Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất thành phố hải dương

1

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Bảng các chuẩn ISO/TC 211 trong xây dựng CSDL địa lý

38
Bảng 2.1: Phân lớp các đối tượng trong Microstation

71
Bảng 2.2: Giải thích các gói UML

72

2

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Hệ thống phần cứng trong HTTTĐL 18
Hình 1.2: Minh họa cấu trúc Raster 25
Hình 1.3: Minh họa cấu trúc vector 26
Hình 1.4: Sự chuyển đổi dữ liệu giữa raster và vector 27
Hình 1.5: Mối quan hệ giữa thông tin không gian và thông tin thuộc tính 29
Hình 1.6: Tính mô hình 40
Hình 1.7: Một hệ thống được miêu tả trong nhiều mô hình 41

Hình 2.1: Quy trình công nghệ chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất 69
Hình 2.2: Mô hình các gói dữ liệu sử dụng đất UML 71
Hình 2.3: Giao diện phần mềm Rational Rose 74
Hình 2.4: Các bước mô hình hóa Geodatabase sử dụng UML 75
Hình 3.1: Sơ đồ vị trí Phường Hải Tân 86
Hình 3.2: Làm sạch dữ liệu bản đồ số 87
Hình 3.3: Chuyển UML sang dạng XML bằng công cụ UML 1.3 XMI export 100
Hình 3.4: Chuyển mô hình UML thành Geodatabase bằng công cụ Schema
Wizard
101
Hình 3.5: Mô hình đối tượng CSDL Sử dụng đất UML đã được chuyển thành
Geodatabase trong ArcCatalog
101
Hình 3.6: Khai báo tọa độ cho CSDL hiện trạng sử dụng đất 102
Hình 3.7: Nhóm dữ liệu Địa giới 103
Hình 3.8: Nhóm dữ liệu Giao thông 103
Hình 3.9: Nhóm dữ liệu Thủy hệ 104
Hình 3.10: Nhóm dữ liệu Hạ tầng dân cư 104
Hình 3.11: Nhóm dữ liệu Hạ tầng kỹ thuật 105
Hình 3.12: Nhóm dữ liệu Sử dụng đất 105
Hình 3.13: Nhập giá trị thuộc tính cho các đối tượng 106
Hình 3.14: Chọn giao diện Metadata trong ArcGis là chuẩn ISO 107
Hình 3.15: Biên tập Metadata cho Cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất 107
3

Hình 3.16: Tạo quan hệ không gian topology cho CSDL 108
Hình 3.17: Tạo quan hệ Topology cho đường địa giới và mốc địa giới 109
Hình 3.18: Tạo bản đồ chuyên đề trong ArcMap 110
Hình 3.19: Trình bày bản đồ hiện trạng sử dụng đất 110

4

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Bộ TN&MT Bộ Tài nguyên và Môi trường

CSDL Cơ sở dữ liệ

DBMS Database Management System - Hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Feature Class Lớp dữ liệu

Geodatabase Cơ sở dữ liệu thông tin địa lý

GIS Geographic Information System - Hệ thông tin địa lý

GML Ngôn ngữ đánh dấu địa lý

ISO Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế

Metadata Siêu dữ liệu

SQL Structured Query language-Ngôn ngữ truy vấn mang tính cấu trúc

Tab, Dgn, Cad Các đuôi mở rộng của file phần mềm đồ họa

TC Ủy ban kỹ thuật

UML Unified Modeling Language-Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất

XML Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng

5

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 7
1.Tính cấp thiết của đề tài 7
2. Mục tiêu của đề tài 8
3. Nhiệm vụ nghiên cứu 8
4. Phạm vi nghiên cứu 9
5. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu 9
6. Cơ sở tài liệu của luận văn 10
7. Kết quả và ý nghĩa của đề tài 11
8. Cấu trúc của luận văn 11
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CHUẨN
HÓA CƠ SỞ DỮ LIỆU HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT 13
1.1 Tổng quan tài liệu về nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng
đất 13
1.1.1 Tổng quan về sự phát triển HTTĐL 13
1.1.2 Tổng quan về nghiên cứu xây dựng CSDL hiện trạng sử dụng đất [6] 15
1.2 Cơ sở lý luận trong nghiên cứu xây dựng CSDL Hệ thông tin địa lý 16
1.2.1 Khái niệm về HTTĐL 16
1.2.2 Các phương pháp thu thập dữ liệu cho HTTĐL 20
1.2.3 Cơ sở dữ liệu HTTĐL 22

1.3 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất 31
1.3.1 Khái niệm 31
1.3.2 Mục đích, yêu cầu của bản đồ hiện trạng sử dụng đất 31
1.3.3 Nội dung thể hiện trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất 32
1.4 Chuẩn ISO/TC211 trong xây dựng CSDL HTTĐL 34
1.4.1 Giới thiệu chung về ISO/TC211[14] 34
1.4.2 Chuẩn ISO/TC211 trong xây dựng CSDL HTTĐL 37
1.5 Ngôn ngữ UML 39
1.5.1 Tổng quan về UML 39
6

1.5.2 Mô hình hóa với UML 41
1.5.3 UML và các giai đoạn của chu trình phát triển 41
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHUẨN HÓA CSDL HIỆN TRẠNG
SỬ DỤNG ĐẤT THÀNH PHỐ HẢI DƯƠNG 44
2.1 Khái quát hiện trạng xây dựng và quản lý CSDL hiện trạng sử dụng đất ở Việt
Nam hiện nay 44
2.1.1 Các phần mềm chuyên ngành xây dựng CSDL hiện trạng sử dụng đất [6]
44
2.1.2 Các công trình xây dựng CSDL hiện trạng sử dụng đất ở Việt Nam hiện
nay[6] 47
2.2 Xây dựng quy trình chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất thành phố Hải
Dương 47
2.2.1 Lựa chọn các tiêu chuẩn ISO/TC211 và công nghệ ArcGIS chuẩn hóa
CSDL hiện trạng sử dụng đất 47
2.2.2 Cơ sở tài liệu để thực hiện chuẩn hóa 51
2.2.3 Cấu trúc nội dung CSDL hiện trạng sử dụng đất 51
2.2.4 Quy trình chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất 68
CHƯƠNG 3. CHUẨN HÓA CSDL HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT THÀNH
PHỐ HẢI DƯƠNG 83

