Báo cáo tốt nghiệp ngành địa chính Lập trình GIS trong quản lý đường phố và số nhà trên địa bàn thị trấn dĩ an huyện dĩ an tỉnh bình dương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI & BẤT ĐỘNG SẢN






BÁO CÁO TỐT NGHIỆP




ĐỀ TÀI:


ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ ĐƯỜNG PHỐ
VÀ SỐ NHÀ TRÊN ĐỊA BÀN THỊ TRẤN DĨ AN,
HUYỆN DĨ AN, TỈNH BÌNH DƯƠNG

SVTH
MSSV
LỚP
KHÓA
NGÀNH

:
:
:
:
:
ĐẶNG THẢO LAM
06151011
DH06DC
2006 – 2010
CÔNG NGHỆ ĐỊA CHÍNH









Tháng 7 năm 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI & BẤT ĐỘNG SẢN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ ĐỊA CHÍNH






ĐẶNG THẢO LAM

ĐỀ TÀI :

ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ ĐƯỜNG PHỐ VÀ
SỐ NHÀ TRÊN ĐỊA BÀN THỊ TRẤN DĨ AN,
HUYỆN DĨ AN, TỈNH BÌNH DƯƠNG





Giáo viên hướng dẫn: KS. NGUYỄN TRUNG QUYẾT
(Địa chỉ cơ quan: Trường Đại Học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh)

Ký tên:









- Tháng 7 năm 2010 -

LỜI CẢM ƠN

Con xin ghi nhớ công ơn to lớn của ba mẹ, người đã dày công sinh thành,
nuôi dưỡng, dạy dỗ con nên người và có được kết quả như ngày hôm nay.
Trong những năm tháng học tập trên ghế giảng đường,em đã được quý thầy cô
tận tâm truyền đạt những kiến thức, những kinh nghiệm quý báu, tạo cho em nền tảng
vững chắc trên con đường sự nghiệp sau này.
Em xin chân thành cảm ơn:
- Ban Giám hiệu trường Đại học Nông lâm TPHCM
- Quý thầy cô khoa Quản lý đất đai và bất động sản
- Quý thầy cô thỉnh giảng
đã tận tâm truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập.
Đặc biệt với lòng biết ơn sâu sắc em xin gởi đến :
- Thầy Nguyễn Trung Quyết
Là người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện
luận văn tốt nghiệp.
Tập thể các anh chị Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Dĩ An, tỉnh Bình
Dương đã tận tình giúp đỡ, cung cấp tài liệu và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu,
tạo mọi điều kiện tốt để em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Tôi xin cảm ơn các bạn sinh viên lớp Công Nghệ Địa Chính kháo 32 đã động
viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như khi thực hiện luận văn tốt
nghiệp.
Dù đã cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được
sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn.
Chân thành cám ơn!

Tháng 7/2010
Sinh viên

Đặng Thảo Lam



TÓM TẮT LUẬN VĂN
Sinh viên thực hiện: Đặng Thảo Lam, nghành Công Nghệ Địa Chính, Khoa Quản Lý Đất Đai
Bất Động Sản, Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2010.
Đề tài: ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ ĐƯỜNG PHỐ VÀ SỐ NHÀ
TRÊN ĐỊA BÀN THỊ TRẤN DĨ AN, HUYỆN DĨ AN, TỈNH BÌNH DƯƠNG
Giáo viên hướng dẫn: KS. Nguyễn Trung Quyết
Đề tài được tiến hành tại Trung Phòng Tài Nguyên và Môi Trường huyện Dĩ An, tỉnh
Bình Dương từ tháng 03 đến tháng 06 năm 2010.
Hiện nay việc đánh số nhà tại thị trấn Dĩ An chưa được thống nhất, quản lý ở
dạng giấy và dạng số nhưng còn ở dạng dữ liệu thô. Cùng với công tác đặt số nhà thủ công, thô
sơ nên còn nhiều sai sót, không linh hoạt trong cập nhật và chỉnh lý. Trên một số đường mới
xây dựng chưa có tên đường, có nhà đã được xây dựng trên những con đường đã có tên
nhưng chưa có số nhà hay số nhà bị trùng nhau trên cùng một con đường hay cùng một
phường có tên đường trùng nhau
Do đó việc đặt tên đường cho các tuyến đường mới và đánh số nhà cho các nhà mới
được xây dưng đã trở nên cấp thiết để phù hợp với số nhà, tên đường hiện tại của khu vực thị
trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương là một đô thị cấp vùng của vùng kinh tế trọng điểm
phía nam.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geographical Information System) là một trong những
phần mềm được ứng dụng nhiều trong công tác phân tích, xử lý, cập nhật và quản lý dữ liệu cho
các lĩnh vực khác nhau. Nhằm đáp ứng yêu cầu làm tốt công tác đặt tên đường và số nhà
một cách khoa học, thống nhất. Ứng dụng GIS trong quản lý đường phố và số nhà là một
giải pháp giúp thị trấn Dĩ An quản lý nhà và đường phố tại địa phương có hiệu quả nhất.
Xuất phát từ thực tế trên: “Ứng dụng GIS trong quản lý đường phố và số nhà
trên địa bàn thi trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương” sẽ góp phần cải thiện
những bất cập trong quản lý đường phố và số nhà ở thị trấn Dĩ An.

Nội dung nghiên cứu
- Thu thập, tổng hợp và xử lý số liệu liên quan đến xây dựng cơ sở dữ liệu
nguồn cho GIS.
- Chuẩn hóa dữ liệu, xây dựng dữ liệu không gian, dữ liệu phi không gian
(thuộc tính), nhập dữ liệu thuộc tính.
- Thiết kế - xây dựng công cụ quản lý.
Kết quả nghiên cứu
- Bản đồ số thông tin về thửa đất, số nhà, tên đường trên địa bàn thị trấn Dĩ An, huyện Dĩ An,
tỉnh Bình Dương.
- Công cụ quản lý thông tin đường phố, số nhà trên địa bàn thị trấn Dĩ An, huyện Dĩ
An, tỉnh Bình Dương.



MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1
PHẦN 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2
I.1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2
I.1.1. Cơ sở khoa học 2
I.1.2. Cơ sở pháp lý 2
I.1.3. Cơ sở thực tiễn 2
I.2. GIỚI THIỆU CHUNG. 3
I.2.1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 3
I.2.1.1.Định nghĩa GIS 3
I.2.1.2.Lịch sử phát triển GIS 3
I.2.1.3. Các thành phần của GIS 4
I.2.1.4. Nhiệm vụ của GIS và nguyên tắc hoạt động của Gis 5
I.2.1.5. Khuynh hướng phát triển GIS 11
I.2.1.6. Ứng dụng GIS trên thế giới và ở Việt Nam 14

I.2.2 Hệ thống thông tin đất đai. 19
I.2.3 Các phần mềm ứng dụng 23
I.2.3.1 Phần mềm Gis. 23
I.2.3.2 Phần mềm Arcview 26
I.2.3.3 Phần mềm Autocad 29
I.3. KHÁI QUÁT VÙNG NGHIÊN CỨU 29
I.3.1. ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN &
CẢNH QUAN MÔI TRƯỜNG 29
I.3.1.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên 29
I.3.1.2. Các nguồn tài nguyên thiên nhiên 31
I.3.1.3. Thực trạng môi trường 32
I.3.2. THỰC TRẠNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI 35
I.3.2.1 Tăng trưởng kinh tế 35
I.3.2.2. Chuyển dịch cơ cấu kinh tế 35
I.3.2.3.Thực trạng phát triển các ngành kinh tế 35
I.3.2.4. Dân số, lao động, việc làm và thu nhập 36
I.3.2.5. Thực trạng phát triển đô thị 37
I.3.2.6. Thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội 37
I.3.2.7 Hiện trạng sử dụng đất 41
I.4. NỘI DUNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - QUY TRÌNH THỰC HIỆN 44
I.4.1. Nội dung nghiên cứu 44
I.4.2. Phương pháp và phương tiện nghiên cứu 44
I.4.3. Quy trình thực hiện 45
PHẦN II: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 46
II.1. ĐÁNH GIÁ NGUỒN TÀI LIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG LÀM BẢN ĐỒ NỀN 46
II.2. HỆ THỐNG QUẢN LÝ ĐƯỜNG PHỐ VÀ SỐ NHÀ. 47
II.2.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu. 47
II.2.1.1 Tạo bản đồ nền 47

