Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về cơ sở dữ liệu địa lư và chuẩn dữ liệu địa chính 1. Khái niệm chung về cơ sở dữ liệu Cơ sở dữ liệu đất đai: là tập hợp thông tin có cấu trúc của dữ liệu địa chính, dữ liệu quy hoạch sử dụng đất, dữ liệu giá đất, dữ liệu thống kê, kiểm kê đất đai được sắp xếp, tổ chức để truy cập, khai thác, quản lý và cập nhật thường xuyên bằng phương tiện điện tử. Cơ sở dữ liệu địa chính là thành phần cơ bản của cơ sở dữ liệu đất đai, làm cơ sở để xây dựng và định vị không gian các cơ sở dữ liệu thành phần khác.
[5] Cơ sở dữ liệu địa chính bao gồm dữ liệu Bản đồ địa chính và các dữ liệu thuộc tính địa chính. * Dữ liệu bản đồ địa chính được lập để mô tả các yếu tố tự nhiên có liên quan đến việc sử dụng đất bao gồm các thông tin: - Vị trí, hình dạng, kích thýớc, tọa ðộ ðỉnh thửa, số thứ tự, diện tích, mục ðích sử dụng của các thửa đất; - Vị trí, hình dạng, diện tích của hệ thống thủy văn gồm sông, ngòi, kênh, rạch, suối; hệ thống thủy lợi gồm hệ thống dẫn nước, đê, đập, cống; hệ thống đường giao thông gồm đường bộ, đường sắt, cầu và các khu vực đất chưa sử dụng không có ranh giới thửa khép kín; - Vị trí, tọa độ các mốc giới và đường địa giới hành chính các cấp, mốc giới và chỉ giới quy hoạch sử dụng đất, mốc giới và ranh giới hành lang bảo vệ an toàn công trình; - Điểm tọa độ địa chính, địa danh và các ghi chú thuyết minh. n 5 * Các dữ liệu thuộc tính địa chính được lập để thể hiện nội dung của Sổ mục kê đất đai, Sổ địa chính và Sổ theo dõi biến động đất đai quy định tại Điều 47 của Luật Đất đai bao gồm các thông tin: - Thửa đất gồm mã thửa, diện tích, tình trạng đo đạc lập bản đồ địa chính; - Các đối tượng có chiếm đất nhưng không tạo thành thửa đất (không có ranh giới khép kín trên bản đồ) gồm tên gọi, mã của đối tượng, diện tích của hệ thống thủy văn, hệ thống thủy lợi, hệ thống đường giao thông và các khu vực đất chưa sử dụng không có ranh giới thửa khép kín; - Người sử dụng đất hoặc người quản lý đất gồm tên, địa chỉ, thông tin về chứng minh nhân dân hoặc hộ chiếu, văn bản về việc thành lập tổ chức; - Tình trạng sử dụng của thửa đất gồm hình thức sử dụng, thời hạn sử dụng, nguồn gốc sử dụng, những hạn chế về quyền sử dụng đất, số hiệu Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất đã cấp, mục đích sử dụng, giá đất, tài sản gắn liền với đất, nghĩa vụ tài chính về đất đai; - Những biến động về sử dụng đất trong quá trình sử dụng gồm những thay đổi về thửa đất, về người sử dụng đất, về tình trạng sử dụng đất [15] .1 Khái niệm về hệ quản trị cơ sở dữ liệu [16] Hệ quản trị CSDL (Database Management System) là hệ thống quản lý, lưu trữ, bảo trì toàn bộ cơ sở dữ liệu. Hệ quản trị CSDL cũng cung cấp các công cụ cho phép người dùng hỏi đáp, tra cứu và tác động vào cơ sở dữ liệu.