3.1 Khái quát về đặc điểm tự nhiên TP Hải Dương 83
3.1.1 Vị trí địa lý 83
3.1.2 Điều kiện tự nhiên 83
3.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội 84
3.2. Chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân, TP Hải Dương 87
3.2.1 Nguồn tài liệu 87
3.2.2. Các bước chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân 87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 112
TÀI LIỆU THAM KHẢO 115

7

MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Đất đai là tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt,
thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, địa bàn phân bố các khu dân
cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh và quốc phòng, v.v…
Thông tin đất đai là cơ sở cho công tác quản lý đất đai: từ hiện trạng quản lý sử
dụng đất, có thể nghiên cứu đề ra các chính sách phù hợp, lập kế hoạch hợp lý trong
quản lý phân bổ sử dụng đất cũng như ra các quyết định liên quan đến đầu tư và
phát triển nhằm khai thác hợp lý tài nguyên đất đai.
Dữ liệu địa lý, trong đó có dữ liệu về sử dụng đất đóng vai trò quan trọng
trong sự phát triển của một lãnh thổ. Hiện nay, dữ liệu địa lý có nhiều chủ đề khác
nhau như: dữ liệu địa lý cơ sở; dữ liệu địa lý chuyên ngành; dữ liệu địa lý quân sự;
dữ liệu sử dụng đất Các dữ liệu địa lý này được nhiều các đơn vị tham gia xây
dựng; mỗi đơn vị sử dụng phương pháp và mô hình dữ liệu khác nhau để định
nghĩa, mô tả, thiết kế và quản lý. Điều này dẫn đến việc không thống nhất trong
định nghĩa đối tượng địa lý, trong thiết kế các mô hình cấu trúc và nội dung của dữ
liệu địa lý, trong việc mã hóa dữ liệu địa lý mà đa số là dạng đóng (Shape, Tab,
Dgn ) Kết quả tất yếu của việc không có các chuẩn thông tin địa lý là dữ liệu địa lý

làm ra chỉ sử dụng được cho mục đích cụ thể, môi trường cụ thể và một tổ chức cụ
thể; khó đánh giá được chất lượng dữ liệu từ khâu thiết kế đến khâu xây dựng dữ
liệu; khó khăn khi trao đổi dữ liệu, cập nhật, nâng cấp, mở rộng dữ liệu; việc tra cứu
và tìm kiếm thông tin không được kịp thời và độ tin cậy không cao.
Công tác xây dựng, cập nhật và quản lý dữ liệu là vấn đề quan trọng trong
việc xây dựng hệ thống quản lý đất đai. Để quản lý đất đai phải có thông tin, dữ liệu
một cách chính xác đầy đủ; tổ chức sắp xếp một cách khoa học chặt chẽ để có thể
sử dụng một cách hiệu quả cho nhiều mục đích khác nhau phục vụ việc khai thác,
quản lý và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất; kết hợp chặt chẽ với an ninh quốc
phòng, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Việc cập nhật và quản lý cơ sở dữ
8

liệu địa lý trong đó có dữ liệu về đất đai ngày càng đòi hỏi sự đồng bộ hóa thuận lợi
cho việc trao đổi, quản lý cũng như khai thác thông tin dữ liệu .
Ở nước ta, nhiều năm vừa qua vẫn chưa sử dụng các quy phạm kỹ thuật để
xây dựng các bản đồ địa hình số và các bản đồ chuyên đề số (bản đồ địa chính, bản
đồ hiện trạng sử dụng đất ) được thực hiện trên nhiều hệ thống phần mềm khác
nhau mà chưa có một quy chuẩn cụ thể nào cho việc xây dựng cơ sở thông tin địa lý
và cơ sở dữ liệu địa lý chuyên ngành. Nhận thức được thực tế đó, tháng 2/2007 Bộ
TN&MT đã ra quy định về áp dụng chuẩn thông tin địa lý cơ sở quốc gia gồm 9
quy chuẩn chung. Trên thực tế 9 quy chuẩn này được thừa kế từ chuẩn ISO/TC211
(bộ tiêu chuẩn quốc tế về hệ thông tin địa lý) cho việc xây dựng thông tin địa lý cơ
sở quốc gia và hiện nay đang được thực hiện. Vì vậy chuẩn hóa cơ sở dữ liệu địa lý
là xu thế chung ở trong nước và thế giới.
Hải Dương là một tỉnh đang có xu hướng phát triển kinh tế mạnh mẽ, đặc
biệt là khu vực Thành phố Hải Dương. Vì vậy, hiện trạng sử dụng đất có sự biến đổi
mạnh mẽ theo từng giai đoạn phát triển. Hiện nay thành phố đã có bản đồ hiện trạng
sử dụng đất, tuy nhiên cơ sở dữ liệu chưa được chuẩn hóa một cách đồng bộ, gây
khó khăn, phức tạp cho việc sử dụng tiếp theo và khó khăn trong việc cung cấp
thông tin hiện trạng sử dụng đất cho cơ quan quản lý đối với quy hoạch không gian

phát triển kinh tế- xã hội.
Từ những lý do trên tác giả đã chọn đề tài “Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện
trạng sử dụng đất Thành phố Hải Dương" làm đề tài luận văn cao học.
2. Mục tiêu của đề tài
- Thành lập quy trình chuẩn hóa CSDL hiện trạng SDĐ dựa trên các quy
chuẩn của ISO/TC211và chuẩn hóa CSDL hiện trạng SDĐ thí điểm tại Phường Hải
Tân - TP Hải Dương.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được các mục tiêu trên cần thực hiện những nhiệm vụ sau:
- Thu thập số liệu, dữ liệu hiện trạng sử dụng đất và đánh giá hiện trạng dữ
liệu.
9