II.2.1.2 Tạo bản đồ đường phố. 51

II.2.2. Xây dựng hệ thống 53
II.2.2.1. Tạo ứng dụng tùy biến 54
II.2.2.2. Thiết kế giao diện ứng dụng (Dialog) 55
II.2.3. Truy vấn thông tin 58
II.2.3.1. Sử dụng trực tiếp công cụ của phần mềm ArcView 58
II.2.3.2. Sử dụng hệ thống quản lý thông tin 60
II.3. Cập nhật thông tin 63
II.3.1 Tìm và sửa thông tin nhà. 65
II.3.2 Cập nhật thông tin đường. 67
II.4. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA HỆ THỐNG 63
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65
1. Kết luận 65
2. Kiến nghị 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO 67


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình I.1: Các thành phần của GIS 4
Hình I.2: Thiết bị của GIS 5
Hình I.3: Thiết bị của GIS 6
Hình I.4: Phân tích liền kề 7
Hình I.5: Phân tích chồng xếp 8
Hình I.6: Nguyên tắc hoạt động của GIS 8
Hình I.7:Tình hình phát triển của GIS 13
Hình I.8: Quy trình tổng thể xây dựng giải pháp 19
Hình I.9: Quy trình vận hành hệ thống 20
Hình I.10: Chức năng hệ thống báo cáo 20
Hình I.11: Giao diện ArcView 24
Hình I.12: Lược đồ mô hình đối tượng 26
Hình I.13: Sơ đồ vị trí 27

Hình II.1: Cấu trúc bản đồ nền 43
Hình II.2 : Thông tin về số nhà sau cập nhật 44
Hình II.3 : Chọn thửa đất để cập nhật tên đường 44
Hình II.4 : Thông tin về số nhà, tên đường, địa chỉ nhà sau cập nhật 45
Hình II.5: Kết quả thuộc tính sau cập nhật trên toàn thị trấn Dĩ An 45
Hình II.6 :Thông tin đường sau khi cập nhật 46
Hình II.7: Chuyển đổi dữ liệu bằng phần mềm MapInfo 47
Hình II.8: Cửa sổ tạo ứng dụng 48
Hình II.9: Cửa sổ giao diện Dialogs 50
Hình II.10: Dialog quản lý thông tin thửa đất 50
Hình II.11: Hộp thoại thuộc tính 51
Hình II.12: Dialog xem thông tin đường 51
Hình II.13: Công cụ kết hợp quản lý đường phố - số nhà 52
Hình II.14: Truy vấn dữ liệu bằng công cụ Identify 52
Hình II.15: Truy vấn dữ liệu bằng công cụ Find 53
Hình II.16: Truy vấn dữ liệu bằng xây dựng biểu thức truy vấn. 53
Hình II.17: Kết quả truy vấn dữ liệu bằng xây dựng biểu thức truy vấn 54
Hình II.18: Hộp thoại nhập thuộc tính và kết quả theo địa chỉ nhà 54
Hình II.19: Thể hiện thửa đất cần tìm 55
Hình II.20: Hộp thoại nhập thuộc tính và kết quả theo thông tin thửa đất 55
Hình II.20: Hộp thoại nhập thuộc tính và kết quả theo tên đường 55
Hình II.21: Hộp thoại nhập thuộc tính và kết quả truy vấn theo tên đường 57
Hình II.22: Hộp thoại nhập thuộc tính và kết quả truy vấn theo số nhà 57
Hình II.23: Hộp thoại nhập thuộc tính và kết quả xem thông tin đường 58

Hình II.24: Cửa sổ tạo ứng dụng 60
Hình II.25: Dialog cập nhật thông tin nhà 60
Hình II.26: Cập nhật thông tin nhà 61
Hình II.27: Hộp thoại thông báo 61
Hình II.28: Cập nhật thông tin đường 62

Hình II.29: Chọn đường cần cập nhật 62
Hình II.30: Dialog cập nhật thông tin đường 63
Hình II.31: Hộp thoại thông báo 63

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1: Thông tin đất đai và thông tin liên quan đến đất đai 18
Bảng 2: Mô tả đơn vị đất đai thị trấn Dĩ An 28
Bảng 3: Tình hình trồng trọt của thị trấn trong năm 2010 30
Bảng 4:Tình hình biến động dân số qua các năm 31
Bảng 5: Hiện trạng tôn giáo năm 2010 32
Bảng 6: Một số tuyến đường chính trên địa bàn thị trấn do Huyện Quản lý 32
Bảng 7: Một số tuyến đường giao thông nông thôn do thị trấn quản lý 33
Bảng 8: Một số chỉ tiêu giáo dục qua các năm 34
Bảng 9: Chỉ tiêu y tế qua các năm 35
Bảng 10: Hiện trạng sử dụng đất của thị trấn Dĩ An năm 2010 36
Bảng 11: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp của thị trấn 2010 36
Bảng 12: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp của thị trấn 2010 37
Bảng 13 : Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của Bản đồ nền 43
Bảng 14: Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của Bản đồ đường phố 46
Bảng 15: Danh sách các Item trong Menu quản lý thông tin 39
Bảng 16: Danh sách các Item trong Menu câlp nhật thông tin 57

DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1 : Các hệ thống thông tin đất đai 17
Sơ đồ 2 : Quy trình thực hiện đề tài 40
Sơ đồ 3 : Quy trình tạo bản đồ nền 42
Sơ đồ 4 :Quy trình thiết kế chức năng quản lý thông tin 48
Sơ đồ 5 :Quy trình thiết kế chức năng cập nhật thông tin 57

DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 1: Cơ cấu sử dụng đất năm 2010 36
Biểu đồ 2: Cơ cấu sử dụng đất phi nông nghiệp của thị trấn năm 2010 38



Trang 1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Đất nước ta ngày càng phát triển, đặc biệt từ khi nước ta gia nhập WTO, thúc
đấy nền kinh tế nước ta phát triển vượt bậc, dân số ngày càng đông đúc kéo theo nhu
cầu nhà ở của người dân ngày càng nhiều, tứ đó nhà ở mọc lên chen chút với số lượng
lớn. Nhà ở mọc lên càng nhiều thì đường sá ngày càng được mở rộng, nâng cấp và xây
dựng mới.Trước tình hình đó dẫn đến sự phức tạp trong vấn đề quản lý nhà ở, đường
phố của cả nước nói chung và của thị trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương nói
riêng.Thị trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương là trung tâm kinh tế chính trị của
huyện, nằm ở vị trí cửa ngỏ vào các thành phố lớn trong vùng kinh tế trọng điểm phía
nam, có tốc độ phát triển rất nhanh, nên vấn đề quản lý nhà ở và đường phố tại địa
phương là vấn đề rất phức tạp. Số nhà, tên đường phố là thành phần quan trọng của
một ngôi nhà (nhà ở và các công trình xây dựng) và hạ tầng giao thông đô thị. Nhờ nó
ta có thể phân biệt được giữa nhà này với nhà khác.Vì vậy, việc đánh số nhà, tên
đường hiện nay có nối quan hệ mật thiết với nhau, cần phải được giải quyết.
Mặt khác,do nhu cầu truy xuất thông tin về chuyển nhượng đất đai, nhà ở lớn. Hiện tại
số nhà và đường phố trên địa bàn thị trấn Dĩ An được quản lý ở dạng giấy và dạng số tuy nhiên
ở dạng dữ liệu thô. Công tác đặt số nhà thủ công, thô sơ còn nhiều thiếu sót, không linh hoạt
trong cập nhật, chỉnh lý thông tin mới.
Ứng dụng tin học trong công tác quản lý thông tin đất đai và nhà ở ngày càng phát triển,
một trong những ứng dụng đó chính là những kỹ thuật của hệ thống thông tin địa lý (GIS –
Geographical Information System). Trước đây, GIS ứng dụng vào lĩnh vực số hóa bản đồ. Tuy
nhiên trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của GIS, GIS đã được ứng dụng nhiều
trong công tác phân tích, xử lý, cập nhật và quản lý dữ liệu cho các lĩnh vực khác nhau. Do vậy,
ứng dụng GIS trong quản lý đường phố và số nhà là một giải pháp hữu hiệu.

