Ứng dụng công nghệ thông tin để xây dựng mô hình quản lý đất đai Phường Khương Mai, Quận Thanh Xuân Thành phố Hà Nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI --------------- PHẠM VĂN HIỆN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ðỂ XÂY DỰNG MÔ HÌNH QUẢN LÝ ðẤT ðAI PHƯỜNG KHƯƠNG MAI, QUẬN THANH XUÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : QUẢN LÝ ðẤT ðAI Mã số : 60.62.16 Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN DUY BÌNH HÀ NỘI – 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một công trình nghiên cứu hay học vị nào. Tôi xin cam ñoan mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Phạm Văn Hiện Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............ii LỜI CẢM ƠN ðể có ñược kết quả nghiên cứu này, ngoài sự cố gắng và nỗ lực của bản thân, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ từ nhiều các ñơn vị và cá nhân. Tôi xin ghi nhân và bày tỏ lòng biết ơn tới những tập thể, cá nhân ñã dành cho tôi sự giúp ñỡ quý báu ñó. ðầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc sự giúp ñỡ nhiệt tình của TS.Nguyễn Duy Bình, người ñã trực tiếp hướng dẫn tôi thực hiện ñề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Trắc ñịa Bản ñồ và Hệ thống thông tin ñịa lý, Khoa Tài nguyên và Môi trường ñã giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn những ý kiến ñóng góp của các thầy cô trong Khoa Tài Nguyên và Môi trường và các thầy cô trong Viện ðào tạo Sau ñại học. Tôi xin chân thành cảm ơn các ñồng chí lãnh ñạo, cán bộ UBND phường Khương Mai, quận Thanh Xuân, thành phố Hà Nội ñã tạo ñiều kiện về thời gian và cung cấp số liệu giúp tôi thực hiện ñề tài này. Hà Nội, ngày 18 tháng 8 năm 2010 Tác giả luận văn Phạm Văn Hiện Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............iii MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN ............................................................................... i LỜI CẢM ƠN .................................................................................... ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU .............................. vi DANH MỤC BẢNG........................................................................ vii DANH MỤC HÌNH........................................................................ viii 1. MỞ ðẦU .........................................................................................1 1.1 Tính cấp thiết của ñề tài ......................................................................... 1 1.2 Mục ñích của ñề tài ................................................................................ 2 1.3 Yêu cầu của ñề tài .................................................................................. 2 1.4 Phạm vi nghiên cứu của ñề tài............................................................... 3 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU...............................................................4 2.1 Tổng quan về quản lý ñất ñai ................................................................. 4 2.1.1 Sơ lược về quản lý nhà nước về ñất ñai ở nước ta qua các thời kỳ .... 4 2.1.2 Nội dung quản lý nhà nước về ñất ñai............................................... 7 2.2 Tình hình ứng dụng GIS trong quản lý ñất ñai ..................................... 8 2.2.1 Tình hình ứng dụng GIS trong quản lý ñất ñai trên thế giới .............. 8 2.2.2 Tình hình ứng dụng GIS trong quản lý ñất ñai ở Việt Nam ................ 9 2.2.3 ðánh giá những thuận lợi và khó khăn khi thực hiện ñề tài ............ 10 2.3 Tổng quan về Công nghệ thông tin...................................................... 11 2.3.1 Khái niệm về Công nghệ thông tin .................................................. 11 2.3.2 Xu hướng phát triển của công nghệ thông tin.................................. 13 2.3.3 Giải pháp công nghệ của chương trình ........................................... 16 2.4 Tổng quan về GIS................................................................................. 23 2.4.1 Khái niệm GIS................................................................................. 23 2.4.2 Các thành phần GIS........................................................................ 25 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............iv 2.4.3 Chức năng GIS................................................................................ 27 2.5 Tổng quan về phân tích thiết kế hệ thống............................................ 32 2.5.1 Khái niệm về phân tích và thiết kế hệ thống .................................... 32 2.5.2 Phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống.................................... 34 2.5.3 Các giai ñoạn phân tích và thiết kế hệ thống................................... 35 2.5.4 Phân tích hệ thống về chức năng..................................................... 36 2.6 Tổng quan về khu vực nghiên cứu....................................................... 37 2.6.1 ðiều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của Phường Khương Mai ........... 37 2.6.2 Hiện trạng công tác quản lý ñất ñai của phường Khương Mai........ 38 3. ðỐI TƯỢNG, ðỊA ðIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................................. 40 3.1 ðối tượng và ñịa ñiểm nghiên cứu....................................................... 40 3.2 Nội dung nghiên cứu............................................................................ 41 3.2.1 ðiều tra, phân tích và ñánh giá về ñiều kiện tự nhiên, tài nguyên ñất ñai khu vực nghiên cứu ............................................................................ 41 3.2.2 ðiều tra về các hệ thống cơ sở dữ liệu và các công nghệ ứng dụng trong công tác quản lý ñất ñai.................................................................. 41 3.2.3 Xây dựng mô hình quản lý ñất ñai................................................... 41 3.4 Phương pháp nghiên cứu..................................................................... 41 3.4.1 Thu thập dữ liệu, ñiều tra thực ñịa .................................................. 41 3.4.2 Xử lý, phân tích dữ liệu ................................................................... 41 3.4.3 Phương pháp xây dựng phần mềm .................................................. 42 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................... 43 4.1 Thiết kế cơ sở dữ liệu ........................................................................... 43 4.2 Phân tích thiết kế hệ thống .................................................................. 46 4.2.1 Tác nhân hệ thống........................................................................... 46 4.2.2 Mô tả yêu cầu chính........................................................................ 47 4.2.3 Sơ ñồ chức năng.............................................................................. 48 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............v 4.2.4 Sơ ñồ UseCase tổng thể .................................................................. 49 4.2.5 Sơ ñồ UseCase chi tiết .................................................................... 49 4.2.6 Mô tả Text Detail............................................................................. 53 4.3 Xây dựng bản ñồ trên nền ArcGIS....................................................... 59 4.4 Kết quả xây dựng chương trình quản lý ñất ñai của Phường.............. 