Đặt vấn đề Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá, là địa bàn phân bố của con người, là nơi phát triển xây dựng các cơ sở kinh tế - văn hóa - xã hội. Đặc biệt đất là tài liệu không gì thay thế được trong sản xuất nông - lâm - ngư nghiệp. Hầu hết các nước trên thế giới đều xây dựng một nền kinh tế trên cơ sở phát triển nông lâm nghiệp dựa vào khai thác tiềm năng đất đai, lấy đó làm cơ sở cho sự phát triển các ngành khác. Do đó, việc tổ chức sử dụng nguồn tài nguyên đất đai hợp lý đầy đủ và đem lại hiệu quả cao theo quan điểm sinh thái và phát triển bền vững trở thành vấn đề cấp thiết.
Vấn đề đặt ra khi sử dụng tài nguyên thiên nhiên của lãnh thổ chúng ta cần có cái nhìn tổng quan từ các hợp phần trong tự nhiên. Để từ đó có giải pháp khai thác và sử dụng hợp lý. Huyện Phú Lương nằm ở phía Bắc của tỉnh Thái Nguyên, phía Tây Bắc giáp huyện Định Hóa, phía Tây Nam giáp huyện Đại Từ, phía Đông giáp huyện Đồng Hỷ, phía Đông Bắc giáp huyện Chợ Mới tỉnh Bắc Kạn. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của cuộc cách mạng khoa học công nghệ, cách ứng dụng GIS (Geographic Information System) được tiếp tục phát triển trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ tài nguyên môi trường.
Xu hướng hiện nay trong quản lý tài nguyên và môi trường là sử dụng tối đa khả năng cho phép của GIS. Sự phát triển của phần cứng máy tính có khả năng nhiều hơn và các ứng dụng cũng trở nên thân thiện hơn với người sử dụng bởi khả năng hiển thị ba chiều, các công cụ phân tích không gian và giao diện tùy biến, cho phép truy, xuất dữ liệu một các nhanh chóng và chính xác. Nhờ khả năng xử lý tập tin dữ liệu lớn từ các cơ sở dữ liệu phức tạp, nên GIS thích hợp với nhiệm vụ quản lý tài nguyên và môi trường. Các mô hình phức tạp cũng có thể dễ dàng cập nhật thông tin nhờ sử dụng GIS.
Xuất phát từ những yêu cầu thực tế đó, được sự nhất trí của nhà trường, Khoa Quản lý Tài Nguyên, Trường Đại học Nông Lâm Thái n 2 Nguyên dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo ThS.Trương Thành Nam và các thầy cô giáo, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng module Vertical Mapper trong xây dựng bản đồ độ dốc phục vụ công tác quy hoạch phát triển nông lâm nghiệp huyện Phú Lương-tỉnh Thái Nguyên”. Mục đích của đề tài Ứng dụng module Vertical Mapper trong xây dựng bản đồ độ dốc phục vụ quy hoạch phát triển nông lâm nghiệp huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên. Tìm hiểu về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên Nghiên cứu về sự phân cấp địa hình trên toàn bộ diện tích đất huyện Phú Lương, tỉn Thái Nguyên. Yêu cầu của đề tài - Nắm vững các bước để thực hiện việc thành lập một mô hình số địa hình trong môi trường Vertical Maper.
- Bản đồ độ dốc xây dựng phải đảm bảo đầy đủ, tính chính xác cao, thuận lợi trong việc lưu trữ và sử dụng. - Quy trình thực hiện đảm bảo tính khoa học và chính xác. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và Nghiên cứu khoa học - Đây là cơ hội cho sinh viên vận dụng những kiến thức đã học và những hiểu biết của mình vào thực tiễn, đồng thời cũng có cơ hội nâng cao sự hiểu biết về phát triển nông lâm nghiệp trên địa bàn huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên.
- Nâng cao kỹ năng sử dụng và tích hợp các phần mềm tin học ứng dụng 1. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu có thể giúp cho các nhà hoạch định chính sách đưa ra các quyết định đúng đắn trong việc thực hiện chương trình dự án liên quan đến công tác phát triển nông lâm nghiệp huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên. n 3 Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tổng quan về GIS - Geographic Information System GIS (Geographic Information System) là công nghệ tích hợp thông tin và có khả năng phân tích không gian rất hiệu quả.
Ở bất kỳ một ngành khoa học kỹ thuật hay kinh tế chúng ta đều có thể bắt gặp các hệ thống thông tin và các phương pháp xử lý thông tin khác nhau tuỳ theo từng lĩnh vực (hệ thống thông tin ngân hàng, hệ thống thông tin nhân sự…) cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, các thông tin hiện nay đã đáp ứng và giải quyết được những bài toán rất lớn mà thực tế đặt ra. Khái niệm về Hệ thống thông tin địa lý Có nhiều cách định nghĩa về Hệ thống thông tin địa lý: Định nghĩa theo chức năng: GIS là một hệ thống bao gồm 4 hệ con: Dữ liệu vào, quản trị dữ liệu, phân tích dữ liệu và dữ liệu ra. Định nghĩa theo khối công cụ: GIS là tập hợp phức tạp của các thuật toán. Định nghĩa theo mô hình dữ liệu: GIS gồm các cấu trúc dữ liệu được sử dụng trong các hệ thống khác nhau (cấu trúc dạng Raster và Vecter).
