Nghiên cứu ứng dụng GIS trong công tác quản lý mạng lưới giao thông đường bộ trên địa bàn tỉnh vĩnh phúc

1
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG



ĐINH THỊ PHƯỢNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS TRONG CÔNG
TÁC QUẢN LÝ MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG
ĐƯỜNG BỘTRÊN ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH PHÚC

Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH
Mã số: : 60.48.01

Người hướng dẫn khoa học: TS PHÙNG VĂN ỔN
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT



HÀ NỘI – 2012
2

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Thông tin địa lý là những thông tin quan trọng
để đưa ra quyết định một cách nhanh chóng. Các phân
tích GIS phụ thuộc vào chất lượng, giá trị và tính
tương thích của các dữ liệu địa lý dạng số. Việc chia
sẻ dữ liệu sẽ kích thích sự phát triển các nhu cầu về
sản phẩm và dịch vụ GIS. GIS đã được công nhận là

một hệ thống với nhiều lợi ích không chỉ trong các
công tác thu thập đo đạc địa lý mà còn trong các công
tác điều tra tài nguyên thiên nhiên, phân tích hiện
trạng và quản lý hạ tầng giao thông vận tải.
Vĩnh Phúc là tỉnh có hệ thống giao thông vận
tải tương đối đa dạng bao gồm: đường bộ, đường sắt
và đường sông. Hệ thống giao thông Vĩnh Phúc có
khả năng liên kết rộng rãi địa bàn tỉnh với các tỉnh lân
cận và cả nước; hoạt động vận tải trên địa bàn tỉnh
3
chủ yếu vẫn là giao thông đường bộ, chiếm 80-85%
tổng giá trị sản xuất của ngành vận tải.
Nghiên cứu về GIS và ứng dụng Quản lý giao
thông đường bộ tỉnh Vĩnh Phúc trên GIS để nâng cao
năng lực quản lý nhà nước về giao thông đường bộ
tỉnh Vĩnh Phúc nói chung và về quy hoạch giao thông
đường bộ tỉnh Vĩnh Phúc nói riêng.
2. Mục đích nghiên cứu
+ Hỗ trợ quản lý hiện trạng hạ tầng giao thông
đường bộ tỉnh Vĩnh Phúc.
+ Hỗ trợ quản lý thông tin quy hoạch giao thông
đường bộ tỉnh Vĩnh Phúc.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống thông tin địa
lý GIS, cơ sở hạ tầng giao thông đường bộ.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu về hệ thống
thông tin địa lý GIS và ứng dụng để quản lý mạng
lưới giao thông đường bộ tỉnh Vĩnh Phúc.
4 Phương pháp nghiên cứu
4

Kết hợp nghiên cứu lý thuyết và tìm hiểu về
mạng lưới giao thông đường bộ trên địa bàn tỉnh để
xây dựng ứng dụng quản lý mạng lưới giao thông
đường bộ cho tỉnh Vĩnh Phúc.

NỘI DUNG
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ GIS
Chương 1 giới thiệu tổng quan về hệ thống
thông tin địa lý GIS. Hệ thống thông tin địa lý GIS có
rất nhiều ứng dụng, nếu con người biết sử dụng và
khai thác những tiềm năng của nó thì GIS sẽ như lắp
thêm đôi mắt, đôi tay, đôi cánh giúp con người nhìn
thế giới xung quanh trực quan hơn, chính xác hơn và
nhanh chóng thu phục được thế giới trong tiềm năng
vốn có của mình nói chung và ngành giao thông vận
tải nói riêng.
1.1 Hệ Thông tin địa lý
5
GIS (Geographical Information System) là một
công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự
vật, hiện tượng thực trên trái đất.
Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ
liệu thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) và các phép
phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép
phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất
từ các bản đồ. Những khả năng này phân biệt GIS với
các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có
phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác
nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và
hoạch định chiến lược).