- Nghiên cứu các phương pháp tối ưu xây dựng CSDL SDĐ.
- Lựa chọn các chuẩn của ISO/TC211 ứng dụng chuẩn hóa CSDL SDĐ.
- Xây dựng mô hình hóa thống nhất UML với CSDL SDĐ tại TP Hải Dương.
-Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất thí điểm tại Phường Hải Tân
thành phố Hải Dương.
4. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi lãnh thổ: Khu vực nghiên cứu thử nghiệm của đề tài là địa bàn
Phường Hải Tân - Thành phố Hải Dương
- Giới hạn nội dung nghiên cứu: Đề tài giới hạn trong việc thiết kế mô hình
và quy trình chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất tại Phường Hải Tân - Thành
phố Hải Dương.
5. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu
 Quan điểm nghiên cứu:
- Quan điểm tổng hợp: Là quan điểm truyền thống để nghiên cứu các vấn đề
về khoa học địa lý. Các nhà khoa học nghiên cứu mỗi nhân tố của lớp vỏ trái đất
trong thể tổng hợp tự nhiên và nhân văn của chúng, trong những mối quan hệ tương
hỗ giữa chúng với nhau, nhằm phát hiện đúng bản chất của chúng cùng quá trình

phát sinh phát triển của mỗi yếu tố và của toàn bộ thể tổng hợp tự nhiên và KTXH.
Do đó, nội dung dữ liệu hiện trạng sử dụng đất cũng được xây dựng dựa trên mối
quan hệ tổng hợp giữa nội dung sử dụng đất với các yếu tố tự nhiên và KTXH.
- Quan điểm hệ thống: Lý thuyết hệ thống đã phát triển mạnh mẽ, thâm nhập
hầu hết các lĩnh vực khoa học. Trong khoa học địa lý, lý thuyết hệ thống đã trở
thành một trong những cơ sở lý luận cơ bản trong quá trình phát triển nghiên cứu.
- Quan điểm ứng dụng: Hầu hết các công trình nghiên cứu đều phải hướng
tới mục đích ứng dụng trong thực tiễn. Hệ thống CSDL HTTDL hiện trạng sử dụng
đất cũng nhằm thỏa mãn nhu cầu ở trên, phải được ứng dụng trong thực tế phục vụ
quy hoạch và quản lý đất đai.


10

 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp tổng hợp và phân tích tài liệu: Đây là phương pháp truyền
thống giúp cho việc đối chiếu thu thập thông tin mới, kiểm tra kết quả nghiên cứu,
khẳng định các nhân tố chủ đạo ảnh hưởng đến quy luật phân bố và phát triển của
đối tượng, hiện tượng nghiên cứu.
- Phương pháp hệ thông tin địa lý: Đây là phương pháp chủ đạo, được sử
dụng triệt để như một phương pháp dùng để kết nối các dữ liệu với nhau và phương
pháp xử lý các dữ liệu đó phục vụ mục tiêu đề tài đề ra.
- Phương pháp bản đồ: Phương pháp này được sử dụng xuyên suốt từ khâu
đầu tiên đó là thu thập và đánh giá dữ liệu đầu vào là các bản đồ hiện trạng sử dụng
đất đến khâu chuẩn hóa dữ liệu và cuối cùng là trình bày cơ sở dữ liệu sử dụng đất.
- Phương pháp chuyên gia: Nhiệm vụ của đề tài rất phức tạp, liên quan đến
nhiều vấn đề chuyên ngành khác. Cần thông qua ý kiến chuyên gia về luận cứ khoa
học, giải pháp tổng thể trong quá trình thiết kế, xây dựng CSDL sử dụng đất.
- Phương pháp thực nghiệm: Thử nghiệm với dữ liệu thực tế làm sáng tỏ quy
trình lý thuyết đưa ra.

6. Cơ sở tài liệu của luận văn
Luận văn được thực hiện trên cơ sở những tài liệu sau:
 Tư liệu bản đồ số:
- Bản đồ địa chính Phường Hải Tân – TP Hải Dương
- Bản đồ hiện trạng sử dụng đất Phường Hải Tân được thành lập năm 2010.
 Tài liệu lý thuyết
- Quy định quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chuẩn thông tin do Bộ Tài nguyên
và Môi trường ban hành.
- Những Thông tư nghị định quy định về xây dựng cơ sở dữ liệu do bộ TN và
MT đã thông qua phê duyệt của chính phủ đã được ban hành.
 Các số liệu thống kê

11

7. Kết quả và ý nghĩa của đề tài
 Kết quả
- Tổng quan tài liệu về cơ sở dữ liệu và các chuẩn trong việc xây dựng
CSDL.
- Xây dựng được quy trình công nghệ chuẩn hóa CSDL SDĐ bằng việc áp
dụng chuẩn ISO/TC211.
- CSDL SDĐ Phường Hải Tân Thành phố Hải Dương được chuẩn hóa theo
chuẩn TSO/TC211.
 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần xây dựng cơ sở
khoa học, phương pháp luận trong việc ứng dụng công nghệ GIS trong chuẩn hóa
và xây dựng CSDL SDĐ.
- Ý nghĩa thực tiễn:
 Chuẩn hóa nói chung và chuẩn hóa CSDL có ý nghĩa quan trọng trong
chia sẻ dữ liệu giữa các cơ quan nhằm mục tiêu nâng cao chất lượng dữ liệu, và

giảm thiểu chi phí cho CSDL trong quản lý đất đai hiện nay. Về mặt hành chính,
người dân và các cơ quan đều có thể truy cập, mọi người có thể góp ý chỉnh sửa góp
phần nâng cao tính minh bạch trong quản lý đất đai.
 Xây dựng cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất đáp ứng được nhu cầu
về công tác thống kê, kiểm kê đất đai hàng năm và theo định kỳ, phân tích chính
xác tình hình biến động đất đai ở các thời điểm khác nhau một cách nhanh chóng, từ
đó giúp cho các cơ quan quản lý nhà nước về đất đai có những chính sách phù hợp
về sử dụng đất, đáp ứng yêu cầu trong quá trình phát triển kinh tế- xã hội.

