. Tốc độ gia tăng dân số Tốc độ gia tăng dân số (r) là một số tương đối biểu thị nhịp độ tăng giảm quy mô dân số trong một khoảng thời gian nhất định, thường là một năm. Công thức tính như sau: 𝑃1 − 𝑃0 𝑟= × 100 𝑃0 Trong đó, r: tốc độ gia tăng dân số; P1: số dân ở cuối kỳ (cuối năm); P0: số dân ở đầu kỳ (đầu năm).
Tỷ suất sinh thô Tỷ suất sinh thô (CBR) là thước đo được sử dụng rộng rãi để đánh giá mức sinh. Nó biểu thị số trẻ em sinh ra trong một năm so với 1.000 người dân. Công thức tính như sau: 𝐵 𝐶𝐵𝑅 = × 1000 𝑃̅ 6 Trong đó, CBR: tỷ suất sinh thô; B: số trẻ em sinh ra trong năm của địa phương; 𝑃̅ : dân số trung bình của địa phương trong năm. Cơ cấu dân số Sự phân chia tổng số dân của một nước hay một vùng thành các nhóm, các bộ phận theo một tiêu thức đặc trưng nhất định gọi là cơ cấu dân số.
Ví dụ: như cơ cấu tự nhiên (tuổi và giới tính), cơ cấu dân tộc và cơ cấu xã hội tình trạng hôn nhân, tôn giáo, trình độ học vấn. Trong đó cơ cấu tuổi và giới tính của dân số là quan trọng nhất bởi vì không những nó ảnh hưởng tới mức sinh, mức chết và di dân mà còn ảnh hưởng tới quá trình phát triển kinh tế xã hội. Cơ cấu tuổi là một tiêu thức được sử dụng rất phổ biến trong các nghiên cứu về dân số và xã hội. Trong dân số, tuổi được xác định theo tuổi tròn (lấy tròn theo số lần đã qua ngày kỷ niệm sinh nhật.
Để đánh giá cơ cấu tuổi của dân số, ta chia tổng số dân theo từng độ tuổi hay nhóm tuổi (nhóm tuổi có khoảng cách đều nhau 5 năm, 10 năm, hoặc khoảng cách tuổi không đều nhau tuỳ thuộc mục đích nghiên cứu như các nhóm dưới tuổi lao động (0-14), trong tuổi lao động (15-60), và trên tuổi lao động (từ 60 trở lên)… rồi tính tỷ trọng dân số của từng độ tuổi hay nhóm tuổi trong tổng số dân. Tỷ số giới tính là tỷ số giữa dân số nam và dân số nữ trong cùng tổng thể dân số tại một thời điểm nhất định: Cơ cấu dân tộc: Đó là sự phân chia dân số theo các nhóm dân tộc. Việc nghiên cứu sự biến đổi trong qui mô và gia tăng dân số của các dân tộc khác nhau cùng với sự phát triển trong kinh tế, văn hoá giáo dục và sức khoẻ của từng dân tộc là những thông tin hết sức quan trọng nhằm mục đích đạt được sự phát triển bình đẳng đồng đều giữa các dân tộc trong một quốc gia. Tổng quan về WebGIS 1.
Định nghĩa GIS Có thể định nghĩa GIS như là “Một hệ thống thông tin mà nó sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích, CSDL đầu ra liên quan về mặt địa lý không gian, nhằm trợ giúp cho việc thu nhận, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực để giải quyết các vấn đề tổng hợp thông tin cho các mục đích con người đặt ra, chẳng hạn như: hỗ trợ việc ra quyết định cho quy hoạch và quản lý, sử dụng đất, tài nguyên thiên nhiên, môi trường, giao thông. Dữ liệu GIS Theo nghĩa rộng, dữ liệu không gian chính là dữ liệu GIS. Nhưng nếu hiểu theo nghĩa hẹp, dữ liệu không gian là một thành phần trong dữ liệu GIS. Để việc sử dụng được thống nhất, trong nghiên cứu này, dữ liệu không gian được hiểu theo nghĩa rộng.
7 Dữ liệu GIS bao gồm hai thành phần quan trọng: dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Dữ liệu không gian trả lời câu hỏi “nó ở đâu?”, nghĩa là xác định vị trí của đối tượng thông qua sử dụng hệ tọa độ. Dữ liệu thuộc tính trả lời câu hỏi “nó là gì?”, nghĩa là thể hiện một hay nhiều thuộc tính của đối tượng, bao gồm dữ liệu định tính và định lượng. Dữ liệu định tính xác định loại đối tượng (ví dụ, nhà cửa, rừng núi, sông ngòi); trong khi dữ liệu định lượng chia thành dữ liệu tỉ lệ (dữ liệu được đo lường từ điểm gốc là 0), dữ liệu khoảng (dữ liệu được chia thành các lớp), dữ liệu dạng chữ (dữ liệu được thể hiện dưới dạng chữ).
