- Trang Chủ
- Nông - Lâm - Ngư
- Luận văn tốt nghiệp Nuôi trồng thủy sản: Ứng dụng công nghệ GIS trong hỗ trợ quy hoạch nuôi trồng thủy sản xã Xuân Lâm - Tĩnh Gia - Thanh Hóa
Xem mẫu
- Accelerat ing t he world's research.
LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc
Thinh Le
Related papers Download a PDF Pack of t he best relat ed papers
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O B THU S N
Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội Viện nghiên c u Nuôi trồng thuỷ sản I
Nguy n Vĕn Khánh
“ NG D NG CÔNG NGH GIS TRONG H TR QUY HO CH NUÔI TR NG
TH Y S N XÃ XUÂN LÂM - TƾNH GIA - THANH HOÁ’’
LU N VĔN T T NGHI P Đ I H C
Chuyên ngành: Nuôi tr ng thu s n
Hướng dẫn: Th c sỹ Nguyễn Hữu Nghĩa
Th c sỹ Trần Văn Nhường
Bắc Ninh 9/2002
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
Lêi c¶m ¬n
Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn khãa luËn t«i gÆp kh«ng Ýt nh÷ng khã kh¨n ®Ó thùc hiÖn mét vÊn
®Ò kh¸ míi mÎ, ®ã lμ ®−a GIS vμo trong nu«i trång thñy s¶n. Trong qu¸ tr×nh ®ã t«i lu«n
nh©n ®−îc sù h−íng dÉn hÕt søc nhiÖt t×nh cña th¹c sü NguyÔn H÷u NghÜa vμ th¹c sü TrÇn
V¨n Nh−êng.
TiÕp theo ®ã t«i ®· nhËn ®−îc sù chØ b¶o tËn t×nh vμ sù gióp ®ì nhiÒu mÆt vña th¹c sü Mai
V¨n Tμi dù ¸n VIE 97030, b¸c NuyÔn §øc Héi phßng m«i tr−êng, ViÖn NCNTTSI, th¹c
sü NguyÔn Xu©n C−¬ng ViÖn NCNTTSI. Anh NguyÔn ViÕt NghÜa, NguyÔn V¨n Thμnh
ViÖn Nghiªn cøu H¶i s¶n, anh Ng« ThÕ ¢n Tr−êng §¹i häc N«ng nghiÖp I, phã gi¸o s−
TS Hμ Xu©n Th«ng ViÖn Kinh tÕ Quy ho¹ch Bé Thñ S¶n, anh NguyÔn V¨n ViÖt Së §Þa
chÝnh NGhÖ An vμ nhiÒu c¸n bé khoa häc kh¸c mμ t«i kh«ng thÓ kÓ hÕt ®−îc
Trong suèt qu¸ tr×nh thùc ®Þa t«i ®· nh©n ®−îc sù gióp ®ì t¹o ®iÒu kiÖn chç ¨n ë cña gia ®inh
anh chÞ Chung, Thñy. Sù hç trî nghiªn cøu cña anh Hoμng V¨n Tu©n Së Thñy s¶n Thanh
Hãa, chó Hoμng V¨n §−¬ng chñ tÞch UBDN x· Xu©n L©m, b¸c Lª C«ng Chung, chó §ç
Xu©n §−êng c¸n bé ®Þa chÝnh x·.
§Ó hoμn thμnh luËn v¨n nμy t«i cßn nh©n ®−îc sù hç trî, ®éng viªn, gãp ý cña thÇy c«, b¹n
bÌ trong líp AIT7 vμ anh chÞ em trong gia ®×nh.
Cho t«i ®−îc bμy tá lßng biÕt ¬n s©n s¾c ®Õn gi¸o viªn h−íng dÉn vμ nh÷ng ng−êi ®· gióp ®ì
chØ b¶o gãp ý tËn t×nh cho t«i hoμn thμnh kho¸ luËn nμy.
Cuèi cïng con xin ghi kh¾c trong lßng c«ng ¬n sinh thμnh, d−ìng dôc cña cha, mÑ ®· cho con
kh«n lín nh− ngμy h«m nay.