1.2 Các thành phần của GIS
GIS được kết hợp bởi năm thành phần chính:
phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người và phương
pháp.
Phần cứng: Phần cứng là hệ thống máy tính
trên đó một hệ GIS hoạt động.
Phần mềm: Phần mềm GIS cung cấp các chức
năng và các công cụ cần thiết để lưu giữ, phân tích và
6
hiển thị thông tin địa lý. Các thành phần chính trong
phần mềm GIS là:
+ Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin
địa lý
+ Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS)
+ Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị
địa lý
+ Giao diện đồ hoạ người-máy (GUI) để truy
cập các công cụ dễ dàng
Dữ liệu: Có thể coi thành phần quan trọng nhất
trong một hệ GIS là dữ liệu. Các dữ liệu địa lý và dữ
liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự
tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu
thương mại. Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với
các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng
DBMS để tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu.
Con người: Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu
không có con người tham gia quản lý hệ thống và phát
triển những ứng dụng GIS trong thực tế. Người sử
dụng GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người
7

thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng
GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc.
Phương pháp: Một hệ GIS thành công theo
khía cạnh thiết kế và luật thương mại là được mô
phỏng và thực thi duy nhất cho mỗi tổ chức.
1.3 GIS làm việc như thế nào?
GIS lưu giữ thông tin về thế giới thực dưới
dạng tập hợp các lớp chuyên đề có thể liên kết với
nhau nhờ các đặc điểm địa lý. Điều này đơn giản
nhưng vô cùng quan trọng và là một công cụ đa năng
đã được chứng minh là rất có giá trị trong việc giải
quyết nhiều vấn đề thực tế, từ thiết lập tuyến đường
phân phối của các chuyến xe, đến lập báo cáo chi tiết
cho các ứng dụng quy hoạch, hay mô phỏng sự lưu
thông khí quyển toàn cầu.
1.4 Các nhiệm vụ của GIS.
Mục đích chung của các Hệ Thông tin địa lý là
thực hiện các nhiệm vụ sau:
+ Nhập dữ liệu
+ Thao tác dữ liệu
8
+ Quản lý dữ liệu
+ Hỏi đáp và phân tích
+ Hiển thị
1.5 Dữ liệu cho GIS.
Những dữ liệu bản đồ nào là cần thiết? Nhìn
chung có một số loại dữ liệu bản đồ phổ biến sau:
Bản đồ nền: bao gồm các bản đồ đường phố,
đường quốc lộ; đường ranh giới hành chính, ranh giới
vùng dân cư; sông, hồ; mốc biên giới; tên địa danh và

bản đồ raster.
Bản đồ và dữ liệu thương mại: Bao gồm dữ
liệu liên quan đến dân số/nhân khẩu, người tiêu thụ,
dịch vụ thương mại, bảo hiểm sức khoẻ, bất động sản,
truyền thông, quảng cáo, cơ sở kinh doanh, vận tải,
tình trạng tội phạm.
Bản đồ và dữ liệu môi trường: Bao gồm các
dữ liệu liên quan đến môi trường, thời tiết, sự cố môi
trường, ảnh vệ tinh, địa hình và các nguồn tài nguyên
thiên nhiên.
9
Bản đồ tham khảo chung: Bản đồ thế giới và
quốc gia; các dữ liệu làm nền cho các cơ sở dữ liệu
riêng.
1.6 Ứng dụng của GIS
Vì GIS được thiết kế như một hệ thống chung
để quản lý dữ liệu không gian, nó có rất nhiều ứng
dụng trong việc phát triển đô thị và môi trường tự
nhiên như là: quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực,
nông nghiệp, điều hành hệ thống công ích, lộ trình,
nhân khẩu, bản đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả và y
tế, ….
- Một số giải pháp ứng dụng tiêu biểu trong
ngành giao thông vận tải:
+ Giải pháp công nghệ của Intergraph.
+ Giải pháp công nghệ của ESRI
(Environmental Systems Research Institute).
Hệ thống thông tin địa lý GIS có rất nhiều ứng
dụng, nếu con người biết sử dụng và khai thác những
tiềm năng của nó thì GIS sẽ như lắp thêm đôi mắt, đôi

tay, đôi cánh giúp con người nhìn thế giới xung quanh
10
trực quan hơn, chính xác hơn và nhanh chóng thu
phục được thế giới trong tiềm năng vốn có của mình
nói chung và ngành giao thông vận tải nói riêng.