64 4.4.1 Các mã nguồn ................................................................................. 64 4.4.2 Giới thiệu giao diện và các chức năng chủ yếu ............................... 66 5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ ......................................................... 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................. 75 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt Chữ viết ñấy ñủ GIS Geographic Information System (Hệ thống thông tin ñịa lý) HTTðL Hệ thống thông tin ñịa lý SQL Structured Query Language (ngôn ngữ truy vấn cấu trúc) VSTO Visual Studio Tools for Office CSDL Cơ sở dữ liệu CNTT Công nghệ thông tin QLðð Quản lý ñất ñai ESRI Economic and Social Research Institute. (hãng ESRI củaMỹ) CHXHCN Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam UBND Uỷ ban nhân dân CNTT&TT Công nghệ thông tin và truyền thông OS và UNIX. Phần mềm hệ thống cơ bản CASE Computer aided software engineering công cụ máy tính trợ giúp công nghệ phần mềm LAN Mạng cục bộ CPU Tốc ñộ xử lý thông tin với các bộ xử lý WAN Mạng diện rộng GPS Máy ñịnh vị thu từ vệ tinh (RTK GPS) CASE Computer aided software engineering BðPCCN Biểu ñồ phân cấp chức năng KTXH Kinh tế xã hội GCN Giấy chứng nhận Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............vii DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng 2.1: Bảng thống kê hiện trạng sử dụng ñất phường Khương Mai, 201038 Bảng 4.1. Bảng ñăng ký ñất ñai 44 Bảng 4..2. Bảng ghi hộ dân 44 Bảng 4..3. Bảng ghi danh mục sử dụng ñất 44 Bảng 4.4. Bảng ghi mục ñích sử dụng ñất 44 Bảng 4.5. Bảng ghi loại ñường 45 Bảng 4.6. Bảng ghi ñường phố 45 Bảng 4.7. Bảng theo dõi dữ liệu hệ thống Loa truyền thanh 45 Bảng 4.8. Bảng theo dõi dữ liệu cơ sở kinh doanh 45 Bảng 4.9. Bảng theo dõi dữ liệu ngành nghề kinh doanh 45 Bảng 4.10. Bảng theo dõi danh mục Tổ dân phố 45 Bảng 4.11: Danh sách bản ñồ ñã xây dựng ñược 59 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............viii DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang Hình 2.1: Công nghệ ArcGIS của hãng ESRI (Mỹ) 20 Hình 2.2: Giải pháp công nghệ của phần mềm ViLis2.0 21 Hình 2.3: Các thành phần của GIS 25 Hình 2.4: Quan hệ giữa các nhóm chức năng của GIS 28 Hình 2.5: Mô hình Quy trình xây dựng phần mềm 34 Hình 2.6: Bản ñồ phường Khương Mai hiện trạng trên AutoCAD 39 Hình 3.1: Bản ñồ phường Khương Mai – ðịa ñiểm nghiên cứu 40 Hình 4.1: Sơ ñồ mối quan hệ giữa các bảng dữ liệu 43 Hình 4.2: Sơ ñồ chức năng 48 Hình 4.3: Sơ ñồ Use case tổng thể 49 Hình 4.4: Sơ ñồ Use Case ñăng nhập 50 Hình 4.5: Sơ ñồ Use Case quản trị người dùng 50 Hình 4.6: Sơ ñồ Use Case phân quyền ñăng nhập 51 Hình 4.7: Sơ ñồ Use Case thống kê 51 Hình 4.8: Sơ ñồ Use Case cập nhật hộ dân 52 Hình 4.9: Sơ ñồ Use Case cập nhật thửa ñất 52 Hình 4.10: Sơ ñồ Use Case kê khai ñăng ký 52 Hình 4.11: Sơ ñồ Use Case tìm kiếm 53 Hình 4.12: Quy trình chuẩn hóa dữ liệu bản ñồ và xây dựng CSDL 60 Hình 4.13: Bản ñồ khi mới chuyển từ CAD sang ArcMap 61 Hình 4.14: Dữ liệu bản ñồ theo ñịa giới hành chính của 33 tổ dân phố. 62 Hình 4.15: Dữ liệu bản ñồ của từng thửa ñất 62 Hình 4.16: Bản ñồ hiện trạng và dữ liệu hoàn thiện 63 Hình 4.17: Bản ñồ hiện trạng (chi tiết) 63 Hình 4.18: Nội dung các chương trình Modul DataManager 64 Hình 4.19: Nội dung các chương trình Modul MultiProjects 65 Hình 4.20: Nội dung các chương trình Modul DataManager 65 Hình 4.20: Màn hình ñăng nhập hệ thống của chương trình 66 Hình 4.22: Hình ảnh tổng quan về các chức năng của chương trình 67 Hình 4.23: Chức năng Hệ thống và ñăng nhập ñổi mật khẩu 67 Hình 4.24: Chức năng Hiển thị của chương trình 68 Hình 4.25: Chức năng Bản ñồ của chương trình 68 Hình 4.26: Chức năng Dữ liệu của chương trình 69 Hình 4.27: Chức năng ñăng ký ñất ñai, nhà ở 69 Hình 4.28: Chức năng quản lý thửa ñất 70 Hình 4.29: Chức năng Thống kê của chương trình 71 Hình 4.30: Hình ảnh kết quả tìm kiếm khi bấm vào nút “In ấn 71 Hình 4.31: Hình ảnh giao diện tìm kiếm trên bản ñồ 72 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............ix Hình 4.32: Bản ñồ hệ thống Loa truyền thanh của phường 73 Hình 4.33: Bản ñồ lớp ranh giới 33 Tổ dân phố của phường 73 1 1. MỞ ðẦU 1.1 Tính cấp thiết của ñề tài Việc ứng dụng công nghệ thông tin vào quản lý hành chính, kinh tế xã hội, an ninh trật tự ñịa phương là hết sức cần thiết, ñiều này ñã ñược nhấn mạnh trong chủ trương của ðảng và Chính phủ qua chỉ thị 58-CT/TW của bộ Chính Trị về “ðẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa hiện ñại hóa”. Trong công tác quản lý về ñất ñai, kinh tế xã hội, an ninh trật tự của một ñơn vị xã, phường, các thông tin thường phải ñược cập nhật thường xuyên và với khối lượng lớn, hơn nữa việc tổng hợp số liệu ñể theo dõi, quản lý thường mất thời gian do phải tổng hợp từ nhiều nguồn, nhiều lĩnh vực như tình hình sản xuất kinh doanh, buôn bán, v.v...ðặc biệt, yếu tố không gian của số liệu rất quan trọng trong công tác quản lý của xã, phường như sự phân bố các cơ sở sản xuất, kinh doanh trong khu vực, ñịa bàn, số ñối tượng hình sự cần trong từng tổ dân phố, v.v... Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS), với khả năng mạnh về phân tích, quản lý dữ liệu không gian, rất phù hợp trong công tác này. Phường Khương Mai quận Thanh Xuân là một ñơn vị xã, phường của Thủ ñô Hà Nội cũng nằm trong tình trạng trên. Xuất phát từ thực trạng việc quản lý sử dụng ñất ñai, quản lý hạ tầng giao thông kỹ thuật của phường, nơi tôi công tác; dựa trên kiến thức ñã ñược học trong trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội, cùng với kiến thức am hiểu trong lĩnh vực Công nghệ thông tin, tôi nghiên cứu, xây dựng và thực hiện ñề tài: Ứng dụng Công nghệ thông tin ñể xây dựng mô hình quản lý ñất ñai phường Khương Mai, quận Thanh Xuân thành phố Hà Nội”, với sự hướng dẫn của thầy giáo, Tiến sỹ Nguyễn Duy Bình. 2 1.2 Mục ñích của ñề tài Nghiên cứu khả năng ứng dụng CNTT ñể xây dựng mô hình quản lý ñất ñai phường Khương Mai, cụ thể ñáp ứng ñược các mục ñích sau: - Quản lý ñất ñai: quản lý các thửa ñất, chủ sử dụng, diện tích, loại ñất, … thông qua việc truy xuất các dữ liệu có sẵn trong chương trình. - Quản lý nhà: quản lý nhà ở trên ñịa bàn thông qua các thông tin (thông tin thửa ñất, loại nhà, diện tích, …) nhằm ñánh giá một cách tổng quan nhất về tình trạng nhà ở trên ñịa bàn. - Nghiên cứu ñể xem xét sau này mở rộng ñề tài ñẻ thực hiện các chức năng quản lý của phường, như công trình dân dụng: + Quản lý giao thông + Quản lý hệ thống cây xanh + Quản lý hệ thống cấp, thoát nước + ðiện chiếu sáng + Hệ thống Loa truyền thanh + Quản lý các cơ sở kinh doanh, các công trình phúc lợi công cộng, … 1.3 Yêu cầu của ñề tài - Yêu cầu nghiên cứu tổng quan về các vấn ñề như: tổng quan về ứng dụng CNTT trong và ngoài nước; tổng quan về công nghệ GIS, về phân tích và thiết kế hệ thống, tổng quan về cơ sở dữ liệu, về tài liệu thu thập. - Xây dựng phần mềm trên nền GIS phải ñảm bảo tiện dụng, thân thiện và dễ sử dụng, ngoài ra phải ñảm bảo hệ thống mở của chương trình ñể có thể phát triển sau này. - Các thông tin xây dựng ñảm bảo ñầy ñủ và chính xác, nắm chắc và thể hiện rõ ñược cách thức ứng dụng hệ thống thông tin ñịa lý trong xây dựng cơ sở dữ liệu. - Cơ sở dữ liệu ñáp ứng nhu cầu phân tích, xử lý, lưu trữ số liệu, cung 3 cấp thông tin và có thể trao ñổi dữ liệu với các hệ thống thông tin khác. 1.4 Phạm vi