Ứng dụng gis trong quản lý cây xanh đường phố ven biển thuộc phường hòa minh, quận liện chiểu, thành phố đà nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA SINH MÔI TRƯỜNG

TRẦN QUỐC LINH

ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ
CÂY XANH ĐƯỜNG PHỐ VEN BIỂN THUỘC
PHƯỜNG HÒA MINH, QUẬN LIÊN CHIỂU,
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

Đà Nẵng - Năm 2015


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA SINH MÔI TRƯỜNG

TRẦN QUỐC LINH

ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ
CÂY XANH ĐƯỜNG PHỐ VEN BIỂN THUỘC
PHƯỜNG HÒA MINH, QUẬN LIÊN CHIỂU,
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường
Niên khóa: 2011- 2015
Người hướng dẫn: PGS.TS VÕ VĂN MINH

Đà Nẵng - Năm 2015

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đề tài: “Ứng dụng GIS trong quản lý cây xanh đường
phố ven biển thuộc phường Hòa Minh, quận Liên Chiểu, thành phố Đà
Nẵng” là kết quả nghiên cứu của tác giả.
Các số liệu nghiên cứu, kết quả điều tra, kết quả phân tích trung thực,
chưa từng được công bố. Các số liệu liên quan được trích dẫn có ghi chú
nguồn gốc.
Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm nếu kết quả là sản phẩm kế thừa hoặc
đã công bố của người khác.
Đà Nẵng, tháng 4 năm 2015
Tác giả

Trần Quốc Linh


LỜI CẢM ƠN
Được sự phân công của khoa Sinh – Môi trường, Trường Đại học Sư
phạm – Đại học Đà Nẵng và sự đồng ý của Thầy hướng dẫn PGS TS. Võ Văn
Minh, tôi đã thực hiện đề tài “Ứng dụng GIS trong quản lý cây xanh
đường phố ven biển thuộc phường Hòa Minh, quận Liên Chiểu, thành
phố Đà Nẵng”.
Để hồn thành khóa luận này, tơi xin chân thành cảm ơn các Thầy Cơ
giáo đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu
và rèn luyện ở Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng.
Xin chân thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Võ Văn Minh đã
tận tình, chu đáo hướng dẫn tơi thực hiện khóa luận này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh
nhất. Song do buổi đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận

với thực tế cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể
tránh khỏi những thiếu sót nhất định mà bản thân chưa thấy được. Tơi rất
mong được sự góp ý của q Thầy, Cơ giáo và các bạn để khóa luận được
hồn chỉnh hơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, tháng 4 năm 2015
Sinh viên thực hiện

Trần Quốc Linh


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................... 1
2. Mục tiêu đề tài ......................................................................................... 2
3. Ý nghĩa đề tài. .......................................................................................... 3
4. Cấu trúc khóa luận ................................. Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 4
1.1. Khái quát về GIS .................................................................................. 4
1.1.1. Lịch sử phát triển............................................................................ 4
1.1.2. Định nghĩa GIS............................................................................... 5
1.1.3. Các thành phần của GIS ................................................................. 6
1.1.4. Sự phát triển của phần cứng và phần mềm phục vụ cho GIS ........ 7
1.1.5. Xây dựng cơ sở dữ liệu trong GIS ............................................... 10
1.1.6. Chức năng của GIS và mối quan hệ các ngành khoa học khác ... 13
1.2. Giới thiệu phần mềm MapInfo ........................................................... 15
1.2.1. Sơ lược về MapInfo...................................................................... 15
1.2.2. Tổ chức thông tin bản đồ trong MapInfo ..................................... 16
1.2.3. Tổ chức thông tin theo các lớp đối tượng .................................... 16
1.3. Tình hình ứng dụng GIS trong quản lý cây xanh đường phố trên Thế

Giới và Việt Nam ......................................................................................... 17
1.3.1. Trên Thế Giới ............................................................................... 17
1.3.2. Tại Việt Nam ................................................................................ 21
1.4. Điều kiện tự nhiên phường Hòa Minh, quận Liên Chiểu, thành phố Đà
Nẵng ............................................................................................................ 22
1.4.1. Vị trí địa lý ................................................................................... 22
1.4.2. Địa hình ........................................................................................ 23
1.4.3. Khí hậu ......................................................................................... 23
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
......................................................................................................................... 24
2.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 24
2.2. Phạm vi nghiên cứu .............................................................................. 24
2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 25


2.4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 25
2.4.1. Phương pháp thu thập dữ liệu ........................................................ 26
2.4.2. Phương pháp xử lý và chuyển đổi dữ liệu ..................................... 27
2.4.3. Phương pháp ứng dụng công nghệ GIS ......................................... 27
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ....................................................... 28
3.1. Hiện trạng cây xanh đường phố ven biển thuộc phường Hòa Minh,
quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng ......................................................... 28
3.1.1. Số lượng và thành phần loài ........................................................... 28
3.1.2. Kích thước và tình trạng cây xanh ................................................. 29
3.2. Ứng dụng MapInfo xây dựng bản đồ hiện trạng cây xanh đường phố
ven biển thuộc phường Hòa Minh, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng . 32
3.2.1. Số hóa bản đồ trên MapInfo ........................................................... 32
3.2.2. Xây dựng dữ liệu không gian ......................................................... 33
3.2.3. Xây dựng dữ liệu thuộc tính ........................................................... 34
3.3. Định hướng quản lý cây xanh đường phố ven biển bằng phần mềm