Định nghĩa về mặt công nghệ: GIS là công nghệ thông tin để lưu trữ, phân tích và trình bày các thông tin không gian và thông tin phi không gian, công nghệ GIS có thể nói là tập hợp hoàn chỉnh các phương pháp và các phương tiện nhằm sử dụng và lưu trữ các đối tượng. Định nghĩa theo sự trợ giúp và ra quyết định: GIS có thể coi là một hệ thống trợ giúp việc ra quyết định, tích hợp các số liệu không gian trong một cơ chế thống nhất. Nói tóm lại theo BURROUGHT: “GIS như là một tập hợp các công cụ cho việc thu nhập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi các dữ liệu mang tính chất không gian từ thế giới thực để giải quyết các bài toán ứng dụng phục vụ các mục đích cụ thể” (Vũ Văn Trọng,2006) [14]. Sơ đồ khái niệm về một hệ thống thông tin địa lý được thể hiện như sau: GIS Người sử dụng Thế giới thực Phần mềm + cơ sở dữ liệu T n 4 2.
Các thành phần cơ bản của một Hệ thống thông tin địa lý Một Hệ thống thông tin địa lý bao gồm những thành phần cơ bản sau: - Phần cứng: bao gồm máy tính điều khiển mọi hoạt động của hệ thống và các thiết bị ngoại vi. - Phần mềm: cung cấp công cụ và thực hiện các chức năng: + Thu thập dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ các nguồn thông tin khác nhau + Lưu trữ, cập nhật, điều chỉnh và tổ chức các cơ sở dữ liệu nói trên. + Phân tích biến đổi, điều chỉnh và tổ chức các cơ sở dữ liệu nhằm giải quyết các bài toán tối ưu và mô hình mô phỏng không gian và thời gian. + Đưa ra các thông tin theo yêu cầu dưới dạng khác nhau.
Ngoài ra phần mềm cần phải có khả năng phát triển và nâng cấp theo các yêu cầu đặt ra của hệ thống. - Dữ liệu: đây là thành phần quan trọng nhất của GIS. Các dữ liệu không gian (Spatial data) và các dữ liệu thuộc tính (No spatial data) được tổ chức theo một mục tiêu xác định bởi một hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DataBase Management System). - Con người: yếu tố con người có ảnh hưởng rất lớn đối với các hệ GIS, đặc biệt trong việc điều khiển hệ thống và phát triển các ứng dụng.
- Phương pháp: phương pháp phụ thuộc vào ý tưởng của các xây dựng hệ thống, sự thành công của một hệ GIS phụ thuộc vào phương pháp được sử dụng để thiết kế hệ thống (Lê Văn Thơ và Trương Thành Nam, 2008) [17]. Cơ sở dữ liệu (CSDL) 2. Khái niệm Một cơ sở dữ liệu là tập hợp các thông tin của đối tượng cần quản lý, được lưu trữ trong các máy tính, được nhiều người sử dụng và cách tổ chức của nó được chi phối bằng một mô hình (Ngô Thị Hồng Gấm,2009)[8]. Các tiêu chuẩn của một cơ sở dữ liệu - Không dư thừa thông tin: Thông tin khi thu thập có thể lấy ở nhiều nguồn khác nhau, vì vậy cần phải loại bỏ thông tin dư thừa trước khi xây dựng CSDL.
Có hai dạng dư thừa thông tin: n 5 + Dư thừa về mặt vật lý: Một thông tin có mặt nhiều lần trong một CSDL + Dư thừa về mặt ngữ nghĩa: Một thông tin có nội dung như nhau nhưng lại mang các tên khác nhau. - Đảm bảo tính an toàn và bí mật: Vì trong một cơ quan có nhiều người sử dụng chung một máy tính, và sử dụng chung một CSDL, trong trường hợp như vậy cần phải tuân thủ nguyên tắc sau: + Chỉ những người được quyền sử dụng mới được cập nhật và CSDL. + Người sử dụng CSDL không được làm hỏng thông tin của người khác. Khi có sự cố về máy tính, CSDL phải được bảo vệ và cất giữ sang một máy khác.
Giữa các chương trình ứng dụng và CSDL phải có sự độc lập: Khi dữ liệu có thay đổi thì chương trình không phải thay đổi theo và ngược lại. Hiệu suất áp dụng tốt: + Mặc dù CSDL có nhiều người sử dụng nhưng đối với mỗi người CSDL phải tạo ra cho họ cảm giác làm việc hoàn toàn độc lập. + CSDL phải cho câu trả lời chính xác nhất và kịp thời khi người sử dụng truy vấn. Phần mềm Mapinfo Mapinfo là một công cụ rất quan trọng trong việc xây dựng, quản lý, cập nhật, xử lý, phân tích và mô hình hoá các đối tượng địa lý, MapInfo tổ chức, quản lý cơ sở dữ liệu theo các lớp đối tượng địa lý trên máy tính bởi các File dữ liệu với các phần mở rộng như sau: [*.Tab]: Chứa các thông tin mô tả cấu trúc dữ liệu [*.Dat]: Chứa các thông tin nguyên thuỷ [*.Map]: Chứa các thông tin mô tả đối tượng không gian [*.ID]: Chứa các thông tin về chỉ số liên kết không gian và thuộc tính [*.Ind]: Chứa các thông tin về chỉ số đối tượng (Ngô Công Châu, 2008)[2].
Các dữ liệu trong Mapinfo Khi người dùng tạo ra các table trong Mapinfo, lưu cất các workspace, nhập hoặc xuất dữ liệu. Mapinfo sẽ tạo ra rất nhiều các file với các phần mở rộng khác nhau. Các file dữ liệu trong Mapinfo bao gồm: n 6 - Tên file *.DAT: File dữ liệu dạng bảng tính cho một table format của Mapinfo.MAP: Chứa thông tin địa lý mô tả các đối tượng trên bản đồ.TAB: Đây là các file chính cho các table của Mapinfo nó được kết hợp với các file khác như.DAT, DBF… - Tên file *.ID: File index cho các đối tượng đồ hoạ của Mapinfo (file *.