Dữ liệu thuộc tính còn gọi là dữ liệu phi không gian vì bản thân chúng không thể hiện thông tin không gian. Đối với mô hình dữ liệu không gian: Để biểu diễn đối tượng trong dữ liệu GIS, có thể sử dụng hai mô hình vector hoặc raster. Cấu trúc dữ liệu vector lưu trữ vị trí của từng đối tượng bằng một cặp tọa độ x, y (và đôi khi có thêm z). Một điểm (point) được mô tả bằng một cặp tọa độ x-y.
Một đường thẳng (polyline) được mô tả bởi một tập hợp nhiều cặp tọa độ. Về lý thuyết, một đường thẳng được mô tả bởi vô số điểm, nhưng trên thực tế, điều này là không thể. Do đó, một đường thẳng được xây dựng bởi nhiều đoạn thẳng. Một vùng (polygon) được mô tả bởi một tập hợp nhiều cặp tọa độ, nhưng có điều khác với đường thẳng là cặp tọa độ bắt đầu và kết thúc của vùng phải trùng nhau.
Định dạng vector thể hiện chính xác vị trí và hình dạng của đối tượng. Chỉ có độ chính xác, tỉ lệ của bản đồ trong quá trình biên tập, độ phân giải của thiết bị đầu vào và kĩ năng nhập dữ liệu mới làm giảm độ chính xác. Cấu trúc dữ liệu raster hay lưới ô vuông thể hiện đối tượng là các ô vuông trong một ma trận lưới, được tổ chức thành hàng và cột. Hàng và cột được đánh số nên vị trí của mỗi ô vuông sẽ được xác định bởi số hàng và số cột, thông qua đó có thể liên kết với hệ tọa độ.
Mỗi ô vuông có thể lưu trữ một hoặc nhiều giá trị thuộc tính mô tả đối tượng như loại hình sử dụng đất, lượng mưa, độ cao. Kích thước của ô vuông trong ma trận lưới sẽ xác định mức độ chi tiết mà đối tượng có thể được hiển thị. Định dạng vector (trái), raster (phải) Đối với mô hình dữ liệu thuộc tính: GIS sử dụng định dạng raster hoặc vector để thể hiện phần không gian của các đối tượng. Bên cạnh vị trí, GIS cũng phải lưu trữ thông tin về chúng.
Ví dụ, đường thẳng trung tâm thể hiện đường giao thông trên bản đồ không nói cho chúng ta nhiều về tuyến đường ngoại trừ vị trí của nó. Để xác định độ rộng, loại đường, những thông tin này cần được lưu trữ để hệ thống có thể xử lý khi cần. Nghĩa là GIS phải tạo một mối liên kết giữa dữ liệu không gian và phi không gian. Mối liên kết giữa một đối tượng bản đồ và thuộc tính của nó được thiết lập bằng cách cho mỗi đối tượng ít nhất một mã định danh riêng- tên hoặc số, thường gọi là ID.
Thông tin phi không gian của đối tượng sau đó được lưu trữ, thường trong một hay nhiều tập tin theo số ID. Dữ liệu phi không gian có thể được lưu trữ theo nhiều cách. Nhiều phần mềm GIS sử dụng mô hình/hệ quản trị CSDL quan hệ để lưu trữ dữ liệu thuộc tính. Một hệ quản trị CSDL quan hệ xem dữ liệu như là một chuỗi các bảng có mối liên hệ logic với các bảng khác theo thuộc tính liên kết.
Bất kì thành phần dữ liệu trong một mối quan hệ có thể được tìm thấy khi cho biết tên bảng, tên thuộc tính (cột) và giá trị của khóa chính. Ưu điểm của hệ quản trị này là chúng linh hoạt và có thể đưa ra câu trả lời cho bất cứ câu hỏi nào được mô tả bằng toán tử logic và toán học. Liên kết dữ liệu không gian và thuộc tính Hình 3. Hệ quản trị CSDL quan hệ 1.
Chức năng của GIS GIS có thể và phải đảm đương các chức năng chủ yếu sau: 9 Nhập dữ liệu: Là một chức năng của GIS qua đó dữ liệu dưới dạng tương tự được biến đổi sang dạng số để có thể sử dụng được trong GIS. Việc nhập dữ liệu được thực hiện nhờ vào các thiết bị như bàn số hóa, máy quét, bàn phím và các chương trình hay môđun nhập, chuyển đổi dữ liệu của GIS. Quản lý dữ liệu: Việc xây dựng một CSDL GIS lớn bằng các phương pháp nhập dữ liệu khác nhau thường rất tốn kém về thời gian, công sức và tiền bạc. Số chi phí bằng tiền cho việc xây dựng CSDL có thể lớn hơn hẳn chi phí phần cứng và phần mềm GIS.
Điều đó phần nào nói lên ý nghĩa của việc quản lý dữ liệu, một chức năng quan trọng của tất cả các hệ thống thông tin địa lý. Chức năng này bao gồm việc tổ chức lưu trữ và truy cập dữ liệu sao cho hiệu quả nhất. Phân tích dữ liệu: Đây là chức năng quan trọng nhất của GIS. GIS cung cấp các công cụ cần thiết để phân tích dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính và phân tích tổng hợp cả hai loại dữ liệu đó trong CSDL để tạo ra thông tin mới trợ giúp các quyết định mang tính không gian.