Luận văn thạc sĩ ứng dụng công nghệ tin học để xây dựng mô hình quản lý dữ liệu đất huyện nghĩa hưng tỉnh nam định

...

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

ðẶNG THẾ MẠNH

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIN HỌC
ðỂ XÂY DỰNG MƠ HÌNH QUAN LY DỮ LIỆU ðẤT
HUYỆN NGHĨA HƯNG - TỈNH NAM ðỊNH

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 trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một cơng trình nghiên cứu hay
học vị nào.
Tơi xin cam đoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này

đã được cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ
nguồn gốc.

Tác giả luận văn

ðặng Thế Mạnh

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


LỜI CẢM ƠN

ðể có được kết quả nghiên cứu này, ngồi sự cố gắng và nỗ lực của bản
thân, tơi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ từ nhiều các ñơn vị và cá nhân. Tôi 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.
ðầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc sự giúp đỡ
nhiệt tình của TS.Nguyễn Duy Bình, người ñã trực tiếp hướng dẫn tôi thực
hiện ñề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Thành; Th.S Hồng Lê
Hường; cùng các thầy cơ trong Bộ mơn Khoa học đất và Bộ mơn Tài ngun
nước, Khoa Tài ngun và Mơi trường đã giúp đỡ tơi trong suốt q trình
thực hiện đề tài.
Tơi xin chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp của các thầy cơ trong
Khoa Tài Nguyên và Môi trường và các thầy cô trong Viện ðào tạo Sau đại
học.
Và cuối cùng, tơi xin cảm ơn sự cổ vũ, động viên và giúp đỡ của gia
đình, bạn bè trong quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2010

Tác giả luận văn

ðặng Thế Mạnh

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... ii


MỤC LỤC
Lời cam ñoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục chữ viết tắt và ký hiệu

v

Danh mục hình

vi

1

PHẦN MỞ ðẦU

1

1.1

ðặt vấn đề

1

1.2

Mục ñích và yêu cầu của ñề tài

2

1.3

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài

3

2

TỔNG QUAN VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU

4

2.1

Cơ sở lý luận về ñất và dữ liệu ñất

4

2.2

Ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý dữ liệu ñất

8

2.3

Tổng quan về hệ thống thông tin ñịa lý – GIS [10], [14]

18

2.4

Tổng quan về hệ thống cơ sở dữ liệu

25

2.5

Tổng quan về phân tích và thiết kế hệ thống [11]

34

2.5.1

Khái quát về hệ thống:

34

3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

40

3.1

ðối tượng và phạm vi nghiên cứu

40

3.2

Nội dung nghiên cứu

40

3.3

Phương pháp nghiên cứu

41

4

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

43

4.1

Tổng quan về khu vực nghiên cứu

43

4.1.1

ðiều kiện tự nhiên, tài nguyên mơi trường

43

4.1.2

ðặc điểm kinh tế - xã hội

49

4.2

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

51

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


4.2.1

Phân tích thiết kế hệ thống của mơ hình

51

4.2.2

Xây dựng cơ sở dữ liệu đất

52

4.2.3

Tiêu chí đánh giá mơ hình

54

4.2.4

Thiết lập mơ hình

55

4.3

Nội dung mã nguồn

56

4.4

Giao diện và ứng dụng phần mềm

60

4.4.1

Giao diện sử dụng

60

4.4.2

Các chức năng của chương trình

62

4.5

ðánh giá và tổng hợp kết quả nghiên cứu

70

4.5

ðóng gói chương trình

72

4.5.1

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

73

4.5.2

Những file dữ liệu đầu vào

73

5

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ

74

5.1

Kết luận

74

5.2

ðề nghị

75

TÀI LIỆU THAM KHẢO

76

PHỤ LỤC

78

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


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
TT
1
2
3

Chữ viết tắt
AEZ
CNTT
CSDL

4

ESRI

5

FAO

6

FOLES

7

GIS

8

GPS

9

GALACSI

10 ISSS
11 MERISE
12 MXC
13 LRIS
14 SOTER
15 SQL
16 SADT
17 UNEP
18 UNESCO

19 VILIS

Chữ viết đấy đủ
Agro-Ecological Zoning ( nơng nghiệp - sinh thái)
Cơng nghệ thông tin
Cơ sở dữ liệu
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)
Geographic Information System (Hệ thống thơng tin
địa lý)
Global Positioning System (Hệ thống định vị tồn cầu)
Groupe d' Animation et de Liaison pour d' Analyse et
la Conception de Systeme d' Information (Nhóm cọ vẽ
và liên lạc để phân tích và quan niệm hố hệ thơng tin)
International Society of Soil Science (Hội khoa học
ñất quốc tế)
Méthode Pour Rassembler les Ideés Sans Effort (Các
phương pháp tập hợp ý tưởng không cần cố gắng)
Méthode de Xavier Castellani
Land Resource Information Systems (Hệ thống thơng
tin tài ngun đất)
Global soil and terrain database (Cơ sở dữ liệu đất và
địa hình tồn cầu)
Structured Query Language (ngôn ngữ truy vấn cấu
trúc)
Structured Analysis and Design Technique (Kỹ thuật

phân tích cấu trúc và thiết kế)
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 System (Hệ thống thơng
tin ñất ñai Việt Nam)

