Luận văn thạc sĩ ứng dụng công nghệ tin học để xây dựng mô hình quản lý dữ liệu đất của huyện yên châu tỉnh sơn la

...

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
==========o0o==========

NGUYỄN THỊ NGA

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIN HỌC ðỂ
XÂY DỰNG MƠ HÌNH QUẢN LÝ DỮ LIỆU ðẤT
CỦA HUYỆN N CHÂU, TỈNH SƠN LA

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành
Mã số

: QUẢN LÝ ðẤT ðAI
: 60.62.16

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN DUY BÌNH

HÀ NỘI - 2010


LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong
luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể
bảo vệ một cơng trình nào khác.
Tơi xin cam đoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận
văn này ñã ñược cảm ơn.

Tôi xin cam ñoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn
đều đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Nga

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. i


LỜI CẢM ƠN
ðể có thể hồn thiện được luận văn này, ngồi sự cố gắng của bản thân,
tơi đã nhận ñược sự giúp ñỡ rất tận tình của các thầy cơ giáo, bạn bè, đồng
nghiệp và các cá nhân khác. Tơi xin ghi nhận và bày tỏ lịng biết ơn tới những
tập thể, cá nhân đã dành cho tơi sự giúp đỡ q báu đó.
Tơi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Nguyễn Duy Bình - người đã
hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong việc thực hiện luận văn này.
Tơi xin chân thành cảm ơn ThS. Hồng Lê Hường đã giúp đỡ tơi trong
q trình thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Tài Nguyên và
Môi trường, khoa Công nghệ thông tin và các thầy cô trong Viện ðào tạo sau
ðại học đã đóng góp ý kiến giúp luận văn hồn thiện hơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn các đồng chí trong bộ mơn Phân tích đất,
Viện Nơng hố Thổ nhưỡng, thành phố Hà Nội đã giúp đỡ tơi trong q trình
thu thập số liệu, tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các ñồng chí lãnh ñạo, cán bộ của huyện Yên
Châu, tỉnh Sơn La ñã giúp ñỡ và tạo ñiều kiện cho tơi hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè đã giúp đỡ tơi trong
suốt quá trình thực hiện luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2010

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Nga
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. ii


MỤC LỤC
Lời cam ñoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục chữ viết tắt – ký hiệu

v

Danh mục hình

vi

1.

MỞ ðẦU

1

1.1.

ðặt vấn đề

1

1.2.

Mục đích và yêu cầu của ñề tài

4

1.3.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài

5

2.

TỔNG QUAN VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU

6

2.1.

Nghiên cứu hệ thống thơng tin đất ở trong và ngồi nước

6

2.2.

Tổng quan về hệ thống cơ sở dữ liệu

8

2.3.

Cơ sở lý luận về ứng dụng công nghệ GIS trong công tác quản lý
dữ liệu tài nguyên ñất

2.4.

17

Tổng quan về hệ thống thơng tin địa lý (GIS – Geographic
information system)

33

2.5.

Tổng quan về Phân tích thiết kế hệ thống

44

3.

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

50

3.1.

ðối tượng và phạm vi nghiên cứu

50

3.2.

Nội dung nghiên cứu

50

3.3.

Phương pháp nghiên cứu

51

4.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

53

4.1.

Tổng quan về khu vực nghiên cứu

53

4.1.1. ðiều kiện tự nhiên, tài nguyên môi trường

53

4.1.2. Tài nguyên thiên nhiên

56

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. iii


4.1.3. Thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng

61

4.1.4. Tình hình quản lý và sử dụng đất

62

4.2.

68

Thiết kế cơ sở dữ liệu và mơ hình quản lý dữ liệu đất

4.2.1. Xây dựng CSDL đất

68

4.2.2. Phân tích, thiết kế mơ hình

70

4.2.3. Xây dựng mơ hình

72

4.3.

Nội dung mã nguồn

73

4.3.1. Nội dung mã nguồn

73

4.3.2. Chức năng của một số Sub và Function chính

74

4.4.

75

Giao diện và ứng dụng mơ hình

4.4.1. Giao diện sử dụng

76

4.4.2. Các chức năng chính của mơ hình

77

4.5.

86

ðóng gói chương trình

4.5.1. Những file và tập tin sử dụng để đóng gói chương trình

86

4.5.2. Những file dữ liệu đầu vào

87

4.5.3. Chạy thử nghiệm mơ hình

87

5.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

88

5.1.

Kết luận

88

5.2.

