Ứng dụng công nghệ webgis trong quản lý cây xanh đô thị tại thành phố vinh lấy thí điểm tại đường trường thi – phường trường thi

005.3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA ĐỊA LÝ – QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN
----------------

NGUYỄN THỊ TRANG

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ WEBGIS TRONG QUẢN LÝ
CÂY XANH ĐƠ THỊ TẠI THÀNH PHỐ VINH LẤY THÍ ĐIỂM
TẠI ĐƯỜNG TRƯỜNG THI – PHƯỜNG TRƯỜNG THI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường

Vinh, 5/2015


TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA ĐỊA LÝ – QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN
----------------

NGUYỄN THỊ TRANG

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ WEBGIS TRONG QUẢN LÝ
CÂY XANH ĐƠ THỊ TẠI THÀNH PHỐ VINH LẤY THÍ ĐIỂM
TẠI ĐƯỜNG TRƯỜNG THI – PHƯỜNG TRƯỜNG THI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
Lớp: 52K5 - QLTN&MT - Khóa: 2011 – 2015

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS.

LƯƠNG THỊ THÀNH VINH

Vinh, 5/2015


LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành đề tài này và có kiến thức như ngày hôm nay, em xin gửi
lời cảm ơn sâu sắc đến Ban Giám Hiệu cùng toàn thể quý Thầy Cô Khoa Địa Lý
– QLTN, Đại học Vinh đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cũng như
kinh nghiệm quý báu cho chúng em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu
tại trường.
Em xin chân thành cảm ơn cô TS. Lương Thị Thành Vinh- giảng viên
khoa Địa Lý - QLTN đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thiện ý tưởng, truyền đạt
những kiến thức, những kinh nghiệm, những lời chỉ dạy vô cùng quý báu cho đồ
án tốt nghiệp của em.
Cảm ơn các bạn trong ngành Quản Lý Tài Nguyên và Môi Trường đã
quan tâm, chia sẻ, động viên về mặt tinh thần cũng như giúp đỡ về mặt kiến thức
trong thời gian qua.
Cảm ơn cán bộ phịng Kĩ thuật cơng ty cổ phần cơng viên cây xanh thành
phố Vinh đã cung cấp tài liệu cho em hồn thành đề tài nghiên cứu của mình.
Do sự hạn chế về trình độ cũng như kinh nghiệm cùng nhiều nguyên nhân
khách quan khác, khóa luận này chắc chắn sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót.
Kính mong sự chỉ dẫn của q thầy cơ, anh chị và sự góp ý của bạn bè để đề tài
được hoàn thiện hơn.

Nghệ An, tháng 5 năm 2015
Sinh viên

Nguyễn Thị Trang


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................... 1
2. Mục đích, nhiệm vụ và giới hạn nghiên cứu ..................................................... 2
2.1. Mục đích ......................................................................................................... 2
2.2. Nhiệm vụ ........................................................................................................ 2
2.3. Giới hạn nghiên cứu: ...................................................................................... 2
3. Quan điểm nghiên cứu ...................................................................................... 2
3.1. Quan điểm hệ thống ....................................................................................... 2
3.2. Quan điểm tổng hợp - lãnh thổ ................................................................... 3
3.3. Quan điểm phát triển bền vững ...................................................................... 3
4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 4
4.1. Tham khảo tài liệu, thu thập và xử lý số liệu ................................................. 4
4.2. Điều tra thực địa ............................................................................................. 4
4.3. Phương pháp chuyên gia ................................................................................ 4
4.4. Phương pháp bản đồ - Công nghệ WEBGIS ................................................ 5
5. Cấu trúc đề tài ................................................................................................... 5
Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ ỨNG DỤNG WEBGIS
TRONG XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ THÔNG TIN CÂY XANH ĐÔ THỊ ....... 6
1.1. Cơ sở lí luận ................................................................................................... 6
1.1.1. Khái qt về hệ thống thơng tin địa lý (GIS) .............................................. 6
1.1.1.1. Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý (GIS) .......................................... 6
1.1.1.2. Các thành phần cơ bản của GIS ............................................................... 8
1.1.1.3. Chức năng của phần mềm GIS............................................................... 12
1.1.1.4. Các ứng dụng của GIS trong quản lý tài nguyên và môi trường ........... 13
1.1.2. Công nghệ WEBGIS và Arcgis online ..................................................... 14
1.1.2.1. Công nghệ WEBGIS .............................................................................. 14

1.1.2.2. Khái quát về Arcgis Online .................................................................... 17
1.1.3. Khái quát chung về cây xanh đô thị .......................................................... 17
1.1.3.1. Định nghĩa về cây xanh đô thị................................................................ 18


