Đồ án Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 tỉnh Hà Giang bằng phần mềm ArcGIS

phát hiện nếu chỳng đỳng về cú pháp nhưng sai về giá trị. 2.1.2.3. Sửa chữa dữ liệu Hầu hết việc sửa chữa dữ liệu rất tốn thời gian và thường lâu hơn thời gian nhập dữ liệu. Những giá trị thuộc tính sai hay những sai sót không gian trên bản đồ được sửa chữa bằng cách thay đổi giá trị của những ô sai. Nếu có nhiều ô sai cần số hoá lại ghi đè lên dữ liệu cũ. Những sai sót cục bộ trong cơ sở dữ liệu vector có thể sửa chữa bằng cách sử dụng khoá trong dữ liệu mới, chỉ ra vị trí của nó trong bảng số, hoặc dùng lệnh để quay, thờm, xóa, dịch chuyển... ghép hoặc tỏch cỏc phần của đồ thị theo yêu cầu. Việc sửa chữa các cơ sở dữ liệu raster thường gây khó khăn cho các phần khác của cơ sở dữ liệu. Việc sửa chữa này không tách biệt mà phải đảm bảo việc kết nối cơ sở dữ liệu. 2.1.2.4. Cập nhập dữ liệu Nhiều thông tin địa lý thay đổi theo thời gian như những thay đổi về ranh giới hành chính, biên giới sử dụng đất, những thay đổi về mạng lưới giao thông... Khi đó, cần thay đổi lại cơ sở dữ liệu và đú chớnh là công việc cập nhập cơ sở dữ liệu. Cập nhập thường bao gồm việc khảo sát lại và xử lý các thông tin mới. Có một số thông tin ví dụ bề mặt trái đất có thể thay đổi rất chậm nhưng trong đó có một vài thay đổi rất quan trọng nên cần bổ xung cả những thông tin này dù rất nhỏ. Mặt khác cũng cần thay đổi những dữ liệu phi không gian liên kết với các dữ liệu không gian mới cập nhập. 2.1.2.5. Xác định hệ tọa độ Để cơ sở dữ liệu xây dựng có ích cho việc phân tích địa lý, toàn bộ dữ liệu địa lý phải được nhập vào trong cùng một hệ toạ độ thông qua việc xác định các điểm khống chế địa lý trong hệ toạ độ chung đó. Các bước trong việc xác định hệ toạ độ: - Chọn dữ liệu nguồn. Các dữ liệu nguồn cho cơ sơ dữ liệu có thể là bản đồ giấy mà từ đó ta số hoá hay dữ liệu số từ các hệ thống khỏc cú một loại yếu tố mà bạn phải khảo sát khi chọn dữ liệu gốc để thoả món cỏc yờu cấu đặt ra. Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đó khác nhau và chủ yếu là: + Độ chi tiết của dữ liệu không gian. Tỷ lệ của nguồn dữ liệu gốc bản đồ quyết định đế mức độ chi tiết của dữ liệu không gian thể hiện trên bản đồ. + Phải biết được lưới chiếu của bản đồ gốc do tuỳ theo từng loại lưới chiếu mà mức độ biến dạng các tính chất không gian của các đối tượng địa lý sẽ khác nhau. + Độ chính xác của dữ liệu gốc. Các dữ liệu trên bản đồ có độ chính xác phụ thuộc vào phương pháp vẽ bản đồ, phép chiếu và tỷ lệ của nó. - Xác định lưới chiếu bản đồ cho cơ sở dữ liệu. Khi lựa chọn lưới chiếu lưu trữ cơ sở dữ liệu bạn cần lưu ý đến phép chiếu của dữ liệu gốc, các tính chất không gian cần bảo toàn và mục đích chính của cơ sở dữ liệu. - Xác định các điểm khống chế trong hệ toạ độ chung. Đây thực chất là việc ghi nhận các điểm trên bản đồ mà ta đã biết vị trí của chúng trên mặt đất. Khi ghi nhận một lớp thông tin về mặt đất thực ta phải đăng ký một số điểm trên bản đồ và lưu nhận chúng với toạ độ X và Y. Để đảm bảo sự biến dạng nhỏ nhất khi số hoá bản đồ thành các lớp thông tin cần phải có ít nhất 4 điểm khống chế và chúng được phân bố đều trên bản đồ. Các điểm khống chế (điểm Tic) thường là: góc khung toạ độ bản đồ, giao