Kiến nghị

89

TÀI LIỆU THAM KHẢO

91

PHỤ LỤC

92

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT – KÝ HIỆU
TT

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

Chữ viết tắt

DBMS
AGL
HTTT
CNTT
CSDL
GCNQSDð
ESRI
FAO
FOLES
XML
AEZ
GIS
GPS
ISSS
LRIS
GAEZ
MCDS
SOTER
SQL
UNEP
UNESCO
VILIS
WAICENT

Chữ viết ñấy ñủ

Database Management System (Hệ quản trị cơ sở dữ liệu)
Land and Water Development Division (Bộ phận phát triển tài
ngun đất và nước)

Hệ thống thơng tin
Cơng nghệ thơng tin
Cơ sở dữ liệu
Giấy chứng nhận quyền sử dụng ñất
Environmental Systems Research Institute (Viện nghiên cứu hệ
thống môi trường)
Food and Agriculture Organization of the United Nations (Tổ
chức nông lương thế giới)
Forest land Evaluation System (Hệ thống ñánh giá ñất lâm nghiệp)
Extensible Markup Language (Ngơn ngữ đánh dấu mở rộng)
Agro-Ecological Zone (Vùng sinh thái nông nghiệp)
Geographic Information System (Hệ thống thông tin ñịa lý)
Global Positioning System (Hệ thống ñịnh vị toàn cầu)
International Society of Soil Science (Hội khoa học ñất quốc tế)
Land Resource Information Systems (Hệ thống thơng tin tài
ngun đất)
Global Agro-Ecological Zones (Phương pháp sinh thái nơng
nghiệp tồn cầu)
Multi-Criteria Decision-Support Systems (Hệ thống hỗ trợ ra
quyết ñịnh ña mục tiêu)
Global Soil and Terrain Database (Cơ sở dữ liệu ñất và ñịa hình
tồn cầu)
Structured Query Language (ngơn ngữ truy vấn cấu trúc)
United Nations Environment Programme (Chương trình Mơi
trường Liên hợp quốc)
United Nations Educational Scientific and Cultural Organization
(Tổ chức Khoa học Giáo dục và Văn hóa Liên hiệp quốc)
VietNam Land Information Systems (Hệ thống thơng tin đất đai
Việt Nam)
World Agriculture Information Centre (Trung tâm Thông tin

Nông nghiệp thế giới)

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. v


DANH MỤC HÌNH
STT

Tên hình

Trang

2.1.

Bảng dữ liệu của mơ dữ liệu vật lý

2.2.

Cấu trúc CSDL về thơng tin tài ngun đất và nướcError!

Error! Bookmark not defined.
Bookmark not

defined.

2.3.

Hệ thống luồng thông tin trong AEZ

Error! Bookmark not defined.

2.4.

Mơ dữ liệu thuộc tính của SOTER

Error! Bookmark not defined.

2.5.

Cấu trúc CSDL thuộc tính SOTER và các ñiểm dữ liệuError!

Bookmark

not defined.

2.6.

Giao diện của phần mềm VILIS

2.7.

Thiết kế tổng thể chức năng phần mềm VILISError!

Error! Bookmark not defined.
Bookmark

not

defined.

2.8.

Công nghệ ArcGIS của hãng ESRI (Mỹ)

Error! Bookmark not defined.

2.9.

Công nghệ phần mềm VILIS 2.0

Error! Bookmark not defined.

2.10.

Mô GIS trong FOLES

Error! Bookmark not defined.

2.11.

Mô FOLES

Error! Bookmark not defined.

2.12.

Cơ sở tri thức trong GIS

Error! Bookmark not defined.

2.13.

Phép chiếu bản ñồ

Error! Bookmark not defined.

2.14.

Nội dung hoạt ñộng của một hệ thống GIS

Error! Bookmark not defined.

2.15.

Việc sử dụng hệ thống GIS

Error! Bookmark not defined.

2.16.

Mô chồng xếp trong GIS

Error! Bookmark not defined.

2.17.

Thành phần của ứng dụng HTTT dựa trên máy tínhError!

Bookmark not

defined.

2.18.

Các thành phần ñể xử lý công nghệ phần mềmError!

Bookmark

not

defined.

2.19.

Các bước trong thiết kế mô dữ liệu và CSDL quan hệError!

Bookmark

not defined.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. vi


4.1.

Mối quan hệ của các bảng dữ liệu trong CSDL ñấtError!

Bookmark not

defined.

4.2.

Biểu ñồ phân cấp chức năng

Error! Bookmark not defined.

4.3.

Biểu ñồ luồng dữ liệu mức ngữ cảnh

Error! Bookmark not defined.

4.4.

Cấu trúc mơ hình

Error! Bookmark not defined.

4.5.

Nội dung các module thành phần

Error! Bookmark not defined.

4.6.

Nội dung các form thành phần

Error! Bookmark not defined.

4.7.

Giao diện khởi động mơ hình

Error! Bookmark not defined.