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


DANH MỤC HÌNH

STT

Tên hình

Trang

2.1

ðất và các thành phần cơ bản

5

2.2

Cấu tạo phẫu diện ñất vùng ñồi núi

7

2.3

Cấu tạo phẫu diện ñất lúa nước

7

2.4

Thiết kế tổng thể chức năng phần mềm VILIS

15

2.5

Giải pháp cơng nghệ của phần mềm VILIS 2.0

15

2.6

Mơ hình GIS trong chương trình FOLES

16

2.7

Giao diện chung của chương trình FOLES

17

2.8

Cơ sở trí thức trong GIS

20

2.9

Phép chiếu bản đồ

21

2.10

Bảng dữ liệu của một mơ hình dữ liệu vật lý

29

2.11

Cấu trúc một biểu ñồ phân cấp chức năng

38

3.1

Cấu trúc cơ sở dữ liệu hệ thống thơng tin đất

41

4.1

Mơ hình quản lý dữ liệu ñất

51

4.2

Biểu ñồ luồng dữ liệu mức ngữ cảnh

52

4.3

Mối quan hệ của các bảng dữ liệu (1-∞: quan hệ dạng 1-nhiều)

54

4.4

Cấu trúc mơ hình quản lý dữ liệu đất

56

4.5

Nội dung các chương trình thành phần (modules)

57

4.6

Nội dung bản giao diện chính

58

4.7

Liên kết dữ liệu khơng gian và dử liệu thuộc tính

59

4.8

Giao diện khởi động chương trình

61

4.9

Giao diện sử dụng chương trình

62

4.10

Cửa sổ u cầu lựa chọn chế độ làm việc

63

4.11

Các chức năng tại menu “He Thong”

63

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


4.12

Các chức năng trên menu “Quan ly du lieu”

64

4.13

Kết quả của chức năng “Tim Kiem Thong Tin”

64

4.14

Kết quả của chức năng “Thông tin chi tiết”

65

4.15

Các chức năng trên menu “Huong Dan”

65

4.16

Kết quả của chức năng “Tro Giup”

66

4.17

Giới thiệu chương trình

66

4.18

Các chức năng của thanh cơng cụ

67

4.19

Cửa sổ chức năng đăng nhập hệ thống

68

4.20

Chức năng quản trị của hệ thống

68

4.21

Chức năng quản lý thành viên

69

4.22

Chức năng “Cap Nhap Thong Tin”

69

4.23

Cửa sổ cập nhập dữ liệu

70

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


1. PHẦN MỞ ðẦU

1.1 ðặt vấn ñề
Trong những năm gần ñây, ñất ñai ñã trở thành một trong những vấn ñề

tranh chấp nóng bỏng giữa các quốc gia, các tổ chức và cả những cá nhân.
Chính vì vậy, việc quản lý và sử dụng ñất một cách chặt chẽ, rõ ràng và cẩn
thận đã trở thành vấn đề lớn tồn cầu. ðiều này dẫn ñến việc phải ñánh giá lại
các u cầu về thơng tin đất và các chương trình, chiến lược nhằm giải quyết
các vấn ñề trên. Bởi “Sự hiểu biết chính xác về các nguồn tài nguyên, sự mô
tả, thể hiện và lưu trữ chúng là yếu tố cần thiết trước hết ñể sử dụng và bảo vệ
các tài ngun đó một cách hợp lý” – Bernard Binns. Tuy nhiên, để quản lý
tốt các thơng tin đất với các dữ liệu không gian dưới dạng cơ sở dữ liệu là
cơng việc hết sức khó khăn nếu thực hiện bằng các phương pháp thủ công
trên các tài liệu và bản ñồ giấy.
Từ những năm 50 thế kỷ XX, con người bắt ñầu cuộc cách mạng khoa
học kỹ thuật lần thứ hai có bản chất là q trình tin học hố, nội dung là sử
dụng “cơng nghệ thơng tin” để thay thế một phần lao động trí óc, để trợ giúp
phần điều khiển bằng trí tuệ của con người. Cơng nghệ thơng tin là ngành sử
dụng máy tính và phần mềm máy tính để chuyển đổi, thu thập, lưu trữ, bảo
vệ, xử lý, truyền và cung cấp thông tin. Do đó, càng ngày càng có nhiều các
nhà hoạch định chính sách sử dụng ñất, các nhà quy hoạch, các nhà quản lý
địa chính và các cơ quan, cá nhân khác cần kết hợp các vấn đề thơng tin đất
và các dữ liệu không gian dưới dạng cơ sở dữ liệu.
Cơ sở dữ liệu ñược hiểu theo cách ñịnh nghĩa kiểu kĩ thuật thì nó là một
tập hợp thơng tin có cấu trúc. Thuật ngữ này thường dùng trong công nghệ
thông tin và nó thường được hiểu rõ hơn dưới dạng một tập hợp liên kết các
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 1


dữ liệu, thường ñủ lớn ñể lưu trên một thiết bị lưu trữ như ñĩa hay băng. Dữ
liệu này ñược duy trì dưới dạng một tập hợp các tập tin trong hệ ñiều hành
hay ñược lưu trữ trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Một số ưu ñiểm mà
CSDL mang lại là: giảm sự trùng lặp thông tin xuống mức thấp nhất; do đó
đảm bảo thơng tin có tính nhất qn và tồn vẹn dữ liệu; đảm bảo dữ liệu có