nghiên cứu của ñề tài ðề tài nghiên cứu xây dựng chương trình và cập nhật dữ liệu, khai thác thông tin ñất ñai trên ñịa bàn phường Khương Mai, quận Thanh Xuân thành phố Hà Nội. 4 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về quản lý ñất ñai Quản lý nhà nước về ñất ñai là tổng thể các hoạt ñộng có tổ chức bằng quyền lực nhà nước thông qua các phương pháp và công cụ thích hợp ñể tác ñộng ñến quá trình khai thác sử dụng ñất ñai hợp lý, tiết kiệm và có hiệu quả nhằm phục vụ cho việc phát triển kinh tế - xã hội của ñất nước qua các thời kỳ. Quản lý ñất ñai bằng quyền lực của nhà nước ñược thực hiện thông qua các phương pháp và công cụ quản lý: Phương pháp hành chính; phương pháp kinh tế; thông qua quy hoạch, kế hoạch trên cơ sở luật pháp. 2.1.1 Sơ lược về quản lý nhà nước về ñất ñai ở nước ta qua các thời kỳ - Thời kỳ phong kiến và thực dân phong kiến Thời kỳ phong kiến dân tộc (từ năm 938 ñến năm 1858): Từ thế kỷ thứ X ñến thế kỷ XV là thời kỳ hình thành và phát triển cực thịnh của nhà nước phong kiến Việt Nam, ruộng ñất thuộc sở hữu nhà nước chiếm ñại bộ phận bao gồm ruộng làng, xã, ruộng quốc khố và ruộng phong cấp. Chính vì thế dân ta có câu: “ðất vua, chùa làng”. Ở nước ta, công tác ñạc ñiền và quản lý ñiền ñịa có lịch sử lâu ñời, ñể lắm vững và quản lý ñất ñai nhà nước phong kiến ñã lập ra hồ sơ quản lý ñất ñai như: Sổ ñịa bạ thời Gia Long, sổ ñịa bộ thời Minh Mạng. Thời kỳ thực dân phong kiến: Do chính sách cai trị của thực dân pháp, trên lãnh thổ Việt Nam tồn tại nhiều chế ñộ quản lý ñiền ñịa khác nhau: - Chế ñộ quản lý thủ ñiền thổ tại Nam kỳ - Chế ñộ bảo tồn ñiền trạch, sau ñổi thành quản thủ ñịa chính tại Trung kỳ - Chế ñộ bảo thủ ñể áp (còn gọi là ñể ñương) áp dụng với bất ñộng sản của người pháp và kiều dân kết ước theo luật lệ Pháp quốc - Chế ñộ ñiền thổ theo sắc lệnh 29-3-1925 áp dụng tại Bắc kỳ 5 - Chế ñộ ñiền thổ theo sắc lệnh 21-7-1925 (sắc lệnh 1925) áp dụng tại Nam kỳ và các nhượng ñịa Pháp quốc ở Hà Nội, Hải Phòng, ðà Nẵng. Quản lý ñất ñai ở các tỉnh phía Nam thời Mỹ - Nguỵ: Sau năm 1954, miền Nam Việt Nam nằm dưới ách cai trị của Mỹ - Nguỵ nên vẫn thừa kế và tồn tại ba chế ñộ quản lý thủ ñiền ñịa trước ñây: - Tân chế ñộ ñiền thổ theo Sắc lệnh 1925. - Chế ñộ ñiền thổ ñịa bộ ở những ñịa phương thuộc Nam kỳ ñã hình thành trước Sắc lệnh 1925. - Chế ñộ quản thủ ñịa chính áp dụng ở một số ñịa phương thuộc Trung kỳ. Tuy nhiên từ năm 1962, chính quyền Việt Nam cộng hoà ñã có Sắc lệnh 124-CTNT triển khai công tác kiến ñiền và quản thủ ñiền ñịa tại những ñịa phương chưa thực hiện Sắc lệnh 1925. Như vậy từ năm 1962, trên lãnh thổ Miền Nam do Nguỵ quyền Sài Gòn kiểm soát tồn tại hai chế ñộ: Chế ñộ quản thủ ñiền ñịa và tân chế ñộ ñiền thổ theo Sắc lệnh 1925. - Thời kỳ từ sau cách mạng tháng tám năm 1945 ñến năm 1979 Từ năm 1980 ñến năm 1988: Quyết ñịnh số 201/CP ngày 01 tháng 07 năm 1980 của hội ñồng Chính phủ “về việc thống nhất quản lý ruộng ñất và tăng cường công tác quản lý ruộng ñất trong cả nước”, ñây ñược coi là văn bản ñầu tiên quy ñịnh chế ñộ quản lý ñất ñai thống nhất cả nước sau khi ñất nước ñược thống nhất. Quản lý nhà nước ruộng ñất bao gồm các nội dung như sau: - ðiều tra, khảo sát và phân bố các loại ñất - Thống kê, ñăng ký ñất ñai - Quy hoạch sử dụng ñất - Giao ñất, thu hồi ñất, trưng dụng ñất - Thanh tra, kiểm tra việc chấp hành các chế ñộ thể lệ về quản lý sử dụng ñất - Giải quyết các tranh chấp về ñất 6 - Quy ñịnh các chế ñộ, thể lệ quản lý việc sử dụng ñất và tổ chức việc thực hiện các chế ñộ, thể lệ ấy. Từ năm 1988 ñến nay: - Luật ñất ñai năm 1988: Nội dung của Luật gồm 6 chương 57 ñiều, ñược Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 22 tháng 12 năm 1987 và ñược chủ tịch HðBT công bố ngày 08 tháng 01 năm 1988. ðây là bộ luật ñầu tiên của Nhà nước ta quy ñịnh quyền sở hữu ñất ñai của Nhà nước và quyền lợi, nghĩa vụ của người sử dụng ñất. Luật quy ñịnh Nhà nước giao ñất cho các tổ chức, hộ gia ñình cá nhân sử dụng ổn ñịnh lâu dài có thời hạn và tạm thời người sử dụng ñất hợp pháp ñược cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng ñất và quy ñịnh: Chế ñộ quản lý sử dụng các loại ñất (5 loại ñất: ñất nông nghiệp, ñất lâm nghiệp, ñất khu dân cư, ñất chuyên dùng và ñất chưa sử dụng) lập bản ñồ ñịa chính, lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng ñất, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng ñất. - Luật ñất ñai 1993: Nội dung của gồm Luật 7 chương 89 ñiều, ñược quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 14 tháng 07 năm 1993. Trong quá trình thi hành Luật ñất ñai 1998 ñã bộc lộ nhiều ñiều không phù hợp, Luật ñất ñai 1993 ra ñời thay thế luật ñất ñai 1988. Luật ñất ñai 1993 khẳng ñịnh lại quyền sở hữu ñất ñai ñồng thời quy ñịnh rõ nội dung quản lý nhà nước về ñất ñai (7 nội dung). Phân ñịnh rõ ñất ñai thành 6 loại (ñất nông nghiệp, ñất lâm nghiệp, ñất ñô thị, ñất khu dân cư nông thôn, ñất chuyên dùng và ñất chưa sử dụng). Luật quy ñịnh quyền của UBND các cấp trong việc giao ñất, cho thuê ñất, thu hồi ñất và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng ñất, quyền của Chính phủ trong việc giao ñất theo hạng mức ñất và loại ñất. - Luật ñất ñai 2003: Nội dung của luật gồm 7 chương 146 ñiều ñược nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 26 tháng 11 năm 2003, có hiệu lực từ ngày 01/07 năm 2004. Luật này khắc phục tồn tại của luật ñất ñai 1993 và các luật sửa ñổi bổ sung năm 1998, 2001 ñáp ứng yêu cầu quản lý sử dụng 7 ñấtphù hợp với tiến trình hội nhập quốc tế. Luật ñất ñai 2003 khác cơ bản luật ñất ñai 1993 ở một số nội dung sau: + Phân ñịnh rõ 3 nhóm ñất chính: nhóm ñât nông nghiệp (bao gồm ñất nông nghệp và ñất lâm nghiệp quy ñịnh ở luật ñất ñai 1993), Nhóm ñất phi nông nghiệp (bao gồm ñất ở ñô thị, ñất ở nông thôn, ñất chuyên dùng và một phần ñất chưa sử dụng ở luật ñất ñai 1993). Luật quy ñịnh rõ ñất khu công nghiệp, ñất khu công nghệ cao, ñất sử dụng cho khu kinh tế, ñất làm mặt bằng xây dựng cơ sở sản xuất kinh doanh. + Quy ñịnh việc giao ñất, thu hồi ñất, cho thuê ñất thuộc thẩm quyền của UBND cấp huyện và cấp tỉnh (chính phủ không làm chức năng này). + Quy ñịnh về việc người Việt Nam ñịnh cư ở nước ngoài sử dụng ñất ở Việt Nam: ñược giao ñất, ñược thuê ñất ñể xây dựng cơ sở hạ tầng, công trình công cộng, xây dựng nhà ở ñể bán hoặc cho thuê, người Việt Nam ñịnh cư ở nước ngoài ñược quyền sử dụng ñất ở và sở hữu nhà ở. 2.1.2 Nội dung quản lý nhà nước về ñất ñai ðể xác ñịnh vai trò và nhiệm vụ của các cơ quan quản lý nhà nước về ñất ñai từ trung ương ñến ñịa phương, tại ñiều 6 chương I Luật ñất ñai 2003 nước cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam ñã nêu nội dung quản lý nhà nước về ñất ñai: 1. Nhà nước thống nhất quản lý về ñất ñai 2. Nội dung quản lý nhà nước về ñất ñai bao gồm: a) Ban hành các văn bản quy phạm pháp luật về quản lý, sử dụng ñất ñai và tổ chức thực hiện các văn bản ñó; b) Xác ñịnh ñịa giới hành chính, lập và quản lý hồ sơ ñịa giới hành chính, lập bản ñồ hành chính; c) Khảo sát, ño ñạc, ñánh giá phân hạng ñất; lập bản ñồ ñịa chính, bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất và bản ñồ quy hoạch sử dụng ñất; d) Quản lý quy hoạch, kế hoạch sử dụng ñất; 8 ñ) Quản lý việc giao, ñất cho thuê ñất, thu hồi ñất, chuyển mục ñích sử dụng ñất; e) ðăng ký quyền sử dụng ñất, lập và quản lý hồ sơ ñịa chính, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng ñất; f) Thống kê, kiểm