MapInfo ....................................................................................................... 35
3.3.1. Định hướng cập nhật cơ sở dữ liệu ................................................ 35
3.3.2. Định hướng truy xuất dữ liệu từ bản đồ cây xanh ......................... 46
3.4. Nhận xét chung ..................................................................................... 57
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 58
Kết luận ........................................................................................................ 58
Kiến nghị...................................................................................................... 59
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................ 60
PHỤ LỤC ...................................................................................................... 644


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
CSDL

Cơ sở dữ liệu

GIS

Geographic Information System

GPS

Global Positioning System


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Số hiệu
bảng
1.1
2.1

3.1
3.2
3.3
3.4

Tên bảng

Trang

Bảng so sánh các phương pháp biểu diễn dữ liệu
Bảng quy ước mã đoạn đường
Bảng thống kê thành phần và số lượng cây xanh đường
phố ven biển
Bảng phân loại cây xanh đường phố ven biển
Bảng thống kê các loại cây xanh đường phố ven biển
Bảng thống kê tình trạng cây xanh đường phố ven biển

12
27
28
29
30
31


DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
Số hiệu
hình
1.1
1.2

1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20

Tên hình
Các bộ phận cấu thành của GIS
Biểu đồ biến đổi các chi phí cho một dự án GIS theo
thời gian
Các phương pháp biểu diễn dữ liệu
Bản đồ phạm vi nghiên cứu

Sơ đồ các phương pháp thực hiện nghiên cứu
Tỷ lệ về số lượng các loài cây xanh đường phố ven
biển
Tỷ lệ các loại cây xanh đường phố ven biển
Tỷ lệ tình trạng cây xanh đường phố ven biển
Bản đồ hành chính phường Hịa Minh, quận Liên
Chiểu, thành phố Đà Nẵng
Bản đồ cây xanh đường phố ven biển phường Hòa
Minh
Dữ liệu cây xanh đường phố ven biển phường Hòa
Minh
Hộp thoại Open
Hộp thoại Excel Information
Hộp thoại Set Field Properties
Bảng dữ liệu cây xanh được cập nhật mới toàn bộ
CSDL
Hộp thoại Create Points
Hộp thoại Choose Projection
Bản đồ cây xanh mới cập nhật
Dữ liệu cột CHIEUCAO của bảng
THONGTINCAYXANH trong Mapinfo
Dữ liệu cột CHIEUCAO_MOI của bảng
DULIEU_MOI mới cập nhật trong Excel
Hộp thoại Set Field Properties
Bảng DULIEU_MOI được đưa vào Mapinfo
Hộp thoại Update Column
Hộp thoại Specify Join
Cột CHIEUCAO của bảng THONGTINCAYXANH

Trang

6
11
11
24
26
28
30
32
33
34
34
36
37
37
38
38
39
40
41
41
42
43
43
44
44


đã được cập nhật mới
3.21
3.22

3.23
3.24
3.25
3.26
3.27
3.28
3.29
3.30
3.31
3.32
3.33
3.34
3.35
3.36
3.37
3.38
3.39

Hộp thoại View/Modify Table Structure
Hộp thoại Modify Table Structure
Thanh công cụ Main
Nút lệnh Info trên thanh cơng cụ Main
Xem thơng tin một đối tượng bất kì trên bản đồ
Hộp thoại Select
Thiết lập điều kiện truy xuất thơng tin theo tên lồi
Kết quả sau khi truy xuất thơng tin theo tên lồi
Thiết lập điều kiện truy xuất thông tin theo chiều cao
Kết quả sau khi truy xuất thông tin theo chiều cao
Thiết lập điều kiện truy xuất thơng tin theo tình trạng
cây

Kết quả sau khi truy xuất thơng tin theo tình trạng cây
Hộp thoại Export Table
Hộp thoại Export Table to File
Hộp thoại Save Copy of Table As
Hộp thoại choose Projection
Hộp thoại Export Table to File
Hộp thoại Open trong GPS Utility
Hộp thoại Interface Setup trong GPS Utility

