Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên đất phục vụ công tác quản lý đất đai huyện Tam Nông - Tỉnh Phú Thọ

ĐẶT VẤN ĐỀ 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Đất đai là là nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá đối với mỗi quốc gia, là điều kiện tồn tại và phát triển của con người cùng các sinh vật khác trên trái đất. C.Mác đã viết rằng: “Đất đai là tài sản mãi mãi với loài người, là điều kiện cần để sinh tồn, là điều kiện không thể thiếu được để sản xuất, là tư liệu sản xuất cơ bản trong nông, lâm nghiệp”. Ngay phần mở đầu của Luật đất đai 1993 nước CHXHCN Việt Nam có ghi: “Đất đai là tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân bố các khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh và quốc phòng. Trải qua nhiều thế hệ nhân dân ta đã tốn bao công sức, xương máu mới tạo lập, bảo vệ được vốn đất đai như ngày nay”. Hiện tại và trong tương lai công nghệ thông tin phát triển mạnh, nó cho phép ta sử dụng để giải quyết các vấn đề phức tạp của kinh tế - xã hội và đây cũng là yêu cầu tất yếu đặt ra. Để đáp ứng và khai thác tốt phương pháp tiên tiến này trong ngành Quản lý đất đai thì yêu cầu cốt lõi đặt ra là phải có sự đổi mới mạnh mẽ trong tổ chức cũng như chất lượng thông tin. Thông tin đất giữ vai trò quan trọng trong công tác quản lý đất đai nó là cơ sở cho việc đề xuất các chính sách phù hợp và lập ra các kế hoạch hợp lý nhất cho các nhà quản lý phân bổ sử dụng đất cũng như trong việc ra các quyết định liên quan đến đầu tư và phát triển nhằm khai thác hợp lý nhất đối với tài nguyên đất đai. Theo BINNS “Hiểu biết đúng đắn các nguồn tài nguyên thiên nhiên cùng với sự mô tả và ghi chép chính xác các tri thức đó là yếu tố cần thiết trước tiên đối với việc sử dụng hợp lý và bảo tồn chúng một cách tốt nhất (Land Information Management)”. Nước ta, hiện nay đang trong công cuộc đổi mới chúng ta tiến hành công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, nền kinh tế chuyển sang nền kinh tế hàng hoá nhiều thành phần phát triển theo cơ chế thị trường có sự quản lý của nhà nước kéo theo nhu cầu đất đai của các ngành ngày càng tăng lên một cách nhanh chóng, bên cạnh đó tình hình sử dụng đất của các địa phương trong cả nước cũng ngày một đa dạng và phức tạp. Vậy nên ngành quản lý đất đai buộc phải có những thông tin, dữ liệu về tài nguyên đất một cách chính xác đầy đủ cùng với sự tổ chức sắp xếp và quản lý một cách khoa học chặt chẽ thì mới có thể sử dụng chúng một cách hiệu quả cho nhiều mục đích khác nhau phục vụ việc khai thác, quản lý và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất gắn liền với quan điểm sinh thái bền vững và bảo vệ môi trường. Huyện Tam Nông – tỉnh Phú Thọ cũng giống như các huyện khác nằm trong tình hình chung của cả nước, hiện nay các số liệu điều tra cơ bản, các loại bản đồ, sổ sách, … liên quan đến tài nguyên đất còn chưa được thống nhất, lưu trữ kồng kềnh, tra cứu thông tin khó khăn, … làm cho công tác quản lý đất đai của huyện gặp nhiều vướng mắc và ít có hiệu quả. Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên đất trên cơ sở cập nhật và đồng bộ hoá các thông tin về hệ quy chiếu, hệ toạ độ, độ cao, các thông tin về hệ thống bản đồ, thông tin về ranh giới, địa giới hành chính, thông tin về mô hình độ cao, địa hình, thông tin về các loại đất theo hiện trạng sử dụng, thông tin về quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất, thông tin về chủ sử dụng và các thông tin về những cơ sở dữ liệu liên quan đến tài nguyên đất. Từ đó cho thông tin đầu ra phục vụ yêu cầu quản lý của chính quyền trung ương, địa phương, của Ngành, và các ngành khác đồng thời phục vụ thông tin đất đai cho nhu cầu sinh hoạt của người dân. Điều này nó có ý nghĩa rất lớn khi mà hiện nay công tác quản lý về đất đai đang là vấn đề thời sự thu hút sự quan tâm của các ngành, các cấp và mọi người, tất cả đều cần tới thông tin đất đầy đủ và chính xác. Nhận thức được vai trò và tầm quan trọng của vấn đề, cùng với mong muốn đóng góp một phần trong công việc xây dựng hệ thống thông tin quản lý đất đai hiện đại từ trung ương đến địa phương. Được sự phân công của khoa Đất và Môi trường - trường Đại học Nông nghiệp I – Hà Nội, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo: Th.S. Trần Quốc Vinh giảng viên bộ môn Địa chính – khoa Đất và Môi trường, cùng với sự tiếp nhận và giúp đỡ nhiệt tình của phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Tam Nông - tỉnh Phú Thọ, tôi tiến hành nghiên cứu thực hiện đề tài: “Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên đất phục vụ công tác quản lý đất đai huyện Tam Nông - tỉnh Phú Thọ”. 2. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 2.1. Mục đích - Nghiên cứu khả năng ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý (GIS) (đặc biệt là khả năng ứng dụng trong việc xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu tài nguyên đất), đồng thời tìm hiêu công tác quản lý nhà nước về đất đai hiện nay. - Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên đất phục vụ cho công tác quản lý đất đai của huyện Tam Nông - tỉnh Phú Thọ phù hợp với các yêu cầu về quản lý và sử dụng đất dựa trên chính sách pháp luật của nhà nước về đất đai và hoàn cảnh thực tiễn tại địa phương. 2.2. Yêu cầu - Các thông tin xây dựng đảm bảo đầy đủ và chính xác, nắm chắc và thể hiện rõ được cách thức ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong xây dựng cơ sở dữ liệu. - Cấu trúc cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin phải thống nhất, có tổ chức và thích hợp với yêu cầu quản lý nhà nước về đất đai. - Cơ sở dữ liệu đáp ứng nhu cầu phân tích, xử lý, lưu trữ số liệu, cung cấp thông tin và có thể trao đổi dữ liệu với các hệ thống thông tin khác. PHẦN THỨ NHẤTTỔNG QUAN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI Thuật ngữ “Quản lý” có nhiều nghĩa khác nhau nó là đối tượng nghiên cứu của nhiều ngành khoa học tự nhiên và xã hội vì vậy mỗi ngành khoa học đều có định nghĩa riêng về thuật ngữ “Quản lý”, nhưng xét về quan niệm chung nhất thì: “Quản lý chính là sự tác động định hướng bất kỳ lên một hệ thống nào đó nhằm trật tự hoá và hướng nó phát triển phù hợp với những quy luật nhất định”. Quản lý nhà nước về đất đai là tổng thể các hoạt động có tổ chức bằng quyền lực nhà nước thông qua các phương pháp và công cụ thích hợp để tác động đến quá trình khai thác sử dụng đất đai hợp lý, tiết kiệm và có hiệu