kê ñất ñai; g) Quản lý tài chính về ñất ñai; h) Quản lý và phát triển thị trường quyền sử dụng ñất trong thị trường bất ñộng sản; i) Quản lý, giám sát việc thực hiện quyền và nghĩa vụ của người sử dụng ñất; j) Thanh tra, kiểm tra việc chấp hành các quy ñịnh của pháp luật về ñất ñai và xử lý vi phạm pháp luật về ñất ñai; k) Giải quyết tranh chấp về ñất ñai; giải quyết khiếu nại, tố cáo các vi phạm trong việc quản lý và sử dụng ñất ñai; l) Quản lý các hoạt ñộng dịch vụ công về ñất ñai. 3. Nhà nước có chính sách ñầu tư cho việc thực hiện các nhiệm vụ quản lý nhà nước về ñất ñai, xây dựng hệ thống quản lý ñất ñai hiện ñại, ñủ năng lực, ñảm bảo quản lý ñất ñai có hiệu lực và hiệu quả. 2.2 Tình hình ứng dụng GIS trong quản lý ñất ñai 2.2.1 Tình hình ứng dụng GIS trong quản lý ñất ñai trên thế giới GIS ñược thiết kế như một hệ thống chung ñể quản lý dữ liệu không gian, nó có rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển ñô thị và môi trường tự nhiên cụ thể là: Quy hoạch ñô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, ñiều hành hệ thống công ích, lộ trình, nhân khẩu, bản ñồ, giám sát vùng biển, cứu hỏa và bệnh tật… Trong phần lớn lĩnh vực này, GIS có vai trò như là một công cụ hỗ trợ cho việc lập kế hoạch hoạt ñộng. Từ cuối những năm 70, ñã có những ñầu tư vào phát triển và ứng máy tính trong bản ñồ, ñặc biệt là ở Bắc Mỹ, do các 9 công ty tư nhân và nhà nước thực hiện. Lúc ñó, khoảng 1000 hệ thống thông tin ñịa lý ñã ñược sử dụng, tới năm 1990 con số này là 4000. Ở châu Âu, tiến ñộ phát triển không bằng Bắc Mỹ, các nước phát triển chính là Thụy Sỹ, Na Uy, ðan Mạch, Pháp, Niu Di Lân, Anh và ðức (Trần Minh, 2000). Tại châu Á việc phát triển GIS chậm hơn nữa. Các nước có GIS phát triển thường là các nước có tin học và viễn thám phát triển như: Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn ðộ, Thái Lan, Indonesia…(Rajan, Mohan Sundara, 1991). 2.2.2 Tình hình ứng dụng GIS trong quản lý ñất ñai ở Việt Nam Tại Việt Nam, Công nghệ GIS cũng ñược thí ñiểm khá sớm, từ cuối thập niên 80 và ñến nay ñã ñược ứng dụng trong khá nhiều ngành như quy hoạch nông, lâm nghiệp, quản lý rừng, lưu trữ tư liệu ñịa chất, ño ñạc bản ñồ, ñịa chính, quản lý hạ tầng kỹ thuật ñô thị,... Những ứng dụng ban ñầu tuy ở mức ñộ vi mô trong một số chuyên ngành hẹp nhưng ñã mang lại những hiệu quả bước ñầu. Hiện nay công nghệ GIS ñã và ñang ñược ứng dụng ngày một nhiều, tại nhiều lĩnh vực khác nhau. Nhiều tỉnh, thành trong ñó có: TP. Hồ Chí Minh, TP. Hà Nội, tỉnh Khánh Hòa, Thừa Thiên Huế ñã xây dựng xong Dự án khả thi ứng dụng GIS cho quản lý hành chính và nhiều lĩnh vực Kinh tế, Văn hóa, Xã hội. Công nghệ GIS ñã trở thành một trong những ứng dụng quan trọng bậc nhất không thể thay thế ñược của CNTT. Hệ Thông tin ñịa lý là công cụ ñắc lực cho các hoạt ñộng ñiều tra cơ bản và quản lý tổng hợp các nguồn tài nguyên tự nhiên, môi trường và cho các mục tiêu kinh tế - xã hội khác. Các chương trình, dự án ñã và ñang ñược triển khai rộng rãi ở thành phố Hồ Chí Minh, như phần mềm Hệ thống thông tin ñất ñai ViLIS, và nhiều phần mềm chuyên ngành quản lý ñất ñai, nhà ở do các cơ quan của Bộ Tài nguyên và Môi trường cũng như các tỉnh thành chủ ñộng triển khai. 10 2.2.3 ðánh giá những thuận lợi và khó khăn khi thực hiện ñề tài Thuận lợi: - Thực trạng ứng dụng CNTT ở phường rất phát triển, phường có trang thông tin ñiện tử (www.phuongkhuongmai.gov.vn), có phần mềm quản lý thuế nhà ñất, phần mềm quản lý tài chính, phần mềm quản lý công văn, và bộ phận một cửa nên việc triển khai ứng dụng của ñề tài ở phường là ý thức chủ quan của lãnh ñạo phường và ñược cán bộ trong phường ủng hộ và mong muốn có ñể triển khai ứng dụng tại Phường. - Việc triển khai ñề tài ứng dụng CNTT tin khai thác dữ liệu, xây dựng cơ sở dữ liệu cho hệ thống thông tin ñất ñai phường Khương Mai sẽ ñáp ứng nhu cầu cấp thiết hiện nay, thiết thực góp phần nâng cao hiệu quả công tác quản lý ñất ñai trên ñịa bàn, ñồng thời tạo ñiều kiện nâng cao trình ñộ cán bộ quản lý ñất ñai. - ðiều kiện về ứng dụng CNTT, trong bộ máy cán bộ phường Khương Mai hầu hết ñều có trình ñộ từ ñại học. Về tin học hầu hết ñã qua ñào tạo tin học văn phòng, riêng cán bộ ñịa chính ñã ñược học các phần mềm chuyên ngành quản lý ñất ñai. Về cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin máy tính và các thiết bị tin học nhìn chung ñáp ứng nhu cầu sử dụng, mỗi cán bộ ñều ñược trang bị máy tính và có kết nối mạng nội bộ, Internet. Việc ñiều tra dữ liệu trên ñịa bàn phường ñược cán bộ phường nhiệt tình giúp ñỡ. Khó khăn: - Số liệu bản ñồ không ñầy ñủ và không ñược ño vẽ cập nhật thường xuyên do từ năm 1995 ñến nay chưa ñược ño vẽ lại. Hiện trạng sử dụng ñất thay ñổi nhiều nên phải ñiều chỉnh cho phù hợp với thực tế. - Số liệu nằm rải rác, phân tán gây khó khăn trong ñiều tra, thu thập. ðể khắc phục, cần có sự tham gia tích cực, chịu trách nhiệm và hợp tác chặt chẽ của các chủ thể sử dụng ñất. - Việc triển khai GIS trong ngành quản lý ñất ñai chưa ñược ứng dụng ñến cấp cơ sở (xã, phường, thị trấn), nên cơ sở chưa có ñiều kiện tiếp cận, 11 chưa có kinh nghiệm xây dựng cũng như khó khăn trong công tác quản lý bước ñầu khi triển khai. 2.3 Tổng quan về Công nghệ thông tin 2.3.1 Khái niệm về Công nghệ thông tin Thế giới ñang chứng kiến một cuộc cách mạng thông tin ảnh hưởng sâu sắc ñến mọi lĩnh vực trong ñời sống kinh tế, văn hóa, xã hội, ñưa xã hội loài người chuyển mạnh từ xã hội công nghiệp sang xã hội thông tin, từ kinh tế công nghiệp sang kinh tế tri thức. Nội dung cơ bản của cuộc cách mạng này là ứng dụng công nghệ cao, hiện ñại với công nghệ thông tin và truyền thông (CNTT&TT) là phương tiện có ý nghĩa quyết ñịnh, với trí tuệ và sáng tạo là nguồn lực quốc gia quan trọng, phục vụ cho việc xây dựng và phát triển một xã hội ngày càng tốt ñẹp hơn. Từ những thập kỉ cuối thế kỷ XX công nghệ thông tin và truyền thông ñã có những bước phát triển vũ bão và ñã ñem lại những thay ñổi lớn lao cho cuộc sống nhân loại. CNTT, nhất là mạng Internet làm cho khoảng cách trên thế giới ngày càng trở nên nhỏ bé. Tri thức và thông tin không biên giới sẽ ñưa hoạt ñộng kinh tế vượt ra khỏi phạm vi quốc gia và trở thành hoạt ñộng mang tính toàn cầu. Vốn sản xuất, hàng hóa, sức lao ñộng, thông tin và công nghệ ñều có xu hướng trao ñổi, sử dụng và ñược ñiều phối xuyên quốc gia. Mối quan hệ kinh tế thương mại, công nghệ và hợp tác giữa các nước, các doanh nghiệp ngày càng ñược tăng cường nhưng ñồng thời tính cạnh tranh cũng trở nên mạnh mẽ. Cạnh tranh tiến hành trên phạm vi toàn cầu, không chỉ có các công ty xuyên quốc gia mà ngay cả các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật trong những năm gần ñây ñã làm thay ñổi hoàn toàn cuộc sống xã hội, là diều kiện tiên quyết ñối với các nước phát triển nền công nghiệp hiện ñại, nông nghiệp và các ngành sản xuất khác cũng phát triển theo hướng hiện ñại, con người ñược hưởng lợi nhiều từ những thành 12 tựu ñó. Những thành tựu to lớn trong quá trình phát triển có phần ñóng góp quan trọng của tin học hóa, tức sử dụng “công nghệ thông tin” ñể thay thế một phần lao ñộng trí óc, ñể trợ giúp ñiều khiển bằng trí tuệ của con người. Công nghệ thông tin là tập hợp các ngành khoa học nhằm giải quyết vấn ñề thu nhận thông tin, quản lý thông tin, xử lý thông tin, truyền thông tin và cung cấp thông tin. ðể giải quyết vấn ñề này người ta tập trung vào các nội dung sau ñây: - Xác ñịnh hệ thống thông tin + Xác