Chương 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ
HỆ THỐNG QUẢN LÝ GIAO THÔNG
ĐƯỜNG BỘ CỦA TỈNH VĨNH PHÚC
2.1. Hiện trạng giao thông đường bộ trên đỉa bàn
tỉnh Vĩnh Phúc.
Hệ thống quốc lộ: Tổng chiều dài các QL là
105,3 km, đạt từ cấp đường phố chính, đường cấp I
đồng bằng đến cấp V miền núi, cơ bản đã được nhựa
hoá, trong đó chất lượng mặt đường loại tốt và khá có
48 km, chiếm 45,6%; trung bình có 45 km, chiếm
42,7%. Thậm chí vẫn còn 12,25 km mặt đường loại
xấu là đoạn cuối QL2C.
Hệ thống đường tỉnh : Tỉnh Vĩnh Phúc có 18
tuyến đường, được phân bố khắp các huyện của tỉnh,
nhưng chỉ có 05 tuyến nối thông ngoại tỉnh có chiều
11
dài 93,5km với các loại đường từ cấp II đến cấp V
miền núi.
Đường sắt: Hiện tại, Vĩnh Phúc có 01 đường sắt
đơn khổ 1 m chạy qua, đây là một thuận lợi lớn cho
việc vận chuyển hành khách và hàng hóa đường dài.
2.1.1. Mạng lưới giao thông đường bộ đối nội
Hệ thống Quốc lộ:
QL2B (Km33 QL.2 - Thị trấn Tam Đảo): chiều

dài 25km, hiện trạng cấp đường và chất lượng:
Hệ thống đường tỉnh Vĩnh Phúc có 18 tuyến
đường có tổng chiều dài 297,55 km. Về chất lượng
mặt đường cơ bản đã được rải nhựa hoặc bê tông xi
măng (BTXM): mặt đường loại tốt và khá 160,25 km
chiếm 52,2%, mặt đường loại trung bình 114,9 km
chiếm 40%, còn có 22,4 km (có 8 km đang thi công
mặt mặt đường loại xấu).
Hệ thống đường đô thị:
12
Vĩnh Phúc có 2 đô thị lớn thuộc tỉnh, hệ thống
đường đô thị có 103,5 km, chiếm 2,6% tổng chiều dài
hệ thống đường bộ của tỉnh, bề rộng nền đường từ
7,5m đến 40,5m, bề rộng mặt đường từ 3,5m đến
22m, có 90,7km được rải nhựa hoặc BTXM chiếm
87,6%; vẫn còn 12,8km là đường cấp phối thuộc thị
xã Phúc Yên chiếm 12,4%.
Hệ thống đường giao thông nông thôn:
Đường huyện: Hệ thống đường huyện Vĩnh Phúc
có tổng chiều dài 426km (không tính huyện Mê Linh),
chiếm 10,5% tổng chiều dài hệ thống đường bộ của
tỉnh. Tỉ lệ rải nhựa mặt đường huyện đạt 68,2% (290,5
km), chủ yếu tập trung cao ở các huyện Yên Lạc,
Bình Xuyên, Tam Đảo, Lập Thạch, Vĩnh Tường.
2.1.2. Mạng lưới giao thông đường bộ đối
ngoại.
Hiện tại chỉ có 2 quốc lộ đối ngoại là QL2 và QL
2C có chiều dài 84,75 km với cấp đường đạt từ
Đường đô thị, đường cấp I đến cấp IV
13