điểm cắt nhau của đường giao thông, điểm mốc lưới khống chế toạ độ, các điểm tham chiếu nội suy. - Tạo lớp phủ các điểm Tic tổng thể. Trước khi số hoỏ cỏc lớp thông tin trên bản đồ giấy ta phải tạo ra lớp phủ điểm Tic, cần có tối thiểu 4 điểm. Các lớp thông tin như đất, thuỷ hệ, giao thông... tập hợp lại thành một lớp phủ và tổ chức như là một mảnh bản đồ thực tế. Các lớp này còn gọi là các lớp thông tin chuyên đề, trên một vùng lãnh thổ chúng được thể hiện như là các lớp phủ theo phương thẳng đứng. Do vậy, cần thiết phải có một hệ khung (hệ toạ độ) để có thể chồng xếp các lớp thông tin đú lờn nhau, phủ vùng lãnh thổ chúng thể hiện. Thông thường các lớp thông tin được tạo ra từ các mảnh bản đồ khác nhau, nhưng khi quản lý trong cơ sở dữ liệu chúng được ghép nối lại thành một mảnh bản đồ lớn bao phủ cả khu vực quản lý. Việc phân chia các mảnh bản đồ như vậy còn gọi là phân mảnh bản đồ theo toạ độ khung. 2.1.3. Lưu trữ và quản lý dữ liệu (Data Management). 2.1.3.1. Quản lý dữ liệu Các đối tượng trên mặt đất được thể hiện trên bản đồ trong một mặt phẳng thông qua các đối tượng điểm, đường, vùng. Hệ tọa độ mặt phẳng (x,y) Đề các (Cartesian) được dùng để quy chiếu các đối tượng bản đồ tương ứng với các vị trí của chúng trên mặt đất. Trong phần mềm ArcGIS mỗi điểm được lưu trữ bằng một cặp tọa độ (x,y). Các đường (cung) được lưu trữ bằng một dãy các cặp tọa độ (x,y). Cỏc vựng được ghi thành một dãy các cặp tọa độ (x,y) xác định các đoạn thẳng bao quanh vựng đú. Với các cặp tọa độ (x,y) ta có thể biểu diễn các điểm, đường, vùng như một dãy các tọa độ thay cho hình ảnh hoặc đồ thị của chúng. Các tọa độ này sẽ được lưu trữ và quản lý như một tập hợp các số giá trị của (x,y) trong máy tính. Các giá trị tọa độ bản đồ có thể được biểu diễn bằng các đơn vị của trang bản đồ như “inch”, “cm”, “m” dùng để đo các khoảng cách trên bản đồ bằng thước đo. Nhưng các bản đồ trong công nghệ GIS lại thường sử dụng các hệ tọa độ gắn liền với thế giới thực và được quy chiếu trên một mặt phẳng. Các giá trị tọa độ này biểu diễn một vị trí thực của các đối tượng trên bề mặt Trái đất trong một hệ toạ độ nhất định. 2.1.3.2. Lưu trữ dữ liệu Việc xây dựng một cơ sở dữ liệu số tốn kém và mất thời gian, thực chất đó là việc chuyển đổi thông tin số hoá trong máy ra các môi trường nhớ cố định để được bảovệ tốt hơn. Trong hầu hết các trường hợp, dữ liệu được lưu giữ trong các môi trường từ như băng từ, đĩa từ... Dữ liệu thuộc tính được lưu dữ theo mô hình dữ liệu quan hệ (Relational Database Model), đây là mô hình phổ biến nhất và được nhiều hệ quản trị cơ sở dữ liệu nổi tiếng nhất hiện nay sử dụng. Cơ sở dữ liệu thường được thể hiện theo 3 chiều: - Chiều ngang: Do bản đồ thể hiện bề mặt của một vùng nào đó trên trái đất. Tuy nhiên để lưu trữ trong cơ sở dữ liệu ta không thể lưu trữ toàn bộ trong cùng một file được. Vì vậy, chúng ta phải quản lý phân mảnh mặc dù nó vẫn được coi là liên tục. Việc phân mảnh và ghép mảnh được thực hiện chính xác trang hệ thống thông tin địa lý. - Chiều dọc: Mô tả phân lớp thông tin. Trên một bề mặt, có rất nhiều thông tin khác nhau, những thông tin đó được quản lý trong cơ sở dữ liệu theo nguyên tắc phân lớp. Mỗi lớp biểu diễn một loại đối tượng: lớp nhà, lớp giao