Phân tích thiết kế và xây dựng hệ thống thông tin địa lý Quận Ba Đình trên nền GIS

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề
Sự phát triển của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 hiện nay, IT-Information
Tecnology (công nghệ thơng tin) có một vai trị quan trọng. Cơng nghệ thơng tin
có mặt ở hầu khắp các lĩnh vực, mỗi lĩnh vực có một vị trí riêng. Trong đó, cần kể
tới vai trị của cơng nghệ thơng tin trong kinh tế, y học, giáo dục, an ninh, giao
thông , ngân hàng,... Trong nền kinh tế, công nghệ thông tin chính là một cầu nối
để thúc đẩy sự phát triển. Nhờ có cơng nghệ thơng tin mà chúng ta sẽ kết nối được
nhiều hơn với nền kinh tế toàn cầu, nắm bắt được xu thế phát triển kinh tế thế giới.
Trong y học, nhờ có những ứng dụng tiến bộ trong khoa học kỹ thuật cũng như
công nghệ thông tin mà nó đã kịp thời có mặt trong việc hỗ trợ trong việc điều trị
bệnh tật cho nhân dân. Trong lĩnh vực an ninh quốc phịng thì cơng nghệ thơng tin
chính là một cầu nối giúp cho việc tạo nên phương tiện chiến tranh có tính “thơng
minh”, hoặc là thế hệ vũ khí sắc bén nhất. Đối với lĩnh vực giao thông vận tải,
công nghệ thông tin đã và đang làm thay đổi bộ mặt giao thông.
Hệ thống thông tin địa lý (Geographical Information System - gọi tắt là GIS)
là một phần quan trọng không thể thiếu của công nghệ thơng tin được hình thành
vào những năm 1960 và phát triển rộng rãi trong 10 năm lại đây. Ngày nay, GIS là
một công cụ trợ giúp quyết định sự thành công trong nhiều hoạt động kinh tế - xã
hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. Hệ thống thơng tin địa lý GIS có
khả năng đánh giá hiện trạng của quá trình, các thực thể của tự nhiên, kinh tế - xã
hội thông qua chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp
các thơng tin được gắn với nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở tọa độ của


các dữ liệu đầu vào. Do đó, việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý là rất cần thiết,
phù hợp với xu thế tin học hóa xã hội và yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội.
Trên thế giới hệ GIS đầu tiên ra đời vào những năm đầu của thập kỷ 60 thế
kỷ XX và ngày càng phát triển mạnh mẽ trên nền tảng của các tiến bộ cơng nghệ
máy tính, khoa học đồ hoạ máy tính, phân tích dữ liệu khơng gian và ngành quản

trị dữ liệu. Ứng dụng GIS ngày càng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau của
cuộc sống. Hệ GIS đầu tiên được đưa vào ứng dụng trong công tác quản lý tài
nguyên ở Canada với tên gọi là “Canada Geographic Information System” bao
gồm các thông tin về nông nghiệp, lâm nghiệp, sử dụng đất và động vật hoang dã.
Về sau, công nghệ GIS đã có một sự phát triển nhảy vọt về chất, trở thành một
công cụ hữu hiệu trong công tác quản lý và trợ giúp quyết định. Ở các nước tiên
tiến, bằng công nghệ GIS người ta xây dựng các hệ thống thông tin giám sát tài
nguyên quốc gia, nghiên cứu sự phát triển bền vững trên lãnh thổ.
Song song với sự thâm nhập của công nghệ GIS vào các lĩnh vực khác nhau,
phần mềm GIS đang hướng tới đưa thành hệ tự động thành lập bản đồ và xử lý dữ
liệu Hypermedia (phương tiện cao cấp), tích hợp với công nghệ hệ chuyên gia, một
ngành trong khoa học cơng nghệ trí tuệ nhân tạo, để đưa giá trị ứng dụng của nó
lên một tầm cao hơn – ứng dụng vào công tác dự báo và hỗ trợ ra quyết định.
Ở Việt nam, GIS đã được xem xét ứng dụng ngay sau những bước biến đổi
lớn trong quá trình đổi mới chuyển sang nền kinh tế thị trường. Đặc biệt, từ những
năm sau 1995, các nhà cung cấp công nghệ lớn trong lĩnh vực này như ESRI,
Intergraph, MapInfo, AutoDesk... đã tích cực tăng cường sự hiện diện với nhiều
hoạt động giới thiệu công nghệ. Các tổ chức cung cấp tài chính quốc tế với ý thức
được tầm khả dụng của cơng nghệ này, cũng rất nhiệt tình cung cấp các khoản hỗ
trợ tài chính cho nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS. Các đơn vị cung cấp công