thể được truy - xuất theo nhiều cách khác nhau; nhiều người có thể sử dụng
chung một cơ sở dữ liệu.
Các giải pháp phần mềm ñược áp dụng hiện nay trong công tác xây dựng
cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý ñất ñai rất phong phú và ña dạng như: Arcview,
ArcGIS, Mapinfo, Vilis … Mỗi phần mềm này đều có những ưu - nhược điểm
riêng trong cơng tác quản lý dữ liệu ñất ñai, ñặc biệt là ñối với một quốc gia
ñang phát triển như Việt Nam bởi những hạn chế về cơ sở kỹ thuật, về nguồn
nhân lực… Với mong muốn được tìm hiểu thêm ứng dụng của công nghệ
thông tin trong công tác quản lý dữ liệu đất, tơi tiến hành nghiên cứu và thực
hiện ñề tài: “Ứng dụng công nghệ tin học ñể xây dựng mơ hình quản lý dữ
liệu đất huyện Nghĩa Hưng tỉnh Nam ðịnh” với sự hướng dẫn của
TS.Nguyễn Duy Bình.
1.2 Mục đích và u cầu của đề tài
1.2.1 Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu khả năng ứng dụng công nghệ tin học trong quản lý dữ liệu ñất.
- Xây dựng mơ hình quản lý dữ liệu đất.
1.2.2 u cầu của ñề tài
- ðiều tra các công nghệ thông tin (GIS, Database, Web…) ñã ñược sử
dụng ñể quản lý dữ liệu ñất và các tiêu chí xây dựng cơ sở dữ liệu ñất;
- Xây dựng ứng dụng mẫu về quản lý dữ liệu đất;

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 2


1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
1.3.1 Ý nghĩa khoa học
- ðề xuất tiêu chí về cơng nghệ đối với cơng tác quản lý dữ liệu đất và
các tiêu chí xây dựng mơ hình quản lý dữ liệu đất;
- Ứng dụng cơng nghệ GIS, các phần mềm hỗ trợ và cơ sở dữ liệu trong
công tác quản lý dữ liệu tài nguyên ñất.

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn
- Góp phần xây dựng bộ tiêu chí về cơng nghệ quản lý dữ liệu đất;
- Xây dựng mơ hình ứng dụng cơng nghệ tin học để quản lý dữ liệu đất
cho huyện Nghĩa Hưng tỉnh Nam ðịnh;
- Mơ hình quản lý dữ liệu ñất sẽ giúp quản lý dữ liệu một cách có hệ
thống và đáp ứng được những yêu cầu về dữ liệu hiện nay.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 3


2. TỔNG QUAN VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU
2.1 Cơ sở lý luận về ñất và dữ liệu ñất
2.1.1 Tổng quan về ñất
2.1.1.1 Khái quát
Trên mặt ñịa cầu có chỗ là một khối rắn chắc, có chỗ là bãi cát mênh
mơng hoang mạc, có chỗ cây cối mọc xanh tươi bát ngát. Lồi người gọi vùng
thứ nhất là đá (nham thạch), vùng thứ hai là sa mạc và vùng thứ ba là thổ
nhưỡng. Như vậy thổ nhưỡng là ñất mặt tơi xốp của vỏ lục địa, có độ dày
khác nhau. Nguồn gốc của ñất là từ các loại "ñá mẹ” nằm trong thiên nhiên
lâu ñời bị phá huỷ dần dần dưới tác dụng của yếu tố lý học, hoá học và sinh
học. Tiêu chuẩn cơ bản ñể phân biệt giữa "ñá mẹ" và đất là độ phì nhiêu, nếu
chưa có độ phì nhiêu, thực vật thượng ñẳng chưa sống ñược.[06]
2.1.1.2 Nguồn gốc và thành phần cơ bản của ñất [06]
Các loại ñá nằm trong thiên nhiên chịu tác dụng lý học, hoá học và sinh
học dần dần bị phá huỷ thành một sản phẩm ñược gọi là mẫu chất. Trong mẫu
chất mới chỉ có các ngun tố hố học chứa trong đá mẹ sinh ra nó, cịn thiếu
một số thành phần quan trọng như chất hữu cơ, đạm, nước... vì thế thực vật
thượng ñẳng sống ñược. Trải qua một thời gian dài nhờ tác dụng của sinh vật
tích luỹ được chất hữu cơ và đạm, thực vật thượng đẳng sống được, có nghĩa
là đã hình thành thổ nhưỡng. Như vậy có thể nói nguồn gốc ban đầu của đất là

từ đá mẹ. Thí dụ ở nước ta có đất nâu đỏ trên ñá bazan, ñất nâu ñỏ trên ñá vôi,
ñất vàng ñỏ trên phiến thạch sét hoặc ñá biến chất như phiến thạch Mica,
Gơnai...
Dù là đất nơng nghiệp, đất lâm nghiệp, đất đồng cỏ, thậm chí đất hoang
đều gồm có các thành phần cơ bản sau đây:

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


Chất vơ cơ
Chất rắn
ðất

Khe hở giữa các hạt
Các lồi sinh vật

Chất hữu cơ

Khơng khí

Khơng khí
Nước

Nước

Chất
vơ cơ

Chất
hữu cơ

Hình 2.1 - ðất và các thành phần cơ bản
Trong đó:
- Chất vơ cơ do ñá phá huỷ tạo thành chiếm 95% trọng lượng hay 38%
thể tích của chất rắn.
- Chất hữu cơ do xác sinh vật phân huỷ chiếm dưới 5% trọng lượng hoặc
12% thể tích chất rắn.
- Khơng khí một phần từ khí quyển nhập vào (O2+ N2) hoặc do đất sinh
ra (CO2 và hơi nước).
- Nước chủ yếu do từ ngoài nhập vào, vì có hồ tan nhiều chất cho nên
nước trong ñất thực chất là dung dịch ñất.
- Sinh vật trong đất có nhiều lồi như cơn trùng, giun, ngun sinh động
vật, các lồi tảo và một số lượng rất lớn vi sinh vật.
Những thành phần trên có thể rất khác nhau về tỷ lệ phối hợp. Thí dụ
trong đất than bùn hàm lượng chất hữu cơ có thể tới 70-80%. Ngược lại trong
đất cát, hoặc đất xói mịn trơ sỏi đá khơng có thực bì che phủ thì hàm lượng
chất hữu cơ chỉ có mấy phần nghìn mà thơi. Khơng khí và nước trong đất
cũng thay đổi rất nhiều bởi vì hai thành phần này tồn tại trong các khe hở của
đất, nó khơng những phụ thuộc độ chặt, ñộ xốp mà còn phụ thuộc ñộ ẩm của
ñất. Cả hai thành phần này cộng lại có thể chiếm trên 50% thể tích đất.

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 5


2.1.1.3 Hình thái đất [06]
Hình thái thể hiện ở phẫu diện đất, nói cách khác hình thái đất là phẫu
diện ñất. Phẫu diện ñất là mặt cắt thẳng ñứng từ trên mặt ñất xuống dưới sâu.
Quan sát phẫu diện ñất, từ trên mặt xuống dưới sâu thường có các tầng ñất
khác nhau về: màu sắc, thành phần cơ giới, ñộ chặt, ñộ xốp, mức ñộ ñá lẫn, sự
phân bố rễ cây trồng, ñộ ẩm...

Tầng ñất là những lớp ñất nằm song song hay gần song song với bề mặt
ñất, các tầng ñất ñược phân biệt với nhau bởi các dấu hiệu có thể quan sát, đo
đếm tại thực địa hoặc thơng qua phân tích trong phịng.
Tầng đất trong phẫu diện là kết quả của một hay một số quá trình hình
thành hoặc biến đổi diễn ra trong đất, vì vậy tầng ñất thường ñược gọi là tầng
phát sinh. Như vậy, nghiên cứu phẫu diện đất giúp ta chẩn đốn được q
trình phát sinh đất. Tầng phát sinh là cơ sở ñể tiến hành phân loại ñất theo
phát sinh, tầng phát sinh được định lượng các tính chất gọi là tầng chẩn đốn
trong phân loại đất theo phương pháp định lượng.
V.V. Docuchaev là người ñầu tiên dùng các ký tự là chữ cái in hoa ký
hiệu cho các tầng ñất, theo ông từ trên mặt xuống dưới sâu có 3 tầng cơ bản là
A, B, C. Tầng A là lớp ñất trên vùng (còn gọi là tầng mặt, tầng canh tác), ñây
là tầng tích luỹ chất hữu cơ và mùn, ñồng thời tầng A cũng là tầng rửa trơi,
tuỳ mức độ nghiên cứu mà tầng A ñược chia thành Aoo, Ao (tầng thảm mục),
A1, A2, A3. Tầng B là tầng tích tụ các chất rửa trơi từ tầng A xuống, có thể
ñược chia thành B1, B2, B3. Tầng C là tầng mẫu chất nằm ngay trên ñá mẹ
phát sinh ra ñất.
Hiện nay, các nhà khoa học ñất ñề nghị bổ sung thêm một số tầng ñất. Theo
Soil Taxonomy và FAO-UNESCO, trong phẫu diện có các tầng lần lượt từ trên
xuống dưới như sau: tầng O, tầng H, các loại tầng A, tầng E, các loại tầng B và
tầng C (một phẫu diện đất khơng nhất thiết phải đủ tầng đất nêu trên).
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 6


Dưới ñây là cấu tạo 2 phẫu diện ñất ñiển hình tại Việt Nam
+ Vùng đồi núi: Phẫu diện điển hình có 3 tầng cơ bản là

A

A, B, C (Ðá mẹ ký hiệu là C ,Tầng B thường có độ dày lớn nhất)

B

Chú ý: Ðộ dày từ mặt xuống tới ñá mẹ ñược gọi là ñộ dày
ñất, còn quen gọi là độ dày tầng đất

C

Hình 2.2 - Cấu tạo phẫu diện đất vùng đồi núi

AC
C
P

+ Vùng đồng bằng: Ðiển hình là phẫu diện đất lúa nước
AC: Tầng canh tác (cịn gọi là tầng A), tầng này càng
dày, ñất càng tốt

B

P: Tầng ñế cày: nằm ngay dưới tầng canh tác
B: Tầng tích tụ có màu loang lổ đỏ vàng, tầng này tích tụ các
chất rửa trơi từ trên xuống, ngồi ra cịn tích tụ một số chất từ

G

nước ngầm đem lên, nên tầng B đất đồng bằng có tích tụ 2 chiều.
G: Tầng glay có màu xanh xám hoặc xám xanh