1.1.3.2. Vai trị của cây xanh trong đơ thị ........................................................... 18
1.1.3.3. Vai trị của quản lý cây xanh đơ thị ....................................................... 19
1.1.3.4. Vai trị của hệ thống thơng tin trong quản lý cây xanh đô thị................ 19
1.2. Cơ sở thực tiễn ứng dụng GIS và WEBGIS trong quản lý cây xanh đô thị 19
1.2.1. Trên Thế Giới ............................................................................................ 19
1.2.2. Ở Việt Nam ............................................................................................... 20
Chương 2: THỰC TRẠNG QUẢN LÝ CÂY XANH ĐÔ THỊ TRÊN ĐỊA
BÀN THÀNH PHỐ VINH – NGHỆ AN ......................................................... 22
2.1. Khái quát khu vực nghiên cứu ..................................................................... 22
2.1.1. Thành phố Vinh......................................................................................... 22
2.1.1.1. Đặc điểm tự nhiên .................................................................................. 23
2.1.1.2. Kinh tế - Xã hội ...................................................................................... 24
2.1.1.3. Cơ sở hạ tầng .......................................................................................... 29
2.1.2. Phường Trường Thi ................................................................................... 31
2.2. Hiện trạng cây xanh đô thị tại thành phố Vinh - Nghệ An .......................... 32
2.3. Thực trạng quản lý cây xanh đô thị trên địa bàn thành phố hiện nay ................ 35
Chương 3: ỨNG DỤNG WEBGIS TRONG QUẢN LÝ CÂY XANH ĐÔ
THỊ TẠI THÀNH PHỐ VINH, TỈNH NGHỆ AN – LẤY THÍ ĐIỂM
ĐƯỜNG TRƯỜNG THI THUỘC PHƯỜNG TRƯỜNG THI. ................... 36
3.1. Quy trình ứng dụng ...................................................................................... 36
3.2. Các bước thực hiện....................................................................................... 37
3.2.1. Thu thập và xử lý dữ liệu .......................................................................... 37
3.2.2. Xử lý số liệu .............................................................................................. 38
3.2.3. Chuẩn hóa dữ liệu và đưa lên Arcgis Online ............................................ 39
3.2.4. Chỉnh lý và biên tập bản đồ Webgis xây dựng và quản lý cây xanh đơ thị

............................................................................................................................. 45
3.2.5. Hồn thiện Webgis cho phép truy cập, cập nhật xử lý và quản lý bản đồ
trực tuyến ............................................................................................................. 51
3.2.6. Sản phẩm ................................................................................................... 54


3.2.7 Thành lập bản đồ chuyên đề hệ thống cây xanh trên tuyến đường Trường
Thi ....................................................................................................................... 54
3.3. Cập nhật thông tin dữ liệu dựa vào ứng dụng Operation Dashboard .......... 57
3.4. Đánh giá sản phẩm ....................................................................................... 66
3.5. Đề xuất sử dụng sản phẩm ........................................................................... 67
3.6. Hướng dẫn sử dụng sản phẩm ...................................................................... 68
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ .............................................................................. 69
1. Kết luận ........................................................................................................... 69
2. Kiến nghị ......................................................................................................... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 71


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CP

:

Cổ phần

CSDL

:

Cơ sở dữ liệu

ESRI

:

Enviroment System Research Institute

HTTTĐL :

Hệ thống tin địa lý

GIS

:

Geographic Information System

TP

:

Thành phố

TIN

:

Triangulated Irregilar Network

UBNDTP :

Uỷ ban nhân dân thành phố

UBND

Uỷ ban nhân dân

:


DANH MỤC BẢNG, SƠ ĐỒ
Bảng 2.1. Phân loại hiện trạng cây xanh đường phố năm 2011 ......................... 33
Bảng 2.2: Phân loại hiện trạng cây xanh trên một số tuyến đường trên địa bàn
phường Trường Thi- thành phố Vinh.................................................................. 34
Bảng 3.1: Bảng điều tra thực địa cây xanh trên đường Trường Thi năm 2015 ...... 39
Sơ đồ 3.1: Quy trình ứng dụng WebGIS vào quản lý cây xanh đô thị ............... 36


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Các thành phần cơ bản của GIS ............................................................ 8
Hình 1.2: Một số phần mềm của hãng ESRI......................................................... 9
Hình 1.3: Ứng dụng GIS và mơ hình tính tốn xói mịn đất............................... 13
Hình 1.4: Ứng dụng Gis trong dự báo những vùng đất bị ngập lụt .................... 14
Hình 1.5: Xây dựng WebGIS quản lý xe thu gom chất thải rắn ở thành phố Hồ
Chí Minh.............................................................................................................. 15
Hình 1.6. Sự kết hợp giữa Gis và Internet .......................................................... 16
Hình 2.1. Trụ sở UBND phường Trường Thi ..................................................... 31
Hình 2.2. Hệ thống cây xanh ở phường Lê Mao................................................. 32
Hình 3.1. Qúa trình thu thập dữ liệu ................................................................... 37

