Tài liệu ỨNG DỤNG GIS ĐỂ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỂ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG GIS ĐỂ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỂ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Hồng Thoa Giáo viên hướng dẫn: TS. Bùi Ngọc Quý Hà Nội, năm 2015 MỤC LỤC MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 1.Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................ 1 3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................... 2 4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 2 5. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................... 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ ...... 4 1.1 Sự hình thành và phát triển của hệ thống thông tin địa lý GIS ............... 4 1.2. Cơ sở hệ thống thông tin đại lý GIS...................................................... 8 1.2.1. Định nghĩa GIS .............................................................................. 8 1.2.2. Các thành phần của GIS ............................................................... 11 1.2.3. Các chức năng của GIS ................................................................ 16 1.3. Cơ sở của dữ liệu GIS ........................................................................ 19 1.3.1. Khái niệm chung .......................................................................... 19 1.3.2. Tổ chức cơ sở dữ liệu ................................................................... 22 1.3.3. Cấu trúc và mô hình dữ liệu trong GIS ......................................... 22 1.4. Một số ứng dụng của GIS ................................................................... 27 1.4.1. Mối quan hệ của GIS với các ngành khoa học liên quan ............... 27 1.4.2. Một số ứng dụng của GIS ............................................................. 28 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ................... 31 2.1. Tổng quan về xây dựng cơ sở dữ liệu ................................................. 31 2.1.1. Cơ sở dữ liệu ................................................................................ 31 2.1.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu thông tin địa lý........................................... 32 2.1.3. Mô hình dữ liệu ............................................................................ 33 2.1. Sơ đồ quy trình xây dựng CSDL tài nguyên môi trường ............. 34 .................................................................................................................. 35 2.2. Các bước quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu ........................................ 36 1 2.2.1. Rà soát, phân tích nội dung thông tin dữ liệu ................................ 36 2.2.2. Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu ..................................................... 37 2.2.3. Tạo lập dữ liệu cho danh mục dữ liệu, siêu dữ liệu ....................... 37 2.2.4. Tạo lập dữ liệu cho cơ sở dữ liệu .................................................. 38 2.2.5. Biên tập dữ liệu ............................................................................ 40 2.2.6. Kiểm tra sản phẩm ........................................................................ 40 2.2.7. Phục vụ nghiệm thu và giao nộp sản phẩm ................................... 41 2.3. Quản lý đất đai và tầm quan trọng của cơ sở dữ liệu đất đai ............... 41 2.4. Phần mềm ứng dụng ARCGIS............................................................ 41 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU XÃ ĐẠI THỊNH .............. 44 3.1. Khái quát về đặc điểm xã Đại Thịnh................................................... 44 3.1.1. Đặc điểm tự nhiên ........................................................................ 44 3.1.2. Khái quát về phát triển kinh tế ...................................................... 44 3.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu bằng phần mềm ARCGIS.............................. 45 3.2.1. Thiết kế nội dung dữ liệu .............................................................. 45 3.2.2. Xây dựng cấu trúc dữ liệu............................................................. 48 3.2.3. Biên tập, tổ chức CSDL cho bản đồ.............................................. 49 3.3. Quản lý và khai thác dữ liệu ............................................................... 57 3.3.1. Quản lý dữ liệu ............................................................................. 57 3.3.2. Lưu trữ dữ liệu ............................................................................. 58 3.3.3.Phân tích dữ liệu ............................................................................ 58 3.4. Đánh giá khả năng ứng dụng của phần mềm ArcGIS ......................... 61 3.4.1. Ưu điểm của phần mềm ArcGIS ................................................... 61 3.4.2. Nhược điểm của phần mềm ArcGIS ............................................. 62 3.5. Đánh giá khả năng ứng dụng của CSDL ............................................. 62 KẾT LUẬN ................................................................................................. 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 65 2 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Mô hình công nghệ GIS. ............................................................... 10 Hình 1.2: Các thành phần cơ bản của GIS .................................................... 11 Hình 1.3: Các thành phần thiết bị phần cứng cơ bản của GIS. ...................... 12 Hình 1.4: Thành phần phần mềm cơ bản của GIS......................................... 12 Hình 1.5: Công tác nhập dữ liệu. .................................................................. 13 Hình 1.6: Lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu ................................................... 13 Hình 1.7: Các hình thức thể hiện dữ liệu ...................................................... 14 Hình 1.8: Chức năng của GIS ....................................................................... 17 Hình 1.9: Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. ......... 21 Hình 1.10: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm (Point). .................. 23 Hình 1.11: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng đường (Arc). .................. 24 Hình 1.12: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng (Polygon). ............. 25 Hình 1.13: Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster. .............................. 