D

Hình 2.3 - Cấu tạo phẫu diện ñất lúa nước

2.1.2 Dữ liệu ñất
Các thành phần cấu thành của CSDL tài nguyên đất nói chung bao gồm:
Thơng tin về hệ thống quy chiếu; Thơng tin về hệ toạ độ, độ cao Nhà nước;
Thơng tin về hệ thống bản đồ địa hình cơ bản; Thơng tin về đường biên giới
và địa giới hành chính; Thơng tin về mơ hình độ cao địa hình; Thơng tin về
các loại đất phân theo tính chất đất; Thơng tin về các loại sử dụng đất phân
theo hiện trạng sử dụng; Thơng tin về bản đồ thửa đất - bao gồm nhà cửa, tài
sản trên đất; Thơng tin về chủ sử dụng đất; và thơng tin về các dữ liệu có liên
quan khác.
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 7


Như vậy, dữ liệu ñất là một thành phần trong hệ thống CSDL tài nguyên
ñất. Dữ liệu về ñất cũng gồm rất nhiều các thành phần riêng như là vị trí đất,
nguồn gốc hình thành, các tính chất hóa học, sinh học, vật lý, …
CSDL đất nói riêng cũng tương tự như nhiều CSDL khác, được phân
loại theo dạng thơng tin gồm: CSDL khơng gian (đồ họa) và CSDL thuộc tính
(văn bản). CSDL đất phân loại theo nguồn thơng tin gồm: Thơng tin đầu vào
như dữ liệu bản đồ (thu thập từ bản ñồ trên giấy, bản ñồ số, số liệu đo mặt đất,
số liệu đo ảnh hàng khơng, vũ trụ …); dữ liệu thuộc tính (thu thập từ nội dung
bản ñồ cũ, ñiều tra thực ñịa, sổ sách tài liệu, hồ sơ, số liệu điều tra cơ bản);
Thơng tin ñầu ra phục vụ yêu cầu quản lý của các cơ quan nhà nước; của
ngành Tài nguyên và môi trường, các ngành khác và phục vụ cho nhu cầu
sinh hoạt của người dân.
2.2 Ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý dữ liệu đất
2.2.1 Khái niệm chung về cơng nghệ thông tin
Từ những năm 50 – thế kỷ XX con người bắt ñầu cuộc cách mạng khoa
học kỹ thuật lần thứ hai có bản chất là q trình tin học hố nội dung là sử

dụng “cơng nghệ thơng tin” để thay thế một phần lao động trí óc, để trợ giúp
phần điều khiển bằng trí tuệ của con người.
Cơng nghệ thông tin (CNTT) là tập hợp các ngành khoa học kỹ thuật
nhằm giải quyết vấn đề thu nhận thơng tin, quản lý thông tin, xử lý thông tin,
truyền thông tin và cung cấp thông tin. ðể giải quyết những vấn ñề này, người
ta ñã tập trung vào các nội dung sau đây:
Xác định hệ thống thơng tin: các thể loại thông tin, yêu cầu về chất
lượng, các chuẩn thông tin ...;
Xác ñịnh hệ thống phần cứng và phần mềm hệ thống, xây dựng tổ chức
cho toàn hệ thống;
Thu nhận thơng tin: sử dụng kỹ thuật đo đạc để lấy số liệu, tổ chức hệ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 8


thống thống kê số liệu thông qua bộ máy quản lý của ngành, tổ chức hệ thống
cập nhật dữ liệu;
Quản lý thông tin, xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu, hệ quản trị cơ sở
dữ liệu, xử lý thông tin, phân tích và tổng hợp hệ thống thơng tin, giải các bài
tốn ứng dụng chun ngành;
Truyền thơng tin: xây dựng hệ thống đường truyền thơng tin, giải pháp
truyền thơng tin trên mạng, hệ quản trị mạng thông tin, bảo vệ an tồn trên
đường truyền thơng tin, bảo mật thơng tin, cung cấp thông tin, xây dựng giao
diện với người sử dụng, hiển thị thông tin theo nhu cầu, tổ chức mạng dịch vụ
thơng tin …
Ở Việt Nam thì khái niệm Cơng nghệ thơng tin được hiểu và định nghĩa
trong nghị quyết 49/CP ký ngày 04/08/1993 về phát triển công nghệ thơng tin
của chính phủ Việt Nam, như sau: "Cơng nghệ thông tin là tập hợp các
phương pháp khoa học, các phương tiện và cơng cụ kỹ thuật hiện đại - chủ
yếu là kỹ thuật máy tính và viễn thơng - nhằm tổ chức khai thác và sử dụng có
hiệu quả các nguồn tài nguyên thông tin rất phong phú và tiềm năng trong

mọi lĩnh vực hoạt ñộng của con người và xã hội."
2.2.2 Khái niệm về quản lý dữ liệu
Quản lý dữ liệu là q trình chăm sóc, bảo trì các dữ liệu. Nó bao gồm
một loạt các hoạt ñộng từ khi nhập dữ liệu vào hệ thống, kiểm tra, sắp xếp và
phân loại dữ liệu. Dữ liệu có thể được lưu trữ một cách an tồn, hạn chế thấp
nhất gặp phải những sự cố kỹ thuật gây phá hỏng thiết bị, hoặc do sự cạnh
tranh không lành mạnh của con người, hay do thời gian gây ra. Quản lý dữ
liệu không cho phép những cá nhân xâm phạm bản quyền có thể thay đổi nội
dung của dữ liệu. Khn dạng dữ liệu cho phép có khả năng phân tích và xử
lý dữ liệu để tạo ra sản phẩm khi có các u cầu về thơng tin.