Nhằm góp phần làm tốt công tác đặt tên đường và số nhà một cách khoa học, thống
nhất, công tác quản lý quy hoạch, xây dựng, chỉnh trang diện mạo đô thị, tạo điều kiện
thuận lợi cho việc giao dịch, quan hệ của các tổ chức cá nhân trong xã hội, được sự
đồng ý của bộ môn Công Nghệ Địa Chính, Khoa Quản Lý Đất Đai và Bất Động Sản
Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Ứng dụng GIS
trong quản lý đường phố và số nhà trên địa bàn thi trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh
Bình Dương”
Mục tiêu nghiên cứu:
- Xây dựng hệ thống quản lý đường phố, số nhà trên địa bàn thị trấn Dĩ An,
huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương bằng GIS.
- Truy xuất, cập nhật thông tin, dữ liệu về nhà ở, đất đai .
Đối tượng nghiên cứu :
- Bản đồ: bản đồ địa chính, bản đồ số nhà, bản đồ đường phố…
- Phần mềm ứng dụng: Microstation, Mapinfo, Arcview.
Phạm vi nghiên cứu: Một số thông tin về đường phố, số nhà, thông tin thửa
đất trong phạm vi ranh giới hành chính thị trấn Dĩ An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương.

Trang 2
PHẦN 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
I.1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
I.1.1. Cơ sở khoa học
Một số khái niệm
-“Đánh số nhà”: là việc xác định số nhà theo các nguyên tắc quy ước thống
nhất.
-“Gắn biển số nhà”: là việt xác định để gắn biển vào vị trí lắp đặt biển số nhà
theo nguyên tắc thống nhất.
- Quy hoạch: Là việc xác định một trật tự nhất định bằng những hoạt động phân
bố, bố trí, sắp xếp, tổ chức…
- Quy hoạch giao thông: Là một bộ phận hết sức quan trọng trong thiết kế quy
hoạch đô thị. Mạng lưới giao thông đô thị quyết định hình thái tổ chức không gian đô

thị, hướng phát triển đô thị, cơ cấu tổ chức sử dụng đất đai và mối quan hệ giữa các bộ
phận chức năng với nhau.
I.1.2. Cơ sở pháp lý
Hiến pháp nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam năm 1992 đã được sửa
đổi, bổ sung theo Nghị quyết số 51/2001/QH10 ngày 25 tháng 12 năm 2001 của Quốc
hội khóa X, kỳ họp thứ 10.
Luật Xây dựng số 16/2003/QH11 ngày 26 tháng 11 năm 2003 của Quốc hội
nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam.
Luật Nhà ở ngày 29 tháng11 năm 2005.
Nghị định số 90/2006/NĐ-CP ngày 06/09/2006 của Chính phủ Quy định chi tiết
và hướng dẫn thi hành Luật Nhà ở.
Quyết định 05/2006/QĐ-BXD của Bộ Trưởng Bộ Xây Dựng ngày 08 tháng 03
năm 2006 về việc ban hành quy chế đánh số và gắn biển số nhà.
Quy chế đánh số và gắn biển số nhà (Ban hành theo Quyết định 05/2006/QĐ-
BXD của Bộ Trưởng Bộ Xây Dựng ngày 08 tháng 03 năm 2006).
Nghị định số 91/2005/NĐ-CP ngày 11 tháng 07 năm 2005 của Chính phủ về
việc ban hành Quy chế đặt tên, đổi tên,đổi tên đường, phố và công trình công cộng.
Thông tư 36/2006/TT-BVH-TT ngày 20 tháng 3 năm 2006 của Bộ VH-TT
hướng dẫn thực hiện một số điều của Quy chế đặt tên, đổi tên đường, phố và công
trình công cộng ban hành kèm theo Nghị định số 91/2005/NĐ-CP.
I.1.3. Cơ sở thực tiễn
Hiện nay công tác thực hiện việc đặt tên, quản lý đường phố và số nhà ở nước
ta phần lớn đã thực hiện ở tất cả các Tỉnh, Thành nhưng tính khả thi chưa cao, còn
nhiều bất cập trong tổ chức thực hiện, tầm chiến lược dài hạn còn hạn chế.
Luật Xây dựng số 16/2003/QH11, Luật Nhà ở ngày 29 tháng11 năm 2005,
Quyết định 05/2006/QĐ-BXD, Nghị định 08/2005/NĐ-CP, Thông tư 36/2006/TT-
BVH-TT…. Ra đời đã nêu rõ trách nhiệm quyền hạn trong công tác Quy hoạch đặt tên
đường phố và số nhà nhằm đảm bảo tính khả thi trong quy hoạch.

Trang 3

Thực tiễn công tác Quy hoạch đặt tên đường phố và số nhà của các nước phát
triển như Anh, Pháp … đã hoàn thiện và đạt được hiệu quả cao về phát triển về các
mặt kinh tế xã hội và môi trường
I.2. GIỚI THIỆU CHUNG.
I.2.1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
I.2.1.1.Định nghĩa GIS
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) được định nghĩa là:Hệ thống thông tin địa lý
(GIS) được định nghĩa như là một hệ thống thông tin mà nó sử dụng dữ liệu đầu vào,
các thao tác phân tích cơ sở dữ liệu đầu ra liên quan về mặt địa lý không gian
(Geographic or geospatial), nhằm trợ giúp việc thu nhận, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân
tích và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực để giải quyết các vấn đề tổng
hợp thông tin cho các mục đích của con người đặt ra, chẳng hạn như: Để hỗ trợ việc ra
các quyết định cho việc quy hoạch và quản lý sử dụng đất, tài nguyên thiên nhiên, môi
trường, giao thông, dễ dàng trong việc quy hoạch phát triển đô thị và những việc lưu
trữ dữ liệu hành chính
I.2.1.2.Lịch sử phát triển GIS
Hệ thống thông tin địa lí là một nhánh của công nghệ thông tin được hình thành từ
những năm 1960 và được phát triển rộng rãi trong 10 năm trở lại đây. Có thể nói hệ
thống thông tin địa lí được hình thành dựa trên nền tảng hệ thống địa lí (hệ thống các
bản đồ có hiển thị thông tin và thuộc tính của các vị trí) trước đó trong lịch sử.
Hệ thống địa lí được sử dụng sớm nhất vào năm 1854 bởi một người Anh tên là John
Snow. Ông đã mô tả sự lây lan của bệnh dịch tả ở Luân Đôn bằng cách đánh dấu các
điểm dịch lên bản đồ, và cách làm của ông đã mang lại hiệu quả trong việc xác định
hướng lây lan của dịch bệnh và kịp thờ
Năm 1962, hệ thống thông tin địa lí đầu tiên hoạt động thực sự trên thế giới được ra
đời tại Canada, được phát triển bởi cục phát triển nông lâm nghiệp Canada. Đó là công
trình nghiên cứu của tiến sĩ Roger Tomlinson có tên là Canada Geographic
Information System (CGIS). Hệ thống này được sử dụng để lưu trữ, phân tích và quản
lý các dữ liệu được thu thập cho Canada Land Inventory (CLI), một tổ chức xác định
tiềm năng đất đai cho nền nông nghiệp Canada bằng cách ánh xạ các thông tin về đất,