4.8.

Giao diện sử dụng mơ hình

Error! Bookmark not defined.

4.9.

Cửa sổ u cầu lựa chọn chế ñộ làm việc

Error! Bookmark not defined.

4.10.

Các chức năng ở menu “He thong”

Error! Bookmark not defined.

4.11.

Cửa sổ làm việc để đăng nhập vào hệ thống của mơ hình

Error!

Bookmark not defined.

4.12.

Các chức năng ở menu “Quan ly du lieu”

4.13.

Kết quả của chức năng hiển thị “Thông tin chi tiết”Error!

Error! Bookmark not defined.
Bookmark not

defined.

4.14.

Các chức năng ở menu “Huong dan”

Error! Bookmark not defined.

4.15.

Kết quả của chức năng “Trợ giúp”

Error! Bookmark not defined.

4.16.

Giới thiệu mơ hình

Error! Bookmark not defined.

4.17.

Các chức năng trên thanh công cụ

Error! Bookmark not defined.

4.18.

Cửa sổ thể hiện chức năng ðăng nhập hệ thốngError!

Bookmark

not

defined.

4.19.

Chức năng “Quản trị” của hệ thống

Error! Bookmark not defined.

4.20.

Chức năng “Quản lý thành viên”

Error! Bookmark not defined.

4.21

Chức năng “Cap nhat thong tin”

Error! Bookmark not defined.

4.22

Cửa sổ cập nhật dữ liệu

Error! Bookmark not defined.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. vii


1. MỞ ðẦU
1.1. ðặt vấn ñề
ðất ñai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất ñặc
biệt, là thành phần quan trọng nhất của môi trường sống; là địa bàn sống, mơi
trường sống của con người và tất cả các sinh vật trên trái ñất. ðối với mỗi
ngành nghề khác nhau, mỗi quan ñiểm và cách nhìn nhận khác nhau, con
người có cách hiểu khác nhau về đất và nước. Nhưng nhìn một cách tổng
quan nhất, có thể nói rằng đất là tất cả các vật ñược gắn liền với bề mặt trái
ñất từ lục ñịa ñến ñại dương, trong ñó có cả nước.
Theo cách ñịnh nghĩa của tổ chức Nông Lương thế giới (Food and
Agriculture Organization – FAO) thì: “ðất đai là một tổng thể vật chất bao
gồm cả sự kết hợp giữa địa hình và khơng gian tự nhiên của tổng thể vật chất
đó.” (FAO, 2000). Như vậy, ñất ñai là một phạm vi không gian – như một vật

mang giá trị theo ý niệm của con người; nó gắn liền với giá trị kinh tế thể hiện
bằng giá tiền trên một ñơn vị diện tích đất đai khi có sự chuyển quyền sử
dụng, quyền sở hữu. Cụ thể hơn, ñất ñai là một phần diện tích cụ thể của bề
mặt trái đất; bao gồm cả các yếu tố cấu thành môi trường sinh thái trên bề mặt
và trong lịng đất như: khí hậu, thời tiết; thổ nhưỡng, địa hình, địa mạo, nước
mặt; địa chất, các lớp trầm tích sát bề mặt, nước ngầm; ñồng thực vật, vi sinh
vật; trạng thái ñịnh cư của con người, các kết quả hoạt ñộng của con người
trong quá khứ và hiện tại….(FAO, 2000).
Tương tự như vậy, Luật ñất ñai 2003 ñã khẳng ñịnh “ðất ñai là tài
nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất ñặc biệt, là thành phần
quan trọng hàng ñầu của mơi trường sống, là địa bàn phân bố các khu dân cư,
xây dựng các cơ sở văn hoá, kinh tế, xã hội, an ninh và quốc phịng (Luật đất
đai, 2003). Hiến pháp năm 1992 của nước ta cũng nêu rõ: “ðất đai thuộc sở
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 1


hữu toàn dân do Nhà nước thống nhất quản lý từ Trung ương ñến ñịa phương
và ñến từng thửa ñất, từng chủ sử dụng ñất nhằm sử dụng ñất theo quy hoạch
và kế hoạch ñể ñạt hiệu quả kinh tế cao nhất (Hiến pháp Việt Nam, 1995).
Theo Bernard Binns, ñất là nguồn tài nguyên có giá trị nhất của nhân
loại. Nó bao gồm mọi ý nghĩa của sự sống; thiếu đất lồi người khơng thể tồn
tại. Mọi sự tồn tại và tiến triển của lồi người đều diễn ra trên mặt đất. Nguồn
tài ngun q báu này sẽ khơng bao giờ bị kiệt quệ hay bị phá huỷ một khi
mọi người và tất cả các quốc gia thấy hết giá trị của nó. Nguồn tài ngun đất
đã được tích luỹ hàng triệu năm ñang bị sử dụng một cách lãng phí trong
những năm gần đây. Sự lãng phí đó đang ngày càng gia tăng và sẽ còn tăng
mạnh nữa nếu khơng có các biện pháp thiết thực và xác đáng ñể ngăn chặn
chúng (Bernard Binns, 1987).
Tài nguyên ñất có liên quan chặt chẽ với tài nguyên nước. Tài
nguyên nước bao gồm nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới ñất và nước