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


2.2.3 Một số ứng dụng CNTT trong quản lý dữ liệu ñất và ñất ñai
2.2.3.1 Trên thế giới [18], [19]
Trên thế giới có rất nhiều các quốc gia, các tổ chức, các cơ quan ñã ñưa
CNTT ñể xây dựng và quản lý dữ liệu đất nói riêng và đất đai nói chung. Tổ
chức nơng lương thế giới FAO chính là tổ chức có những ứng dụng lớn nhất
về cơng nghệ thông tin trong quản lý tài nguyên.
Trong thời gian ba thập kỷ qua, Bộ phận phát triển tài nguyên ñất và
nước (Land and Water Development Division - AGL) của FAO ñã dẫn ñầu về
phát triển và ứng dụng máy tính dựa trên phân tích dữ liệu và hệ thống thơng
tin ñể hỗ trợ các quyết ñịnh về các vấn ñề ñất nông nghiệp, quy hoạch và quản
lý tài nguyên nước. Các hệ thống thơng tin đất và nước đã được thiết lập, có
ba dạng hệ thống thơng tin trong AGL là: (1)Hệ thống ñánh giá tài nguyên ñất
ñai;(2) Hệ thống ñánh giá tài nguyên nước; (3)Hệ thống quản lý thủy lợi.
Trọng tâm của các hệ thống thơng tin đất là các phương pháp và cơng cụ để
đánh giá các tiềm năng, nguồn lực về đất và đất đai trên tồn cầu, hay cho
từng quốc gia, khu vực. Hệ thống thông tin tài nguyên nước quan tâm tới các

hệ thống thuỷ lợi, việc quản lý và sử dụng nước với các mức ñộ canh tác ở
từng khu vực và ñánh giá tài nguyên nước của mỗi quốc gia.
Sau ñây là một số ứng dụng CNTT:
Hệ thống AEZ/LRIS (the AEZ/LRIS system) của FAO
Các phương pháp nông nghiệp-sinh thái (Agro-Ecological Zone - AEZ)
của FAO là hệ thống chính trong đánh giá tài ngun ñất và ñất ñai. Phương
pháp AEZ bắt ñầu phát triển vào năm 1975, AEZ được sử dụng như một cơng
cụ ñánh giá tài nguyên ñất tốt nhất cho việc lập kế hoạch, quản lý và kiểm tra
ñịnh lượng nguồn tài nguyên.
Trong cơ sở dữ liệu AEZ, các loại dữ liệu ñịa lý tham chiếu ñược tích
hợp lại, những dữ liệu ñó có thể bao gồm các dữ liệu về ñịa hình; địa giới
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 10


hành chính; đường giao thơng, các thị trấn; sơng ngịi; địa chất; đất; xói mịn;
mưa; nhiệt độ và độ ẩm; chế ñộ sử dụng ñất; che phủ rừng; dân số…
AEZ ñược sử dụng trong việc ñánh giá các ứng dụng khác, bao gồm:
- Kiểm kê tài nguyên ñất
- ðánh giá tài nguyên ñất phù hợp với sản xuất bao gồm cả lâm nghiệp
và sản xuất chăn nuôi
- Quy hoạch sử dụng tài ngun đất
- ðánh giá thối hố đất, hỗ trợ khả năng đánh giá và sử dụng đất mơ
hình tối ưu
* Các cơng cụ của AEZ/LRIS
Các cơng cụ đã ñược phát triển và ứng dụng trong AEZ/LRIS. Các công
cụ bao gồm cơ sở dữ liệu và các công cụ phần mềm. Một mơ tả về các cơng
cụ chính như sau:
o GAEZ (Global agro-ecological zones 2000)
Mô tả: Tài liệu về phương pháp và cơ sở dữ liệu tồn cầu để ñánh giá
năng lực sản xuất của ñất dựa trên các tài ngun đất, địa hình và đặc điểm

khí hậu, áp dụng cho tồn cầu.
ðối tượng: mơ hình mơ phỏng sự thay đổi khí hậu và sự phát triển cây
trồng; các trường ñại học và các viện nghiên cứu giáo dục, các nhà quản lý
môi trường; người nghiên cứu về nông nghiệp, an ninh lương thực, thay đổi
khí hậu tồn cầu.
Chức năng: Cung cấp một kho chứa tồn cầu về khí hậu; đất và điều kiện
địa hình; đánh giá tiềm năng ñất ñai và các nguồn lực hạn chế ; khả năng sản
xuất cho hơn 250 các kết hợp của cây trồng và cấp quản lý.
Nội dung dữ liệu: ðất toàn cầu và khó khăn do địa hình đối với sản xuất
nơng nghiệp. Dữ liệu khí hậu tham số trên tồn cầu. Tiềm năng sản xuất của
ñất theo từng quốc gia. Tính phù hợp cho từng mùa vụ theo mỗi quốc gia.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 11


