Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu giải pháp xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý đa tỷ lệ từ bản đồ địa hình 1-10.000 phục vụ quản lý tài nguyên và môi trường tỉnh Quảng Ngãi

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là ứng dụng công nghệ GIS xây dựng c sở dữ liệu nền địa lý đa tỷ lệ dựa trên nền bản đồ địa hình theo các quy chuẩn quốc gia nhằm phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên đất đai trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu giải pháp xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý đa tỷ lệ từ bản đồ địa hình 1-10.000 phục vụ quản lý tài nguyên và môi trường tỉnh Quảng Ngãi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Thu Hằng NGUYỄN THỊ THU HẰNG NGHIÊN CỨU NGHIÊN CỨUGIẢI GIẢIPHÁP PHÁPXÂY DỰNG XÂY CƠ SỞ DỰNG CƠDỮ SỞLIỆU DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ ĐA TỶ LỆ TỪ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH 1:10.000 PHỤC VỤ NỀN ĐỊA LÝ ĐA TỶ LỆ TỪ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH 1:10.000 QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TỈNH QUẢNG NGÃI PHỤC VỤ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TỈNH QUẢNG NGÃI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI - 2013 Hà Nội - 2013
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỜI CAM ĐOAN Nguyễn Thị Thu Hằng Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ ĐA TỶ LỆ TỪ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH 1:10.000 Tác giả luận PHỤC văn VỤ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TỈNH QUẢNG NGÃI Nguyễn Thị Thu Hằng Chuyên ngành: Quản lý đất đai Mã số: 60.85.01.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Trần Quốc Bình Hà Nội - 2013
LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, gi p đ quý báu của các thầy cô, các anh chị, các em và các b n. Với l ng k nh trọng và biết n sâu s c tôi xin được bày t lới cảm n chân thành tới: PGS.TS Trần Quốc Bình, người thầy k nh mến đã hết l ng gi p đ , d y bảo, động viên và t o mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cảm n các thầy, cô giáo Bộ môn Công nghệ Địa chính, khoa Địa lý đã chỉ dẫn, đóng góp nhiều ý kiến bổ ch trong quá trình hoàn thành luận văn. Tôi cũng xin bày t l ng cảm n đến các cán bộ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ngãi đã gi p đ tôi trong quá trình thu thập số liệu cho luận văn. Các anh chị em đồng nghiệp công tác t i Trung tâm Triển khai Công nghệ Đo đ c và Bản đồ - Viện khoa học Đo đ c và Bản đồ đã gi p đ tôi trong quá trình làm luận văn Cuối cùng, tôi xin cảm n gia đình, người thân, b n bè đã thường xuyên động viên, gi p đ để tôi hoàn thành luận văn này. Hà Nội, tháng 12 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Thu Hằng
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ...................................................................Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ ...........................4 1.1. Khái niệm và vai tr của c sở dữ liệu nền địa lý ............................................4 1.1.1. Khái niệm ............................................................................................................ 4 1.1.2. Vai tr của CSDL nền địa lý đối với công tác quản lý tài nguyên và môi trường ..................................................................................................................... 4 1.1.3. Yêu cầu kỹ thuật đối với CSDL nền địa lý ......................................................... 