biển. Nguồn nước mặt (tài nguyên nước mặt) tồn tại thường xuyên hay
không thường xuyên trong các thuỷ vực trên mặt đất như sơng ngịi, hồ tự
nhiên, hồ chứa (hồ nhân tạo), ñầm lầy, ñồng ruộng và băng tuyết. Tài
nguyên nước sông là thành phần chủ yếu và quan trọng nhất ñược sử dụng
rộng rãi trong ñời sống và sản xuất. Do đó tài ngun nước là một trong
những yếu tố quyết ñịnh sự phát triển kinh tế xã hội của một vùng lãnh thổ
hay một quốc gia (Cục Quản lý tài nguyên nước, 2008, 2010).
Vì vậy, việc quản lý, sử dụng nguồn tài nguyên ñất một cách chặt chẽ,
rõ ràng và cẩn thận ñã trở thành một vấn ñề lớn mang tính tồn cầu chứ khơng
cịn là vấn đề của riêng quốc gia nào nữa. Song nếu chúng ta vẫn quản lý các
thơng tin đất, các thơng tin nước với các dữ liệu không gian dưới dạng cơ sở
dữ liệu bằng các phương pháp thủ công trên các tài liệu và bản đồ giấy là hết
sức khó khăn. Theo Bernard Binns thì: “Sự hiểu biết chính xác về các nguồn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 2


tài nguyên; sự mô tả, thể hiện và lưu trữ chúng là yếu tố cần thiết trước hết là
ñể sử dụng và bảo vệ các tài ngun đó một cách hợp lý” (Bernard Binns, 1987).
ðặc biệt là ñối với nước ta. Hiện nay, nước ta đang thực hiện sự nghiệp
cơng nghiệp hố, hiện đại hố đất nước; nền kinh tế xã hội đang trên đà phát
triển mạnh; việc đơ thị hố diễn ra với tốc độ lớn đã làm cho tài ngun đất
đai, tài ngun nước biến động khơng ngừng. Thực tế địi hỏi cần phải xây
dựng một hệ thống thơng tin đất đai, nguồn nước đủ mạnh và những công cụ
quản lý hiệu quả thông qua công nghệ mới một cách thích hợp nhằm quản lý
chặt chẽ các nguồn tài nguyên quý giá này.
Công nghệ thông tin là ngành sử dụng máy tính và phần mềm máy tính
để thu thập, lưu trữ, bảo vệ, xử lý, chuyển ñổi, truyền và cung cấp thông tin.
Ứng dụng công nghệ thông tin vào việc quản lý thông qua việc kết hợp các
vấn ñề thông tin ñất ñai và các dữ liệu không gian dưới dạng cơ sở dữ liệu.

Cơ sở dữ liệu (CSDL – Database) là một khái niệm ña nghĩa. Nếu hiểu theo
cách định nghĩa mang tính kỹ thuật thì CSDL là một tập hợp thơng tin có cấu trúc.
Nó thường thể hiện dưới dạng một tập hợp liên kết các dữ liệu và ñược lưu trữ
trên thiết bị lưu trữ như băng hay đĩa. Dữ liệu được duy trì dưới dạng một tập hợp
các tập tin trong hệ ñiều hành hay ñược lưu trữ trong các hệ quản trị CSDL.
Cũng có thể hiểu CSDL là một tập hợp số liệu ñược lựa chọn và phân
chia bởi người sử dụng. ðó là một nhóm các bản ghi và các file số liệu được
lưu trữ trong một tổ chức có cấu trúc. Nhờ phần mềm quản trị CSDL mà con
người có thể sử dụng dữ liệu cho các mục đích tính tốn, phân tích, tổng hợp,
khơi phục dữ liệu, … (Nguyễn Duy Bình, 2005).
Trong một vài năm qua, nước ta có dự án “xây dựng CSDL quốc gia về
tài nguyên ñất” với mục tiêu là xây dựng các khối thông tin về nguồn tài ngun
này. CSDL tài ngun đất khi hồn thành sẽ là cơng cụ phục vụ đắc lực cho
cơng tác quản lý nhà nước ñối với ñất ñai, trợ giúp hoạch định chính sách, quy