B¾c ninh 1-7-2003
NguyÔn V¨n Kh¸nh
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
Mục lục
Đặt vấn đề ................................................................................................................ 1
Chương I: Tổng quan tài liệu ..............................................................................10
1. Khái quát về GIS.............................................................................................10
1.1. L ch sử phát triển. ....................................................................................10
1.2. Đ nh nghƿa GIS ........................................................................................11
1.3. Các thành phần c a GIS ..........................................................................11
1.4. Sự phát triển c a phần c ng và các lớp phần mềm ph c v cho GIS ....13
1.4.1 Phần c ng ..........................................................................................13
1.4.2. Phần mềm .........................................................................................14
1.5. Xây dựng cơ s dữ li u trong h GIS .....................................................14
1.6. T ng quan về ch c nĕng và m i quan h với các ngành khoa h c khác 17
1.6.1. Các ch c năng c a một hệ GIS. .....................................................17
1.6.2. Mối quan hệ với các ngành khoa học khác. .....................................18
2. Các nghiên c u ng dụng c a GIS.................................................................19
2.1. ng d ng GIS trên thế giới. ...................................................................19
2.1.1. Các lĩnh vực ng dụng GIS trên thế giới........................................19
2.1.2. ng dụng GIS trong ngành thuỷ sản trên thế giới. ........................21
2.2. Tình hình phát triển GIS t i Vi t Nam. ..................................................23
2.2.1. Tình hình phát triển GIS tại Việt Nam............................................23
2.2.2. Các ng dụng c a GIS trong ngành th y sản tại Việt Nam. ..........24
Chương II Địa điểm, nội dung và phương pháp nghiên c u............................26
1. Địa điểm nghiên c u.......................................................................................26
2. Thời gian. ........................................................................................................26
3. Nội dung nghiên c u.......................................................................................26
4. Phương pháp nghiên c u................................................................................26
4.1. Phương ti n nghiên c u. ..........................................................................26
4.2.Thực đ a, kh o sát, thu s li u. .................................................................27
4.3. S hóa thành l p b n đ ...........................................................................28
Chương III: Kết quả và thảo luận.......................................................................30
1. Điều kiện tự nhiên...........................................................................................30
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
1.1. Điều ki n tự nhiên....................................................................................30
1.2. Tài nguyên thiên nhiên ............................................................................31
2. Điều kiện kinh tế xã hội. .................................................................................33
2.1. Dân s , lao đ ng và m c s ng dân cư. ....................................................33
2.2. Cơ s h tầng ...........................................................................................34
2.3. Vĕn hóa, y tế , giáo d c. ..........................................................................35
2.4. Tình hình kinh tế......................................................................................35
3. Phân tích hiện trạng NTTS dựa trên công nghệ GIS......................................36
3.1. Phân b , di n tích, hình th c sử d ng đ t NTTS ....................................39
3.2 V n đầu tư và m c đ thâm canh .............................................................42
3.3. Ngu n nước ph c v nuôi tr ng th y s n ...............................................46
3.4. Gi ng và mùa v th ................................................................................47
3.6. D ch b nh .................................................................................................54
3.7. Nĕng su t, s n lư ng................................................................................57
4. Phân tích xu hướng phát triển th y sản..........................................................61
4.1. Chiến lư c phát triển nuôi tr ng th y s n Vi t Nam ..............................61
4.2. Chiến lư c phát triển nuôi tr ng th y s n Thanh Hóa ............................63
4.3. Kế ho ch phát triển th y s n xã Xuân Lâm............................................63
5. Giải pháp phát triển quy hoạch ......................................................................64
5.1. Tiêu chuẩn nhà nước cho m t h th ng NTTS........................................64
5.2. Hướng phát triển quy ho ch ....................................................................65
1. Kết luận...........................................................................................................69
2. Đề xuất ............................................................................................................69
Tài liệu tham khảo ................................................................................................70
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
Danh mục các hình
Hình 1: Các b ph n c u thành c a GIS.................................................................12
Hình 2: Biến đ i các chi phí cho m t dự án GIS theo th i gian............................15
Hình 3: Các phương pháp biểu di n dữ li u ...........................................................16
Hình 4: B n đ đ hi n tr ng sử d ng đ t ..............................................................29
Hình 5: Rừng ng p mặn khu vực sông Cầu Đ i.....................................................32
Hình 6: Biểu đ phân b lao đ ng trong các ngành nghề.......................................34
Hình 7: Biểu đ so sánh thu nh p ...........................................................................34
Hình 8: Biểu đ m c l i nhu n m t s hình th c sử d ng đ t nĕm 2000.............37
Hình 9: B n đ phân b khu vực nuôi tr ng thu s n ............................................38
Hình 10: B n đ phân b di n tích đ t NTTS .......................................................40
Hình 11: B n đ các hình th c sử d ng đ t NTTS.................................................41
Hình 12: B ao nuôi tr ng th y s n ph biến t i Xuân Lâm..................................42
Hình 13: B n đô chi phí lưu đ ng trong nuôi tôm..................................................43
Hình 14: B n đ các hình th c nuôi .......................................................................45
Hình 15: Cửa biển L ch B ng ................................................................................46
Hình 16: M t đ th gi ng nĕm 2003 .....................................................................48
Hình 17: M t đ th gi ng nĕm 2003 .....................................................................49
Hình 18: Biểu đ m t đ tôm trong các đầm nuôi..................................................50
Hình 19: B n đ th i điểm th gi ng tôm nĕm 2002 .............................................51
Hình 20: B n đ th i điểm th gi ng tôm nĕm 2003 .............................................52
Hình 21: B n đô sử d ng th c ĕn trong nuôi tôm ..................................................53
Hình 22: Tôm 60 ngày tu i trong ao có đ mặn cao kéo dài .................................54
Hình 23: B n đ d ch b nh nĕm 2002 ....................................................................55
Hình 24: B n đ d ch b nh nĕm 2003 ....................................................................56
Hình 25: Biểu đ so sánh m c l i nhu n từ 2000 đến 2002 (tri u/ha) ..................57
Hình 26: B n đ nĕng su t tôm nĕm 2003 .............................................................58
Hình 27: B n đ nĕng xu t tôm nuôi nĕm 2002.....................................................59
Hình 28: B n đ l i nhu n trong các đầm nuôi......................................................60
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
Danh mục các bảng
B ng 1: B ng so sánh các phương pháp biểu di n dữ li u .....................................16
B ng 2: Th ng kê hi n tr ng sử d ng đ t...............................................................31
B ng 3: Phân b lao đ ng Xuân Lâm...................................................................33
B ng 4: Phân tích b n đ th ng kê chi phí biến đ i nĕm 2002 ..............................44
Bảng 5: B ng th ng kê m t đ tôm trong các đầm nuôi........................................47
B ng 6: Giá tr kim ng ch xu t khẩu th y s n đã đ t đư c và chỉ tiêu .................62
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
Các kí hiệu viết tắt
CSDL Cơ s dữ li u
GIS Geographical Information Systems
GPS Global Positioning Systems
LIS Land information systems
HT H th ng
HTTT H th ng thông tin
HTTTDL H th ng thông tin đ a lý
NTTS Nuôi tr ng thu s n
RS Remote Sensing
RRA Rapid Rural Apprasial
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
Đặt vấn đề
Với các ưu thế về th trư ng, điều ki n kinh tế xã h i và sinh thái tự nhiên, hơn
m t th p k qua ngành nuôi tr ng th y s n nước ta đã phát triển m nh. Đặc bi t là
sau khi Chính ph ban hành ngh quyết 09/NQ-CP về vi c chuyển đ i cơ c u s n
xu t và tiêu th s n phẩm nông nghi p, NTTS ven biển đã có bước phát triển nh y
v t. Nĕm 1999 c nước có kho ng 290.000 ha di n tích nuôi tr ng th y s n nước
l thì đến nĕm 2001 di n tích nuôi tr ng th y s n đã tĕng lên đến 478.000 ha.