6 1.2. Tổ chức và vận hành c sở dữ liệu nền địa lý ..................................................7 1.2.1. Cấu tr c của c sở dữ liệu ................................................................................... 7 1.2.2. Nội dung thông tin của CSDL nền địa lý .......................................................... 12 1.2.3. Vận hành c sở dữ liệu nền địa lý ..................................................................... 14 1.3. Vấn đề ứng dụng GIS trong xây dựng c sở dữ liệu nền địa lý .....................16 1.3.1. Công nghệ GIS .................................................................................................. 16 1.3.2. Công nghệ quản trị c sở dữ liệu không gian ................................................... 17 1.3.3. Công nghệ GIS xử lý dữ liệu địa lý .................................................................. 18 1.4. Tình hình xây dựng c sở dữ liệu nền địa lý .................................................19 1.4.1. Tình hình xây dựng c sở dữ liệu nền địa lý trên thế giới ................................ 19 1.4.2. Tình hình xây dựng c sở dữ liệu nền địa lý ở Việt Nam ................................. 22 CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ ĐA TỶ LỆ TỪ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH .......................................................................24 2.1. Khái quát về bản đồ địa hình .........................................................................24 2.1.1. Khái niệm về bản đồ địa hình ........................................................................... 24 2.1.2. Nội dung thông tin của bản đồ địa hình ............................................................ 24 2.1.3. Khả năng sử dụng bản đồ địa hình trong thành lập CSDL nền địa lý...............25 2.2. Mô hình tổ chức thông tin của c sở dữ liệu nền địa lý đa tỷ lệ ....................25 2.2.1. Mô hình CSDL nền địa lý đa tỷ lệ ...............................................................25
2.2.2. Tổ chức lưu trữ c sở dữ liệu đa tỷ lệ ..........................................................28 2.2.3. Hiển thị dữ liệu đa tỷ lệ ..............................................................................30 2.3. Quy trình xây dựng c sở dữ liệu nền thông tin địa lý đa tỷ lệ từ bản đồ địa hình ......................................................................................................31 2.3.1. Thu thập tài liệu .........................................................................................32 2.3.2. Điều tra ngo i nghiệp, đo vẽ bổ sung ...........................................................32 2.3.3. Bổ sung dữ liệu địa hình .............................................................................33 2.3.4. Chuẩn hóa các đối tượng.............................................................................33 2.3.5. Gán thuộc t nh cho các đối tượng ................................................................35 2.3.6. Chuyển đổi định d ng dữ liệu .....................................................................35 2.3.7. Xây dựng siêu dữ liệu .................................................................................36 2.3.8. Tổng quát hóa ............................................................................................36 2.3.9. Bổ sung đối tượng địa lý……………………………………………….38 CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ VÀ ỨNG DỤNG TRONG QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI ............39 3.1. Khái quát về khu vực nghiên cứu ..................................................................39 3.1.1. Vị tr địa lý ................................................................................................39 3.1.2. Đặc điểm tự nhiên ......................................................................................40 3.1.3. Đặc điểm kinh tế - xã hội ............................................................................42 3.2. Kết quả thử nghiệm thành lập c sở dữ liệu nền địa lý .................................43 3.2.1. Hiện tr ng thông tin tư liệu .........................................................................43 3.2.2. Kết quả thử nghiệm ....................................................................................45 3.3. Đánh giá về ứng dụng của c sở dữ liệu nền địa lý trong công tác quản lý đất đai và môi trường..............................................................................51 3.4. Phân t ch và đánh giá kết quả .........................................................................58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................61
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐĐH: Bản đồ địa hình BĐĐC: Bản đồ địa chính CSDL: C sở dữ liệu DLĐL: Dữ liệu địa lý ĐĐ: Đất đai ĐTĐL: Đối tượng địa lý GIS: Hệ thông tin địa lý(Geographic Information System) MSSE: Microstation NĐL: Nền địa lý TQH: Tổng quát hóa
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Bảng quy định sai số ...................................................................................7 Bảng 1.2. V dụ về phân lớp ĐTĐL ............................................................................9 Bảng 1.3. Mô tả các gói dữ liệu và ph m vi ứng dụng của ch ng ............................12 Bảng 3.1. Mô tả các nhóm thông tin trong CSDL đất đai và CSDL nền địa lý……56
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Mô hình tổ chức dữ liệu trong c sở dữ liệu tài nguyên - môi trường........5 Hình 1.2. Biểu diễn thông tin d ng điểm, đường, vùng theo cấu tr c vector .............8 Hình 1.3. Minh họa dữ liệu raster ...............................................................................8 Hình 1.4. Cấu tr c c sở dữ liệu nền địa lý . ............................................................12 Hình 1.5. Mô hình cấu tr c gói dữ liệu c sở đo đ c ................................................13 Hình 1.6. Quá trình vận hành c sở dữ liệu nền địa lý .............................................14 Hình 2.1. Các yếu tố nội dung của bản đồ địa hình ..................................................24 Hình 2.2. Mô hình chung về c sở dữ liệu nền địa lý ...............................................26 Hình 2.3. Mô hình gói CSDL BienGioiDiaGioi tỷ lệ 1:10.000 ................................26 Hình 2.4. Mô hình gói CSDL BienGioiDiaGioi tỷ lệ 1:25.000. ...............................27 Hình 2.5. Mô hình tổ chức lưu trữ mối quan hệ đối tượng dữ liệu giữa các CSDL ở tỉ lệ khác nhau. .......................................................................................................28 Hình 2.6. Mô hình đồng bộ DLĐL trong CSDL đa tỷ lệ ..........................................29 Hình 2.7. Quy trình xây dựng c sở dữ liệu nền địa lý đa tỷ lệ từ bản đồ địa hình………………………………………………………………….31 Hình 2.8. Công cụ SimplityLine để tổng quát hóa đối tượng d ng đường (đường bình độ) trong ArcGIS ..................................................................................38 Hình 3.1. Vị tr địa lý tỉnh Quảng Ngãi ....................................................................39 Hình 3.2. Gán thông tin từ nhãn bản đồ ....................................................................46 Hình 3.3. Gán thông tin từ tệp...................................................................................47 Hình 3.4. Chuyển dữ liệu từ dgn sang geodatabase ..................................................47 Hình 3.5. Các gói dữ liệu trong geodatabase ............................................................48 Hình 3.6. Bảng các trường thuộc t nh của địa giới xã và địa phận xã trong gói BienGioiDiaGioi tỷ lệ 1:10.000 ................................................................................48 Hình 3.7. Bảng các trường thuộc t nh của điểm độ cao và đường địa giới trong gói DiaHinh tỷ lệ 1:25.000 ..............................................................................................49
Hình 3.8. Bảng các trường thuộc t nh địa giới xã và địa phận xã trong gói BienGioiDiaGioi tỷ lệ 1:50.000……………………………………………………49 Hình 3.9. Bảng thông tin siêu dữ liệu .......................................................................50 Hình 3.10. Xem siêu dữ liệu trong ArcCatalog ........................................................51 Hình 3.11. Lớp phủ bề mặt của thị trấn Ba T .........................................................54 Hình 3.12. Bảng thống kê diện t ch các lo i đất của thị trấn Ba T .........................54 Hình 3.13. Xây dựng BĐĐC dựa trên lớp thông tin của bộ CSDLNĐL ..................56 Hình 3.14. Mô tả độ dốc địa hình thị trấn Ba T huyện Ba T ................................57
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, trên thế giới các công nghệ về không gian địa lý ngày càng phát triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong các lĩnh vực nghiên cứu, quản lý kinh tế - xã hội. Đa số các ứng dụng được phát triển trên nền tảng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS - Geographic information System) và các hệ thống thông tin địa lý khi xây dựng đều được chuẩn hóa theo các quy định. C sở dữ liệu (CSDL) là hợp phần trọng tâm trong hệ thống thông tin địa lý. CSDL của GIS là hệ dữ liệu địa lý (DLĐL) bao gồm hai kiểu dữ liệu chủ yếu: dữ liệu thuộc t nh và dữ liệu không gian, g n bó với nhau một cách quy luật. C sở dữ liệu nền địa lý (CSDLNĐL) mô tả thế giới thực ở mức c sở, có độ ch nh xác và độ chi tiết đảm bảo để làm nền cho việc xây dựng các hệ thống thông tin địa lý chuyên đề khác. Ch nh từ nhu cầu thực tiễn, việc nghiên cứu CSDLNĐL chuẩn ch nh thức, thống nhất cho các ngành trong cả nước là vô cùng quan trọng và cần thiết. CSDLNĐL có thể được xây dựng từ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau như ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, bản đồ địa hình.Tuy nhiên việc sử dụng bản đồ địa hình là đầu vào để xây dựng CSDLNĐL là giải pháp hữu hiệu và kinh tế nhất. Vì bản đồ địa hình thể hiện các đối tượng địa lý (ĐTĐL) bề mặt Trái đất, có khái quát hóa nhưng vẫn thể hiện được t nh quy luật và quy mô của đối tượng với độ ch nh xác nhất định tùy vào tỉ lệ bản đồ. Với việc áp dụng công nghệ GIS, ch ng ta có thể thiết lập CSDLNĐL đa tỷ lệ để đáp ứng các nhu cầu rất đa d ng của các ho t động kinh tế - xã hội về dữ liệu không gian ở các tỷ lệ, mức độ chi tiết khác nhau. So với các CSDLNĐL có tỷ lệ cố định, CSDLNĐL đa tỷ lệ có chi ph tổng thể thấp h n và khả năng sử dụng linh ho t h n rất nhiều. Xuất phát từ những lý do này, đề tài “Nghiên cứu giải pháp xây dựng c sở dữ liệu nền địa lý đa tỷ lệ từ bản đồ địa hình 1:10.000 phục vụ quản lý tài nguyên và môi trường tỉnh Quảng Ngãi” có t nh cấp thiết trong giai đo n hiện nay. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu của đề tài là ứng dụng công nghệ GIS xây dựng c sở dữ liệu nền địa lý đa tỷ lệ dựa trên nền bản đồ địa hình theo các quy chuẩn quốc gia nhằm phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên đất đai trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi. 1
3. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu các yêu cầu và quy định về CSDL nền thông tin địa lý. - Nghiên cứu quy trình xây dựng CSDL nền địa lý từ nội dung BĐĐH. - Nghiên cứu phư ng pháp xử lý dữ liệu và hiển thị CSDL nền địa lý đa tỷ lệ. - Thử nghiệm xây dựng CSDL nền thông tin địa lý tỷ lệ 1:10.000, 1:25.000, 1:50.000 từ các mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 ở khu vực Quảng Ngãi. - Đánh giá ứng dụng của CSDL nền thông tin địa lý trong công tác quản lý tài nguyên và môi trường, trong đó nhấn m nh đến công tác quản lý đất đai. 4. Phạm vi nghiên cứu Luận văn giới h n ph m vi nghiên cứu là c sở dữ liệu nền địa lý tỷ lệ 1:10.000 – 1:50.000 và ứng dụng chủ yếu trong công tác quản lý đất đai. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phư ng pháp phân t ch, tổng hợp tài liệu: Thu thập, tổng hợp các thông tin và tài liệu có liên quan. Xử lý logic các tài liệu để định hướng giải quyết các vấn đề đặt ra. - Phư ng pháp kế thừa: Tiếp thu và vận dụng các kết quả đã có về c sở dữ liệu nền địa lý và các kỹ thuật phân t ch, hiển thị dữ liệu bằng GIS. - Phư ng pháp thực nghiệm: Tiến hành thử nghiệm lấy các số liệu thực tế để làm sáng t c sở lý thuyết đặt ra. - Phư ng pháp bản đồ. 6. Kết quả đạt đƣợc và ý nghĩa khoa học, thực tiễn - Kết quả đ t được: + Quy trình xây dựng c sở dữ liệu nền địa lý đa tỷ lệ từ bản đồ địa hình với sự trợ gi p của công nghệ GIS. + Xây dựng thành công c sở dữ liệu nền địa lý đa tỷ lệ cho một khu vực tỉnh Quảng Ngãi. - Ý nghĩa khoa học: Hoàn thiện phư ng pháp xây dựng c sở dữ liệu nền địa lý đa tỷ lệ từ bản đồ địa hình. - Ý nghĩa thực tiễn: T o lập được một c sở dữ liệu nền địa lý đa tỷ lệ phục vụ quản lý tài nguyên và môi trường cho một khu vực tỉnh Quảng Ngãi. 2
7. Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, luận văn gồm 3 chư ng: Chư ng 1: Tổng quan về c sở dữ liệu nền địa lý. Chư ng 2. Quy trình xây dựng c sở dữ liệu nền địa lý đa tỷ lệ từ bản đồ địa hình. Chư ng 3. Thử nghiệm xây dựng c sở dữ liệu nền địa lý và ứng dụng trong quản lý đất đai trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi. 3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ 1.1. Khái niệm và vai trò của cơ sở dữ liệu nền địa lý 1.1.1. Khái niệm CSDL không gian là một tập hợp các lớp thông tin (các tệp dữ liệu) ở d ng vector, raster, bảng số liệu, văn bản với những cấu tr c chuẩn, đảm bảo cho việc t o lập các bản đồ có mức độ phức t p khác nhau [19]. Trong GIS, CSDL có thể hiểu là một tập hợp các dữ liệu ở d ng vector, raster, bản số liệu, văn bản, hình ảnh... được lưu trữ theo khuôn d ng nhất định, có cấu tr c chuẩn sao cho các phần mềm máy t nh có thể đọc, xử lý phân t ch các bài toán chuyên đề có mức độ phức t p khác nhau. Dữ liệu nền địa lý là tập hợp thông tin của các đối tượng địa lý c sở tổ chức theo một cấu tr c chuẩn được mã hóa, lưu trữ và xử lý trên máy t nh [4]. C sở dữ liệu nền địa lý: Là tập hợp các dữ liệu nền địa lý có chuẩn cấu tr c được lưu trữ trên máy t nh và các thiết bị lưu trữ thông tin thứ cấp có thể th a mãn yêu cầu khai thác thông tin đồng thời của nhiều người sử dụng hay nhiều chư ng trình ứng dụng với nhiều mục đ ch khác nhau [4]. 