thông, lớp sông ngòi, lớp lưới điện... - Chiều xiên: Mô tả sự biến đổi của đối tượng theo thời gian. 2.1.4. Phân tích dữ liệu (Data Analysis and Retrieval) GIS là hệ thống rất thuận tiện để sản xuất các bản đồ số ở các tỷ lệ khác nhau. Với các phép chiếu khác nhau, với cách thể hiện đa dạng, mang tính mỹ thuật về đường nét và màu sắc. Nhưng sức mạnh và hiệu quả chính của GIS là ở chỗ GIS là công cụ phân tích. Các công cụ phân tích của GIS được xây dựng trên cơ sở các phép toán phân tích. Hiện nay công cụ đó ngày càng được mở rộng, phát triển phụ thuộc vào các chuyên môn ứng dụng khác nhau. Chính điều đó thể hiện tính phổ biến, tính hiệu quả, hệ thống mở của GIS. GIS cung cấp các công cụ cho phép ta nghiên cứu quá trình diễn ra trong thế giới thực theo các mô hình phát triển. Những mô hình mang tính không gian và thời gian đú giỳp ta hiểu rõ thế giới thực theo luận điểm khoa học khách quan, từ đó định hướng phát triển phù hợp mang lại hiệu quả lâu dài. Các phép toán phân tích ngày càng được mở rộng, phát triển nhiều và mạnh thêm. Ta có thể nhìn nhận chúng theo ba chức năng tổng quát nhất là: - Hỏi đáp dữ liệu (Database Query): Chọn ra các dữ liệu trong cơ sở dữ liệu theo các biểu thức tìm kiếm. Điểm khác biệt so với hỏi đáp dữ liệu truyền thống là các biểu thức tìm kiếm có chứa các phép toán không gian. Về bản chất, hỏi đáp dữ liệu không sinh ra các dữ liệu mới. - Tạo ra các bản đồ dẫn xuất (Derivative Mapping): Tạo ra các đối tượng mới từ các dữ liệu đã tồn tại trong cơ sở dữ liệu địa lý qua những mối quan hệ giữa các đối tượng hiện tượng. Trong các hệ GIS hiện đại, những mối quan hệ đó được mô tả bằng các biểu thức có chứa các phép toán không gian. Khả năng này rất hiệu quả để tạo ra bản đồ chuyên đề. - Mô hình hóa quá trình (Process Modelling): Xây dựng mô hình hóa quá trình tức là ta mô tả quá trình đó theo không gian và thời gian bằng cơ sở dữ liệu và các phép toán thao tác cơ sở dữ liệu đó. Đó là những hiểu biết thực sự về các đối tượng, thấy trước được các quy luật phát triển của chúng. Khi đó hệ thống thông tin của ta thật sự là môi trường chịu sự tác động của các quy luật ngẫu nhiên và tất nhiên. Phép phân tích này thể hiện tính chuyên môn rất cao. Chỉ với những hiểu biết thực sự và khoa học về các đối tượng hiện tượng, biết được các mối quan hệ, các tác động qua lại giữa chúng với nhau ta mới mô hình hóa được sự phát triển của chúng. Ngoài ra các công cụ phần cứng cũng như phần mềm đủ mạnh là một yếu tố quan trọng, bởi vì để phản ánh được quá trình phát triển của các đối tượng hiện tượng thì đòi hỏi các thông tin về chúng phải mới, không lạc hậu. Chính vì vậy cơ sở dữ liệu phải được cập nhập thường xuyên. Hơn thế nữa các phép toán mô tả sự phát triển của các đối tượng hiện tượng theo thưũi gian thường rất phức tạp nên yếu tố cần thiết để thực hiện việc mô hình hóa quá trình là phải có được các công cụ phần cứng và phần mềm hiện đại. Tóm lại với mô hình hóa quá trình ta mô tả được quả trình theo không gian và thời gian như vậy ta có thể dự đoán trước được sự phát triển sau này của các hiện tượng tự nhiên cũng như kinh tế xã hội. Trên cơ sở đó đưa ra các quyết định để điều khiển sự phát triển của các đối tượng, hiện tượng theo hướng có lợi. 2.1.5. Xuất dữ liệu (Data Output) Xuất dữ liệu là thao tác để biểu diễn lại dữ liệu đã được xử lý ở dạng cho người sử dụng hoặc ở dạng có thể chuyển đổi cho hệ thống máy tính khác. Dữ liệu cho người sử dụng được xuất ra dưới dạng: - In ra các bản đồ theo đúng quy phạm từ dữ liệu số. - Đưa ra các bảng biểu, đồ thị theo yêu cầu của người sử dụng. - Đưa ra các bản đồ chuyên đề phù hợp với mục đích sử dụng. Dạng cho hệ thống khác có thể là băng từ mà hệ đó có thể đọc được hoặc truyền đi qua mạng truyền số liệu. Hầu hết các Hệ thống thông tin địa lý đều có phần mềm để lựa chọn việc đưa dữ liệu ra. Các thiết bị xuất dữ liệu ở dạng cho người sử dụng thường là màn hình, máy in, màn hình đồ họa hay máy vẽ. Cả VDU và máy vẽ đều được xử lý bằng kỹ thuật raster hoặc vẽ đường vector. 2.2. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG ARCGIS ArcGIS Desktop là một sản phẩm của Viện Nghiên cứu hệ thống môi trường (ESRI). Có thể nói đây là một phần mềm về GIS hoàn thiện nhất. ArcGIS cho phép người sử dụng thực hiện những chức năng của GIS ở bất cứ nơi nào họ muốn: trên màn hình, máy chủ, trên web, trờn cỏc field… Phần mềm ArcGIS Desktop bao gồm 3 ứng dụng chính sau: ArcToolBox: Là một ứng dụng cung cấp các chức năng xử lý và phân tích không gian với tất cả các định dang dữ liệu của bộ sản phẩm ArcInfo. Nó cung cấp khoảng hơn 100 công cụ để thao tác với dữ liệu. Rất dễ dang để tìm ra công cụ để thực thi một chức năng mong muốn ArcCatalog: Là một ứng dụng mà ở đó có thể tập hợp các kết nối đến tất cả các nguồn dữ liệu cần sử dụng. Khi lựa chọn một kết nối thì có thể truy cập được vào dữ liệu trong kết nối đú. Cỏc kết nối đó có thể là đến các thư mục trờn mỏy hiện tại, có thể là các CSDL trên mạng hoặc thông qua ArcIMS trên Internet server. ArcMap: Là một ứng dụng cho phép người dùng hiển thị, chỉnh sửa dữ liệu không gian cũng như đữ liệu thuộc tính của thực thể. ArcMap hỗ trợ hầu hết các định dạng đồ hoạ thông dụng như *.dgn, shapefile, … nhưng sức mạnh được thể hiện rõ nhất khi sử dụng các định dạng do ESRI cung cấp như GeoDatabase… Các định dạng, mô hình dữ liệu địa lý trong phần mềm ArcGIS: - Shapefiles: Là một tập hợp các đối tượng đồng nhất về kiểu dữ liệu không gian, có thể là một trong các kiểu sau: Point, Polyline, Polygon, MultiPoint, MultiPatch. Một Shapefile bào gồm ba file chính lưu trữ dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Shapefile lưu các thuộc tính trong một dBASE file. Các thuộc tính khác của đối tượng có thể được lưu trong một bảng dBASE có kết nối đến shapefile thông qua một thuộc tính khoá. Hệ toạ độ của shapefile có thể chấp nhận giá trị “Unknown” hoặc được định nghĩa cụ thể. Hệ toạ độ này có thể được định nghĩa sau khi tạo shapefile. Miền giá trị của geodatabase feature classs là tĩnh không thể thay đổi, nhưng miền giá trị của shapefile được tính toán lại sau mỗi thay đổi trờn nó. - Coverage: Định dạng coverage được sử dụng làm chuẩn để trình bày dữ liệu vector trong ArcInfo. Định dạng này được sử dụng vỡ nó có hiệu quả cao đối với dữ liệu không gian và topology: dữ liệu thuộc tính được lưu trong các bảng quan hệ có thể tuỳ chọn kết nối với các cơ sở dữ liệu khác. Coverage kết hợp dã liệu không gian và dữ liệu thuộc tính cựng cỏc quan hệ topology trong