Hình 3.2: Bảng dữ liệu thuộc tính trên phần mềm Excell .................................. 38
Hình 3.3. Đăng nhập vào tài khoản kết nối với Arcgis online............................ 39
Hình 3.4. Bơi đen các dữ liệu để lập bản đồ ....................................................... 40
Hình 3.5. Lựa chọn hình nền bản đồ ................................................................... 40
Hình 3.6: ADD Excel dữ liệu vào bản đồ ........................................................... 41
Hình 3.7: Dữ liệu được thành lập trên bản đồ..................................................... 42
Hình 3.8. Hiển thị các đối tượng hiển thị trên bản đồ......................................... 43
Hình 3.9: Lựa chọn kí hiệu hiển thị của đối tượng ............................................. 44
Hình 3.10: Kết quả sau khi đưa dữ liệu lên bản đồ ............................................. 44
Hình 3.11. Trang chủ của Arcgis online khi đăng nhập ..................................... 46
Hình 3.12: Hiển thị các đối tượng lên bản đồ Arcgis online .............................. 47
Hình 3.13: Cửa sổ hiển thị hình ảnh và thơng tin của cây xanh ......................... 50
Hình 3.14: Biên tập bản đồ ................................................................................. 53
Hình 3.15: Kết quả thành lập bản đồ hiện trạng cây xanh đô thị đường Trường
Thi ....................................................................................................................... 54
Hình 3.16: Bản đồ chuyên đề về khả năng phát triển cây xanh đường Trường Thi . 57
Hình 3.17. Kết quả số cây kém phát triển trên tuyến đường Trường Thi........... 65
Hình 3.18: Bản đồ hiển thị số cây kém phát triển trên tuyến đường Trường Thi .... 66


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Thành Phố Vinh là đô thị loại 1 thuộc tỉnh Nghệ An, là trung tâm kinh tế,
chính trị của tỉnh và đã được Chính phủ Việt Nam quy hoạch để trở thành trung
tâm kinh tế - văn hóa của vùng Bắc Trung Bộ. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ
về mặt kinh tế trong những năm qua là những hệ quả về mặt môi trường như

ngập úng, ơ nhiễm, khói bụi, tiếng ồn… Trong khi đó mật độ cây xanh đô thị
chưa tương xứng với sự mở rộng diện tích đất đơ thị đang ngày càng gia tăng.
Do đó vấn đề cây xanh đơ thị của thành phố đang dần trở nên cấp thiết.
Trong những năm qua, cơng tác trồng, chăm sóc cũng như bảo vệ cây
xanh thuộc Thành Phố Vinh đã được các cấp, các ngành của thành phố quan tâm
và đầu tư thích đáng. Tuy nhiên, việc lưu trữ, tra cứu, tìm nguồn thơng tin liên
quan đến cây xanh khi cần thiết vô cùng khó khăn và phức tạp vì các file này
thường ở dạng cơ sở dữ liệu đơn giản. Các thông tin bản đồ dùng để mơ tả, hiển
thị vị trí của các cây cũng như số liệu thống kê hoàn toàn độc lập với nhau. Điều
này đã gây khó khăn cho việc kiểm tra, cập nhật và bổ sung số liệu, đồng thời
các dữ liệu về thông tin địa lý (không gian, thuộc tính…) và cơng tác quản lý
cây xanh đơ thị trên địa bàn toàn thành phố chưa được thể hiện trực quan trên
một hệ thống bản đồ chung để người quản lý có cái nhìn tồn cảnh về cơng việc
quản lý của mình. Hệ thống cây xanh đơ thị hay còn gọi là cây xanh đường phố
của thành phố có vai trị, chức năng sinh thái quan trọng trong việc chỉnh trang
đô thị, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Đồng thời, cây xanh đường phố cịn
đóng một vai trị thiết yếu nhằm giảm thiểu sự biến đổi khí hậu.
Với việc phát triển nhanh chóng của cơng nghệ thơng tin thì việc tìm một
cơng cụ để giải quyết các vấn đề như: việc tra cứu, truy xuất, tìm kiếm, cập nhật
thông tin liên quan đến cây xanh đô thị… là một vấn đề cần thiết. GIS
(Geographic Information System) là một cơng nghệ có thể giải quyết được phần
lớn những vấn đề trên. GIS đã và đang được nhiều ngành ứng dụng. GIS kết hợp
SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 1