quả nhằm phục vụ cho việc phát triển kinh tế - xã hội của đất nước qua các thời kỳ. Quản lý đất đai bằng quyền lực của nhà nước được thực hiện thông qua các phương pháp và công cụ quản lý: Phương pháp hành chính; phương pháp kinh tế; thông qua quy hoạch, kế hoạch trên cơ sở luật pháp. 1.1. Sơ lược về quản lý nhà nước về đất đai của nước ta qua các thời kỳ 1.1.1. Thời kỳ phong kiến và thực dân phong kiến 1.1.1.1. Thời kỳ phong kiến dân tộc (từ năm 938 đến năm 1858) Từ thế kỷ thứ X đến thế kỷ XV là thời kỳ hình thành và phát triển cực thịnh của nhà nước phong kiến Việt Nam, ruộng đất thuộc sở hữu nhà nước chiếm đại bộ phận bao gồm ruộng làng, xã, ruộng quốc khố và ruộng phong cấp. Chính vì thế dân ta có câu: “Đất vua, chùa làng”. Ở nước ta, công tác đạc điền và quản lý điền địa có lịch sử lâu đời, để lắm vững và quản lý đất đai nhà nước phong kiến đã lập ra hồ sơ quản lý đất đai như: Sổ địa bạ thời Gia Long, sổ địa bộ thời Minh Mạng. 1.1.1.2. Thời kỳ thực dân phong kiến Do chính sách cai trị của thực dân pháp, trên lãnh thổ Việt Nam tồn tại nhiều chế độ quản lý điền địa khác nhau: - Chế độ quản lý thủ điền thổ tại Nam kỳ - Chế độ bảo tồn điền trạch, sau đổi thành quản thủ địa chánh tại Trung kỳ - Chế độ bảo thủ để áp (còn gọi là để đương) áp dụng với bất động sản của người pháp và kiều dân kết ước theo luật lệ Pháp quốc - Chế độ điền thổ theo sắc lệnh 29-3-1925 áp dụng tại Bắc kỳ - Chế độ điền thổ theo sắc lệnh 21-7-1925 (sắc lệnh 1925) áp dụng tại Nam kỳ và các nhượng địa Pháp quốc ở Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng. 1.1.1.3. Quản lý đất đai ở các tỉnh phía Nam thời Mỹ - Nguỵ Sau năm 1954, miền Nam Việt Nam nằm dưới ách cai trị của Mỹ - Nguỵ nên vẫn thừa kế và tồn tại ba chế độ quản lý thủ điền địa trước đây: - Tân chế độ điền thổ theo Sắc lệnh 1925. - Chế độ điền thổ địa bộ ở những địa phương thuộc Nam kỳ đã hình thành trước Sắc lệnh 1925. - Chế độ quản thủ địa chính áp dụng ở một số địa phương thuộc Trung kỳ. Tuy nhiên từ năm 1962, chính quyền Việt Nam cộng hoà đã có Sắc lệnh 124-CTNT triển khai công tác kiến điền và quản thủ điền địa tại những địa phương chưa thực hiện Sắc lệnh 1925. Như vậy từ năm 1962, trên lãnh thổ Miền Nam do Nguỵ quyền Sài Gòn kiểm soát tồn tại hai chế độ: Chế độ quản thủ điền địa và tân chế độ điền thổ theo Sắc lệnh 1925. 1.1.2.Thời kỳ từ sau cách mạng tháng tám năm 1945 đến năm 1979 1.1.2.1. Từ năm 1980 đến năm 1988 Quyết định số 201/CP ngày 01 tháng 07 năm 1980 của hội đồng Chính phủ “về việc thống nhất quản lý ruộng đất và tăng cường công tác quản lý ruộng đất trong cả nước”, đây được coi là văn bản đầu tiên quy định chế độ quản lý đất đai thống nhất cả nước sau khi đất nước được thống nhất. Quản lý nhà nước ruộng đất bao gồm các nội dung như sau: - Điều tra, khảo sát và phân bố các loại đất - Thống kê, đăng ký đất đai - Quy hoạch sử dụng đất - Giao đất, thu hồi đất, trưng dụng đất - Thanh tra, kiểm tra việc chấp hành các chế độ thể lệ về quản lý sử dụng đất - Giải quyết các tranh chấp về đất - Quy định các chế độ, thể lệ quản lý việc sử dụng đất và tổ chức việc thực hiện các chế độ, thể lệ ấy. 1.1.2.2. Từ năm 1988 đến nay - Luật đất đai năm 1988: Nội dung của Luật gồm 6 