đồ án tốt nghiệp - Nghiên cứu ứng dụng ArcGIS xây dựng CSDL phục vụ công tác quản lý hành chính thành phố hồ chí minh

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn Ths. Trần Mai Hương, đã giúp em hoàn thành đồ
án tốt nghiệp này. Đồng thời em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Bộ
môn Tin học Trắc địa, các thầy cô giáo Khoa Công nghệ Thông tin, và các bạn
trong lớp Tin học trắc địa đã nhiệt tình giúp đỡ em trong những năm tháng học tập
và làm đồ án tốt nghiệp.
Do những kiến thức thực tế liên quan đến nội dung đồ án tốt nghiệp còn hạn
chế nên đồ án của em không tránh khỏi những sai sót. Em kính mong các thầy cô
và các bạn đóng góp ý kiến để kiến thức của em được mở rộng hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Lê Hoàng Việt


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

MỤC LỤC
MỤC LỤC...................................................................................................................1
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.....................................................................................4
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU...............................................................................5
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU...................................................................6
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................7
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS................9
1.1 Sơ lược về hệ thống thông tin địa lý GIS..........................................................9
1.2 Các khái niệm cơ bản về hệ thống thông tin địa lý.........................................10
1.3 Các thành phần của GIS:..................................................................................11
1.3.1 Con người.................................................................................................11
1.3.2 Dữ liệu.......................................................................................................12
1.3.3 Phần cứng..................................................................................................12

1.3.4 Phần mềm.................................................................................................13
1.3.5 Phương pháp phân tích.............................................................................13
1.4 Các chức năng của GIS....................................................................................14
1.4.1 Thu thập dữ liệu........................................................................................15
1.4.2 Xử lý và thao tác dữ liệu..........................................................................15
1.4.3 Lưu trữ và quản lý dữ liệu........................................................................15
1.4.4 Tìm kiếm và phân tích không gian...........................................................16
1.4.5 Hiển thị đồ họa và tương tác....................................................................16
1.5 Ứng dụng của GIS............................................................................................17
1.6 Các đặc điểm của HTTTĐL-GIS.....................................................................17
1.6.1 Khả năng chồng xếp các bản đồ (Map Overlaying)................................17
1.6.2 Khả năng phân loại thuộc tính (Reclassification)....................................18
1.6.3 Khả năng phân tích (Spatial analysis)......................................................19
1.7 Các dạng dữ liệu GIS.......................................................................................22
CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ LỰA CHỌN PHẦN
MỀM XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU......................................................................24
2.1 Điều kiện tự nhiên – xã hội khu vực nghiên cứu.............................................24
Lê Hoàng Việt

1

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

2.1.1 Hành chính................................................................................................24
2.1.2 Vị trí địa lý................................................................................................25
2.1.3 Địa hình.....................................................................................................25
2.1.4 Khí hậu, thời tiết.......................................................................................25

2.1.5 Giao thông.................................................................................................26
2.2 Tổng quan về tình hình quản lý hành chính Tp.Hồ Chí Minh hiện nay.........26
2.2.1 Vấn đề quản lý, sử dụng các thông tin về quản lý hành chính................26
2.2.2 Mục đích thành lập CSDL HTTT hành chính thành phố Hồ Chí Minh..27
2.3 Các yêu cầu cơ bản để thành lập CSDL hành chính Tp. Hồ Chí Minh..........27
2.3.1 Các yêu cầu chất lượng về CSDL quản lý hành chính Tp. Hồ Chí Minh
............................................................................................................................27
2.3.2 Các yêu cầu về nội dung của CSDL quản lý hành chính Tp. Hồ Chí
Minh...................................................................................................................28
2.4 Cơ sở dữ liệu GIS.............................................................................................29
2.4.1 Khái niệm chung về cơ sở dữ liệu............................................................29
2.4.2 Cấu trúc cơ sở dữ liệu...............................................................................29
2.4.3 Các thành phần của cơ sở dữ liệu.............................................................30
2.5 Phần mềm MapInfo..........................................................................................31
2.6 Phần mềm ArcGIS...........................................................................................33
2.6.1 Mô hình dữ liệu trong ArcGIS.................................................................34
2.6.2 ArcMap.....................................................................................................36
2.6.3 ArcCatalog................................................................................................37
2.6.4 ArcTollbox................................................................................................38
CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG ARCGIS XÂY DỰNG CSDL PHỤC VỤ CÔNG TÁC
QUẢN LÝ HÀNH CHÍNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH.....................................40
3.1 Quy trình xây dựng và tổ chức cơ sở dữ liệu..................................................40
3.2 Nghiên cứu đề tài.............................................................................................40
3.3 Thu thập tư liệu và xử lý tư liệu......................................................................41
3.3.1 Thu thập tư liệu.........................................................................................41
3.3.2 Mức độ xử lý tư liệu.................................................................................41
3.4 Biên tập bản đồ nền..........................................................................................42
3.4.1 Chuyển đổi dạng dữ liệu...........................................................................42
Lê Hoàng Việt