rừng, các loại động vật, sông suối, đất nông nghiệp… vào bản đồ với tỉ lệ 1:50.000.
CGIS là hệ thống thông tin địa lí đầu tiên trên thế giới và là một sự cải tiến các ứng
dụng Mapping, các cơ chế overlay, đo đạc và số hóa… Nó hỗ trợ các thông tin về hệ
thống tọa độ quốc tế, các thông tin về thuộc tính và địa điểm được lưu trữ trong các
file tách biệt. Chính vì thế, Tomlinson được xem như là cha đẻ của GIS, đặc biệt khi
ông sử dụng overlay trong việc đề xướng sự phân tích không gian của sự hội tụ dữ liệu
hình học. Đến năm 1990, CGIS đã xây dựng được một cơ sở dữ liệu số về tài nguyên
đất lớn nhất ở Canada. Nó được phát triển như một hệ thống khung chính, quản lý việc
sử dụng và hoạch định các tài nguyên đất ở các bang.
Năm 1964, Howard T Fisher thành lập phòng thí nghiệm đồ họa máy tính và phân tích
không gian tại trường Harvard Graduate School of Design, nơi mà một số khái niệm lý
thuyết quan trọng về vận dụng dữ liệu không gian được phát triển. Vào năm 1970, họ
đã đưa ra code của hệ thống còn sơ khai và các hệ thống như 'SYMAP', 'GRID',

Trang 4
'ODYSSEY' như là một sự phát triển thương mại đến các trường đại học, các trung
tâm nghiên cứu và các tổ chức trên thế giới.
Vào năm 1980, M&S Computing (sau này là Intergraph), Environmental Systems
Research Institute (ESRI) và CARIS đã nổi lên với vai trò là những nhà bán phần mềm
GIS. Vào cuối những năm 1980 và đầu năm 1990, ngành công nghiệp này rất phát
triển do nhu cầu sử dụng gia tăng của GIS trên các Unix workstations cũng như máy
tính cá nhân. Vào cuối thế kỷ 20, sự phát triển nhanh chóng trên các hệ thống khác
nhau đã hợp nhất và chuẩn hóa trên một vài platforms và người sử dụng bắt đầu có
khái niệm về sử dụng GIS trên internet. Gần đây đã có sự xuất hiện nhanh chóng của
các gói phần mềm GIS miễn phí và mã nguồn mở chạy trên những hệ điều hành khác
nhau, người dùng có thể tùy biến để thực hiện những tác vụ cụ thể.
Ngày nay, GIS là một ngành công nghiệp hàng tỷ đô la với sự tham gia của hàng trăm
nghìn người trên toàn thế giới. GIS được dạy trong các trường phổ thông, trường đại
học trên toàn thế giới. Các chuyên gia của mọi lĩnh vực
I.2.1.3. Các thành phần của GIS

Hình I.1: 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. Ngày nay, phần
mềm GIS có khả năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng, từ máy chủ trung tâm đến
các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng.


Trang 5

Hình I.2: Thiết bị của GIS
 Phần mềm
Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu giữ, phân
tích và 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 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.
I.2.1.4. Nhiệm vụ của GIS và nguyên tắc hoạt động của Gis
a. Nhiệm vụ của Gis
+ Nhập dữ liệu.
+ Thao tác dữ liệu.
+ Quản lý dữ liệu.
+ Hỏi đáp và phân tích.
+ Hiển thị.


Trang 6
 Nhập dữ liệu
Trước khi dữ liệu địa lý có thể được dùng cho GIS, dữ liệu này phải được chuyển
sang dạng số thích hợp. Quá trình chuyển dữ liệu từ bản đồ giấy sang các file dữ liệu
dạng số được gọi là quá trình số hoá.
Công nghệ GIS hiện đại có thể thực hiện tự động hoàn toàn quá trình này với công
nghệ quét ảnh cho các đối tượng lớn; những đối tượng nhỏ hơn đòi hỏi một số quá
trình số hoá thủ công (dùng bàn số hoá). Ngày nay, nhiều dạng dữ liệu địa lý thực sự
có các định dạng tương thích GIS. Những dữ liệu này có thể thu được từ các nhà cung
cấp dữ liệu và được nhập trực tiếp vào GIS.
 Thao tác dữ liệu
Có những trường hợp các dạng dữ liệu đòi hỏi được chuyển dạng và thao tác theo
một số cách để có thể tương thích với một hệ thống nhất định. Ví dụ, các thông tin địa
lý có giá trị biểu diễn khác nhau tại các tỷ lệ khác nhau (hệ thống đường phố được chi
tiết hoá trong file về giao thông, kém chi tiết hơn trong file điều tra dân số và có mã
bưu điện trong mức vùng). Trước khi các thông tin này được kết hợp với nhau, chúng

phải được chuyển về cùng một tỷ lệ (mức chính xác hoặc mức chi tiết). Ðây có thể chỉ
là sự chuyển dạng tạm thời cho mục đích hiển thị hoặc cố định cho yêu cầu phân tích.
Công nghệ GIS cung cấp nhiều công cụ cho các thao tác trên dữ liệu không gian và
cho loại bỏ dữ liệu không cần thiết.
 Quản lý dữ liệu

Hình I.3: Thiết bị của GIS

Ðối với những dự án GIS nhỏ, có thể lưu các thông tin địa lý dưới dạng các file đơn
giản. Tuy nhiên, khi kích cỡ dữ liệu trở nên lớn hơn và số lượng người dùng cũng
nhiều lên, thì cách tốt nhất là sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) để giúp cho
việc lưu giữ, tổ chức và quản lý thông tin. Một DBMS chỉ đơn giản là một phần mền
quản lý cơ sở dữ liệu.Có nhiều cấu trúc DBMS khác nhau, nhưng trong GIS cấu trúc
quan hệ tỏ ra hữu hiệu nhất. Trong cấu trúc quan hệ, dữ liệu được lưu trữ ở dạng các
bảng. Các trường thuộc tính chung trong các bảng khác nhau được dùng để liên kết các
bảng này với nhau. Do linh hoạt nên cấu trúc đơn giản này được sử dụng và triển khai
khá rộng rãi trong các ứng dụng cả trong và ngoài GIS.

Trang 7

 Hỏi đáp và phân tích
Một khi đã có một hệ GIS lưu giữ các thông tin địa lý, có thể bắt đầu hỏi các câu hỏi
đơn giản như:
+ Ai là chủ mảnh đất ở góc phố?
+ Hai vị trí cách nhau bao xa?
+ Vùng đất dành cho hoạt động công nghiệp ở đâu?
Và các câu hỏi phân tích như:
+ Tất cả các vị trí thích hợp cho xây dựng các toà nhà mới nằm ở đâu?
+ Kiểu đất ưu thế cho rừng sồi là gì?
+ Nếu xây dựng một đường quốc lộ mới ở đây, giao thông sẽ chịu ảnh hưởng như thế

nào?
GIS cung cấp cả khả năng hỏi đáp đơn giản "chỉ và nhấn" và các công cụ phân tích
tinh vi để cung cấp kịp thời thông tin cho những người quản lý và phân tích. Các hệ
GIS hiện đại có nhiều công cụ phân tích hiệu quả, trong đó có hai công cụ quan trọng
đặc biệt:
 Phân tích liền kề
+ Tổng số khách hàng trong bán kính 10 km khu hàng?
+ Những lô đất trong khoảng 60 m từ mặt đường?
Ðể trả lời những câu hỏi này, GIS sử dụng phương pháp vùng đệm để xác
định mối quan hệ liền kề giữa các đối tượng.