45
45
46
46
47
48
49
49
50
50
51
51
52
53
54
55
55
56
58

1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Thành phố Đà Nẵng đang trên đà phát triển mạnh mẽ về mọi mặt, đặc
biệt tốc độ đơ thị hố – hiện đại hố đang diễn ra ngày càng nhanh. Các khu
đơ thị, sinh thái, khu dân cư, bệnh viện, trường học, công sở,… đang được
xây dựng và hình thành, cảnh quan đơ thị ngày một hoàn thiện hơn,… hướng
tới trở thành một thành phố phát triển mạnh trên mọi lĩnh vực cả về kinh tế,
văn hố - xã hội và mơi trường.
Với lợi thế đường bờ biển dài khoảng 70km, Đà Nẵng đang chú trọng
phát triển du lịch biển thông qua việc mở rộng nhiều bãi tắm, resort, nhà hàng
ven biển,… đặc biệt là việc mở rộng và nâng cấp các tuyến đường ven biển,
phục vụ cho du lịch và cả việc đi lại của người dân nơi đây [7]. Bên cạnh đầu
tư phát triển về cơ sở hạ tầng, Đà Nẵng cũng đang quan tâm tới các vấn đề
môi trường và cây xanh nhằm hướng tới một thành phố xanh - sạch - đẹp về
mọi mặt.
Cây xanh là một thành phần khơng thể thiếu trong đời sống con người,
đóng vai trị rất quan trọng trong việc cải tạo vi khí hậu, làm tăng vẽ đẹp cảnh
quan đường phố đô thị, tạo bóng mát để giảm nhiệt, giảm tiếng ồn,... đặc biệt
đối với một thành phố ven biển như Đà Nẵng, cây xanh cịn góp phần giảm
thiểu sức mạnh của gió, bão. Tuy nhiên, hiện nay hệ thống cây xanh đường
phố ven biển Đà Nẵng vẫn chưa hoàn thiện do nhiều yếu tố tác động như: gió
bão hàng năm làm gãy đỗ; đất bị xâm nhiễm mặn làm ảnh hưởng đến sự phát
triển của cây; cơng tác chăm sóc vẫn cịn gặp nhiều hạn chế cả về chun mơn
lẫn kinh phí; q trình quản lý cây xanh chưa mang tính đồng bộ, còn rời rạc
và tồn tại một số bất cập như việc trồng cây xanh cịn mang tính tự phát, thiếu
quy hoạch về lựa chọn và bố trí cây trồng phù hợp;… Do đó việc tăng cường
cơng tác quản lý cây xanh đường phố ven biển trên các mặt: trồng, duy trì và
bảo vệ cây xanh là điều rất cần thiết.

2

Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System – GIS) đã và
đang được ứng dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực và đang trở thành một phần
quan trọng không thể thiếu trong quản lý cây xanh. Ở nước ta, công nghệ GIS
đã bắt đầu được sử dụng để quản lý hệ thống cây xanh đô thị thông qua cơ sở
dữ liệu với các thơng tin vị trí, tuyến đường, lồi cây, kích thước, chất lượng,
tình trạng, … Những thơng tin cơ bản giúp cho nhà quản lý theo dõi, lập kế
hoạch điều chỉnh, dự báo với thông tin nhanh, hiệu quả, tiết kiệm cơng sức
thời gian và chi phí.
Xuất phát từ những yêu cầu về quản lý cây xanh đường phố ven biển và
khả năng ứng dụng của GIS, đề tài: “Ứng dụng công nghệ GIS trong quản
lý cây xanh đường phố ven biển thuộc Phường Hoà Minh, Quận Liên
Chiểu, Thành phố Đà Nẵng” được đề xuất thực hiện.
2. Mục tiêu đề tài
 Mục tiêu tổng quát: Góp phần quản lý tốt hệ thống cây xanh đường phố
ven biển thuộc phường Hoà Minh, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng bằng
hệ thống thông tin địa lý (GIS).
 Mục tiêu cụ thể:
- Đánh giá hiện trạng cây xanh đường phố ven biển phường Hoà Minh,
quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng.
- Xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu về cây xanh ven biển bao gồm:
 Tên loài, tên khoa học.
 Chiều cao, đường kính thân, đường kính tán,…
 Vị trí cụ thể, toạ độ,…
 Tình trạng cây
- Xây dựng bản đồ số: Xây dựng bản đồ thể hiện hiện trạng cây xanh
đường phố ven biển thuộc phường Hoà Minh, quận Liên Chiểu, thành phố Đà

3

Nẵng dựa theo số liệu điều tra thực địa cũng như số liệu do công ty Công viên
- Cây xanh Đà Nẵng cung cấp.

3. Ý nghĩa đề tài.
- Đề xuất được phương pháp và định hướng ứng dụng GIS trong quản lý
cây xanh đường phố ven biển, cụ thể là ứng dụng phần mềm Mapinfo. Giúp
người quản lý dễ dàng lưu trữ, quản lý, truy vấn các thông tin nhanh chóng,
chính xác, giảm chi phí, hiệu quả cao.
- Hiển thị một cách đầy đủ, trực quan cho người quản lý biết được vị trí
cũng như tọa độ các cây theo điều kiện cho trước (cây mới trồng, cây kém
phát triển, cây chết, gãy đỗ,…). Từ đó, đề ra các giải pháp khắc phục, bảo
quản, di dời, trồng mới,… đối với những cây đó.
- Tạo tiền đề cho việc quản lý cây xanh bằng phần mềm Mapinfo một
cách hiệu quả, nhanh chóng, cũng như tiết kiệm chi phí.