Như vậy, hệ quản trị CSDL có nhiệm vụ rất quan trọng như là một bộ diễn dịch (Interpreter) với ngôn ngữ bậc cao nhằm giúp người sử dụng có thể dùng được hệ thống mà ít nhiều không cần quan tâm đến thuật toán chi tiết hoặc biểu diễn dữ liệu trong máy. CSDL cho một hệ thống GIS gồm hai CSDL thành phần chính là: cơ sở dữ liệu địa lý (không gian) và cơ sở dữ liệu thuộc tính (phi không gian). n 6 Trong hệ thống GIS, hệ quản trị cơ sở dữ liệu GIS được xây dựng bao gồm hai hệ quản trị CSDL riêng cho từng phần hoặc xây dựng một hệ quản trị CSDL chung cho cả hai cơ sở dữ liệu con kể trên. Thông thường hệ quản trị cơ sở dữ liệu GIS được xây dựng bao gồm ba hệ quản trị cơ sở dữ liệu con: - Hệ quản trị CSDL cho cơ sở dữ liệu địa lý gồm các hệ thống nhập dữ liệu bản đồ, hiển thị bản đồ, tra cứu, hỏi đáp, phân tích,… - Hệ quản trị CSDL quan hệ ở mức tra cứu, hỏi đáp.
Hệ này được tích hợp cùng với hệ quản trị cơ sở dữ liệu địa lý cho phép người dùng truy nhập dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính đồng thời. Tuy nhiên, hệ quản trị cơ sở dữ liệu này cho thao tác trên cơ sở dữ liệu thuộc tính bị hạn chế. - Hệ quản trị cơ sở dữ liệu thuộc tính. Thông thường các hệ thống GIS đều lấy một hệ quản trị CSDL quan hệ hiện có để quản trị và thực hiện các bài toán trên dữ liệu thuộc tính mà không liên quan đến dữ liệu không gian.
Ví dụ: FOX, MS SQL, ORACLE 1.2 Chức năng của hệ quản trị CSDL Hệ quản trị CSDL cần phải đáp ứng được các chức năng sau: - Cung cấp môi trường tạo lập CSDL: để thực hiện được chức năng này, mỗi hệ quản trị CSDL cung cấp cho người dùng một ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu nhằm dễ dàng mô tả CSDL cần tạo lập. Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu giúp người dùng có thể khai báo cấu trúc bản ghi cho từng dữ liệu trong CSDL, cho phép chỉnh sửa cấu trúc, xem cấu trúc bản ghi của một bảng. Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu trong hệ quản trị CSDL phải có các phương tiện cho phép người dùng xác định các ràng buộc đối với dữ liệu để bảo đảm được tính toàn vẹn của dữ liệu. - Cung cấp môi trường cập nhật và khai thác dữ liệu: ngôn ngữ để người dùng diễn tả yêu cầu cập nhật hay khai thác thông tin được gọi là ngôn ngữ thao tác dữ liệu, thao tác dữ liệu gồm có cập nhật và khai thác.