2.3. Đánh giá thực trạng hệ thống giao thông
đường bộ tỉnh Vĩnh Phúc.
Vĩnh Phúc là tỉnh có hệ thống giao thông vận
tải tương đối đa dạng bao gồm: đường bộ, đường sắt
và đường sông. Hệ thống giao thông Vĩnh Phúc có
khả năng liên kết rộng rãi địa bàn tỉnh với các tỉnh lân
cận và cả nước; hoạt động vận tải trên địa bàn tỉnh
chủ yếu vẫn là giao thông đường bộ, chiếm 80-85%
tổng giá trị sản xuất của ngành vận tải.
2.4. Xác định và phân tích nhu cầu cụ thể
trong công tác quản lý mạng lưới giao thông
đường bộ tỉnh Vĩnh Phúc.
Hệ thống ứng dụng GIS trong việc quản lý hạ
tầng giao thông đường bộ cung cấp cho người quản
lý, lãnh đạo những thông tin đặc thù mà rất khó có thể
cung cấp bởi các hệ thống khác như mối tương quan
giữa hạ tầng giao thông với các đối tượng địa lý.
Vì thế việc ứng dụng GIS trong việc quản lý hạ
tầng giao thông đường bộ là không thể tách rời. GIS
14
là công cụ đắc lực trong việc trợ giúp ra quyết định
của người lãnh đạo.
Chương 3: ỨNG DỤNG GIS ĐỂ QUẢN LÝ
HỆ THỐNG GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ TRÊN
ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH PHÚC
Việc phát triển và quản lý mạng lưới giao thông
đường bộ trong tỉnh vẫn còn nhiều hạn chế: quản lý
thông tin rời rạc, chưa khoa học; công nghệ thấp; cơ
chế, chính sách, quy hoạch còn thiếu và chưa đồng bộ;
một số quy định chưa cụ thể và khả thi; công tác thực

thi pháp luật còn hạn chế ;…
Điều này đặt ra bài toán cho công tác quản lý,
nhất là trong việc quản lý hiện trạng, thông tin quy
hoạch mạng lưới giao thông đường bộ. Nếu chỉ bằng
những phương pháp khai thác thông tin truyền thống
qua bảng biểu, đồ thị, người lãnh đạo sẽ rất khó khăn
cho việc xác định thông tin chi tiết các tuyến đường,
thông tin liên quan đến đơn vị hành chính, phạm vi
triển khai, thông tin qui hoạch …
15
Để khắc phục những tồn tại trên, hệ thống GIS là
hệ thống thích hợp nhất để cung cấp thông tin tổng
quan về hiện trạng cơ sở hạ tầng được triển khai mang
tính không gian địa lý. Hệ thống GIS được xây dựng
sẽ mang đến cho người quản lý điều hành những
thông tin toàn diện về hiện trạng hạ tầng giao thông
đường bộ gắn với vị trí địa lý, dữ liệu được cung cấp
dưới dạng đơn giản và xúc tích nhưng vẫn đầy đủ
thông tin.
3.1 . Mô hình chức năng tổng quan hệ thống
16

3.2 . Phân tích và đề xuất giải pháp
3.3.1. Giải pháp hạ tầng kỹ thuật.
3.3.2. Giải pháp về hệ quản trị cơ sở dữ liệu
17
Lựa chọn cơ sở dữ liệu SQL Server là phù hợp
nhất.
3.3.3. Giải pháp về GIS.
Xử lý bản đồ học:

+ Quản lý bản đồ ở các hệ thống toạ độ và lưới
chiếu khác nhau và có thể chuyển đổi từ hệ này
sang hệ khác theo yêu cầu.
+ Các thao tác biên tập, chia mảnh, tạo
khung, đặt nét, tô màu, vv và trình bày bản
đồ các lọai ở các tỷ lệ khác nhau.
+ In ấn bản đồ.
Xử lý GIS : Bằng công nghệ ArcGIS và phần
mềm Desktop GIS.
3.3. Thiết kế hệ thống quản lý giao thông đường
bộ tỉnh Vĩnh Phúc
3.3.1. Kiến trúc hệ thống giao thông đường bộ.
3.3.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu GIS giao thông
đường bộ.
18
Mô hình CSDL không gian:

- Mô hình CSDL thuộc tính.