Trong quy ho ch phát triển ngành, di n tích nuôi tr ng th y s n ven biển (nuôi
tôm) sẽ tĕng lên 700.000 ha vào nĕm 2010 (Trần Vĕn Như ng, 2002).
Tuy nhiên, NTTS v n mang tính tự phát, quy ho ch chưa theo k p sự phát triển
hoặc thiếu đ ng b . Từ đó làm n y sinh các v n đề về môi trư ng, hi u qu kinh tế
th p, mâu thu n xã h i gia tĕng, gây m t đoàn kết trong n i b làng xã (Nguy n
Tr ng Nho, 2002). Đ ng trước tình hình đó vi c đưa ra m t h th ng qu n lý nh t
quán cho từng vùng là m t đòi h i b c thiết đ m b o cho ngành nuôi tr ng phát
triển bền vững và mang l i l i nhu n lớn.
Xã Xuân Lâm có di n tích 9,4 km2 thu c đ a ph n huy n Tƿnh Gia – Thanh Hóa.
Trong những nĕm gần đây di n tích nuôi tôm cũng phát triển m nh mẽ, nhưng do
đặc thù là m t tỉnh phía Bắc Trung B điều ki n th i tiết khí h u không thu n l i,
h n hán lũ l t x y ra thư ng xuyên, chính vì v y nghề nuôi tôm luôn gặp r i ro.
Thêm nữa, vi c phát triển nuôi tôm c a các h nông dân trong xã mang tính tự
phát thiếu quy ho ch. Vì v y, vi c kiểm soát ô nhi m môi trư ng và d ch b nh là
r t khó khĕn.
GIS ( Geographical Information System) - h th ng thông tin đ a lý từ lâu đã đư c
sử d ng trong các lƿnh vực c a đ i s ng con ngư i. Với sự phát triển không ngừng
c a công ngh thông tin, GIS ngày càng có những tính nĕng ưu vi t trong nhiều
lƿnh vực, bao g m c th y s n. Với vi c s hoá các thông tin dữ li u đư c đưa vào
b n đ nhiều hơn g p nhiều lần, kh nĕng thao tác, phân tích, biểu di n d dàng.
Hơn thế nữa, các thông tin có thể liên t c đư c c p nh t r t thu n ti n cho vi c
qu n lý và đ nh hướng cho quy ho ch.
Chính vì v y, vi c ng d ng GIS vào cu c s ng là m t công vi c r t cần thiết,
trong đó đưa GIS vào s n xu t th y s n cũng quan tr ng không kém. Đáng tiếc
rằng, cho tới nay công vi c này nước ta còn quá h n chế so với các nước trên thế
giới.
Là m t sinh viên th y s n, t i th i điểm mà kiến th c ngày m t nhiều hơn, những
thành qu c a lớp ngư i đi trước nay đư c g n l c, g t rũa. Các lớp đi sau ph i kế
thừa đ ng th i ph i tìm tòi những cái mới hơn. Từ những lý do kể trên đề tài “ ng
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
dụng công nghệ GIS trong hỗ trợ quy hoạch hệ thống nuôi trồng thuỷ sản xã Xuân
Lâm - huyện Tĩnh Gia - tỉnh Thanh Hoá” đư c ra đ i. Đề tài nằm trong khuôn kh
dự án VIE/97/030 Vi n Nghiên c u Nuôi tr ng Thu s n I.
Mục tiêu c a đề tài:
- Làm quen với công tác nghiên c u khoa h c, tiếp c n với công ngh mới ph c
v cho ngành th y s n đó là công ngh GIS.
- Tiếp c n, rà soát hi n tr ng h th ng nuôi tr ng nuôi tr ng thu s n c a xã
Xuân Lâm, tìm hiểu những mặt h n chế và những khó khĕn trong NTTS đ a
phương.
- Thành l p b n đ s hóa h th ng nuôi tr ng th y s n, cung c p cơ s dữ li u
h tr cho qu n lý và phát triển quy ho ch.
