ứng dụng gis trong đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất tỉnh sóc trăng giai đoạn năm 2000 đến 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI
-------------------------

HÀNG PHƢƠNG TUẤN

ỨNG DỤNG GIS TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN
ĐỘNG HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT
TỈNH SÓC TRĂNG GIAI ĐOẠN
NĂM 2000-2013

LUẬN VĂN KỸ SƢ NGÀNH QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Cần Thơ - 2014


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƢỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI
-------------------------

ỨNG DỤNG GIS TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN
ĐỘNG HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT
TỈNH SÓC TRĂNG GIAI ĐOẠN
NĂM 2000-2013

LUẬN VĂN KỸ SƯ NGÀNH QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
Mã ngành: 52850103

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS.TS. VÕ QUANG MINH

SINH VIÊN THỰC HIỆN
Hàng Phƣơng Tuấn
MSSV: 4115103
Lớp Quản Lý Đất Đai K37

Cần Thơ - 2014


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

XÁC NHẬN CỦA BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI
Xác nhận đề tài:
ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN
ĐỘNG HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT TỈNH SÓC TRĂNG
GIAI ĐOẠN TỪ NĂM 2000-2013
Sinh viên thực hiện: Hàng Phương Tuấn

MSSV: 4115103

Lớp Quản Lý Đất Đai khóa 37 thuộc Bộ Môn Tài Nguyên Đất Đai - Khoa Môi Trường
& Tài Nguyên Thiên Nhiên - Trường Đại Học Cần Thơ.

Ý kiến của Bộ Môn:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...............................................................................
Cần Thơ, ngày…… tháng……… năm 2014

i


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Chứng nhận chấp thuận báo cáo luận văn tốt nghiệp
ngành quản lý đất đai với đề tài:
ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN
ĐỘNG HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT TỈNH SÓC TRĂNG
GIAI ĐOẠN TỪ NĂM 2000-2013
Sinh viên thực hiện: Hàng Phương Tuấn

MSSV: 4115103

Lớp Quản Lý Đất Đai khóa 37 thuộc Bộ Môn Tài Nguyên Đất Đai - Khoa Môi
Trường & Tài Nguyên Thiên Nhiên - Trường Đại Học Cần Thơ.
Nhận xét của cán bộ hướng dẫn:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
......................................
Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2014

Cán bộ hướng dẫn

ii


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI
----o0o---NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BÁO CÁO
Hội đồng chấm báo cáo luận văn tốt nghiệp chấp thuận đề tài:
ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN
ĐỘNG HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT TỈNH SÓC TRĂNG
GIAI ĐOẠN TỪ NĂM 2000-2013
Do sinh viên Hàng Phương Tuấn (MSSV:4115103) thực hiện và bảo vệ trước hội
đồng ngày….tháng..... năm ......
Luận văn tốt nghiệp đã được hội đồng đánh giá ở mức:…..

Ý kiến của hội đồng:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
.........................................

Cần Thơ, ngày... tháng... năm 2014

Chủ tịch hội đồng

iii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả trình
bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
luận văn nào trước đây.

Cần Thơ, ngày 3 tháng 11 năm 2014
Sinh viên thực hiện

Ký tên

Hàng Phương Tuấn

iv


LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Họ và tên: Hàng Phương Tuấn
Giới tính: Nam
Ngày sinh: 9/2/1992
Nơi sinh: Sóc Trăng
Quê quán: Mỹ Xuyên, Sóc Trăng
Ngành học: Quản Lý Đất Đai
Nơi học: Trường Đại học Cần Thơ
Họ và tên cha: Hàng Chanh; Năm sinh: 1965
Nghề nghiệp: CNV
Họ và tên mẹ: Lý Thị Chánh; Năm sinh: 1967
Nghề nghiệp: CNV
Tốt nghiệp trung học phổ thông năm 2010 tại trường Trung học phổ thông Hoàng
Diệu.
Trúng tuyển vào trường Đại học Cần Thơ năm 2011 ngành Quản lý đất đai.

v


LỜI CẢM TẠ
Qua thời gian học tập và rèn luyện tại trừờng Đại học Cần Thơ, em đã nhận được sự
quan tâm và dìu dắt tận tình của các thầy cô tại trường, đặc biệt là các thầy cô trong bộ
môn Tài Nguyên Đất Đai - Khoa Môi Trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên. Các thầy