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 3


hoạch tổng thể, sử dụng có hiệu quả tài nguyên ñất (Nguyễn Duy Bình, 2005).
Hiện nay, việc xây dựng CSDL phục vụ cơng tác quản lý đất đai, quản
lý nguồn nước ñang sử dụng rất nhiều phần mềm phong phú như ArcView,
ArcGIS, Mapinfo, Microstation, Vilis, …. Mỗi phần mềm ñều có những ưu
nhược điểm riêng. Chúng ta có thể kết hợp các phần mềm với nhau trong quá
trình sử dụng ñể tổng hợp các ưu ñiểm và khắc phục những hạn chế của
chúng nhằm mang lại hiệu quả sử dụng cao nhất.
Xuất phát từ địi hỏi của thực tiễn, được sự nhất trí của Khoa Tài
ngun và Mơi trường, Viện ñào tạo Sau ñại học - Trường ðại học Nông
nghiệp Hà Nội cùng với mong muốn được tìm hiểu thêm ứng dụng của công
nghệ GIS trong công tác quản lý các thơng tin tài ngun đất và nước, tơi tiến
hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng Cơng nghệ tin học để xây dựng mơ

hình quản lý dữ liệu đất của huyện Yên Châu, tỉnh Sơn La” với sự hướng
dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Duy Bình.
1.2. Mục đích và u cầu của đề tài
1.2.1. Mục đích nghiên cứu
- Tìm hiểu khả năng ứng dụng của công nghệ tin học và công nghệ
GIS trong công tác quản lý dữ liệu tài ngun đất khu vực nghiên cứu
(vùng đồi núi).
- Tìm hiểu cấu trúc CSDL trong GIS.
- Xây dựng quy trình ứng dụng công nghệ thông tin, GIS và CSDL
trong công tác quản lý dữ liệu tài nguyên ñất.
1.2.2. Yêu cầu của ñề tài
- Nắm vững các văn bản do Nhà nước và địa phương ban hành có liên
quan tới cơng tác quản lý, sử dụng tài ngun đất.
- Tìm hiểu các cơng nghệ thơng tin đã được sử dụng để xây dựng và
quản lý CSDL tài ngun đất.

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 4


- Xây dựng ứng dụng mẫu về CSDL thông qua công nghệ thông tin và
GIS (ArcGIS, Web,…) phục vụ việc quản lý tài nguyên ñất cho huyện Yên
Châu – tỉnh Sơn La.
- Thu thập ñiều tra các tài liệu, số liệu, văn bản và bản đồ có liên quan.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
- ðề xuất một mơ hình quản lý dữ liệu tài ngun ñất ñai cũng như ứng
dụng của công nghệ thông tin ñối với công tác quản lý dữ liệu tài nguyên ñất.
- Xác ñịnh các yêu cầu sử dụng thông tin bản đồ của GIS để phục vụ
cơng tác quản lý tài nguyên ñất.
- Việc nghiên cứu thiết kế CSDL trên nền cơng nghệ GIS sẽ đem lại
hiệu quả tốt hơn cho cơng tác quản lý dữ liệu tài ngun đất trên ñịa bàn

huyện Yên Châu, tỉnh Sơn La.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 5


2. TỔNG QUAN VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU
2.1. Nghiên cứu hệ thống thơng tin đất ở trong và ngồi nước
2.1.1. Ngồi nước
FAO đã tổ chức một hội thảo mang tính kỹ thuật về hệ thống thơng tin
đất và nước tại thành phố Rome, Italia trong 2 ngày từ ngày 15 ñến ngày 17
tháng 12 năm 1997. Tham dự cuộc hội thảo này có 40 chun gia đến từ các
nước khác nhau trên thế giới (FAO, 1998).
Cuộc hội thảo ñược tổ chức ñể chuẩn bị cho dự án “Hệ thống thông tin
và hệ thống hỗ trợ ra quyết ñịnh trong việc quản lý tổng hợp nguồn tài ngun
đất và nước”. ðó được coi như là những hoạt động chính của tổ chức AGL
(Land and Water Development Division) của FAO.
Mục đích chính của cuộc hội thảo là tìm kiếm những lời khuyên từ các
chuyên gia về việc dự án cần phải ñược thực hiện như thế nào thơng qua
những kinh nghiệm đã có trước đây và tình hình cơng nghệ hiện nay liên quan
đến các nguồn tài ngun thiên nhiên. Ngồi ra cuộc hội thảo cũng là bước
khởi ñầu cho sự phát triển hợp nhất của các mối quan hệ và sự kết nối trong
phương pháp luận về sự trao ñổi và phát triển của các thơng tin về nguồn tài
ngun đất và nước (FAO, 1998).
Hội thảo cũng ñưa ra những vấn ñề khó khăn sẽ gặp phải như kỹ thuật
cơng nghệ, hệ thống và phương pháp thu thập dữ liệu, quá trình xử lý và phân
phối nguồn thơng tin tài ngun đất và tài nguyên nước.
Theo một tài liệu khác của FAO, hệ thống thơng tin đất tập trung vào
những phương pháp luận và những cơng cụ cho cơng tác định giá về tiềm
năng của đất đai trên phạm vi tồn cầu, khu vực và quốc gia và các vùng
trong quốc gia. Cũng theo FAO, hệ thống thông tin nước liên quan ñến việc