8. Cấu trúc của luận văn
Luận văn được trình bày trong ba chương, ngoài ra còn có các phần mở đầu,
kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục
Chương 1. Tổng quan tài liệu và cơ sở lý luận về chuẩn hóa cơ sở dữ liệu
hiện trạng sử dụng đất
12

Chương 2. Xây dựng quy trình chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử
dụng đất Phường Hải Tân - Thành phố Hải Dương
Chương 3. Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất Phường Hải
Tân - Thành phố Hải Dương

13

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CHUẨN
HÓA CƠ SỞ DỮ LIỆU HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT
1.1 Tổng quan tài liệu về nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hiện trạng sử
dụng đất
1.1.1 Tổng quan về sự phát triển HTTĐL
HTTĐL (GIS) đã được hình thành, phát triển và ứng dụng từ những năm 50
của thế kỷ XX. Đó là kết quả từ sự kết hợp của các nhà bản đồ học và tin học trên
thế giới nhằm tạo ra một hệ thống máy móc và thiết bị vẽ bản đồ tự động. Nền tảng
của GIS được hình thành và ứng dụng sớm nhất ở Canada, nơi những nghiên cứu về
kỹ thuật sử dụng máy tính để lưu trữ và xử lý số liệu, lập bản đồ và xử lý các thông
tin không gian lần đầu tiên được thực hiện. Các thiết bị máy tính thời đó cồng kềnh,
việc nhập dữ liệu chậm và khó khăn nên những hệ tự động hoá ít khả năng thâm
nhập vào thực tế. Những phiên bản đầu tiên của các HTTĐL là những phần mềm
nhập dữ liệu và vẽ bản đồ đơn giản do đó việc xử lý các thông tin đồ hoạ còn rất
hạn chế.
Ở Việt Nam công nghệ HTTĐL đã được phát triển và ứng dụng rộng rãi, đặc

biệt là trong nghiên cứu của các ngành khoa học trái đất và trong quản lý tài
nguyên. Sự hình thành và phát triển công nghệ HTTĐL ở Việt Nam có thể chia
thành các thời kỳ:
Thời kỳ 1980-1985: Là giai đoạn bắt đầu với những hiểu biết sơ bộ và tiếp
xúc với HTTĐL qua các cán bộ được đào tạo ở nước ngoài và một số chuyên gia có
dịp tham gia các hội thảo quốc tế về công nghệ thông tin và hệ thống thông tin địa
lý.
Trong giai đoạn này, chúng ta chưa nhập được các chương trình phần mềm
mạnh. Các phần mềm tự viết và phát triển khả năng đồ hoạ còn rất yếu, chỉ mới giải
quyết được các nhiệm vụ nhập và xuất dữ liệu. Các thiết bị phần cứng còn thiếu
thốn. Do đó, chúng ta chưa có các ứng dụng cụ thể, song các cơ quan đã bắt đầu
quan tâm nghiên cứu về HTTĐL và hướng phát triển thành lập, biên tập và sản xuất
bản đồ với sự hỗ trợ của máy tính điện tử.
14

Công tác đào tạo về HTTĐL chưa phát triển, hội thảo về HTTĐL chưa được
tổ chức, công nghệ này còn chưa được ứng dụng rộng rãi, các ứng dụng mới chỉ
mang tính chất thử nghiệm.
Thời kỳ 1985-1995: Những tìm tòi và ứng dụng đầu tiên mới chỉ được thực
hiện ở một số chuyên ngành và một số cơ quan ứng dụng cụ thể, trước hết là các cơ
quan nghiên cứu về công nghệ thông tin, tiếp đó là một số cơ quan quản lý tài
nguyên như: nông nghiệp, lâm nghiệp, địa chất, …
Trong giai đoạn này, những thiết bị phần cứng đã có những tiến bộ lớn, đã có
nhiều máy tính và thiết bị phụ trợ nhưng giá thành đắt, không phải cơ sở nào cũng
mua được, do đó đã hạn chế các ứng dụng tại nhiều cơ quan. Tuy nhiên, đối với
những nơi được chú trọng phát triển như Viện Công nghệ thông tin, các công ty
máy tính, các dự án, đề án, các chương trình cấp Nhà nước,… đã bắt đầu triển khai
các đề tài, đề án về nghiên cứu và ứng dụng công nghệ HTTĐL.
Trong lĩnh vực ứng dụng và sản xuất các chương trình phần mềm, có hai xu
hướng:

- Các chuyên gia lập trình và các chuyên gia của các ngành khác nhau của
Việt Nam phát triển xây dựng các phần mềm HTTĐL như: POPMAP của Vũ Duy
Mẫn và cộng sự (1993), CAMAP của Lại Huy Phương và công ty AIC, WINGIS
của Công ty DOLSOFT (1995),
- Mua và sử dụng các phần mềm nước ngoài như MAPINFO, ARC/Info,
MGE (Viện Thông tin lưu trữ và Bảo tàng địa chất; Viện Khoa học và Công nghệ
Địa chính; Viện Địa lý; Trung tâm Viễn thám Geomatic, thuộc Trung tâm Khoa học
tự nhiên và Công nghệ quốc gia; Viện Thiết kế và quy hoạch nông nghiệp; Trung
tâm Tư vấn thông tin Tài nguyên rừng, Viện Điều tra quy hoạch rừng, Bộ Nông
nghiệp và phát triển nông thôn).
Những kết quả nghiên cứu ứng dụng cơ bản của giai đoạn này thuộc các lĩnh
vực: điều tra quy hoạch quản lý các tiểu khu, các loại rừng, thống kê diện tích rừng,
xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên, quản lý thông tin khoáng sản và
bản đồ địa chất. Nhiều cơ quan đã tiến hành số hoá bản đồ, lưu trữ thông tin chuyên
15

ngành, quản lý dữ liệu chuyên ngành dưới dạng các HTTĐL. Công tác đào tạo về
HTTĐL bước đầu được chú ý, song còn mang tính tự phát, hệ thống, quy mô còn
nhỏ, chủ yếu nhằm hướng dẫn sử dụng các chương trình phần mềm.
Thời kỳ 1995 tới nay: Là giai đoạn phát triển và bùng nổ của HTTĐL. Nhờ
sự phát triển mạnh mẽ của các công ty máy tính, của các nhà sản xuất và cung cấp
thiết bị tin học, tại Việt Nam đã có mặt các sản phẩm của hầu hết các nhà sản xuất
thiết bị máy tính cần thiết cho các ứng dụng hệ thống thông tin địa lý như hãng máy
tính IBM, COMPAQ, SUN, ACER, INTERGRAPH… và các hãng sản xuất các
thiết bị ngoại vi: máy quét, bàn số hoá, máy in HP, EPSon, CALCOM, vv…
Sự phát triển của HTTĐL đồng thời đã mở ra thời đại mới trong việc nghiên
cứu xây dựng cơ sở dữ liệu trong các công tác quản lý tài nguyên mà phổ biến nhất
là về hiện trạng sử dụng đất.
1.1.2 Tổng quan về nghiên cứu xây dựng CSDL hiện trạng sử dụng đất [6]
Cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất không còn là khái niệm mới mẻ đối với

các nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Năm 2004, Thủ tướng Chính phủ đã
ký quyết định 179/2004/QĐ-TTg về việc phê duyệt chiến lược ứng dụng và phát
triển công nghệ thông tin tài nguyên và môi trường đến năm 2015 và định hướng
đến năm 2020. Trong quyết định đã đưa ra 4 mục tiêu chủ yếu và 7 nhiệm vụ trọng
tâm, trong đó việc xây dựng CSDL tài nguyên và môi trường nói chung và xây
dựng cơ sở dữ liệu đất đai nói riêng là một trong những nhiệm vụ cơ bản nhất.
Ngày 27 tháng 8 năm 2010 Thủ tướng Chính phủ đã có quyết định số 1065/
QĐ-TTg phê duyệt chương trình quốc gia về ứng dụng công nghệ thông tin trong
hoạt động của cơ quan nhà nước giai đoạn 2011-2015 trong đó giao “Bộ Tài nguyên
và Môi trường chủ trì, phối hợp với Bộ thông tin và Truyền thông hướng dẫn xây
dựng hệ thống thông tin về tài nguyên và môi trường tại cơ quan nhà nước các cấp”,
Thủ tướng Chính phủ yêu cầu tăng cường trao đổi, lưu trữ, xử lý văn bản điện tử
trên toàn quốc, đảm bảo tận dụng triệt để hạ tầng kỹ thuật được trang bị để trao đổi
các văn bản điện tử giữa các cơ quan nhà nước… giảm văn bản giấy, tăng cường
chia sẻ thông tin trong hoạt động của cơ quan nhà nước, chuẩn hóa thông tin, xây
16

dựng các quy trình, chuẩn nội dung tích hợp thông tin từ các cấp xã, huyện, tỉnh về
các Bộ và Văn phòng Chính phủ.
1.2 Cơ sở lý luận trong nghiên cứu xây dựng CSDL Hệ thông tin địa lý
1.2.1 Khái niệm về HTTĐL
Từ khi ra đời đến nay đã có rất nhiều khái niệm về hệ thông tin địa lý
(HTTĐL- GIS). Theo xu thế phát triển của khoa học và công nghệ, khái niệm về
HTTĐL cũng được nhìn nhận ngày một hiện đại, do đó vai trò của nó cũng ngày
một rộng hơn.
- Định nghĩa về GIS theo quan niệm là công cụ, công nghệ
Theo Burrough GIS là “tập hợp các công cụ để thu thập, lưu trữ, tra cứu,
chuyển đổi và hiển thị các dữ liệu không gian từ thế giới thực”. [7]
Theo Parker “GIS như một công nghệ thông tin nhằm lưu trữ, phân tích và
hiển thị dữ liệu không gian và phi không gian”[9]

- Định nghĩa GIS theo quan điểm Cơ sở dữ liệu không gian
Theo Smith “GIS như hệ cơ sở dữ liệu mà phần lớn dữ liệu được định mã
không gian, trên đó là sự tổ hợp các quá trình vận hành nhằm trả lời thực thể không
gian trong cơ sở dữ liệu”[11]
- Định nghĩa GIS theo quan điểm tổ chức
Theo Ozemoy định nghĩa GIS là “một tập hợp các chức năng tự động nhằm
cung cấp một cách chuyên nghiệp với những khả năng tiên tiến trong việc lưu trữ,
tìm kiếm, thao tác và hiển thị các dữ liệu định vị địa lý” [10]
Cowen coi GIS là “Một hệ thống hỗ trợ quyết định có sự tích hợp các dữ liệu
không gian trong một môi trường giải quyết các vấn đề liên quan” [8]
- Một số định nghĩa GIS được sử dụng gần đây
Hệ thông tin địa lý là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần cứng
máy tính, phần mềm, dữ liệu địa lý và người điều hành được thiết kế hoạt động một
cách hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các
dạng dữ liệu địa lý. HTTĐL có mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi
trường địa lý.
17

Hệ thông tin địa lý là tập hợp có tổ chức phần cứng, phần mềm, dữ liệu địa
lý và con người được thiết kế để thu thập, xử lý, phân tích và hiển thị tất cả thông
tin liên quan đến địa lý.
Qua tất cả các định nghĩa trên ta thấy chúng có một điểm chung là đều liên
quan đến một hệ thông tin các dữ liệu địa lý có sự tham gia của máy tính. Trong
GIS hiện thực không gian được thể hiện là một tập hợp các dữ liệu địa lý chứa đựng
hai hợp phần dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Dữ liệu thông tin được định
vị địa lý là chìa khóa của sự khác nhau giữa GIS và các hệ thông tin khác.
Một HTTĐL được tạo nên từ ba hợp phần cơ bản là công nghệ (phần cứng
và phần mềm), cơ sở dữ liệu (dữ liệu địa lý và dữ liệu liên quan) và cơ sở hạ tầng
(con người, tổ chức…)
HTTĐL thể hiện các đối tượng từ thế giới thực thông qua các dữ liệu cơ bản:

- Vị trí của đối tượng thông qua một hệ toạ độ
- Các thuộc tính của các đối tượng
- Quan hệ không gian giữa các đối tượng
Các thành phần cơ bản của một HTTĐL bao gồm:
- Phần cứng là hệ thống máy tính trên đó một hệ HTTTĐL hoạt động. Ngày
nay, phần mềm HTTTĐL 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. Nó bao gồm
máy tính và các thiết bị ngoại vi có khả năng thực hiện các chức năng vào ra và xử
lý thông tin của phần mềm như: máy quét, máy in, bàn số hoá.
Phần cứng sẽ ảnh hưởng tới tốc độ của quá trình, mức độ dễ dàng sử dụng và
tận dụng các loại đầu vào sẵn có.
18