ñịnh các thể loại thông tin, yêu cầu về chất lượng + Xác ñịnh các chuẩn thông tin + Xác ñịnh hệ thống phần cứng va phần mềm hệ thống + Xây dựng tổ chức cho toàn hệ thống - Thu thập thông tin + Kỹ thuật ño ñạc ñể lấy số liệu + Tổ chức hệ thống, thống kê số liệu thông qua bộ máy quản lý của ._.ngành + Tổ chức hệ thống cập nhật dữ liệu - Quản lý thông tin + Xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu + Hệ quản trị cơ sở dữ liệu - Xử lý thông tin + Phân tích và tổng hợp hệ thống thông tin + Giải các bài toán ứng dụng chuyên ngành - Truyền thông tin + Xây dựng hệ thống ñường truyền thông tin + Giải pháp truyền thông tin trên mạng + Hệ quản trị mạng thông tin 13 + Bảo vệ an toàn trên ñường truyền thông tin + Bảo mật thông tin - Cung cấp thông tin + Xây dựng giao diện với người sử dụng + Hiển thị thông tin theo yêu cầu 2.3.2 Xu hướng phát triển của công nghệ thông tin Nhu cầu ña dạng hoá thông tin: Trước khoảng 15 năm người ta mới chỉ quan tâm tới xử lý số cho các thông tin chữ và số vì khả năng các thiết bị tin học mới chỉ xử lý ñược các loại thông tin này. Nhu cầu ñã ñòi hỏi con người phải xử lý thông tin ña dạng hơn như thông tin ñồ hoạ, hình ảnh ñộng, âm thanh. ðến nay, các thể loại thông tin mà con người có thể cảm nhận ñược ñều ñã xử lý ở dạng số; ñáng kể là các thông tin ñồ hoạ ở dạng raster và vector, các thông tin multimedia ở dạng âm thanh, hình ảnh ñộng v..v.. Trong các dạng thông tin trên người ta rất cần quan tâm tới các thông tin về không gian mà trên ñó con người ñang sống : các thông tin ñịa lý. Các thông tin này có liên quan trực tiếp tới hoạt ñộng của con người và giúp chúng ta những quyết ñịnh chính xác về hành ñộng của mình tác ñộng vào môi trường. Nhu cầu chính xác hoá thông tin: Thông tin cần ñược thu nhập chính xác là một nhu cầu ñương nhiên của con người. ðối với các thông tin chữ - số cần phải ñảm bảo thu nhận chính xác. ðiều quan trọng cần quan tâm hơn là tính chính xác ñối với các thông tin ñịa lý. ðó là tính chính xác của các vị trí ñịa lý trong không gian và các thông tin khác gắn lên vị trí ñịa lý ñó. Xu hướng phát triển phần cứng và phần mềm hệ thống: Thiết kế phần cứng và phần mềm hệ thống cho các máy tính là một quá trình phát triển rất sinh ñộng. Trong những năm 1950 và 1960 những người thiết kế máy tính ñã ñi theo tư tưởng tập trung, một máy tính sẽ thiết kế ñể ñủ thực hiện mọi nhiệm vụ của một cơ sở xử lý thông tin. Vì vậy người ta ñã thiết kế và sản 14 xuất các loại máy tính cỡ lớn. Tất nhiên công nghệ ñiện tử trong giai ñoạn này chưa ñạt ñược trình ñộ cao nên dung tích các loại máy tính lại càng lớn. Phần mềm hệ thống cơ bản là OS và UNIX. Từ những năm 1970 khi các bộ vi xử lý ra ñời những người thiết kế máy tính ñã ñưa ra các loại máy tính cá nhân gọi là PC với phần mềm hệ thống DOS. Các máy tính PC lúc này góp phần quyết ñịnh trong việc xã hội hoá công nghệ thông tin. Sau ñó trong thập kỷ này hãng Microsoft ñã có công lớn trong việc hình thành phẩm nền hệ thống WINDOWS với các phiên bản 3.1xWorgroup, NT .95. ðặc biệt WINDOWS NT ñã có phiên bản chạy trên máy tính cỡ trung bình. Cho tới nay hai loại máy tính vẫn ñang song song tồn tại; máy tính cỡ lớn (mainframe) và trung bình (workstation ) với phần mềm hệ thống UNIX là máy tính PC với phần mềm hệ thống WINDOWS. Cuộc chạy ñua giữa hai dòng máy tính này sẽ dẫn tới một sự hoà nhập nào ñó trong tương lai khi các bộ vi xử lý ñạt ñược tốc ñộ xử lý thông tin ngang cỡ với các bộ xử lý của các máy tính trung bình. Khoảng từ những năm 1980, người ta ñã ñưa ra ý tưởng hình thành hệ thống mạng máy tính. ðây là một ý tưởng có tính cách mạng trong công nghệ thông tin và ñã làm thay ñổi hướng phát triển. ðầu tiên người ta giải quyết mạng cục bộ (LAN) nhằm nối các máy nhỏ lại với nhau ñể giải quyết các bài toán lớn hơn. Hệ mạng này làm cho máy tính PC có thể tìm kiếm ñược một vị trí cao hơn trong ứng dụng thực tế. Sau ñó người ta ñã tổ chức hệ thống thông tin toàn cầu (Intermet) làm cho thông tin ñược xã hội hoá mạnh hơn và các máy tính PC càng phát huy khả năng lớn hơn. Từ việc triển khai hệ thống internet cho từng ngành hoặc cho từng khu vực và hệ thống extranet cho liên ngành hoặc liên khu vực. Khi các mạng thông tin ñược hình thành người ta lại ñưa ra một mô hình máy tính mới là NC- máy tính mạng. ðây là loại máy tính rất ñơn giản có nhiều phần cứng ñược sử dụng chung trên mạng. 15 Sự phát triển của kỹ thuật xử lý thông tin: Tốc ñộ xử lý thông tin với các bộ xử lý (CPU) hiện nay ñã tăng lên hàng nghìn lần so với 10 năm trước (ví dụ từ hệ thống 16 bít tới hệ 64 bít hiện nay). Tốc ñộ xử lý cao là ñiều kiện ñể các nhà thiết kế phần mềm thực hiện các ý tưởng về ñịnh hướng ñối tượng (object-oriented), kỹ thuật liên kết OLE nhúng và nối (linking and embeding), kỹ thuật xử lý ña nhiệm vụ (multitasking) và kỹ thuật liên kết mạng (networking). Các kỹ thuật xử lý này có tác ñộng mạnh tới việc tổ chức cơ sở dữ liệu, xử lý khối lượng dữ liệu lớn và các thông tin phức tạp như ñịa lý. Sự phát triển trong xây dựng các cơ sở dữ liệu: Trước ñây máy tính ñược thiết kế theo quan ñiểm tập trung (centralized data- base). Thiết kế này tỏ ra lúng túng khi phải quản lý một khối lượng thông tin lớn và ña dạng. Từ khi mạng máy tính ra ñời người ta ñã ñưa ra quan niệm về hệ thống cơ sở dữ liệu phân tán (dicentralized data base). Hệ CSDL phân tán vừa cho phép giải quyết tốt bài toán với khối lượng dữ liệu lớn, vừa tạo ñược khả năng tương thích giữa hệ thống thông tin với hệ thống quản lý vừa tạo ñiều kiện tốt cho quá trình xã hội hoá thông tin. Sự phát triển mạng thông tin và kỹ thuật truyền tin: Quá trình phát triển mạng thông tin từ mạng cục bộ (LAN) tới các mạng diện rộng (WAN) bao gồm intranet, extranet, hay internet ñã giới thiệu ở trên. Các xa lộ thông tin với ñường truyền tốc ñộ cao ñược hình thành ñể nối các máy lại với nhau. Thiết kế cụ thể các mạng là một kỹ thuật ñơn thuần, ít ñiều cần nói ñến. Vấn ñề quan trọng ở ñây là cần giải quyết tốc ñộ truyền tin, tính an toàn khi truyền tin và ñảm bảo bí mật khi truyền tin. Các vấn ñề này ñang ñược giải quyết từng bước. Sự phát triển trong kỹ thuật thu nhận và cung cấp thông tin: Cho ñến nay người ta ñã ñạt ñược thành tựu khá lớn trong tốc ñộ xử lý thông tin nhưng chưa ñạt ñược kết quả như mong muốn trong kỹ thuật thu thập thông 16 tin. Mặc dù vậy, việc thu thập thông tin ñịa lý ñã ñạt ñược nhiều thành tựu quan trọng. ðó là kỹ thuật ño ñạc số với các máy toàn ñạc ñiện tử tự ñộng (electronic totalstation), máy ñịnh vị thu từ vệ tinh GPS (RTK GPS), máy chụp ảnh số (digital camera), máy ño sáu số (Digital echosounder).. ðiều cần quan tâm phát triển ở ñây là kỹ thuật thu nhận các thông tin chữ- số. Vì cho ñến nay vẫn chưa có gì nhanh hơn bàn phím máy tính. ðể tăng nhanh tốc ñộ cần có sự phối hợp tốt nhất giữa mạng lưới thu nhận thông tin với hệ thống quản lý các ngành. Cung cấp thông tin ñòi hỏi nâng cao kỹ thuật hiển thị thông tin. Hiển thị trên màn hình, trên các thiết bị nhớ ñã ñược giải quyết tốt nhưng việc hiển thị trên các máy vẽ và máy in vẫn chưa ñạt ñược tốc ñộ và chất lượng cần thiết. 