cô đã giúp em trang bị những kiến thức cơ bản về chuyên môn vô cùng hữu ích. Em
tin rằng đó là những bài học vô cùng quý báu, là hành trang để giúp em vững bước vào
tương lai sau này và đối mặt với những va chạm của cuộc sống.
Với sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô và sự nổ lực không ngừng của bản thân
trong suốt thời gian qua, đã giúp em đi đến đích cuối cùng đó là hoàn thành luận văn
tốt nghiệp.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Quý Thầy cô trường Đại học Cần Thơ nói chung và tập thể các thầy cô Bộ môn Tài
Nguyên Đất Đai – Khoa Môi Trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên nói riêng – những
người trực tiếp giảng dạy, truyền đạt cho chúng em những kiến thức vô cùng bổ ích
trong suốt thời gian qua.
Thầy Võ Quang Minh và cô Nguyễn Thị Hà Mi đã trực tiếp hướng dẫn, đóng góp
những ý kiến quý báu và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em có thể hoàn thành tốt luận
văn của mình.
Cô Phan Kiều Diễm - cố vấn học tập đã giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt thời gian
học tập và rèn luyện tại trường.
Thầy Trần Văn Hùng đã chia sẻ những kinh nghiệm, kiến thức chuyên môn để em
hoàn thành tốt luận văn.
Chân thành cảm ơn tập thể lớp QLĐĐ K37A1 đã nhiệt tình động viên, giúp đỡ em
trong quá trình học tập, đặc biệt là thời gian làm luận văn này.
Thay cho lời kết con xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến cha mẹ, người thân trong
gia đình – những người luôn xác cánh bên con, động viên con không ngừng cố gắng
vươn lên suốt chặn đường đại học, để con có thể đạt được thành quả như ngày hôm
nay.
Xin chân thành cảm ơn!

Hàng Phương Tuấn

vi

TÓM LƯỢC
Với yêu cầu của xã hội hiện nay sức ép của việc gia tăng dân số thì đất đai đã trở thành
vấn đề sống còn của mỗi quốc gia, mỗi dân tộc. Chính sự gia tăng dân số, sự phát triển
đô thị và quá trình công nghiệp hoá gây sức ép lớn trong việc sử dụng đất. Diện tích
đất nông nghiệp ngày càng giảm kéo theo đó là sự tăng lên của đất phi nông nghiệp
như nhu cầu về nhà ở, đất xây dựng các công trình công cộng, khu công nghiệp
tăng…Vì vậy việc xác định biến động đất đai càng trở thành một vấn đề cấp thiết.
Bằng công nghệ GIS với phương pháp thu thập số liệu, dữ liệu bằng các bản đồ và số
liệu liên quan, xây dựng bản đồ thay đổi hiện trạng sử dụng đất, phương pháp lập bảng
và phân tích kết quả thực hiện để xác định hiện trạng sử dụng đất và sự thay đổi hiện
trạng sử dụng đất tỉnh Sóc Trăng theo không gian và thời gian. Kết quả chỉ ra rằng:
Tổng diện tích tự nhiên của tỉnh năm 2010 là 331.164,25 ha, tăng 151,65 ha so với
năm 2005 và cao hơn 8.833,89 ha so với năm 2000. Trong đó; Năm 2010, tỉnh Sóc
Trăng có 276.689,67 ha đất nông nghiệp, giảm 1.389,05 ha so với năm 2005 nhưng
trong giai đoạn 10 năm (2001-2010) tăng thêm 2.168,96 ha; Đất phi nông nghiệp có
53.522,08 ha, tăng 3.414,04 ha so với năm 2005 và tăng 8.733,50 ha so với năm 2000,
bình quân mỗi năm tăng khoảng 870 ha. Năm 2010, toàn tỉnh còn 952,50 ha đất chưa sử
dụng, giảm 1.873,34 ha so với năm 2005 và giảm 2.068,57 ha so với năm 2000; Năm
2010 có 27.610,40 ha đất đô thị, tăng 6.678,63 ha so với năm 2005 và tăng 9.376,19 ha
so với năm 2000.

vii


MỤC LỤC
XÁC NHẬN CỦA BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI .............................................i
XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN .............................................................. ii
NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BÁO CÁO ............................................................... iii
LỜI CAM ĐOAN .........................................................................................................iv

LÝ LỊCH CÁ NHÂN .....................................................................................................v
LỜI CẢM TẠ ................................................................................................................vi
TÓM LƯỢC ................................................................................................................ vii
MỤC LỤC .................................................................................................................. viii
DANH SÁCH HÌNH ......................................................................................................x
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................. xii
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................... xiii
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................xiv
CHƯƠNG 1 .LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ......................................................................1
1.1 Khái quát về hệ thống thông tin địa lí ...............................................................1
1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển GIS (Geographic Information System) ......1
1.1.2 Một số định nghĩa về GIS ...............................................................................2
1.1.3 Các thành phần của GIS.................................................................................3
1.1.4 Các dạng dữ liệu GIS .....................................................................................4
1.1.5 Khả năng của GIS ..........................................................................................8
1.2 Giới thiệu khái quát về Arc Info/Mapinfo ........................................................9
1.3 Giới thiệu khái quát về ArcGis Desktop ........................................................10
1.3.1 Phần mềm ArcView ......................................................................................11
1.3.2 Phần mềm ArcEditor ....................................................................................11
1.3.3 Phần mềm ArcInfo ........................................................................................11
1.4 Tổng quan về công tác đánh giá biến động ở Việt Nam ................................14
1.5 Tổng quan về vùng nghiên cứu ........................................................................15
1.5.1 Điều kiện tự nhiên ........................................................................................15
1.5.2 Thực trạng phát triển kinh tế, xã hội ............................................................18
1.5.3 Dân số, lao động và việc làm .......................................................................21
1.5.4 Thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng .............................................................21
CHƯƠNG 2 .PHƯƠNG TIỆN- PHƯƠNG PHÁP ...................................................22
viii

