Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu địa chính tại xã Cổ Lũng - huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM




HOÀNG THỊ THÙY LINH



Tên đề tài:
"ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG XÂY
DỰNG VÀ QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH XÃ CỔ LŨNG
- HUYỆN PHÚ LƯƠNG - TỈNH THÁI NGUYÊN"



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC




Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành : Địa chính môi trường
Khoa : Quản lý tài nguyên
Khóa học : 2010 - 2014

Thái Nguyên - 2014

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM




HOÀNG THỊ THÙY LINH



Tên đề tài:
" ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG XÂY
DỰNG VÀ QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH XÃ CỔ LŨNG
- HUYỆN PHÚ LƯƠNG - TỈNH THÁI NGUYÊN "


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC




Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành : Địa chính môi trường
Khoa : Quản lý tài nguyên
Khóa học : 2010 - 2014

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Ngô Thị Hồng Gấm

Thái Nguyên - 2014
LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành bài báo cáo này ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã
nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của cơ quan, các thầy cô, bạn bè và gia đình.
Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và sự biết ơn sâu sắc tới cô giáo
Th.S Ngô Thị Hồng Gấm người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và đóng góp
những ý kiến quý báu cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Quản lý Tài
nguyên, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã có sự dìu dắt tôi trong
quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin cảm ơn Ban lãnh đạo UBND xã Cổ Lũng, cảm ơn anh chị Địa
chính xã, nơi tôi thực hiện đề tài đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi học tập
và thực hiện đề tài này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè và người
thân đã luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa
luận của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 29 tháng 05 năm 2014
Sinh viên


Hoàng Thị Thùy Linh
4

MỤC LỤC
PHẦN I. MỞ ĐẦU 1

1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2. Mục đích, mục tiêu và yêu cầu của đề tài 3

1.2.1 Mục đích nghiên cứu 3

1.2.2. Mục tiêu của đề tài 3

1.2.3. Yêu cầu của đề tài 4

1.3. Ý nghĩa của đề tài 4

1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học 4

1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn 4

PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

2.1. Cơ sở khoa học 5

2.1.1.2. Cơ sở dữ liệu thuộc tính 6

2.1.1.3 Cơ sở dữ liệu đất đai 6

2.1.2. Tổng quan hệ thống thông tin địa lý 8

2.1.2.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lí 8

2.1.2.2. Các thành phần cơ bản của một hệ thống thông tin địa lí 9

2.1.2.3. Các phần mềm phổ biến của GIS 10

2.2. Cơ sở pháp lý 13

2.2.1 Các văn bản thực hiện xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính 13

2.2.2. Nguyên tắc xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính 15

2.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 15

5
2.3.1. Tình hình ứng dụng GIS trên thế giới 15

2.3.2. Tình hình ứng dụng GIS ở Việt Nam 17

PHẦN III. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

3.1. Đối tượng nghiên cứu 20

3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành 20

3.3. Nội dung nghiên cứu 20

3.4. Phương pháp nghiên cứu 21

3.4.1. Phương pháp điều tra cơ bản 21

3.4.2. Phương pháp thu thập, nhập số liệu 21

3.4.3. Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính 22

3.4.4. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu 22

3.4.5. Phương pháp chuyên gia 22

PHẦN IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 23

4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - hội của xã 23

4.1.1 Điều kiện tự nhiên 23

4.1.1.1. Vị trí địa lý 23

4.1.1.2. Địa hình, địa mạo 23

4.1.1.3. Khí hậu 23

4.1.1.4. Điều kiện thủy văn, thủy lợi 24

4.1.1.5. Điều kiện thổ nhưỡng 24

4.1.1.6. Thảm thực vật và cây trồng 25

4.1.1.7. Các nguồn tài nguyên 26

6
4.1.2. Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội 28

4.1.2.1. Thực trạng phát triển kinh tế 28

4.1.2.2. Dân số, lao động, việc làm 30

4.1.2.3. Phát triển cơ sở hạ tầng 31

4.2. Tình hình quản lý đất đai và hiện trạng sử dũng đất. 33

4.2.1. Tình hình quản lý đất đai 33

4.2.2. Hiện trạng sử dụng đất 36

4.3. Ứng dụng GIS vào xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu địa chính xã Cổ Lũng.
37

4.3.1. Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính. 37

4.3.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian bản đồ. 38

4.3.2.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian Bằng phầm mền MicroStation 38

4.3.2.2 Chuyển dữ liệu Microstation sang Mapinfor để xây dựng cơ sở dữ liệu
thuộc tính 41

4.3.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu thuộc tính 43

4.3.4. Ứng dụng khai thác cơ sở dữ liệu 45

PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53

5.1. Kết luận 53

5.2. Kiến nghị 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54




7
DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang
Bảng 4.1. Hiện trạng sử dụng đất xã Cổ Lũng năm 2013 36

Bảng 4.2: Các lớp thông tin trên bản đồ số 40

Bảng 4.3: Cấu trúc cơ sở dữ liệu thuộc tính của bản đồ 43

8

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1: Sơ đồ quy trình xây dựng CSDL địa chính 37