đối tượng. Dữ liệu không gian dược lưu ở các file nhị phân và dữ liệu thuộc tính cùng với dữ liệu topology được lưu ở các INFO table. Coverage được lưu trong máy tính dưới dạng một thư mục. Tên thư mục chính là tên coverage, một tập hợp các coverage được tổ chức lại một nơi gọi là workspace. Mô hình của một workspace được thể hiện trong hình dưới đây. Một coverage bao gồm một tập các file, mỗi file trong số đó lưu một phần thông tin về feature class. - Geodatabase: Geodatabase là tên viết tắt của geographic database, là mô hình thông tin địa lý cốt lõi để tỏ chức dữ liệu GIS vào trong các layer chủ đề và trình diễn dữ liệu không gian. Geodatabase có thể được hiểu là một tập hợp các ứng dụng và các công cụ để thao tác và quản lý dữ liệu GIS. Các ứng dụng có thể được sử dụng trờn trỡnh khỏch (client – ArcGIS Desktop), hoặc trình chủ (ArcGIS server), và có thể trong các ứng dụng tuỳ chọn khác (ArcGIS Engine). Geodatabase là một GIS và DBMS được coi như là một chuẩn để lưu trữ dữ liệu vật lý và được thực thi bởi một hoặc nhiều người một lúc trờn cỏc DBMS và XML. Geodatabase được thiết kế như một mô hình lưu trữ mở. Chương 3 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1:10000 TỈNH HÀ GIANG BẰNG PHẦN MỀM ARCGIS 3.1. KHÁI QUÁT VỀ TỈNH HÀ GIANG 3.1.1. Điều kiện địa lý tự nhiên 3.1.1.1. Vị trí địa lý Phía Bắc tỉnh Hà Giang giáp tỉnh Vân Nam - Trung Quốc, phía Đông giáp tỉnh Cao Bằng, phớa Đông Nam giáp tỉnh Tuyên Quang, phía Tây giáp tỉnh Lào Cai và phía Nam giáp tỉnh Yên Bái. Hà Giang nằm trong tọa độ địa lý từ 22°10’ đến 23°23’ vĩ độ Bắc và 104°24’ đến 105°37’ kinh độ Đông. Tỉnh có 215,7km đường biên giới Việt - Trung, có cửa khẩu quốc gia Thanh Thuỷ và nhiều lối mở trên tuyến biên giới Việt - Trung trực tiếp giao lưu với vùng lục địa rộng lớn phía Tây Nam của Trung Quốc, được gắn với khu vực tam giác tăng trưởng Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh bằng các tuyến quốc lộ 2, 4C, 70, 32, có tiềm năng để phát triển dịch vụ - thương mại, xuất nhập khẩu và du lịch. Đồng thời cũng có vị trí chiến lược hết sức quan trọng về quốc phòng, an ninh và bảo vệ chủ quyền biên giới quốc gia. Là vùng đầu nguồn rộng lớn, địa bàn sinh sống của đồng bào các dân tộc thiểu số, có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự phát triển bền vững của quốc gia . 3.1.1.2. Đặc điểm địa hình Đặc điểm địa hình của Hà Giang rất phức tạp, có những nét riêng biệt mà cỏc vựng khỏc không có và được hình thành trong nhiều giai đoạn kiến tạo khác nhau, có nhiều đứt gãy, uốn nếp và sụt lún. Hà Giang có địa hình núi cao, trên 60% diện tích có độ cao trên 1.000 m, trên 90% diện tích có độ dốc trên 25º, bị chia cắt mạnh bởi các dãy núi chạy dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, xen kẽ là các thung lũng có địa hình tương đối bằng phẳng như Quản Bạ, Yên Minh, Hoàng Su Phì, Xín Mần… Phần lớn địa hình tỉnh Hà Giang là rừng rậm, núi đồi cao và dốc, xen kẽ nhiều thung lũng sâu và hẹp, đặc biệt có cao nguyên đá Đồng Văn ở phía Bắc vừa được công nhận là di sản của thế giới. 3.1.1.3. Đặc điểm địa chất Là miền phát triển các dãy núi cao và trung bình, sườn dốc chạy dọc song song và kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Xen với các dãy núi cao là