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

với Internet có thể cung cấp thơng tin tra cứu một cách khách quan, nhanh chóng
và chính xác ở mọi lúc, mọi nơi trên bề mặt trái đất. Với đặc thù không gian của
công nghệ, các thông tin về hệ thống cây xanh sẽ là đối tượng chính của việc
nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng công nghệ WEBGIS trong quản lý cây xanh đơ
thị tại thành phố Vinh lấy thí điểm tại đường Trường Thi – phường Trường
Thi”
2. Mục đích, nhiệm vụ và giới hạn nghiên cứu
2.1. Mục đích
Ứng dụng WebGis để xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu cây xanh đô thị
thành phố Vinh, Nghệ An phục vụ cho quy hoạch đô thị theo hướng phát triển
bền vững.
2.2. Nhiệm vụ
- Tổng quan cơ sở lí luận và thực tiễn về WebGis và ứng dụng WebGIS
vào quản lý cây xanh đơ thị.
- Phân tích thực trạng quản lý cây xanh đô thị trên địa bàn thành phố Vinh
giai đoạn 2007 - 2015
- Ứng dụng WebGIS vào việc xây dựng cơ sở dữ liệu và quản lý cây
xanh đô thị thành phố Vinh, Nghệ An, lấy thí điểm đường Trường Thi thuộc
phường Trường Thi.
2.3. Giới hạn nghiên cứu:
- Không gian: Đề tài nghiên cứu trong phạm vi không gian là đô thị Vinh,
tỉnh Nghệ An. Tập trung vào thí điểm việc xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu
cây xanh đô thị đường Trường Thị, thuộc phường Trường Thi.
- Thời gian: Đề tài thu thập số liệu trong giai đoạn 2007 - 2015 và đề xuất
định hướng cho việc quản lý cây xanh đô thị Vinh trong giai đoạn 2015 – 2020.
3. Quan điểm nghiên cứu
3.1. Quan điểm hệ thống
Trong tự nhiên, các thành phần đều có mối quan hệ biện chứng với nhau
tạo thành một thể thống nhất, hoàn chỉnh. Tiếp cận hệ thống theo quan điểm cấu

trúc là nghiên cứu các cấu trúc và mối quan hệ trong một hệ thống. Các nhân tố
SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 2


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

cấu thành trong một hệ thống ln có mối quan hệ qua lại với nhau và với các hệ
thống bên cạnh, tạo thành hệ thống tự nhiên – xã hội lớn hơn. Giữa q trình sản
xuất tạo ra sản phẩm ln phát sinh ra các chất thải và các yếu tố như dân cư, kinh
tế, xã hôi, môi trường, cảnh quan đô thị ln có mối quan hệ qua lại lẫn nhau.
Qúa trình cơng nghiệp hóa - hiện đại hóa kinh tế phát triển kéo theo nhu cầu về
chất lượng sản phẩm và lượng khí phát sinh ngày càng cao và đa dạng dẫn đên
môi trường ngày càng ô nhiễm. Cây xanh đô thị là một hợp phần không thể thiếu
trong việc kiến tạo nên cảnh quan đô thị. Mặt khác, việc trồng, chăm sóc và quản
lý cây xanh đơ thị lại chịu sự chi phối của nhiều yếu tố tự nhiên, kinh tế - xã hội
khác. Chính vì lý do đó mà trong q trình nghiên cứu chúng ta khơng thể tách rời
quan điểm hệ thống.
3.2. Quan điểm tổng hợp - lãnh thổ
Đây là quan điểm chủ đạo được vận dụng trong đánh giá môi trường
sinh thái. Khi xem xét các đối tượng phải đặt chúng trong mối quan hệ biện
chứng giữa các thành phần, thể hiện mỗi quan hệ giữa tự nhiên - kinh tế xã hội. Quan điểm này khơng những được thể hiện qua nội dung mà cịn cụ
thể hóa phương pháp nghiên cứu. Vì vậy khi nghiên cứu về hệ thống quản lý
cây xanh đô thị cần phải xem xét đầy đủ các nhân tố trên. Mặt khác càng phải
thấy rằng vai trò của cây xanh đối với con người và tác động của các khí thải từ
xe cộ, các nhà máy, tiếng ồn trong thành phố và cả mức độ thực thi các biện
pháp quản lý từ đó đề xuất các giải pháp nhằm quản lý cây xanh một cách hiệu

quả và bền vững.
3.3. Quan điểm phát triển bền vững
Tư tưởng chủ đạo của quan điểm này là sự phát triển kinh tế bền vững
phải đảm bảo 3 mục tiêu: bảo vệ môi trường, hiệu quả kinh tế và ổn định, công
bằng xã hội. Quan điểm phát triển bền vững hướng tới sự hài hòa mối quan hệ
giữa con người và tự nhiên trong sự tương tác giữa hệ thống tự nhiên và hệ
thống kinh tế - xã hội. Quan điểm phát triển bền vững có ý nghĩa quan trọng
trong q trình ứng dụng cơng nghệ WEBGIS trong quản lý cây xanh đô thị.
SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 3


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

4. Phương pháp nghiên cứu
4.1. Tham khảo tài liệu, thu thập và xử lý số liệu
- Thu thập dữ liệu thông qua các tài liệu đã được nghiên cứu.
- Tìm hiểu các nghiên cứu khoa học cấp quốc gia, cấp tỉnh, thành phố liên
quan có độ tin cậy cao đã được cơng nhận thơng qua các phương tiện như: tạp
chí, báo cáo khoa học, internet,...
- Tham khảo các bài giảng có nội dung liên quan của các giáo viên các
trường để bài luận văn được hồn chỉnh hơn.
- Xử lí, phân tích và tổng hợp số liệu trên các phần mềm Excel, Arcgis
Online.
- Các tài liệu thu thập được xử lí, phân tích và tổng hợp trong đề tài dưới
nhiều hình thức khác nhau. Các tài liệu được tổng hợp theo từng mục riêng dựa vào
nội dung nghiên cứu của đề tài.