quản lý và sử dụng nước tại các lĩnh vực và việc ñánh giá nguồn tài nguyên
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 6


nước của khu vực và quốc gia (FAO and Regional Office for Asia and the
Pacific, 2003).
Ở Italia, từ cuối những năm 1970, đầu những năm 1980, hệ thống thơng
tin đất và nước được phát triển cho những máy tính cỡ lớn và máy tính mini.
Từ cuối những năm 1980, hệ thống thơng tin này được thích nghi dần với
máy vi tính. Tại thời điểm này, những cơng cụ máy tính ñược ñưa ra ñể quản
lý các dữ liệu không gian gồm hệ thống thơng tin địa lý (GIS), viễn thám và
hệ định vị tồn cầu (GPS). Một vài năm gần ñây trạm làm việc ñược kết nối
mạng PC luôn sẵn sàng đặc biệt phát triển nhanh ở GIS, các cơng cụ ña
phương tiện và Internet ñã mở ra một thời ñại mới trong việc phát triển và
ứng dụng hệ thống thơng tin này.
Theo quan điểm của Châu Âu, từ những năm 1950, thơng tin đất đai
được thu thập và quản lý bởi Hội ñồng các nước châu Âu. Khoa học ñất, phân
loại ñất và nguyên tắc phân loại, công nghệ thơng tin,… đã được phát triển
một cách rộng rãi vào thời gian đó. Quan trọng hơn, những vấn đề về thơng
tin đất đai thời gian đó là cơ sở tri thức ñể ñánh giá và quản lý ñất ñai (FAO
and The European Commission, 1999).
2.1.2. Trong nước
Từ những năm 1990, Việt Nam mới dần tiếp cận và ứng dụng HTTT
vào trong việc quản lý và sử dụng các nguồn tài nguyên. Qua gần 20 năm
nghiên cứu, ứng dụng và phát triển, Việt Nam đã đưa ra những chương trình
quản lý và sử dụng tài ngun đất và nước thơng qua GIS và một số hệ thống
tương tự một cách có hiệu quả.
Viện Thổ nhưỡng nơng hố trong giai đoạn 2001 – 2005 đã xây dựng
Trung tâm thơng tin tư liệu về ñất của Việt Nam; ñã tiến hành ñiều tra cơ bản
về tài nguyên ñất; xây dựng phương pháp phân loại và thành lập bản ñồ ñất

của Việt Nam. (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 2010).

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 7


Trong giai ñoạn 1999 cho ñến nay, viện Nghiên cứu địa chính đã trở
thành đơn vị đi đầu trong cơng tác áp dụng công nghệ khoa học trong các lĩnh
vực ño ñạc, thành lập bản ñồ bằng các công nghệ như cơng nghệ ảnh số, cơng
nghệ đo sâu, cơng nghệ GPS, GIS; đã xây dựng thành cơng phần mềm hệ
thống thơng tin đất đai của Việt Nam (VILIS), FOLES,…
2.2. Tổng quan về hệ thống cơ sở dữ liệu
2.2.1. Khái niệm chung
Cơ sở dữ liệu (viết tắt là CSDL – Database) ñược hiểu theo nhiều cách
khác nhau. Tuy nhiên theo cách ñịnh nghĩa kiểu kỹ thuật thì CSDL là một tập
hợp thơng tin có cấu trúc. Trong ngành cơng nghệ thơng tin, thuật ngữ này
được sử dụng rất nhiều và nó thường ñược hiểu dưới dạng một tập liên kết các
dữ liệu với nhau và có độ lớn tương ứng. Nó ñược duy trì dưới dạng một tập tin
trong hệ ñiều hành hay một tập tin ñược lưu trữ trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (viết tắt là DBMS - Database Management
System) là một phần mềm hay hệ thống ñược thiết kế ñể quản trị một cơ sở dữ
liệu. Các phần mềm này hỗ trợ khả năng lưu trữ, xố, tìm kiếm thơng tin
trong CSDL.
Có rất nhiều loại hệ quản trị CSDL khác nhau. Tuy nhiên chúng có một
điểm chung là chúng đều sử dụng ngôn ngữ truy vấn theo cấu trúc SQL
(Structured Query Language). Một số hệ quản trị thường ñược sử dụng như
MySQL, Oracle, PostgreSQL, SQL Server, DB2, …v.v… Với các hệ ñiều
hành khác nhau, các hệ quản trị CSDL trên ñều chạy tốt, nhưng với hệ ñiều
hành Windows thì chỉ có SQL Server của Microsoft (Hồng Lê Hường, 2009).
2.2.2. Phân loại hệ quản trị CSDL
♦ Dữ liệu dạng phẳng (Flat file)