chương 57 điều, được Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 22 tháng 12 năm 1987 và được chủ tịch HĐBT công bố ngày 08 tháng 01 năm 1988. Đây là bộ luật đầu tiên của Nhà nước ta quy định quyền sở hữu đất đai của Nhà nước và quyền lợi, nghĩa vụ của người sử dụng đất. Luật quy định Nhà nước giao đất cho các tổ chức, hộ gia đình cá nhân sử dụng ổn định lâu dài có thời hạn và tạm thời người sử dụng đất hợp pháp được cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và quy định: Chế độ quản lý sử dụng các loại đất (5 loại đất: đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất khu dân cư, đất chuyên dùng và đất chưa sử dụng) lập bản đồ địa chính, lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất. - Luật đất đai 1993: Nội dung của gồm Luật 7 chương 89 điều, được quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 14 tháng 07 năm 1993. Trong quá trình thi hành Luật đất đai 1998 đã bộc lộ nhiều điều không phù hợp, Luật đất đai 1993 ra đời thay thế luật đất đai 1988. Luật đất đai 1993 khẳng định lại quyền sở hữu đất đai đồng thời quy định rõ nội dung quản lý nhà nước về đất đai (7 nội dung). Phân định rõ đất đai thành 6 loại (đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất đô thị, đất khu dân cư nông thôn, đất chuyên dùng và đất chưa sử dụng). Luật quy định quyền của UBND các cấp trong việc giao đất, cho thuê đất, thu hồi đất và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền của Chính phủ trong việc giao đất theo hạng mức đất và loại đất. - Luật đất đai 2003: Nội dung của luật gồm 7 chương 146 điều được nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 26 tháng 11 năm 2003, có hiệu lực từ ngày 01/07 năm 2004. Luật này khắc phục tồn tại của luật đất đai 1993 và các luật sửa đổi bổ sung năm 1998, 2001 đáp ứng yêu cầu quản lý sử dụng đấtphù hợp với tiến trình hội nhập quốc tế. Luật đất đai 2003 khác cơ bản luật đất đai 1993 ở một số nội dung sau: + Phân định rõ 3 nhóm đất chính: nhóm đât nông nghiệp (bao gồm đất nông nghệp và đất lâm nghiệp quy định ở luật đất đai 1993), Nhóm đất phi nông nghiệp (bao gồm đất ở đô thị, đất ở nông thôn, đất chuyên dùng và một phần đất chưa sử dụng ở luật đất đai 1993). Luật quy định rõ đất khu công nghiệp, đất khu công nghệ cao, đất sử dụng cho khu kinh tế, đất làm mặt bằng xây dựng cơ sở sản xuất kinh doanh. + Quy định việc giao đất, thu hồi đất, cho thuê đất thuộc thẩm quyền của UBND cấp huyện và cấp tỉnh (chính phủ không làm chức năng này). + Quy định về việc người Việt Nam định cư ở nước ngoài sử dụng đất ở Việt Nam: được giao đất, được thuê đất để xây dựng cơ sở hạ tầng, công trình công cộng, xây dựng nhà ở để bán hoặc cho thuê, ngưòi Việt Nam định cư ở nước ngoài được quyền sử dụng đất ở và sở hữu nhà ở. 1.2. Nội dung quản lý nhà nước về đất đai Để xác định vai trò và nhiệm vụ của các cơ quan quản lý nhà nước về đất đai từ trung ương đến địa phương, tại điều 6 chương I Luật đất đai 2003 nước cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam đã nêu nội dung quản lý nhà nước về đất đai: 1. Nhà nước thống nhất quản lý về đất đai 2. Nội dung quản lý nhà nước về đất đai bao gồm: a) Ban hành các văn bản quy phạm pháp luật về quản lý, sử dụng đất