Sử dụng ngôn ngữ UML thiết kế, xây dựng cơ sở dữ liệu Geo Database cho hệ thống thông tin đất đai ELIS

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình nghiên cứu hay luận văn nào khác.
Hà Nội, ngày 07 tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Mạnh Tiến


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................1
MỤC LỤC..................................................................................................................2
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................2
MỤC LỤC..................................................................................................................2
CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN...........................................2
DANH MỤC CÁC BẢNG.........................................................................................2
DANH MỤC CÁC HÌNH..........................................................................................2
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................2
.................................................................................................................................4
DANH MỤC CÁC HÌNH..........................................................................................4
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................6
Cho phép tôi được gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo - ThS.Vũ Ngọc Phan,
giảng viên khoa CNTT người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình và góp ý cho tôi trong suốt
quá trình thực hiện đồ án........................................................................................................6

MỞ ĐẦU....................................................................................................................7
1. Đặt vấn đề...............................................................................................................7
2. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................................8
3. Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu......................................................................9
1.1. Cơ sở dữ liệu.............................................................................................................11
* Mô hình kiến trúc hệ thống...................................................................................14
..................................................................................................................................15
Hình 1.2: Mô hình kiến trúc cơ sở dữ liệu quốc gia về TNMT...............................15
CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG NGÔN NGỮ UML VÀO THIẾT KẾ MÔ HÌNH DỮ
LIỆU.....................................................................................................................................29
2.1. Ngôn ngữ UML.........................................................................................................29
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM.............................................................51
3.1. Khu vực nghiên cứu..................................................................................................51


3.2. Mô hình CSDL Geodatabase của hệ thống thông tin đất đai ELIS ..........................53
3.3. Kết quả MHDL sau khi xây dựng.............................................................................55
3.4. Tích hợp dữ liệu đất đai vào mô hình CSDL............................................................56
* Trong trường hợp dữ liệu đầu vào cần tích hợp tồn tại ở dạng điểm hoặc đường,
quá trình tích hợp được tiến hành tương tự nhưng không cần sử dụng chức năng Repair
Geometry..............................................................................................................................60
3.4.2. Cơ sở dữ liệu đất đai huyện Cẩm Giàng........................................................60
Sau khi tích hợp dữ liệu và mô hình, ta có cơ sở dữ liệu Geodatabase có thể dùng
cho Hệ thống thông tin đất đai ELIS. ..................................................................................60
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................60
1. Kết luận........................................................................................................................60
2. Kiến nghị......................................................................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................61

CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

GIS

Geographic Information System) - Hệ thống thông tin

CSDL
BDHT
ELIS

Địa lý
Cơ sở dữ liệu
Bản đồ hiện trạng
Environment Land Information Syste (Hệ thống

UML
DBMS

thông tin quản lý đất đai)
Unified Modeling Language
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu( Database Management

MHDL

System)
Mô hình dữ liệu


DANH MỤC CÁC HÌNH
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................1
MỤC LỤC..................................................................................................................2
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................2

MỤC LỤC..................................................................................................................2
CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN...........................................2
DANH MỤC CÁC BẢNG.........................................................................................2
DANH MỤC CÁC HÌNH..........................................................................................2
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................2
.................................................................................................................................4
DANH MỤC CÁC HÌNH..........................................................................................4
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................6
Cho phép tôi được gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo - ThS.Vũ Ngọc Phan,
giảng viên khoa CNTT người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình và góp ý cho tôi trong suốt
quá trình thực hiện đồ án........................................................................................................6
MỞ ĐẦU....................................................................................................................7
1. Đặt vấn đề...............................................................................................................7
2. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................................8
3. Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu......................................................................9
1.1. Cơ sở dữ liệu.............................................................................................................11
* Mô hình kiến trúc hệ thống...................................................................................14
..................................................................................................................................15


Hình 1.2: Mô hình kiến trúc cơ sở dữ liệu quốc gia về TNMT...............................15
CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG NGÔN NGỮ UML VÀO THIẾT KẾ MÔ HÌNH DỮ
LIỆU.....................................................................................................................................29
2.1. Ngôn ngữ UML.........................................................................................................29
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM.............................................................51
3.1. Khu vực nghiên cứu..................................................................................................51
3.2. Mô hình CSDL Geodatabase của hệ thống thông tin đất đai ELIS ..........................53
3.3. Kết quả MHDL sau khi xây dựng.............................................................................55
3.4. Tích hợp dữ liệu đất đai vào mô hình CSDL............................................................56
* Trong trường hợp dữ liệu đầu vào cần tích hợp tồn tại ở dạng điểm hoặc đường,

quá trình tích hợp được tiến hành tương tự nhưng không cần sử dụng chức năng Repair
Geometry..............................................................................................................................60
3.4.2. Cơ sở dữ liệu đất đai huyện Cẩm Giàng........................................................60
Sau khi tích hợp dữ liệu và mô hình, ta có cơ sở dữ liệu Geodatabase có thể dùng
cho Hệ thống thông tin đất đai ELIS. ..................................................................................60
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................60
1. Kết luận........................................................................................................................60
2. Kiến nghị......................................................................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................61


LỜI CẢM ƠN
Cho phép tôi được gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo - ThS.Vũ Ngọc
Phan, giảng viên khoa CNTT người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình và góp ý cho
tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án.
Tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo thuộc khoa CNTT trường ĐHTNMT đã tận
tâm truyền đạt những kiến thức quý báu làm nền tảng cho tôi trong công việc và
cuộc sống sau này.
Tôi xin cảm ơn đến tập thể cán bộ viên chức tại Công ty TNHHMTV Trắc
địa bản đồ đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực tập.
Mặc dù đã cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất, song tôi
vẫn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy, tôi rất mong nhận được các ý kiến đóng góp từ quý
thầy, cô giáo cùng đồng nghiệp để đồ án của tôi được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 07 tháng 06 năm 2016


7

MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề
Ngày nay, trong công cuộc đổi mới,công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,
nền kinh tế chuyển sang nền kinh tế hàng hóa nhiều thành phần, phát triển theo cớ
chế thị trường kéo theo nhu cầu sử dụng đất ngày một tăng lên một cách nhanh
chóng, tình hình biến động đất đai của các địa phương trong cả nước cũng ngày một
đa dạng phức tạp. Đặc biệt ở các khu vực đang đô thị hóa rất nhiều biến động về
quyền sử dụng đất, chuyển mục đích, thu hồi, giao đất, thế chấp...diễn ra rất sôi
động. Vì vậy ngành quản lí đất đai cần phải có một hệ thống dữ liệu thông tin quản
lý, cập nhật thông tin, dữ liệu một cách thường xuyên, đầy đủ chính xác.
Đất đai là nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá đối với mỗi quốc
gia, 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 hóa xã
hội, an ninh quốc phòng. Điều 18, Hiến pháp nhà nước Cộng hòa Xã hội chủ nghĩa
Việt Nam quy định : " Nhà nước thống nhất quản lý đất đai theo quy hoạch và pháp
luật, đảm bảo đúng mục đích và có hiệu quả". Do đó công tác quản lý nhà nước về
đất đai cần phải nắm chắc các thông tin về đất đai như vị trí, diện tích, chủ sử dụng,
mục đích sử dụng, loại đất, hình thể thửa đất, để phục vụ tốt cho công tác quản lí
nhà nước, quản lý chuyên ngành và đáo ứng mọi nhu cầu hoạt động của khu dân cư,
tài chinh - ngân hàng, kinh tế - xã hội, kế hoạch, pháp luật...
Với sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin đã đưa tin học thâm
nhập sâu vào nhiều lĩnh vực kinh tế, xã hội . Hệ thống thông tin địa lí (GIS) là một
trong những ứng dụng rất có giá trị của công nghệ tin học, việc nghiên cứu và phát
triển ứng dụng dưa trên nền tảng công nghệ GIS sẽ giúp ta dễ dàng xây dựng hệ
thống thông tin đất đai phục vụ hiệu quả công tác quản lý .
Đề tài "Sử dụng ngôn ngữ UML thiết kế, xây dựng cơ sở dữ liệu Geo
Database cho hệ thống thông tin đất đai ELIS " được xây dựng trên cơ sở nghiên
cứu, khảo sát hiện trạng dữ liệu và công tác quản lý đất đai thực tế tại Quảng Ninh.
Từ đó đề tài đề xuất xây dựng cơ sở dữ kiệu đất đai theo mô hình tập trung, xây

8

dựng cơ sở dữ liệu hỗ trợ công tác quản lý đất đai đến cấp xã và hỗ trợ nhu cầu tra
cứu thông tin của tổ chức, cá nhân.
Việc sử dụng UML trong thiết kế cơ sở dữ liệu cho Elis đã giảm bớt được
nhiều thời gian trong việc quan lí thông tin đất đai. Việc thiết kế cơ sở dữ liệu bằng
UML giúp cho quá trình cập nhật, tìm kiếm, sửa, xóa trở nên đơn giản hơn, giảm
bớt công sức của con người, đưa ra được kết quả chính xác và hiệu quả cao.
Đề tài nghiên cứu, ứng dụng đưa toàn bộ các dữ liệu không gian ( bao gồm
dữ liệu đồ họa và thuộc tính, các quan hệ ... ) vào một cơ sở dữ liệu GeoDatabase
phù hợp với công nghệ ngày nay.
Kết quả đạt được của đề tài sẽ giúp các cơ quan quản lý nhà nước và đất đai
ở địa phương có cơ sơ dữ liệu phục vụ cho công tác về quản lí, cập nhật biến động,
cấp giấy chưng nhận quyền sử dụng đất và giải quyết các vấn đề về hồ sơ đất đai
phục vụ người dân và doanh nghiệp một cách nhanh chóng,chính xác và thuận tiện.
2. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm qua ngành Tài nguyên và Môi trường không ngừng nỗ lực
trong việc xây dựng một hệ thống thông tin hiện đại nhằm đáp ứng các mục tiêu
quản lý Nhà nước và đất đai theo hướng xây dựng Chính phủ điện tử và thực hiện
chủ trương kinh tế hóa của ngành. Kết quả được hỗ trợ về kinh phí, được cố vấn về
nghiệp vụ và các phương pháp luật tiên tiến đang được sử dụng tại các nước châu
Âu, Cục CNTT đã trực tiếp tiến hành phân tích thiết kế, lập trình xây dựng bộ sản
phẩm ELIS. Kết thúc Chương trình, Cục CNTT đã xây dựng được lõi – core của hệ
thống ELIS một cách toàn diện và phù hợp với đặc thù quản lý ngành tại Việt Nam,
đã hoàn thiện để triển khai cho một số tỉnh được hỗ trợ bởi Chương trình SEMLA.
Phần mềm quản lí đất đai ELIS được nhiều đơn vị trong nước nghiên cứu sử dụng.
Tuy nhiên với thiết kế CSDL hiện tại chưa đáp ứng được tính chia sẻ trực tuyến, và
đồng bộ cơ sở dữ liệu giữa các cấp theo thời gian thực. Do đó dẫn đến CSDL chưa
thống nhất theo hệ thống tham chiếu không gian và không được cập nhật thường
xuyên. Dữ liệu có lúc thiếu, có lúc bị trùng lặp thông tin vẫn thường tồn tại.

9

Xuất phát từ tình hình thực tế trên và tính cấp thiết hiện nay trong công tác
quản lí đất đai, việc ứng dụng CNTT và GIS vào công tác quản lí đất đai là cần thiết
thông qua đề tài "Sử dụng ngôn ngữ UML thiết kế, xây dựng cơ sở dữ liệu
GeoDatabase cho hệ thống thông tin đất đai ELIS".
3. Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu
3.1. Mục tiêu nghiên cứu:
- Nghiên cứu về CSDL GeoDataBase
- Thiết kế Mô hình CSDL GeoDatabase.
- Tích hợp dữ liệu để có CSDL đất đai hoàn chỉnh sử dụng cho hệ thống
thông tin đất đai ELIS.
3.2. Phạm vi nghiên cứu:
* Phạm vi nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu, sử dụng ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất UML để thiết kế
mô hình CSDL theo quy định trên phần mềm Visio.
- Tích hợp dữ liệu không gian về đất đai vào mô hình thông qua ArcGis của ESRI.
* Phạm vi lãnh thổ nghiên cứu :
Luận văn tập trung xây dưng mô hình và CSDL đất đai cho huyện Cẩm
Giàng - tỉnh Hải Dương.
3.3. Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu ngôn ngữ UML trong công tác xây dựng mô hình CSDL.
- Xây dựng CSDL GeoDatabase.
- Đưa dữ liệu vào mô hình CSDL đã thiết kế.
- Tích hợp dữ liệu vào mô hình bằng công nghệ của ESRI để có một
Geodatabase hoàn chỉnh.
- Một số ứng dụng của Geodatabase.
3.4. Phương pháp nghiên cứu:

- Nghiên cứu, sử dụng UML để thiết kế mô hình theo quy định trên Visio.
- Áp dụng mô hình Geodatabase trong việc thiết kế CSDL không gian.


10

- Khảo sát, phân tích dữ liệu địa chính hiện trạng, quy hoạch sử dụng đất huyện
Cẩm Giàng.
4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài:
- Cơ sở dữ liệu là thành phần quan trọng của bất kỳ một hệ thống thông tin
nào.Việc xây dựng được cơ sở dữ liệu không gian là công việc quan trọng giúp
chúng ta xây dựng được một hệ thống thông tin tài nguyên môi trường.
- ELIS (Hệ thống thông tin đất đai) là một trong số những công cụ hữu hiệu để
quản lý lĩnh vực Đất đai tại các địa phương. Bằng việc xây dựng được một Geodatabase,
chúng ta có được một CSDL không gian dùng cho hệ thống thông tin này.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
Việc xây dựng CSDL Geo Database cho hệ thống thông tin đất đai đất đai đã
giúp cho công tác quản lý nhà nước về đất đai được thực hiện trên môi trường công
nghệ hiện đại, khoa học thay thế cho phương thức quan lý truyền thống (quản lý
trên giấy). Qua hệ thống việc quản lý, cập nhật, chỉnh lý biến động thường xuyên
được thực hiện qua mạng máy tính sẽ giúp cho công tác quản lý nhà nước về đất đai
thống nhất, đồng bộ từ cấp tỉnh đến cấp xã. Đây là tiền đề quan trọng để hướng đến
hoàn thiện hệ thống thông tin về đất đai hiện đại, minh bạch, phục vụ việc chia sẻ
thông tin nhanh cho các cơ quan nhà nước; đáp ứng nhu cầu tra cứu thông tin đất
đai cho người dân và doanh nghiệp qua môi trường mạng máy tính.


11

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Cơ sở dữ liệu
1.1.1. Khái niệm
Cơ sở dữ liệu là một bộ sưu tập rất lớn về các loại dữ liệu tác nghiệp, bao
gồm các bộ dữ liệu âm thanh, tiếng nói, chữ viết, văn bản, đồ họa, hình ảnh tĩnh hay
động, …. Cấu trúc lưu trữ dữ liệu tuân theo các quy tắc dựa trên lý thuyết toán học.
Cơ sở dữ liệu phản ánh trung thực thế giới dữ liệu hiện thực khách quan. Cơ sở dữ
liệu đã có ảnh hưởng rất lớn đến việc sử dụng máy tính. Có thể nói rằng cơ sở dữ
liệu đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực có sử dụng máy tính như giáo dục,
thương mại, kỹ nghệ, khoa học, thư viện, …. Thuật ngữ cơ sở dữ liệu trở thành một
thuật ngữ phổ dụng. Cơ sở dữ liệu được các hệ ứng dụng khai thác bằng ngôn ngữ
con dữ liệu hoặc bằng các chương trình ứng dụng để xử lý, tìm kiếm, tra cứu, sửa
đổi, bổ sung hay loại bỏ dữ liệu. Tìm kiếm và tra cứu thông tin là một trong những
chức năng quan trọng và phổ biến nhất của dịch vụ cơ sở dữ liệu. Hệ quản trị cơ sở
dữ liệu (Database Management System - DBMS) là phần mềm điều khiển các chiến
lược truy cập cơ sở dữ liệu, là phần chương trình để có thể xử lý, thay đổi dữ liệu.
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu có nhiệm vụ rất quan trọng như một bộ diễn dịch với ngôn
ngữ bậc cao nhằm giúp người sử dụng có thể dùng được hệ thống mà ít nhiều không
cần quan tâm đến thuật toán chi tiết hoặc biểu diễn dữ liệu trong máy.
Đối tượng nghiên cứu của cơ sở dữ liệu là các thực thể và mối quan hệ giữa
các thực thể. Thực thể và mối quan hệ giữa các thực thể là hai đối tượng khác nhau
về căn bản. Mối quan hệ giữa các thực thể cũng là một loại thực thể đặc biệt.
Một cơ sở dữ liệu có thể phân thành các mức khác nhau. Mô hình kiến trúc 3
lớp của cơ sở dữ liệu được phân thành: mức trong, mức mô hình dữ liệu (mức quan
niệm) và mức ngoài. Giữa các mức tồn tại các ánh xạ quan niệm trong và ánh xạ
quan niệm ngoài. Trung tâm của hệ thống là mức quan niệm, tức là mức mô hình dữ
liệu. Tập hợp các thông tin được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu tại một thời điểm cụ thể
được gọi là một thể hiện của cơ sở dữ liệu. Bản thiết kế tổng thể của cơ sở dữ liệu
được gọi lược đồ cơ sở dữ liệu.

12

1.1.2. Mô hình cơ sở dữ liệu
Mô hình cơ sở dữ liệu sẽ làm nền tảng cho cấu trúc của một cơ sở dữ liệu,
nghĩa là liên quan đến phương pháp tổ chức dữ liệu trong một cơ sở dữ liệu khái
niệm hoặc liên quan đến cấu trúc logic của dữ liệu trong một cơ sở dữ liệu. Trong
đó, những mô hình cơ sở dữ liệu này thường thông qua mô hình dữ liệu phân cấp,
mô hình mạng, và cơ sở dữ liệu quan hệ. Có 5 loại mô hình cơ sở dữ liệu:
- Mô hình phân cấp (Hierarchical Model)
- Mô hình mạng (Network Model)
- Mô hình quan hệ (Relationship Model)
- Mô hình quan hệ thực thể (Entity Relationship Model)
- Mô hình hướng đối tượng (Object Oriented Model)
Cơ sở dữ liệu hiện nay được xây dựng theo các chuẩn, với từng ngành có
những chuẩn cơ sở dữ liệu khác nhau. Chuẩn thông tin địa lý là hệ thống các tiêu
chuẩn về cách thức, qui định cách mô tả, biểu thị, cách xây dựng cơ sở dữ liệu từ
nhận thức thế giới thực đến cơ sở dữ liệu địa lý được lưu trữ theo cấu trúc, khuôn
dạng nào đó. Các thành phần trong cơ sở dữ liệu và các phần tử trong mô hình, tất
cả các yếu tố này đều được qui định theo các chuẩn thống nhất. Chuẩn thông tin địa
lý GIS được chia ra làm 2 loại:
- Chuẩn thông tin địa lý cơ sở
- Chuẩn thông tin địa lý ứng dụng
Các chuẩn được thực hiện trong cơ sở dữ liệu (về cơ bản tuân theo chuẩn kỹ
thuật quốc gia về thông tin địa lý do Bộ TN và MT ban hành)
- Chuẩn thuật ngữ
- Chuẩn về tham chiếu không gian
- Chuẩn về mô hình cấu trúc dữ liệu
- Chuẩn về phân loại đối tượng
- Chuẩn về thể hiện trình bày
- Chuẩn về Metadata

- Chuẩn mã hóa và trao đổi dữ liệu


13

Mỗi mô hình cơ sở dữ liệu đều có cấu trúc và kiểu dữ liệu riêng tủy thuộc
vào yêu cầu của mô hình. Cấu trúc dữ liệu: tập hợp các biến có thể thuộc một hoặc
vài kiểu dữ liệu khác nhau được nối kết với nhau tạo thành những phần tử. Các
phần tử này chính là thành phần cơ bản xây dựng nên cấu trúc dữ liệu. Kiểu dữ liệu
(data type): kiểu dữ liệu của một biến là tập hợp các giá trị mà biến đó có thể nhận.
Như chúng ta đã biết, cơ sở dữ liệu chiếm khoảng 70% giá trị của hệ thống
tin địa lí, hay nói cách khác cơ sở dữ liệu chính là “linh hồn” của hệ thông tin địa lí.
Cơ sở dữ liệu của hệ thông tin địa lí là tập hợp dữ liệu có liên quan với nhau
được lưu trữ dưới dạng số. Vì cơ sở dữ liệu của hệ thống có mối liên quan với các
điểm đặc trưng trên bề mặt trái đất nên nó bao gồm hai nhóm là cơ sở dữ liệu không
gian và cơ sở dữ liệu thuộc tính. Mỗi loại có những đặc điểm riêng và chúng khác
nhau về yêu cầu lưu trữ số liệu, hiệu quả, xử lý và hiển thị.
Cơ sở dữ liệu không gian là cơ sở dữ liệu có chứa trong nó những thông tin
về định vị của đối tượng. Nó là những dữ liệu phản ánh, thể hiện những đối tượng
có kích thước vật lý nhất định. Nếu là những cơ sở dữ liệu không gian địa lý thì đó
là những dữ liệu phản ánh những đối tượng có trên bề mặt hoặc ở trong vỏ quả đất.
Cơ sở dữ liệu thuộc tính hay còn gọi là cơ sở dữ liệu phi không gian là cơ sở
dữ liệu phản ánh tính chất của các đối tượng khác nhau. Dữ liệu thuộc tính được sắp
xếp theo hàng và cột, mỗi hàng bao gồm nhiều loại thông tin về một đối tượng nào
đó như tên, diện tích …. Mỗi loại thông tin khác nhau này gọi là một trường, mỗi
trường được sắp xếp tương ứng với một cột.
1.1.3. Cơ sở dữ liệu quốc gia về tài nguyên môi trường
a. Nội dung cơ sở dữ liệu quốc gia tài nguyên môi trường
* Tổng quan
Cơ sở dữ liệu quốc gia về tài nguyên môi trường gồm các thành phần:

- Cơ sở dữ liệu đo đạc bản đồ;
- Cơ sở dữ liệu đất đai;
- Cơ sở dữ liệu tài nguyên nước;
- Cơ sở dữ liệu viễn thám đa mục tiêu;


14

- Cơ sở dữ liệu địa chất khoáng sản;
- Cơ sở dữ liệu khí tượng thủy văn và biến đối khí hậu;
- Cơ sở dữ liệu Biển và hải đảo.

Hình 1.1: Các thành phần của CSDL TNMT Quốc gia
* Mô hình kiến trúc hệ thống
Mô hình kiến trúc của toàn hệ thống lựa chọn theo mô hình kiến trúc hướng
dịch vụ (SOA), được chia làm 3 tầng:
- Nhóm các ứng dụng cập nhật và đồng bộ dữ liệu;
- Cơ sở dữ liệu thành phần theo mô hình nhiều cấp và quản lý phân tán;
- Nhóm các ứng dụng khai thác thông tin và cung cấp dịch vụ.
- Trong đó nhóm các ứng dụng khai thác thông tin và cung cấp dịch vụ sẽ
bao gồm hệ thống các phần mềm trên nền tảng web-based, tương tác với người sử
dụng qua Internet, bao gồm 6 nhóm thành phần:


15

+ Nhóm các ứng dụng cung cấp dịch vụ trực tuyến theo tiêu chuẩn quốc tế
(dịch vụ cung cấp nội dung metadata, danh mục dữ liệu, bản đồ trực tuyến, tìm
kiếm, bảo mật …).
+ Nhóm dịch vụ xác thực người sử dụng và thanh toán trực tuyến sử dụng hạ

tầng chữ ký điện tử quốc gia.
+ Nhóm ứng dụng quản trị toàn bộ hệ thống bao gồm phân quyền khai thác,
quản lý từng cơ sở dữ liệu thành phần, theo dõi tình trạng hoạt động của hệ thống.
+ Nhóm ứng dụng cung cấp dữ liệu trực tuyến và thủ tục cung cấp dữ liệu
bằng phương án truyền thống.
+ Nhóm ứng dụng thông tin báo cáo.
+ Nhóm ứng dụng cung cấp dịch vụ trực tuyến, tra cứu, tìm kiếm dữ liệu.

Hình 1.2: Mô hình kiến trúc cơ sở dữ liệu quốc gia về TNMT


16

b. Cơ sở pháp lý xây dựng cơ sở dữ liệu
- Luật đất đai 2003;
- Thông tư số 09/2007/TT- BTNMT về việc Hướng dẫn việc lập, chỉnh lý,
quản lý hồ sơ địa chính;
- Nghị định số 88/2009/NĐ-CP ngày 19/10/2009 của Chính phủ về cấp giấy
CNQSD đất, Quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất;
- Thông tư số 17/2009/TT-BTNMT 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 17/2010/TT-BTNMT ngày 04/10/2010 của Bộ Tài nguyên và
Môi trường Quy định kỹ thuật về chuẩn dữ liệu địa chính;
- Thông tư số 20/2010/TT-BTNMT ngày 22/10/2010 của Bộ Tài nguyên và
Môi trường Quy định bổ sung về Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở
hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất.
c. Quy trình xây dựng CSDL tài nguyên môi trường
* Rà soát, phân tích nội dung thông tin dữ liệu
- Rà soát, phân loại các thông tin dữ liệu

+Mục đích: Rà soát, phân loại và đánh giá chi tiết các thông tin dữ liệu phục
vụ xây dựng cơ sở dữ liệu phù hợp với yêu cầu.
+Các bước thực hiện:
♦ Rà soát, đánh giá và phân loại chi tiết các thông tin dữ liệu đã được chuẩn
hóa và chưa được chuẩn hóa.
♦ Chuẩn bị dữ liệu mẫu.
+Sản phẩm:
♦Báo cáo rà soát, phân loại và đánh giá các thông tin dữ liệu.
♦ Bộ dữ liệu mẫu.

- Phân tích nội dung thông tin dữ liệu


17

+Mục đích: Phân tích, xác định chi tiết các thông tin dữ liệu phục vụ thiết kế
và lập dự toán xây dựng cơ sở dữ liệu.
+Các bước thực hiện
♦ Xác định danh mục các đối tượng quản lý.
♦ Xác định chi tiết các thông tin cho từng đối tượng quản lý.
♦ Xác định chi tiết các quan hệ giữa các đối tượng quản lý.
♦ Xác định chi tiết các tài liệu quét (tài liệu đính kèm) và các tài liệu dạng
giấy cần nhập vào cơ sở dữ liệu từ bàn phím.
♦ Xác định khung danh mục dữ liệu, siêu dữ liệu sử dụng trong cơ sở dữ liệu
Quy đổi đối tượng quản lý:
+Sản phẩm:
♦ Danh mục đối tượng quản lý và các thông tin chi tiết (danh mục ĐTQL,
các thông tin chi tiết cho từng đối tượng quản lý, các quan hệ và các yếu tố ảnh
hưởng đến việc xây dựng cơ sở dữ liệu).
♦ Danh mục chi tiết các tài liệu quét và giấy cần nhập vào CSDL.

♦ Báo cáo quy định khung danh mục dữ liệu, siêu dữ liệu.
♦ Báo cáo quy đổi đối tượng quản lý.
* Thiết kế mô hình dữ liệu
- Mục đích:
+ Thiết kế mô hình danh mục dữ liệu (data category), siêu dữ liệu (metadata)
theo (chuẩn dữ liêu, khung dữ liệu) dựa trên kết quả rà soát, phân tích.
+ Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu dựa trên kết quả rà soát, phân tích.
+ Các bước thực hiện:
♦ Thiết kế mô hình danh mục dữ liệu, siêu dữ liệu.
♦ Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu:
• Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu.
• Nhập dữ liệu mẫu để kiểm tra mô hình cơ sở dữ liệu.
+Sản phẩm:
♦ Mô hình cơ sở dữ liệu, mô hình danh mục dữ liệu, siêu dữ liệu dưới dạng XML.
♦ Báo cáo thuyết minh mô hình danh mục dữ liệu, siêu dữ liệu.


18

♦ Báo cáo thuyết minh mô hình cơ sở dữ liệu.
♦ Báo cáo kết quả kiểm tra mô hình cơ sở dữ liệu trên dữ liệu mẫu.
* Tạo lập dữ liệu cho danh mục dữ liệu, siêu dữ liệu
- Mục đích: Tạo lập nội dung dữ liệu cho danh mục dữ liệu, siêu dữ liệu dựa
trên kết quả rà soát, phân tích và thiết kế.
- Các bước thực hiện:
+ Tạo lập nội dung cho danh mục dữ liệu.
+ Tạo lập nội dung cho danh mục siêu dữ liệu.
- Sản phẩm:
+ Cơ sở dữ liệu danh mục dữ liệu, siêu dữ liệu đã nhập đầy đủ nội dung.
+ Báo cáo kết quả thực hiện.

* Tạo lập dữ liệu cho cơ sở dữ liệu
- Chuyển đổi dữ liệu
+ Mục đích: Chuyển đổi dữ liệu dạng số (không gian và phi không gian) đã
được chuẩn hóa vào cơ sở dữ liệu.
+ Các bước thực hiện:
♦ Đối với dữ liệu không gian dạng số chưa được chuẩn hóa thì việc chuẩn
hóa dữ liệu được thực hiện theo các quy định của từng chuyên ngành trước khi thực
hiện chuyển đổi vào cơ sở dữ liệu (biên tập bản đồ, chuyển đổi hệ tọa độ,...)
♦ Đối với dữ liệu phi không gian chưa được chuẩn hóa:
• Chuẩn hóa phông chữ theo chuẩn TCVN 6909 (nếu có).
• Chuẩn hóa dữ liệu phi không gian theo thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu.
+ Chuyển đổi dữ liệu dạng số đã được chuẩn hóa vào cơ sở dữ liệu
+ Sản phẩm:
♦ Dữ liệu dạng số trước khi chuyển đổi.
♦ Dữ liệu phi không gian trước khi chuẩn hóa.
♦Cơ sở dữ liệu đã được chuyển đổi.
♦ Báo cáo kết quả thực hiện chuyển đổi dữ liệu.
- Quét (chụp) tài liệu
+Mục đích: Quét (chụp tài liệu) để phục vụ đính kèm vào các trường thông
tin cho các lớp, bảng dữ liệu của đối tượng quản lý:
+Các bước thực hiện:


19

♦ Quét (chụp) các tài liệu.
♦ Xử lý và đính kèm tài liệu quét.
+Sản phẩm: Danh mục các tài liệu quét và đã được đính kèm vào các lớp,
bảng dữ liệu của các ĐTQL.
- Nhập, đối soát dữ liệu

+Mục đích: Nhập, đối soát các dữ liệu từ dạng giấy vào cơ sở dữ liệu đã
được thiết kế. Dữ liệu sau khi được nhập vào cơ sở dữ liệu phải được đối chiếu,
kiểm soát để đảm bảo tính chính xác dữ liệu.
+Các bước thực hiện:
♦ Đối với dữ liệu không gian dạng giấy: số hóa theo quy định chuyên ngành
sau đó thực hiện bước chuyển đổi dữ liệu.
♦Đối với nhập dữ liệu dạng giấy (phi không gian):
• Nhập dữ liệu có cấu trúc cho đối tượng phi không gian.
• Nhập dữ liệu có cấu trúc cho đối tượng không gian.
• Nhập dữ liệu phi cấu trúc cho đối tượng phi không gian.
• Nhập dữ liệu phi cấu trúc cho đối tượng không gian.
♦ Đối soát dữ liệu:
• Dữ liệu có cấu trúc đã nhập cho đối tượng phi không gian.
• Dữ liệu có cấu trúc đã nhập cho đối tượng không gian.
• Dữ liệu phi cấu trúc đã nhập cho đối tượng phi không gian.
• Dữ liệu phi cấu trúc đã nhập cho đối tượng không gian.
+Sản phẩm:
♦ Dữ liệu dạng giấy dùng để nhập dữ liệu (được lưu trữ ở đơn vị thi công
phục vụ kiểm tra, nghiệm thu của chủ đầu tư khi có yêu cầu).
♦ Báo cáo đối soát dữ liệu và các vấn đề phát sinh trong quá trình nhập dữ liệu.
♦ Cơ sở dữ liệu đã được nhập đầy đủ thông tin.
Danh mục dữ liệu để cung cấp, khai thác, sử dụng phục vụ yêu cầu quản lý nhà nước.
* Biên tập dữ liệu
- Mục đích: Biên tập cơ sở dữ liệu theo quy định
- Các bước thực hiện:
+ Đối với dữ liệu không gian:
♦Tuyên bố đối tượng.
♦ Sửa lỗi tương quan của dữ liệu không gian (topology).

20

+ Đối với dữ liệu phi không gian: Hiệu đính nội dung.
+ Trình bày hiển thị dữ liệu không gian.
- Sản phẩm:
+ Cơ sở dữ liệu đã được biên tập.
+ File trình bày hiển thị dữ liệu không gian.
* Kiểm tra sản phẩm
- Mục đích: Kiểm tra cơ sở dữ liệu đã được tạo lập đảm bảo tính đầy đủ,
chính xác, phù hợp với nội dung đã được phê duyệt.
- Các bước thực hiện:
+ Kiểm tra mô hình cơ sở dữ liệu.
+ Kiểm tra nội dung cơ sở dữ liệu.
♦ Kiểm tra dữ liệu không gian.
♦ Kiểm tra dữ liệu phi không gian.
+ Kiểm tra danh mục dữ liệu, siêu dữ liệu.
- Sản phẩm
+ Báo cáo kết quả kiểm tra sản phẩm.
+ Báo cáo kết quả sửa chữa.
+ Báo cáo kiểm tra, nghiệm thu chất lượng, khối lượng.
* Phục vụ nghiệm thu và giao nộp sản phẩm
- Mục đích: Phục vụ nghiệm thu và bàn giao các sản phẩm đã kiểm tra.
- Các bước thực hiện:
+ Lập báo cáo tổng kết nhiệm vụ và phục vụ nghiệm thu sản phẩm đã kiểm tra.
+ Đóng gói các sản phẩm dạng giấy và dạng số.
+ Giao nộp sản phẩm về đơn vị sử dụng và đơn vị chuyên trách công nghệ
thông tin phân cấp/quy định quản lý để phục vụ quản lý, lưu trữ và đưa vào hệ
thống thông tin tài nguyên và môi trường.
- Sản phẩm:
+ Báo cáo tổng kết nhiệm vụ và hồ sơ nghiệm thu kèm theo.

+ Biên bản bàn giao đã được xác nhận.
+ Các sản phẩm dạng giấy và dạng số.


21

Hình 1.3: Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên môi trường
d. Cơ sở dữ liệu đất đai
CSDL đất đai bao gồm 02 thành phần dữ liệu không gian và các dữ liệu thuộc tính :

Hình 1.4 : Các thành phần của CSDL đất đai


22

*Dữ liệu không gian:
Được lập để mô tả các yếu tố gồm tự nhiên có liên quan đến việc sử dụng đất
bao gồm các thông tin:
- Vị trí, hình dạng, kích thước, tọa độ đỉnh thửa, diện tích của các thửa đất;
- Vị trí, hình dạng, diện tích của hệ thống thuỷ văn gồm sông, ngòi, kênh,
rạch, suối; hệ thống thuỷ lợi gồm hệ thống dẫn nước, đê, đập, cống; hệ thống đường
giao thông gồm đường bộ, đường sắt, cầu và các khu vực đất chưa sử dụng không
có ranh giới thửa khép kín;
- Vị trí, tọa độ các mốc giới và đường địa giới hành chính các cấp, mốc giới
và chỉ giới quy hoạch sử dụng đất, mốc giới và ranh giới hành lang bảo vệ an toàn
công trình.
* Dữ liệu thuộc tính:
Được lập để thể hiện nội dung của Sổ mục kê đất đai, Sổ địa chính, sổ cấp
giấy và Sổ theo dõi biến động đất đai quy định tại Điều 47 của Luật Đất đai bao
gồm các thông tin:

- Thửa đất gồm mã thửa, số tờ, số thửa, diện tích, loại đất;
- Người sử dụng đất: tên chủ sử dụng đất, mã đối tượng sử dụng đất cho từng
chủ sử dụng đất, ngày sinh, giới tính, số chứng minh nhân dân, địa chỉ;
- Người quản lý đất: tên tổ chức được giao quản lý, tên mã đối tượng được
giao quản lý đất;
- Hình thức sử dụng đất: dữ liệu về hình thức sử dụng chung, hình thức sử
dụng riêng;
- Mục đích sử dụng đất: dữ liệu về mục đích sử dụng đất theo quy hoạch,
theo GCN, theo chỉ tiêu kiểm kê;
+ Nguồn gốc sử dụng đất;
+ Thời hạn sử dụng đất;
+ Nghĩa vụ tài chính về đất đai;
- Nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất: dữ liệu về nhà ở và các tài sản khác
gắn liền với đất.


23

- GCN: dữ liệu số phát hành giấy, số vào sổ cấp giấy, mã vạch giấy.
- Biến động về sử dụng đất trong quá trình sử dụng: dữ liệu về thời
điểm đăng ký biến động, nội dung biến động, chỉ số tra cứu biến động.
- Đối tượng chiếm đất nhưng không tạo thành thửa đất: dữ liệu về tên gọi và
mã của đối tượng, dữ liệu về người quản lý đất, diện tích của đối tượng chiếm đất.
- Nội dung trong báo cáo chỉ nghiên cứu về dữ liệu không gian.
1.2. Mô hình dữ liệu không gian Geodatabase.
Quan điểm thiết kế các ứng dụng GIS ngày nay là đưa toàn bộ các dữ liệu
không gian (bao gồm cả dữ liệu đồ họa và thuộc tính, các quan hệ ...) vào một cơ sở
dữ liệu. Hãng ESRI đã thiết kế mô hình CSDL Geodatabase nhằm cung cấp các
công cụ dùng để triển khai xây dựng và quản lý một hệ thống tin địa lý một cách
đơn giản và khoa học.

Geodatabase là một cơ sở dữ liệu chứa dữ liệu thuộc tính, dữ liệu không gian
và quan hệ tồn tại giữa chúng. Có thể nói Geodatabase còn là một cơ sở dữ liệu địa
lý hướng đối tượng và được quản lý thông qua một chuẩn Hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
Vì vậy, các thực thi trên đối tượng trong Geodatabase chính là các luật chuẩn hóa,
liên kết và quan hệ topology.
Có hai mô hình Geodatabase: Mô hình Geodatabase một người dùng
(Personal Geodatabase) và mô hình Geodatabase nhiều người dùng (Enterprise
Geodatabase).
Bảng 1.1: Thành phần trong Geodatabase
Các thành phần

Biểu tượng

Mô tả
Là một tập chứa các feature class, các

Tập dữ liệu đối tượng
địa lý

topology và các đối tượng mạng liên kết có
cùng tham chiếu không gian.


24

Là một bảng chứa một trường “shape” xác
Lớp đối tượng

định dạng hình học điểm, đường, vùng cho

(Feature Class)

các đối tượng địa lý. Mỗi hàng là một đối
tượng địa lý.
Là một tập các hàng với các trường giống

Bảng
(Table)

nhau. Các lớp đối tượng địa lý là các bảng
được xác định với trường “shape”.
Là lớp liên kết đối tượng trọng một lớp đối
tượng địa lý với đối tượng trong một lớp đối

Lớp quan hệ

tượng địa lý khác. Thông thường, các lớp quan

(Relationship class)

hệ có các trường do người sử dụng định nghĩa.

Topology

Bao gồm các luật thống nhất về hình học giữa

(Topology)
Mạng hình học
(Geometricnetwork)

các đối tượng địa lý.
Bao gồm các luật cho phép quan rlys kết nối
giữa các đối tượng địa lý.
Chứa các phép đo được sử dụng trong việc
tính toán tọa độ hình học đối tượng địa lý

Tập dữ liệu đo đạc

trong các lớp đối tượng địa lý được đo đạc.

(Survey dataset)
Là một tập dữ liệu Raster biểu diễn các hiện
Tập dữ liệu Raster

tượng địa lý liên tục.

(Raster dataset)
Là một XML có liên kết với tất cả các tập dữ
Tài liệu siêu dữ liệu

liệu, thường được sử dụng trong ArcIMScác

(Metadatadocument)

ứng dụng trên máy chủ.


25

Công cụ xử lý thông

tin địa lý

Là một tập luồng dữ liệu và luồng công việc
quản lý, phân tích và mô hình hóa dữ liệu.

(Geoprocessing tools)
1.3. Hệ thống thông tin đất đai ELIS
1.3.1. Chức năng của ELIS
ELIS là một hệ thống phần mềm với rất nhiều phân hệ. Trong đó, mỗi phân
hệ có những chức năng, mục tiêu hoạt động riêng. Nhưng đều chạy trên một nền
tảng công nghệ và sử dụng một cơ sở dữ liệu tập trung, thống nhất. Nhờ thế, tất cả
việc thông tin về quy hoạch đất đai, tình trạng pháp lý, diện tích của thửa đất sẽ
được kiểm tra lập tức, đầy đủ, hệ thống chỉ với một yêu cầu. Thời gian dành cho
việc kiểm tra, thẩm định sẽ nhanh hơn hẳn các phần mềm về tra cứu, xây dựng
CSDL đất đai đang sử dụng. Đồng thời, việc sử dụng hệ phần mềm ELIS sẽ cho
phép người dân có thể truy xuất dữ liệu trực tuyến về thửa đất, lô đất, dự án, công
trình đang thi công, quy hoạch mà họ quan tâm.
Các phân hệ của hệ thống ELIS:
- ELIS-PMD: Phân hệ Quản lý nghiệp vụ và Luân chuyển hồ sơ đất đai:
+ Hoạt động theo cơ chế một cửa, quản lý quy trình nghiệp vụ và luân
chuyển hồ sơ trong suốt quá trình xử lý theo quy trình đã thiết kế bắt đầu từ khâu
tiếp nhận hồ sơ cho đến khi trả kết quả.
+ Cung cấp dữ liệu cho các phân hệ khác, chủ yếu là cổng thông tin điện tử
ELIS-Portal.
- ELIS-EIM: Phân hệ Quản lý thông tin môi trường:
+ Mục tiêu và chức năng của phân hệ: Cho phép quản lý chỉ thông tin thuộc
tính khi chưa có thông tin đồ họa hoặc ngược lại. Cung cấp dữ liệu cho các phân hệ
khác, chủ yếu là cổng thông tin điện tử ELIS-Portal.
- ELIS-REV: Phân hệ Hỗ trợ định giá bất động sản:
+ Hỗ trợ định giá các thửa đất áp dụng trong công tác giải phóng bồi

thường, tính thuế sử dụng đất…