2.3.3 Giải pháp công nghệ của chương trình Yêu cầu kỹ thuật và thiết bị công nghệ: - Giải pháp công nghệ ñược lựa chọn căn cứ vào các ñiều kiện sau: ðáp ứng ñược yêu cầu xây dựng hệ thống theo mô hình ñã chọn; Phù hợp với hiện trạng phần cứng và phần mềm của phường, cụ thể là hệ ñiều hành, hệ quản trị CSDL thuộc tính và không gian phải phù hợp với các máy trạm, các hệ ñiều hành hiện ñang sử dụng. - Lựa chọn mô hình hệ thống quản lý ñất ñai của phường Lựa chọn mô hình ứng dụng: + Các loại mô hình ứng dụng - Mô hình ứng dụng chạy ñộc lập (Desktop) Ưu ñiểm: mềm dẻo, linh hoạt, dễ sử dụng, dễ cài ñặt, thường áp dụng với CSDL nhỏ, chi phí thấp. Thường không mất chi phí mua hệ quản trị CSDL. Nhược ñiểm: khả năng xử lý ñồng thời, tổng hợp dữ liệu yếu - Mô hình ứng dụng chạy trên môi trường mạng cục bộ khách/chủ (Client/Server) Ưu ñiểm: mềm dẻo, linh hoạt, xử lý ña chức năng, có khả năng xử lý 17 ñồng thời, cơ sở dữ liệu tập trung, quản lý CSDL lớn Nhược ñiểm: các tác nhân tham gia hệ thống bắt buộc phải nằm trong cùng một mạng cục bộ. Khi chạy ứng dụng bắt buộc phải kết nối vào hệ thống (do yêu cầu kết nối tới máy chủ). ðôi khi các tác vụ ñơn giản có thể xử lý ñộc lập ñể tăng tiến ñộ và thời gian thực hiện. - Mô hình ứng dụng chạy trên mạng diện rộng (Web) Ưu ñiểm: Khả năng chia xẻ thông tin cao Nhược ñiểm: khả năng xử lý ñồ họa yếu (do phụ thuộc vào môi trường Web), khả năng ñặt máy chủ, v.v… - Mô hình lai: là dạng ứng dụng có khả năng vừa chạy ñộc lập, vừa chạy trên môi trường mạng khách/chủ vừa dễ dàng liên thông tới hệ thống Website cung cấp dữ liệu Ưu ñiểm: Tuyệt ñối Nhược ñiểm: Chi phí cao, xây dựng phức tạp, ñòi hỏi phải có công nghệ cao ñể xây dựng liên thông Desktop-Client/Server-Web Các mô hình trên ñều có các ưu nhược ñiểm riêng, tuy nhiên thường tùy thuộc vào nhu cầu, mức ñộ ứng dụng mà người ta lựa chọn mô hình phù hợp. Hệ thống quản lý ñất ñai của phường là một hệ thống mở, có thể phát triển rộng hơn, sẽ là một hệ thống ña người dùng, gồm rất nhiều tác nhân tham gia hệ thống. Các tác nhân này lại nằm ở nhiều bộ phận khác nhau do ñó yêu cầu trao ñổi dữ liệu, cung cấp thông tin là khá ña dạng và phức tạp. Từ phân tích trên cho ta thấy mô hình ứng dụng client/server là phù hợp, tuy nhiên phải xét ñến mức ñộ hạ tầng cơ sở, mức ñộ thiết bị máy móc công nghệ hiện tại, ñảm bảo các yêu cầu bảo mật thông tin. * Lựa chọn công nghệ - Công nghệ hệ quản trị cơ sở dữ liệu Các hệ quản trị CSDL phổ biến nhất hiện nay gồm: + Oracle + SQL Server 18 + DB2 + MySQL Trên thực tế hệ quản trị SQL Server là phù hợp nhất do dễ quản trị, dễ cài ñặt, vận hành, bảo trì. Khả năng quản trị cơ sở dữ liệu khá lớn tương ñương Oracle do ñó hệ quản trị SQL Server thường ñược ưa chuộng sử dụng, ở ñây sử dụng SQL Server 2005. - Công nghệ hệ thống thông tin ñịa lý – GIS Bộ thư viện phát triển ArcGIS Engine – ESRI: Giải pháp hệ thống thông tin ñịa lý của hãng ESRI là một giải pháp xuyên suốt từ Desktop – Client/Server – Web – Mobile, là công nghệ hàng ñầu thế giới trong lĩnh vực GIS. ArcGIS Engine là một bộ thư viện phát triển hiện ñại nhất của hãng ESRI cho phép xây dựng các ứng dụng mang tính ñặc thù. ArcGIS Engine bao gồm tập lõi các thành phần công nghệ trong sản phẩm ArcGIS Desktop do ñó hỗ trợ ñầy ñủ các chức năng của một hệ thông tin ñịa lý. Giải pháp sử dụng công nghệ ArcGIS Engine kết hợp với các sản phẩm khác của ESRI (ví dụ như: ArcSDE, ArcGIS Server, ArcGIS Mobile …) tạo thành một giải pháp toàn diện, dễ dàng triển khai, và mở rộng. Cổng kết nối cơ sở dữ liệu không gian ArcSDE – ESRI: ArcSDE hay còn gọi là công nghệ ArcSDE của hãng ESRI là nền tảng ñể xây dựng hệ thống thông tin ñịa lý chạy mô hình khách/chủ (Client/Server), quản lý cơ sở dữ liệu không gian tập trung, hỗ trợ ña người dùng. ArcSDE cho phép quản lý dữ liệu không gian với hiệu suất cao trên nhiều loại cấu hình cơ sở dữ liệu như: IBM DB2, IBM Informix, Microsoft SQL Server, Oracle. ArcSDE ñược thiết kế ñể xử lý với sự ña dạng, phức tạp, linh hoạt trên nền tảng hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ. Với ArcSDE, dữ liệu không gian ñược lưu trữ tập trung, chi phí sở hữu thấp. Dữ liệu có thể ñược triển khai trên các hệ ñiều hành khác nhau như: Windows, Linux, UNIX và trên nhiều hệ quản trị cơ sở dữ liệu. 19 Kết hợp ArcGIS Engine và ArcSDE: ArcGIS Engine và ArcSDE Personal Edition for Microsoft SQL Express Hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server Express là sản phẩm miễn phí của hãng Microsoft. Ưu ñiểm của hệ quản trị CSDL: nhanh, ñơn giản, linh ñộng, dễ quản trị, dễ triển khai, miễn phí. Nhược ñiểm: chỉ sử dụng 1 CPU, 1 Gb RAM, giới hạn CSDL 4Gb. ArcSDE Personal Edition là sản phẩm miễn phí của hãng ESRI cho hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server Express 2005 Ưu ñiểm: ñơn giản, linh ñộng, dễ triển khai, miễn phí. Nhược ñiểm: chỉ cho phép ñồng thời 3 kết nối tới cơ sở dữ liệu không gian trong ñó chỉ cho phép duy nhất 1 kết nối chỉnh sửa dữ liệu. Kết hợp ArcGIS Engine, ArcSDE Personal, SQL Express 2005 cho phép xây dựng ứng dụng vừa có khả năng chạy ñộc lập vừa có khả năng chạy mô hình khách/chủ quy mô nhỏ. ArcGIS Engine và ArcSDE Enterprise: Ưu ñiểm của ArcSDE Enterprise cho phép nhiều kết nối có thể vừa xem vừa chỉnh sửa dữ liệu ñồng thời, tuy nhiên nhược ñiểm ở chi phí cao Kết hợp ArcGIS Engine, ArcSDE Enterprise, SQL Server (hoặc Oracle) cho phép xây dựng ứng dụng chạy mô hình khách/chủ quy mô lớn với tất cả các tính năng ưu việt của công nghệ ArcSDE và công nghệ ArcGIS Engine. ArcGIS Server: ArcGIS Server là nền tảng ñể xây dựng hệ thống thông tin ñịa lý chạy mô hình khách/chủ (Client/Server) hoặc trên mạng diện rộng (Web). Hiện tại sản phẩm ArcSDE ñược hãng ESRI tích hợp ñóng gói vào sản phẩm ArcGIS Server. ArcGIS Server ñược chia thành 3 phiên bản: ArcGIS Server Basic: chỉ quản lý cơ sở dữ liệu không gian (tương ñương sản phẩm ArcSDE) 20 ArcGIS Server Standard: quản lý cơ sở dữ liệu không gian và hiển thị dữ liệu không gian hai chiều, ba chiều. ArcGIS Server Enterprise: quản lý cơ sở dữ liệu không gian và hiển thị dữ liệu không gian hai chiều, ba chiều, phân tích không gian. Phiên bản ArcGIS Server Basic chỉ cho phép chúng ta xây dựng ứng dụng chạy mô hình mạng khách/chủ Phiên bản Standard và Enterprise cho phép chúng ta xây dựng ứng dụng chạy trên mạng diện rộng. Ứng dụng ArcGIS Server (ArcGIS 9.3) cho phép chúng ta xây dựng các ứng dụng hiện ñại nhất về hệ thống thông tin ñịa lý xuyên suốt từ Desktop ñến Web, tuy nhiên giá thành khá cao, ñòi hỏi kỹ năng xây dựng ứng dụng rất cao. Công nghệ ArGIS của hãng ESRI là công nghệ hàng ñầu hiện nay trong lĩnh vực GIS, có tính mở và chuẩn hóa cao, và ñược xây dựng trên sơ ñồ ứng dụng trong cụ thể, biểu thị ở hai hình 2.1 và 2.2. Hình 2.1: Công nghệ ArcGIS của hãng ESRI (Mỹ) Môi trường lập trình ứng dụng: ViLIS phiên bản 01: Visual Basic 6.0 với MapObject, phiên bản 02: Dot Net với ArcObject 21 Hình 2.2: Giải pháp công nghệ của phần mềm ViLis2.0 Môi trường lập trình ứng dụng: Chương trình ñược phát triển trong môi trường Dot.Net, bằng ngôn ngữ lập trình C#. Môi trường phát triển: sử dụng bộ thư viện ñồ họa MapObject của hãng ESRI hoặc bộ thư viện ArcObject trong môi trường ArcGIS. Giới thiệu về MS Visual Studio.NET: Bộ Microsoft Visual Studio.NET bao gồm vừa mọi công cụ yểm trợ lập trình và ngôn ngữ lập trình .NET, như: Visual Basic.NET (VB.NET), C# (C Sharp), Visual C++.NET và Visual J#.NET. Một trong những công cụ quan trọng là Microsoft Visual Studio.NET Integrated Development Environment (IDE). IDE giúp ta lập trình Visual Basic.NET (VB.NET) dễ dàng, thoải mái và thích thú. IDE không những cung cấp mọi công cụ lập trình cần thiết không thể tìm thấy ở một ứng dụng (application) soạn nguồn mã thông thường bằng chữ (text editors) mà còn giúp kiểm tra nguồn mã (code checking) hay tạo giao diện Windows thích hợp và hiển thị, truy tìm các tập tin liên hệ ñến dự án (project) và nhiều thứ khác nữa. Trong thực ñơn (menu) của Microsoft Visual Studio.NET IDE … ‘biến 22 hóa’ tùy theo công việc ñang làm nhưng tổng quát, thực ñơn (menu) chính hiển thị bao gồm: File tiêu chuẩn chung cho mọi ứng dụng (application) trong nền Windows. File dùng ñể mở (open) hay ñóng (close) các tập tin (files) hay dự án (project); biên tập (Edit) cung cấp các chọn lựa khi soạn nguồn mã và dùng các công cụ lập trình, tỷ như: Undo, Redo, Cut, Copy, Paste và Delete; hiển thị (View), cung cấp sư chọn lựa hiển thị các Windows tạo môi trường của IDE, ví dụ như: Solution Explorer, Properties, Output, Tool Box, Server Explorer. Nếu ta ñể ý sẽ thấy các Windows này thường nằm 2 bên hoặc bên dưới window thiết kế Form hay soạn nguồn mã. Các windows này cũng có thể hiển lộ hay thu kín lại nhường chổ cho window thiết kế ñược rộng rãi. Giới thiệu ngôn ngữ lập trình C#: Ngôn ngữ C# khá ñơn giản, chỉ khoảng 80 từ khóa và hơn mười mấy kiểu dữ liệu ñược xây dựng sẵn. Trong ngôn ngữ C# mọi thứ liên quan ñến khai báo lớp ñiều ñược tìm thấy trong phần khai báo của nó. ðịnh nghĩa một lớp trong ngôn ngữ C# không ñoi hỏi phải chia ra tập tin header và tập tin nguồn giống như trong ngôn ngữ C++. Tuy nhiên, ngôn ngữ C# có ý nghĩa cao khi nó thực thi những khái niệm lập trình hiện ñại. C# bao gồm tất cả những hỗ trợ cho cấu trúc, thành phần component, lập trình hướng ñối tượng. Và ngôn ngữ C# hội ñủ những ñiều kiện như vậy, hơn nữa nó ñược xây dựng trên nền tảng của hai ngôn ngữ mạnh nhất là C++ và Java. Trong ngôn ngữ C#, một lớp chỉ có thể kế thừa từ duy nhất một lớp cha, tức là không cho ña kế thừa như trong ngôn ngữ C++, tuy nhiên một lớp có thể thực thi nhiều giao diện. Ngôn ngữ C# cũng hỗ trợ việc truy cập bộ nhớ trực tiếp sử dụng kiểu con trỏ của C++ và từ khóa cho dấu ngoặc [] trong toán tử. Hơn thế nữa, ngôn ngữ C# hỗ trợ kiểu XML, cho phép chèn các tag XML ñể phát sinh tự ñộng các document cho lớp. 23 2.4 Tổng quan về GIS 2.4.1 Khái niệm GIS Khái niệm “thông tin” ñề cập ñến phần dữ liệu ñược quản lý bởi GIS. ðó là các dữ liệu về thuộc tính và không gian của ñối tượng. GIS có tính “hệ thống” tức là hệ thống GIS ñược xây dựng từ các mô ñun. Việc tạo các mô ñun giúp thuận lợi trong việc quản lý và hợp nhất. GIS là một hệ thống có ứng dụng rất lớn. Từ năm 1980 ñến nay ñã có rất nhiều các ñịnh nghĩa ñược ñưa ra, tuy nhiên không có ñịnh nghĩa nào khái quát ñầy ñủ về GIS vì phần lớn chúng ñều ñược xây dựng trên khía cạnh ứng dụng cụ thể trong từng lĩnh vực. Có ba ñịnh nghĩa ñược dùng nhiều nhất. GIS là một hệ thống thông tin ñược thiết kế ñể làm việc với các dữ liệu trong một hệ toạ ñộ quy chiếu. GIS bao gồm một hệ cơ sở dữ liệu và các phương thức ñể thao tác với dữ liệu ñó. GIS là một hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, kiểm tra, tích hợp, thao tác, phân tích và hiển thị dữ liệu ñược quy chiếu cụ thể vào trái ñất. GIS là một chương trình máy tính hỗ trợ việc thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu bản ñồ. Các lĩnh vực khoa học liên quan ñến GIS GIS là sự hội tụ các lĩnh vực công nghệ và các ngành truyền thống, nó hợp nhất các số liệu mang tính liên ngành bằng tổng hợp, mô hình hoá và phân tích. Vì vậy có thể nói, GIS ñược xây dựng trên các tri thức của nhiều ngành khoa học khác nhau ñể tạo ra các hệ thống phục vụ mục ñích cụ thể. Các ngành này bao gồm: Ngành ñịa lý: là ngành liên quan mật thiết ñến việc biểu diễn thế giới và vị trí của ñối tượng trong thế giới. Nó có truyền thống lâu ñời về phân tích không gian và nó cung cấp các kỹ thuật phân tích không gian khi nghiên cứu. Ngành bản ñồ: nguồn dữ liệu ñầu vào chính của GIS là các bản ñồ. Ngành bản ñồ có truyền thống lâu ñời trong việc thiết kế bản ñồ, do vậy nó cũng là khuân mẫu quan trọng nhất của ñầu ra GIS. 24 Công nghệ viễn thám: các ảnh vệ tinh và ảnh máy bay là nguồn dữ liệu ñịa lý quan trọng cho hệ GIS. Viễn thám bao gồm cả kỹ thuật thu thập và xử lý dữ liệu ở mọi vị trí trên quả ñịa cầu. Các dữ liệu ñầu ra của hệ thống ảnh vệ tinh có thể ñược trộn với các lớp dữ liệu của GIS. Ảnh máy bay: khi ta xây dựng bản ñồ có tỷ lệ cao thì ảnh chụp từ máy bay là nguồn dữ liệu chính về bền mặt trái ñất ñược sử dụng làm ñầu vào. Bản ñồ ñịa hình: cung cấp dữ liệu có chất lượng cao về vị trí của ranh giới ñất ñai, nhà cửa… Ngành thống kê: các kỹ thuật thống kê ñược sử dụng ñể phân tích dữ liệu GIS. Nó là ñặc biệt quan trọng trong việc xác ñịnh sự phát sinh các lỗi hoặc tính không chắc chắn trong số liệu của GIS. Khoa học tính toán: tự ñộng thiết kế máy tính cung cấp kỹ thuật nhập, hiển thị biểu diễn dữ liệu. ðồ hoạ máy tính cung cấp công cụ ñể thể hiện, quản lý các ñối tượng ñồ hoạ. Quản trị cơ sở dữ liệu cho phép biểu diễn dữ liệu dưới dạng số, các thủ tục ñể thiết kế hệ thống, lưu trữ, xâm nhập, cập nhật. Toán học: các ngành hình học, lý thuyết ñồ thị ñược sử dụng trong thiết kế hệ GIS và phân tích dữ liệu không gian. Một số ứng dụng Công nghệ GIS ngày càng ñược sử dụng rộng rãi. GIS có khả năng sử dụng dữ liệu không gian và thuộc tính (phi không gian) từ các nguồn khác nhau khi thực hiện phân tích không gian ñể trả lời các câu hỏi của người sử dụng. Một số ứng dụng cụ thể của GIS thường thấy trong thực tế là: Quản lý hệ thống ñường phố, bao gồm các chức năng: tìm kiếm ñịa chỉ khi xác ñịnh ñược vị trí cho ñịa chỉ phố hoặc tìm vị trí khi biết trước ñịa chỉ phố. ðường giao thông và sơ ñồ; ñiều khiển ñường ñi, lập kế hoạch lưu thông xe cộ. Phân tích vị trí, chọn khu vực xây dựng các tiện ích như bãi ñỗ xe, ga tàu xe…Lập kế hoạch phát triển giao thông. Quản lý giám sát tài nguyên, thiên nhiên, môi trường bao gồm các chức năng: quản lý gió và thuỷ hệ, các nguồn nhân tạo, bình ñồ lũ, vùng ngập úng, 25 ñất nông nghiệp, tầng ngập nước, rừng, vùng tự nhiên, phân tích tác ñộng môi trường… Xác ñịnh ví trí chất thải ñộc hại. Mô hình hoá nước ngầm và ñường ô nhiễm. Phân tích phân bố dân cư, quy hoạch tuyến tính. Quản lý quy hoạch: phân vùng quy hoạch sử dụng ñất. Các hiện trạng xu thế môi trường. Quản lý chất lượng nước. Quản lý các thiết bị: xác ñịnh ñường ống ngầm, cáp ngầm. Xác ñịnh tải trọng của lưới ñiện. Duy trì quy hoạch các thiết bị, sử dụng ñường ñiện. Phân tích tổng ñiều tra dân số, lập bản ñồ các dịch vụ y tế, bưu ñiện và nhiều ứng dụng khác. Các hệ thống tương tác Các hệ thống xử lý số liệu: số liệu vào từ các bản ñồ, ảnh hoặc ño ñạc hiện trường cần ñược xử lý ñể ñưa vào CSDL số. Sau ñó là quá trình lưu trữ số liệu, cách sử dụng, cập nhật… Hệ phân tích dữ liệu: rút ra và phân tích, có thể ñơn giản ñể ñáp ứng yêu cầu hoặc các phân tích thống kê tổng hợp dữ liệu. Thông tin ra hay cách hiển thị kết quả có thể là bản ñồ, bảng biểu và cũng có thể dùng ñể ñưa vào một hệ dữ liệu số khác. Hệ sử dụng thông tin: người dùng có thể là các nhà ñiều tra, quy hoạch, quản lý. Sự tương tác cần thiết giữa các nhóm GIS và người sử dụng ñể lập kế hoạch cho các thủ tục phân tích và hệ thống quản lý cấu trúc dữ liệu. 2.4.2 Các thành phần GIS GIS bao gồm 5 thành phần: Hình 2.3: Các thành phần của GIS 26 - Con người - Dữ liệu - Phương pháp và quy trình - Phần mềm - Phần cứng Các thành phần này kết hợp với nhau nhằm tự ñộng quản lý và phân phối thông tin thông qua biểu diễn ñịa lý. Con người Con người là thành phần quan trọng nhất, là