669
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHUẨN HOÁ
BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH TỈNH GIA LAI THEO ĐỊNH DẠNG GIS
Nguyễn Lê Tấn Đạt 1
1. Khoa Khoa học quản lý, Trường Đại học Thủ Dầu Một.
TÓM TẮT
Nghiên cứu đã hoàn thành các mục tiêu đề ra bao gồm: (1) Tm hiểu lý thuyết chuẩn hóa
dữ liệu GIS, quy định chuẩn hóa dữ liệu GIS, và khái quát về bản đồ địa hnh, thổ nhưỡng, sử
dụng đất; (2) Thiết kế bộ khung chuẩn hóa bản đồ địa hnh bao gồm Metadata, hệ tọa độ, tỉ lệ
bản đồ, đồ họa, định dạng, thuộc tính; (3) Chuẩn hóa bản đồ nghiên cứu theo định dạng
Geodatabase địa hnh. Những kết quả này đã đáp ứng được những mục tiêu đề ra và có thể
được sử dụng để cải thiện việc quản lý và sử dụng dữ liệu GIS trong các ứng dụng thực tế. Quá
trnh thực hiện nghiên cứu bao gồm các bước thu thp dữ liệu địa hnh, khái quát lý thuyết
chuẩn hóa dữ liệu GIS và các thông tư, quyết định, quy chuẩn liên quan, phân tích nội dung dữ
liệu và thiết kế khung chuẩn hóa dữ liệu GIS, và cuối cùng là thành lp bản đồ địa hnh dựa
trên các dữ liệu đã được chuẩn hóa.
Từ khóa: ArcGIS, bản đồ địa hnh, chuẩn hoá, GIS, Geodatabase.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, dữ liệu GIS đ từng bước được xây dựng trong nhiều cơ quan, tổ chức. Tuy
nhiên, tình trạng dữ liệu GIS nằm phân tán, cát cứ ở nhiều sở, ban, ngành, không được tập trung
vào một đầu mối, cùng với sự thiếu đồng bộ dữ liệu về định dạng, độ chính xác... khiến cho
những nghiên cứu có sử dụng nhiều dữ liệu GIS gặp rất nhiều khó khăn. Do vậy, yêu cầu đặt
ra là cần phải tiến hành khâu chuẩn hóa dữ liệu GIS, nghĩa là chuẩn hóa dữ liệu không những
về mặt thuộc tính mà còn về mặt không gian, để đảm bảo tính thống nhất của dữ liệu trước khi
tiến hành các khâu xử lý tiếp theo trong các nghiên cứu. Muốn vậy, quá trình này cần tham
khảo các quy định, các quy chuẩn hiện hành có liên quan, bên cạnh đó cũng cần bổ sung, chỉnh
sửa sao cho phù hợp với chuẩn GIS và yêu cầu đặt ra của đề tài.
Ở tỉnh Gia Lai, việc chuẩn hóa bản đồ địa hình theo định dạng GIS vẫn chưa được triển
khai đầy đủ và hiệu quả. Việc thiếu chuẩn hóa dữ liệu địa lý gây khó khăn trong việc quản lý
và sử dụng dữ liệu GIS, đặc biệt là trong các ứng dụng thực tế như lập kế hoạch, quản lý tài
nguyên, định hướng phát triển kinh tế - x hội. Hiện nay, việc chuẩn hóa bản đồ địa hình đang
được chú trọng và đòi hỏi sự chung tay của các cơ quan chức năng, các nhà quản lý và các
chuyên gia liên quan để đưa ra các tiêu chuẩn và quy chuẩn phù hợp cho việc chuẩn hóa dữ liệu
địa lý định dạng GIS. Việc triển khai chuẩn hóa dữ liệu địa lý sẽ giúp cải thiện hiệu quả quản
lý và sử dụng dữ liệu GIS, đồng thời góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả trong việc lập
kế hoạch và phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Gia Lai.
Mục tiêu đặt ra cho nghiên cứu này được xác định bao gồm: (1) Nghiên cứu cơ sở lý thuyết
về chuẩn hóa dữ liệu GIS, quy định chuẩn hóa bản đồ địa hình; (2) Phân tích, thiết kế, chuẩn hóa
670
bản đồ địa hình theo định dạng GIS. Tóm lại, việc chuẩn hóa dữ liệu GIS là rất quan trọng trong
việc sử dụng dữ liệu này trong các nghiên cứu và phát triển địa lý. Việc tham khảo các quy chuẩn
và các hướng dẫn hiện hành, bổ sung và chỉnh sửa sao cho phù hợp với chuẩn GIS và yêu cầu đặt
ra của đề tài là rất cần thiết để đảm bảo tính nhất quán và đồng bộ của dữ liệu.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Sơ đồ tiến trình phương pháp nghiên cứu của nghiên cứu được thể hiện như Hình 1, bao
gồm 5 bước chính sau:
Bước 1: Thu thập dữ liệu về địa hình
Bước 2: Khái quát cơ sở lý thuyết về chuẩn hóa dữ liệu GIS, bản đồ nghiên cứu và các
thông tư, quyết định, quy chuẩn có liên quan.