2.1

Phương tiện .....................................................................................................22

2.2

Phương pháp ..................................................................................................22

2.3 Nội dung thực hiện..............................................................................................23
CHƯƠNG 3 . KẾT QUẢ- THẢO LUẬN ..................................................................25
3.1. Ứng dụng khả năng GIS ..................................................................................25
3.1.1 Xây dựng bản đồ hiện trạng 2000, 2005, 2010 trong Mapinfo ...................25
3.1.2 Đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất bằng phần mềm ArcGIS ........26
3.2. Hiện trạng sử dụng đất các năm 2000, 2005 và năm 2010............................27
3.2.1 Hiện trạng sử dụng đất năm 2000 ................................................................31
3.2.2 Hiện trạng sử dụng đất năm 2005 ................................................................35
3.2.4 Hiện trạng sử dụng đất năm 2010 ................................................................37
3.2.5 Thay đổi hiện trạng sử dụng đất 2010 so với 2005 và năm 2000 ................41
3.3 Biến động theo thời gian ...................................................................................48
3.3.2 Đất lâm nghiệp .............................................................................................49
3.3.3 Đất nuôi trồng thủy sản ................................................................................49
3.3.4 Đất làm muối ................................................................................................50
3.3.5 Đất nông nghiệp khác ...................................................................................50
3.3.6 Đất ở .............................................................................................................51
3.3.7 Đất chuyên dùng ...........................................................................................51
3.3.8 Đất tín ngưỡng tôn giáo và đất nghĩa trang, nghĩa địa ...............................52
3.3.9 Đất sông suối và mặt nước chuyên dùng và đất phi nông nghiệp khác .......52
3.3.10 Đất chưa sử dụng .......................................................................................52
4.1 Kết luận ..............................................................................................................53
4.2 Kiến nghị ............................................................................................................53

TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................54
PHỤ LỤC

ix


DANH SÁCH HÌNH
Tiêu đề

Hình

Trang

1.1

Các hợp phần thiết yếu của công nghệ GIS

3

1.2

Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm point

5

1.3

Số liệu vector được biểu thị dưới dạng Arc

5

1.4

Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng (Polygon)

6

1.5

Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster

7

1.6

Cơ sở dữ liệu trong ArcMap

12

1.7

Giao diện ứng dụng ArcCatalog

13

1.8

Giao diện các công cụ trong ArcToolbox

13

1.9

Bản đồ hành chính tỉnh Sóc Trăng

19

2.1

Sơ đồ các bước thực hiện

24

3.1

Lớp thông tin ranh giới huyện và giao thông đã số hóa

25

3.2

Giao diện lệnh Union trong ArcGIS

27

3.3

Hiện trạng sử dụng đất năm 2000 của tỉnh Sóc Trăng

28

3.4

Hiện trạng sử dụng đất năm 2005 của tỉnh Sóc Trăng

29

3.5

Hiện trạng sử dụng đất năm 2010 của tỉnh Sóc Trăng

30

3.6

Cơ cấu hiện trạng sử dụng đất ở của tỉnh Sóc Trăng năm 2000

31

3.7

Biểu đồ hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp năm 2000 tại tỉnh Sóc Trăng

32

3.8

Cơ cấu diện tích đất ở của tỉnh Sóc Trăng năm 2000

33

3.9

Cơ cấu hiện trạng sử dụng đất năm 2005 tại tỉnh Sóc Trăng

35

3.10

Biểu đồ hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp năm 2005 tại tỉnh Sóc Trăng

35

3.11

Cơ cấu hiện trạng sử dụng đất năm 2005 tại tỉnh Sóc Trăng

38

3.12

Cơ cấu hiện trạng sử dụng đất phi nông nghiệp năm 20005

39

tại tỉnh Sóc Trăng
3.13

Xây dựng bản đồ thay đổi hiện trạng sử dụng đất năm 2010

42

so với năm 2005 và 2000 trên ArcGIS
3.14

Kết quả thay đổi hiện trạng sử dụng đất năm 2010 so với năm 2005
và năm 200 của tỉnh Sóc Trăng trên ArcGIS

x

44


Tiêu đề

Hình
3.15

Trang

Biểu đồ thể hiện diện tích nhóm đất chính của tỉnh Sóc Trăng

46

qua các năm 2000, 2005, 2010
3.16

Biểu đồ thể hiện diện tích nhóm đất nông nghiệp của tỉnh Sóc Trăng

46

qua các năm 2000, 2005, 2010
3.17

Biểu đồ biến động diện tích các nhóm đất nông nghiệp

47

từ năm 2000 – 2010 tại tỉnh Sóc Trăng
3.18

Biểu đồ hiện trạng sử dụng đất sản xuất nông nghiệp

48

từ năm 2005 đến năm 2013
3.19

Biểu đồ hiện trạng sử dụng đất lâm nghiệp từ

49

năm 2005 đến năm 2013
3.20

Biểu đồ hiện trạng sử dụng đất từ năm 2005 đến năm 2013

49

nuôi trồng thủy sản

3.21

Biểu đồ hiện trạng sử dụng đất làm muối từ năm 2005

50

đến năm 2013
3.22

Biểu đồ hiện trạng sử dụng đất sản xuất nông nghiệp khác

50

từ năm 2005 đến năm 2013
3.23

Biểu đồ cơ cấu đất ở năm 2005 và 2013 tại tỉnh Sóc Trăng

51

3.24

Biểu đồ hiện trạng sử dụng đất chuyên dùng từ năm 2005

51

đến năm 2013.