Hình 2: Bản Đồ Địa chính xã Cổ Lũng 40
Hình 3: Cửa sổ Specify Data 42

Hình 4: Cửa sổ Select Layers 42

Hình 5: Cửa sổ khai báo các trường thuộc tính cơ sở dữ liệu đất 43

Hình 6. Bảng thuộc tính quản lý các loại đất của xã Cổ Lũng trên Mapinfo 45
Hình 7: Hình ảnh tìm kiếm thông tin đất đai trên cơ sở dữ liệu đất đai xã Cổ
Lũng 46

Hình 8: Hình ảnh tra cứu thông tin đất đai trên cơ sở dữ liệu đất đai của xã Cổ
Lũng 47

Hình 9: Hình ảnh cập nhật thông tin đất đai trên cơ sở dữ liệu đất đai của xã Cổ
Lũng 48

Hình 10: Hình ảnh tìm kiếm thông tin đất đai có điều kiện trên cơ sở dữ liệu đất
đai của xã Cổ Lũng 49

Hình 11: Hộp thoại Create thematic Map – Step 1 of 3 50

1
PHẦN I
MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Đất đai là là nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá đối với mỗi quốc
gia, là điều kiện tồn tại và phát triển của con người cùng các sinh vật khác trên
trái đất. C.Mác đã viết rằng: “Đất đai là tài sản mãi mãi với loài người, là điều
kiện cần để sinh tồn, là điều kiện không thể thiếu được để sản xuất, là tư liệu sản
xuất cơ bản trong nông, lâm nghiệp”.
Ngay phần mở đầu của Luật đất đai 1993 nước CHXHCN Việt Nam có:
“Đất đai là tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là
thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân bố các khu
dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh và quốc phòng. Trải
qua nhiều thế hệ nhân dân ta đã tốn bao công sức, xương máu mới tạo lập, bảo
vệ được vốn đất đai như ngày nay”. Hiện tại và trong tương lai công nghệ thông
tin phát triển mạnh, nó cho phép ta sử dụng để giải quyết các vấn đề phức tạp
của kinh tế - xã hội và đây cũng là yêu cầu tất yếu đặt ra. Để đáp ứng và khai
thác tốt phương pháp tiên tiến này trong ngành Quản lý đất đai thì yêu cầu cốt lõi
đặt ra là phải có sự đổi mới mạnh mẽ trong tổ chức cũng như chất lượng thông
tin.
Thông tin đất giữ vai trò quan trọng trong công tác quản lý đất đai nó là cơ
sở cho việc đề xuất các chính sách phù hợp và lập ra các kế hoạch hợp lýnhất
cho các nhà quản lý phân bổ sử dụng đất cũng như trong việc ra các quyết định
liên quan đến đầu tư và phát triển nhằm khai thác hợp lý nhất đối với tài nguyên
đất đai.
Theo BINNS “Hiểu biết đúng đắn các nguồn tài nguyên thiên nhiên cùng
với sự mô tả và ghi chép chính xác các tri thức đó là yếu tố cần thiết trước tiên

đối với việc sử dụng hợp lý và bảo tồn chúng một cách tốt nhất
(LandInformationManagement)”.
2
Nước ta, hiện nay đang trong công cuộc đổi mới chúng ta tiến hành công
nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, nền kinh tế chuyển sang nền kinh tế hàng hoá
nhiều thành phần phát triển theo cơ chế thị trường có sự quản lý của nhà nước
kéo theo nhu cầu đất đai của các ngành ngày càng tăng lên một cách nhanh
chóng, bên cạnh đó tình hình sử dụng đất của các địa phương trong cả nước cũng
ngày một đa dạng và phức tạp. Đặc biệt trong giai đoạn hiện nay, khi đất nước
đang chuyển mình đổi mới nền kinh tế thị trường có sự quản lý của Nhà nước đã
làm cho nền kinh tế xã hội phát triển mạnh mẽ, cùng với sự bùng nổ dân số đã
làm cho mối quan hệ giữa đất đai và con người trở nên căng thẳng. Vậy nên
ngành quản lý đất đai buộc phải có những thông tin, dữ liệu về tài nguyên đất
một cách chính xác đầy đủ cùngvới sự tổ chức sắp xếp và quản lý một cách khoa
học chặt chẽ thì mới có thể sử dụng chúng 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 gắn liền với quan điểm sinh thái bền vững và bảo vệ môi trường. Tuy
nhiên thực tế cho thấy công tác quản lý thông tin, tư liệu về đất đai bằng phương
pháp truyền thống dựa trên hồ sơ, sổ sách và bản đồ giấy mà các tại xã, phường
đang thực hiện khó đáp ứng được nhu cầu cập nhật, tra cứu, khai thác các thông
tin về đất đai. Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một trong những công
cụ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trên thế giới. Quản lý tài nguyên
thiên nhiên là một lĩnh vực có nhiều ứng dụng từ GIS, đặc biệt là hỗ trợ quy
hoạch, chồng ghép bản đồ, quản lý thông tin tài nguyên…. Việc thành lập cơ sở
dữ liệu dựa trên công nghệ GIS có ưu điểm là chức năng quản lý thông tin không
gian và thuộc tính gắn liền với nhau. Bên cạnh đó thông tin được chuẩn hóa, các
công cụ tìm kiếm, phân tích thông tin phục rất hữu ích trong công tác quản lý đất
đai mà thực hiện theo phương pháp truyền thống khó có thể thực hiện được.
3
Xã Cổ Lũng là một xã thuộc khu vực miền núi phía bắc. Trong những năm