Bước 3: Sau khi đ hoàn thành bước 1 và 2, tiến hành rà soát và phân tích nội dung dữ
liệu gồm vai trò của dữ liệu đối với đề tài và hiện trạng, yêu cầu cần đạt của dữ liệu để thành
lập bộ khung tiêu chí của dữ liệu địa hình theo các thông tư, quyết định, quy chuẩn ở bước 2.
Bước 4: Thiết kế khung chuẩn hóa dữ liệu GIS về hệ tọa độ, đồ họa, cơ sở dữ liệu địa lý
và siêu dữ liệu dựa trên bộ khung tiêu chí cần đạt ở bước 3.
Bước 5: Thành lập bản đồ địa hình dựa trên các dữ liệu đ được chuẩn hóa.
Hình 1. Sơ đồ tiến trnh thực hiện nghiên cứu
671
Trong phương pháp nghiên cứu, nghiên cứu đ sử dụng phần mềm ArcGIS để chuẩn hoá
dữ liệu địa hình cho bài nghiên cứu. Đầu tiên, nghiên cứu đ thu thập dữ liệu địa hình từ các
nguồn khác nhau, bao gồm bản đồ, hình ảnh vệ tinh và dữ liệu môi trường. Tiếp theo, nghiên cứu
đ sử dụng công cụ của ArcGIS để tạo Metadata, xác định hệ tọa độ, tỉ lệ bản đồ và định dạng
cho dữ liệu địa hình. Sau đó, nghiên cứu đ tiến hành thiết kế bộ khung chuẩn hóa bản đồ địa
hình, bao gồm đồ họa và thuộc tính, dựa trên các tiêu chuẩn và quy chuẩn có liên quan. Tiếp theo,
nghiên cứu đ sử dụng công cụ của ArcGIS để chuẩn hoá dữ liệu địa hình và lưu trữ chúng trong
Geodatabase địa hình để quản lý một cách hiệu quả. Cuối cùng, nghiên cứu đ sử dụng ArcGIS
để tạo và hiển thị bản đồ địa hình chuẩn hóa, giúp người dùng dễ dàng đọc và hiểu thông tin địa
lý. Với sự hỗ trợ từ phần mềm ArcGIS, quá trình chuẩn hoá dữ liệu địa hình đ được thực hiện
một cách dễ dàng và hiệu quả, đáp ứng được các tiêu chuẩn và quy chuẩn liên quan.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Các quy định về chuẩn hóa dữ liệu địa hình theo GIS
Chuẩn hóa dữ liệu là công việc chuyển đổi, xử lý những dữ liệu cần đưa vào hệ thống
về khuôn dạng chuẩn theo những mô hình dữ liệu đ thiết kế để sau đó cập nhật vào CSDL
(Nguyễn Thị Phương Thảo, 2013). Trong khi đó, GIS là bộ công cụ máy tính để lập và phân
tích các sự vật, hiện tượng có gắn với dữ liệu không gian. Công nghệ GIS kết hợp các thao tác
cơ sở dữ liệu thuộc tính và các php phân tích thống kê, phân tích không gian. Dữ liệu không
gian chiếm một tỷ lệ lớn trong cơ sở dữ liệu của ngành tài nguyên và môi trường nên việc ứng
dụng công nghệ GIS là đặc thù của ngành tài nguyên và môi trường (Bộ Tài nguyên và Môi
trường, 2014b). Từ đó có thể hiểu, chuẩn hóa dữ liệu GIS là việc chuẩn hóa dữ liệu không
những về mặt thuộc tính mà còn chuẩn hóa về mặt không gian được thu thập từ nhiều nguồn
khác nhau. Chính vì sự không đồng bộ về mặt dữ liệu này nên cần thực hiện việc xử lý và
chuyển đổi quy về một bộ khung chuẩn GIS nhất định để đảm bảo tính thống nhất của dữ liệu.
Quá trình này cần tham khảo các quy định, các quy chuẩn hiện hành có liên quan, bên cạnh đó
cũng cần bổ sung, chỉnh sửa sao cho phù hợp với chuẩn GIS và yêu cầu đặt ra của đề tài.
Một số quyết định, thông tư và tiêu chuẩn được áp dụng tại Việt Nam, liên quan đến việc
chuẩn hóa dữ liệu được thể hiện như Bảng 1.