xi

DANH SÁCH BẢNG
Bảng
3.1

Tiêu đề
Diện tích đất chuyên dùng phân theo đơn vị hành chính cấp huyện

Trang
33

của tỉnh Sóc Trăng năm 2000
3.2

Diện tích đất ở phân theo đơn vị hành chính cấp huyện của tỉnh

34

Sóc Trăng năm 2000
3.3

Diện tích loại đất phi nông nghiệp theo đơn vị hành chính cấp huyện
Năm 2005 của tỉnh Sóc Trăng

3.4

3.5

37

Diện tích loại đất phi nông nghiệp theo đơn vị hành chính
cấp huyện năm 2010 của tỉnh Sóc Trăng

40

So sánh biến động sử dụng đất từ năm 2000 đến năm 2010

45

xii


DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

GIS

Tiếng Anh

Tiếng Việt

Geographic Imformation Sytem

Hệ thống thông tin địa lý
(HTTĐL )

ESRI

Environmental System Research
Institute

Viện Nghiên cứu hệ thống môi
trường thế giới
Cơ sở dữ liệu

CSDL
Computer Cartographic

Bản đồ máy tính

CLI

Canada Land Inventory

Kiểm kê ruộng đất Canada

RRL

Regional Research Laboratory

Phòng thí nghiệm Nghiên cứu
khu vực

National Central for Geographic

Trung tâm thông tin địa lý và

Information and Analysis

phân tích quốc gia

Gross Domestic Product

Tổng sản phẩm nội địa

NCGIA
GDP
HTSDĐ

Hiện trạng sử dụng đất

DITAGIS

Trung tâm Công Nghệ Thông Tin
Địa Lý
Computer Graphics

SQL

Structure Query Language

xiii

Đồ họa máy tính
Ngôn ngữ truy vấn mang tính cấu
trúc


MỞ ĐẦU
Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá đối với mỗi quốc gia bởi nó là tư liệu sản xuất

đặc biệt, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống. Trong xã hội hiện
nay dưới sức ép của gia tăng dân số, chính sự gia tăng dân số, sự phát triển đô thị và
quá trình công nghiệp hoá gây sức ép lớn trong việc sử dụng đất. Diện tích đất nông
nghiệp ngày càng giảm kéo theo đó là sự tăng lên của đất phi nông nghiệp như nhu cầu
về nhà ở, đất xây dựng…. đây là bài toán nan giải “bức xúc” hiện nay. Để giải quyết
vấn đề đó nước ta ngày càng xác định rõ hơn việc đánh giá biến động đất đai là một
vấn đề quan trọng.
Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của nền khoa học hiện đại, đòi hỏi các
thông tin phải nhanh chóng, chính xác và kịp thời. Đặc biệt hơn đất đai lại luôn luôn
biến động từng ngày từng giờ vì thế thông tin phải được cập nhật thường xuyên, liên
tục việc quản lý đất đai bằng các biện pháp thô sơ như: bản đồ giấy, sổ sách cũ, không
còn phù hợp. Do đó, hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information Systems – viết
tắt là GIS) ra đời đánh dấu một bước ngoặt mới trong lịch sử loài người, hệ thống này
có những chức năng cơ bản đó là tự động tìm kiếm, thu thập và quản lý thông tin theo
ý muốn, đặc biệt là có khả năng chuẩn hoá và biểu thị dữ liệu không gian từ thế giới
thực phục vụ cho các mục đích khác nhau trong đời sống.
Sự ra đời của Hệ thống thông tin địa lý đã đáp ứng rất nhiều yêu cầu thực tế và được
ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Vì vậy GIS chính là công cụ hữu ích cho
việc theo dõi, giám sát, đánh giá những biến động tài nguyên nói chung và biến động
đất đai nói riêng giúp những nhà quản lý, những nhà quy hoạch đề ra những chiến lược
phát triển kinh tế vùng một cách nhanh chóng, chính xác và hiệu quả.
Xuất phát từ thực tế, đòi hỏi của sự phát triển Kinh tế - Xã hội cũng như sự cần thiết
của việc ứng dụng GIS trong công tác đánh giá biến động, đề tài: “Ứng dụng hệ thống
thông tin địa lý trong đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất giai đoạn 2000 –
2013 tại tỉnh Sóc Trăng” được thực hiện với mục tiêu :
- Đánh giá sự biến động hiện trạng sử dụng đất đai theo đơn vị hành chính tỉnh Sóc
Trăng năm 2000-2013.
- Đánh giá khả năng ứng dụng công nghệ GIS trong đánh giá sự biến động hiện trạng
sử dụng đất đai.