1.1.2. Vai trò của CSDL nền địa lý đối với công tác quản lý tài nguyên và môi trường Mục tiêu của công tác quản lý tài nguyên - môi trường là: - Ngăn ngừa, h n chế mức độ gia tăng ô nhiễm. Sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ đa d ng sinh học; - Kh c phục ô nhiễm môi trường; - Xây dựng Việt Nam trở thành một nước có môi trường tốt, có sự hài h a giữa tăng trưởng kinh tế, thực hiện tiến bộ, công bằng xã hội và bảo vệ môi trường Để phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên và môi trường, việc xây dựng một c sở dữ liệu làm nền tảng cho công tác quản lý là rất quan trọng. Hình 1.1 là s đồ cấu tr c của một CSDL tài nguyên và môi trường. 4
Hình 1.1. Mô hình tổ chức dữ liệu trong cơ sở dữ liệu tài nguyên - môi trường [8] Qua mô hình trên cho ta thấy CSDL NĐL là một trong hai hợp phần quan trọng của CSDL tài nguyên - môi trường. Để đ t được mục tiêu trên, yêu cầu trong quá trình công tác quản lý tài nguyên và môi trường lập ra những kế ho ch quản lý sao cho khoa học cũng như mang t nh thực tế thì mới đáp ứng được mục tiêu đã đề ra trong công tác quản lý tài nguyên và môi trường. Yêu cầu đặt ra trong quá trình xây dựng kế ho ch phải đảm bảo các nguyên t c sau: + Bảo đảm phục vụ kịp thời công tác quản lý nhà nước và đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm quốc ph ng, an ninh; + Bảo đảm dữ liệu được thu thập ch nh xác, đầy đủ, có hệ thống; + Bảo đảm không trùng lặp, chồng chéo nhiệm vụ giữa các tổ chức, đ n vị có liên quan và bảo đảm có sự lồng ghép các ho t động, nhiệm vụ, phối hợp chặt chẽ trong việc thu thập dữ liệu về tài nguyên và môi trường; h n chế tối đa việc thu thập l i cùng một nguồn dữ liệu; tận dụng nguồn dữ liệu sẵn có; + Bảo đảm thực hiện hiệu quả, khả thi, tiết kiệm kinh ph , nguồn lực [8]. Xuất phát từ những yêu cầu của ngành quản lý tài nguyên và môi trường, có thể thấy việc sử dụng một bộ CSDL nền địa lý có sẵn, được cập nhật thường xuyên đem l i một số hiệu quả sau: 5
- Đảm bảo cho dữ liệu chuyên đề được đồng nhất về mặt tọa độ, lưới chiếu; - Là môi trường trao đổi dữ liệu, chia sẻ dữ liệu giữa các chuyên ngành; - Việc thiết lập một c sở dữ liệu nền c n góp phần tiết kiệm ngân sách một cách đáng kể vì các ngành, các cấp có thể sử dụng chung dữ liệu; - Sau khi c sở dữ liệu nền được thiết lập các hệ thống c sở dữ liệu chuyên ngành có thể phát triển độc lập mà không cần theo trình tự truyền thống trước đây. 1.1.3. Yêu cầu kỹ thuật đối với CSDL nền địa lý Các chỉ tiêu kỹ thuật quy định trong Quy định kỹ thuật dữ liệu nền địa lý tuân thủ theo các bộ chuẩn được quy định t i QCVN 42: 2012/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chuẩn thông tin địa lý c sở kèm theo Thông tư Số 02/2012/TT-BTNMT ngày 19/3/2012 của Bộ Tài nguyên và Môi trường. 