gần đây xã có tốc độ phát triển kinh tế - xã hội nhanh chóng và mạnh mẽ. Trong
khi mang lại tốc độ tăng trưởng kinh tế cao thì các hoạt động cũng đã tạo áp lực
rất lớn cho công tác quản lí đất đai. Trên thực tế hệ thống thông tin đất đai nói
chung và hệ thống cơ sở dữ liệu địa chính nói riêng của xã chưa cung cấp đầy đủ
thông tin cho huyện. Để đảm bảo tốc độ tăng trưởng cao có thể duy trì được, bắt
buộc chúng ta phải xây dựng hệ thống thông tin đất đai (LIS) đem lại hiệu quả
nhất. Xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính số trên địa bàn Xã Cổ Lũng, huyện Phú
Lương, tỉnh Thái Nguyên có ý nghĩa quan trọng trong công tác quản lý đất đai.
Đây cũng là cơ sở để xây dựng được hệ thống thông tin đất đai thống nhất trên
toàn lãnh thổ Việt Nam. Kết quả đã xây dựng được dữ liệu không gian và giữ
liệu thuộc tính phản ánh đúng thực trạng tại khu vực, phục vụ tốt cho công tác
lập quy hoạch - kế hoạch sử dụng đất, kiểm kê đất đai, xây dựng bản đồ hiện
trạng sử dụng đất.
Xuất phát từ thực tế trên, được sự nhất trí của nhà trường, ban chủ nhiệm
khoa, dưới sự hướng dẫn của cô giáo Th.S. Ngô Thị Hồng Gấm em tiến hành
nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong xây dựng
và quản lý cơ sở dữ liệu địa chính tại xã Cổ Lũng - huyện Phú Lương - tỉnh
Thái Nguyên”.
1.2. Mục đích, mục tiêu và yêu cầu của đề tài
1.2.1 Mục đích nghiên cứu
- Xây dựng được cơ sở dữ liệu (CSDL) địa chính phục vụ một số nội dung
quản lý nhà nước về đất đai trên địa bàn xã Cổ Lũng giúp cho việc quản lí, tra cứu,
truy cập thông tin về đất đai của xã một cách nhanh chóng, chính xác phục vụ cho
công tác quy hoạch và định hướng phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật của xã.
1.2.2. Mục tiêu của đề tài
4
- Điều tra đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của xã Cổ lũng
- Đánh giá tình hình quản lý đất đai và hiện trạng sử dụng đất đai tại xã Cổ
Lũng, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.
- Ứng dụng tin học để xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính: Cơ sở dữ liệu

không gian (hệ thống bản đồ của xã) và cơ sở dữ liệu thuộc tính (các thông tin
chi tiết đến từng thửa đất).
1.2.3. Yêu cầu của đề tài
- Các thông tin xây dựng đảm bảo đầy đủ và chính xác, nắm chắc và thể hiện rõ
được cách thức ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong xây dựng cơ sở dữ liệu.
- Cấu trúc cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin phải thống nhất, có tổ chức
và thích hợp với yêu cầu quản lý nhà nước về đất đai.
- Cơ sở dữ liệu đáp ứng nhu cầu phân tích, xử lý, lưu trữ số liệu, cung cấp
thông tin và có thể trao đổi dữ liệu với các hệ thống thông tin khác.
- Xây dựng và cung cấp được nguồn thông tin biến động đất đai từ dữ liệu
đầu vào, đầu ra trên địa bàn trung tâm.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
- Vận dụng và phát huy những kiến thức đã học tập vào nghiên cứu.
- Nâng cao kiến thức, kĩ năng và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ
cho công tác nghiên cứu sau này.
- Nâng cao khả năng tự học tập, nghiên cứu và tìm tài liệu.
- Bổ sung tư liệu cho học tập.
1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn
- là cơ sở cho công tác quản lý đất đai để sử dụng nguồn tài nguyên quý giá
đất một cách hợp lý, tiết kiệm đáp ứng nhu cầu của sự nghiệp công nghiệp hóa,
hiện đại hóa đất nước.
5
PHẦN II
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở khoa học
2.1.1. Tổng quan về cơ sở dữ lệu
Cơ sở dữ liệu GIS là một tập hợp các thông tin (các tệp dữ liệu) ở dạng vector,
raster và bảng số liệu với những cấu trúc chuẩn bảo đảm cho các bài toán đề tài có
mức độ phức tạp khác nhau [1]. Cơ sở dữ liệu trong GIS bao gồm 2 loại đó là: cơ sở