4.2. Điều tra thực địa
Việc điều tra thực địa cũng rất quan trọng trong quá trình nghiên cứu,
khảo sát thực tế hiện trạng cây xanh đang tồn tại trong khu vực. Từ đó đưa ra
những nhận xét chính xác về cơng tác quản lý cây xanh tại thành phố Vinh.
Công tác này cịn được thực hiện thơng qua q trình đếm số lượng cây, đo
đường kính gốc cây, chiêu cao của cây trên tuyến đường Trường Thi, thành phố
Vinh.
Phỏng vấn cho các đối tượng như: cán bộ chuyên môn, nhân viên cắt tỉa,
chăm sóc cây xanh trên địa bàn thành phố Vinh, người dân…
4.3. Phương pháp chuyên gia
Nghiên cứu về ứng dụng công nghệ WEBGIS trong quản lý cây xanh tại
thành phố Vinh lấy thí điểm tại đường Trường Thi – phường Trường Thi,
thành phố Vinh là sự tổng hoà của nhiều yếu tố khác nhau, vừa mang tính khoa
học và thực tiễn cao. Do vậy, để thực hiện đề tài cần có sự góp ý đắc lực từ các
chuyên gia của công ty cổ phần công viên cây xanh thành phố vinh, giảng viên
chuyên nghành Tài nguyên của khoa Địa lý, trường Đại học Vinh. Trên cơ sở
lấy ý kiến chuyên gia về các lĩnh vực: Internet, phần mềm hỗ trợ, phần mềm
Arcgis Online.
SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 4


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

4.4. Phương pháp bản đồ - Công nghệ WEBGIS
Đây là phương pháp quan trọng nhất của đề tài. Việc sử dụng công nghệ
ứng dụng Webgis trong quản lý dữ liệu , lưu trữ các thông tin về cây xanh trên

các tuyến đường trong thành phố.
5. Cấu trúc đề tài
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về ứng dụng WebGIS trong xây
dựng và quản lý thông tin về cây xanh đô thị
Chương 2: Thực trạng quản lý cây xanh đô thị trên địa bàn thành phố
Vinh giai đoạn 2007 - 2015.
Chương 3: Ứng dụng công nghệ WEBGIS trong quản lý cây xanh đô thị
tại thành phố Vinh - Nghệ An, lấy thí điểm đường Trường Thi, phường Trường
Thi

SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 5


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ ỨNG DỤNG WEBGIS
TRONG XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ THÔNG TIN CÂY XANH ĐƠ THỊ
1.1. Cơ sở lí luận
1.1.1. Khái qt về hệ thống thông tin địa lý (GIS)
1.1.1.1. Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý (GIS)
Hệ thống thông tin địa lý – HTTTĐL viết tắt là GIS (Geographic
Information System) là một nhánh của cơng nghệ thơng tin, được hình thành vào
những năm 60 của thế kỉ trước và phát triển rất mạnh mẽ trong những năm gần
đây. HTTĐL được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các thông tin không gian (bản
đồ) gắn với thơng tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các
hoạt động theo lãnh thổ.

Ngày nay, HTTTĐL đã trở thành công cụ trợ giúp quyết định trong hầu
các hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới.
HTTTĐL có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các
doanh nghiệp, các cá nhân… đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các
thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua chức năng thu nhập, quản lý, truy
vấn, phân tích và tích hợp các thơng tin được gắn với một nền hình học (bản đồ)
nhất quán trên cả tọa độ và dữ liệu đầu vào.
Có nhiều quan niệm khác nhau về định nghĩa HTTTĐL:
“Hệ thông tin địa lý là một hệ thống thơng tin bao gồm một số hệ
con(subsystem) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành thông tin có ích” –
theo Calkin và Tomlinson, 1977.
Theo định nghĩa của ESRI (Enviroment System Research Institute) thì
“Hệ thống tin địa lý là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm
lưu trữ, dữ liệu địa lý và con người , được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu
trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích và kết xuất”.
“GIS là một hệ thống thơng tin mà nó sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao
tác phân tích, cơ sở dữ liệu đầu ra liên quan về mặc địa lý không gian
SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 6


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

(geographically or geospatial), nhằm trợ giúp việc thu nhận, lưu trữ, quản lý, xử
lý, phân tích và hiển thị các thơng tin không gian từ thế giới thực để giải quyết
các vấn đề tổng hợp thơng tin cho các mục đích của con người đặt ra, chẳng hạn
như: Để hỗ trợ việc ra các quyết định cho việc quy hoạch (planning) và quản lý