đai và tổ chức thực hiện các văn bản đó; b) Xác định địa giới hành chính, lập và quản lý hồ sơ địa giới hành chính, lập bản đồ hành chính; c) Khảo sát, đo đạc, đánh giá phân hạng đất; lập bản đồ địa chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ quy hoạch sử dụng đất; d) Quản lý quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất; đ) Quản lý việc giao, đất cho thuê đất, thu hồi đất, chuyển mục đích sử dụng đất; e) Đăng ký quyền sử dụng đất, lập và quản lý hồ sơ địa chính, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất; f) Thống kê, kiểm kê đất đai; g) Quản lý tài chính về đất đai; h) Quản lý và phát triển thị trường quyền sử dụng đất trong thị trường bất động sản; i) Quản lý, giám sát việc thực hiện quyền và nghĩa vụ của người sử dụng đất; j) Thanh tra, kiểm tra việc chấp hành các quy định của pháp luật về đất đai và xử lý vi phạm pháp luật về đất đai; k) Giải quyết tranh chấp về đất đai; giải quyết khiếu nại, tố cáo các vi phạm trong việc quản lý và sử dụng đất đai; l) Quản lý các hoạt động dịch vụ công về đất đai. 3. Nhà nước có chính sách đầu tư cho việc thực hiện các nhiệm vụ quản lý nhà nước về đất đai, xây dựng hệ thống quản lý đất đai hiện đại, đủ năng lực, đảm bảo quản lý đất đai có hiệu lực và hiệu quả. 2. TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN ĐẤT Hệ thống cơ sở dữ liệu quốc gia là một trong các thành phần nền tảng của kết cấu hạ tầng về thông tin nó bao gồm các cơ sở dữ liệu (CSDL) chuyên ngành để tạo thành một hệ thống cơ sở thống nhất bao gồm các thành phần: cơ sở dữ liệu về chính trị (chính sách, pháp luật, tổ chức cán bộ); cơ sở dữ liệu về kinh tế (nguồn lực - tài nguyên thiên nhiên, đất đai, lao động, vốn, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế, kết quả hoạt động của các ngành kinh tế - nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ); cơ sở dữ liệu xã hội (dân số, lao động văn hoá, giáo dục, y tế, thể thao); cơ sở dữ liệu về tài nguyên đất (CSDLTNĐ) là một thành phần không thể thiếu được của cơ sở dữ liệu quốc gia. Cơ sở dữ liệu tài nguyên đất bao gồm toàn bộ thông tin về tài nguyên đất đai và địa lý ; nội dung thông tin được phân loại theo đối tượng địa lý như thuỷ văn, giao thông, dân cư, địa giới, hiện trạng sử dụng đất, các công trình cơ sở hạ tầng …. Xét về các yếu tố cấu thành, chúng có thể chia ra thành hai phần cơ bản là cơ sở dữ liệu bản đồ địa lý và cơ sở dữ liệu đất đai. Thông tin về tài nguyên đất đai đuợc thể hiện bằng dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính có cấu trúc. Với cách nhìn bản đồ như một hệ cơ sở dữ liệu, ta thấy rằng bản đồ là tập hợp các dữ liệu địa lý, các dữ liệu này mô tả các đối tượng trong thế giới thực bằng vị trí toạ độ duới một hệ toạ độ xác định, ngoài ra dữ liệu địa lý còn chứa đựng các thông tin về thuộc tính của đối tượng. Việc xác định và ước đoán tài nguyên tự nhiên, môi trường và đất đai sẽ cung cấp nhiều đối tượng phản ánh mới cho bản đồ. Cấu trúc CSDLTNĐ: Về nguyên tắc một hệ thống thông tin của ngành hợp lý nhất là có tổ chức dựa trên cơ cấu tổ chức của ngành chủ quản, cơ cấu tổ chức được phân thành các cấp trung ương và địa phương. Thông thường các địa phương đóng vai trò là nơi thu