2

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

3.4.2 Chuyển đổi hệ tọa độ cho các shapefile...................................................43
3.4.3 Biên tập bản đồ.........................................................................................45
3.5 Thiết kế cơ sở dữ liệu.......................................................................................48
3.5.1 Thiết kế các trường thuộc tính..................................................................48
3.5.2 Tạo Geodatabase.......................................................................................52
3.5.3 Tạo các trường dữ liệu thuộc tính theo bảng thiết kế..............................54
3.5.4 Nhập cơ sở dữ liệu....................................................................................55
3.6 Biên tập, hoàn thiện dữ liệu bản đồ.................................................................58
3.7 Vận hành thử hệ thống.....................................................................................60
3.8 Kiểm tra, sửa chữa và lưu trữ..........................................................................62
KẾT LUẬN................................................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................65

Lê Hoàng Việt

3

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1-1 Các thành phần của GIS..............................................................................11
Hình 1-2 Các chức năng của......................................................................................14
Hình 1-3 Nguyên lý khi chồng lắp các bản đồ...........................................................18
Hình 1-4 Việc chồng lắp các bản đồ theo phương pháp cộng...................................18
Hình 1-5 Một thí dụ trong việc phân loại lại một bản đồ..........................................19
Hình 1-6 Ứng dụng thuật toán logic trong tìm kiếm không gian..............................20
Hình 1-7 Bản đồ vùng đệm........................................................................................21
Hình 2-8 Đối tượng point trên bản đồ........................................................................34
Hình 2-9 Đối tượng line trên bản đồ..........................................................................34
Hình 2-10 Đối tượng polygon trên bản đồ.................................................................34
Hình 2-11 Cấu trúc một GeoDatabase.......................................................................35
Hình 2-12 Các thành phần cơ bản trong ArcMap......................................................37
Hình 2-13 Giao diện ứng dụng ArcCatalog...............................................................38
Hình 2-14 Giao diện ứng dụng ArcToolbox..............................................................39
Hình 3-15 Các bước xây dựng cơ sở dữ liệu.............................................................40
Hình 3-16 Chuyển đổi dữ liệu từ *.tab sang *.shp....................................................43
Hình 3-17 Công cụ chuyển đổi hệ tọa độ trong ArcToolbox....................................44
Hình 3-18 Chuyển sang hệ tọa độ WGS 1984 UTM Zone 48N................................45
Hình 3-19 Nền sông trước khi cắt bỏ.........................................................................46
Hình 3-20 Nền sông sau khi cắt bỏ............................................................................46
Hình 3-21 Gán tên cho các con phố...........................................................................47
Hình 3-22 Tạo mới 1 shapefile...................................................................................47
Hình 3-23 Vị trí các cơ quan hành chính trên bản đồ................................................48
Hình 3-24 Tạo Geodatabase.......................................................................................53
Hình 3-25 Tạo các Feature Dataset............................................................................53
Hình 3-26 Import các shapefile vào Feature Dataset.................................................54
Hình 3-27 Tạo trường dữ liệu.....................................................................................55
Hình 3-28 Nhập thông tin trực tiếp trên bảng thuộc tính...........................................56
Lê Hoàng Việt

4

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hình 3-29 Nhập thông tin bằng cách Join Data từ file Excel....................................57
Hình 3-30 Export dữ liệu từ *.xls sang *.dbf.............................................................57
Hình 3-31 Sử dụng công cụ Join Field trong Arctoolbox.........................................58
Hình 3-32 Bảng thuộc tính.........................................................................................58
Hình 3-33 Biên tập theo thuộc tính khác nhau của đối tượng...................................59
Hình 3-34 Bản đồ sau khi biên tập.............................................................................60
Hình 3-35 Bảng thông tin thuộc tính..........................................................................60
Hình 3-36 Chọn tìm kiếm phường bằng Select By Attributes..................................61
Hình 3-37 Tìm kiếm...................................................................................................61
Hình 3-38 Kết quả tìm được ở dạng bảng..................................................................62
Hình 3-39 Tra cứu nhanh thông tin của cơ quan hành chính....................................62

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1 Biểu đồ hình và bảng của các phép toán logic...........................................20
Bảng 2-2 Các đơn vị hành chính thành phố Hồ Chí Minh........................................24
Bảng 3-3 Lớp ranh giới..............................................................................................48
Bảng 3-4 Lớp đường phố...........................................................................................48
Bảng 3-5 Lớp sông chính...........................................................................................49
Bảng 3-6 Lớp kí hiệu..................................................................................................49
Bảng 3-7 Lớp nền hành chính tỉnh.............................................................................49
Bảng 3-8 Lớp nền hành chính huyện.........................................................................51
Bảng 3-9 Lớp nền hành chính xã...............................................................................52

Lê Hoàng Việt

5

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thông tin chung
Tên đề tài:

Nghiên cứu ứng dụng ArcGis xây dựng CSDL phục vụ công tác
quản lý hành chính Thành phố Hồ Chí Minh