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
Chương I: Tổng quan tài liệu
1. Khái quát về GIS.
1.1. Lịch sử phát triển.
Với mong mu n tìm hiểu và chinh ph c thiên nhiên, con ngư i đã xây dựng b n
đ hàng ngàn nĕm nay để biểu di n và phân tích thông tin về bề mặt trái đ t (De
Graaf, G.J., Marttin, F. Và Aguilar-Manjarrez, J., 2002).
Theo Hodgkiss (1981) b n đ đư c xây dựng do các nhà hàng h i, các nhà đ a lý
thu th p dữ li u về bề mặt trái đ t sau đó cô h a, đ , can, vẽ l i, tô màu để tr
thành b n đ . Ban đầu, chúng đư c sử d ng để di n t các v trí xa để tr giúp các
đ nh hướng trong không gian và ph c v cho quân đ i.
Đến cu i thế k 18, nhu cầu về qu n lý biên giới lãnh th tr lên c p bách. Các
qu c gia bắt đầu công vi c vẽ b n đ m t cách h th ng. V n đề dữ li u b n đ đã
mang tính toàn cầu, vì v y ph i đư c xác đinh m t cách chính xác và khách quan.
Ph m vi sử d ng c a b n đ ngày càng r ng rãi trong các lƿnh vực c a đ i s ng.
Tuy nhiên, các thông tin đ a lý trong th i kỳ này chỉ dừng l i các b n đ trên
gi y với đặc trưng là vi c lưu trữ dữ li u và biểu di n dữ li u đư c tiến hành đ ng
th i với nhau, do đó thông tin mang trong m t h th ng b h n chế (Trần Minh,
2000).
Nửa cu i thế k 20, với sự phát triển bùng n c a công ngh thông tin, nhiều h
th ng máy tính ra đ i, vi c vẽ b n đ ngày càng đư c tin h c hóa, yêu cầu đặt ra
lúc này là ph i tĕng lư ng thông tin qu n lý trong m t b n đ và các thông tin này
ph i mang tính h th ng.
Theo Meaden, G.J. và Kapetsky (1991), b n đ đầu tiên đư c biết đến có sử d ng
máy tính vào các công vi c l p b n đ và lưu trữ thông tin là c a Canada nĕm
1964 và nó đư c xem như h th ng GIS đầu tiên trên thế giới.
H th ng này bao g m các thông tin về nông nghi p, lâm nghi p, sử d ng đ t,
đ ng v t hoang dã và đư c g i tên Canada Geographic Information System
(Nguy n Thế Th n &Trần Công Yên, 2000).
Trong su t những nĕm sáu mươi và đầu những nĕm b y mươi, vi c phát triển GIS
b h n chế do giá thành cao và công ngh máy tính còn l c h u.
Từ cu i th p k 70 đến nay, công ngh máy tính đ t đư c những thành công rực
r . Với sự ra đ i c a nhiều thế h máy tính thông minh, c ng với sự nhân th c sâu
sắc những l i ích to lớn GIS mang l i. Con ngư i đã t p trung nhiều công trình
nghiên c u vào lƿnh vực này d n đến sự ra đ i c a nhiều phần mềm ngày càng
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
hi n đ i và ti n d ng, đưa GIS ngày càng đư c áp d ng r ng rãi trong nhiều lƿnh
vực trong cu c s ng.
Có thể th y, sự phát triển c a GIS là hết s c nhanh chóng ngay sau khi máy tính
đư c ra đ i và khi máy tính đ t đư c những thành công rực r thì GIS càng có v
trí quan trong trong cu c s ng con ngư i.
1.2. Định nghĩa GIS
Điều đầu tiên có thể khẳng đ nh là cho tới nay có r t nhiều các đ nh nghƿa khác
nhau về GIS (Đặng Vĕn Đ c, 2001).
GIS ra đ i chính là kế t c các ý tư ng trong ngành đ a lý mà trước hết là ngành đ a
lý b n đ trong th i đ i mà công ngh thông tin đ m nh để t o ra các công c
đ nh lư ng mới và có kh nĕng thực thi hầu hết các phép phân tích b n đ bằng
phương pháp đ nh lư ng mới (Trần Minh, 2000).
Theo Meaden và Kapetsky (2001) GIS là m t môn khoa h c luôn luôn thay đ i.
Chúng ta không thể đưa ra m t đ nh nghƿa chính xác về GIS cũng như các công
vi c mà m t h GIS có thể đ m nh n. Hai ông cũng đã th ng kê các tên g i c a
GIS đã đư c sử d ng như trong quá trình phát triển như:
- H th ng thông tin (HTTT) đ a lý cơ s (Geog-based Information Systems)
- HTTT tài nguyên thiên nhiên ( Natural Resourse Information Systems)
- H th ng (HT) dữ li u trái đ t (Geo data Systems)
- HTTT không gian (Spatial Information Systems)
- HT dữ li u đ a lý (Geographic Data Systems)
- HTTT đ t đai (Land Information Systems LIS)
Tuy nhiên m c đ tương đ i chúng ta có thể hiểu GIS theo đ nh nghƿa sau:
Đinh nghƿa c a Nitin Kumar Triphthi (2000) h c vi n Công Ngh Châu Á:
" HTTTDL (GIS) là một hệ thống các thông tin được sử dụng để thu thập, lưu trữ,
xây dựng lại, thao tác, phân tích, biểu diễn các dữ liệu địa lý phục vụ cho công tác
quy hoặc lập các quyết định về sử dụng đất, các nguồn tài nguyên thiên nhiên môi
trường, giao thông, đô thị và nhiều th tục hành chính khác."