Hình I.4: Phân tích liền kề
 Phân tích chồng xếp
Chồng xếp là quá trình tích hợp các lớp thông tin khác nhau. Các thao tác
phân tích đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải được liên kết vật lý. Sự chồng
xếp này, hay liên kết không gian, có thể là sự kết hợp dữ liệu về đất, độ dốc, thảm
thực vật hoặc sở hữu đất với định giá thuế.

Trang 8


Hình I.5: Phân tích chồng xếp
 Hiển thị
Với nhiều thao tác trên dữ liệu địa lý, kết quả cuối cùng được hiển thị tốt nhất
dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ. Bản đồ khá hiệu quả trong lưu giữ và trao đổi thông
tin địa lý. GIS cung cấp nhiều công cụ mới và thú vị để mở rộng tính nghệ thuật và
khoa học của ngành bản đồ. Bản đồ hiển thị có thể được kết hợp với các bản báo cáo,
hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác (đa phương tiện).
b.Nguyên tắc hoạt động của GIS
GIS lưu trữ thông tin từ 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 và rất quan trọng, rất có giá trị
trong việc giải quyết các vấn đề thực tế…







Hình I.6: Nguyên tắc hoạt động của GIS
Không giống như dữ liệu của các hệ thống thông tin hiện đại khác, dữ liệu của hệ
thống thông tin địa lý phức tạp, nó bao gồm thông tin về vị trí, các mối liên hệ địa hình
và những thuộc tính của các đối tượng được ghi nhận. Hay có thể nói: dữ liệu của hệ
thống thông tin địa lý ( dữ liệu địa lý) bao gồm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc
tính. Mỗi loại có những đặc điểm riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu giữ số liệu,
hiệu quả, xử lý và hiển thị.
Dữ liệu không gian: Cơ sở dữ liệu không gian là cơ sở dữ liệu lưu trữ vị trí, hình
dạng của các đối tượng không gian cùng với đặc điểm thuộc tính của chúng.
Dữ liệu thuộc tính(hay là dữ liệu phi không gian): là dữ liệu mô tả các đặc điểm,
đặc tính của đối tượng tự nhiên- kinh tế- xã hội. Các đặc tính có thể là định tính hoặc
định lượng.

Quản lý
số liệu
xử lý
số
liệu
Phân tích
mô hình

hoá
Số
liệu
vào
số liệu
ra



Trang 9
Mô hình cơ sở dữ liệu không gian:
Bản đồ thực chất là sản phẩm thu được trong việc đơn giản hóa một thực thể. Nó
phản ánh đồng thời những thông tin đặc trưng và các thông tin tổng hợp. Thông tin
tổng hợp thường được thể hiện dưới dạng các ký hiệu, ngược lại, các đối tượng hình
ảnh được biểu diễn theo tọa độ không gian. Dữ liệu không gian thường được hiển thị
theo hai phương pháp. Phương pháp thứ nhất biểu diễn dưới dạng các đơn vị bản đồ.
Phương pháp thứ hai biểu diễn dưới dạng các ô lưới hay ma trận. Hai phương pháp
này gọi là mô hình vector và mô hình raster tương ứng.
Mô hình dữ liệu raster:
Trong cấu trúc này thực thể không gian được biểu diễn thông qua các ô (cell) hoặc
ô ảnh (pixel) của một lưới các ô. Trong máy tính lưới này được lưu trữ dưới dạng ma
trận trong đó mỗi cell được xác định bởi giao điểm của một hàng, một cột trong ma
trận.
Trong cấu trúc này điểm được xác định bởi các cell, đường được xác định bởi
một số các cell liền kề nhau theo hướng, vùng được xác định bởi các cell mà trên đó
thực thể phủ lên.
Biểu diễn raster được xây dựng trên cơ sở hình học phẳng ơ- cơ -lit. Mỗi một cell
sẽ tương ứng với một diện tích vuông trên thực tế. Độ lớn của cạnh ô vuông này còn
được gọi là độ phân giải của dữ liệu. Kích thước các cell càng nhỏ thì việc biểu diễn
các đối tượng càng chi tiết và chính xác. Tuy nhiên, điều này có nghĩa là kích thước

của dữ liệu rất lớn và tốn bộ nhớ.
Như vậy có thể nói cell (pixel) là phần tử cơ bản của dữ liệu dạng raster, mỗi một
pixell được gán một giá trị số, các pixell có cùng giá trị như nhau biểu diễn cùng một
đối tượng.
Các nguồn dữ liệu có thể xây dựng nên dữ liệu Raster:
 Quét ảnh.
 Ảnh máy bay, ảnh vệ tinh.
 Chuyển từ dữ liệu vector sang.
Mô hình dữ liệu Raster có những sai số nhất định như:
 Sai số do tuổi của dữ liệu.
 Sai số do tỷ lệ của bản đồ.
 Sai số do thiết bị quét không đạt yêu cầu về thông số kỹ thuật.
 Sai số do dữ liệu nguồn.
Mô hình dữ liệu raster đã được ứng dụng rộng rãi cho việc quản lý môi trường và
tài nguyên thiên nhiên, ví dụ mô hình xử lý không gian của một đám cháy được mô
hình hóa. Ngoài ra mô hình raster còn có khả năng liên kết dữ liệu viễn thám thông
qua khả năng nội suy kết hợp với mô hình số độ cao(Digital Elevation Model – DEM)
cho khả năng phân tích tổng hợp.
Mô hình dữ liệu vector:
Biểu diễn vector một số đối tượng là một cố gắng để biểu diễn đối tượng càng
chính xác càng tốt. Giả sử có một không gian tọa độ liên tục (không lượng tử hóa như

Trang 10
không gian raster) cho phép xác định chính xác tất cả các vị trí, độ dài, và kích th-ớc
của các đối tượng.
Ngoài ra, khi lưu trữ dữ liệu bằng phương pháp vector ta phải sử dụng mối quan
hệ ẩn để lưu trữ mối quan hệ phức tạp trong một khoảng chứa bé nhất. Dưới đây sẽ
trình bày cấu trúc vector sử dụng trong hệ thống thông tin địa lý để biểu thị và lưu giữ
điểm, đường và vùng.
+ Thực thể điểm: Điểm có thể được xem là đại diện chung nhất cho tất cả các