Sinh viên thực hiện: Lê Hoàng Việt
Lớp: Tin Học Trắc Địa K52
Hệ đào tạo: Chính quy
Điện thoại: 0976567695
Email:
Thời gian thực hiện: 2012
2. Mục tiêu
Xây dựng CSDL quản lý hành chính thành phố Hồ Chí Minh để người dùng
có thể dễ dàng tra cứu, tìm kiếm thông tin.
3. Nội dung chính
Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý GIS
Giới thiệu về khu vực nghiên cứu và lựa chọn phần mềm xây dựng CSDL
Xây dựng cơ sở dữ liệu quản lý hành chính thành phố Hồ Chí Minh
4. Kết quả chính đạt được

Xây dựng được CSDL quản lý hành chính thành phố Hồ Chí Minh để có thể
dễ dàng tra cứu và tìm kiếm thông tin về các số liệu thuộc về hành chính như: tên
huyện, tên xã, tên chủ tịch, điện thoại, dân số…

Lê Hoàng Việt

6

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

MỞ ĐẦU
1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài
Ngày nay trên thế giới hệ thống thông tin địa lý có tầm quan trọng không thể
thiếu trong nhiều lĩnh vực và nhiều ngành nghề.
Ở nước ta hệ thống thông tin địa lý đã được nhiên cứu và đưa vào ứng dụng
trong công tác quản lý như quản lý đô thị, quản lý hệ thống thoát nước, quản lý hệ
thống giao thông, quản lý địa chính, quản lý sử dụng các nguồn tài nguyên…
Kinh tế, văn hoá, chính trị, xã hội là những hoạt động không thể thiếu trong
mọi lĩnh vực của đời sống xã hội. Trong đó quản lý hành chính là một vấn đề không
thể tách rời, nó ảnh hưởng tới sự phát triển kinh tế cũng như chính trị - xã hội. Quản
lý hành chính thực hiện tốt thì vấn đề phát triển kinh tế, ổn định trật tự xã hội cũng
được giải quyết, chính vì vậy ở mỗi quốc gia việc quản lý hành chính là một trong
những vấn đề rất quan trọng và cấp thiết. Ở Việt Nam việc quản lý hành chính luôn
được Nhà nước và Chính phủ đặc biệt quan tâm nhất là các tỉnh, thành phố lớn.
Trang web gis.chinhphu.vn cũng đã nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tin
địa lý để quản lý địa giới hành chính. Tuy nhiên công trình này mới chỉ quản lý đơn
vị hành chính cấp huyện, tỉnh mà chưa có sự quản lý cụ thể về đơn vị hành chính

cấp xã và các thông tin cần thiết trong từng cấp, đơn vị hành chính.
Từ thực tế đó đặt ra nhu cầu xây dựng một hệ thống thông tin quản lý để tiện
cho việc quản lý, đảm bảo tốt trong quá trình điều hành sự phát triển của đất nước.
2. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Thành phố Hồ Chí Minh với vị trí là một thành phố lớn trực thuộc Trung
ương, là một trong những trung tâm kinh tế, chính trị, xã hội của cả nước, hàng
năm thành phố là nơi thu hút nhiều người lao động từ nơi khác đến nhập cư thì việc
quản lý hành chính càng trở nên cấp thiết. Từ những nhu cầu thực tế trên đã đặt ra
nhu cầu xây dựng một hệ thống thông tin quản lý các thông tin hành chính để tiện
cho việc quản lý, đảm bảo tốt trong quá trình điều hành và phát triển của thành phố.
Song quản lý như thế là hợp lý, khoa học và đồng bộ đang là vấn đề cần được
nghiên cứu.

Lê Hoàng Việt

7

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ thông tin phát
triển vượt bậc đã góp phần hỗ trợ lớn trong công việc quản lý hành chính. Hệ thống
thông tin quản lý hành chính được xây dựng sâu, cung cấp các thông tin về hành
chính như : tên chủ tịch, phó chủ tịch, địa chỉ, số điện thoại, diện tích, dân số… Với
khả năng cập nhật thông tin chính xác bằng công nghệ GIS đã giúp cho các cơ quan
quản lý có thể nắm bắt các thông tin nhanh một cách nhanh chóng và cụ thể. Trong
quá trình học tập tại trường và qua tìm hiểu thực tế về tình hình quản lý hành chính
Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay, em đã chọn đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng

ArcGIS xây dựng CSDL phục vụ công tác quản lý hành chính Thành phố Hồ Chí
Minh” làm đề tài tốt nghiệp.

Lê Hoàng Việt

8

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS
1.1 Sơ lược về hệ thống thông tin địa lý GIS
Trên thế giới, lịch sử phát triển và ứng dụng của HTTTĐL (GIS) đã có khởi
điểm từ những năm 50 của thế kỷ XX. Lúc đó, các nhà bản đồ học và tin học trên
thế giới đã kết hợp suy nghĩ, nghiên cứu về một hệ thống máy móc và thiết bị vẽ
bản đồ tự động. Những ứng dụng sớm nhất và hình thành nền tảng về GIS là ở
Canada, nơi mà 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.
Tuy nhiên, các thiết bị máy tính thời đó rất to lớn, cồng kềnh; việc nhập dữ liệu
chậm và khó khăn nên những hệ tự động hoá ít khả năng thâm nhập vào thực tế.
Lúc đó, những phiên bản đầu tiên của các HTTTĐL là những phần mềm nhập dữ
liệu và vẽ bản đồ đơn giản; việc xử lý các thông tin đồ hoạ còn rất hạn chế.
Từ 1960-1980: Là thời kỳ tìm tòi và khám phá về kỹ thuật đồ hoạ của công
nghệ thông tin. Nhờ sự phát triển của công nghệ thông tin mà những khả năng xử lý
đồ hoạ trên máy tính trở thành dễ dàng và thuận tiện.
Từ 1980-1990: Công nghệ GIS phát triển mạnh mẽ, trở thành một công nghệ
có tính thương mại, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và hoạt động

thực tiễn có sử dụng thông tin không gian.
Ở Việt Nam, công nghệ HTTTĐL cũng được ứng dụng và phát triển nhanh
chóng cùng với công nghệ thông tin nói chung. Theo các nhà hoạt động trong lĩnh
vực này, sự hình thành và phát triển công nghệ HTTTĐL 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 HTTTĐL 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.
Thời kỳ 1985-1994: 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,...
Lê Hoàng Việt

9

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Thời kỳ 1995 tới nay: Là giai đoạn phát triển và bùng nổ của HTTTĐL.
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,...
Cũng từ năm 1995 công nghệ HTTĐL được ứng dụng rộng rãi trong các
ngành và trở thành công cụ không thể thiếu cho ngành kinh tế quốc dân.

1.2 Các khái niệm cơ bản về hệ thống thông tin địa lý
GIS - Geographic Information System hay hệ thống thông tin địa lý được hình
thành từ ba khái niệm địa lý, thông tin và hệ thống. Khái niệm “địa lý” liên quan
đến các đặc trưng về không gian, vị trí. Các đặc trưng này ánh xạ trực tiếp đến các
đối tượng trong không gian. Chúng có thể là vật lý, văn hoá, kinh tế,… trong tự
nhiên.
Khái niệm “thông tin” đề cập đến phần dữ liệu được quản lý bởi GIS. Đó là
các dữ liệu về thuộc tính và không gian của đối tượng. GIS có tính “hệ thống” tức là
hệ thống GIS được xây dựng từ các mô đun.
Việc tạo các mô đun giúp thuận lợi trong việc quản lý và hợp nhất. GIS là
một hệ thống có ứng dụng rất lớn. Từ năm 1980 đến nay đã có rất nhiều các định
nghĩa được đưa ra, tuy nhiên không có định nghĩa nào khái quát đầy đủ về GIS vì
phần lớn chúng đều được xây dựng trên khía cạnh ứng dụng cụ thể trong từng lĩnh
vực. Có ba định nghĩa được dùng nhiều nhất:
- GIS là một hệ thống thông tin được thiết kế để làm việc với các dữ liệu
trong một hệ toạ độ quy chiếu. GIS bao gồm một hệ cơ sở dữ liệu và các phương
thức để thao tác với dữ liệu đó.
- GIS là một hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, kiểm tra, tích hợp, thao tác, phân
tích và hiển thị dữ liệu được quy chiếu cụ thể vào trái đất.
- GIS là một chương trình máy tính hỗ trợ việc thu thập, lưu trữ, phân tích và
hiển thị dữ liệu bản đồ.
Nhưng nói chung có thể hiểu một cách thống nhất rằng GIS là một hệ thống
kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại vi để lưu trữ,

Lê Hoàng Việt

10

Lớp Tin học trắc địa K52

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để phục vụ mục đích nghiên cứu, quản
lý nhất định.
1.3 Các thành phần của GIS:
Bao gồm 5 thành phần:

•
•
•
•
•

Hình 1-1 Các thành phần của GIS
Con người.
Dữ liệu
Phần cứng
Phần mềm
Phương pháp phân tích

Các thành phần này kết hợp với nhau nhằm tự động quản lý và phân phối
thông tin thông qua biểu diễn địa lý.
1.3.1 Con người
Con người là thành phần quan trọng nhất, là nhân tố thực hiện các thao tác
điều hành sự hoạt động của hệ thống GIS.
- Người dùng GIS là những người sử dụng các phần mềm GIS để giải quyết
các bài toán không gian theo mục đích của họ. Họ thường là những người được đào
tạo tốt về lĩnh vực GIS hay là các chuyên gia.
- Người xây dựng bản đồ: sử dụng các lớp bản đồ được lấy từ nhiều nguồn

khác nhau, chỉnh sửa dữ liệu để tạo ra các bản đồ theo yêu cầu.

Lê Hoàng Việt

11

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

- Người xuất bản: sử dụng phần mềm GIS để kết xuất ra bản đồ dưới nhiều
định dạng xuất khác nhau.
- Người phân tích: giải quyết các vấn đề như tìm kiếm, xác định vị trí…
- Người xây dựng dữ liệu: là những người chuyên nhập dữ liệu bản đồ bằng
các cách khác nhau: vẽ, chuyển đổi từ định dạng khác, truy nhập CSDL…
- Người quản trị CSDL: quản lý CSDL GIS và đảm bảo hệ thống vận hành tốt.
- Người thiết kế CSDL: xây dựng các mô hình dữ liệu logic và vật lý.
- Người phát triển: xây dựng hoặc cải tạo các phần mềm GIS để đáp ứng các
nhu cầu cụ thể.
1.3.2 Dữ liệu
Một cách tổng quát, người ta chia dữ liệu trong GIS thành 2 loại:
− Dữ liệu không gian (spatial) cho ta biết kích thước vật lý và vị trí địa lý của
các đối tượng trên bề mặt trái đất.
Dữ liệu không gian là dữ liệu được lấy từ các nguồn như: ảnh vệ tinh, ảnh máy
bay, bản đồ số hoặc bản đồ giấy (dạng analog) và các loại tranh ảnh khác.
Thông thường, tư liệu không gian được trình bày dưới dạng các bản đồ giấy
với các thông tin chi tiết được tổ chức ở một file riêng.
− Dữ liệu thuộc tính (non-spatial) là các dữ liệu ở dạng văn bản cho ta biết
thêm thông tin thuộc tính của đối tượng, có thể là số liệu thông kê, số liệu quan trắc

thực địa…
1.3.3 Phần cứng
Bao gồm hệ thống máy tính và các thiết bị ngoại vi có khả năng thực hiện các
chức năng nhập thông tin (Input), xuất thông tin (Out put) và xử lý thông tin của
phần mềm. Hệ thống này gồm có máy chủ (server), máy khách (client), máy quét
(scaner), máy in (printer) được liên kết với nhau trong mạng LAN hay Internet.
Máy tính điện tử là nhóm chỉ đạo của toàn bộ hệ thống. Chức năng chính của
nó là xử lý số liệu, kiểm tra số liệu và hiển thị số liệu.

Lê Hoàng Việt

12

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

1.3.4 Phần mềm
Đi kèm với hệ thống thiết bị trong GIS ở trên là một hệ phần mềm.
Hệ thống phần mềm GIS rất đa dạng. Mỗi công ty xây dựng GIS đều có hệ phần
mềm riêng của mình. Tuy nhiên, hệ phần mềm GIS có tối thiểu 4 nhóm chức năng
sau đây:
− Nhập thông tin không gian và thông tin thuộc tính từ các nguồn khác nhau.
− Lưu trữ, điều chỉnh, cập nhật và tổ chức các thông tin không gian và thông
tin thuộc tính.
− Phân tích biến đổi thông tin trong cơ sở dữ liệu nhằm giải quyết các bài
toán tối ưu và mô hình mô phỏng không gian – thời gian.
− Hiển thị và trình bày thông tin dưới các dạng khác nhau, với các biện pháp
khác nhau.

1.3.5 Phương pháp phân tích
Đây 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 cần được bổ
nhiệm để tổ chức hoạt động hệ thống GIS một cách có hiệu quả để phục vụ người
sử dụng thông tin.
Để hoạt động thành công, 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, đồng thời có khả năng phát triển được hệ thống GIS theo yêu cầu.
Trong quá trình hoạt động, mục đích chỉ có thể đạt được và tính hiệu quả của 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. Ngoài ra, việc phối
hợp giữa các cơ quan chức năng có liên quan cũng phải được đặt ra, nhằm tăng tính
hiệu quả sử dụng của GIS cũng như các nguồn số liệu hiện có.
Trong 5 hợp phần của GIS, phương pháp phân tích đóng vai trò rất quan
trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, nó tác động đến toàn bộ các
hợp phần nói trên đồng thời là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát triển
công nghệ GIS.

Lê Hoàng Việt

13

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

1.4 Các chức năng của GIS
Hệ thống thông tin địa lý GIS bao gồm 5 chức năng cơ bản sau:

- Thu thập dữ liệu
- Xử lý và thao tác dữ liệu
- Lưu trữ và quản lý dữ liệu
- Tìm kiếm và phân tích không gian
- Hiển thị đồ hoạ và tương tác

Lưu trữ

Nhập dữ liệu

và quản lý

Quản trị
cơ sở dữ liệu

Xử lý và

Phân tích

thao tác dữ liệu

không gian

Hiển thị
làm báo cáo
Hình 1-2 Các chức năng của
Vai trò và sức mạnh của các chức năng của các hệ thống GIS khác nhau là
khác nhau và kỹ thuật xây dựng các chức năng đó cũng rất khác nhau.

Lê Hoàng Việt

14

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

1.4.1 Thu thập dữ liệu
Trước khi dữ liệu địa lý có thể dùng cho GIS, dữ liệu này phải được chuyển
sang dạng số thích hợp. Quá trình chuyển dữ liệu từ bản đồ giấy sang các file dữ
liệu dạng số được gọi là quá trình số hoá.
Công nghệ GIS hiện đại có thể thực hiện tự động hoàn toàn quá trình này với
công nghệ quét ảnh cho các đối tượng lớn, những đối tượng nhỏ hơn đòi hỏi một số
quá trình số hoá thủ công. Ngày nay, nhiều dạng dữ liệu địa lý thực sự có các định
dạng tương thích GIS. Những dữ liệu này có thể thu được từ các nhà cung cấp dữ
liệu và được nhập trực tiếp vào GIS.
1.4.2 Xử lý và thao tác dữ liệu
Quá trình thu thập dữ liệu luôn gắn liền với quá trình xử lý dữ liệu. Có những
trường hợp các dạng dữ liệu đòi hỏi được chuyển dạng và thao tác theo một số cách
để có thể tương thích với một hệ thống nhất định. Ví dụ, các thông tin địa lý có giá
trị biểu diễn khác nhau tại các tỷ lệ khác nhau (hệ thống đường phố được chi tiết
hoá trong file về giao thông, kém chi tiết hơn trong file điều tra dân số và có mã bưu
điện trong mức vùng). Trước khi các thông tin này được kết hợp với nhau, chúng
phải được chuyển về cùng một tỷ lệ (mức chính xác hoặc mức chi tiết). Đây có thể
chỉ là sự chuyển dạng tạm thời cho mục đích hiển thị hoặc cố định cho yêu cầu phân
tích. Công nghệ GIS cung cấp nhiều công cụ cho các thao tác trên dữ liệu không
gian và cho loại bỏ dữ liệu không cần thiết.
1.4.3 Lưu trữ và quản lý dữ liệu
Đối với những dự án GIS nhỏ, có thể lưu các thông tin địa lý dưới dạng các

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

Lê Hoàng Việt

15

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

1.4.4 Tìm kiếm và phân tích không gian
Việc tìm kiếm và phân tích không gian là cốt lõi chung nhất của GIS và phải
đáp ứng được đòi hỏi của mọi ứng dụng.
Một khi đã có một hệ GIS lưu giữ các thông tin địa lý, có thể bắt đầu hỏi các
câu hỏi đơn giản như:
+ Ai là chủ mảnh đất ở góc phố?
+ Hai vị trí cách nhau bao xa?
+ Vùng đất dành cho hoạt động công nghiệp ở đâu?
Và các câu hỏi phân tích như:
+ Tất cả các vị trí thích hợp cho xây dựng các toà nhà mới nằm ở đâu?
+ Kiểu đất ưu thế cho rừng sồi là gì?

+ Nếu xây dựng một đường quốc lộ mới ở đây, giao thông sẽ chịu ảnh hưởng
như thế nào?
GIS cung cấp cả khả năng hỏi đáp đơn giản "chỉ và nhấn" và các công cụ phân
tích tinh vi để cung cấp kịp thời thông tin cho những người quản lý và phân tích.
Các hệ GIS hiện đại có nhiều công cụ phân tích hiệu quả, trong đó có hai công cụ
quan trọng đặc biệt:
Phân tích liền kề:
+ Tổng số khách hàng trong bán kính 10 km khu hàng?
+ Những lô đất trong khoảng 60 m từ mặt đường?
Để trả lời những câu hỏi này, GIS sử dụng phương pháp vùng đệm để xác định
mối quan hệ liền kề giữa các đối tượng.
Phân tích chồng xếp: Chồng xếp là quá trình tích hợp các lớp thông tin khác
nhau. Các thao tác phân tích đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải được liên kết
vật lý. Sự chồng xếp này, hay liên kết không gian, có thể là sự kết hợp dữ liệu về
đất, độ dốc, thảm thực vật hoặc sở hữu đất với định giá thuế…
1.4.5 Hiển thị đồ họa và tương tác
Việc hiển thị bản đồ và các dữ liệu GIS cộng với tương tác người sử dụng là
yếu tố hoàn toàn thiết yếu cho sự thừa nhận bất cứ một thứ thông tin nào. Thành
Lê Hoàng Việt

16

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

phần này cũng như giao diện với người sử dụng ở một hệ thống tin học bất kỳ được
thiết kế phụ thuộc vào mục đích sử dụng.
1.5 Ứng dụng của GIS

Ngày nay, trên thế giới hệ thống thông tin địa lý đã trở nên không thể thiếu
được trong các ứng dụng kinh doanh, quản trị, nghiên cứu,… Nhiều cơ quan chính
phủ, các công ty đã đầu tư rất nhiều tiền, công sức để xây dựng hệ thông tin địa lý
cho riêng mình.
Hệ thông tin địa lý được xây dựng để phục vụ cho nhiều mục tiêu khác nhau.
Cùng một cơ sở dữ liệu nhưng nhiều đối tượng khác nhau khai thác, mỗi đối tượng
sẽ khai thác theo khía cạnh riêng của mình.
GIS được ứng dụng cụ thể trong các lĩnh vực như: môi trường, kinh doanh, cơ
sở hạ tầng kiến trúc, y tế, hành chính và phân bố dân số...
1.6 Các đặc điểm của HTTTĐL-GIS
GIS là một phần mềm có thể kết nối thông tin về vị trí địa lý của đối tượng với
những thông tin về bản thân đối tượng. Khác với bản đồ trên giấy, bản đồ GIS có
thể tích hợp nhiều lớp thông tin. Mỗi loại thông tin trên bản đồ có thể bố trí trên một
lớp riêng, người sử dụng có thể bật hoặc tắt các lớp theo ý muốn.
Điểm mạnh của GIS so với các bản đồ giấy chính là khả năng lựa chọn và xử
lý những thông tin cần thiết tùy theo những mục đích khác nhau.
1.6.1 Khả năng chồng xếp các bản đồ (Map Overlaying)
Việc chồng lắp các bản đồ trong kỹ thuật GIS trong việc phân tích các số liệu
thuộc về không gian, để có thể xây dựng thành một bản đồ mới mang các đặc tính
hoàn toàn khác với bản đồ trước đây. Dựa vào kỹ thuật chồng lắp các bản đồ mà ta
có các phương pháp sau:
•

Phương pháp cộng (sum)

•

Phương pháp nhân (multiply)

•

Phương pháp trừ (substract)

•

Phương pháp chia (divide)

•

Phương pháp tính trung bình (average)

•

Phương pháp hàm số mũ (exponent)

Lê Hoàng Việt

17

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
•

Phương pháp che (cover)

•

Phương pháp tổ hợp (crosstabulation)

Hình 1-3 Nguyên lý khi chồng lắp các bản đồ

Hình 1-4 Việc chồng lắp các bản đồ theo phương pháp cộng
1.6.2 Khả năng phân loại thuộc tính (Reclassification)
Một trong những điểm nổi bật trong tất cả các chương trình GIS trong việc
phân tích các thuộc tính số liệu thuộc về không gian là khả năng của nó để phân loại
các thuộc tính nổi bật của bản đồ. Nó là một quá trình nhằm chỉ ra một nhóm thuộc
tính thuộc về một cấp nhóm nào đó. Một lớp bản đồ mới được tạo ra mang giá trị
mới, mà nó được tạo thành dựa vào bản đồ trước đây.

Lê Hoàng Việt

18

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Việc phân loại bản đồ rất quan trọng vì nó cho ra các mẫu khác nhau. Một
trong những điểm quan trọng trong GIS là giúp để nhận biết được các mẫu đó. Đó
có thể là những vùng thích nghi cho việc phát triển đô thị hoặc nông nghiệp mà hầu
hết được chuyển sang phát triển dân cư. Việc phân loại bản đồ có thể được thực
hiện trên 1 hay nhiều bản đồ.

Hình 1-5 Một thí dụ trong việc phân loại lại một bản đồ
1.6.3 Khả năng phân tích (Spatial analysis)
•

Tìm kiếm (Searching)

•

Vùng đệm (Buffer zone)

•

Nội suy (Spatial Interpolation)

•

Tính diện tích (Area calculation)
Tìm kiếm (Searching)

Nếu dữ liệu được mã hoá trong hệ vector sử dụng cấu trúc lớp hoặc lớp phủ,
thì dữ liệu được nhóm lại với nhau sao cho có thể tìm kiếm một lớp một cách dễ
dàng.
Trong GIS phương pháp này khó khăn khi mỗi một 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.
VD: Tìm đường đi trên xe taxi, tìm đặc tính của một chủ hộ nào đó trên bản đồ
giải thửa, theo dõi hướng bay của các loài chim di cư.
Phép logic: Các thủ tục tìm kiếm dữ liệu sử dụng các thuật toán logic Boole để
thao tác trên các thuộc tính và đặc tính không gian. Đại số Boole sử dụng các toán
tử AND, OR, NOT tuỳ từng điều kiện cụ thể cho giá trị đúng, sai.
Lê Hoàng Việt

19

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Bảng 1-1 Biểu đồ hình và bảng của các phép toán logic
A

B

NOT A

A AND B

A OR B

A X OR B

1

1

0

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

Các phép toán logic không có tính chất giao hoán, chỉ có mức độ ưu tiên cao
hơn. Nó không chỉ được áp dụng cho các thuộc tính mà cho cả các đặc tính không
gian.
VD: Cho 2 bản đồ A & B như dưới với thuật toán and và điều kiện “Tìm
những vị trí có đất phù sa và đang canh tác lúa” ta tìm kiếm được những đối tượng
không gian như bản đồ C.

Hình 1-6 Ứng dụng thuật toán logic trong tìm kiếm không gian
Vùng đệm (Buffer zone)
Nếu đường biên bên trong thì gọi là lõi còn nếu bên ngoài đường biên thì gọi
là đệm (buffer). Vùng đệm sử dụng nhiều thao tác phân tích và mô hình hoá không
gian.

Lê Hoàng Việt

20

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

-

Hình 1-7 Bản đồ vùng đệm
Nội suy (Spatial Interpolation)
Trong tình huống thông tin cho ít điểm, đường hay vùng lựa chọn thì thì phải
tiến hành nội suy để có 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 1 hay nhiều điểm trong
không gian được sử dụng để phát sinh giá trị mới cho vị trí khác nơi không đo dữ
liệu được trực tiếp.
Trong thực tế nội suy được áp dụng cho mô hình hoá bề mặt khi cần phải giải
đoán các giá trị mới cho bề mặt 2 chiều trên cơ sở độ cao láng giềng.
Tính diện tích (Area Calculation)
- Phương pháp thủ công:

Lê Hoàng Việt

21

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

+ Đếm ô
+ Cân trọng lượng
+ Đo thước tỷ lệ
- Phương pháp GIS:
+ Dữ liệu Vector: chia nhỏ bản đồ dưới dạng đa giác
+ Dữ liệu Raster: tính diện tích của 1 ô, sau đó nhân diện tích này với số lượng
ô của bản đồ
Với các chức năng nêu trên, kỹ thuật GIS có khả năng giải đáp được các dạng
câu hỏi như sau:

Vị trí của đối tượng nghiên cứu: quản lý và cung cấp vị trí của các đối tượng
theo yêu cầu bằng các cách khác nhau như tên địa danh, mã, vị trí, toạ độ.
Điều kiện về thuộc tính của đối tượng: thông qua phân tích các dữ liệu không
gian cung cấp các sự kiện tồn tại hoặc xảy ra tại một điểm nhất định hoặc xác định
các đối tượng thoả mãn các điều kiện đặt ra.
Xu hướng thay đổi của đối tượng: cung cấp hướng thay đổi của đối tượng
thông qua phân tích các lãnh thổ trong vùng nghiên cứu theo thời gian.
Cấu trúc và thành phần có liên quan của đối tượng: cung cấp mức độ sai lệch
của các đối tượng so với kiểu mẫu và nơi sắp đặt chúng đã có từ các nguồn khác.
Các giải pháp tốt nhất để đáp ứng mục tiêu nghiên cứu.
Các mô hình nhằm giả định các phương án khác nhau.
1.7 Các dạng dữ liệu GIS
Dạng shapefile
Shapfile là một khuôn dạng lưu trữ dữ liệu vector, được dùng để lưu trữ vị trí,
hình dạng và các giá trị thuộc tính của đối tượng địa lý. Mỗi một shapefile chứa bốn
file có phần mở rộng như sau:
*.shp : Lưu trữ đối tượng hình học
*.shx : Lưu trữ chỉ số của đối tượng hình học
*.dbf : Lưu các thông tin thuộc tính của các đối tượng

Lê Hoàng Việt

22

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

*.sbn (.sbx) : Lưu chỉ số không gian của các đối tượng

Dạng Coverage
Coverage kết hợp dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính cùng các quan hệ
topology trong đối tượng. Dữ liệu không gian được lưu ở các file nhị phân, dữ liệu
thuộc tính cùng với dữ liệu topology được lưu ở các INFO table. Một converage
bao gồm một tập các file, mỗi file trong đó lại lưu thông tin về các đối tượng.
Dạng Geodatabase
Geodatabase là mô hình thông tin địa lý cốt lõi để tổ chức dữ liệu GIS vào
trong các lớp chủ đề và trình diễn dữ liệu không gian ; là một tập các ứng dụng và
các công cụ để thao tác và quản lý dữ liệu GIS.

Lê Hoàng Việt

23

Lớp Tin học trắc địa K52


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ LỰA CHỌN
PHẦN MỀM XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
2.1 Điều kiện tự nhiên – xã hội khu vực nghiên cứu
2.1.1 Hành chính
Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay là một trong 5 thành phố trực thuộc trung
ương của Việt Nam. Về mặt hành chính, nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền
Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ thành phố được chia thành 19 quận và 5 huyện.
- Quận (19): 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, Bình Tân, Bình Thạnh, Gò Vấp,
Phú Nhuận, Tân Bình, Tân Phú, Thủ Đức.
- Huyện (5): Bình Chánh, Cần Giờ, Củ Chi, Hóc Môn, Nhà Bè.

Toàn thành phố có 322 đơn vị hành chính cấp xã, bao gồm: 259 phường, 58
xã và 5 thị trấn.
Bảng 2-2 Các đơn vị hành chính thành phố Hồ Chí Minh
Đơn vị hành chính

Diện tích
(km2)

Dân số
(người)

Mật độ
(người/km2)

Thành phố Hồ Chí Minh

2066.16

7162864

3466.7524

Quận 1

7.736

180225

23296.7393

Quận 2

49.617

14749

397.2535

Quận 3

4.896

190553

38918.7190

Quận 4

4.136

18098

4375.4159

Quận 5

4.285

171452

40009.3845

Quận 6

7.163

249329

34804.5575

Quận 7

35.546

244276

6871.99519

Quận 8

19.137

408772

21359.8085

Quận 9

114.409

256257

2239.8268

Quận 10

5.688

230245

40477.2020

Quận 11

5.106

226854

44425.4467

Quận 12

54.839

40536

739.1738

Lê Hoàng Việt

24

Lớp Tin học trắc địa K52