1.1.3.1. Hệ quy chiếu - Hệ quy chiếu không gian: Áp dụng Hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN- 2000 với m i chiếu 60 dùng cho bản đồ địa hình tỷ lệ từ 1:500.000 đến 1:25.000; m i 30 dùng cho bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 đến 1:2000. - Hệ quy chiếu thời gian: Áp dụng Dư ng lịch. 1.1.3.2. Độ chính xác của các ĐTĐL Độ ch nh xác của ĐTĐL hầu hết phụ thuộc vào độ ch nh xác nội dung của bản đồ gốc được sử dụng làm thông tin đầu vào cho ĐTĐL. Dù bản đồ được thành lập bằng công nghệ nào thì các đối tượng nội dung trên bản đồ đều có độ ch nh xác bảo đảm theo “Quy định kỹ thuật thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ 1:10.000, 1:25.000 và 1:50.000 bằng công nghệ ảnh số” (Ban hành kèm theo Quyết định số 15/2005/QĐ- BTNMT ngày 13/12/2005 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường). Theo quy định đã đưa ra một số thông số kỹ thuật được áp dụng trong đo vẽ nội dung bản đồ địa hình như sau: + Sai số trung phư ng vị tr địa vật biểu thị trên bản đồ gốc so với vị tr của điểm khống chế ngo i nghiệp gần nhất t nh theo tỷ lệ bản đồ thành lập không được vượt quá các giá trị sau đây: - 0,5 mm khi thành lập bản đồ ở vùng đồng bằng và vùng đồi; - 0,7 mm khi thành lập bản đồ ở vùng n i và n i cao. + Sai số trung phư ng độ cao của đường bình độ, điểm đặc trưng địa hình, điểm 6
ghi ch độ cao biểu thị trên bản đồ gốc so với độ cao điểm khống chế ngọai nghiệp gần nhất t nh theo khoảng cao đều đường bình độ c bản không vượt quá các giá trị trong bảng sau: Bảng 1.1. Quy định sai số đối với dữ liệu địa hình Sai số trung phư ng về độ cao so với Khoảng cao đều khoảng cao đều đường bình độ c bản 1:10.000 1:25.000 1:50.000 1m 1/4 2.5 m 1/3 1/3 5m 1/3 1/3 1/3 10 m 1/2 1/2 20, 40 m 1/2 Đối với khu vực ẩn khuất và đặc biệt khó khăn các sai số trên được phép tăng lên 1,5 lần. + Sai số giới h n của vị tr địa vật, của độ cao đường bình độ, độ cao điểm đặc trưng địa hình, độ cao điểm ghi ch độ cao, của vị tr mặt phẳng và độ cao điểm khống chế ảnh ngo i nghiệp, điểm khống chế đo vẽ không được vượt quá 2 lần các sai số quy định. Như vậy, độ ch nh xác xác định vị tr , độ lớn các ĐTĐL chịu ảnh hưởng của độ ch nh xác đo vẽ nội dung bản đồ gốc và sai số sinh ra do quá trình biên tập, chỉnh sửa, tổng hợp khái lược, lấy b và ký hiệu hóa theo quy định ký hiệu bản đồ hiện hành. 1.2. Tổ chức và vận hành cơ sở dữ liệu nền địa lý 1.2.1. Cấu trúc của cơ sở dữ liệu C sở dữ liệu GIS gồm hai phần c bản là dữ liệu không gian (dữ liệu bản đồ) và dữ liệu thuộc t nh (dữ liệu phi không gian). Mỗi một lo i dữ liệu có đặc trưng riêng và ch ng khác nhau về yêu cầu lưu trữ, xử lý và hiển thị [9]. a. Dữ liệu không gian Khái niệm: Là dữ liệu có chứa trong nó những thông tin về định vị của đối tượng. Nó là những dữ liệu phản ánh, thể hiện những đối tượng có k ch thước vật l nhất định. Thực chất là những mô tả số của hình ảnh bản đồ. Ch ng bao gồm to độ, quy luật và các ký hiệu dùng để xác định hình ảnh cụ thể của bản đồ trong một khuôn 7
d ng hiểu được của máy t nh. Hệ thống thông tin địa lý dùng các dữ liệu không gian để t o ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thông qua thiết bị ngo i vị. Có 6 lo i thông tin bản đồ dùng để thể hiện hình ảnh bản đồ và ghi ch của nó trong hệ thống thông tin địa lý như sau: Ðiểm (Point), đường (Line), vùng (Polygon), Ô lưới (Grid cell), Ký hiệu (Symbol), Ðiểm ảnh (Pixel). Dữ liệu không gian có hai d ng lưu trữ c bản là Vector và Raster. Dữ liệu d ng Vector: là các điểm tọa độ (X,Y) hoặc là các quy luật t nh toán to độ và nối ch ng thành các đối tượng trong một hệ thống tọa độ nhất định. Hình 1.2. Biểu diễn thông tin dạng điểm, đường, vùng theo cấu trúc vector Dữ liệu Raster: là dữ liệu được t o thành bởi các ô lưới có độ phân giải xác định. Lo i dữ liệu này chỉ dùng cho mục đ ch diễn tả và minh ho chi tiết bằng hình ảnh thêm cho các đối tượng quản lý của hệ thống. Cột Hàng Hình 1.3. Minh họa dữ liệu raster 8