(management) sử dụng đất (land use), tài nguyên thiên nhiên (natural resourse),
môi trường (environment), giao thông (transportation), dễ dàng trong việc quy
hoạch phát triển đô thị và những việc lưu trữ trữ dữ liệu hành chính”.
Cho đến nay, đã thống nhất quan niệm chung là: “HTTTĐL là một hệ
thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại vi để
lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thơng tin địa lý để phục vụ một mục đích
nghiên cứu nhất định.”
Nếu xét dưới góc độ hệ thống, thì HTTTĐL có thể hiểu được như một hệ
thống các hợp phần: Phần cứng, Phần mềm, Cơ sở dữ liệu và Cơ sở trí thức
chuyên gia, nơi tập hợp các định hướng, chủ trương ứng dụng của nhà quản lý,
các kiến thức chuyên ngành và các kiến thức về cơng nghệ thơng tin. Chính tập
hợp các trí thức chuyên gia này sẽ quyết định xem HTTTĐL sẽ được xây dựng
đảm đương các chức năng trợ giúp quyết định gì và cũng mới có thể quyết định
về nội dung, cấu trức hợp phẩn còn lại còn hệ thống cũng như cơ cấu tài chính
cân đầu tư cho việc hình thành và phát triển HTTTĐL.
Do các ứng dụng HTTTĐL, trong thực tế quản lý nhà nước có tính đa
dạng và phức tạp xét cả khía cạnh tự nhiên, xã hội khía cạnh quản lý, những
năm gần đây HTTTĐL thường được hiểu như một hệ thống thông tin đa quy mô
và đa tỷ lệ. Tùy thuộc vào nhu cầu của người sử dụng mà hệ thống có thể phải
tích hợp thơng tin ở nhiều mức khác nhau, nói đúng hơn, là các tỷ lệ khác
nhau.[1]

SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 7


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

1.1.1.2. Các thành phần cơ bản của GIS

Hình 1.1: Các thành phần cơ bản của GIS

Hệ GIS gồm 3 thành phần cơ bản là:
- Hệ thống phần cứng:
Về cơ bản, hệ thống phần cứng được chia ra:
+ Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit – CPU): có thể coi các máy
tính cá nhân PC (Personal Computer) là bộ phận này. Chúng chịu trách nhiệm
thao tác, xử lý với cơ sở dữ liệu. Tùy thuộc vào quy mô, phạm vi ứng dụng của
GIS cũng như mức độ đầu tư cho hệ thống, các máy tính được sử dụng có thể là
đơn lẻ hay gồm nhiều máy tính được nối với nhau qua mạng (ví dụ: nối bằng
mạng LAN).
+ Các thiết bị lưu trữ dữ liệu: ví dụ: các đĩa CD, đĩa DVD, các ổ cứng…
+ Các thiết bị ngoại vi (Peripherals):
* Các thiết bị đầu vào (Input): sử dụng để đưa dữ liệu vào cơ sở dữ liệu.
Chúng có thể là: các ổ đọc dữ liệu, bàn số hóa dùng để tạo dữ liệu vector, máy
quét ảnh dùng để tạo dữ kiệu raster, các thiết bị thu nhận thông tin điện tử…
* Các thiết bị đầu ra (output): sử dụng để hiển thị, trình bày và đưa ra các
kết quả xử lý dữ liệu. Ngồi các màn hình máy tính ln đi cùng với các PC, ở
đây chúng tơi muốn nói đến các thiết bị như: các máy in, các máy vẽ, các ổ ghi
CD, các ổ ghi DVD… [2]
SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 8


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

- Hệ thống phần mềm:
+ Phần mềm hệ thống – hệ điều hành: thường cài đặt Unix cho máy trạm,
server; cài Windows cho các PC.
+ Phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu: sử dụng trong thu nhập, cập nhật dữ
liệu thuộc tính; ví dụ: Foxpro, Access, SQL Server, Excel,…v.v
+ Phần mềm GIS: hiện nay có nhiều phần mềm GIS có sẵn trên thị
trường. Các phần mềm GIS thường có khả năng tổ chức cơ sở dữ liệu và làm
việc với cả dữ liệu khơng gian và dữ liệu thuộc tính. Một số phần mềm GIS tiêu
biểu như:
* Arc GIS (Arc/Info, ArcView) của ESRI
* GeoMedia, MGE của Intergraph
* MapInfo của MapInfo
* IDRISI của Clark University
* GRASS GIS của Trung tâm Thông tin GRASS (Geographic Resources
Analysis Support System)
* SIS (Spation Information System) của Cadcorp
* ER Mapper của ER Mapper
* IL WIS…v.v

Hình 1.2: Một số phần mềm của hãng ESRI
SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 9