thực thể địa lý và đồ họa được xác định bằng một cặp tọa độ X, Y . Nhờ cặp tọa độ X,
Y này, những dữ liệu lưu trữ loại khác được chiếu lên điểm và những thông tin bổ trợ
khác. Ví dụ, “một điểm” có thể là một ký hiệu không liên hệ đến một thông tin nào
khác. Bản ghi dữ liệu bao gồm thông tin về ký hiệu, kích thước của ký hiệu. Nếu “
điểm” là văn bản thì bản ghi dữ liệu bao gồm thông tin về các ký tự được biểu diễn,
kiểu chữ, kiểu căn lề ( trái, phải, giữa), tỷ lệ chia hướng.
+ Thực thể đường: Đường là đặc trưng tuyến tính xây dựng từ những đoạn
thẳng nối hai hay nhiều cặp tọa độ. Đường thẳng đơn giản nhất đòi hỏi phải lưu trữ tọa
độ điểm đầu và điểm cuối (hai cặp tọa độ X, Y) và một bản ghi về ký tự được biểu
diễn. Ví dụ ký hiệu tham số có thể được dùng để biểu thị những đường nét liền hay
đường đứt quãng trên thiết bị hiển thị mặc dù tất cả các đoạn của đường đứt quãng
hiển thị ấy không được lưu giữ trong cơ sở dữ liệu.
Một cung, một chuỗi hoặc một xâu là tập hợp của n cặp tọa độ mô tả một đường
liên tục. Không gian lưu trữ dữ liệu được tiết kiệm nhưng tốn thời gian xử lý. Việc lưu
trữ các cặp số (cặp tọa độ) thích hợp cho việc sử dụng các hàm nội suy toán học và
dùng để đưa dữ liệu ra các thiết bị hiển thị. Với các điểm và các đường đơn giản, các
chuỗi có thể được lưu trữ thành các bản ghi cùng với ký hiệu đường dùng để hiển thị.
+ Thực thể vùng: Vùng là đa giác được biểu diễn bằng nhiều cách khác nhau
trong một cơ sở dữ liệu vector. Hầu hết bản đồ chuyên đề sử dụng trong hệ thống
thông tin địa lý đều phải làm việc với các đa giác (các miền).
- Mục đích của cấu trúc dữ liệu vùng là khả năng mô tả đặc trưng Topo của
vùng (đó là hình dáng, mối quan hệ, sự phân cấp) của các thực thể sao cho các tính
chất liên kết của khối không gian được biểu diễn, quản lý và hiển thị trong bản đồ
chuyên đề.
- Trước tiên, mỗi vùng thành phần trên bản đồ có một hình dạng, chu vi và diện
tích duy nhất, không có một chuẩn đơn nào trong tập hợp raster. Đối với khu đo và bản
đồ địa lý tính đồng dạng về không gian và kích thước rõ ràng là không có.
- Thứ hai, các phân tích địa lý yêu cầu cấu trúc dữ liệu phải có khả năng ghi
nhận những vùng biên của mỗi vùng theo cách đường liên kết trong mạng.
- Thứ ba, các vùng trên bản đồ chuyên đề không phải ở trên cùng một mức

(chẳng hạn như đảo ở trong hồ này lại nằm trên hòn đảo lớn hơn )
+ Các nét khác của các cấu trúc vector: Khi bàn về cấu trúc cơ sở dữ liệu raster,
có lưu ý là làm thế nào mỗi thuộc tính có thể vẽ trên một lớp riêng biệt để tiến tới một
ma trận dữ liệu ba chiều. Về nguyên tắc không giới hạn số lớp, nhưng sự hạn chế ở
đây là dung tích bộ nhớ. Khái niệm chồng lớp rất quen thuộc với những người làm
công tác bản đồ và những người quy hoạch thiết kế, ở chỗ nó thường được tạo nên

Trang 11
trong hệ vector, đặc biệt là nó sử dụng cho thiết kế nhờ trợ giúp của máy tính. Không
giống như các hệ raster ở chỗ mỗi thuộc tính mới trong cơ sở dữ liệu là một lớp mới,
hệ thống lớp được sử dụng trong hệ thống vector kép được dùng để phân biệt các lớp
chính của thực thể không gian, chủ yếu cho mục đích đồ họa và hiển thị.
Thông tin các lớp thường được cộng vào dữ liệu đồ họa bằng cách mã hóa
chuỗi các bit có một “đầu” gắn vào bản ghi dữ liệu của một thực thể đồ họa. Phụ thuộc
vào hệ thống đó, các chuỗi cho phép có 64 hay 256 lớp để biểu diễn. Nói một cách
khác, các “ đầu” thậm chí có thể đ-ợc biễu diễn một cách trơn tru trong những yếu tố
của các thuộc tính phi đồ họa mà chúng được người sử dụng định nghĩa, ví dụ như
đường tàu hỏa, đường ô tô chính, sông suối. Hệ thống lớp chồng cho phép dễ dàng
đếm, đánh dấu và biểu diễn một cách có chọn lọc những thực thể đồ họa.
I.2.1.5. Khuynh hướng phát triển GIS
a. Khuynh hướng phát triển về lý thuyết
Về lý thuyết, hiện nay nhiều nhà khoa học đang theo đuổi nghiên cứu phương
pháp biểu diễn dữ liệu không gian trong các hệ thống thông tin địa lý, sự liên quan các
loại dữ liệu bao gồm dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính, dữ liệu thời gian. Mối
quan hệ giữa những bài toán phân tích không gian theo thời gian thực. Phân tích thống
kê dữ liệu không gian. Thiết kế mô hình dữ liệu và cấu trúc dữ liệu thích hợp. Nghiên
cứu phương pháp và kỹ thuật thiết kế cơ sở dữ liệu không gian. Giáo dục và huấn
luyện kỹ thuật, sử dụng GIS. Nghiên cứu đầy đủ hơn về công nghệ bản đồ, truyền
thông bản đồ (Cartographic Communication).
b. Khuynh hướng phát triển phần cứng

Gần hai thập niên qua, từ khi hảng IBM sản xuất chiếc máy PC đầu tiên thì phần cứng
của máy tính đã có những phát triển vượt bậc, và tính xã hội của chiếc máy PC ngày
càng cao, có thể nói máy tính ngày càng trở thành công cụ không thể thiếu trong cuộc
sống hằng ngày của nhiều người.
Trong lĩnh vực GIS, những thành tựu sau đây của máy tính đã có tác động lớn
đối với sự phát triển khoa học và công nghệ thông tin địa lý.
(1) Xử lý nhanh: Sự phát triển tốc độ xử lý của phần cứng máy tính cho phép thực
hiện những bài toán xử lý dữ liệu không gian hoặc phân tích không gian trên cơ sở
những tập dữ liệu lớn. Trên cơ sở những máy tính xử lý nhanh ấy, những bài toán
liên quan đến độ phân giải cao được giải quyết tốt làm gia tăng độ chính xác của dữ
liệu. Những mô hình toán học phức tạp được xây dựng cùng với những giải thuật
xử lý bao gồm cả những giải thuật thông minh nhân tạo cũng có thể được sử dụng.
Ngoài ra, sự gia tăng tốc độ của máy tính cũng cải thiện khả năng hiển thị tốt hơn,
hấp dẫn hơn. Như vậy, sự gia tăng tốc độ xử lý của máy tính đã cho phép công
nghệ thông tin địa lý mở rộng ra những lĩnh vực áp dụng mới.
(2) Xử lý song song: Kiến trúc máy tính trong thời gian qua cũng thay đổi rất nhiều,
phương thức xử lý đã dần dần phát triển hướng từ xử lý tuần tự các chuỗi dữ liệu
số nối tiếp đến việc xử lý các chuỗi dữ liệu số song song để có thể áp dụng một giải
thuật cùng một lúc cho nhiều nơi trên bản đồ. Những bài toán xử lý liên quan đến
dữ liệu raster, xử lý ảnh hoặc hiển thị cũng có thể áp dụng kỹ thuật xử lý song
song.