Hình 1.1: Hệ thống phần cứng trong HTTTĐL
- Phần mềm GIS có thể là một hoặc tổ hợp các phần mềm máy tính như phần
mềm hệ thống, phần mềm quản trị, phần mềm ứng dụng. Hệ thống phần mềm bao
gồm các chức năng: khả năng nhập dữ liệu; khả năng xử lý dữ liệu; lưu trữ, quản lý
dữ liệu; xuất dữ liệu, trình bày; biến đổi dữ liệu và tương tác với người sử dụng.
- Dữ liệu là thành phần quan trọng nhất trong GIS. Việc xây dựng một CSDL
là vấn đề quan trọng nhất và tiêu tốn nhiều thời gian nhất để xây dựng một
HTTTĐL hoàn chỉnh. Có thể gọi CSDL là “linh hồn” của một HTTTĐL. CSDL của
HTTTĐL là tập hợp dữ liệu liên quan đến nhau được lưu trữ dưới dạng số. Phần lớn
các thông tin trong CSDL của HTTTĐL là những số liệu thay đổi theo thời gian và
có những mối quan hệ phức tạp. Chúng bao gồm những mô tả số của các hình ảnh
không gian, mối quan hệ logic giữa các hình ảnh đó, những số liệu thể hiện các đặc
tính của hình ảnh và các thông tin về các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác
định. Nội dung thông tin của CSDL tuỳ theo các ứng dụng khác nhau của HTTTĐL
do con người quy định.
CSDL của HTTTĐL bao gồm hai nhóm là nhóm CSDL không gian và

CSDL thuộc tính.
- Con người được coi là bộ não của hệ thống. Con người thiết kế, thành lập
khai thác và bảo trì hệ thống. Con người ở đây có thể là các chuyên gia về các lĩnh
Bàn vẽ
Máy quét


Máy in màu


Hiển thị
Mạng
Đĩa
Băng
từ
Máy chủ


19

vực khác nhau, các chuyên gia GIS, phát triển GIS, quản trị hệ thống, người sử
dụng GIS Mục đích chính của những người sử dụng GIS là để giải quyết các vấn
đề không gian. Họ thường là những người được đào tạo tốt về lĩnh vực GIS. Nhiệm
vụ chủ yếu của họ là số hoá bản đồ, kiểm tra lỗi, soạn thảo, phân tích các dữ liệu thô
và đưa ra các giải pháp cuối cùng để truy vấn dữ liệu địa lý.
Thao tác viên hệ thống có trách nhiệm vận hành hệ thống hằng ngày để
người sử dụng hệ thống làm việc hiệu quả.
Nhà cung cấp GIS có trách nhiệm cung cấp phần mềm, cập nhật phần mềm,
phương pháp nâng cấp cho hệ thống. Nhà cung cấp dữ liệu có thể là các tổ chức nhà
nước hay tư nhân.

Người phát triển ứng dụng là những lập trình viên được đào tạo. Họ làm
giảm khó khăn khi thực hiện thao tác cụ thể trên hệ thống GIS chuyên nghiệp.
Chuyên viên phân tích hệ thống GIS là nhóm người chuyên nghiên cứu thiết
kế hệ thống.
- Các phương thức là yếu tố quyết định đến sự thành công của việc phát triển
công nghệ GIS. Hệ thống GIS phải được đặt trong một khung tổ chức phù hợp và
có những hướng dẫn cần thiết để quản lý, thu thập, lưu trữ, và phân tích số liệu, có
khả năng phát triển được hệ thống GIS theo nhu cầu. Mục đích chỉ có thể đạt được
và tính hiệu quả trong kỹ thuật GIS chỉ được minh chứng khi công cụ này có thể hỗ
trợ những người sử dụng thông tin để giúp họ thực hiện được những mục tiêu công
việc. Việc phối hợp giữa các cơ quan chức năng có liên quan cũng phải được đặt ra
nhằm gia tăng hiệu quả sử dụng của GIS cũng như các nguồn số liệu hiện có. Trong
phối hợp và vận hành các hợp phần của hệ thống GIS nhằm đưa vào hoạt động có
hiệu quả kỹ thuật GIS, hai yếu tố huấn luyện và chính sách – quản lý là cơ sở của
thành công. Việc huấn luyện các phương pháp sử dụng hệ thống GIS sẽ cho phép
kết hợp các phần: thiết bị, phần mềm, chuyên viên và số liệu với nhau để đưa vào
vận hành. Yếu tố chính sách và quản lý sẽ có tác động đến toàn bộ các hợp phần nói
trên, đồng thời quyết định đến sự thành công của hoạt động GIS.

20

1.2.2 Các phương pháp thu thập dữ liệu cho HTTĐL
Dữ liệu cho HTTĐL được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau để đảm bảo
cho ngân hàng dữ liệu được phong phú, đầy đủ, chính xác và mang tính thời sự cao.
a) Thu thập dữ liệu bằng đo đạc mặt đất
Trong phương pháp này, người ta đo góc và khoảng cách từ những điểm đã
biết trước để xác định vị trí các điểm cần đo. Các dữ liệu đo đạc vì vậy thường được
ghi dưới dạng tọa độ góc và sau đó được chuyển sang tọa độ vuông (x,y) thông
thường. Dữ liệu đo đạc được dùng trong GIS khi ta cần bản đồ với độ chính xác
cao.

b) Thu thập dữ liệu bằng đo vẽ ảnh hàng không – vũ trụ
Việc sử dụng ảnh hàng không kết hợp với phân tích ảnh có thể đưa lại thông
tin về một vùng tương đối rộng lớn mà không cần phải khảo sát thực địa. Các
ĐTĐL như đường giao thông, ao hồ, sông suối, công trình xây dựng, trang trại và
rừng có thể nhận biết tương đối dễ dàng trên ảnh hàng không. Việc chồng một cặp 2
ảnh có thể được sử dụng để hình thành ảnh không gian 3 chiều, qua đó đem lại cảm
nhận về độ cao các đối tượng trong ảnh.
Thông qua diễn giải ảnh hàng không, người phân tích ảnh phân loại đối
tượng trong ảnh và đưa dữ liệu mới này vào hệ thống quản lý dữ liệu, hoặc để cập
nhật thông tin đã có từ trước.
c) Số hóa tất cả các loại bản đồ đang có giá trị sử dụng
Để tận dụng các bản đồ đã được thành lập bằng công nghệ cổ truyền
(analog), người ta tiến hành số hóa các bản đồ này để có bản đồ dạng số. Việc số
hóa được thể hiện bằng hai giải pháp: số hóa bằng bàn số hóa (digitizer) và số hóa
từ file ảnh quét.
Số hóa bằng bàn số hóa được thực hiện như sau:
 Định vị tọa độ theo khung bản đồ hoặc các điểm khống chế trên ảnh.
 Số hóa một mảnh theo các lớp thông tin riêng biệt.
 Hiệu chỉnh tiếp biên các mảnh với nhau.
 In ra kiểm tra với từng mảnh đơn.
21