Dữ liệu dạng phẳng là một chuỗi dữ liệu hai chiều ñược tổ chức theo
hàng và cột tương tự như một spreadsheet (bảng tính). ðây là dạng đơn giản

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 8


nhất trong quản lý CSDL. Tất cả các dữ liệu của một loại ñối tượng ñược lưu
trữ trong một file hay một bảng riêng.
Quản lý CSDL dạng phẳng thường có giá thành thấp và dễ dàng sử
dụng, nhưng sự phức tạp của dữ liệu thực tế địi hỏi cần phải có thêm khả
năng để có thể cung ứng dữ liệu. Trong một hệ thống lưu trữ dữ liệu dạng
phẳng, mỗi hàng ñại diện cho một ñối tượng (observation), rất ñơn giản. Mỗi
cột thì chứa các dữ liệu cùng loại.
♦ Dữ liệu dạng cây (Hierarchical)
Trong cấu trúc dữ liệu dạng cây, mối quan hệ một – nhiều giữa nhiều
tập dữ liệu được hình thức hóa vào trong thiết kế cơ sở dữ liệu. Thiết kế này
thuận lợi trong những trường hợp có nhiều mẫu sản phẩm trong một lần thí
nghiệm – dạng quan hệ 1– nhiều, nhưng có khó khăn với những trường hợp
khác như là quan hệ nhiều – nhiều. Dạng dữ liệu này ít được sử dụng hơn dữ
liệu dạng phẳng hay dữ liệu quan hệ. Trong cơ sở dữ liệu dạng cây, những
phần tử dữ liệu có thể ñược thấy như là một nhánh cây ñảo ngược.
Dữ liệu dạng cây khi thiết lập có thể được lưu trữ trong một hệ quản lý
CSDL quan hệ, và hệ quản lý CSDL quan hệ thường linh hoạt hơn, do đó hệ
quản lý CSDL dạng cây thường rất hiếm ñược sử dụng.
♦Dữ liệu dạng mạng lưới (Network)
Trong mơ hình dữ liệu dạng mạng, mối quan hệ phức hợp giữa các ñối
tượng trong cùng một lớp ñược quản lý dễ dàng hơn. Hệ thống Hypertext
(như là mạng toàn cầu – World Wide Web – www) là một điển hình của
phương thức quản lý dữ liệu này. Hệ quản lý CSDL dạng mạng lưới khơng
phải là phổ biến, nhưng nó thích hợp trong một số trường hợp, nhất là trường

hợp có khối lượng các mối quan hệ dữ liệu rất phức tạp.
Dữ liệu dạng mạng có thể được lưu trữ trong một hệ quản lý CSDL.
Bảng kết nối (join table) là cần thiết ñể xử lý mối quan hệ nhiều – nhiều.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 9


♦ Dữ liệu dạng ñối tượng (Object oriented)
Dữ liệu dạng ñối tượng bắt ñầu ñược ứng dụng từ những năm 90 của
thế kỷ XX. ðây tuy là dạng dữ liệu tương đối phức tạp nhưng nó có khả năng
thao tác nhiều dữ liệu cho nhiều mục đích khác nhau, và có khả năng sử dụng
rộng rãi. Một số đặc tính của CSDL dạng ñối tượng bao gồm:
+ Khả năng bao trùm (Encapsulation): Lập trình hướng đối tượng tập
trung vào đối tượng với sự kết hợp giữa dữ liệu và mã nguồn. Trong các đối
tượng có chứa các dữ liệu mà cho biết nó phải làm gì, nghĩa là các đối tượng
có chứa các phương thức hoạt động. ðó chính là khả năng bao trùm.
+ Tính kế thừa (Inheritance): Tính kế thừa là khả năng ñịnh nghĩa một
lớp ñối tượng dựa trên một hoặc nhiều lớp ñối tượng khác ñã ñược ñịnh nghĩa
trước ñó. Lớp kế thừa thừa hưởng ñầy ñủ những tính chất được định nghĩa
trong lớp cơ sở. Do đó nó cũng có thể đóng vai trị như là lớp cơ sở cho
những lớp kế thừa tiếp theo.
+ Khả năng trao đổi thơng điệp (Message Passing): Một chương trình
hướng ñối tượng giao tiếp với các ñối tượng thông qua các thơng điệp
(Message), và các đối tượng có thể trao đổi thơng điệp cho nhau.
+ Tính đa năng (Polymorphism): cho phép một chương trình sau khi đã
biên dịch có thể có nhiều diễn biến xảy ra là một trong những thể hiện của
tính đa hình, tính mn màu mn vẻ, của chương trình hướng đối tượng, một
thơng điệp được gởi ñi (gởi ñến ñối tượng) mà không cần biết ñối tượng nhận
thuộc lớp nào.
♦ Dữ liệu quan hệ (Relational data)