Lớp đối tượng (layer): Thành phần dữ liệu đồ thị của hệ thống thông tin địa lý hay c n gọi là c sở dữ liệu bản đồ được quản l ở d ng các lớp đối tượng. Mỗi một lớp chứa các hình ảnh bản đồ liên quan đến một chức năng, một ứng dụng cụ thể. Cách tổ chức dữ liệu thành các lớp chuyên đề cho phép thể hiện thế giới thực phức t p một cách đ n giản, nhằm gi p hiểu biết các quan hệ trong thiên nhiên. V dụ: lớp dữ liệu về ranh giới hành ch nh, về lo i đất, về hiện tr ng sử dụng đất,... Bảng 1.2. Ví dụ về phân lớp ĐTĐL Lớp ĐT Đối tượng địa Mã Tên lý trình bày Lực Tên kiểu (Feature ĐT Kiểu Lớp Màu Font theo kiểu bản nét KH Class) ĐL chữ đồ HẠ TẦNG DÂN CƯ Text: Điểm dân cư cùng 50 Text 50 106 Vnarial tên (tên dân cư nh c l i) Địa danh dân 9 Text 106 cư nông thôn Địa danh dân 9 Text 107 cư dân cư đô thị Vùng dân cư 11 CA01 Shape 11 106 nông thôn Vùng dân cư 11 CA01 Shape 11 107 đô thị Điểm dân cư 11 CA01 Point 11 106 DIEMDC nông thôn Điểm dân cư 11 CA01 Point 11 107 DIEMDC đô thị Text:TênCT 13 kiến tr c đặc Text 13 107 biệt 13 BQ05 Cột cờ Cell 13 107 COTCO 13 BQ03 Cổng thành Cell 13 107 CONGTH ... ... Cách thức lưu trữ: Giữa các đối tượng có mối quan hệ logic về vị tr thể hiện qua topology. Phần lớn cấu tr c dữ liệu mang t nh topology là mô hình dữ liệu vect kiểu cung/n t (arc/node). Một số nguyên t c topology được sử dụng để xử lý lỗi trong quá trình kiểm tra 9
mối quan hệ về vị tr giữa các đối tượng địa lý như: + Quan hệ chồng đè (Must Not Overlap, Must Not Self-Overlap, Must Not Overlap With); + Quan hệ giữa điểm và đường (Point must be covered by line); + Quan hệ giữa đường và vùng (Must be covered by boundary of); + Quan hệ giữa đường và vùng (Must be covered by feature class of); + Quan hệ giữa vùng và vùng (Must be covered by feature class of). b. Dữ liệu thuộc tính Khái niệm: Dữ liệu thuộc t nh là những số liệu, bảng biểu mô tả t nh chất,đặc trưng của dữ liệu không gian. Nó biểu thị dưới d ng những con số hoặc chữ dùng để mô tả số lượng, t nh chất, thông số liên quan đến bản đồ. Trong c sở dữ liệu GIS có 4 lo i dữ liệu thuộc t nh: - Ðặc t nh của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin đồ thị, các dữ liệu này được xử l theo ngôn ngữ h i đáp cấu tr c (SQL) và phân t ch. - Dữ liệu tham khảo địa lý: Mô tả các sự kiện hoặc hiện tượng xảy ra t i một vị tr xác định. Không giống các thông tin đặc t nh, ch ng không mô tả về bản thân các hình ảnh bản đồ, thay vào đó, ch ng mô tả các danh mục hoặc các ho t động như cho phép xây dựng các khu công nghiệp mới, nghiên cứu y tế, báo cáo hiểm họa môi trường,... liên quan đến các vị tr địa lý xác định. - Chỉ số địa lý: là các chỉ số về tên, địa chỉ, khối, phư ng hướng định vị,... liên quan đến các ĐTĐL, được lưu trữ trong Hệ thông tin địa lý để chọn, liên kết và tra cứu dữ liệu trên c sở vị tr địa lý mà ch ng đã được mô tả bằng các chỉ số địa lý xác định. - Quan hệ không gian giữa các đối tượng: rất quan trọng cho các chức năng xử lý của hệ thống thông tin địa lý. Các mối quan hệ này có thể đ n giản hay phức t p, như sự liên kết, khoảng cách tư ng th ch, mối quan hệ topo giữa các đối tượng. + Cách thức tổ chức: Có nhiều mô hình dữ liệu liên quan đến các Hệ quản trị dữ liệu (DBMS): kiểu bảng, phân cấp, m ng, quan hệ và đối tượng. - Mô hình kiểu bảng (tabular model): Mô hình này lưu trữ dữ liệu theo d ng các file tuần tự với độ rộng dữ liệu thuộc t nh cố định hay bảng t nh. Đây là mô hình của các GIS đầu tiên và nay đã lỗi thời (không kiểm tra được t nh toàn vẹn dữ liệu,...) [16]. 10