1.3. Các thành phần c a GIS
T t c các h th ng đều đư c c u t o b i các b ph n nh t đ nh. GIS cũng v y, nó
đư c c u t o b i những b ph n đặc trưng cho nó.
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
Theo tiến sƿ Nitin Kumar Tripathi (2000) GIS đư c c u tao b i ba b ph n đó là
(1) H th ng máy tính (2) các thông tin đ a lý (3) con ngư i. Các thành phần này
đư c biểu di n theo sơ đ :
Con ngư i
Dữ li u đ a lý Máy tính
Hình 1: Các b ph n c u thành c a GIS
Trong đó h th ng máy tính là phần c ng, phần mềm có tác d ng tiếp nh n lưu trữ
phân tích và trình di n các kết qu . Dữ li u đ a lý là thông tin về bề mặt trái đ t
bao g m các thông tin b n đ , nh v tinh, nh máy bay, đ nh v GPS, các thông
tin thu c tính và nhiều các thông tin khác. Con ngư i có ch c nĕng thiết kế, cài đặt
v n hành và thực hi n các thao tác trong h GIS.
Trong cu n Fundamental of GIS and Application, hai tác gi Nualchawee, K. và
Hung Tran (1998) đã giới thi u GIS g m 5 thành phần cơ b n là: Phần c ng, phần
mềm, dữ li u, con ngư i và giao di n với ngư i dùng trong đó hai ông cho rằng dữ
li u là thành phần quan tr ng nh t c a h th ng thông tin đ a lý.
Lê Th c Cán và ctv (1993) đã chia GIS thành 2 phần cơ b n là (1) B xử lý trung
tâm bao g m các thiết b phần c ng như d ng c vẽ, s hóa, đƿa c ng, b ph n xử
lý để t o dữ li u trên màn hình (2) Phần mềm có ch c nĕng n p thông tin, qu n lý
dữ li u, phân tích trình bày kết qu để đưa ra thông tin giao di n với ngư i dùng.
Nguy n Thế Th n và Trần Công Yên (2000) Khi đề c p đến các thành phần c a
h th ng thông tin đ a lý đã nêu ra 4 thành phần là: Phần c ng, phần mềm, cơ s
dữ li u và ngư i sử d ng. Các ông còn cho rằng ngư i sử d ng đóng vai trò trung
tâm, có ch c nĕng thực hi n các thao tác điều hành h th ng GIS.
Các cách chia trên tuy khác nhau về cách phân chia s lư ng các thành t và tầm
quan tr ng c a m i thành t , nhưng về cơ b n là gi ng nhau. M t h GIS đều cần
có là: Tin h c, thông tin và con ngư i.
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
1.4. Sự phát triển c a phần c ng và các lớp phần mềm phục vụ cho GIS
1.4.1 Phần c ng
Sự phát triển c a GIS ph thu c r t lớn vào sự phát triển c a máy tính, chỉ khi
máy tính ra đ i và có những b c phát triển nh t đ nh thì GIS mới đư c nghiên c u
r ng rãi. Cũng như các ngành khoa h c khác, bước đi đầu tiên c a vi c nghiên c u
GIS là vi c li t kê, quan sát, phân lo i lưu trữ. Tuy nhiên, ban đầu vi c mô t đ nh
lư ng r t khó khĕn do m t kh i lư ng lớn các dữ li u không gian và thiếu vắng
các dữ li u thu c tính về đ i tư ng. Hơn nữa, không đ các công c toán h c để
thực hi n các giá tr đ nh lư ng biến thiên. Chỉ đến những nĕm 60 sự ra đ i c a
các công c máy tính cho phép d dàng thực hi n các công vi c trên dữ li u đư c
xử lý dưới d ng s . Kh nĕng về thành l p b n đ chuyên đề và phân tích dữ li u
không gian đều đư c thực hi n, đưa GIS bắt đầu bước phát triển (Trần Minh,
2002).
Trong su t những nĕm 60 và đầu th p k 70, các b n đ đã bắt đầu đư c phát triển
trên máy tính. Tuy nhiên th i b y gi , vi c sử d ng máy tính chỉ h n chế công
vi c tr giúp vẽ, in b n đ đ i với ngành b n đ truyền th ng mà không làm thay
đ i phương pháp làm b n đ lưu trữ thông tin (Meaden, G.J. và Kapetsky 1991).
Sau nĕm 1977, các thử nghi m sử d ng máy tính trong b n đ có những bước tiến
rõ r t với những ưu điểm (De Vliegher B.M., 1998 ):
- T c đ làm vi c tĕng
- Giá thành h
- Làm cho b n đ gần gũi với m c đích sử d ng
- Có thể làm b n đ không cần kỹ x o hoặc vắng kỹ thu t viên
- Có kh nĕng biểu di n khác nhau cho cùng m t lo i dữ li u
- D dàng c p nh t dữ li u
- Có kh nĕng phân tích t ng h p các dữ li u th ng kê và b n đ
- H n chế sử d ng b n đ in h n chế tác h i làm gi m ch t lư ng dữ li u
- Có kh nĕng thành l p b n đ 3 chiều
- Thành l p b n đ trong đó sự ch n l c và t ng quát hóa chắc chắn d dàng
Hi n nay các HTTT đ a lý đã đư c thực hiên trên hầu hết các lo i máy tính từ máy
tính cá nhân (PC) đến máy tính trong các m ng n i b cơ quan (LAN). Đặc bi t,
sự phát triển c a m ng Intermet đã đưa GIS nên m t tầm cao mới, bước phát triển
hòa nh p c ng đ ng mang l i l i cho nhiều ngư i và nhiều lƿnh vực trong cu c
s ng.