26 Hình 2.1: Sơ đồ quy trình xây dựng CSDL .................................................. 35 Hình 3.1: Hộp thoại AddData ....................................................................... 49 Hình 3.2: Các lớp dữ liệu trong layer DC13 ................................................. 50 Hình 3.3: Kiểu dữ liệu điểm............................................................................50 Hình 3.4: Kiểu dữ liểu đường ....................................................................... 51 Hình 3.5: Dữ liệu lớp tâm thửa…………………………………………….51 Hình 3.6: Dữ liệu lớp khung bản đồ ............................................................. 52 Hình 3.7: Dữ liệu lớp thủy hệ ....................................................................... 52 Hình 3.8: Dữ liệu lớp thửa đất ...................................................................... 53 Hình 3.9: Hộp thoại Feature To Polygon ...................................................... 53 Hình 3.10: lớp vùng thửa đất và kiểu dữ liệu ................................................ 54 Hình 3.11: Lớp vùng thửa đất ....................................................................... 54 Hình 3.12: Thanh công cụ Editor.................................................................. 55 3 Hình 3.13: Bảng thuộc tính của lớp vùng thửa đất ........................................ 56 Hình 3.14: Hộp thoại Join Data .................................................................... 57 Hình 3.15: Hộp thoại fields để truy vấn………………………………….59 Hình 3.16: Hộp thoại fields chứa công thức truy vấn mục đích sử dụng là đất LUC ............................................................................................................. 60 Hình 3.17: Kết quả của phép truy vấn .......................................................... 61 4 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần cơ bản của Geodatabase ............................................ 33 Bảng 3.1: Nội dung dữ liệu thửa đất ............................................................. 45 Bảng 3.2: Nôi dung dữ liệu đối tưởng sử dụng đất. ...................................... 46 Bảng 3.3: Nội dung dữ liệu đất theo mục đích sử dụng đất nông nghiệp ...... 46 Bảng 3.4: Nội dung dữ liệu đất theo mục đích sử dụng đất phi nông nghiệp 48 Bảng 3.5: Nội dung dữ liệu đất theo mục đích sử dụng đất chưa sử dụng ..................................................................................................................... 48 Bảng 3.6: Nội dung dữ liệu thuộc tính thửa đất ............................................ 48 5 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Trong thế kỷ 21, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ mà đặc biệt là lĩnh vực công nghệ thông tin ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống, nhu cầu về thông tin, về lãnh thổ, quy hoạch phát triển, thông tin về văn hóa, kinh tế xã hội, an ninh xã hội ngày càng lớn, nó đòi hỏi người quản lý phải biết nắm bắt, phân loại và xử lý thông tin một cách khoa học. Do vậy mục tiêu là phải xây dựng một hệ thống cơ sở dữ liệu thống nhất, từ đó cung cấp các thông tin hỗ trợ giúp quyết định phát triển kinh tế địa phương thực hiện công nghiệp hoá, hiện đại hóa đất nước. Ngày nay, đã có nhiều phần mềm ứng dụng ra đời thay thế cho các thao tác thủ công đem lại nhiều hiệu quả cao. Trong lĩnh vực quản lý nhà nước phải được thường xuyên cải tiến, nâng cao và hoàn thiện về công nghệ thành lập và phương pháp sử dụng, nhằm nâng cao hiệu quả hỗ trợ cho công tác quản lý và hỗ trợ ra quyết định đối với các cấp chính quyền. Xây dựng các hệ thống GIS hỗ trợ cho công tác quản lý hành chính là một việc cấp thiết, đặc biệt là khi công nghệ thông tin đã và đang phát triển nhanh chóng như hiện nay. Chính vì vậy việc nghiên cứu và triển khai xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ công tác hỗ trợ ra quyết định có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, đặc biệt là các hệ thống GIS hỗ trợ ra quyết định trong lĩnh vực quản lý hành chính. Xuất phát từ vấn đề đã nêu trên nên và để có thể bước đầu tiếp cận với thực tế em đã tiến hành lựa chọn đề tài: “Ứng dụng GIS để xây dựng cơ sở dữ liệu để quản lý đất đai” làm đồ án tốt nghiệp. 2. Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai và ứng dụng GIS để quản lý cơ sở dữ liệu (CSDL) đó. CSDL GIS được xây dựng nhằm mục đích: 1 - Nắm bắt và theo dõi quản lý đất đai trong một địa bàn bao gồm diện tích đất, chủ sở hữu, loại đất, mục đích sử dụng… - Tra cứu các thông tin cần thiết trong quá trình quản lý, theo dõi và giải quyết công tác quản lý. - Truyền đạt và thông tin các nội dung quản lý đất đai đến các cấp quản lý, các tổ chức và cá nhân có liên quan. - Nghiên cứu địa lý, phân tích không gian, mô hình hóa các thông tin quản lý để đi đến những quyết định chính xác và khách quan. - Xây dựng các báo cáo ở các dạng bản đồ, biểu đồ, bảng biểu, văn bản để chuyển đến các cấp có thẩm quyền. 3. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu về công nghệ GIS và các ứng dụng của công nghệ GIS trong việc thành lập cơ sở dữ liệu. - Thu thập các tư liệu cần thiết cho việc xây dựng CSDL thực nghiệm của đề tài của luận văn. - Ứng dụng công nghệ GIS thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu hỗ trợ công tác quản lý đất đai. 4. Phương pháp nghiên cứu Đồ án sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp thống kê: Thu thập, tổng hợp, xử lý các thông tin, tài liệu liên quan. - Phương pháp phân tích: Tổng hợp, xử lý logic các tài liệu, giải quyết các vấn đề đặt ra. - Phương pháp so sánh: So sánh các phương án thực hiện, đối chiếu với các các kết quả nghiên cứu để đưa ra quy trình thực hiện chi tiết, nhận định, chứng minh tính khả khi và hiệu quả của việc sử dựng CSDL GIS. 2 - Phương pháp bản đồ và GIS: Dùng trong xây dựng CSDL và trình bày các kết quả trên bản đồ. 5. Ý nghĩa của đề tài GIS đã không ngừng được nâng cao và hoàn thiện về công nghệ thành lập và phương pháp sử dụng, nhằm nâng cao hiệu quả hỗ trợ cho công tác quản lý và hỗ trợ ra quyết định đối với các cấp chính quyền. Xây dựng các hệ thống GIS hỗ trợ cho công tác quản lý đất đai là một việc cấp thiết, đặc biệt là khi cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin đã và đang phát triển nhanh chóng như hiện nay. Chính vì thế việc nghiên cứu và triển khai xây dựng các cơ sở dữ liệu GIS phục vụ công tác hỗ trợ ra quyết định có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, đặc biệt là các hệ thống GIS hỗ trợ ra quyết định trong lĩnh vực quản lý đất đai. 3