 Ghép mảnh và sửa lỗi.
 Chuẩn hóa dữ liệu.
Số hóa bằng file ảnh quét được thực hiện như sau:
 Quét ảnh.
 Định vị tọa độ theo khung bản đồ.
 Nắn ảnh.
 Số hóa theo các lớp thông tin.
d) Dữ liệu viễn thám

Sản phẩm cuối cùng của viễn thám chính là dữ liệu đầu vào cho GIS.
e) Thu thập các dữ liệu thuộc tính
Các dữ liệu thuộc tính được thu thập theo một cách hoàn toàn khác, gắn liền
với việc thực hiện các công tác điều tra cơ bản. Các dữ liệu được nhận theo các con
đường sau:
Tổ chức các đoàn điều tra thực địa để đánh giá một số tham số của các đối
tượng địa lý. Phương pháp này thường chỉ được dung khi phải tập trung nghiên cứu
một số tham số nào đó.
Lấy số liệu từ hệ thống mạng lưới tổ chức quản lý ngành. Phương pháp này
mang lại hiệu quả cao khi có sự liên kết với cơ sở ở địa phương.
Lấy số liệu từ các cơ quan điều tra cơ bản của các ngành. Mỗi ngành đều có
một số cơ quan làm nhiệm vụ điều tra cơ bản. Số liệu được tập hợp theo biểu mẫu
quy định và đây là một nguồn thông tin thuộc tính rất quan trọng.
f) Cập nhật thông tin
Đây là một nhiệm vụ quan trọng, khẳng định giá trị sử dụng của một
HTTTĐL. Việc cập nhật thông tin thường tiến hành theo chu kỳ hoặc theo nhiệm vụ
đột xuất, nó có thể đồng thời hoặc riêng biệt giữa thông tin không gian và thông tin
thuộc tính. Việc cập nhật thông tin không gian theo chu kỳ thường sử dụng ảnh
hàng không hay ảnh vệ tinh mới chụp. Việc cập nhật thông tin thuộc tính tiến hành
như lúc thu thập .

22

1.2.3 Cơ sở dữ liệu HTTĐL
a) Khái niệm
- Cơ sở dữ liệu là tập hợp dữ liệu, liên quan logic đến một chủ đề hay một
công việc nào đó, được lưu trữ trong một tổ chức có cấu trúc, sao cho mối quan hệ
vốn có giữa các khoản mục hoặc các bộ dữ liệu khác nhau, có thể sử dụng được nhờ
phần mềm quản trị CSDL (hệ quản trị CSDL)
- Hệ thống CSDL gồm 4 thành phần:

 Cơ sở dữ liệu hợp nhất: là tập hợp các dữ liệu được lưu trữ có cấu trúc
và liên quan logic với nhau.
 Người sử dụng: là những người truy cập vào CSDL bao gồm tất cả
những người sử dụng cuối, những người viết các chương trình ứng dụng và những
người điều khiển toàn bộ hệ thống hay còn gọi là người quản trị CSDL.
 Phần mềm hệ quản trị CSDL.
 Phần cứng: gồm các thiết bị nhớ thứ cấp được sử dụng để lưu trữ
CSDL.
- Các mô hình cơ sở dữ liệu
Mô hình cơ sở dữ liệu tệp: Khi chưa có CSDL, các máy tính của chúng ta
phải xử lý dữ liệu thông qua các hệ thống xử lý tệp truyền thống. Ngày nay, khi khả
năng của các máy tính đã tăng lên một cách đáng kể, có thể giải quyết được các bài
toán lớn, đòi hỏi xử lý những khối dữ liệu đồ sộ, phức tạp, các hệ thống xử lý tệp
truyền thống tỏ ra không còn thích hợp và dần dần nó được thay thế bởi các hệ
thống xử lý dựa trên CSDL.
Mô hình cơ sở dữ liệu phân cấp: Khái niệm trong một CSDL được thể hiện
như sự phân cấp, trong đó các bản ghi được tổ chức thành các tập nối nhau theo liên
kết “sở hữu”. Khi dữ liệu có quan hệ một - nhiều, chẳng hạn một lớp vùng tỉnh chứa
các vùng con bên trong là lớp vùng huyện, hay các pixel nằm trong một polygon, thì
việc tổ chức dữ liệu theo phương pháp phân cấp sẽ cung cấp nhanh chóng và tiện
lợi trong việc truy cập dữ liệu. Tổ chức dữ liệu theo cấu trúc phân cấp được biết đến
từ lĩnh vực khoa học môi trường vì đó là phương pháp được dùng trong phân loại
23

thực vật và động vật. Mỗi phần tử trong cấu trúc phân cấp có sử dụng một khoá (bộ
tiêu chuẩn) được mô tả đầy đủ trong cấu trúc dữ liệu. Giả thiết cho rằng có quan hệ
ràng buộc giữa thuộc tính khoá và thuộc tính liên kết mà các phần tử chiếm giữ. Ưu
điểm chính của mô hình này là tính đơn giản và dễ truy cập thông qua các khoá
được định nghĩa trong phân cấp. Nó rất dễ hiểu, dễ cập nhật, dễ mở rộng và hữu
hiệu để tổ chức dữ liệu trong các hệ thống lưu trữ qui mô lớn. Truy cập dữ liệu theo