xiv


CHƯƠNG 1 .LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 Khái quát về hệ thống thông tin địa lí
1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển GIS (Geographic Information System)
 Trên thế giới
Năm 1940 ngành đồ họa máy tính (Computer Graphics) bắt đầu hình thành và phát
triển, đến năm 1960 ngành bản đồ máy tính (Computer Cartographic) cũng được hình
thành. Mãi Sau đó hai năm, hệ thống thông tin địa lý đầu tiên thực sự hoạt động trên
thế giới được ra đời tại Canada, được phát triển bởi cục phát triển nông lâm nghiệp
Canada.
Năm 1964, hệ thống thông tin địa lý hiện đại đầu tiên cấp độ quốc gia ra đời tại
Canada, đây là công trình nghiên cứu của tiến sĩ Roger Tomlinson, công trình có tên là
Canada Geographic Information System (CGIS-Hệ thống thông tin địa lý Canada). 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 (Theo Nguyễn Hồng Phương,
Đinh Văn Hữu, 2006)
Đến cuối thế kỷ 20, trên thế giới hình thành nhiều cơ quan nghiên cứu GIS với quy mô
lớn như là RRL (Regional Research Laboratory) được thành lập ở Anh năm 1987.
Năm 1988, NCGIA (National Central for Geographic Information and Analysis) thành
lập, được quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ cấp kinh phí.
Những năm 1990, thời kì này đặc trưng bằng sự bùng nổ GIS về cả phần cứng và phần
mềm. Về phần cứng xuất hiện các máy tính cá nhân và thiết bị ngoại vi, còn phần mềm
là các cuộc cách mạng về Window, bắt đầu là Window 3.0 năm 1990, Window 3.1
năm 1992, Window 95 năm 1995, Window 98 năm 1998. Dẫn đến sự ra đời của phần
mềm GIS chạy trong Window khiến GIS trở nên thân thiện cho người sử dụng.
Cùng với sự bùng nổ của công nhgệ thông tin, những năm 2000 đánh dấu bước phát

triển vượt bật của GIS, GIS trở thành phổ biến trên toàn thế giới (Theo Nguyễn Hồng
Phương, Đinh Văn Hữu, 2006).
 Ở Việt Nam
Cuối thập niên 80 của thế kỷ XX, hệ thống thông tin địa lý bắt đầu thâm nhập vào Việt
Nam qua các dự án hợp tác quốc tế. Tuy nhiên, cho đến giữa thập niên 90, GIS mới có
cơ hội phát triển ở Việt Nam. GIS ngày càng nhiều người biết đến như một công cụ hổ
1


trợ quản lý trong các lĩnh vực quản lý tài nguyên thiên nhiên, giám sát môi trường,
quản lý đất đai…Hiện nay nhiều cơ quan nhà nước và doanh nghiệp đã và đang tiếp
cận hệ thống thông tin địa lý để giải quyết các bài toán của cơ quan mình như quản lý
môi trường, tài nguyên và thực hiện các bài toán quy hoạch sử dụng đất, quản lý và
thiết kế các công trình hạ tầng kĩ thuật…
Trong những năm gần đây, đã hình thành nên một số trung tâm và công ty nghiên cứu,
cung cấp và tư vấn về GIS.
Trung tâm Công Nghệ Thông Tin Địa Lý - DITAGIS, được thành lập năm 1994, Là
một trung tâm chuyên nghiên cứu phát triển ứng dụng khoa học và công nghệ thông
tin địa lý (GIScience and GISystems) tại Việt Nam.
VidaGIS là công ty liên doanh Việt Nam- Đan Mạch chuyên cung cấp sản phẩm, dịch
vụ trong lĩnh vực GIS…(Trần Vĩnh Phước và ctv, 2003)
1.1.2 Một số định nghĩa về GIS
Hệ thống thông tin địa lý - GIS (Geographical Information System) là hệ thống quản
lý thông tin không gian được phát triển dựa trên cơ sở công nghệ máy tính với mục
đích lưu trữ, hợp nhất, mô hình hóa, phân tích và mô tả được nhiều loại dữ liệu
(Nguyễn Thế Thận, 1999).
Theo Nguyễn Ngọc Thạch, 2010: Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống máy tính
có chức năng lưu trữ và liên kết các dữ liệu địa lý với các đặc tính của bản đồ dạng đồ
họa, từ đó cho một khả năng rộng lớn về việc xử lý thông tin và cho ra các sản phẩm
bản đồ, có kết quả xử lý cùng các mô hình.