nghệ và dịch vụ trong nước cũng rất hăng hái tuyên truyền cho GIS. Các cơ quan
quản lý nhà nước, đặc biệt tại TP HCM và Hà Nội, cũng đã đặc biệt chú ý xây
dựng các dự án ứng dụng công nghệ GIS vào các lĩnh vực quản lý nhà nước, quản
lý đô thị. Kết quả là đã cho ra đời nhiều báo cáo nghiên cứu khả thi về ứng dụng
GIS, cả do các tổ chức tư vấn quốc tế thực hiện, cả do các đơn vị trong nước thực
hiện. Rất nhiều cuộc hội thảo cả ở mức thành phố, cả ở mức quốc gia, đã được tổ
chức. Các kết luận được đưa ra tại các báo cáo cũng như các cuộc hội thảo đều
khẳng định sự cần thiết cũng như tính khả thi của việc ứng dụng cơng nghệ GIS.

Hiện nay, hệ thống thông tin địa lý (GIS) đang được ứng dụng rộng rãi trong
các ngành, các cấp khác nhau từ trung ương đến địa phương, GIS được xem như là
một công cụ quản lý và trợ giúp ra quyết định trong rất nhiều lĩnh vực như: quản lý
đất đai, bất động sản, giao thông, tài nguyên và môi trường, GIS cho phép tạo lập
bản đồ, phối hợp thông tin, khái quát các viễn cảnh, giải quyết các vấn đề phức tạp,
và phát triển các giải pháp hiệu quả mà trước đây không thực hiện được. GIS là
một công cụ được các cá nhân, tổ chức, trường học, chính phủ và các doanh nghiệp
sử dụng nhằm hướng tới các phương thức mới giải quyết vấn đề.
Giải pháp quản lý giao thông thông minh trên nền bản đồ số kết nối các ứng
dụng giúp ngành giao thơng vận tải có một hệ thống quản lý tổng thể và mang lại
nhiều lợi ích lớn như tối ưu hóa hiệu quả quản lý nhà nước bằng ứng dụng công
nghệ thông tin; giải quyết được các vấn đề nhức nhối nhất hiện nay cho các doanh
nghiệp và đơn vị vận tải; cung cấp cho người dân các thông tin chỉ dẫn giao thông,
điểm đen, điểm ùn tắc, cảnh báo tốc độ và tạo mơi trường giao thơng an tồn đồng
thời nâng cao ý thức tham gia giao thông, tạo niềm tin và sự an toàn cho người
dân.


Trên cơ sở đó, thực hiện đề tài: “Phân tích thiết kế và xây dựng hệ thống
thông tin địa lý Quận Ba Đình trên nền GIS” nhằm nâng cao năng lực quản lý về vị
trí địa lý quận Ba Đình.
1.2 Các đóng góp của tiểu luận
1.3 Bố cục của tiểu luận

CHƯƠNG 2. KIẾN THỨC NỀN TẢNG
Chương này sẽ nêu ra các khái niệm GIS và các phương pháp thu thập dữ
liệu về quận Ba Đình.
2.1 Khái niệm GIS:
Hệ thống thơng tin địa lý là hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu trên máy tính để
thu thập, lưu trữ, truy cập, phân tích và thể hiện dữ liệu khơng gian. (NCGIA –

National Center for Geographic Information and Analysis, 1988).
Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, truy vấn,
phân tích và hiển thị dữ liệu không gian. (Clarke, 1995).
Hệ thống thông tin địa lý là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần
cứng máy tính, phần mềm, tư liệu địa lý và người điều hành được thiết kế hoạt
động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển
thị tồn bộ các dạng dữ liệu địa lý. Hệ thống thơng tin địa lý có mục tiêu đầu tiên
là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý. (Viện nghiên cứu môi
trường Mỹ, 1994).
2.2 Các phương pháp thu thập dữ liệu.
Dữ liệu được thu thập thủ công, đi khảo sát thực tế, tham khảo tài liệu sách
có sẵn.
Các địa điểm được lấy từ google map.

CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ
Ba Đình là một quận của Hà Nội là một trong những quận có mật độ dân số
cao của Hà Nội có tầm quan trọng nhất định trong việc quản lý thông tin địa lý.


Chính vì vậy ứng dụng cơng nghệ GIS trong việc quản lý hệ thống thông tin địa lý
là điều rất cần thiết.
3.1. Khảo sát
Quận Ba Đình nằm ở phía Tây của Thủ đơ Hà Nội, có diện tích 9,248 km 2 ,
được chia thành 14 phường : Cống Vị, Đối Cấn, Điện Biên, Giảng Võ, Ngọc
Khánh, Ngọc Hà, Kim Mã, Nguyễn Trung Trực, Phúc Xá, Quán Thánh, Thành
Công, Trúc Bạch, Liễu Giai, Vĩnh Phúc. Vị trí địa lý của quận được giới hạn như
sau: phía bắc giáp quận Tây Hồ; phái đơng giáp quận Hồn Kiếm; phía nam giáp
quận Đống Đa; phái tây giáp quận Cầu Giấy.
Về mặt địa mạo quận Ba Đình có 3 dạng chủ yếu sau: Khu vực nằm về phía
đơng (Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh, trung tâm Ba Đình và khu Thành Cổ) có địa

hình khá cao, là nơi đã được xây đựng và ổn định từ hang nghìn năm; khu vực mới
được xây dựng và mở rộng sau 1945 (Giảng Võ, Ngọc Khánh, Thành Cơng ) cũng
có địa hình tương đối cao; khu vực cách các làng xóm được đơ thị hóa ( Ngọc Hà,
Liễu Giai, Vạn Phúc ) có địa hình bằng phẳng và trũng thấp. Như vậy, quận Ba
Đình gồm những khu vực từ xa xưa vẫn tồn tại đến ngày nay với những đặc điểm
riêng mang tính thành thị, tính đơ thị hóa và có cả những nét ngoại thành.
Về mặt thủy văn, Ba Đình được xem là vùng đất non nước, song hồ so với
các quận nội thành khác. Phía bắc có hồ Trúc Bạch, hồ có diện tích 18ha. Đây từng
là nơi cư trú của những người làm nghề chài lưới. Hồ Cổ Ngựa là dấu vết của song
Hồng cũ, thông ra hồ Trúc Bạch chạy ra phố Hàng Thang ( nay đã bị lấp ). Dịng
Hải Trì được đào từ năm 1481, chảy quanh co trong khuôn viên Bách Thảo.
Ba Đình – Hà Nội là một vùng đất hài hịa về phong thủy, núi sơng, là một
mảnh đất thiên nhiên tươi đẹp một phần của mảnh đất đế đô.
3.2 Thu thập và xây dựng CSDL không gian.
3.2.1 Thu thập
Dữ liệu được thu thập từ hệ thống bản đồ thuộc bản quyền tại trang web địa
ốc thông thái.
Dữ liệu sử dụng là bản đồ hành chính Quận Ba Đình – TP Hà Nội.
3.2.2 Thiết kế giao diện chương trình thử nghiệm.


Hệ thống thông tin địa lý được xây dựng để quản lý hệ thống thơng tin địa lý quận
Ba Đình, có các giao diện chương trình chính như sau.
-

Giao diện chính của chương trình:

Giao diện chính của chương trình.
-

Giao diện chỉnh sửa dữ liệu bản đồ.

Giao diện chỉnh sửa dữ liệu bản đồ.


3.3 Usecase tổng quát
Phân hệ Quản lý mạng lưới giao thông đường bộ cho phép quản lý các thông
tin về hiện trạng giao thông đường bộ phục vụ công tác lưu trữ, báo cáo.
Phân hệ Quản lý mạng lưới giao thơng đường bộ thành phố Hà Nội có đối
tượng sử dụng và các chức năng cụ thể như sau :
- Đối tượng sử dụng: là các cán bộ, nhân viên của đơn vị chức năng được giao
nhiệm vụ cập nhật dữ liệu và lập báo cáo về mạng lưới giao thông đường bộ thành
phố Hà Nội.
- Các chức năng bao gồm:
+ Thao tác với bản đồ.
+ Chỉnh sửa bản đồ.
Mô hình Usecase các chức năng

 Usecase thao tác với bản đồ:

Hình 3.5.1 Usecase thao tác với bản đồ.


Chức năng thao tác bản đồ: Với chức năng này người dùng hệ thống có thể
thao tác xem, hiện những thông tin cần thiết trên bản đồ.
 Usecase chỉnh sửa bản đồ:

3.4 Phân rã Usecase tổng quát

Chương 4: Xây dựng chương trình

4.1 Thu thập dữ liệu, xây dựng CSDL khơng gian.
4.1.1 Thu thập dữ liệu.
Các dữ liệu, thông tin trên bản đồ được thu thập chính từ trang Bách khoa toàn
thư mở Wikipedia.
Dữ liệu sử dụng là bản đồ hành chính quận Ba Đình thuộc bản quyền của cơng
ty địa ốc Thông Thái.
4.2 Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian.
4.2.1 CSDL không gian lớp Điểm ATM.
STT