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

+ Các phần mềm của GIS cần có ít nhất một trong các chức năng sau:
* Có khả năng thu thập và cập nhật dữ liệu (cả dữ liệu không gian và dữ
liệu thuộc tính) từ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau, có các chức năng cho phép
liên kết dữ liệu khơng gian với dữ liệu thuộc tính.
* Phân tích khơng gian: phân tích dữ liệu vector, xây dựng topology, tạo
vùng đệm, chồng xếp các dữ liệu khơng gian, phân tích mạng lưới (tìm đường
đi…)
* Quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ và tích hợp cơ sở dữ liệu cho việc trao
đổi dữ liệu qua mạng.
* Xây dựng các mơ hình số địa hình: chồng xếp các lớp, tạo vùng đệm,
chuyển đổi raster - vector, tạo mơ hình số độ cao, phân tích hệ thống thủy hệ, tạo
bóng…
* Các chức năng xử lý ảnh: nâng cao chất lượng ảnh, xử lý màu, phân loại
ảnh, phân tích, đo đạc ảnh, chuyển đổi ảnh…
* Hỡ trợ các phép tốn học bản đồ như: phép chiếu bản đồ, biểu diễn đồ
họa, tạo ra các bản đồ, chuyển đổi raster- vector… [2]
- Cơ sở dữ liệu:
Cơ sở dữ liệu của hệ GIS là tập hợp tất cả các số liệu có dạng: bản đồ số
(Digital Map), dạng kí tự (Text), dạng ảnh (Raster); được lưu trữ, xử lý và quản
lý bởi các phần mềm GIS. Nó là tập hợp của các dữ liệu đồ họa và phi đồ họa,
thể hiện sự trừu tượng hóa các đối tượng tự nhiên và mối liên hệ giữa chúng,
được tổ chức và lưu trữ theo một khuôn dạng dữ liệu nào đó của hệ thống.
Cơ sở dữ liệu, khi đã được xây dựng, cho phép người sử dụng có thể truy
vấn, phân tích nó. Kết quả được lấy ra dưới dạng các tệp văn bản, các biểu đồ phân
tích, các bản đồ số, các ảnh số... phục vụ cho các mục đích nghiên cứu hay quản lý
khác nhau.
Cơ sở dữ liệu trong GIS phải luôn được cập nhật theo thời gian: cơ sở dữ
liệu đa thời gian. [2]

SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 10


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

Dữ liệu là thành phần của GIS bao gồm dữ liệu không gian và dữ liệu
thuộc tính. Hai loại dữ liệu này có dung lượng lớn, được kết nối logic với nhau,
cần cập nhật thường xuyên. Trong dự án GIS, dữ liệu chiếm chi phí khá cao nên
khi xây dựng địi hỏi độ chính xác cao.
+ Dữ liệu khơng gian là biểu diễn hình học của các đối tượng địa lý liên
kết với vị trí trên thế giới thực. Những đối tượng địa lý được tóm lược vào ba
cách biểu diễn: điểm, đường và vùng.
+ Dữ liệu thuộc tính là những thuộc tính mơ tả đặc điểm của các đối
tượng địa lý.
+ Mơ hình dữ liệu khơng gian thể hiện một tập hợp các quy tắc hoặc
hướng dẫn giúp chuyển đổi thế giới thực thành đối tượng số với các đặc tính
khơng gian và thuộc tính. Gồm có mơ hình dữ liệu Raster, Vecter và mơ hình
TIN.
* Mơ hình dữ liệu Vecter: Mơ hình dữ liệu Vector biểu diễn các đối tượng
địa lý trên mặt đất bằng những điểm, đường và vùng trong mặt phẳng tọa độ
Descartes. Mỗi điểm được xác định bởi cặp tọa độ (x,y), mỡi đường được tuyến
tính hóa từng đoạn, biểu diễn bằng một chuỗi những cặp tọa độ (xi, yi), một
vùng được xác định bởi một đường khép kín và được biểu diễn bằng một ch̃i
cặp tọa độ (xi, yi) có tọa độ điểm đầu và tọa độ điểm cuối trùng nhau.
* Mơ hình dữ liệu Raster: phản ánh toàn bộ vùng nghiên cứu dưới dạng
một lưới các điểm (Cell) hay điểm ảnh (Pixel). Độ phân giải của dữ liệu phụ

thuộc kích thước điểm ảnh. Dữ liệu Raster được thiết lập bằng cách mã hóa mỡi
điểm ảnh bằng một giá trị theo các đặc trưng và tính chất trên bản đồ. Mỡi điểm
có thể là một điểm ảnh, một đường là vài điểm ảnh liền kề nhau, một vùng là tập
hợp nhiều điểm ảnh. Mơ hình dữ liệu Raster phù hợp với dạng dữ liệu biến đổi
liên tục: độ cao, nhiệt độ, loại đất, loại sử dụng đất… [2]

SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 11


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

* Mơ hình TIN (Triangulated Irregular Network): thể hiện bề mặt qua các
mặt tam giác, thích hợp trong thể hiện bề mặt địa hình. Mơ hình thường biểu
diễn độ cao, độ dốc, mức độ ô nhiễm, lượng mưa… [2]
- Con người:
Chúng tôi đề cập đến những tập thể, cá nhân trực tiêp thiết kế, xây dựng
và vận hành hệ GIS. Chi phí cho việc đào tạo cán bộ, thuê chuyên gia… chiếm
khoảng 10% chi phí xây dựng tồn hệ thống.
Rõ ràng, một hệ GIS có hiệu quả hay khơng phụ thuộc rất nhiều vào yếu
tố con người.
Con người tham gia HTTTĐL gồm:
+ Người vẽ bản đồ, theo dõi thiết kế hiển thị bản đồ, những chuẩn biểu
tượng, ký hiệu bản đồ và những chuẩn loạt bản đồ, nhập dữ liệu, chuyển đổi bản
đồ thành dạng số.
+ Người quản trị hệ thống, luôn duy trì hệ thống hoạt động.
+ Lập trình viên, chuyển đổi những ứng dụng của người phân tích thành