Hơn 100 bản ñồ và bảng biểu tương ứng với các báo cáo và yêu cầu của GIS
(IDRISI/ARC/INFO).
Phần mềm cơ sở dữ liệu: Hầu hết các bản ñồ ñều ở định dạng *.bnm và
có thể xem được trên màn hình. Tất cả các bảng thì đều trong EXCEL. Tất cả
các bản đồ cũng tương thích với các định dạng Arc/INFO và IDRISI.
o CSDL đất và địa hình tồn cầu
(The Global soil and terrain database – SOTER)
SOTER là một sáng kiến của ISSS, các phương pháp tiếp cận trong đó
đã được thông qua tại ðại hội của lần thứ 13 của Hội Khoa học ñất thế giới
vào năm 1986. Theo một dự án của UNEP, phương pháp SOTER ñã ñược
phát triển trong sự hợp tác chặt chẽ với Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên ñất
của Canada (Land Resources Research Centre of Canada), FAO và ISSS. Sau
khi thử nghiệm ban ñầu ở ba khu vực, bao gồm năm quốc gia liên quan
(Argentina, Brazil, Uruguay, Hoa Kỳ, Canada), các phương pháp ñã ñược xác
nhận bởi các nhóm làm việc của ISSS trên các loại đất thế giới và cơ sở dữ
liệu địa hình số.

Chương trình cơ sở dữ liệu số về đất và ñịa hình (SOTER) cung cấp một
trật tự sắp xếp các nguồn tài nguyên tự nhiên trong các dữ liệu theo cách mà
các dữ liệu có thể truy cập dễ dàng, kết hợp và phân tích từ các quan điểm về
khả năng sử dụng và sản xuất, liên quan ñến các u cầu thực phẩm, tác động
mơi trường và bảo tồn. Cơ bản trong phương pháp tiếp cận SOTER là lập bản
ñồ các khu vực riêng biệt, thường lặp ñi lặp lại khn mẫu của dạng đất
(landform), hình thái đất, độ dốc, nguồn gốc hình thành đất và các vật liệu ñất
tại quy mô 1:1 triệu (ñơn vị SOTER). Mỗi ñơn vị SOTER được liên kết thơng
qua hệ thống thơng tin ñịa lý với một cơ sở dữ liệu trên máy tính có chứa tất
cả các thuộc tính sẵn có về vị trí, dạng đất và địa hình, loại đất, khí hậu, thực
vật và sử dụng đất. Vì vậy, mỗi loại thông tin hay mỗi sự kết hợp của các
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 12


thuộc tính có thể được hiển thị dạng khơng gian như là một lớp riêng biệt hay
trong dạng bảng.
Khái niệm SOTER ñã ñược phát triển chủ yếu cho các ứng dụng ở quy
mơ quốc gia và nhiều bản đồ SOTER của các quốc gia ñã ñược thực hiện như
tại U-ru-goay (1:1.000.000), Kenya (1:1.000.000, ñất Khảo sát Kenya, 1995),
Hung-ga-ri (1:500.000) , Jordan và Syria (1:500.000). Và một số quốc gia
khác ñang áp dụng phương pháp này bao gồm Bolivia, Etiopia, Argentina,
Găm-bi-a và Mi-an-ma; hơn nữa, có một số đề xuất mở rộng các ứng dụng
này trên nhiều quốc gia khác.
Vào ñầu những năm 1990, FAO công nhận việc cập nhật nhanh chóng
đất Bản đồ đất thế giới cũng có thể là khả thi nếu lựa chọn quy mơ bản đồ là
1:5.000.000. Cùng với UNEP, FAO ñã bắt ñầu tài trợ các quốc gia ñể cập
nhật bản ñồ ñất ở tỷ lệ 1:5.000.000 tại Mỹ Latin và Bắc Châu Á. ðồng thời,
FAO kiểm tra các phương pháp tiếp cận ñịa lý - SOTER ở khu vực Châu Á
(Van Lynden, 1994), Châu Phi (Eschweiler, 1993), Mỹ Latin (Wen, 1993),
Liên Xô cũ và Mông Cổ (Stolbovoy, 1996). Ở quy mô 1:1.000.000, cơ sở dữ

liệu SOTER trên thế giới chứa một số lớp thông tin. Cịn ở quy mơ
1:5.000.000 thì một số thơng tin đặc biệt về địa hình được giảm bớt.
Những ứng dụng của SOTER
- Hiện tại SOTER ñang xây dựng một cơ sở dữ liệu tài ngun đất cho
từng khu vực, sau đó các cơ sở dữ liệu cá nhân sẽ ñược kết hợp vào một cơ sở
dữ liệu tồn cầu.
- Thơng qua các hoạt ñộng cơ bản của dự án SOTER cũng như dự ñịnh
vào sự thành lập cơ sở dữ liệu ñất và ñịa hình ở các quốc gia và khu vực, việc
thành lập dựa trên sự giống nhau về nguyên tắc và thủ tục, ñể tạo ñiều kiện
thuận lợi hơn nữa cho việc trao đổi các thơng tin tài ngun ñất ñai và nền
tảng thành lập tổ chức cho một cơ sở dữ liệu tồn cầu.
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 13