Trang 12
(3) Xử lý phân tán trên mạng: Đặc điểm của GIS là xử lý cơ sở dữ liệu cực lớn
(extra large database), nhiều lúc những kỹ thuật xử lý song song cũng không thể
đáp ứng. Trong thập niên tới, các kỹ thuật xử lý phân tán sẽ dần dần được ứng
dụng rộng rãi trong GIS để giải những bài toán dữ liệu cực lớn. Ở đây, sẽ thấy một
tác động mạnh và hữu hiệu chia sẻ tài nguyên dữ liệu trên mạng có nhiều data
server đặt nhiều nơi khác nhau kết nối trên cùng một mạng.
(4) Lưu trữ dung lượng lớn: Dữ liệu của các hệ thống thông tin địa lý ngày càng

nhiều. Lưu trữ dữ liệu thông tin địa lý đòi hỏi những thiết bị có dung lượng lớn, độ
tin cậy cao, bảo quản dễ dàng. Băng từ dần dần không còn là phương tiện lưu trữ
tốt vì dung lượng nhỏ, bảo quản phức tạp. Ngày nay, thiết bị lưu trữ ngày càng
phong phú, những đĩa CD-ROM, đĩa quang WORM (Write-Only-Read-Many-
times), đĩa quang xóa nhiều lần, v.v là những môi trường tốt để lưu trữ dữ liệu
địa lý vì dung lượng của chúng lớn, có thể đến vài chục Gbytes, độ tin cậy cao, dễ
bảo quản.
(5) Thiết bị phần cứng đặc biệt như: server, thiết bị mạng, gia tốc đồ họa (graphics
accelerators), đồng xử lý (co-processors) và đặc biệt là những thiết bị hiển thị như
datashow đã giúp thiết kế những phòng họp về quản lý, qui hoạch, .v.v
(6) Thiết bị ngoại vi như: Sự phát triển công nghệ thông tin địa lý đòi hỏi sử dụng
ngày càng nhiều các máy in màu độ phân giải cao, scanner màu hoặc đen trắng khổ
lớn, những thiết bị multimedia, v.v. . .
c. Khuynh hướng phát triển phần mềm
(1) Hệ quản trị cơ sở dữ liệu: Kiểu dữ liệu bảng hiện nay được sử dụng rất phổ biến.
Tuy nhiên, tiến trình tham chiếu với dữ liệu địa lý được thực hiện phức tạp vì chỉ
một sự thay đổi nhỏ của dữ liệu địa lý cũng làm cho các dữ liệu bảng khó tham
chiếu. Cấu trúc cơ sở dữ liệu định hướng đối tượng không thích hợp cho việc lưu
trữ những dữ liệu đặc trưng cũng như phân tích không gian phức tạp. Nhờ tính mở
cao, cơ sở dữ liệu quan hệ ngày càng được sử dụng phổ biến trong các hệ thống
thông tin địa lý. Mô hình hệ quản trị cơ sở dữ liệu 3 tầng (3-tier) sẽ được sử dụng
phổ biến để tăng khả năng cung cấp và tích hợp dữ liệu của nhiều ngành theo thời
gian thực.
(2) GIS với kỹ thuật đa môi trường (multimedia): Kỹ thuật đa môi trường tích hợp
trình diễn thông tin với các dạng dữ liệu hình ảnh, âm thanh, chữ viết là một kỹ
thuật thích hợp để trình diễn các hệ thống thông tin địa lý phục vụ giảng dạy các
môn học có liên quan đến thông tin không gian, đánh giá tác động môi trường, theo
dõi diễn biến môi trường, mô phỏng các tiến trình địa lý - địa chất, v.v.
(3) GIS thông minh: Những công cụ thông minh sẽ được phát triển trong các hệ
thống thông tin địa lý làm nhiệm vụ trợ giúp quyết định. Các kỹ thuật thông minh

nhân tạo bao gồm logic mờ, hệ chuyên gia, mạng nơ-rôn sẽ là thành phần quan
trọng để phát triển kỹ thuật GIS. Xử lý ngôn ngữ tự nhiên cũng có thể được phát
triển trong GIS để tăng khả năng giao tiếp với người sử dụng.
(4) Mô phỏng và trợ giúp quyết định: Xây dựng những hệ thống thông tin địa lý
thời gian thực là một trong những mục tiêu quan trọng mà tất cả những nhà khoa
học, kỹ thuật của nhiều ngành có liên quan như: kỹ thuật phần cứng, toán và kỹ
thuật phần mềm, đang theo đuỗi và hỗ trợ cho nhau. Mô hình hóa theo không gian

Trang 13
và dự báo trong nhiều lĩnh vực khác nhau là những bài toán được quan tâm trong
các hệ thống thông tin địa lý trong thời gian tới.
(5) Khung công việc (framework): Nhu cầu dịch vụ thông tin địa lý gia tăng, hiệu
quả của hệ thống thông tin địa lý càng cao khi khả năng trao đổi và tích hợp dữ liệu
càng lớn. Trong thời gian tới, sẽ hình thành nhiều khung công việc theo từng địa
phương, từntg quốc gia, từng khu vực và toàn thế giới.

Trang 14
d. Khuynh hường phát triển ứng dụng
Từ xa xưa, thông tin địa lý đã là nhu cầu cần thiết của mọi người trong mọi sinh
hoạt hàng ngày tại những vị trí khác nhau. Mỗi người trong xã hội luôn luôn có nhu
cầu cần biết về thế giới thực xung quanh mình. Con người muốn được hiểu biết về các
thực thể, các sự kiện, các hiện tượng như thế nào, xảy ra ở đâu, xảy ra khi nào, và tại
sao như vậy. Ở qui mô rộng lớn hơn, những nhà lãnh đạo một địa phương, một quốc
gia, một khu vực luôn luôn cần có thông tin địa lý một cách đầy đủ, chính xác, kịp thời
để ra những quyết sách đúng đắn, phù hợp lòng dân, làm cho địa phương, quốc gia
ngày càng phát triển. Những nhà quân sự cần có thông tin địa lý để có những phương
án chiến lược, chiến thuật bảo vệ lãnh thổ. Những nhà đầu tư cần thông tin địa lý để
tính toán những khả năng và hiệu quả đầu tư, những nhà kinh doanh cần có thông tin
địa lý để qui hoạch chiến lược thị trường, làm cho hàng hóa được tiêu thụ nhanh
chóng, v.v

Ngày nay với sự phát triển công nghệ thông tin, và trước xu thế toàn cầu hóa,
thông tin địa lý cung cấp kịp thời những thông tin cần thiết theo từng khu vực địa lý để
mỗi quốc gia xây dựng những chiến lược phát triển bền vững và có những quyết sách
độc lập trong xu thế chung của toàn thế giới.
Công nghệ thông tin địa lý đã và đang được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, từ
những lĩnh vực tài nguyên, môi trường, quản lý sử dụng đất, cơ sở hạ tầng kỹ thuật đến
những lĩnh vực kinh tế – xã hội. Sự phát triển này xuất phát từ những lĩnh vực liên
quan chủ yếu vào thế giới tự nhiên như tài nguyên, môi trường, đến những lãnh vực
liên quan ngày càng nhiều hơn với con người như cơ sở hạ tầng kỹ thuật, kinh tế – xã
hội.
Với nhu cầu sử dụng thông tin
địa lý ngày càng tăng trong
hầu hết các lĩnh vực xã hội,
dịch vụ thông tin địa lý đã ra
đời để đáp ứng nhu cầu của
các cơ quan quản lý hành
chánh nhà nước và của tất cả
mọi người, mọi tổ chức. Như
vậy, có thể chia làm 2 nhóm
dịch vụ thông tin địa lý là dịch
vụ nhà nước và dịch vụ công
cộng. Dịch vụ thông tin địa lý
nhà nước nhằm cung cấp
những thông tin tích hợp theo không gian phục vụ cho tiến trình ra quyết định trong
các tác quản lý hành chánh nhà nước trên một địa bàn lãnh thổ nhất định. Dịch vụ
thông tin công cộng nhằm cung cấp những thông tin phục vụ yêu cầu dân biết và phục
vụ nhu cầu thiết kế, qui hoạch, kế hoạch của các thành phần kinh tế, của các nhà đầu
tư, nhà kinh doanh, nhà thương mại trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
I.2.1.6. Ứng dụng GIS trên thế giới và ở Việt Nam
a. Ứng dụng GIS trên thế giới