Định nghĩa “Hệ thống thông tin địa lý (HTTĐL) - Geographical Information System
(GIS) là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần mềm, tư
liệu địa lý và người điều hành, được thiết kế hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp
nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý. HTTĐL
có mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý”.
(Viện nghiên cứu môi trường Mỹ - Environmental System Research Institute (ESRI),
1994).
Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống chứa hàng loạt chức năng phức tạp dựa vào
khả năng của máy tính và các toán tử xử lý thông tin không gian. GIS là một hệ thống
thông tin đặc biệt với cơ sở dữ liệu gồm những đối tượng, những hoạt động hay những
sự kiện phân bố trong không gian được biểu diễn như những điểm, đường, vùng trong
hệ thống máy tính. Hệ thống thông tin địa lý xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đường,
vùng phục vụ cho những hỏi đáp và phân tích đặc biệt. (Dueker, 1979).
2


1.1.3 Các thành phần của GIS
Theo Võ Quang Minh và ctv, (2005): Công nghệ GIS bao gồm 5 hợp phần cơ bản là
thiết bị (hardware), phần mềm (software), số liệu (Geographic data), chuyên viên
(Expertise), chính sách và cách thức quản lý (Policy and management).

Hình 1.1: Các hợp phần thiết yếu của công nghệ GIS
(Nguồn: Võ Quang Minh và ctv, 2005)

- Thiết bị: Bao gồm máy vi tính (computer), máy vẽ (plotters), máy in (printer), bàn số
hoá (digitizer), thiết bị quét ảnh (scanners), các phương tiện lưu trữ số liệu (Floppy
diskettes, optical cartridges, C.D ROM v.v...).
Phần mềm: là tập hợp các câu lệnh, chỉ thị nhằm điều khiển phần cứng của máy tính
thực hiện một nhiệm vụ xác định, phần mềm hệ thống thông tin địa lý có thể là một
hoặc tổ hợp các phần mềm máy tính

- Số liệu:
Số liệu được sử dụng trong GIS không chỉ là số liệu địa lý (geo-referenced data) riêng
lẻ mà còn phải được thiết kế trong một cơ sở dữ liệu (database).
Có 2 dạng số liệu được sử dụng trong kĩ thuật GIS là:
Cơ sở dữ liệu bản đồ: là những mô tả hình ảnh bản đồ được số hoá theo một khuôn
dạng nhất định mà máy tính hiểu được.
Số liệu Vector: Được trình bày dưới dạng điểm, đường và diện tích, mỗi dạng có liên
quan đến 1 số liệu thuộc tính được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu.
Số liệu Raster: Được trình bày dưới dạng lưới ô vuông hay ô chữ nhật đều nhau, giá trị
được ấn định cho mỗi ô sẽ chỉ định giá trị của thuộc tính.
3


Số liệu thuộc tính (Attribute): Được trình bày dưới dạng các ký tự hoặc số, hoặc ký
hiệu để mô tả các thuộc tính của các thông tin thuộc về địa lý.
- Chuyên viên:
Đây là một trong những hợp phần quan trọng của công nghệ GIS, đòi hỏi những
chuyên viên hướng dẫn sử dụng hệ thống để thực hiện các chức năng phân tích và xử
lý các số liệu. Đòi hỏi phải thông thạo về việc lựa chọn các công cụ GIS để sử dụng,
có kiến thức về các số liệu đang được sử dụng và thông hiểu các tiến trình đang và sẽ
thực hiện.
- Chính sách và cách thức quản lý:
Ðây là hợp phần rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, là yếu tố
quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS. Hệ thống GIS cần được
điều hành bởi một bộ phận quản lý, bộ phận này phải được bổ nhiệm để tổ chức hoạt
động hệ thống GIS một cách có hiệu quả để phục vụ người sử dụng thông tin (Võ
Quang Minh và ctv, 2005).
1.1.4 Các dạng dữ liệu GIS
Dữ liệu GIS bao gồm hai thành phần: dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Dữ liệu
không gian được biểu diễn dưới dạng đồ hoạ nhằm thể hiện vị trí, hình dạng, kích

thước của các đối tượng hoặc sự kiện từ thế giới thực một cách trực quan.
Trong khi đó, dữ liệu thuộc tính được biểu diễn dưới dạng bảng hoặc ma trận để mô tả
các thuộc tính bên trong của đối tượng.
Hai thành phần dữ liệu này được liên kết chặt chẽ với nhau và có thể khai thác thông
tin chéo thông qua các truy vấn trực tiếp hoặc gián tiếp theo không gian hoặc theo
thuộc tính (Trần Vĩnh Phước: ‘GIS Một số vấn đề chọn lọc’, Nhà xuất bản giáo dục
2001).
 Dữ liệu thông tin không gian


Mô hình dữ liệu vector:
-

Điểm được xác định bởi cặp giá trị điểm. Các đối tượng đơn, thông tin về địa lý
chỉ gồm cơ sở vị trí sẽ được phản ánh là đối tượng điểm.

-

Các đối tượng kiểu điểm có đặc điểm:

Là toạ độ đơn (x,y);
Không cần thể hiện chiều dài và diện tích.