thập, cập nhật các thông tin chi tiết, cung cấp thông tin đầu vào cho toàn bộ hệ thống và cũng sẽ là nơi quản lý và sử dụng chủ yếu các thông tin cshi tiết, còn cấp trung ương nhu cầu chủ yếu lại là các thông tin tổng hợp từ các thông tin chi tiết. Có 4 phương án lưu trữ và quản lý dữ liệu bao gồm: Quản lý tập trung; Phân tán bản sao; Phân tán dữ liệu; Phân tán dữ liệu chi tiết; Tập trung số liệu tổng hợp. Căn cứ vào trình độ quản lý, mức độ ổn định của quy trình quản lý, phân bố tần xuất sử dụng thông tin giữa các đơn vị để xác định phương án thích hợp. Chuẩn hoá CSDLTNĐ: cơ sở dữ liệu tài nguyên đất khi đưa vào sử dụng phải được chuẩn hoá dữ liệu, đảm bảo tính thống nhất của cơ sở dữ liệu khi chia sẻ cho nhiều đối tượng sử dụng hoặc hiệu chỉnh từ nhiều nguồn khác nhau. Việc chuẩn hoá cơ sở dữ liệu phải đáp ứng được các nhu cầu: Xác định thống nhất cho từng thể dữ liệu, xác định quy trình thống nhất để chuyển các dữ liệu cũ về dạng chuẩn. Nội dung chuẩn hoá bao gồm: chuẩn hoá thiết bị tin học (hệ điều hành, mạng, thiết bị phần cứng, chuẩn phần mềm ứng dụng, bảng mã ký tự và tổ chức dữ liệu), chuẩn hoá hệ quy chiếu, toạ độ, địa giới, địa danh); chuẩn hóa hệ thống bản đồ, … 3. HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM (GIS) Ở bất kỳ một ngành khoa học kỹ thuật hay kinh tế chúng ta đều có thể bắt gặp các Hệ thống thông tin và các phương pháp xử lý thông tin khác nhau tuỳ theo từng lĩnh vực (hệ thống thông tin ngân hàng, hệ thống thông tin nhân sự…) cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, các thông tin hiện nay đã đáp ứng và giải quyết được những bài toán rất lớn mà thực tế đặt ra. Trong lĩnh vực hoạt động của xã hội, thông tin là mạch máu chính của các công cụ quản lý: Quản lý xã hội nói chung và quản lý đất đai nói riêng, dù sử dụng công cụ nào thô sơ hay hiện đại đều là thu thập và xử lý thông tin. Thông tin đất là tất cả các thông tin liên quan đến đất đai, thông tin đất đai thường được thể hiện bằng Hệ thống thông tin Địa lý, Hệ thống thông tin đất. Hai vấn đề này là cơ sở chính của hệ thống thông tin định hướng theo từng ô thửa và các hoạt động của nó. 3.1. Khái niệm về Hệ thống thông tin địa lý Có nhiều cách định nghĩa về Hệ thống thông tin địa lý: Định nghĩa theo chức năng: GIS là một hệ thống bao gồm 4 hệ con: Dữ liệu vào, quản trị dữ liệu, phân tích dữ liệu và dữ liệu ra. Định nghĩa theo khối công cụ: GIS là tập hợp phức tạp của các thuật toán. Định nghĩa theo mô hình dữ liệu: GIS gồm các cấu trúc dữ liệu được sử dụng trong các hệ thống khác nhau (cấu trúc dạng Raster và Vecter). Định nghĩa về mặt công nghệ: GIS là công nghệ thông tin để lưu trữ, phân tích và trình bày các thông tin không gian và thông tin phi không gian, công nghệ GIS có thể nói là tập hợp hoàn chỉnh các phương pháp và các phương tiện nhằm sử dụng và lưu trữ các đối tượng. Định nghĩa theo sự trợ giúp và ra quyết định: GIS có thể coi là một hệ thống trợ giúp việc ra quyết định, tích hợp các số liệu không gian trong một cơ chế thống nhất. Nói tóm lại theo BURROUGHT : “GIS như là một tập hợp các công cụ cho việc thu nhập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi các dữ liệu mang tính chất không gian từ thế giới