Hình I.7:Tình hình phát triển của GIS

Trang 15
GIS được xây dựng trên các trí thức của nhiều ngành khoa học khác nhau để tạo
ra ngành khoa học mới. GIS đã bắt đầu xuất hiện trên thế giới vào cuối năm 1960 và
đến nay đã phát triển hoàn chỉnh với khả năng thu nhận, lưu trữ, cập nhật, xử lý, phân
tích và cung cấp thông tin cần thiết để hỗ trợ quá trình lập quyết định trong nhiều lĩnh
vực khác nhau, trong đó có công tác quản lý tài nguyên đất đai mà cụ thể là các
nghiên cứu trong việc quản lý đất đai hoặc hỗ trợ để lập quy hoạch sử dụng đất, cụ
thể như sau:
- Ở Ấn Độ: để quy hoạch một thành phố Bangalore với 6.5 triệu dân, công ty
Franch Protocol đã hỗ trợ cơ quan hành chính lập quy hoạch phát triển đến 2015. Một
cơ sở hạ tầng không gian được thiết lập để hỗ trợ cho quy hoạch phát triển của thành
phố và các bản đồ cơ sở được chạy trên các phần mềm GIS.
- Ở Philippines: nhiều nghiên cứu ứng dụng GIS được thực hiện, trong đó có
ứng dụng GIS để đánh giá tiềm năng đất đai, nhằm cung cấp các thông tin đầy đủ và
chính xác cho các nhà quản lý, quy hoạch, nhà đầu tư… đưa ra quyết định hợp lý, đạt
hiệu quả cao.
- Ở các trường Đại học của Trung Quốc và Đài Loan: sử dụng GIS trong nghiên
cứu quản lý sử dụng đất đai, một vấn đề được đặt ra là làm thế nào GIS có thể cải tiến
việc quản lý đất đai, người ta đã chọn vùng Nantou ở Đài Loan để nghiên cứu; kết
quả đã xây dụng được cơ sở dữ liệu có thể giải quyết được vấn đề đặt ra.
- Ở Pakistan: nghiên cứu ứng dụng GIS để kiểm soát xây dựng ở các thành phố
lớn. Kiểm soát sự phát triển đóng vai trò then chốt trong việc thiết kế đô thị tốt hơn
không chỉ cho các vùng đô thị hiện trạng, mà còn cho tương lai. Phân tích các quá
trình kiểm soát xây dựng, đầu tiên một mô hình GIS được thiết kế bao gồm các bản
đồ số như đặc tính địa lý và các thuộc tính của nó trong các dạng cơ sở dữ liệu liên

quan. Các thuộc tính được liên kết với dữ liệu không gian.
- Ở Singapore: đã xây dựng được hệ thống sử dụng đất đai tổng hợp ILUS,
nhằm cung cấp thông tin về tình hình pháp lý, quy hoạch…
- Ở Thụy Điển: đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực quản lý về tài
nguyên đất đai và những nghiên cứu này đã thực hiện thí điểm ở các nước, trong đó
có Việt Nam. Trong chương trình hợp tác Việt Nam - Thụy Điển đã đầu tư xây dựng
hệ thống cơ sở dữ liệu thí điểm phục vụ cho việc quản lý thị trường bất động sản ở
thành phố như thành phố Biên Hòa.
Ngoài những nghiên cứu về lĩnh vực đất đai, còn có các nghiên cứu có liên quan
đến một số các lĩnh vực khác như:
- Ở Ấn Độ, trường Đại học Bangalore đã có những nghiên cứu trong việc sử
dụng kết hợp GIS với công nghệ GPS và viễn thám để xây dựng cơ sở dữ liệu phục
vụ cho việc nghiên cứu có mở rộng thành phố Mandya được hay không.
- Ở Pakistan: Công ty Sui Southern Gas Company Limited (SSGC), trụ sở chính
tại Karachi, là công ty dẫn đầu quốc gia Pakistan về khí đốt (gas). Hiện tại SSGC vận
hành các hệ thống truyền dẫn và phân phối trên toàn khu vực phía nam Pakistan bao
gồm tỉnh Sindh và Balochistan. Mới đây, công ty này quyết định xây dựng hệ thống
thông tin địa lý (GIS) nhằm nâng cao khả năng quản lý gas cho quốc gia. SSGC cũng
quyết định chọn ESRI để xây dựng và phát triển hệ thống GIS này.

Trang 16
- Ở Canada: Sở Bảo vệ môi trường Alberta, Trung tâm Ðào tạo môi trường
Alberta (Canada) đã dùng GIS để mô hình hóa các quần hợp hệ sinh thái, các điều
kiện sống làm cơ sở cho việc dự báo. Dùng mô hình GIS như một phần của DSS
cho phép nâng cao chất lượng quản lý tài nguyên rừng.
- Ở Đức: DORIS - Systemgruppe - AMT sử dụng GIS để mô phỏng các khu
rừng của Ðức bằng mô hình 3 chiều. Hiển thị dữ liệu theo không gian giúp các nhà
quản lý nắm bắt cụ thể hơn về đối tượng.
- Trong nông nghiệp, ứng dụng GIS được sử dụng khá phổ biến ở các nước như:
ở Hà Lan đã nghiên cứu ứng dụng GIS cùng với phương pháp đánh giá đất đai của

FAO để đánh giá đất đai cho cây khoai tây; tại Thailand, trường Đại học Yakohama -
Nhật Bản và Viện Kỹ thuật Á châu (AIT, 1995) đã ứng dụng GIS và phương pháp
đánh giá đất đai của FAO để đánh giá khả năng thích nghi đất đai cho 4 loại hình sử
dụng đất: bắp, mì, cây ăn trái và đồng cỏ cho vùng Muaklek – cao nguyên trung bộ -
Thailand (Dansagoonpon, năm 2004).
- Gần đây, một ứng dụng cụ thể nhất là trong trận bão Katrina vừa qua tại Mỹ,
công nghệ GIS đã được sử dụng trong nghiên cứu về bão, mô hình hóa, dự báo và đặc
biệt trong việc giải quyết hậu quả sau cơn bão.
Hiện nay, hầu hết các nước trên thế giới đều đã ứng dụng GIS trong nghiên cứu, quản
lý tài nguyên đất đai. Ứng dụng GIS trong lĩnh vực này đã đem lại những hiệu quả to
lớn, đã hình thành được cơ sở dữ liệu có khả năng phân tích, cung cấp thông tin kịp
thời, đầy đủ và chính xác giúp các nhà lãnh đạo, các chuyên gia có những quyết định
hợp lý, nhằm sử dụng đất đai được hiệu quả và bền vững.
b. Ứng dụng nước tại Việt Nam
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 bệnh tật. Trong phần lớn các lĩnh vực
này, GIS đóng vai trò như là một công cụ hỗ trợ quyết định cho việc lập kế hoạch hoạt
động.
Môi trường
Theo những chuyên gia GIS kinh nghiệm nhất thì có rất nhiều ứng dụng đã phát
triển trong những tổ chức quan tâm đến môi trường. Với mức đơn giản nhất thì người
dùng sử dụng GIS để đánh giá môi trường, ví dụ như vị trí và thuộc tính của cây rừng.
Ứng dụng GIS với mức phức tạp hơn là dùng khả năng phân tích của GIS để mô hình
hóa các tiến trình xói mòn đất sư lan truyền ô nhiễm trong môi trường khí hay nước,
hoặc sự phản ứng của một lưu vực sông dưới sự ảnh hưởng của một trận mưa lớn. Nếu
những dữ liệu thu thập gắn liền với đối tượng vùng và ứng dụng sử dụng các chức
năng phân tích phức tạp thì mô hình dữ liệu dạng ảnh (raster) có khuynh hướng chiếm
ưu thế.

Khí tượng thuỷ văn
Trong lĩnh vực này GIS được dùng như là một hệ thống đáp ứng nhanh, phục vụ
chống thiên tai như lũ quét ở vùng hạ lưu, xác định tâm bão, dự đoán các luồng chảy,
xác định mức độ ngập lụt, từ đó đưa ra các biện pháp phòng chống kịp thời vì những