nhân tố thưc hiện các thao tác ñiều hành sự hoạt ñộng của hệ thống GIS. Người dùng GIS là những người sử dụng các phần mềm GIS ñể giải quyết các bài toán không gian theo mục ñích của họ. Họ thường là những người ñược ñào tạo tốt về lĩnh vực GIS hay là các chuyên gia. Người xây dựng bản ñồ: sử dụng các lớp bản ñồ ñược lấy từ nhiều nguồn khác nhau, chỉnh sửa dữ liệu ñể tạo ra các bản ñồ theo yêu cầu. Người xuất bản: sử dụng phần mềm GIS ñể kết xuất ra bản ñồ dưới nhiều ñịnh dạng xuất khác nhau. Người phân tích: giải quyết các vấn ñề như tìm kiếm, xác ñịnh vị trí… Người xây dựng dữ liệu: là những người chuyên nhập dữ liệu bản ñồ bằng các cách khác nhau: vẽ, chuyển ñổi từ ñịnh dạng khác, truy nhập CSDL… Người quản trị CSDL: quản lý CSDL GIS và ñảm bảo hệ thống vận hành tốt. Người thiết kế CSDL: xây dựng các mô hình dữ liệu lôgic và vật lý. Người phát triển: xây dựng hoặc cải tạo các phần mềm GIS ñể ñáp ứng các nhu cầu cụ thể. Dữ liệu Một cách tổng quát, người ta chia dữ liệu trong GIS thành 2 loại: Dữ liệu không gian (spatial) cho ta biết kích thước vật lý và vị trí ñịa lý của các ñối tượng trên bề mặt trái ñất. 27 Dữ liệu thuộc tính (non-spatial) là các dữ liệu ở dạng văn bản cho ta biết thêm thông tin thuộc tính của ñối tượng. Phần cứng Là các máy tính ñiện tử: PC, mini Computer, MainFrame … là các thiết bị mạng cần thiết khi triển khai GIS trên môi trường mạng. GIS cũng ñòi hỏi các thiết bị ngoại vi ñặc biệt cho việc nhập và xuất dữ liệu như: máy số hoá (digitizer), máy vẽ (plotter), máy quét (scanner)… Phần mềm Hệ thống phần mềm GIS rất ña dạng. Mỗi công ty xây dựng GIS ñều có hệ phần mềm riêng của mình. Tuy nhiên, có một dạng phần mềm mà các công ty phải xây dựng là hệ quản trị CSDL ñịa lý. Dạng phần mềm này nhằm mục ñích nâng cao khả năng cho các phần mềm CSDL thương mại trong việc: sao lưu dữ liệu, ñịnh nghĩa bảng, quản lý các giao dịch do ñó ta có thể lưu các dữ liệu ñồ ñịa lý dưới dạng các ñối tượng hình học trực tiếp trong các cột của bảng quan hệ và nhiều công việc khác. 2.4.3 Chức năng GIS Một hệ GIS phải ñảm bảo ñược 6 chức năng cơ bản sau: Capture: thu thập dữ liệu. Dữ liệu có thể lấy từ rất nhiều nguồn, có thể là bản ñồ giấy, ảnh chụp, bản ñồ số… Store: lưu trữ. Dữ liệu có thể ñược lưu dưới dạng vector hay raster. Query: truy vấn (tìm kiếm). Người dùng có thể truy vấn thông tin ñồ hoạ hiển thị trên bản ñồ. Analyze: phân tích. ðây là chức năng hộ trợ việc ra quyết ñịnh của người dùng. Xác ñịnh những tình huống có thể xảy ra khi bản ñồ có sự thay ñổi. Display: hiển thị. Hiển thị bản ñồ. Output: xuất dữ liệu. Hỗ trợ việc kết xuất dữ liệu bản ñồ dưới nhiều ñịnh dạng: giấy in, Web, ảnh, file… 28 Hình 2.4: Quan hệ giữa các nhóm chức năng của GIS - Thu thập dữ liệu Thu thập dữ liệu là quá trình thu nhận dữ liệu theo khuân mẫu ñược áp dụng cho GIS. Mức ñộ ñơn giản nhất của thu thập dữ liệu là chuyển ñổi khuân dạng mẫu có sẵn từ bên ngoài. Trong trường hợp này, GIS phải có các tiện ích ñể hiểu ñược các khuân dạng mẫu dữ liệu chuẩn khác nhau ñể trao ñổi. GIS còn phải có khả năng nhập các ảnh bản ñồ. Trong thực tế, nhiều kỹ thuật trắc ñịa ñược áp dụng ñể thu thập dữ liệu thô, bao gồm thu thập dữ liệu về bề mặt trái ñất như ñịa hình, ñịa chất học và thảm thực vật nhờ trắc ñịa ño ñặc hay ảnh chụp từ vệ tinh, máy bay. Các dữ liệu như kinh tế - xã hội thu thập từ ñiều tra phỏng vấn hay chuyển ñổi từ các bài tư liệu viết. Bản ñồ vẽ bằng tay trên giấy phải ñược số hoá sang dạng raster. Việc sử dụng ảnh vệ tinh hay ảnh chụp từ máy bay ñược xem là nguồn dữ liệu quan trọng khi nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên và ño vẽ bản ñồ ñịa hình. ða số nguồn gốc thông tin không gian là các bản ñồ in hay bản ñồ dưới 29 khuôn mẫu tương tự. ðể các dữ liệu này ñược sử dụng trong GIS thì chúng cần ñược số hoá. Ở mức thủ công thì chỉ có thể số hoá các ñặc trưng bản ñồ và nhập thuộc tính mô tả các ñặc trưng ñó. Còn ở mức tự ñộng hoá cao hơn là số hoá bản ñồ bằng máy quét ảnh ñể phát sinh ảnh số bản ñồ ñầy ñủ. ðầu ra của máy quét là ma trận của các giá trị ñiểm ảnh 2D, có thể ñược sử dụng cho công việc vector hoá ñể tạo ra bản ñồ mã hoá dữ liệu, kiểm chứng và sửa lỗi ñể có ñược dữ liệu phù hợp. Nói chung, công việc thu thập dữ liệu hay “làm dữ liệu bản ñồ” là nhiệm vụ khó khăn và là quan trọng nhất khi xây dựng các ứng dụng GIS. Quá trình thu thập dữ liệu luôn gắn liền với quá trình xử lý dữ liệu. Chúng ta có ba mô hình quan niệm của thông tin không gian là: mô hình hướng ñối tượng, mạng và bề mặt. Quá trình phân tích trên cơ sở các cách nhìn khác nhau ñòi hỏi dữ liệu phải ñược biểu diễn và tổ chức cho phù hợp. Vì vậy cần cung cấp phương tiện cho người sử dụng GIS thay ñổi cấu trúc dữ liệu ñể thích nghi với các yêu cầu khác nhau. ðiều này ñòi hỏi cần phải có các chức năng thay ñổi cách biểu diễn, thay ñổi phân lớp, làm ñơn giản hoá hay tổng quát hoá dữ liệu, biến ñổi giữa hệ thống trục toạ ñộ khác nhau và biến ñổi các phép chiếu bản ñồ. Các thao tác này ñược xem là tiền phân tích không gian. Mức ñộ xử lý dữ liệu thô khác nhau phụ thuộc vào mục ñích của ứng dụng GIS. Một số công cụ phân tích của GIS phụ thuộc chặt chẽ vào các mô hình dữ liệu raster, do ñó nó ñòi hỏi quá trình biến ñổi mô hình dữ liệu vector sang dữ liệu raster, quá trình này ñược gọi là raster hoá. Một số công cụ phân tích khác lại làm việc chủ yếu với mô hình vector, nên ñòi hỏi quá trình biến ñổi ngược từ raster sang vector, hay còn gọi là vector hoá. Raster hoá là quá trình phân tích ñường (line) hay miền (polygon) thành các ñiểm ảnh (pixel). Ngược lại, vector hoá là quá trình tập hợp các ñiểm ảnh ñể tạo thành ñường hay miền. Dữ liệu ban ñầu của ta thông thường là dưới dạng raster nên nếu dữ liệu không có cấu trúc tốt thì việc nhận dạng mẫu sẽ rất phức tạp. 30 Khi so sánh dữ liệu từ các nguồn khác nhau, vấn ñề thường nảy sinh là sử dụng hai hay nhiều phân lớp ñể mã hoá cho cùng hiện tượng. ðể nhận ra các khía cạnh khác nhau của hiện tượng với mức ñộ chi tiết khác nhau, cần phải có tiến trình xấp xỉ hoá ñể biển ñổi về cùng một phân lớp. Trong việc tích hợp dữ liệu bản ñồ, vấn ñề nảy sinh là hệ thống toạ ñộ của chúng ñược ño, vẽ trên cơ sở nhiều phép chiếu bản ñồ khác nhau. Các dữ liệu này không thể tích hợp trên cùng bản ñồ nếu không biển ñổi chúng về cùng một hệ trục toạ ñộ. - Lưu trữ và truy cập dữ liệu Lưu trữ dữ liệu liên quan ñến tạo lập CSDL không gian (ñồ hoạ, bản ñồ). Nội dung của CSDL này có thể bao gồm tổ hợp dữ liệu vector hoặc/và dữ liệu raster, dữ liệu thuộc tính ñể nhận diện hiện tượng tham chiếu không gian. Thông thường dữ liệu thuộc tính của GIS trên cơ sở ñối tượng ñược lưu trong bảng, chúng chứa khoá chính là một chỉ danh duy nhất tương ứng với ñối tượng không gian, kèm theo nhiều mục dữ liệu thuộc tính khác. Chỉ danh ñối tượng không gian duy nhất ñược dùng ñể liên kết giữa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian tương ứng. Trong bảng thuộc tính cũng có thể bao gồm cả giá trị không gian như ñộ dài ñường, diện tích vùng mà chúng ñã ñược dẫn xuất từ biểu diễn dữ liệu hình học. Với dữ liệu raster thì các tệp thuộc tính thông thường chứa dữ liệu liên quan ñến lớp hiện tượng tự nhiên thay cho các ñối tượng rời rạc. Việc lựa chọn mô hình raster hay mô hinh vector ñể tổ chức dữ liệu không gian ñược thực hiện khi thu thập dữ liệu vì mỗi mô hình tương ứng với các tiếp cận khác nhau. Thông thường CSDL GIS cho khả năng quản trị cả hai mô hìn._.