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
1.4.2. Phần mềm
Phần mềm GIS là các chương trình máy tính cung c p các ch c nĕng, công c cần
thiết cho lưu trữ, phân tích, và hiển th thông tin đ a lý (Nualchawee, K. & Hung
Tran, 1998).
Phần mềm GIS chuyên d ng đầu tiên trên thế giới đư c ra đ i kho ng giữa những
nĕm 70 do m t s công ty Bắc Mỹ liên kết s n xu t. Cu c cách m ng phần mềm
GIS đã làm cho các phần mềm GIS liên t c ra đ i. Cho tới nĕm 1995 đã có kho ng
hơn 50 phần mềm GIS khác nhau và giá thành c a m t phần mềm GIS cũng gi m
r t nhiều so với th i điểm ban đầu ( Trần Minh, 2002).
Ngày nay, Phần mềm GIS có thể ch y trên nhiều ch ng lo i máy tính khác nhau,
từ máy ch trung tâm (computer servers) cho tới các máy tính cá nhân (personal
computer) đư c sử d ng riêng lẻ hoặc n i m ng. (1)
Theo tác gi Trần Minh (2000) các phần mềm GIS có l ch sử phát triển qua 3 giai
đo n với các s n phẩm:
• Các sản phẩm cho các bản đồ số: đ i tư ng c a phần mềm này là s hóa
b n đ , dùng để qu n lý các b n đ s , sửa chữa, c p nh t các thông tin trên
b n đ , xu t b n b n đ (Microstation, AutoCAD).
• Các sản phẩm quản trị bản đồ: Các s n phẩm này cũng có các ch c nĕng
c p nh p thông tin, ngoài ra còn có thêm ch c nĕng qu n tr b n đ và thông
tin thu c tính c a b n đ . Chúng có kh nĕng liên kết dữ li u không gian
với dữ li u thu c tính. Các ch c nĕng ch yếu là thiết l p b n đ th ng kê
theo thu c tính các đ i tư ng, hiển th và in n bao g m các phần mềm
Mapinfo, Arcwiew.
• Các sản phẩm phần mềm quản trị không gian: Các s n phẩm này là bước
phát triển cao hơn, ngoài các ch c nĕng trên chúng còn có thêm ch c nĕng
phân tích dữ li u không gian. Với ch c nĕng này chúng đã hoàn thi n dữ
li u không gian, dữ li u hình h c trong cơ s dữ li u (Arc/info, MGE, Span,
Span/GIS, PIC).
1.5. Xây dựng cơ sở dữ liệu trong hệ GIS
H th ng thông tin đ a lý đư c sử d ng để phân tích r t nhiều các thông tin khác
nhau từ khoa h c xã h i đến các khoa h c môi trư ng, tự nhiên. Dữ li u là trung
tâm c a h th ng GIS, h GIS ch a càng nhiều dữ li u thì chúng càng có ý nghƿa.
Dữ li u trong h GIS đư c lưu trữ trong cơ s dữ li u và chúng đư c thu th p qua
các mô hình thế giới thực ( Đặng Vĕn Đ c, 2001).
1
http://www.bando.com.vn.
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
Có nhiều ý kiến khác nhau về nghƿa thu t ngữ CSDL trong h th ng thông tin đ a
lý. Song ta có thể hiểu CSDL là t p h p lớn các s li u trong máy tính, đư c t
ch c sao cho có thể m r ng, sửa đ i và tra c u nhanh chóng đ i với các ng
d ng khác nhau (Nguy n Thế Th n & Trần Công Yên, 2000).
S li u đưa vào trong máy tính đư c thu th p từ nh v tinh, nh máy bay, các
lo i b n đ , s li u từ máy đ nh v , s li u th ng kê tính toán (Bernhardsen, T.,
1999).
Trong quá trình phát triển c a công ngh GIS các chi phí khác cho m t h th ng
thông tin đ a lý đã gi m r t nhiều, trong khi đó chi phí cho vi c xây dựng cơ s dữ
li u gần như không đ i nó thư ng chiếm kho ng 60 - 80% t ng chi phí cho m t dự
án GIS (De Vliegher B.M, 1998). Chính vì v y, nhiều tác gi cho rằng dữ li u là
trung tâm và có v trí quan trong nh t trong m t h th ng thông tin.
Có thể biểu di n các chi phí c a m t dự án GIS theo biểu đ sau:
Chi phí
Phần c ng
Dữ li u
Qu n tr
Phần mềm
Th i gian
Hình 2: Biến đ i các chi phí cho m t dự án GIS theo th i gian
S li u trong m t h GIS đư c chia thành 2 lo i là: (1) s li u không gian, (2) s
li u phi không gian.