2.2.3.2 Tại Việt Nam
a) Hệ thống thơng tin đất đai Việt Nam (VietNam Land Information
System – VILIS) [13]
Nguồn gốc xuất sứ của phần mềm:
ðể tăng cường ứng dụng công nghệ thơng tin, cơng nghệ GIS trong cơng
tác quản lý đất ñai, năm 2000, Bộ Tài nguyên và Môi trường ñã giao cho Viện
Nghiên cứu ðịa chính thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước
“Xây dựng mơ hình cơ sở dữ liệu ñất ñai cấp tỉnh” với chủ nhiệm ñề tài là
TS.Lê Minh, ñề tài ñược nghiệm thu với sản phẩm chính là phần mềm hệ
thống thơng tin ñất ñai ña mục tiêu VILIS.
Năm 2005, Bộ Tài nguyên và Mơi trường đã chính thức giao cho Trung
tâm Viễn Thám tiếp tục thực hiện hoàn thiện, nâng cấp và triển khai áp dụng
phần mềm VILIS trong lĩnh vực quản lý đất đai. Tên chính thức của phần
mềm là VietNam Land Information System – VILIS.
Chức năng cơ bản của phần mềm VILIS
VILIS là một phần mềm hệ thống thông tin ñất ñai ña mục tiêu, cung cấp

ñầy ñủ những công cụ, chức năng để thực hiện các cơng tác nghiệp vụ chun
mơn của cơng tác quản lý đất đai.
VILIS là một phần mềm bao gồm nhiều module, mỗi module bao gồm
các chức năng hỗ trợ một nội dung của công tác quản lý nhà nước về ñất ñai
ñược thể hiện như hình 2.4.

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 14


Hình 2.4 - Thiết kế tổng thể chức năng phần mềm VILIS
Mơi trường lập trình ứng dụng:
- Phiên bản VILIS 1.0 được phát triển bằng ngơn ngữ lập trình Visual
Basic 6.0 môi trường phát triển sử dụng bộ thư viện ñồ hoạ MapObject của
hãng ESRI.
- Phiên bản VILIS 2.0 ñược phát triển trong môi trường Dot Net, bằng
ngôn ngữ lập trình C# mơi trường phát triển sử dụng bộ thư viện ñồ hoạ
MapObject của hãng ESRI hoặc bộ thư viện ArcObject trong mơi trường
ArcGIS hoặc ArcEngine của ESRI.

Hình 2.5- Giải pháp công nghệ của phần mềm VILIS 2.0
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 15


b) Phần mềm ñánh giá ñất lâm nghiệp FOLES [1]
Phần mềm ñánh giá ñất lâm nghiệp (Forest land Evaluation System FOLES) ñược xây dựng dựa trên phương pháp ñánh giá lập ñịa và kết quả của
ñề tài “Phân hạng ñất trồng rừng sản xuất một số loài cây chủ yếu ở các vùng
trọng ñiểm” ,2006- 2009, do Trung tâm nghiên cứu Sinh thái và Môi trường
rừng - Viện KH Lâm Nghiệp Việt Nam thực hiện từ yêu cầu của Bộ Nơng
nghiệp & PTNT
Phần mềm FOLES nhằm tự động hóa q trình phân hạng đất. Phần

mềm được phát triển trên nền ArcEngine có khả năng chạy độc lập. FOLES
có 3 chức năng chính: đánh giá tiềm năng đất lâm nghiệp, đánh giá thích hợp
cây trồng, phân hạng đất vi mơ, dự đốn năng suất và phân tích hiệu quả kinh
tế. Qua ñánh giá và thử nghiệm tại một số ñịa bàn lâm nghiệp, phần mềm cho
kết quả chính xác, dễ sử dụng, có khả năng chạy ổn định trên các máy cấu
hình thấp Pentium II trở lên.
Cơng nghệ
-Về thư viện GIS, sử dụng ArcEngine phần mềm này cung cấp bộ thư
viện ñầy ñủ nhất về các thuật toán GIS, cho phép tạo phần mềm đóng gói
chạy độc lập.
-Về ngơn ngữ lập trình, sử dụng MicroSoft.NET.

Hình 2.6 - Mơ hình GIS trong chương trình FOLES
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 16


Cấu trúc
Phần mềm FOLES gồm 4 modules
-Module ñịnh nghĩa các tiêu chí đánh giá: module này là một hệ thống
mở cho phép người dùng tự định nghĩa các tiêu chí sử dụng cho việc đánh giá.
Các tiêu chí sau khi khai báo sẽ ñược ñưa vào một CSDL cho phép trao ñổi và
sử dụng chung.
-Module thư viện cây trồng: cho phép người dùng định nghĩa đặc điểm
thích hợp cây trồng với các điều kiện khí hậu và đất đai
-Module nhập dữ liệu và tính tốn: cho phép đọc dữ liệu dạng GIS vào
phần mềm, chuẩn hóa dữ liệu, tiến hành chồng ghép bản ñồ
-Module tạo kết quả: tạo bản ñồ thành quả, báo cáo thành quả, dự đốn
năng suất, thích hợp cây trồng

Hình 2.7- Giao diện chung của chương trình FOLES

Ngồi ra FOLES có thêm một số module phụ: i) phân cấp quản lý người
dùng, tùy theo từng ñối tượng mà phân quyền truy cập ñến các chức năng cụ
thể, ñơn giản hóa việc sử dụng với người sử dụng ñầu cuối; ii) quản lý CSDL
giúp tổ chức hệ thống dữ liệu một cách khoa học theo từng vùng ñịa lý, tạo
thuận lợi cho lưu trữ và truy cập dữ liệu; iii) module Trợ giúp: giải thích các
khái niệm về thổ nhưỡng, sinh thái cây trồng, hệ thống cho ñiểm trong

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp .......... 17