Tên trường

Kiêu dữ liệu

Ghi chú


1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

4.2.2 CSDL không gian lớp Điểm trạm xe.

STT

Tên trường

Kiểu dữ liệu

Ghi chú

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

matramxe

text

Mã trạm xe

4

tentramxe

text

Tên trạm xe

4.2.3 CSDL không gian lớp Điểm cây xăng.
STT

Tên trường

Kiểu dữ liệu

Ghi chú

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

ma

text

Mã cây xăng

4

ten

text

Tên cây xăng

4.2.4 CSDL không gian lớp Điểm ngân hàng.
STT

Tên trường

Kiêu dữ liệu

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

ten

text

Ghi chú

Tên ngân hàng


4.2.5 CSDL không gian lớp Điểm du lịch.
STT

Tên trường

Kiểu dữ liệu

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

ten

text

Ghi chú

Tên điểm du lịch

4.2.6 CSDL không gian lớp Điểm bệnh viện.
STT

Tên trường

Kiểu dữ liệu

Ghi chú

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

ma

text

Mã bệnh viện

4

ten

text

Tên bệnh viện

4.2.7 CSDL không gian lớp Điểm chùa đền.
STT

Tên trường

Kiểu dữ liệu

Ghi chú

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

ma

text

Mã chùa đền

4

ten

text

Tên chùa đền

4.2.2.8 CSDL không gian lớp Điểm khu quân sự.
STT

Tên trường

Kiểu dữ liệu

Ghi chú


1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

ma

text

Mã khu quân sự

4

ten

text

Tên khu quân sự

4.2.9 CSDL không gian lớp Điểm Đại sứ quán.
STT

Tên trường

Kiểu dữ liệu

Ghi chú

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

ma

text

Mã Đại sứ quán

4

ten

text

Tên Đại sứ quán

5

Đia_chi

Short

Địa chỉ

4.2.10 CSDL không gian lớp Trường.
STT

Tên trường

Kiểu dữ liệu

Ghi chú

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

ma

text

Mã trường

4

ten

text

Tên trường

5

dientich

double

Diện tích trường

6

SHAPE_Length

double

7

SHAPE_Area

double


4.2.11 CSDL không gian lớp Khu công nghiệp.
STT

Tên trường

Kiểu dữ liệu

Ghi chú

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

ten

text

Tên khu CN

4

s

double

Diện tích khu CN

5

SHAPE_Length

double

6

SHAPE_Area

double

4.2.12 CSDL khơng gian lớp Khu thể thao.
STT

Tên trường

Kiểu dữ liệu

Ghi chú

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

ten

text

Tên khu thể thao

4

s

double

Diện tích

5

SHAPE_Length

double

6

SHAPE_Area

double

4.2.13 CSDL khơng gian lớp Hồ.
STT
1

Tên trường

OBJECTID

Kiểu dữ liệu
OBJECTID ID

Ghi chú


2

SHAPE

Geometry

3

ma

text

Mã hồ

4

ten

text

Tên hồ

5

dientich

double

Diện tích hồ

6

SHAPE_Length

double

7

SHAPE_Area

double

4.2.14 CSDL khơng gian lớp Sơng.
STT

Tên trường

Kiểu dữ liệu

Ghi chú

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

tensong

text

Tên sông

4

chieudai

double

Chiều dài sông

5

SHAPE_Length

double

6

SHAPE_Area

double

4.2.15 CSDL không gian lớp Các phường.
STT

Tên trường

Kiêu dữ liệu

Ghi chú

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

map

text

Mã phường

4

ten

text

Tên phường


5

dientich

double

Diện tích phường

6

danso

short

Dân số phường

7

SHAPE_Length

double

8

SHAPE_Area

double

4.2.16 CSDL khơng gian lớp Ranh giới phường.
STT

Tên trường

Kiểu dữ liệu

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

SHAPE_Length

double

Ghi chú

4.2.17 CSDL không gian lớp Ranh giới quận.
STT

Tên trường

Kiểu dữ liệu

1

OBJECTID

OBJECTID ID

2

SHAPE

Geometry

3

SHAPE_Length

double

4.3 Các lớp bản đồ nền
4.3.1 Lớp điểm cây ATM.

Ghi chú


Lớp điểm cây ATM.
4.3.2 Lớp điểm trạm xe.

Lớp điểm trạm xe.


4.3.3 Lớp điểm cây xăng.

Lớp điểm cây xăng.
4.3.4 Lớp ngân hàng.

Lớp điểm ngân hàng.


4.3.5 Lớp điểm du lịch.

Lớp điểm du lịch.

4.3.6 Lớp điểm bệnh viện.

Lớp điểm bệnh viện.


4.3.7 Lớp điểm chùa đền.

Lớp điểm chùa đền.
4.3.8 Lớp điểm khu quân sự .


Lớp điểm khu quân sự.
4.3.9 Lớp điểm Đại sứ quán.

Lớp điểm Đại sứ quán.
4.3.10 Lớp trường.

Lớp trường.


4.3.11 Lớp khu công nghiệp.

Lớp khu công nghiệp.
4.3.12 Lớp khu thể thao.

Lớp khu thể thao.