4


Hình 1.2: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm point
(Nguồn: Võ Quang Minh và ctv, 2005)

Tỷ lệ trên bản đồ tỷ lệ lớn, đối tượng thể hiện dưới dạng vùng. Tuy nhiên trên bản đồ

tỷ lệ nhỏ, đối tượng này có thể thể hiện dưới dạng một điểm. Vì vậy, các đối tượng
điểm và vùng có thể được dùng phản ánh lẫn nhau.
- Đường được xác định như một tập hợp dãy của các điểm. Mô tả các đối tượng địa lý
dạng tuyến, có các đặc điểm sau:
Là một dãy các cặp toạ độ;
Một arc bắt đầu và kết thúc bởi node;
Các arc nối với nhau và cắt nhau tại node;
Hình dạng của arc được định nghĩa bởi các điểm vertices;
Độ dài chính xác bằng các cặp toạ độ;

Hình 1.3: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng Arc
(Nguồn: Võ Quang Minh và ctv, 2005)

5


- Vùng được xác định bởi ranh giới các đường thẳng. Các đối tượng địa lý có diện tích
và đóng kín bởi một đường được gọi là đối tượng vùng polygons, có các đặc điểm sau:
Polygons được mô tả bằng tập các đường (arcs) và điểm nhãn (label points);
Một hoặc nhiều arc định nghĩa đường bao của vùng;
Một điểm nhãn label points nằm trong vùng để mô tả, xác định cho mỗi một vùng.

Hình 1.4: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng (Polygon)
(Nguồn: Võ Quang Minh và ctv, 2005)



Mô hình dữ liệu raster

Mô hình dữ liệu dạng raster phản ánh toàn bộ vùng nghiên cứu dưới dạng một lưới các

ô vuông hay điểm ảnh (pixcel). Mô hình raster có các đặc điểm:
Các điểm được xếp liên tiếp từ trái qua phải và từ trên xuống dưới.
Mỗi một điểm ảnh (pixcel) chứa một giá trị.
Một tập các ma trận điểm và các giá trị tương ứng tạo thành một lớp (layer).
Trong cơ sở dữ liệu có thể có nhiều lớp.
Mô hình dữ liệu raster là mô hình dữ liệu GIS được dùng tương đối phổ biến trong các
bài toán về môi trường, quản lý tài nguyên thiên nhiên.
Mô hình dữ liệu raster chủ yếu dùng để phản ánh các đối tượng dạng vùng là ứng dụng
cho các bài toán tiến hành trên các loại đối tượng dạng vùng: phân loại; chồng xếp.
Các nguồn dữ liệu xây dựng nên dữ liệu raster có thể bao gồm: Quét ảnh, ảnh máy
bay, ảnh viễn thám; Chuyển từ dữ liệu vector sang, lưu trữ dữ liệu dạng raster; Nén
theo hàng, theo chia nhỏ thành từng phần và nén theo ngữ cảnh.
6


Trong một hệ thống dữ liệu cơ bản raster được lưu trữ trong các ô (thường hình vuông)
được sắp xếp trong một mảng hoặc các dãy hàng và cột. Nếu có thể, các hàng và cột
nên được căn cứ vào hệ thống lưới bản đổ thích hợp.
Việc sử dụng cấu trúc dữ liệu raster tất nhiên đưa đến một số chi tiết bị mất. Với lý do
này, hệ thống raster-based không được sử dụng trong các trường hợp nơi có các chi
tiết có chất lượng cao đư ợc đòi hỏi.

Hình 1.5: Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster
(Nguồn: Võ Quang Minh và ctv, 2005)

 Dữ liệu thông tin thuộc tính
Số liệu phi không gian hay còn gọi là thuộc tính là những mô tả về đặc tính, đặc điểm
và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định. Một trong các chức năng đặc biệt
của công nghệ GIS là khả năng của nó trong việc liên kết và xử lý đồng thời giữa dữ
liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính. Thông thường hệ thống thông tin địa lý có 4 loại số

liệu thuộc tính:
- Đặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian có thể thực
hiện SQL (Structure Query Language) và phân tích.
- Số liệu hiện tượng, tham khảo địa lý: Miêu tả những thông tin, các hoạt động thuộc
vị trí xác định.
- Chỉ số địa lý: Tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vị, …liên quan đến các đối
tượng địa lý.
- Quan hệ giữa các đối tượng trong không gian, có thể đơn giản hoặc phức tạp (sự liên
kết, khoảng tương thích, mối quan hệ đồ hình giữa các đối tượng).
Bản chất một số thông tin dữ liệu thuộc tính như sau:
7


- Số liệu tham khảo địa lý: Mô tả các sự kiện hoặc hiện tượng xảy ra tại một vị trí xác
định. Không giống các thông tin thuộc tính khác, chúng không mô tả về bản thân các
hình ảnh bản đồ. Thay vào đó chúng mô tả các danh mục hoặc các hoạt động như cho
phép xây dựng, báo cáo tai nạn, nghiên cứu y tế, … liên quan đến các vị trí địa lý xác
định. Các thông tin tham khảo địa lý đặc trưng được lưu trữ và quản lý trong các file
độc lập và hệ thống không thể trực tiếp tổng hợp chúng với các hình ảnh bản đồ trong
cơ sở dữ liệu của hệ thống. Tuy nhiên các bản ghi này chứa các yếu tố xác định vị trí
của sự kiện hay hiện tượng.
- Chỉ số địa lý: Được lưu trong hệ thống thông tin địa lý để chọn, liên kết và tra cứu số
liệu trên cơ sở vị trí địa lý mà chúng đã được mô tả bằng các chỉ số địa lý xác định.
Một chỉ số có thể bao gồm nhiều bộ xác định cho các thực thể địa lý sử dụng từ các cơ
quan khác nhau như là lập danh sách các mã địa lý mà chúng xác định mối quan hệ
không gian giữa các vị trí hoặc giữa các hình ảnh hay thực thể địa lý. Ví dụ: chỉ số địa
lý về đường phố và địa chỉ địa lý liên quan đến phố đó.
- Mối quan hệ không gian: Của các thực thể tại vị trí địa lý cụ thể rất quan trọng cho
các chức năng xử lý của hệ thống thông tin địa lý. Các mối quan hệ không gian có thể
là mối quan hệ đơn giản hay lôgic, ví dụ tiếp theo số nhà 101 phải là số nhà 103 nếu là