thuộc tính khoá là dễ dàng, nhanh chóng nhưng bất lợi là rất khó khăn đối với thuộc
tính liên kết.
Mô hình cơ sở dữ liệu mạng: Khác với mô hình phân cấp, trong mô hình
mạng một đối tượng có thể có nhiều cha, đồng thời cũng có nhiều mối quan hệ con
và không bắt buộc đòi hỏi phải có đối tượng gốc. Để minh hoạ cho mô hình mạng,
chúng ta xem xét ví dụ trong phần mô hình CSDL phân cấp và thể hiện 2 polygon
theo cấu trúc mạng. Với cách thức tổ chức theo mô hình dữ liệu mạng đã tránh được
sự dư thừa dữ liệu. Tuy nhiên, nhược điểm của CSDL mạng là khi dữ liệu lớn thì
mô tả cấu trúc bằng các con trỏ khép cũng trở nên rất phức tạp.
Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ: Cơ sở dữ liệu quan hệ được xây dựng theo
lý thuyết do E. F. Codd giới thiệu năm 1970. Thuật ngữ “quan hệ” là do bảng dữ
liệu hai chiều được Codd gọi là bảng quan hệ. Mô hình quan hệ khác hẳn các mô
hình trước nó, và từ 1980 đã trở thành mô hình được dùng rộng rãi để phát triển hệ
quản trị cơ sở dữ liệu. Theo mô hình quan hệ, dữ liệu được thể hiện về khái niệm
trong bảng hai chiều, gồm các cột và dòng. Các bảng gọi là các “quan hệ”, các dòng
là các “bản ghi” hay “tuple” và cột là “thuộc tính”. Theo cấu trúc của các mô hình
trước thì mỗi dòng là một bản ghi, các thuộc tính cho biết ý nghĩa của các giá trị
trong bản ghi. Hiện nay, mô hình quan hệ được thiết kế phổ biến, là các công cụ
chính để xử lý thuộc tính của dữ liệu không gian trong các sản phẩm thương mại
GIS.
Mô hình cơ sở dữ liệu hướng đối tượng: Cấu trúc CSDL hướng đối tượng
được phát triển bằng sử dụng ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, kết hợp được thế
mạnh của mô hình phân cấp và mạng cùng với sự linh hoạt của mô hình quan hệ.
24

Trong cấu trúc quan hệ, mỗi đối tượng được định nghĩa bằng các bản ghi và các
quan hệ logic. Trong CSDL hướng đối tượng dữ liệu được định nghĩa bởi các đối
tượng thống nhất và được tổ chức thành các nhóm đối tượng mà có cùng tính chất
trong tự nhiên. Mối quan hệ giữa các đối tượng khác nhau và các lớp khác nhau
được thiết lập qua các liên kết thể hiện. Đặc tính của các đối tượng được mô tả

trong CSDL dưới dạng các thuộc tính cũng như các thủ tục để mô tả các hành động
của nó. Cơ sở dữ liệu hướng đối tượng dùng lược đồ gồm tập các “lớp”. Mỗi lớp có
nhiều đối tượng được cấu trúc và đối xử theo cùng một cách. Cấu trúc hiển hiện của
một đối tượng được định nghĩa thông qua “thuộc tính” của lớp. Như vậy, bằng công
cụ đối tượng và phương pháp, người ta không chỉ có thể lưu trữ và chia sẻ cấu trúc
của đối tượng cơ sở dữ liệu, mà còn cả hành vi của các đối tượng.
Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ đối tượng: Mô hình quan hệ đối tượng được
kế thừa và phát triển dựa trên tích hợp các ưu điểm của mô hình định hướng đối
tượng trong mô hình quan hệ. Mô hình CSDL quan hệ có kiểu dữ liệu là cố định.
Còn trong mô hình quan hệ đối tượng hạn chế này đã được khắc phục nhờ hỗ trợ
thêm các kiểu dữ liệu cho người dùng còn gọi là kiểu dữ liệu trừu tượng ADTs
(Abstract Data Types). Ứng dụng cơ sở dữ liệu không gian đòi hỏi phải xử lý các
kiểu dữ liệu phức tạp như điểm, đường, vùng dạng 2D hay 3D. Hệ CSDL truyền
thống chỉ hỗ trợ các kiểu dữ liệu đơn giản như date, string, number. Với mô hình
CSDL quan hệ đối tượng, khi định nghĩa kiểu của một đối tượng hình học đồng thời
hệ thống cho phép xác lập hàm thao tác đính kèm. Hàm này có ý nghĩa quản lý
đường biên của mỗi thửa đất và mối tương quan giữa các thửa đất kề nhau. Ngày
nay mô hình cấu trúc dữ liệu quan hệ đối tượng được uỷ ban chuẩn hóa thông tin
địa lý TC211 áp dụng để ban hành Bộ tiêu chuẩn thông tin địa lý ISO – 19100.
b) Cơ sở dữ liệu HTTĐL
CSDL trong GIS là một tập hợp các lớp thông tin (các tệp dữ liệu) ở dạng
vector, raster, bảng số liệu, văn bản, hình ảnh được lưu giữ theo khuôn dạng nhất
định, có cấu trúc chuẩn bảo đảm cho các phần mềm máy tính có thể đọc, xử lý,
phân tích các bài toán chuyên đề có mức độ phức tạp khác nhau.
25

Bản chất của việc tổ chức CSDL trong hệ GIS là tạo ra môi trường và những
điều kiện thuận lợi mà máy tính có thể truy nhập và tra cứu thông tin một cách
nhanh chóng nhất.
Cũng có thể hiểu đơn giản dữ liệu trong GIS bao gồm hai dạng chính: Dữ

liệu không gian ( hay dữ liệu đồ họa) và dữ liệu phi không gian (hay dữ liệu thuộc
tính). Hai dạng dữ liệu này thường kết hợp chặt chẽ với nhau để mô tả một đối
tượng địa lý trong không gian thực.
Vì CSDL của hệ thống có liên quan với các điểm đặc trưng trên bề mặt trái
đất nên nó bao gồm hai nhóm CSDL không gian và CSDL thuộc tính (CSDL phi
không gian hay dữ liệu phi không gian).
 Dữ liệu không gian
Đây là dữ liệu bao gồm các thông tin về đặc tính hình học của của những
đối tượng có trên bề mặt hoặc ở trong vỏ trái đất như hình dạng, kích thước, vị
trí…. Đó chính là những yếu tố không gian địa lý được phản ánh trên bản đồ bằng
những kiểu cấu trúc dữ liệu nhất định. Dữ liệu không gian có ba dạng cấu trúc cơ
bản là điểm, đường, vùng; có thể mô tả theo hai kiểu cấu trúc dạng raster hoặc
vector.
- Cấu trúc dữ liệu raster

Hình 1.2: Minh họa cấu trúc raster
Cấu trúc dữ liệu raster là cấu trúc mà dữ liệu được thể hiện thành một mảng
ma trận 2 chiều gồm các pixel (điểm ảnh), mỗi pixel mang giá trị của thông số đặc
trưng cho đối tượng còn gọi là độ xám. Giá trị độ lớn của pixel được gọi là độ phân
giải của đối tượng, kích thước pixel càng nhỏ thì việc thể hiện đối tượng càng chính
xác, hình dạng phổ biến của pixel là hình vuông. Pixel được xác định bằng chỉ số