S li u không gian đư c t ch c dưới d ng vecter là cách biểu di n các đ i tư ng
đ a lý dưới d ng điểm đư ng vùng, hay d ng raster là phương pháp biểu di n các
đ i tư ng dưới d ng các ô lưới hay các pixel (picture element)
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
X1Y1 X2Y2
X3Y3 X4Y4
Dữ li u d ng vecter Dữ li u d ng raster
Hình 3: Các phương pháp biểu di n dữ li u
Các s li u không gian thư ng đư c nh p vào máy tính bằng b n s hóa
(Digitizer) trong khuôn d ng dữ li u vecter hoặc nh p bằng máy scanner s li u
d ng raster, trong trư ng h p này đòi h i thêm công tác biên t p để chuyển s li u
sang d ng dữ li u ''thông minh'' d dàng sử d ng và biên t p đư c.
C hai phương pháp t ch c dữ li u đều có những mặt tích cực và h n chế nh t
đ nh, tuy nhiên cho tới nay hai phương pháp này v n đư c sử d ng ph biến đ i
với các h GIS trên thế giới (Nguy n Thế Th n, 1999 ).
Bảng 1: B ng so sánh các phương pháp biểu di n dữ li u
Dữ li u d ng vecter Dữ li u d ng raster
- Mô hình cô đ ng thu n ti n biểu - Mô hình hi u qu d t h p n p
di n dữ li u tự nhiên ch ng, hướng nh v tinh
- Thao tác hình h c d dàng, có - Có kh nĕng mô ph ng, d phân
kh nĕng t ng quát hóa d sửa tích s li u
đ i
- C u trúc dữ li u ph c t p, có tác - Dung lư ng lớn, ch t lư ng đ
gi cho rằng không chuẩn xác h a h n chế, biến đ i phi tuyến
trong biểu di n các đ i tư ng ph c t p
không gian
Thành phần dữ li u th hai c a m t h th ng thông tin đ a lý đó là dữ li u phi
không gian (nonspatial data) hay dữ li u thu c tính là các dữ li u mà khi chế biến,
thao tác, hoặc thay đ i chúng không làm thay đ i v trí không gian c a đ i tư ng
hoặc t o ra đ i tư ng mới. ( Lammen.M. & Genst, W.D., 2002).
Dữ li u thu c tính đư c thu th p bằng th ng kê, tính toán và chúng đư c nh p vào
h th ng bằng bàn phím. Các s li u thu c tính này đòi h i ph i có kh nĕng liên
kết chính xác với các đ i tư ng không gian mà nó mô t .
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
Phương pháp thông thư ng nh t trong t ch c dữ li u c a m t h th ng thông tin
là phương pháp t ch c theo các b n đ và các lớp thông tin. M i lớp thông tin là
biểu di n c a dữ li u theo m t m c tiêu nh t đ nh. Do v y, nó thư ng là m t hoặc
vài d ng thông tin c a m t h th ng, m i lớp thông tin đều ch a các dữ li u không
gian và thu c tính. Khi ch ng xếp các lớp thông tin này lên nhau ta sẽ đư c m t h
th ng t ng h p các thông tin cần nghiên c u về đ i tư ng (De Vliegher B.M,
1998).
1.6. Tổng quan về ch c năng và mối quan hệ với các ngành khoa học khác
1.6.1. Các ch c năng c a một hệ GIS.
Công ngh GIS đư c dùng để phân tích đ a lý như là kính hiển vi tiềm v ng và
máy tính đi n tử đ i với các môn khoa h c khác. Nó đư c coi như ch t xúc tác cần
để hòa nh p những sự tách bi t có tính ch t v t lý và có tính ch t đ a lý với các
lƿnh vực khác có sử d ng thông tin b n đ (Nguy n Thế Th n, 1999).
Theo Meaden và Kapetsky (1991) các ch c nĕng c a m t h GIS có thể chia thành
6 nhóm như sau:
¾ Thu th p và mã hóa dữ li u (Data Input and Encoding)
¾ Thao tác xử lý dữ li u (Data Manipulation)
¾ Sắp xếp dữ li u (Data Ratrieval)
¾ Phân tích dữ li u (Data Analysis)
¾ Biểu di n dữ li u (Data Display)
¾ Qu n lý cơ s dữ li u (Data Base Management)
M t điều d nh n ra là các ch c nĕng c a GIS ch yếu t p chung vào v n đề dữ
li u c a h th ng thông tin, trong đó:
• Thu th p và mã hóa: Là quá trình thực hi n tiếp nh p các dữ li u đầu vào và
chuyển các dữ li u này theo khuôn m u áp d ng đư c cho GIS.
• Thao tác xử lý: Nhằm m c đích đưa các dữ li u dưới d ng các t p tin sao cho
máy tính có thể d dàng sử d ng, hay nói cách khác là quá trình làm cho các
t p tin này có dung lư ng phù h p với b nhớ truy xu t ( RAM) c a máy
tính.
• Sắp xếp dữ li u: Là cách lựa ch n các thông tin dựa trên m t tiêu chuẩn hoặc
ch đề nào đó.
• Biểu di n: Là thực hi n vi c biểu di n các dữ li u bằng các biểu đ , b n đ ,
các b ng biểu c a m t đ i tư ng đ a lý.
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
• Qu n lý CSDL: Là vi c Sắp xếp qu n lý các dữ li u ph c t p sao cho vi c
truy c p, kết n i d dàng, lưu trữ và b o qu n dữ li u b o đ m cho h th ng
luôn ho t đ ng.