4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

Khái quát về GIS

1.1.1. Lịch sử phát triển
Với mong muốn tìm hiểu và chinh phục thiên nhiên, con người đã xây
dựng bản đồ hàng ngàn năm nay để biểu diễn và phân tích thơng tin về bề mặt

trái đất [18].
Theo Hodgkiss (1981) [19], bản đồ được xây dựng do các nhà hàng hải,
các nhà địa lý thu thập dữ liệu về bề mặt trái đất sau đó cơ họa, đồ, can, vẽ lại,
tơ màu để trở thành bản đồ. Ban đầu, chúng được sử dụng để diễn tả các vị trí
xa để trợ giúp các định hướng trong không gian và phục vụ cho quân đội.
Đến cuối thế kỷ 18, nhu cầu về quản lý biên giới lãnh thổ trở lên cấp
bách. Các quốc gia bắt đầu công việc vẽ bản đồ một cách hệ thống. Vấn đề dữ
liệu bản đồ đã mang tính tồn cầu, vì vậy phải được xác đinh một cách chính
xác và khách quan. Phạm vi sử dụng của bản đồ ngày càng rộng rãi trong các
lĩnh vực của đời sống. Tuy nhiên, các thông tin địa lý trong thời kỳ này chỉ
dừng lại ở các bản đồ trên giấy với đặc trưng là việc lưu trữ dữ liệu và biểu
diễn dữ liệu được tiến hành đồng thời với nhau, do đó thơng tin mang trong
một hệ thống bị hạn chế [10].
Nửa cuối thế kỷ 20, với sự phát triển bùng nổ của cơng nghệ thơng tin,
nhiều hệ thống máy tính ra đời, việc vẽ bản đồ ngày càng được tin học hóa,
yêu cầu đặt ra lúc này là phải tăng lượng thông tin quản lý trong một bản đồ
và các thơng tin này phải mang tính hệ thống.
Theo Meaden, G.J. và Kapetsky (1991) [20], bản đồ đầu tiên được biết
đến có sử dụng máy tính vào các cơng việc lập bản đồ và lưu trữ thông tin là
của Canada năm 1964 và nó được xem như hệ thống GIS đầu tiên trên thế
giới.


5

Hệ thống này bao gồm các thông tin về nông nghiệp, lâm nghiệp, sử
dụng đất, động vật hoang dã và được gọi tên Canada Geographic Information
System [14].
Trong suốt những năm sáu mươi và đầu những năm bảy mươi, việc phát
triển GIS bị hạn chế do giá thành cao và công nghệ máy tính cịn lạc hậu.

Từ cuối thập kỷ 70 đến nay, cơng nghệ máy tính đạt được những thành
cơng rực rỡ. Với sự ra đời của nhiều thế hệ máy tính thơng minh, cộng với sự
nhân thức sâu sắc những lợi ích to lớn GIS mang lại. Con người đã tập trung
nhiều cơng trình nghiên cứu vào lĩnh vực này dẫn đến sự ra đời của nhiều
phần mềm ngày càng hiện đại và tiện dụng, đưa GIS ngày càng được áp dụng
rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trong cuộc sống.
Có thể thấy, sự phát triển của GIS là hết sức nhanh chóng ngay sau khi
máy tính được ra đời và khi máy tính đạt được những thành cơng rực rỡ thì
GIS càng có vị trí quan trong trong cuộc sống con người.
1.1.2. Định nghĩa GIS
Điều đầu tiên có thể khẳng định là cho tới nay có rất nhiều các định
nghĩa khác nhau về GIS [2].
GIS ra đời chính là kế tục các ý tưởng trong ngành địa lý mà trước hết là
ngành địa lý bản đồ trong thời đại mà công nghệ thông tin đủ mạnh để tạo ra
các cơng cụ định lượng mới và có khả năng thực thi hầu hết các phép phân
tích bản đồ bằng phương pháp định lượng mới [10].
Theo Theo Meaden, G.J. và Kapetsky (1991) [20], GIS là một môn khoa
học luôn luôn thay đổi. Chúng ta không thể đưa ra một định nghĩa chính xác
về GIS cũng như các cơng việc mà một hệ GIS có thể đảm nhận. Hai ơng
cũng đã thống kê các tên gọi của GIS đã được sử dụng như trong q trình
phát triển như:
- Hệ thống thơng tin địa lý cơ sở (Geog-based Information Systems)


6

- Hệ thống thông tin tài nguyên thiên nhiên ( Natural Resourse
Information Systems)
- Hệ thống dữ liệu trái đất (Geo data Systems)
- Hệ thống thông tin không gian (Spatial Information Systems)