dữ liệu không gian và cơ sở dữ liệu thuộc tính.
2.1.1.1. Cơ sở dữ liệu không gian
Dữ liệu không gian dùng để mô tả vị trí, hình dạng và kích thước của đối
tượng trong không gian, chúng bao gồm toạ độ và các ký hiệu dựng để xác định
các đối tượng trên bản đồ. Hệ thống thông tin địa lý dựng các số liệu không gian
để tạo ra bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình máy tính hoặc trên giấy
thông qua thiết bị ngoại.
Dữ liệu không gian bao gồm 3 loại đối tượng: điểm (point), đường
(polyline) và vùng (polygon). Các đối tượng không gian này được lưu trữ ở 2 mô
hình dữ liệu là vector và raster.
- Mô hình dữ liệu raster: trong mô hình 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 ô này được lưu trữ ở dạng ma trận trong đó mỗi cell là giao điểm của
một hàng hay một cột trong ma trận. Trong cấu trúc này, điểm được xác định bởi
cell, đường được xác định bởi một số các cell kề nhau theo một hướng và vùng
được xác định bởi một số các cell mà trên đó thực thể phủ lên.
- Mô hình dữ liệu vector: trong mô hình này, thực thể không gian được biểu
diễn thông qua các phần tử cơ bản là điểm, đường, vùng và các quan hệ topo
(khoảng cách, tính liên thông, tính kề nhau…) giữa các đối tượng với nhau. Vị
6
trí không gian của các thực thể được xác định bởi toạ độ chung trong một hệ
thống toạ độ thống nhất toàn cầu.
+ Điểm dùng cho tất cả các đối tượng không gian được biểu diễn như một
cặp toạ độ (X, Y). Ngoài giá trị toạ độ (X, Y), điểm còn thể hiện kiểu điểm, màu,
hình dạng và dữ liệu thuộc tính đi kèm. Do đó, trên bản đồ điểm có thể được
biểu hiện bằng ký hiệu hoặc dạng text (dạng chữ).
+ Đường dùng để biểu diễn tất cả các thực thể có dạng tuyến và được tạo
nên từ hai hoặc nhiều hơn 2 cặp toạ độ (X, Y).
+ Vùng là một đối tượng hình học hai chiều, vùng có thể là một đa giác đơn
giản hay hợp của nhiều đa giác đơn giản. Như vậy, mô hình dữ liệu vector sử

dụng các đoạn thẳng hay điểm rời rạc để nhận biết các vị trí của thế giới thực.
Việc đo diện tích và khoảng cách của các đối tượng được thực hiện bằng cách
tính toán hình học từ các toạ độ của các đối tượng thay vì việc đếm các cell trong
mô hình raster [5].
2.1.1.2. Cơ sở dữ liệu thuộc tính
Dữ liệu thuộc tính (dữ liệu phi không gian) là các thông tin đi kèm với các
dữ liệu không gian, nó được dùng để chỉ ra các tính chất đặc trưng cho mỗi đối
tượng điểm, đường và vùng trên bản đồ. Thông thường, dữ liệu thuộc tính được
tổ chức thành các bảng theo mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ, phân cấp và mạng
lưới [3].
2.1.1.3 Cơ sở dữ liệu đất đai
Hệ thống cơ sở dữ liệu quốc gia là một trong các thành phần nền tảng của kết
cấu hạ tầng về thông tin nó bao gồm các cơ sở dữ liệu (CSDL) chuyên ngành để
tạo thành một hệ thống cơ sở thống nhất bao gồm các thành phần: cơ sở dữ liệu về
chính trị (chính sách, pháp luật, tổ chức cán bộ); cơ sở dữ liệu về kinh tế (nguồn
lực - tài nguyên thiên nhiên, đất đai, lao động, vốn, quy hoạch, kế hoạch phát triển
7
kinh tế, kết quả hoạt động của các ngành kinh tế - nông nghiệp, công nghiệp, dịch
vụ); cơ sở dữ liệu xã hội (dân số, lao động văn hoá, giáo dục, y tế, thể thao); cơ sở
dữ liệu về tài nguyên đất (CSDLTNĐ) là một thành phần không thể thiếu được
của cơ sở dữ liệu quốc gia.
Cơ sở dữ liệu tài nguyên đất bao gồm toàn bộ thông tin về tài nguyên đất
đai và địa lý ; nội dung thông tin được phân loại theo đối tượng địa lý như thuỷ
văn, giao thông, dân cư, địa giới, hiện trạng sử dụng đất, các công trình cơ sở hạ
tầng …. Xét về các yếu tố cấu thành, chúng có thể chia ra thành hai phần cơ bản
là cơ sở dữ liệu bản đồ địa lý và cơ sở dữ liệu đất đai. Thông tin về tài nguyên
đất đai đuợc thể hiện bằng dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính có cấu trúc[2].
Với cách nhìn bản đồ như một hệ cơ sở dữ liệu, ta thấy rằng bản đồ là tập
hợp các dữ liệu địa lý, các dữ liệu này mô tả các đối tượng trong thế giới thực
bằng vị trí toạ độ dưới một hệ toạ độ xác định, ngoài ra dữ liệu địa lý còn chứa

đựng các thông tin về thuộc tính của đối tượng. Việc xác định và ước đoán tài
nguyên tự nhiên, môi trường và đất đai sẽ cung cấp nhiều đối tượng phản ánh
mới cho bản đồ.