S c m nh c a các ch c nĕng trên trong m i h GIS khác nhau là khác nhau. Kỹ
thu t xây dựng các ch c nĕng trên cũng r t khác nhau. Chính vì v y, vi c lựa ch n
m t h GIS có ch c nĕng phù h p, ti n d ng là r t quan tr ng trong quá trình tiến
hành m t dự án GIS (Đặng Vĕn Đ c, 2000).
1.6.2. Mối quan hệ với các ngành khoa học khác.
GIS là sự h i t các lƿnh vực khoa h c tiên tiến với các ngành truyền th ng, nó
đư c coi là công ngh xúc tác vì tiềm nĕng to lớn c a nó đ i với ph m vi các
ngành có liên quan đến dữ li u không gian. GIS có kh nĕng h p nh t các s li u
mang tính liên ngành bằng cách t ng h p, mô hình hóa và phân tích (Nguy n Thế
Th n, 1999).
Theo tiến sỹ Đặng Vĕn Đ c (2000) m t h GIS luôn đư c xây dựng trên tri th c
c a nhiều ngành khác nhau như:
¾ Ngành đ a lý: Cung c p cung c p các hiểu biết về thế giới tự nhiên và con
ngư i
¾ Ngành khoa h c b n đ : Là m t trong những ngu n dữ li u đầu vào mang
tính chính xác cao cho cho h GIS
¾ Ngành vi n thám: Có môi quan h m t thiết với GIS, cung c p nh v tinh là
cơ s cho vi c phân tích và s hóa
¾ nh máy bay: Cung c p các dữ li u về đ cao
¾ B n đ đ a hình
¾ Khoa đo đ c
¾ Th ng kê: Cung c p các dữ li u thu c tính c a các đ i tư ng
¾ Khoa h c tính toán
¾ Toán h c
Hai tác gi Nguyền Thế Th n và Trần Công Yên (2000) cũng nêu ra các các ngành
có liên quan đế GIS trong đó các ông b sung thêm các ngành là công ngh máy
tính và truyền thông thông tin.
Trong cu n " Thành phần cơ b n c a GIS'' Nualchawee, K và Hung Tran (1998)
đề c p đến m i quan h 3S là GIS, vi n thám (remote sensing, RS) và h th ng
đ nh v toàn cầu ( global positioning systems, GPS) trong m i quan h đó.
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
- LuËn v¨n tèt nghiÖp ®¹i häc NguyÔn V¨n Kh¸nh
¾ Vi n thám cung c p các thông tin thay đ i thư ng xuyên c a bề mặt trái
đ t.
¾ GPS h tr GIS vi c đ a mã hóa các v trí trên bề mặt nhanh chóng và đ t
hi u qu .
Qua các m i quan h đó, ta có thể khẳng đ nh rằng GIS là m t ngành khoa h c
t ng h p nó bao g m tri th c c a r t nhiều các ngành khoa h c khác.
2. Các nghiên c u ng d ng c a GIS
2.1. ng dụng GIS trên thế giới.
2.1.1.Các lĩnh vực ng dụng GIS trên thế giới.
GIS đư c thiết kế như m t h th ng chung để qu n lý dữ li u không gian, nó có
r t nhiều ng d ng trong vi c phát triển đô th và môi trư ng tự nhiên c thể là:
Quy ho ch đô th , qu n lý nhân lực, nông nghi p, điều hành h th ng công ích, l
trình, nhân khẩu, b n đ , giám sát vùng biển, c u h a và b nh t t… Trong phần
lớn lƿnh vực này, GIS có vai trò như là m t công c h tr cho vi c l p kế ho ch
ho t đ ng ( 2).
Từ cu i những nĕm 70, đã có những đầu tư vào phát triển và ng máy tính trong
b n đ , đặc bi t là Bắc Mỹ, do các công ty tư nhân và nhà nước thực hi n. Lúc
đó, kho ng 1000 h th ng thông tin đ a lý đã đư c sử d ng, tới nĕm 1990 con s
này là 4000. châu Âu, tiến đ phát triển không bằng Bắc Mỹ, các nước phát
triển chính là Th y Sỹ, Na Uy, Đan M ch, Pháp, Niu Di Lân, Anh và Đ c(Trần
Minh, 2000).
T i châu Á vi c phát triển GIS ch m hơn nữa. Các nước có GIS phát triển thư ng
là các nước có tin h c và vi n thám phát triển như: Trung Qu c, Nh t B n, n Đ ,
Thái Lan, Indonesia…(Rajan, Mohan Sundara, 1991).
Những ng d ng c a GIS t p trung vào các lƿnh vực sau (3):
Môi trư ng: Nhiều t ch c môi trư ng trên thế giới cũng như nhiều qu c gia
đã áp d ng GIS vào lƿnh vực môi trư ng. Với m c đơn gi n GIS đư c sử
d ng để đánh giá hi n tr ng môi trư ng các khu vực trên trái đ t, ph c t p
hơn GIS đư c dùng để mô hình hóa các tiến trình xói đ t, c nh báo sự lan
truyền ô nhi m trong môi trư ng.
2
Http://www.GISday.com
3
http://www.bando.com.vn truy c p ngày 25/3/2003)
S u t m b i: www.daihoc.com.vn
nguon tai.lieu . vn