- Hệ thống dữ liệu địa lý (Geographic Data Systems)
- Hệ thống thông tin đất đai (Land Information Systems LIS)
Tuy nhiên ở mức độ tương đối chúng ta có thể hiểu GIS theo định nghĩa
sau của Nitin Kumar Tripthi (2000) [23], học viện Công Nghệ Châu Á: "Hệ
thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống các thông tin được sử dụng để
thu thập, lưu trữ, xây dựng lại, thao tác, phân tích, biểu diễn các dữ liệu địa lý
phục vụ cho công tác quy hoạch hoặc lập các quyết định về sử dụng đất, các
nguồn tài nguyên thiên nhiên môi trường, giao thông, đô thị và nhiều thủ tục
hành chính khác".
1.1.3. Các thành phần của GIS
Tất cả các hệ thống đều được cấu tạo bởi các bộ phận nhất định. GIS
cũng vậy, nó được cấu tạo bởi những bộ phận đặc trưng cho nó.
Theo tiến sĩ Nitin Kumar Tripathi (2000) [23], GIS được cấu tạo bởi ba
bộ phận chính đó là: Hệ thống máy tính, Các thơng tin địa lý và con người
Các thành phần này được biểu diễn theo sơ đồ:

Hình 1.1. Các bộ phận cấu thành của GIS.
Trong đó hệ thống máy tính là phần cứng, phần mềm có tác dụng tiếp
nhận lưu trữ phân tích và trình diễn các kết quả. Dữ liệu địa lý là thông tin về


7

bề mặt trái đất bao gồm các thông tin bản đồ, ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, định
vị GPS, các thơng tin thuộc tính và nhiều các thơng tin khác. Con người có
chức năng thiết kế, cài đặt vận hành và thực hiện các thao tác trong hệ GIS.
Trong cuốn Fundamental of GIS and Application, hai tác giả
Nualchawee, K. và Hung Tran (1998) đã giới thiệu GIS gồm năm thành phần
cơ bản là: Phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người và giao diện với người
dùng trong đó hai ơng cho rằng dữ liệu là thành phần quan trọng nhất của hệ

thống thông tin địa lý [22].
Lê Thạc Cán và đồng sự (1993) đã chia GIS thành hai phần cơ bản là:
Bộ xử lý trung tâm bao gồm các thiết bị phần cứng như dụng cụ vẽ, số hóa,
đĩa cứng, bộ phận xử lý để tạo dữ liệu trên màn hình; Phần mềm có chức năng
nạp thơng tin, quản lý dữ liệu, phân tích trình bày kết quả để đưa ra thông tin
giao diện với người dùng [1].
Nguyễn Thế Thận và Trần Công Yên (2000) khi đề cập đến các thành
phần của hệ thống thông tin địa lý đã nêu ra bốn thành phần là: Phần cứng,
phần mềm, cơ sở dữ liệu và người sử dụng. Các ơng cịn cho rằng người sử
dụng đóng vai trị trung tâm, có chức năng thực hiện các thao tác điều hành hệ
thống GIS [14].
Các cách chia trên tuy khác nhau về cách phân chia số lượng các thành
tố và tầm quan trọng của mỗi thành tố, nhưng về cơ bản là giống nhau. Một
hệ GIS đều cần có là: Tin học, thơng tin và con người.
1.1.4. Sự phát triển của phần cứng và phần mềm phục vụ cho GIS
a. Phần cứng
Sự phát triển của GIS phụ thuộc rất lớn vào sự phát triển của máy tính,
chỉ khi máy tính ra đời và có những bức phát triển nhất định thì GIS mới được
nghiên cứu rộng rãi. Cũng như các ngành khoa học khác, bước đi đầu tiên của
việc nghiên cứu GIS là việc liệt kê, quan sát, phân loại lưu trữ. Tuy nhiên, ban
đầu việc mơ tả định lượng rất khó khăn do một khối lượng lớn các dữ liệu


8

khơng gian và thiếu vắng các dữ liệu thuộc tính về đối tượng. Hơn nữa, khơng
đủ các cơng cụ tốn học để thực hiện các giá trị định lượng biến thiên. Chỉ
đến những năm 60 sự ra đời của các cơng cụ máy tính cho phép dễ dàng thực
hiện các công việc trên dữ liệu được xử lý dưới dạng số. Khả năng về thành
lập bản đồ chuyên đề và phân tích dữ liệu khơng gian đều được thực hiện,