thực để giải quyết các bài toán ứng dụng phục vụ các mục đích cụ thể”. Sơ đồ khái niệm về một hệ thống thông tin địa lý được thể hiện như sau: Thế giới thực T Người sử dụng GIS Phần mềm + cơ sở dữ liệu 3.2. Các thành phần cơ bản của một Hệ thống thông tin địa lý: Một Hệ thống thông tin địa lý bao gồm những thành phần cơ bản sau: - Phần cứng: bao gồm máy tính điều khiển mọi hoạt động của hệ thống và các thiết bị ngoại vi. - Phần mềm: cung cấp công cụ và thực hiện các chức năng: + Thu thập dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ các nguồn thông tin khác nhau + Lưu trữ, cập nhật, điều chỉnh và tổ chức các cơ sở dữ liệu nói trên + Phân tích biến đổi, điều chỉnh và tổ chức các cơ sở dữ liệu nhằm giải quyết các bài toán tối ưu và mô hình mô phỏng không gian và thời gian + Đưa ra các thông tin theo yêu cầu dưới dạng khác nhau. Ngoài ra phần mềm cần phải có khả năng phát triển và nâng cấp theo các yêu cầu đặt ra của hệ thống. - Dữ liệu: đây là thành phần quan trọng nhất của GIS. Các dữ liệu không gian (Spatial data) và các dữ liệu thuộc tính (No spatial data) được tổ chức theo một mục tiêu xác định bởi một hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DataBase Management System). - Con người: yếu tố con người có ảnh hưởng rất lớn đối với các hệ GIS, đặc biệt trong việc điều khiển hệ thống và phát triển các ứng dụng. - Phương pháp: phương pháp phụ thuộc vào ý tưởng của các xây dựng hệ thống, sự thành công của một hệ GIS phụ thuộc vào phương pháp được sử dụng để thiết kế hệ thống. 3.3. Giới thiệu một số phần mềm GIS 3.3.1. Phần mềm Microstation GeoGraphics Microstation GeoGraphic là một phần mềm hệ thống thông tin địa lý, với đầy đủ tính năng thu nhận dữ liệu, quản lý, phân tích, tìm kiếm và hiển thị, …các dữ liệu không gian và các dữ liệu thuộc tính có liên quan trong một dự án GIS. Hơn nữa Microstation GeoGraphics còn cung cấp bộ công cụ quản lý các thông tin địa lý ở những dạng dữ liệu khác nhau như Raster, Vector, hay dạng bảng. MicroStation Geographics bao gồm các chức năng chính sau đây: Thiết kế các đối tượng cơ sở (Feature-base Design) Xây dựng các đối tượng hình học (Geometry Clean up and Validation) Tạo lập Topology và phân tích dữ liệu không gian (Topology and Spatial Analysis) Cung cấp công cụ quản lý cơ sở dữ liệu (Database Tools) Thành lập bản đồ chuyên đề và các chú giải (Thematic Mapping and Annotation) Quản lý bản đồ (Mapnagement) Tương thích với hệ Module GIS Environment (MGE compatibility) Với ngôn ngữ phát triển MDL (MicroStation Development Language), Microstation Geographics còn cung cấp cho những nhà phát triển phần mềm và người sử dụng các công cụ mềm dẻo trong việc mở rộng các chức năng của GIS. MicroStation Geographics Projects MicroStation Geographics tổ chức cơ sở dữ liệu bản đồ trong các dự án (Projects). Dự án là sự lựa chọn các đối tượng đặc trưng (Features), nhóm loại đối tượng (Categories), các loại bản đồ (Maps) và các thuộc tính khác được định nghĩa trong khi tổ chức các thông tin địa lý. Các thành phần chính trong một dự án của MicroStation Geographics bao gồm: Phân nhóm đối tượng (Category) Phân lớp đối tượng (Feature) Các lệnh thao tác xử lý (Command) Các loại bản đồ (Maps) Các