số nhà bên lẻ hoặc nếu là bên chẵn thì cả hai đều phải là các số chẵn kề nhau. Quan hệ
Topology cũng là một quan hệ không gian. Các quan hệ không gian có thể được mã
hoá như các thông tin thuộc tính hoặc ứng dụng thông qua giá trị toạ độ của các thực
thể.
- Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và phi không gian: thể hiện phương pháp chung
để liên kết hai loại dữ liệu đó thông qua bộ xác định, lưu trữ đồng thời trong các thành
phần không gian và phi không gian. Các bộ xác định có thể đơn giản là một số duy
nhất liên tục, ngẫu nhiên hoặc các chỉ báo địa lý hay số liệu xác định vị trí lưu trữ
chung. Bộ xác định cho một thực thể có thể chứa toạ độ phân bố của nó, số hiệu mảnh
bản đồ, mô tả khu vực hoặc con trỏ đến vị trí lưu trữ của số liệu liên quan. Bộ xác định
được lưu trữ cùng với các bản ghi toạ độ hoặc mô tả số khác của các hình ảnh không
gian và cùng với các bản ghi số liệu thuộc tính liên quan. (Theo Võ Quang Minh và
ctv, 2005).
1.1.5 Khả năng của GIS
Theo Võ Quang Minh, 2005; GIS có các khả năng sau:
 Khả năng chồng lấp các bản đồ
Việc chồng lấp các bản đồ trong kỹ thuật GIS là khả năng ưu việt của GIS trong việc
phân tích các số liệu thuộc không gian, để có thể xây dựng thành một bản đồ mới
8


mang các đặc tính hoàn toàn khác với bản đồ trước đây, dựa vào kỹ thuật chồng lấp
các bản đồ mà ta có các phương pháp cộng, trừ, nhân, chia, tính trung bình, hàm sô
mũ, che, tổ hợp.
 Khả năng phân tích
Tìm kiếm
Nếu dữ liệu được mã hóa trong hệ vector sử dụng cấu trúc lớp hoặc phủ lớp, thì dữ
liệu được nhóm lại với nhau sao cho có thể tìm kiếm một lớp nào đó một cách dễ
dàng.
Trong GIS phương pháp này khó khăn khi mỗi thành phần có nhiều thuộc tính. Một hệ

lớp đơn giản yêu cầu dữ liệu đối với mỗi lớp phải được phân lớp trước khi đưa vào.
Vùng đệm: là một vùng trong đó có đường biên bên trong gọi là lõi, còn đường biên
bên ngoài gọi là vùng đệm. Vùng đệm sử dụng nhiều nhiều thao tác phân tích và mô
hình hóa không gian.
Nội suy
Trong tình huống thông tin cho ít điểm, đường hay vùng lựa chọn thì nội suy hay
ngoại suy phải sử dụng nhiều thông tin hơn. Nghĩa là phải giải đoán giá trị hay tập giá
trị mới, phần này mô tả nội suy hướng điểm, có nghĩa một hay nhiều điểm trong không
gian được sử dụng để phát sinh giá trị khác nơi không đo giá trị trực tiếp được
Trong thực tế nội suy được áp dụng cho mô hình hóa bề mặt khi cần phải giải đoán các
giá trị mới cho bề mặt hai chiều trên cơ sở độ cao láng giềng.
 Tính diện tích
Tính diện tích theo phương pháp thủ công: đếm ô, cân trọng lượng, đo thước tỉ lệ
Tính diện tích theo phương pháp GIS gồm có:
Dữ liệu vetor : chia nhỏ bản đồ dưới dạng đa giác
Dữ liệu raster : tính diện tích của một ô, sau đó nhân diện tích này với số lượng ô của
bản đồ.
1.2 Giới thiệu khái quát về Arc Info/Mapinfo
MapInfo trang bị khả năng xử lý dữ liệu (bao gồm cả những lệnh truy vấn SQL để
chọn ra đối tượng) và các đặc tính hiển thị giá trị trên màn hình:
MapInfo có khả năng mở các tập tin dữ liệu dạng dBASE hoặc FoxBASE, Lotus 1-2-3
và Microsoft Excel. Nhập vào các tập tin hình ảnh với nhiều dạng thức khác nhau.
Ngoài ra, MapInfo còn có thể tự tạo tập tin dữ liệu của nó.
9