đưa GIS bắt đầu bước phát triển [10].
Trong suốt những năm 60 và đầu thập kỷ 70, các bản đồ đã bắt đầu được
phát triển trên máy tính. Tuy nhiên thời bấy giờ, việc sử dụng máy tính chỉ
hạn chế ở công việc trợ giúp vẽ, in bản đồ đối với ngành bản đồ truyền thống
mà không làm thay đổi phương pháp làm bản đồ lưu trữ thông tin [20].
Sau năm 1977, các thử nghiệm sử dụng máy tính trong bản đồ có những
bước tiến rõ rệt với những ưu điểm [17]:
- Tốc độ làm việc tăng
- Giá thành hạ
- Làm cho bản đồ gần gũi với mục đích sử dụng
- Có thể làm bản đồ khơng cần kỹ xảo hoặc vắng kỹ thuật viên
- Có khả năng biểu diễn khác nhau cho cùng một loại dữ liệu
- Dễ dàng cập nhật dữ liệu
- Có khả năng phân tích tổng hợp các dữ liệu thống kê và bản đồ
- Hạn chế sử dụng bản đồ in hạn chế tác hại làm giảm chất lượng dữ liệu
- Có khả năng thành lập bản đồ 3 chiều
- Thành lập bản đồ trong đó sự chọn lọc và tổng quát hóa chắc chắn dễ
dàng.
Hiện nay các hệ thống thông địa lý đã được thực hiên trên hầu hết các
loại máy tính từ máy tính cá nhân (PC) đến máy tính trong các mạng nội bộ
cơ quan (LAN). Đặc biệt, sự phát triển của mạng Intermet đã đưa GIS nên
một tầm cao mới, bước phát triển hòa nhập cộng đồng mang lại lợi cho nhiều
người và nhiều lĩnh vực trong cuộc sống.


9

b. Phần mềm
Phần mềm GIS là các chương trình máy tính cung cấp các chức năng,
cơng cụ cần thiết cho lưu trữ, phân tích, và hiển thị thơng tin địa lý [22].

Phần mềm GIS chuyên dụng đầu tiên trên thế giới được ra đời khoảng
giữa những năm 70 do một số công ty ở Bắc Mỹ liên kết sản xuất. Cuộc cách
mạng phần mềm GIS đã làm cho các phần mềm GIS liên tục ra đời. Cho tới
năm 1995 đã có khoảng hơn 50 phần mềm GIS khác nhau và giá thành của
một phần mềm GIS cũng giảm rất nhiều so với thời điểm ban đầu [10].
Ngày nay, Phần mềm GIS có thể chạy trên nhiều chủng loại máy tính
khác nhau, từ máy chủ trung tâm (computer servers) cho tới các máy tính cá
nhân (personal computer) được sử dụng riêng lẻ hoặc nối mạng.
Theo tác giả Võ Quang Minh (2005) [10], các phần mềm GIS có lịch sử
phát triển qua 3 giai đoạn với các sản phẩm:
- Các sản phẩm cho các bản đồ số: đối tượng của phần mềm này là số hóa
bản đồ, dùng để quản lý các bản đồ số, sửa chữa, cập nhật các thông tin trên
bản đồ, xuất bản bản đồ (Microstation, AutoCAD).
- Các sản phẩm quản trị bản đồ: Các sản phẩm này cũng có các chức năng
cập nhập thơng tin, ngồi ra cịn có thêm chức năng quản trị bản đồ và thơng
tin thuộc tính của bản đồ. Chúng có khả năng liên kết dữ liệu khơng gian với
dữ liệu thuộc tính. Các chức năng chủ yếu là thiết lập bản đồ thống kê theo
thuộc tính các đối tượng, hiển thị và in ấn bao gồm các phần mềm Mapinfo,
Arcwiew.
- Các sản phẩm phần mềm quản trị không gian: Các sản phẩm này là bước
phát triển cao hơn, ngoài các chức năng trên chúng cịn có thêm chức năng
phân tích dữ liệu khơng gian. Với chức năng này chúng đã hoàn thiện dữ liệu
khơng gian, dữ liệu hình học trong cơ sở dữ liệu (Arc/info, MGE, Span,
Span/GIS, PIC).


10

1.1.5. Xây dựng cơ sở dữ liệu trong GIS
Hệ thống thơng tin địa lý được sử dụng để phân tích rất nhiều các thông

tin khác nhau từ khoa học xã hội đến các khoa học môi trường, tự nhiên. Dữ
liệu là trung tâm của hệ thống GIS, hệ GIS chứa càng nhiều dữ liệu thì chúng
càng có ý nghĩa. Dữ liệu trong hệ GIS được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu
(CSDL) và chúng được thu thập qua các mô hình thế giới thực [2].
Có nhiều ý kiến khác nhau về nghĩa thuật ngữ CSDL trong hệ thống
thông tin địa lý. Song ta có thể hiểu CSDL là tập hợp lớn các số liệu trong
máy tính, được tổ chức sao cho có thể mở rộng, sửa đổi và tra cứu nhanh
chóng đối với các ứng dụng khác nhau [14].
Số liệu đưa vào trong máy tính được thu thập từ ảnh vệ tinh, ảnh máy
bay, các loại bản đồ, số liệu từ máy định vị, số liệu thống kê tính tốn [16].
Trong q trình phát triển của cơng nghệ GIS các chi phí khác cho một
hệ thống thơng tin địa lý đã giảm rất nhiều, trong khi đó chi phí cho việc xây
dựng cơ sở dữ liệu gần như không đổi nó thường chiếm khoảng 60 - 80%
tổng chi phí cho một dự án GIS [17]. Chính vì vậy, nhiều tác giả cho rằng dữ
liệu là trung tâm và có vị trí quan trong nhất trong một hệ thống thơng tin.
Có thể biểu diễn các chi phí của một dự án GIS theo biểu đồ sau:


11

Hình 1.2. Biểu đồ biến đổi các chi phí cho một dự án GIS theo thời gian.
Số liệu trong một hệ GIS được chia thành 2 loại là: số liệu không gian và
số liệu phi không gian.
Số liệu không gian được tổ chức dưới dạng vecter là cách biểu diễn các
đối tượng địa lý dưới dạng điểm đường vùng, hay dạng raster là phương pháp
biểu diễn các đối tượng dưới dạng các ơ lưới hay các pixel (picture element).

Hình 1.3. Các phương pháp biểu diễn dữ liệu
Các số liệu không gian thường được nhập vào máy tính bằng bản số hóa
(Digitizer) trong khn dạng dữ liệu vecter hoặc nhập bằng máy scanner số

liệu ở dạng raster, trong trường hợp này địi hỏi thêm cơng tác biên tập để


12

chuyển số liệu sang dạng dữ liệu ''thông minh'' dễ dàng sử dụng và biên tập
được.
Cả hai phương pháp tổ chức dữ liệu đều có những mặt tích cực và hạn
chế nhất định, tuy nhiên cho tới nay hai phương pháp này vẫn được sử dụng
phổ biến đối với các hệ GIS trên thế giới [13].
Bảng 1.1. Bảng so sánh các phương pháp biểu diễn dữ liệu
Dữ liệu dạng vecter

Dữ liệu dạng raster

Mơ hình cơ động, thuận tiện biểu diễn Mơ hình hiệu quả dễ tổ hợp, nạp
dữ liệu tự nhiên.

chồng, hướng ảnh vệ tinh.

Thao tác hình học dễ dàng, có khả Có khả năng mơ phỏng, dễ phân tích
năng tổng quát hóa, dễ sửa đổi.

số liệu

Cấu trúc dữ liệu phức tạp, có tác giả Dung lượng lớn, chất lượng đồ họa
cho rằng không chuẩn xác trong biểu hạn chế, biến đổi phi tuyến phức tạp
diễn các đối tượng không gian.
Thành phần dữ liệu thứ hai của một hệ thống thơng tin địa lý đó là dữ
liệu phi khơng gian (nonspatial data) hay dữ liệu thuộc tính là các dữ liệu mà

khi chế biến, thao tác, hoặc thay đổi chúng khơng làm thay đổi vị trí khơng
gian của đối tượng hoặc tạo ra đối tượng mới [6].
Dữ liệu thuộc tính được thu thập bằng thống kê, tính tốn và chúng được
nhập vào hệ thống bằng bàn phím. Các số liệu thuộc tính này địi hỏi phải có
khả năng liên kết chính xác với các đối tượng khơng gian mà nó mô tả.
Phương pháp thông thường nhất trong tổ chức dữ liệu của một hệ thống
thông tin là phương pháp tổ chức theo các bản đồ và các lớp thông tin. Mỗi
lớp thông tin là biểu diễn của dữ liệu theo một mục tiêu nhất định. Do vậy, nó
thường là một hoặc vài dạng thông tin của một hệ thống, mỗi lớp thông tin
đều chứa các dữ liệu không gian và thuộc tính. Khi chồng xếp các lớp thơng


13

tin này lên nhau ta sẽ được một hệ thống tổng hợp các thông tin cần nghiên
cứu về đối tượng [17].
1.1.6. Chức năng của GIS và mối quan hệ với các ngành khoa học khác
a. Các chức năng của một hệ GIS
Cơng nghệ GIS được dùng để phân tích địa lý như là kính hiển vi tiềm
vọng và máy tính điện tử đối với các mơn khoa học khác. Nó được coi như
chất xúc tác cần để hòa nhập những sự tách biệt có tính chất vật lý và có tính
chất địa lý với các lĩnh vực khác có sử dụng thông tin bản đồ [13].
Theo Theo Meaden, G. J. và Kapetsky (1991) [20], các chức năng của
một hệ GIS có thể chia thành 6 nhóm như sau:
- Thu thập và mã hóa dữ liệu (Data Input and Encoding)
- Thao tác xử lý dữ liệu (Data Manipulation)
- Sắp xếp dữ liệu (Data Ratrieval)
- Phân tích dữ liệu (Data Analysis)
- Biểu diễn dữ liệu (Data Display)
- Quản lý cơ sở dữ liệu (Data Base Management)