TTDonVi
MaDV

TenDonVi
DiaChi
GiayPhep
MoTa
TTDuAn

MaDA
bigint

TenDA
nvarchar(50)
ChuDauTu
nvarchar(50)
DonViThiCong
nvarchar(50)
DonViThietKe
nvarchar(50)
NgayKhoiCong
nchar(10)
ThoiGianThucHien
nchar(10)
TienDoDuAn
nchar(10)
LoaiDuAn
nchar(10)
Column Name

Condensed Type
TTNguoiDung
ID

bigint

TenD
angNhap

nchar(100)
MatKhau

nchar(100)
TenDayDu

nvarchar(50)

Email
nchar(100)
SoDienThoai

nchar(10)

DonVi
nvarchar(100)
Column Name

Condensed Type
TTCau
ObjectID

Code
SoNhip

NamXayDung
KetCauDam
KetCauMo

KetCauTru

KietCau

DonViQuanLy
NamKhoiCo
ng
NamKhaiThac

GhiChu

TTDuong

ObjectID

Code
LoaiDuong
DiemDau

DiemCuoi

ChieuDai
ChieuRongMatDuong

BeRongMatDuong

HanhLangAnToan

SoLuongCau

DonViQuanLy
NamKhoiCong
NamKhaiThac

GhiChu

19

3.3.3. Thiết kế các phân hệ quản lý hiện trạng
giao thông đường bộ



3.4. Xây dựng hệ thống thử nghiệm



Nguoi quan tri he thong

(from Tac nhan he thong)
Quan ly giao thong duong bo

Quan ly he thong duong giao thong
Tac nghiep ban do

Quan ly he thong cau
Quan ly ban do chuyen de
Tien ich
<<extend>>
<<extend>>
<<extend>>
<<extend>>

<<extend>>

Quan ly du an quy hoach
<<extend>>
20
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Luận văn ” Nghiên cứu ứng dụng GIS trong công
tác quản lý mạng lưới giao thông đường bộ trên địa
bàn tỉnh Vĩnh Phúc ” đã đạt được một số kết quả như
sau :
Kết quả về lý thuyết : Đã tổng hợp, nghiên cứu
được các kiến thức cơ bản về GIS và các ứng dụng
của GIS trong các lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là
trong ngành Giao thông vận tải.
Kết quả về ứng dụng : Qua tìm hiểu về hiện trạng
cũng như nhu cầu quản lý giao thông đường bộ dựa
trên GIS cho Sở GTVT Vĩnh phúc, luận văn đã đề
xuất được phương án, đưa ra được các giải pháp về cơ
sở dữ liệu, giải pháp về hạ tầng kỹ thuật, giải pháp về
GIS để từ đó xây dựng phần mềm phù hợp hiện trạng
của Tỉnh.
Hạn chế cần khắc phục : Hệ thống còn sơ sài, mới
chỉ tập trung quản lý hiện trạng giao thông đường bộ,
chưa hỗ trợ được nhiều cho công tác quản lý quy
21
hoạch mạng lưới giao thông đường bộ của Tỉnh.
Ngoài ra, hệ thống cũng chưa công khai hóa được trên
Internet.
Do thời gian và năng lực còn hạn chế, trong thời
gian tới học viên sẽ tiếp tục nghiên cứu theo hướng
ứng dụng GIS quản lý giao thông vận tải trên địa bàn
tỉnh để kết quả nghiên cứu của luận văn được hoàn

thiện hơn và có thể ứng dụng trong thực tế tại Sở Giao
thông vận tải Vĩnh Phúc.