Cấu trúc cơ sở dữ liệu tài nguyên đất: Về nguyên tắc một hệ thống thông
tin của ngành hợp lý nhất là có tổ chức dựa trên cơ cấu tổ chức của ngành chủ
quản, cơ cấu tổ chức được phân thành các cấp trung ương và địa phương. Thông
thường các địa phương đóng vai trò là nơi thu thập, cập nhật các thông tin chi
tiết, cung cấp thông tin đầu vào cho toàn bộ hệ thống và cũng sẽ là nơi quản lý
và sử dụng chủ yếu các thông tin chi tiết, còn cấp trung ương nhu cầu chủ yếu lại
là các thông tin tổng hợp từ các thông tin chi tiết. Có 4 phương án lưu trữ và
quản lý dữ liệu bao gồm: Quản lý tập trung; Phân tán bản sao; Phân tán dữ liệu;
Phân tán dữ liệu chi tiết; Tập trung số liệu tổng hợp. Căn cứ vào trình độ quản lý,
8
mức độ ổn định của quy trình quản lý, phân bố tần xuất sử dụng thông tin giữa
các đơn vị để xác định phương án thích hợp.
2.1.2. Tổng quan hệ thống thông tin địa lý
2.1.2.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lí
Có rất nhiều định nghĩa về “hệ thống thông tin địa lý ” mà chúng ta có thể
tham khảo như sau:
Theo Ducker định nghĩa: GIS là trường hợp đặc biệt của hệ thống thông tin
ở ơ sở dữ liệu bao gồm sự quan sát các đặc trưng phân bố không gian, các hoạt
động sự kiện có thể được xác định trong khoảng không như đường, điểm, vùng.
Theo Goodchid định nghĩa: GIS là một hệ thống sử dụng cơ sở dữ liệu để
trả lời các câu hỏi về bản chất đại lý cảu các thực thể địa lý.
Theo Aronoff định nghĩa, GIS một hệ thống gồm các chức năng: Nhập dữ
liệu, quản lý và lưu trữ dữ liệu, xuất dữ liệu.
Hệ thống địa lý – GIS là một hệ thống quản lý thông tin không gian được
phát triển dựa trên cơ sở công nghệ máy tính với mục đích lưu trữ, cập nhật,
quản lý, hợp nhất, mô hình hóa, phân tích và miêu tả được nhiều loại dữ liệu.

Tóm lại, hệ thống thông tin địa lý (Geographic information System, 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,
nhằm hỗ trợ 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 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 hành chính [6].

9
Sơ đồ khái niệm về một hệ thống thông tin địa lý được thể hiện như sau:


2.1.2.2. Các thành phần cơ bản của một hệ thống thông tin địa lí
Một hệ thống thông tin địa lý bao gồm những thành phần cơ bản sau:
- Phần cứng: Bao gồm máy tính điều khiển mọi hoạt động của hệ thống và
các thiết bị ngoại vi.
- Phần mềm: cung cấp công cụ và thực hiện các chức năng:
+ Thu thập dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ các nguồn thông tin
khác nhau
+ Lưu trữ, cập nhật, điều chỉnh và tổ chức các cơ sở dữ liệu nói trên
+ Phân tích biến đổi, điều chỉnh và tổ chức các cơ sở dữ liệu nhằm giải
quyết các bài toán tối ưu và mô hình mô phỏng không gian và thời gian
+ Đưa ra các thông tin theo yêu cầu dưới dạng khác nhau.
Ngoài ra phần mềm cần phải có khả năng phát triển và nâng cấp theo các
yêu cầu đặt ra của hệ thống.
- Dữ liệu: Đây là thành phần quan trọng nhất của GIS. Các dữ liệu không
gian (Spatial data) và các dữ liệu thuộc tính (No spatial data) được tổ chức theo
một mục tiêu xác định bởi một hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DataBase Management

System).
- Con người: Yếu tố con người có ảnh hưởng rất lớn đối với các hệ GIS, đặc
biệt trong việc điều khiển hệ thống và phát triển các ứng dụng.
- Phương pháp: Phương pháp phụ thuộc vào ý tưởng của các xây dựng hệ
thống, sự thành công của một hệ GIS phụ thuộc vào phương pháp được sử dụng
để thiết kế hệ thống.
Người sử dụng
GIS

Phần mềm + cơ sở dữ liệu
Thế giới thực
10
2.1.2.3. Các phần mềm phổ biến của GIS
- Phần mềm Microstation Geographics
Microstation GeoGraphic là một phần mềm hệ thống thông tin địa lý, với
đầy đủ tính năng thu nhận dữ liệu, quản lý, phân tích, tìm kiếm và hiển thị, …các
dữ liệu không gian và các dữ liệu thuộc tính có liên quan trong một dự án GIS.
Hơn nữa Microstation GeoGraphics còn cung cấp bộ công cụ quản lý các thông
tin địa lý ở những dạng dữ liệu khác nhau như Raster, Vector, hay dạng bảng.
MicroStation Geographics bao gồm các chức năng chính sau đây:
+ Thiết kế các đối tượng cơ sở (Feature-base Design)
+ Xây dựng các đối tượng hình học (Construction of geometric objects)
+ Tạo lập Topology và phân tích dữ liệu không gian (Topology and Spatial
Analysis)
+ Cung cấp công cụ quản lý cơ sở dữ liệu (Database Tools)
+ Thành lập bản đồ chuyên đề và các chú giải (Thematic Mapping and
Annotation)
+ Quản lý bản đồ (Map Management)
+ Tương thích với hệ Module GIS Environment (MGE compatibility)
Với ngôn ngữ phát triển MDL (MicroStation Development Language),

Microstation Geographics còn cung cấp cho những nhà phát triển phần mềm và
người sử dụng các công cụ mềm dẻo trong việc mở rộng các chức năng của GIS.
MicroStation Geographics Projects
MicroStation Geographics tổ chức cơ sở dữ liệu bản đồ trong các dự án
(Projects). Dự án là sự lựa chọn các đối tượng đặc trưng (Features), nhóm loại
đối tượng (Categories), các loại bản đồ (Maps) và các thuộc tính khác được định
nghĩa trong khi tổ chức các thông tin địa lý. Các thành phần chính trong một dự
án của MicroStation Geographics bao gồm:
11
+ Phân nhóm đối tượng (Category)
+ Phân lớp đối tượng (Feature)
+ Các lệnh thao tác xử lý (Command)
+Các loại bản đồ (Maps)
+ Các bảng hệ thống (Systems Tables)
+ Thuộc tính dùng cho chuyên đề (User Attribute Tables)
+ Liên kết các chỉ số bản đồ (Join CatalogMap index shapes).
Trong MicroStation Geographics, mô hình dữ liệu là một tập hợp dữ liệu có
tổ chức và cấu trúc chặt chẽ. Các thành phần cơ bản bao gồm các file bản đồ và
các bảng cơ sở dữ liệu.
Bản đồ trong MicroStation Geographics là các file đồ hoạ, chứa các đối
tượng bản đồ được số hoá cùng các tham số đồ hoạ định nghĩa theo đối tượng.
Các file đồ hoạ DGN được lưu trữ với phần mở rộng là .dgn mô tả vị trí không
gian của các đối tượng.
Mỗi đối tượng địa lý là một phần tử của file DGN có ít nhất một thuộc tính
liên kết với bảng dữ liệu thuộc tính được người sử dụng định nghĩa cho đối
tượng. File DGN lưu trữ dữ liệu theo cấu trúc không gian xác định. Khi lưu trữ
đối tượng, ngoài các thông tin chung như chỉ số lớp, kiểu đối tượng, … mỗi kiểu
đối tượng còn có cấu trúc mô tả riêng.
Các loại đối tượng đồ hoạ trong file DGN được sử dụng để mô tả các đối
tượng bản đồ bao gồm: Đường thẳng (Line); Đường gấp khúc (Line, Line

String); Đường cong (Curve); Các điểm ký hiệu (Cell); Chữ mô tả (Text, Text
Node); Vùng (Shape, Complex Shape); Thuộc tính phi không gian (Attribute).
- Phần mềm Arcinfor/ mapinfor
ArcInfor được sử dụng rộng rãi trong các ngành khoa học trái đất cũng như
trong các ngành khác để xây dựng hệ quản trị cơ sở dữ liệu bản đồ, thành lập loại
12
bản đồ chuyên đề, quy hoạch tối ưu các bài toán phục vụ nhiều mục đích khác
nhau. ArcInfor là phần mềm GIS đầu tiên được hãng RSRI xây dựng trên hệ điều
hành UNIX cho các máy lớn (Workstation), khả năng xử lý đồ hoạ của ArcInfor
mang tính chất tự động rất cao cùng với tốc độ và tốc độ chính xác cho thành lập
bản đồ số trên máy tính. Với chức năng phân tích dữ liệu như: Overlay,
Network, … tạo lên sức mạnh trong khai thác dữ liệu địa lý trên cơ sở các phép
toán không gian cũng như khả năng mô hình hoá các đối tượng địa lý. Theo quan
điểm của GIS thì ArcInfor có ba chức năng: xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý, phân
tích và trình bày dữ liệu địa lý. Ở Nước ta, ArcInfor không chỉ ứng dụng để xây dựng
bản đồ mà được ưa chuộng áp dụng trong các ngành như: Địa chất, Địa chính, Nông
nghiệp, Quy hoạch đô thị, …
MapInfo là một công cụ rất quan trọng trong việc xây dựng, quản lý, cập
nhật, xử lý, phân tích và mô hình hoá các đối tượng địa lý, MapInfo tổ chức,
quản lý cơ sở dữ liệu theo các lớp đối tượng địa lý trên máy tính bởi các File dữ
liệu với các phần mở rộng như sau:
[*.Tab]: Chứa các thông tin mô tả cấu trúc dữ liệu
[*.Dat]: Chứa các thông tin nguyên thuỷ
[*.Map]: Chứa các thông tin mô tả đối tượng không gian
[*.ID]: Chứa các thông tin về chỉ số liên kết không gian và thuộc tính
[*.Ind]: Chứa các thông tin về chỉ số đối tượng.
Tổ chức thông tin theo từng lớp đối tượng
+ MapInfo có thể lưu trữ các thông tin bản đồ theo từng đối tượng.
+ Các lớp đối tượng này là các đối tượng chính trên bản đồ.
+ Lớp thông tin về điểm.