chương trình.
Người quản trị dữ liệu, trợ lý cho người phân tích, lập trình viên và người
sử dụng nhằm tổ chức các yếu tố địa lý thành những lớp dữ liệu, xác định nguồn
dữ liệu, phát triển cấu trúc mã cho các dữ liệu thuộc tính, và những tài liệu
thơng tin về nội dung CSDL. [2]
- Tổ chức:
+ Người quản lý, theo dõi thực hiện dự án HTTTĐL.
+ Người quản lý chất lượng.
1.1.1.3. Chức năng của phần mềm GIS
Một hệ thống phần mềm xử lý HTTTĐL yêu cầu tối thiểu phải có ba
chức năng sau:
- Tự động hóa bản đồ (Mapping office)
- Quản lý cơ sở dữ liệu (Data base management system - DBMS)

SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 12


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

- Xử lý dữ liệu: Đây là chức năng quan trọng để phân biệt một phần mềm
HTTTĐL với một phần mềm bản đồ khác.
Các chức năng cơ bản của GIS gồm có:
- Tổ chức dữ liệu
- Lưu trữ dữ liệu
- Tìm kiếm dữ liệu
- Phân tích dữ liệu

- Hiển thị dữ liệu
- Xuất dữ liệu [2]
1.1.1.4. Các ứng dụng của GIS trong quản lý tài nguyên và môi trường
- Quản trị rừng (theo dõi sự thay đổi, phân loại...), dự báo nguy cơ cháy
rừng…
- Quản trị đường di cư và đời sống động vật hoang dã.
- Quản lý và quy hoạch đồng bằng ngập lũ, lưu vực sông.
- Bảo tồn tài nguyên đất, nghiên cứu các vấn đề về đất, xây dựng bản đồ
và thống kê chất lượng thổ nhưỡng.

Hình 1.3: Ứng dụng GIS và mơ hình tính tốn xói mịn đất
SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 13


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

- Ứng dụng Gis trong nghiên cứu tai biến môi trường, phân tích các
biến động khí hậu, thuỷ văn và các tác động mơi trường.

Hình 1.4: Ứng dụng Gis trong dự báo những vùng đất bị ngập lụt
- Quản trị sở hữu ruộng đất, quy hoạch và đánh giá sử dụng đất đai.
- Quản lý chất lượng nước
- Quản lý, đánh giá và theo dõi dịch bệnh.
- Quy hoạch và đánh giá sử dụng đất đai.
1.1.2. Công nghệ WEBGIS và Arcgis online
1.1.2.1. Cơng nghệ WEBGIS

GIS có nhiều định nghĩa nên WebGIS cũng có nhiều định nghĩa. Nói
chung, các định nghĩa của WebGIS dựa trên những định nghĩa đa dạng của GIS
và có thêm các thành phần của Web. Sau đây là một số định nghĩa về WebGIS:

SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 14


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

WebGIS là một hệ thống phức tạp cung cấp truy cập trên mạng với những
chức năng như: bắt giữ hình ảnh (capturing), lưu trữ, hợp nhất dữ liệu
(integrating), điều khiển bằng tay (manipulating), phân tích và hiền thị dữ liệu
khơng gian. (theo Harder 1998). [5]
WebGIS là hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System GIS) được phân bố thông qua hệ thống mạng máy tính phục vụ cho việc thống
nhất, phổ biến (disseminate), giao tiếp với các thông tin địa lý được hiển thị trên
World Wide Web (Edward, 2000, URL) [5]

Hình 1.5: Xây dựng WebGIS quản lý xe thu gom chất thải rắn
ở thành phố Hồ Chí Minh

SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 15


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: TS. Lương Thị Thành Vinh

Trong cách thực hiện nhiệm vụ phân tích GIS, dịch vụ này gần giống như
kiến trúc Client-Server của Web. Xử lý thông tin địa lý được chia thành các
nhiệm vụ ở phía server và phía client. Điều này cho phép người dùng có thể truy
xuất, thao tác và nhận kết quả từ việc khai thác dữ liệu GIS từ trình duyệt web
của họ mà không phải trả tiền cho phần mềm GIS. [5]

Hình 1.6. Sự kết hợp giữa Gis và Internet
Một client tiêu biểu là trình duyệt web và server-side bao gồm một
Webserver có cung cấp một chương trình phần mềm WebGIS. Client thường
yêu cầu một ảnh bản đồ hay vừa xử lý thông tin địa lý qua Web đến server ở xa.
Server chuyển đổi yêu cầu thành mã nội bộ và gọi những chức năng về GIS
bằng cách chuyển tiếp yêu cầu tới phần mềm WebGIS. Phần mềm này trả về kết
quả, sau đó kết quả này được định dạng lại cho việc trình bày bởi trình duyệt
SVTH: Nguyễn Thị Trang

Trang 16