bảng hệ thống (Systems Tables) Thuộc tính dùng cho chuyên đề (User Attribute Tables) Danh mục MSCATALOG Liên kết các chỉ số bản đồ (Join CatalogMap index shapes). Trong MicroStation Geographics, mô hình dữ liệu là một tập hợp dữ liệu có tổ chức và cấu trúc chặt chẽ. Các thành phần cơ bản bao gồm các file bản đồ và các bảng cơ sở dữ liệu. Bản đồ trong MicroStation Geographics là các file đồ hoạ, chứa các đối tượng bản đồ được số hoá cùng các tham số đồ hoạ định nghĩa theo đối tượng. Các file đồ hoạ DGN được lưu trữ với phần mở rộng là .dgn mô tả vị trí không gian của các đối tượng. Mỗi đối tượng địa lý là một phần tử của file DGN có ít nhất một thuộc tính liên kết với bảng dữ liệu thuộc tính được người sử dụng định nghĩa cho đối tượng. File DGN lưu trữ dữ liệu theo cấu trúc không gian xác định. Khi lưu trữ đối tượng, ngoài các thông tin chung như chỉ số lớp, kiểu đối tượng, … mỗi kiểu đối tượng còn có cấu trúc mô tả riêng. Các loại đối tượng đồ hoạ trong file DGN được sử dụng để mô tả các đối tượng bản đồ bao gồm: Đường thẳng (Line); Đường gấp khúc (Line, Line String); Đường cong (Curve); Các điểm ký hiệu (Cell); Chữ mô tả (Text, Text Node); Vùng (Shape, Complex Shape); Thuộc tính phi không gian (Attribute). 3.3.2. Phần mềm ArcInfor/MapInfo ArcInfor được sử dụng rộng rãi trong các ngành khoa học trái đất cũng như trong các ngành khác để xây dựng hệ quản trị cơ sở dữ liệu bản đồ, thành lập loại bản đồ chuyên đề, quy hoạch tối ưu các bài toán phục vụ nhiều mục đích khác nhau. ArcInfor là phần mềm GIS đầu tiên được hãng RSRI xây dựng trên hệ điều hành UNIX cho các máy lớn (Workstation), khả năng xử lý đồ hoạ của ArcInfor mang tính chất tự động rất cao cùng với tốc độ và tốc độ chính xác cho thành lập bản đồ số trên máy tính. Với chức năng phân tích dữ liệu như: Overlay, Network, … tạo lên sức mạnh trong khai thác dữ liệu địa lý trên cơ sở các phép toán không gian cũng như khả năng mô hình hoá các đối tượng địa lý. Theo quan điểm của GIS thì ArcInfor có ba chức năng: xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý, phân tích và trình bày dữ liệu địa lý. Ở Nước ta, ArcInfor không chỉ ứng dụng để xây dựng bản đồ mà được ưa chuộng áp dụng trong các ngành như: Địa chất, Địa chính, Nông nghiệp, Quy hoạch đô thị, … MapInfo là một công cụ rất quan trọng trong việc xây dựng, quản lý, cập nhật, xử lý, phân tích và mô hình hoá các đối tượng địa lý, MapInfo tổ chức, quản lý cơ sở dữ liệu theo các lớp đối tượng địa lý trên máy tính bởi các File dữ liệu với các phần mở rộng như sau: [*.Tab]: Chứa các thông tin mô tả cấu trúc dữ liệu [*.Dat]: Chứa các thông tin nguyên thuỷ [*.Map]: Chứa các thông tin mô tả đối tượng không gian [*.ID]: Chứa các thông tin về chỉ số liên kết không gian và thuộc tính [*.Ind]: Chứa các thông tin về chỉ số đối tượng. 3.3.3. Phần mềm ArcView ARCVIEW là phần mềm hệ GIS cũng giống như ArcInfo và MapInfo, nó có chức năng như: - Thành lập mới hoặc xử lý, xây dựng thêm dữ liệu không gian có sẵn; Tìm kiếm thuộc tính của đối tượng trên cửa sổ (View); Biên tập đồ thị để thể hiện thuộc tính của các đối tượng, tổng hợp lại các thuộc tính của đối tượng; Xử lý, biên tập trong trang in (Layout) theo ý muốn và in ra giấy.