+ Lớp thông tin về đường .
13
+ Lớp thông tin về vùng.
+ Lớp thông tin về đối tượng khác.
Với cách tổ chức thông tin theo từng lớp đối tượng như vậy, đã giúp cho
phần mềm MapInfo xây dựng thành các khối thông tin độc lập cho các mảnh bản
đồ từ máy tính. Sự liên kết thông tin thuộc tính với các đối tượng bản đồ: Là một
phần mềm của hệ thống thông tin GIS, MapInfo có khả năng liên kết dữ liệu
mang tính chất thuộc tính với dữ liệu mang tính chất không gian. Chức năng này
đã giúp cho chúng ta có thể quản lý đồng thời và riêng biệt từng loại dữ liệu, trên
cơ sở đó giúp chúng ta có thể truy cập tìm kiếm thông tin một cách thuận tiện cả
hai loại dữ liệu này.
Khả năng của MapInfo:
Khả năng trao đổi của MapInfo cho chúng ta một khả năng thu thập,
chuyển đổi dữ liệu khá thuận tiện.
- Với dữ liệu mang tính chất không gian MapInfo có thể nhận dữ liệu từ
Autocard, Famis, Arc/ Info, Microsation,… thông qua định dạng file chuẩn là
.Dxf và ngược lại MapInfo có thể xuất dữ liệu cho các phần mềm khác.
- Với dữ liệu mang tính chất thuộc tính MapInfo có khả năng trao đổi thu
nhận dữ liệu từ các phần mềm như Excel, Foxpro, Dbase.
Khả năng liên kết hai loại dữ liệu thuộc tính và không gian.
2.2. Cơ sở pháp lý
2.2.1 Các văn bản thực hiện xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính
- Luật đất đai được Quốc hội thông qua ngày 26 tháng 11 năm 2003 có hiệu
lực từ ngày 01/7/2004;
- Luật Công nghệ thông tin được Quốc hội thông qua ngày 29/06/2006, có
hiệu lực từ ngày 01/01/2007;
14
- Nghị định số 181/2004/NĐ-CP, ngày 29/10/2004 của Chính phủ về việc
thi hành Luật Đất đai;

- Quyết định số 179/2004/QĐ-TTg ngày 06/10/2004 của Thủ tướng Chính
phủ 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;
- Thông tư số 09/2007/TT-BTNMT, ngày 02/08/2007 của Bộ Tài nguyên và
Môi trường về hướng dẫn lập, chỉnh lý, quản lý hồ sơ địa chính;
- Thông tư số 17/2009/TT-BTNMT ngày 21 tháng 10 năm 2009 của Bộ Tài
nguyên và Môi trường quy định về Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền
sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất;
- Thông tư số 05/2009/TT-BTNMT ngày 01/6/2009 của Bộ Tài nguyên và
Môi trường về việc Hướng dẫn kiểm tra, thẩm định và nghiệm thu công trình,
sản phẩm địa chính;
- Thông tư 07/2009/TT-BTNMT ngày 10/07/2009 của Bộ Tài nguyên và
Môi trường về việc Quy định chi tiết một số điều của Nghị định số
102/2008/NĐ-CP ngày 15/09/2008 của Thủ tướng Chính phủ về việc thu thập,
quản lý, khai thác và sử dụng dữ liệu về tài nguyên và môi trường;
- Thông tư số 17/2010/TT-BTNMT ngày 04/10/2010 của Bộ Tài nguyên và
Môi trường về quy định chuẩn dữ liệu địa chính;
- Công văn số 1159/TCQLĐĐ-CĐKTK ngày 21 tháng 9 năm 2011 của Tổng
cục Quản lý đất đai về việc hướng dẫn xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính;
- Công văn số 106/BTNMT-CNTT ngày 12/01/2012 của Bộ Tài nguyên và
Môi trường về việc thông báo kết quả thẩm định các phần mềm xây dựng khai
thác cơ sở dữ liệu đất đai;
15
- Dự án tổng thể xây dựng hệ thống HSĐC và CSDL Quản lý đất đai tỉnh
Nghệ An giai đoạn 2008 – 2015 đã được thẩm định tại công văn số
50/TCQLĐĐ-ĐKTK của Tổng cục Quản lý đất đai ngày 12/11/2008.
2.2.2. Nguyên tắc xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính
Việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính phải tuân theo các nguyên tắc quy
định tại điều 10 Thông tư số 17/2010/TT-BTNMT ngày 04/10/2010, cụ thể như
sau:

- Việc xây dựng, cập nhật, quản lý và khai thác sử dụng dữ liệu địa chính
phải đảm bảo tính chính xác, khoa học, khách quan, kịp thời và thực hiện theo
quy định hiện hành về lập hồ sơ địa chính, cấp giấy chứng nhận QSD đất, quyền
sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất.
- Cơ sở dữ liệu địa chính phải được xây dựng theo đơn vị hành chính xã,
phường, thị trấn (gọi chung là cấp xã) và được tổ chức, quản lý ở quận, huyện,
thị xã, thành phố trực thuộc tỉnh (gọi chung là cấp huyện) và ở tỉnh, thành phố
trực thuộc trung ương (gọi chung là cấp tỉnh). Cơ sở dữ liệu địa chính ở Trung
ương được tổng hợp từ tất cả các đơn vị hành chính cấp tỉnh trên phạm vi cả
nước. Mức độ tổng hợp do Tổng cục Quản lý đất đai quy định cụ thể sao cho phù
hợp với yêu cầu quản lý của từng giai đoạn.
2.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
2.3.1. Tình hình ứng dụng GIS trên thế giới
Năm 1964 Canada đã xây dựng Hệ thống thông tin địa lý đầu tiên trên thế giới
có tên gọi là Canadian Geographical Information System. Song song với Canada,
tại Mỹ hàng loạt các trường đại học cũng tiến hành nghiên cứu và xây dựng các Hệ
thống thông tin địa lý. Tuy nhiên rất nhiều hệ thống trong số đó đã không tồn tại
được bao lâu do khâu thiết kế cồng kềnh và giá thành quá cao. Tuy nhiên, các nhà
nghiên cứu ở giai đoạn này đã đưa ra những lý luận nhận định quan trọng về vai trò,
16
chức năng của Hệ thống thông tin địa lý: Hàng loạt loại bản đồ có thể được số hoá
và liên kết với nhau tạo ra một bức tranh tổng thể về tài nguyên thiên nhiên của một
khu vực, một quốc gia hay một châu lục. Sau đó máy tính được xử dụng để phân
tích các đặc trưng của nguồn tài nguyên đó và cung cấp các thông tin bổ ích, kịp
thời cho việc quy hoạch.
Trong những năm 70 – 80, đứng trước sự gia tăng nhu cầu quản lý nguồn tài
nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường, nhiều quốc gia và các tổ chức quốc tế
đã quan tâm nhiều hơn đến sự nghiên cứu và phát triển của hệ thống thông tin
địa lý. Cũng trong khung cảnh đó, có hàng loạt các yếu tố đã thay đổi một cách
thuận lợi cho sự phát triển của Hệ thống thông tin địa lý. Các hệ ứng dụng GIS

trong lĩnh vực quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường phát triển mạnh
trong thời gian này, điển hình như các hệ LIS (Land Information System), LRIS
(Land Resource Information System), ILWIS (Integrated Land and Water
Information System), … và hàng loạt các sản phẩm thương mại của các hãng,
các tổ chức nghiên cứu phát triển ứng dụng GIS như ESRI, Computerversion,
Intergraph, …
Các nước trên thế giới đặc biệt là những nước phát triển đã và đang áp dụng
GIS trong nhiều lĩnh vực khác nhau như điều tra quy hoạch, quản lý sử dụng đất,
bảo vệ môi trường. Năm 1989, các nhà nghiên cứu bảo vệ môi trường của Hà
Lan đó nghiên cứu và ứng dụng thành công công nghệ GIS vào đánh giá mức độ
ảnh hưởng của khí thải và các phương tiện gia thông ở vùng Amstecdam. Hiện
nay, trên thế giới có khoảng trên 60.000 tổ chức và cá nhân sử dụng GIS trong
nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong nhiều năm trở lại đây, GIS đã được các nhà
khoa học thuộc nhiều lĩnh vực như: địa chất, thổ nhưỡng, quy hoạch đô thị, nông
lâm nghiệp, nghiên cứu và đã ứng dụng thành công trong nhiều công trình có giá
trị [5]. Cụ thể điểm qua một số thành tựu đó là:
17
- FAO (1983) đã là ứng dụng GIS trong mô hình phân vùng sinh thái nông
nghiệp để đánh giá tài nguyên đất đai trên phạm vi toàn thế giới ở tỷ lệ bản đồ
1/5.000.000.
- Ứng dụng mô hình số hóa độ cao DEM để xây dựng bản đồ địa hình từ đó
phân tích địa chất, địa mạo của khu vực.
- Năm 1995 đã tiến hành đánh giá đất trồng lúa vùng lưu vực sông Ping –
huyện Mactang – tỉnh ChiangMai – Thái Lan.
- Ứng dụng hệ công nghệ GIS xây dựng bản đồ đơn vị đất đai huyện
Khsách Kandal tỉnh Kandal, Campuchia của NCS Choum Sinnara, trường Đại
học Nông nghiệp I - Hà Nội. Theo nghiên cứu này, tác giả đó xác định được 6
chỉ tiêu xây dựng bản đồ đơn vị là: loại đất, thành phần giới, địa hình, độ phì đất,
chế độ tưới, ngập úng và đã xác định toàn huyện có 19 đơn vị đất đai.
- Một số nước phát triển như Úc, Canada, Thụy Điển đó ứng dụng GIS để

xây dựng một hệ thống thông tin chuyên dụng khác như hệ thông tin địa chính
phục vụ cho các mục đích đa dạng về quản lý trong ngành địa chính.
2.3.2. Tình hình ứng dụng GIS ở Việt Nam
Ở nước ta, công nghệ GIS mới chỉ được chú ý trong vòng 10 năm trở lại
đây, tuy nhiên phần lớn mới chỉ dừng lại ở mức xây dựng cơ sở dữ liệu cho các
dự án nghiên cứu. Một số phần mềm lớn của GIS như ARCINFO, MAPINFO,
MAPPING OFFICE,… đã được sử dụng ở nhiều nơi để xây dựng lại bản đồ địa
hình, địa chính, hiện trạng trên phạm vi toàn quốc. Sự kết hợp giữa công nghệ
viễn thám và GIS đã bắt đầu được ứng dụng trong một số nghiên cứu về nông
lâm nghiệp như trong công tác điều tra quy hoạch rừng (Viện điều tra quy hoạch
rừng), công tác điều tra đánh giá và quy hoạch đất nông nghiệp của viện quy
hoạch, thiết kế nông nghiệp,…