Trong thực tế, n 7 ngôn ngữ dùng để định nghĩa và thao tác dữ liệu là hai thành phần của một ngôn ngữ CSDL duy nhất, ngôn ngữ dùng phổ biến hiện nay là ngôn ngữ SQL - ngôn ngữ hỏi có cấu trúc. - Cung cấp công cụ kiểm soát, điều khiển truy cập vào CSDL: một hệ quản trị CSDL phải có các bộ chương trình thực hiện một số nhiệm vụ như phát hiện và ngăn chặn sự truy cập không được phép; duy trì tính nhất quán của dữ liệu; tổ chức và điều khiển các truy cập đồng thời; khôi phục CSDL khi có sự cố ở phần cứng hay phần mềm; quản lý các mô tả dữ liệu. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu có những đặc trưng ưu việt sau đây: - Tính độc lập logic: nghĩa là người quản trị CSDL có thể phát triển nó mà không làm phiền gì đến người sử dụng; - Tính độc lập vật lý: nghĩa là những người sử dụng không cần nhìn thấy các khía cạnh vật chất của CSDL. Nói cách khác, cấu trúc thể hiện thông tin là trong suốt đối với những người sử dụng; - Có thể thao tác được: những người không rành về CSDL cũng có thể mô tả được các yêu cầu của họ mà không cần biết tới các thành tố kỹ thuật của CSDL; - Tốc độ truy cập nhanh: hệ thống có khả năng đáp ứng (trả lời) các yêu cầu một cách nhanh nhất có thể có, điều đó đòi hỏi áp dụng các giải thuật tìm kiếm nhanh; - Tính quản trị tập trung: hệ quản trị CSDL cho phép người quản trị có khả năng thao tác các dữ liệu, chèn vào các phần tử và xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu theo một cách tập trung; - Dữ liệu có thể chia sẻ: hệ quản trị CSDL phải cho phép nhiều người sử dụng truy cập đồng thời đến CSDL; - Hạn chế sự dư thừa: hệ quản trị CSDL phải có khả năng lưu trữ tối thiểu những thông tin dư thừa, vừa để chống lãng phí bộ nhớ vừa để tránh các lỗi; n 8 - Kiểm tra tính toàn vẹn: các dữ liệu phải nhất quán giữa chúng với nhau, hơn nữa khi các phần tử này tham chiếu đến các phần tử khác thì những phần tử khác phải có mặt; - An ninh dữ liệu: hệ quản trị CSDL phải có các cơ chế cho phép quản lý quyền truy cập vào dữ liệu tùy theo từng người sử dụng.
Bên cạnh đó, hệ quản trị CSDL cũng bộc lộ một số nhược điểm như: hệ quản trị CSDL tốt thường rất lớn chiếm nhiều dung lượng bộ nhớ, giá cả khác nhau tùy theo môi trường và chức năng, hệ quản trị CSDL được viết cho nhiều người dùng thì tốc độ thường chậm [16].3 Mô hình cơ sở dữ liệu * Mô hình phân cấp (HIERACHICAL) Mô hình dữ liệu là một cây, trong đó các nút biểu diễn các tập thực thể, giữa các nút con và nút cha được liên hệ theo một mối quan hệ xác định. Điểm nổi bật trong các thủ tục truy xuất đến một đối tượng trong mô hình phân cấp là đường dẫn đi từ gốc đến phần tử cần xét trong cây phân cấp. Mô hình phân cấp khá phù hợp với những hình thức tổ chức phân cấp trong xã hội. Thường gặp trong các hệ thống máy tính là mô hình quản lý thư mục.
* Mô hình lưới (Network Model) Mô hình lưới và mô hình phân cấp khá bất tiện cho lưu trữ và khai thác xử lý bởi vì toạ độ các điểm, một số cạnh phải lưu trữ nhiều lần gây nên sự dư thừa dữ liệu. Ngoài ra, hệ thống còn phải cần lưu trữ một số lớn các con trỏ móc nối gây nên phức tạp trong quá trình cập nhật, biến đổi dữ liệu, đặc biệt khi thêm bớt một cạnh hoặc một một đỉnh nào đó. *Mô hình quan hệ (Relational Model) Mô hình này dựa trên cơ sở khái niệm lý thuyết tập hợp của các quan hệ, tức là tập các K - bộ với K cố định. n 9 Thuận lợi của mô hình quan hệ là được hình thức hoá toán học chặt chẽ do ðó các xử lý, thao tác với dữ liệu là dễ dàng, có tính độc lập dữ liệu cao.
Cấu trúc dữ liệu đơn giản mềm dẻo trong xử lý và dễ dàng cho người sử dụng. Đặc biệt các phép tính cập nhật dữ liệu cho mô hình quan hệ nói chung là ít phức tạp hơn nhiều so với các mô hình khác. Một cách đơn giản hơn có thể hiểu mối quan hệ là một bảng 2 chiều tệp độc lập, trong đó mỗi cột (trường) là một thuộc tính, mỗi hàng (bộ) là một đối tượng.