Bảng 1. Các quy định, thông tư và tiêu chuẩn liên quan đến việc chuẩn hóa
Các yếu tố
chuẩn hóa
Tỷ lệ, hệ tọa độ
Đồ họa
Cơ sở dữ liệu địa lý
(Geodatabase)
Siêu dữ liệu
(Metadata)
Các thông
tư, quyết
định chuẩn
hóa dữ liệu
chung
Quyết định 06/2007/TT-BTNMT
(Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2007a)
Thông tư 02/2012/TT-BTNMT
(Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2012b),
TCVN 6909:2001
(Bộ Khoa học- Công nghệ và Môi trường, 2001),
QCVN 42:2012/BTNMT (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2012a),
Thông tư 01/2011/TT-BTNMT
(Bộ Thông tin và Truyền thông, 2011)
672
Các thông
tư, quyết
định chuẩn
hóa dữ liệu
địa hình
Thông tư
973/2001/TC-
TCĐC (Tổng cục
Địa chính, 2001)
Quyết định 23/2007/QĐ-
BTNMT (Bộ Tài nguyên
và Môi trường, 2007c),
QCVN 37:2011/BTNMT
(Bộ Tài nguyên và Môi
trường, 2011a), Thông tư
17/2010/TT-BTNMT
(Bộ Tài nguyên và Môi
trường, 2010)
Quyết định 357/QĐ-
TCMT ngày 09 tháng
05 năm 2012 (Tổng
cục Môi trường,
2012), Thông tư
25/2014/TT-BTNMT
(Bộ Tài nguyên và
Môi trường, 2014a)
Thông tư
26/2014/TT-
BTNMT (Bộ Tài
nguyên và Môi
trường, 2014b)
Dữ liệu địa hình được cung cấp bởi Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Gia Lai ở định
dạng thuộc phần mềm MicroStation và được xây dựng theo Phụ lục số 18- Bảng phân lớp, phân
loại đối tượng bản đồ địa chính ký hiệu được quy định tại Quyết định 25/2014/TT-BTNMT.
Quy định được thực hiện trên khuôn dạng phần mềm MicroStation. Tuy nhiên do có sự khác
nhau giữa cách tổ chức quản lý và sử dụng dữ liệu giữa ArcGIS và Microstation nên khi chuyển
đổi dữ liệu cần có sự sàng lọc và phân loại hợp lý theo Bảng 2.
Bảng 2. Hiện trạng và yêu cầu cần đạt đối với bản đồ địa hnh
Yếu tố
Hiện trạng
Tỷ lệ,
hệ tọa độ,
lưới chiếu
Tỷ lệ 1:100.000, hệ tọa độ VN2000,
múi chiếu 3º.
Đồ họa
Bố cục và cách trình bày và ký hiệu
bản đồ trình bày theo Quyết định
25/2014/TT-BTNMT.
Geodatabase
Chưa có mô hình cơ sở dữ liệu.
Metadata
Chưa có Metadata.
Dựa theo yêu cầu cụ thể của từng loại bản đồ nghiên cứu, tạo các trường dữ liệu thuộc
tính phù hợp lớp dữ liệu đó. Phần mô tả thông tin về các trường trong dữ liệu thuộc tính của
lớp bản đồ địa hình được mô tả theo Bảng 3.
Từ hiện trạng và các yêu cầu cần đạt được trên, dữ liệu địa hình của Gia Lai được xử lý
qua các bước sau:
Bước 1: Chuyển đổi định dạng (*.dgn) từ Microstation sang dạng Shapefile (*.shp) của
ArcGIS.
Bước 2: Tạo cơ sở dữ liệu địa lý Geodatabase cho dữ liệu nền dạng Shapefile (*.shp).
Bước 3: Thiết lập hệ tọa độ, xử lý lỗi hình học không gian của các đối tượng và cập nhật
dữ liệu thuộc tính của các lớp.
Bước 4: Biên tập và thành lập bản đồ địa hình của Gia Lai.
673
Dữ liệu dạng
MicroStation
Dữ liệu dạng
Shapefile
Mô hình
cơ sở dữ liệu
Geodatabase
Thiết lập hệ
tọa độ
Chỉnh sửa số
hóa dữ liệu,
kiểm tra lỗi
Topology
Biên tập và
thành lập
bản đồ địa
hình
Dữ liệu
không gian
đ xử lý
Thiết lập
Metadata
Chuyển
đổi
Hình 2. Tiến trnh chuẩn hóa bản đồ địa hnh
Bảng 3. Cấu trúc bảng thuộc tính của dữ liệu địa hnh
Tên trường
Định nghĩa
Loại dữ liệu
Độ rộng
FID
Số thứ tự
Number
5
Shape
Loại đối tượng
Geometry
DoCao
Giá trị độ cao (m)
Double
6
3.2. Thiết kế khung chuẩn hóa dữ liệu GIS
3.2.1. Chuẩn hóa hệ tọa độ
Dữ liệu được định nghĩa theo hệ tọa độ VN-2000 với các đặc điểm:
Sử dụng Elipsoid WGS-84 (World Geodesic System 1984) làm Elip thực dụng, Elip này
có bán trục lớn a = 6378137, độ dẹt α =1:298,2 với các tham số chuyển giữa WGS84 và VN-
2000 như sau: a) Tham số dịch chuyển gốc tọa độ: -191,90441429 m; -39,30318279 m; -
11,45032835 m; b) Góc xoay trục tọa độ: -0,00928836”; 0,01975479”; -0,00427372”; c) Hệ số
tỷ lệ chiều dài k = 0,252906278.
Sử dụng php chiếu và hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM.