Ứng dụng GIS trong quản lý đất trồng lúa huyện kim thành tỉnh hải dương

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------

NGUYỄN THỊ THANH THỦY

ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ ĐẤT TRỒNG LÚA
HUYỆN KIM THÀNH, TỈNH HẢI DƢƠNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội, 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------

NGUYỄN THỊ THANH THỦY

ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ ĐẤT TRỒNG LÚA
HUYỆN KIM THÀNH, TỈNH HẢI DƢƠNG

Chuyên ngành

: Quản lý đất đai

Mã số

: 60.85.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NHỮ THỊ XUÂN

Hà Nội, 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu
trong luận văn này là trung thực và chưa từng có ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình
nào khác.
Tơi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận văn đã
được cám ơn, các thông tin trích dẫn đã chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày .... tháng……. năm 2016
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Thanh Thủy


LỜI CẢM ƠN
Trong q trình thực hiện đề tài, tơi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt
tình, chu đáo của các thầy, cô giáo, các nhà khoa học và những ý kiến đóng góp quý
báu của nhiều cá nhân, tập thể để tơi hồn thành bản luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nhữ Thị Xuân đã hướng dẫn, giúp đỡ rất
tận tình, tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp.
Tơi xin chân thành cảm ơn đến các thầy, cô giáo trong Ban Giám hiệu nhà
trường, khoa Sau đại học, Khoa địa lý- bộ mơn Quản lý đất đai và các phịng ban
trong Trường Đại học Khoa học tự nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội đã giảng dạy,
đóng góp ý kiến, tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn đến cán bộ phịng Tài ngun và Mơi trường huyện

Kim Thành, tỉnh Hải Dương; Lãnh đạo Sở, cán bộ, các phịng, trung tâm thuộc Sở
Tài ngun và Mơi trường huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương đã giúp đỡ và tạo điều
kiện cho tơi trong q trình thu thập tài liệu thực hiện đề tài.
Luận văn chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, tơi rất mong nhận được sự
đóng góp, chỉ bảo của các thầy, các cơ và các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn.
Với tấm lịng biết ơn, tơi xin chân thành cám ơn mọi sự giúp đỡ quý báu đó!
Hà Nội, ngày .... tháng…… năm 2016
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Thanh Thủy


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................... 4
1.1. Tổng quan về hê ̣ thố ng thông tin điạ lý (GIS) ..............................................4
1.1.1. Sự hiǹ h thành và phát triể n của GIS ..........................................................4
1.1.2. Khái niê ̣m hê ̣ thông tin điạ lý (GIS) ...........................................................5
1.1.3. Các thành phần cơ bản của hệ thông tin địa lý ...........................................5
1.1.4. Chức năng của hệ thông tin địa lý ..............................................................7
1.1.5. Khả năng xử lý dữ liệu trong GIS ..............................................................8
1.2. Tổng quan về cơ sở dữ liệu đất trồng lúa .....................................................9
1.2.1. Cơ sở dữ liê ̣u đấ t đai ...................................................................................9
1.2.2. Cơ sở dữ liê ̣u đấ t trồng lúa .......................................................................13

1.3. Tổng quan tình hình quản lý đất trồng lúa ................................................19
1.4. Tổng quan tình hình ứng dụng GIS trong việc xây dựng và quản lý
CSDL đất trồng lúa trên thế giới........................................................................19
1.5. Tổng quan tình hình ứng dụng GIS trong việc xây dựng và quản lý
CSDL đất trồng lúa tại Việt Nam .......................................................................19
1.6. Các quan điểm và phƣơng pháp nghiên cứu..............................................21
CHƢƠNG 2:

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG SỬ DỤNG, QUẢN LÝ ĐẤT

TRỒNG LÚA HUYỆN KIM THÀNH, TỈNH HẢI DƢƠNG ............................. 24
2.1. Khái quát về điều kiện tự nhiên và tình hình sản xuất lƣơng thực huyện
Kim Thành, tỉnh Hải Dƣơng ...............................................................................24


2.1.1. Điều kiện tự nhiên ....................................................................................24
2.1.2. Tình hình sản xuất lương thực..................................................................32
2.2. Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội ........................................................36
2.2.1 Thực trạng phát triển các ngành kinh tế ....................................................36
2.2.2. Đánh giá chung .........................................................................................43
2.3. Tình hình quản lý và sử dụng đất trồng lúa...............................................45
2.3.1. Hiện trạng, biến động diện tích đất trồng lúa giai đoạn 2000 - 2014.......45
2.3.2. Hồ sơ địa chính đất trồng lúa ...................................................................53
2.3.3. Thực trạng quản lý sử dụng đất trồng lúa ................................................56
2.3.4. Đánh giá chung .........................................................................................66
CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ
QUẢN LÝ ĐẤT TRỒNG LÚA HUYỆN KIM THÀNH, TỈNH HẢI DƢƠNG 68
3.1. Giới thiệu chung về phần mềm ArcGIS .....................................................68
3.1.1.ArcGIS Desktop ........................................................................................69
3.2. Mục tiêu xây dựng cơ sở dữ liệu đất trồng lúa huyện Kim Thành ..........74

3.3. Thiết kế cơ sở dữ liệu đất trồng lúa huyện Kim Thành ............................74
3.3.1. Nội dung cơ sở dữ liệu đất trồng lúa huyện Kim Thành ..........................74
3.3.2. Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu đất trồng lúa huyện Kim Thành ..............75
3.4. Xây dựng cơ sở dữ liệu đất trồng lúa huyện Kim Thành từ nguồn bản đồ
địa chính dạng số .................................................................................................78
3.4.1 Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu đất trồng lúa từ nguồn bản đồ địa chính
dạng số ................................................................................................................78
3.4.2. Các bước thực nghiệm..............................................................................81
3.3.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu ............................................................................84
3.5. Xây dựng cơ sở dữ liệu đất trồng lúa huyện Kim Thành từ nguồn bản đồ
hiện trạng sử dụng đất.........................................................................................92
3.5.1 Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu ..............................................................92
3.5.2 Các bước thực hiện ....................................................................................92


3.6. Quy trình tích hợp cơ sở dữ liệu đất trồng lúa từ cấp xã lên cấp huyện,
từ cấp huyện lên cấp tỉnh, từ cấp tỉnh lên cấp trung ƣơng ..............................98
3.6.1. Quy trình tổng quát...................................................................................98
3.6.2 Các bước tiến hành ..................................................................................100
3.6.3. Phương án tối ưu lựa chọn nguồn dữ liệu cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu
đất trồng lúa. .....................................................................................................103
3.7. Phân tích hiệu quả của CSDL đất lúa .......................................................104
3.7.1 Hiệu quả với nền kinh tế .........................................................................104
3.7.2. Hiệu quả kinh tế đối với các cơ quan quản lý Nhà nước về đất đai .......104
3.7.3. Hiệu quả kinh tế đối với khu vực hộ gia đình, cá nhân .........................105
3.7.4. Đánh giá về hiệu quả chính trị ..............................................................105
3.8. Khai thác CSDL trong quản lý đất trồng lúa huyện Kim Thành ..........106
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 111
PHỤ LỤC ............................................................................................................... 113

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
(GIS)

: (Geographic Information Systems).

BVMT

: Bảo vệ môi trường

CSDL

: Cơ sở dữ liệu

HST

: Hệ Sinh Thái

HTTT

: Hệ thống thông tin

HTX

: Hợp tác xã

PTBV

: Phát triển bền vững

PTNT

: Phát triển Nông thôn

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Phân loại đất huyện Kim Thành ............................................................... 26
Bảng 2.2 Tổng hợp diện tích đấ t trờ ng lúa đến 31/12/2014...................................... 46
trên địa bàn huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương ...................................................... 46
Bảng 2.3 Tổng hợp năng suất, sản lượng và diện tích gieo trồng lúa từ năm 2005 2014 trên địa bàn huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương ............................................. 47
Bảng 2.4 Tổng hợp tình hình đầu tư sản xuất lúa năm 2014 .................................... 48
trên địa bàn huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương ...................................................... 48
Bảng 2.5 Biến động đất trồng lúa thời kỳ

2000 – 2014 trên địa bàn huyện Kim

Thành, tỉnh Hải Dương ............................................................................................. 49
Bảng 2.6: Tổng hợp số tờ bản đồ địa chính khu vực đất trồng lúa ........................... 54
trên địa bàn huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương ...................................................... 54
Bảng 2.7: Diện tích đất trồng lúa đến năm 2020, định hướng .................................. 59
đến năm 2030 huyện Kim Thành theo quy hoạch ANLT tỉnh Hải Dương .............. 59
Bảng 2.8. Diện tích đất trồng lúa đến năm 2020 trong quy hoạch ........................... 61
sử dụng đất huyện Kim Thành dự kiến phân bổ cho các xã, thị trấn ........................ 61
Bảng 2.9 Diện tích đất trồng lúa đến năm 2020 theo đề xuất ................................... 63
của các xã, thị trấn huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương ........................................... 63

Bảng 2.10. Diện tích đất trồng lúa đến năm 2020 theo các quy hoạch ..................... 65
trên địa bàn các xã, thị trấn huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương .............................. 65
Bảng 3.1: Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Khoanh đất hiện trạng .............................. 84
Bảng 3.2: Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Địa danh ................................................... 85
Bảng 3.3: Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Điểm kinh tế văn hóa xã hội .................... 86
Bảng 3.4: Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Địa phận cấp xã ........................................ 86
Bảng 3.5: Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Đường biên giới, địa giới ......................... 87
Bảng 3.6: Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Giao thông dạng vùng .............................. 88
Bảng 3.7: Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Thủy hệ dạng vùng ................................... 88
Bảng 3.8: Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Ranh giới đất trồng lúa ............................. 89


Bảng 3.9: Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Khoanh đất hiện trạng .............................. 94
Bảng 3.10: Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Địa danh ................................................. 94
Bảng 3.11: Cấu trúc dữ liệu thơng tin lớp Điểm kinh tế văn hóa xã hội .................. 95
Bảng 3.12: Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Địa phận cấp xã ...................................... 95
Bảng 3.13: Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Đường biên giới, địa giới ....................... 95


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Các thành phần của hệ thơng tin địa lý ....................................................... 6
Hình 1.2: Sơ đồ phân lớp thông tin trong cơ sở dữ liệu đất đai ............................... 12
Hình 1.3: Vị trí CSDL đất trồng lúa trong CSDL đất đai ......................................... 15
Hình 1.4 Mơ hình tổng thể CSDL đất trồng lúa quốc gia ......................................... 16
Hình 1.5 Quy trình tổng quát xây dựng cơ sở dữ liệu đất trồng lúa ......................... 18
Hình 1.6: Bản đồ hành chính huyện Kim Thành – tỉnh Hải Dương ......................... 24
Hình 2.1: Xu thế biế n đô ̣ng đất trồng lúa thời kỳ 2000 – 2014 ................................ 50
Hình 3.1: Hê ̣ thớ ng ArcGIS ....................................................................................... 69
Hình 3.2: Cấ u trúc ArcGIS Desktop ........................................................................ 69
Hình 3.3: Cấ u trúc GeoDatabase .............................................................................. 73

Hình 3.4: Mơ hình, cấu trúc cơ sở dữ liệu đất trồng lúa ........................................... 77
Hình 3.5: Quy trình tổng quát xây dựng CSDL đất trồng lúa từ nền bản đồ địa chính .... 79
Hình 3.6: Quy trình cơng nghệ xây dựng CSDL đất trồng lúa từ nền bản đồ địa
chính .......................................................................................................................... 80
Hình 3.7: Q trình chuyển đổi dữ liệu dạng điểm sang *.shp ................................. 83
Hình 3.8: Quá trình tạo shapefile dạng vùng ............................................................ 83
Hình 3.9: Lớp Khoanh đất hiện trạng ....................................................................... 84
Hình 3.10: Lớp Địa danh........................................................................................... 85
Hình 3.11: Lớp Điểm kinh tế văn hóa xã hội ............................................................ 86
Hình 3.12: Lớp Địa phận cấp xã ............................................................................... 87
Hình 3.13: Lớp Đường biên giới, địa giới ................................................................ 87
Hình 3.14: Lớp Thủy hệ dạng vùng .......................................................................... 88
Hình 3.15: Lớp Thủy hệ dạng vùng .......................................................................... 89
Hình 3.16: Lớp Ranh giới đất trồng lúa .................................................................... 90
Hình 3.17: Cơ sở dữ liệu đất trồng lúa xã Cộng Hòa, huyện Kim Thành ................ 91
Hình 3.18: Dữ liệu thuộc tính đất trồng lúa xã Cộng Hịa, huyện Kim Thành ......... 91
Hình 3.19: Cơ sở dữ liệu đất trồng lúa xã Đồng Gia, huyện Kim Thành ................. 97


Hình 3.20: Dữ liệu thuộc tính đất trồng lúa xã Đồng Gia, huyện Kim Thành ......... 98
Hình 3.21: Quy trình tổng quát tích hợp cơ sở dữ liệu từ cấp dưới lên cấp trên ...... 98
Hình 3.22: Quy trình cơng nghệ chi tiết tích hợp cơ sở dữ liệu ................................ 99
Hình 3.23: Tích hợp cơ sở dữ liệu đất trồng lúa các xã của huyện Kim Thành, tỉnh
Hải Dương ............................................................................................................... 102
Hình 3.24: Dữ liệu thuộc tính đất trồng lúa huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương ... 103
Hình 3.25: Tìm kiếm các khoanh đất trồng lúa theo địa giới hành chính ............... 107
Hình 3.26: Tìm kiếm các khoanh đất trồng lúa theo diện tích ................................ 108


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là quốc gia có truyền thống trồng lúa nước, đất trồng lúa của nước
ta được hình thành trải qua hàng nghìn năm với công sức của bao thế hệ người dân.
Hầu hết đất trồng lúa là đất phù sa thuộc 02 vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng và
sông Cửu Long, là loại đất tốt của thế giới. Theo số liệu thống kê đến ngày
01/01/2014, cả nước có gần 4,10 triệu ha đất trồng lúa (riêng đất chuyên trồng lúa
còn khoảng 3,27 triệu ha). Trong hơn 13 năm qua, đã có khoảng 350 nghìn ha đất
lúa (đất lúa nước khoảng 270 nghìn ha) được chuyển cho các mục đích khác, trong
đó nhiều diện tích đất lúa thuộc khu vực đồng bằng là dạng “bờ xôi ruộng mật” đã
chuyển sang để phát triển đô thị, khu công nghiệp, các cơ sở sản xuất kinh doanh,...
Khi diện tích đất lúa đã chuyển sang đất phi nơng nghiệp thì khả năng quay trở lại là
rất khó, trong khi quỹ đất để khai hoang, mở rộng diện tích đất trồng lúa, bù đắp
vào diện tích mất đi là rất hạn chế.
Trước những biến động mạnh đó, ngày 30 tháng 10 năm 2013, Chính phủ đã
đưa ra quyết định số 1975/QĐ-TTg phê duyệt dự án “Xây dựng cơ sở dữ liệu quốc
gia về đất đai” trong phạm vi cả nước, trong đó có hạng mục “Xây dựng cơ sở dữ
liệu đất trồng lúa” .
Trong thời đại bùng nổ thông tin như hiện nay, người thành công là người
biết nắm bắt và xử lý thông tin nhanh nhất, sớm nhất và chính xác nhất. Việc ra đời
và phát triển nhanh chóng của khoa học bản đồ mà đỉnh cao là hệ thống thông tin
địa lý (GIS) (Geographic Information Systems). Hiện nay, hệ thống thông tin địa lý
đã được ứng dụng vào các lĩnh vực của cuộc sống, bao gồm cả lĩnh vực quản lý
thông tin đất. GIS đã giúp cho việc cập nhật, phân tích, tổng hợp, quản lý, truy xuất
thông tin về thửa đất và giúp cho việc quản lý các lớp dữ liệu bản đồ thuận lợi cho
việc tra cứu, sử dụng các thông tin trên thửa đất một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Khoa học thông tin địa lý là sự kết hợp của các ngành bản đồ, địa lý và công nghệ
thông tin.

2

Kim Thành là huyện đồng bằng của tỉnh Hải Dương, cách thành phố Hải
Dương khoảng 23 km về phía Đơng. Tồn huyện có 20 xã và 01 thị trấn, diện tích
115,75 km2, dân số đến năm 2014 có gần 125 nghìn người, trong đó dân số nơng
thơn khoảng 118 nghìn người. Huyện nằm trọn trong tam giác phát triển kinh tế Hà
Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh, thuộc vùng Kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, trên địa bàn
huyện có Quốc lộ 5, đường sắt Hà Nội - Hải Phòng chạy qua, gần các trung tâm
phát triển kinh tế lớn của cả nước nên huyện có nhiều cơ hội và điều kiện để giao
lưu, phát triển kinh tế - xã hội. Trong thời gian qua, trên địa bàn huyện đã hình
thành nhiều khu, cụm cơng nghiệp tập trung quy mơ lớn và các cơ sở sản xuất kinh
doanh, dịch vụ, cơ sở hạ tầng đã làm giảm một phần diện tích đất trồng lúa có chất
lượng tốt. Đến năm 2014, theo số liệu thống kê, diện tích đất trồng lúa của huyện có
4.957 ha. Dự báo đến năm 2020, nếu khơng có những giải pháp hữu hiệu, diện tích
đất trồng lúa của huyện có thể cịn tiếp tục giảm khoảng 1.000 ha để chuyển sang
các mục đích phi nơng nghiệp và nội bộ trong nông nghiệp.
Do nằm trong vùng động lực phát triển của vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ,
chịu sự ảnh hưởng của tiến trình cơng nghiệp hóa, đơ thị hóa; trong bối cảnh nền
kinh tế tiếp tục có sự chuyển đổi mạnh mẽ thì nhu cầu chuyển đất nơng nghiệp nói
chung, đất trồng lúa nói riêng sang các mục đích phi nơng nghiệp là xu thế khó
tránh khỏi trong tương lai gần. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là phải có giải pháp hài hịa
giữa phát triển kinh tế với bảo vệ quỹ đất trồng lúa để vẫn đảm bảo được quỹ đất
cho phát triển kinh tế - xã hội nhưng cũng duy trì, bảo vệ được quỹ đất trồng lúa có
chất lượng tốt phục vụ mục tiêu an ninh lương thực quốc gia.
Từ những thực tế trên, đề tài “Ứng dụng GIS trong quản lý đất trồng lúa
huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dƣơng” đã được lựa chọn để thực hiện.

2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu đất trồng lúa trên phần mềm ArcGIS

phục vụ cho công tác quản lý đất trồng lúa Huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
Để đạt được mục tiêu trên, đề tài đã giải quyết các nhiệm vụ sau:


3

- Thu thập, phân tích, đánh giá tài liệu, dữ liệu phục vụ xây dựng CSDL hiện
trạng đất trồng lúa;
- Tổng quan ứng dụng GIS trong quản lý đất trồng lúa huyện Kim Thành,
tỉnh Hải Dương.
- Đánh giá thực trạng quản lý, sử dụng đất lúa huyện Kim Thành và chỉ tiêu
quy hoạch đất trồng lúa, biến động sử dụng đất lúa huyện Kim Thành giai đoạn
2005 – 2014.
- Xây dựng và khai thác CSDL phục vụ quản lý đất trồng lúa khu vực
nghiên cứu.

4. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu
- Phạm vi khơng gian: Tồn bộ quỹ đất trồng lúa nằm trong phạm vi địa giới
hành chính của huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương.
Phạm vi khoa học: Xây dựng cơ sở dữ liệu đất trồng lúa từ một số dữ liệu
khác nhau phục vụ giám sát và quản lý đất trồng lúa của huyện Kim Thành, tỉnh
Hải Dương. Đánh giá thực trạng quản lý, sử dụng đất trồng lúa khu vực nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu: Đất trồng lúa

5. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, nội dung luận văn được cấu trúc
làm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

Chương 2: Đánh giá thực trạng quản lý, sử dụng đất lúa huyện Kim Thành,
tỉnh Hải Dương.
Chương 3: Ứng dụng GIS xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý đất trồng
lúa huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương


4

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về hê ̣ thố ng thông tin điạ lý (GIS)
1.1.1. Sự hình thành và phát triển của GIS
Những năm 1960, với sự có mặt và phát triển của máy tính thì việc phân tích
khơng gian làm bản đồ chuyên đề đã mở ra khả năng rất lớn đối với các nhà khoa
học về trái đất. Các nhà khoa học Canada đã cho ra đời hệ thống thông tin địa lý.
Tuy nhiên sự phát triển của hệ thống thông tin địa lý phụ thuộc rất nhiều vào hệ
thống phần cứng của máy tính mà các máy tính những năm đó chưa đủ mạnh. Ban
đầu hệ thống thơng tin địa lý chủ yếu dùng để phục vụ cho công tác quản lý thơng
tin đất đai, sau đó là áp dụng trong lĩnh vực quản lý đô thị.
Những năm cuối của thế kỷ XX đánh dấu sự phát triển và lớn mạnh không
ngừng của hệ thống thông tin địa lý với sự phát triển và thay đổi mạnh mẽ trong
lĩnh vực phần cứng. Việc tăng kích thước bộ nhớ và tốc độ tính tốn đã mở ra khả
năng ứng dụng rộng rãi hệ thống thông tin địa lý vào lĩnh vực của nền kinh tế - xã
hội. Chính vì vậy hệ thống thông tin địa lý đã từng bước được thương mại hố, xuất
hiện nhiều cơng ty phát triển phần mềm và hệ thống khác nhau. Sự phát triển này đã
làm nảy sinh nhiều vấn đề như khơng tương thích về khuôn dạng dữ liệu, các phần
mềm không liên kết dữ liệu được với nhau…. Từ đó đã dẫn đến yêu cầu phải nghiên
cứu khả năng liên kết các phần mềm và các hệ thống khác nhau cũng như giữa các
khuôn dạng dữ liệu khác nhau….
Với sự phát triển của hệ thống máy tính, hệ thống thơng tin địa lý đã được
ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như giao thơng, cấp thốt nước, quản lý và

sử dụng thơng tin đất đai, khảo sát thị trường… và ngày càng phục vụ đắc lực cho
các ngành, các lĩnh vực khác nhau trong nền kinh tế quốc dân. Cùng với đó, sự phát
triển của ngành khoa học vũ trụ đã đạt được rất nhiều thành tựu quan trọng, việc
ứng dụng kỹ thuật viễn thám vào công tác thành lập bản đồ sẽ đem lại hiệu quả rất
lớn cho công tác quản lý thông tin đất đai cũng như việc theo dõi các biến đổi của
bề mặt địa hình và khí hậu, thời tiết…


5

Tuy nhiên, các sản phẩm của ngành hàng không vũ trụ khơng phải là các bản đồ
mà là các hình ảnh hay các số liệu trên băng từ. Để những thơng tin này có giá trị thì
cần phải có các số liệu liên kết chúng với các yếu tố trên mặt đất. Để giải quyết vấn đề
này đã xuất hiện nhiều phần mềm khác nhau giúp cho việc ứng dụng kỹ thuật viễn
thám càng trở nên hiệu quả hơn. Từ đó hệ thống thơng tin địa lý ngày càng thâm nhập
vào mọi mặt của nền kinh kế – xã hội và phục vụ đắc lực cho cuộc sống của con người.
1.1.2. Khái niệm hệ thơng tin địa lý (GIS)
Có rất nhiều quan niệm về GIS nhưng xét một cách tổng thể thì đều tập trung
theo hai hướng:
- GIS như một cơ sở dữ liệu bản đồ được điều khiển bằng các kỹ thuật đồ
họa máy tính với các chức năng nhập, tổ chức, hiển thị, truy vấn các thông tin bản
đồ được lưu trong cơ sở dữ liệu.
- GIS như một hệ thống thông tin gồm các chức năng nhập, phân tích hiển thị
và có khả năng mơ hình hóa các lớp thông tin được tổ chức trong một cơ sở dữ liệu để
thành lập các bản đồ chuyên đề (Đặng Hùng Võ, Đinh Hồng Phong, 2000)
Nhưng cho dù với quan niệm nào thì GIS cũng phải đáp ứng tiêu chí của một
hệ thống gồm 4 phần:
+ Máy tính và các thiết bị ngoại vi có khả năng thực hiện các chức năng vào
ra và xử lý thông tin của phần mềm;
+ Một phần mềm có khả năng nhập, lưu trữ, điều chỉnh, cập nhật và tổ chức

các thông tin khơng gian và thơng tin thuộc tính, phân tích, biến đổi thông tin trong
cơ sở dữ liệu, hiển thị và trình bày thơng tin dưới nhiều dạng khác nhau, với các
cách khác nhau;
+ Có một cơ sở dữ liệu chứa các thơng tin khơng gian và các thơng tin thuộc
tính, được tổ chức theo ý đồ chuyên ngành nhất định;
+ Người sử dụng với các kiến thức chuyên gia chuyên ngành.
1.1.3. Các thành phần cơ bản của hệ thông tin địa lý
GIS là một hệ thống chặt chẽ được kết hợp bởi nhiều thành phần khác nhau,
mỗi thành phần đều có một chức năng riêng biệt và khơng thể thiếu trong hệ thống.


6

Các thành phần này có quan hệ mật thiết, gắn bó, hỗ trợ với nhau thành một thể
thống nhất đảm bảo cho hệ hoạt động một cách nhịp nhàng, đạt hiệu quả cao về mặt
khoa học công nghệ và kinh tế. Một hệ thống GIS hoàn chỉnh sẽ mang lại những
chức năng cần thiết và quan trọng cho người sử dụng. Khi đó, việc khai thác và sử
dụng những chức năng này sẽ đem lại hiệu quả công việc cao cho người dùng.
Thơng thường GIS gồm có 5 thành phần chính: Phần cứng, phần mềm, dữ
liệu, con người và quy trình thực hiện.

Hình 1.1: Các thành phần của hệ thơng tin địa lý
Dữ liệu: Phần dữ liệu GIS bao gồm dữ liệu khơng gian và phi khơng gian.
Có thể coi thành phần quan trọng nhất trong một hệ thống GIS là dữ liệu. Các dữ
liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp
hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại. Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu
không gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng DBMS để tổ chức
lưu giữ và quản lý dữ liệu.
+ Dữ liệu không gian chứa các thông tin vị trí của đối tượng nằm trong hệ
quy chiếu được chọn và cụ thể, nó phản ánh vị trí đối tượng đang tồn tại trên bề mặt

hoặc trong lòng của quả đất.


7

+ Dữ liệu thuộc tính là cơ sở dữ liệu phản ánh tính chất của các đối tượng
khác nhau và khơng nhất thiết phải mang tính địa lý như các thông tin về chủ sử
dụng đất, chất đất, loại đất…
1.1.4. Chức năng của hệ thông tin địa lý
Các chức năng cơ bản của phần mềm hệ thống thông tin địa lý là nhập liệu,
quản lý, lưu trữ, tiềm kiếm, thể hiện, trao đổi và xử lý các dữ liệu không gian cũng
như dữ liệu thuộc tính.
- Nhập và kiểm tra dữ liệu
Nhập dữ liệu tức là biến đổi các dữ liệu thu thập được dưới hình thức bản đồ,
các trị đo ngoại nghiệp, ảnh hàng không, vệ tinh…và các văn bản, các bảng biểu
thống kê…thành một dữ liệu dạng số.
- Lưu trữ và quản lý dữ liệu
Việc lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu là tổ chức các dữ liệu về vị trí, các liên
kết topo, các tính chất của các yếu tố địa lý (điểm, đường, vùng…), chúng được tổ
chức và quản lý theo cấu trúc, khuôn dạng riêng tuỳ thuộc vào chức năng phần mềm
nào đó của hệ thống thông tin địa lý.
- Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu
Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu là những phương thức thể hiện kết quả cho
người sử dụng. Các dữ liệu có thể biểu thị dưới dạng bản đồ, bảng biểu, hình vẽ.
Việc trình bày và xuất dữ liệu được thông qua các thiết bị đầu ra như thiết bị hiện
hình, máy in, máy vẽ hay các thông tin được ghi trên các phương tiện từ dưới dạng
số hoá.
- Biến đổi dữ liệu:
+ Thực hiện việc phân tích dữ liệu khơng gian và phi khơng gian phục vụ
cho việc trả lời các câu hỏi cần đưa ra đối với hệ thống thông tin địa lý;

+ Các phép biến đổi có thể là thay đổi tỷ lệ, kích thước nhằm đưa chúng vào
hệ quy chiếu mới;
+ Phương pháp biến đổi có thể là việc phân tích các mơ hình khơng gian hay
mơ hình hố địa lý.


8

- Giao diện với người sử dụng
Hệ thống GIS cho phép người sử dụng có thể hỏi một số lượng lớn các câu
hỏi như:
+ Toạ độ X,Y, Z của một vị trí ?
+ Diện tích, chu vi, số lượng các vật thể trong khu vực ?
+ Tìm con đường ngắn nhất, có chi phí nhỏ nhất từ vị trí này đến vị trí khác?
+ Mơ tả đối tượng, vị trí….
Để thực hiện việc trả lời các câu hỏi này, đối với các phương pháp truyền
thống sẽ gặp rất nhiều khó khăn. Nếu muốn thêm bớt thông tin cho một tờ bản đồ
thì lại phải làm lại từ đầu các quy trình cơng nghệ bản đồ. Chính vì vậy hệ thống
thơng tin địa lý là một cơng cụ hữu ích để giải quyết vấn đề này một cách dễ dàng,
nhanh chóng.
1.1.5. Khả năng xử lý dữ liệu trong GIS
- Đa số dữ liệu trong GIS lưu giữ dưới dạng số (vector hoặc raster). Dạng
vector là những cặp tọa độ của các điểm (X, Y) hoặc (X, Y, Z) với các quy luật liên
kết các điểm đó để biểu diễn chúng thành các đối tượng trong một hệ toạ độ xác
định. Có 2 loại hệ toạ độ cơ bản: Hệ toạ độ vng góc Đề các (X, Y, Z) và Hệ toạ
độ trắc địa cầu (B, L, H). Thông thường mỗi quốc gia người ta thường chọn thống
nhất một hệ thống toạ độ gắn với trái đất thực phù hợp với lãnh thổ và thường gọi là
Hệ toạ độ quốc gia.
- Số liệu Raster (dạng ảnh) được tạo bởi các ô lưới dưới dạng các chấm điểm có
lực phân giải nhất định cho trước nào đó. Thơng thường số liệu lưu trữ dưới dạng raster

này đòi hỏi dung lượng bộ nhớ lớn. Tuỳ theo kích thước của bản đồ và nội dung cần
thể hiện mà lựa chọn lực phân giải cho phù hợp để sử dụng và lưu trữ.
- Thông thường, cơ sở dữ liệu bản đồ được quản lý dưới dạng các lớp đối
tượng. Mỗi một lớp chứa các hình ảnh liên quan đến một chức năng, phục vụ cho
một ứng dụng cụ thể. Việc phân chia thành các lớp có ý nghĩa quan trọng trong khai
thác sử dụng sau này. Các công cụ phần mềm của GIS rất phong phú và đa dạng
cho phép chúng ta:


9

- Chuyển đổi các hệ toạ độ:
+ Chuyển đổi lưới chiếu bản đồ từ kinh tuyến gốc này sang kinh tuyến gốc khác;
+ Chuyển đổi toạ độ các điểm bản đồ từ hệ toạ độ Đề các (X, Y, H) sang hệ
toạ độ trắc địa cầu (B, L, H) và ngược lại;
+ Nắn chỉnh hình học hình ảnh bản đồ để loại bỏ các sai số biến dạng cho
phù hợp với thế giới thực.
- Xử lý các thông tin về bản đồ:
+ Tiếp biên hoặc nối ghép bản đồ trên cơ sở sử dụng tập hợp các điểm chung để
tạo ra một tờ bản đồ mới hoặc mở rộng tờ bản đồ tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng.
+ Tạo ra một cửa sổ các đối tượng bản đồ và có thể tách chúng ra khỏi bản
đồ hiện thời để xử lý riêng hoặc dùng cho mục đích khác.
- Lập các bản đồ chuyên biệt:
- Các chương trình ứng dụng và các chương trình cơng cụ. Tuỳ theo lĩnh vực
ứng dụng trong GIS mà tuỳ chọn các công cụ sẵn có.
Ngồi ra các phần mềm GIS thương mại hiện nay còn cung cấp cho người sử
dụng các giao diện cơ bản sau:
Giao diện theo thực đơn (Menu Driven Command Interfaces);
Giao diện theo câu lệnh (Command Interfaces);
Giao diện theo lập trình (Macro Programming).

1.2. Tổng quan về cơ sở dữ liệu đất trồng lúa
1.2.1. Cơ sở dữ liê ̣u đấ t đai
Cơ sở dữ liệu (viết tắt CSDL; tiếng Anh là database) là một hệ thống các
thơng tin có cấu trúc, được lưu trữ trên các thiết bị lưu trữ nhằm thõa mãn yêu cầu
khai thác thông tin đồng thời của nhiều người sử dụng hay nhiều chương trình ứng
dụng chạy cùng một lúc với những mục đích khác nhau.
Việc sử dụng hệ thống CSDL này sẽ khắc phục được những khuyết điểm của
cách lưu trữ dưới dạng hệ thống tập tin, đó là:
+ Giảm trùng lặp thơng tin ở mức thấp nhất, đảm bảo tính nhất qn và tồn
vẹn dữ liệu
+ Đảm bảo dữ liệu được truy xuất theo nhiều cách khác nhau, từ nhiều người
khác nhau và nhiều ứng dụng khác nhau.


10

+ Tăng khả năng chia sẻ thông tin (Free Tutorials, 2014)
Tại Điều 3, Thông tư số 34/2014/TT-BTNMT về xây dựng, quản lý, khai
thác hệ thống thông tin đất đai nêu rõ:
- Cơ sở dữ liệu đất đai: là tập hợp thơng tin có cấu trúc của dữ liệu địa chính,
dữ liệu quy hoạch sử dụng đất, dữ liệu giá đất, dữ liệu thống kê, kiểm kê đất đai
được sắp xếp, tổ chức để truy cập, khai thác, quản lý và cập nhật thường xuyên
bằng phương tiện điện tử (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2014)
* Nguyên tắ c xây dựng cơ sở dữ liê ̣u đấ t đai
- Cơ sở dữ liê ̣u đấ t đai đươ ̣c xây dựng tâ ̣p trung thố ng nhấ t từ Trung ương
đến các tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương (sau đây go ̣i chung là cấ p tỉnh ) và các
huyê ̣n, quâ ̣n, thị xã, thành phố thuộc tỉnh (sau đây go ̣i tắ t là cấ p huyê ̣n ).
- Đơn vi ̣hành chính xã, phường, thị trấn là đơn vị cơ bản để thành lập cơ sở
dữ liê ̣u đấ t đai . Cơ sở dữ liê ̣u đấ t đai của cấ p huyê ̣n là tâ ̣p hơ ̣p dữ liê ̣u đấ t đai của
các xã thuộc huyện . Cơ sở dữ liê ̣u đấ t đai cấ p tỉnh đươ ̣c tâ ̣p hơ ̣p từ cơ sở dữ liê ̣u đấ t

đai của tấ t cả các huyê ̣n thuô ̣c tỉnh . Cơ sở dữ liê ̣u đấ t đai cấ p Trung ương đươ ̣c tổ ng
hơ ̣p từ cơ sở dữ liê ̣u đấ t đai của tấ t cả các tin
̉ h trên pha ̣m vi cả nước (Bộ Tài nguyên
và Môi trường, 2014)
* Nội dung, cấ u trúc cơ sở dữ liê ̣u đấ t đai
a. Căn cứ để xác định nội dung cơ sở dữ liệu đất đai
- Nhu cầu về công tác quản lý nhà nước về đất đai.
- Các dạng thông tin, số liệu về đất đai cần có để phục vụ cơng tác quản lý
nhà nước về đất đai thường xuyên.
- Các dạng thông tin, số liệu về đất đai hiện có.
- Nhu cầu của các ngành về thông tin đất đai trong cả nước.
- Nội dung của cơ sở dữ liệu đất đai
b. Các thơng tin chính trong cơ sở dữ liệu đất đai gồm hai loại dữ liệu
chính là:
+ Các thơng tin vĩ mô về đất đai: Các thông tin vĩ mô về đất đai bao gồm các
thông tin về hiện trạng tự nhiên, cơ cấu sử dụng các loại đất, thống kê đất đai phục
vụ công tác quản lý đất đai cấp tỉnh, cấp bộ và cấp trung ương.


11

+ Các thông tin chi tiết về đất đai: các thông tin chi tiết về đất đai liên quan
đến từng thửa đất, từng chủ sử dụng được quản lý tại các địa phương theo 3 cấp
tỉnh, cấp huyện, và cấp xã.
- Đối tượng quản lý chính của cơ sở dữ liệu đất đai trong công tác quản lý
nhà nước về đất đai đó là thửa đất. Các thơng tin về thửa đất cần được quản lý được
thể hiện chi tiết trên bản đồ địa chính và bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ
quy hoạch sử dụng đất với các thơng tin:
+ Thơng tin về vị trí, hình thửa, kích thước và tính chất tự nhiên của thửa đất.
+ Các thông tin về phân hạng, giá trị và giá trị đất.

+ Các cơng trình trên đất (Bất động sản trên đất).
+ Các thông tin về quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất.
+ Các thông tin về giao thông.
+ Các thông tin về thủy hệ.
- Bên cạnh các thông tin về khơng gian cịn có các thơng tin thuộc tính của
các thửa đất và chúng được thể hiện qua hệ thống các tài liệu liên quan đến đất đai:
các loại sổ sách địa chính như: sổ mục kê, sổ địa chính, sổ cấp giấy chứng nhận, các
biểu thống kê, các số liệu liên quan khác... Như vậy, các thông tin về đất đai là một
tập hợp các thông tin có liên quan trực tiếp đến cơng tác quản lý Nhà nước về đất
đai tại các cấp.
* Phân lớp thông tin trong hệ thống thơng tin đất đai:
Mục đích của việc phân lớp thông tin nhằm phục vụ cho việc xây dựng cơ sở
dữ liệu, quản lý dữ liệu, cung cấp thơng tin cho ngành và đa ngành. Có thể phân lớp
đối tượng thơng tin theo mơ hình phân cấp sau:
+ Đối với cơ sở dữ liệu đất đai, thông tin trong cơ sở dữ liệu thường được
phân thành các nhóm đối tượng, trong các nhóm đối tượng chúng ta có các lớp,
trong các lớp đối tượng chúng ta có các đối tượng.
+ Nhóm đối tượng: trong một nhóm đối tượng có chứa nhiều các lớp đối
tượng, bên cạnh các thơng tin khơng gian cịn có các thơng tin thuộc tính của các
nhóm đối tượng.


12

+ Lớp đối tượng: trong một lớp đối tượng có chứa nhiều đối tượng, các đối
tượng này có các tính chất như nhau và chúng được xếp vào thành lớp đối tượng. Với
mỗi lớp đối tượng đó chúng có các thơng tin khơng gian và thuộc tính.
+ Đối tượng: trong một lớp đối tượng các đối tượng quản lý riêng rẽ và các
đối tượng là mức độ chi tiết nhất trong q trình phân lớp thơng tin.
Các đối tượng cũng có đầy đủ các thơng tin cả về khơng gian và thuộc tính.

Nhóm đối tượng

Thuộc tính các nhóm đối tượng
Thuộc tính một nhóm đối tượng

Lớp đối tượng
Thuộc tính các lớp đối tượng
Thuộc tính một lớp đối tượng
Đối tượng
Thuộc tính các đối tượng
Hình 1.2: Sơ đồ phân lớp thơng tin trong cơ sở dữ liệu đất đai
- Đối với việc phân lớp thông tin chúng ta cần phải quan tâm đến một số
nội dung sau:
+ Các đối tượng trong một lớp thông tin thuộc vào một loại đối tượng không gian
+ Mỗi một lớp thông tin chỉ thể hiện một loại đối tượng
+ Mỗi một lớp thơng tin có một mã duy nhất.
+ Tên của các lớp thông tin được đặt sao cho dễ nhận biết.
* Hiê ̣u quả khai thác , sử dụng cơ sở dữ liê ̣u đấ t đai trong công tác
quản lý đất đa i
- Phục vụ đắc lực tác nghiệp chuyên môn như đăng ký cấp giấy chứng nhận
quyề n sử du ̣ng đấ t , quy hoa ̣ch , đền bù giải phóng mặt bằng , … đươ ̣c thực hiê ̣n
chính xác, rút ngắn thời gian.


13

- Thông tin về đấ t đai đươ ̣c truy vấ n , khai thác đơn giản , thuâ ̣n tiê ̣n làm tăng
hiê ̣u quả công viê ̣c.
- Thay đổ i cách điề u hành công viê ̣c hành chính theo phương pháp hiện đại ,

phát hiện và làm chuẩn hóa kết quả giải quyết cơng việc của cán bộ cấp dưới , tăng
cường tư duy và năng lực cán bô .̣
- Nâng cao triǹ h đô ̣ ứng du ̣ng Công nghê ̣ thông tin trong ngành.
- Tăng cường khả năng tiếp cận , ứng dụng công nghệ thông tin vào công tác
chuyên môn cho đô ̣i ngũ cán bô ̣ cơ sở , nhằ m nâng cao hiê ̣u quả công tác quản lý , xử
lý khai thác dữ liệu đất đai; khai thác và sử du ̣ng hiê ̣u quả cơ sở dữ liê ̣u đấ t đ ai. Đáp
ứng được yêu cầu , nhiê ̣m vu ̣ quản lý nhà nước về đấ t đai trong tình hình mới

(Bộ

Tài nguyên và Môi trường)
1.2.2. Cơ sở dữ liê ̣u đấ t trồng lúa

1.2.2.1. Khái niệm đất trồng lúa
Theo quan niệm truyền thống của người Việt Nam thì đất nơng nghiệp
thường được hiểu là đất trổng lúa, trổng cây hoa màu như: ngô, khoai, sắn và
những loại cây được coi là lương thực. Tuy nhiên, trên thực tế việc sử dụng đất
nông nghiệp tương đối phong phú, không chỉ đơn thuần là để trồng lúa, hoa màu
mà cịn dùng vào mục đích chăn ni gia súc, ni trồng thuỷ sản hay để trổng các
cây lâu năm...
Trước đây Luật đất đai năm 1993 quy định về đất nông nghiệp tại Điều 42
như sau: Đất nông nghiệp là đất được xác định chủ yếu đế sử dụng vào sản xuất
nông nghiệp như trồng trọt, chăn nuôi, nuôi trồng thuỷ sản hoặc nghiên cứu thí
nghiệm vê nơng nghiệp.
Theo quy định tại khoản 1 Điều 13 Luật đất đai năm 2003 nhóm đất nơng
nghiệp bao gồm các loại đất sau:
- Đất trồng cây hàng năm gồm đất trồng lúa, đất đồng cỏ cùng và chăn nuôi,
đất trồng cây hàng năm khác;