Một điều dễ nhận ra là các chức năng của GIS chủ yếu tập chung vào
vấn đề dữ liệu của hệ thống thơng tin, trong đó:
- Thu thập và mã hóa: Là q trình thực hiện tiếp nhập các dữ liệu đầu vào
và chuyển các dữ liệu này theo khuôn mẫu áp dụng được cho GIS.
- Thao tác xử lý: Nhằm mục đích đưa các dữ liệu dưới dạng các tập tin sao
cho máy tính có thể dễ dàng sử dụng, hay nói cách khác là quá trình làm cho
các tập tin này có dung lượng phù hợp với bộ nhớ truy xuất (RAM) của máy
tính.
- Sắp xếp dữ liệu: Là cách lựa chọn các thông tin dựa trên một tiêu chuẩn
hoặc chủ đề nào đó.
- Biểu diễn: Là thực hiện việc biểu diễn các dữ liệu bằng các biểu đồ, bản
đồ, các bảng biểu của một đối tượng địa lý.


14

- Quản lý CSDL: Là việc Sắp xếp quản lý các dữ liệu phức tạp sao cho
việc truy cập, kết nối dễ dàng, lưu trữ và bảo quản dữ liệu bảo đảm cho hệ
thống luôn hoạt động.
Sức mạnh của các chức năng trên trong mỗi hệ GIS khác nhau là khác
nhau. Kỹ thuật xây dựng các chức năng trên cũng rất khác nhau. Chính vì
vậy, việc lựa chọn một hệ GIS có chức năng phù hợp, tiện dụng là rất quan
trọng trong quá trình tiến hành một dự án GIS [2].
b. Mối quan hệ với các ngành khoa học khác
GIS là sự hội tụ các lĩnh vực khoa học tiên tiến với các ngành truyền
thống, nó được coi là cơng nghệ xúc tác vì tiềm năng to lớn của nó đối với
phạm vi các ngành có liên quan đến dữ liệu khơng gian. GIS có khả năng hợp
nhất các số liệu mang tính liên ngành bằng cách tổng hợp, mơ hình hóa và
phân tích [13].
Theo tiến sỹ Đặng Văn Đức (2001) [2], một hệ GIS luôn được xây dựng

trên tri thức của nhiều ngành khác nhau như:
- Ngành địa lý: Cung cấp cung cấp các hiểu biết về thế giới tự nhiên và
con người
- Ngành khoa học bản đồ: Là một trong những nguồn dữ liệu đầu vào
mang tính chính xác cao cho cho hệ GIS
- Ngành viễn thám: Có môi quan hệ mật thiết với GIS, cung cấp ảnh vệ
tinh là cơ sở cho việc phân tích và số hóa
- Ảnh máy bay: Cung cấp các dữ liệu về độ cao
- Bản đồ địa hình
- Khoa đo đạc
- Thống kê: Cung cấp các dữ liệu thuộc tính của các đối tượng
- Khoa học tính tốn
- Tốn học


15

Hai tác giả Nguyền Thế Thận và Trần Công Yên (2000) [14] cũng nêu ra
các các ngành có liên quan đế GIS trong đó các ơng bổ sung thêm các ngành
là cơng nghệ máy tính và truyền thơng thơng tin.
Trong cuốn " Thành phần cơ bản của GIS'' Nualchawee, K và Hung Tran
(1998) [22], đề cập đến mối quan hệ 3S là GIS, viễn thám (remote sensing,
RS) và hệ thống định vị toàn cầu ( global positioning systems, GPS) trong
mối quan hệ đó:
- Viễn thám cung cấp các thơng tin thay đổi thường xuyên của bề mặt trái
đất.
- GPS hỗ trợ GIS việc địa mã hóa các vị trí trên bề mặt nhanh chóng và
đạt hiệu quả.
Qua các mối quan hệ đó, ta có thể khẳng định rằng GIS là một ngành
khoa học tổng hợp nó bao gồm tri thức của rất nhiều các ngành khoa học

khác.
1.2.

Giới thiệu phần mềm MapInfo

1.2.1. Sơ lược về MapInfo
Theo Nguyễn Thế Thận (1999) [13], Maplnfo là phần mềm của GIS, là
công cụ khá hữu hiệu để tạo ra và quản lý cơ sở dữ liệu địa lý vừa và nhỏ trên
máy tính cá nhân. Sử dụng cơng cụ Maplnfo có thể thực hiện xây dựng hệ
thống thông tin địa lý phục vụ cho mục đích nghiên cứu khoa học và sản xuất
cho các tổ chức kinh tế xã hội của các ngành và các địa phương. Ngoài ra,
Maplnfo là một phần mềm tương đối gọn nhẹ và dễ sử dụng, đặc biệt, dùng
cho mục đích giảng dạy về GIS rất hiệu quả.
Maplnfo Professional do công ty Maplnfo nay là Pitney Bowes Hoa kỳ
sản xuất, Maplnfo có thể sử dụng để phân tích dữ liệu: tạo các bản đồ chi tiết
phục vụ cho trình bày và trợ giúp ra quyết định; quản lý theo địa lý các đối
tượng như tài sản, kho tàng, con người, đất đai, giao thông, nước... Kết nối