Trong mơ hình quan hệ, dữ liệu được lưu trong một hoặc nhiều bảng
biểu, và các bảng biểu có liên quan với nhau, có nghĩa là, chúng có thể tham
gia cùng với nhau, dựa trên các yếu tố dữ liệu trong những bảng biểu.
ðiều này cho phép lưu trữ dữ liệu với nhiều thành phần của một loại

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 10


thơng tin liên quan đến một đối tượng (mối quan hệ 1– nhiều). Cách này có
hiệu quả trong việc lưu trữ dữ liệu lớn, phức tạp, bởi nó cung cấp khả năng
kết hợp dữ liệu một cách linh hoạt. Hiện nay, được sử dụng phổ biến nhất
trong chương trình quản lý CSDL là dữ liệu dạng quan hệ.
Cách thức tương tác phổ biến nhất với hệ quản lý CSDL quan hệ là
Ngôn ngữ truy vấn cấu trúc SQL. SQL cung cấp một cách thức mạnh mẽ và
linh ñộng cho việc bổ sung và thay ñổi dữ liệu trong một hệ thống relational.
♦ Ngơn ngữ đánh dấu mở rộng (XML – Extensible Markup Language)
Ngơn ngữ đánh dấu mở rộng – XML – ñược phát triển như là một ñịnh
dạng truyền dữ liệu, và ngày càng trở lên phổ biến trong việc truyền dữ liệu
trên Internet.
Các sản phẩm quản lý CSDL hiện nay cũng ñã bắt ñầu sử dụng XML
như ñịnh dạng lưu trữ dữ liệu. Nhưng chưa chắc chắn rằng nó có thể thay thế
hồn tồn cho các định dạng lưu trữ dữ liệu truyền thống hay không, nhất là
trong các hệ thống quản lý dữ liệu dạng quan hệ. Các nhà cung cấp ñang thêm
các khả năng cho XML ñể nó hồn thiện và được chấp nhận nhiều hơn.
2.2.3. Mơ hình và cấu trúc dữ liệu
♦ Mơ hình dữ liệu
Mơ hình dữ liệu (data module) của một hệ thống quản lý dữ liệu là cấu
trúc của tables (các bảng) và fields (các cột) ñể lưu trữ kết quả dữ liệu. Q
trình tạo ra mơ hình dữ liệu chặt chẽ và hợp lý là một trong bước quan trọng
trong quá trình xây dựng một hệ thống CSDL có hiệu quả và thành cơng.

Mơ hình vật lý dữ liệu (physical data model) diễn tả chi tiết và chính
xác dữ liệu sẽ được tích trữ như thế nào, nó bao gồm cả tên, loại dữ liệu, và
kích cỡ cho tất cả các cột ở trong mỗi bảng, và các quan hệ (relationships)
liên kết các bảng với nhau (cột khóa nối kết các bảng).

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 11


Hình 2.1. Bảng dữ liệu của mơ hình dữ liệu vật lý
♦ Cấu trúc dữ liệu
Cấu trúc dữ liệu là một cách lưu dữ liệu trong máy tính sao cho nó có
thể được sử dụng một cách hiệu quả. Thơng thường, một cấu trúc dữ liệu
ñược chọn cẩn thận sẽ cho phép thực hiện thuật toán hiệu quả hơn.
Việc chọn cấu trúc dữ liệu thường bắt ñầu từ chọn một cấu trúc dữ liệu
trừu tượng.
Các cấu trúc dữ liệu ñược triển khai bằng cách sử dụng các kiểu dữ
liệu, các tham chiếu và các phép tốn trên đó được cung cấp bởi một ngơn
ngữ lập trình.
Mỗi loại cấu trúc dữ liệu phù hợp với một vài loại ứng dụng khác nhau,
một số cấu trúc dữ liệu dành cho những công việc đặc biệt.
Vì cấu trúc dữ liệu có tính chất quyết định đối với các chương trình
chun nghiệp nên có rất nhiều hỗ trợ về cấu trúc dữ liệu trong các thư viện

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 12