các thung lũng sâu, phân cách mạnh. Hoạt động tầng kiến tạo và địa chất rất mạnh mẽ. Các quá trình động lực diễn ra các nơi: phong hoá, trượt lở, Karst, đá đổ, xâm thực, búc mũn. Cùng với sự thay đổi môi trường xung quanh: thiên nhiên, khí hậu, động thực vật và con người,... dẫn tới môi trường địa chất không được ổn định. Cấu trúc địa chất phát triển theo phương Tây Bắc - Đông Nam với cỏc nõng trồi địa lý kéo dài. Bên cạnh đó hình thành một loại các đứt gãy sâu, chạy dài cùng với phương cấu trúc chung Tây Bắc - Đông Nam càng làm tăng thêm mức độ phức tạp của cấu trúc đất đá. 3.1.1.4. Khí hậu Hà Giang có khí hậu điển hình của vùng nhiệt đới núi cao vùng Đông Bắc với ngày nóng, đêm lạnh, ít chịu ảnh hưởng của bão. Khí hậu trong năm chia làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9 có nhiệt độ và độ ẩm cao; mùa khô bắt đầu tư tháng 11 đến tháng 3 năm sau, khí hậu lạnh, độ ẩm và lượng mưa thấp. Tháng 4 và tháng 10 là thời gian chuyển giao giữa hai mùa. Nhiệt độ không khí bình quân năm là 22,25oC. Lượng mưa bình quân hàng năm từ 2.500 - 2.700 mm, phân bổ không đều, mưa lớn tập trung vào tháng 6,7,8 chiếm đến 80% lượng mưa cả năm. Cỏc thỏng khụ hạn bắt đầu từ tháng 12 năm trước đến tháng 3 năm sau. Độ ẩm trung bình trên 80%, số giờ nắng trong năm 1.500 giờ. Là khu vực chịu ảnh hưởng của gió Tõy và Đông Nam, ít chịu ảnh hưởng của bão và gió mùa Đông Bắc. Ngoài ra còn có mưa đá, gió lốc thường xảy ra vào đầu mùa mưa với tần suất xuất hiện trung bình 1,3 - 1,5 ngày/năm, có xuất hiện sương muối vào mùa đông, cá biệt còn có tuyết tại các vùng cao. 3.1.2. Tài nguyên thiên nhiên 3.1.2.1. Tài nguyên đất Tổng diện tích đất tự nhiên của tỉnh là 7.976,070 km2, chủ yếu là các loại đất đỏ và vàng nhạt phát triển trờn đỏ, cỏt, đỏ sét và đá vôi, có kết cấu khá chặt chẽ. Đất nông nghiệp đã sử dụng khoảng 62.274,3 ha, chiếm 7,10% tổng diện tích đất tự nhiên, trong đó đất ruộng lúa, màu là 12.741,42 ha, đất nương rẫy 30.275,51 ha, đất trồng cây hàng năm khác 7.938,52 ha, đất trồng cây lâu năm (chủ yếu là chè) 3.275,85 ha, đất vườn tạp 1.173 ha, đất đồng cỏ chăn nuôi 5.778 ha, mặt nước nuôi trồng thuỷ sản 410 ha. Đất lâm nghiệp đang có rừng 282.647 ha, độ che phủ đạt 30,3%, hầu hết là rừng phòng hộ, trong đó rừng tự nhiên là 274.651 ha, rừng trồng 9.045,94 ha. Đất chuyên dùng có khoảng 4.489,61 ha, trong đó đất giao thông 2.972,52 ha, đất xây dựng 379,26 ha, đất ở 1.918,443 ha. Đất trống đồi núi trọc có khả năng sử dụng còn rất lớn, 525.892 ha (chiếm 58% diện tích tự nhiên), trong đó đất bằng chưa sử dụng là 1.743,69 ha và đất đồi núi chưa sử dụng là rất lớn, khoảng 524.658,81 ha. 3.1.2.2. Tài nguyên rừng Hà Giang là một tỉnh miền núi cao, khí hậu đa dạng nên rất phong phú về tài nguyên động, thực vật, có điều kiện phát triển nền sản xuất hàng hoá với nhiều lâm sản quý. Với hơn 332 ha rừng (bao gồm cả rừng trồng và rừng tự nhiên) chủ yếu tập trung ở những nơi vùng cao và vựng sõu, vựng xa. Rừng của tỉnh Hà Giang với chức năng chủ yếu là phòng hộ, ngoài ra cũn cú cỏc rừng đặc dụng. Trong rừng tự nhiên còn một số gỗ quý hiếm có tính chất đặc hữu như Pơ mu, vân sam, thông,… các động vật quý hiếm như hổ, gấu, báo,... cỏc cây đặc sản như: cánh kiến đỏ, song, mây, tre và một số lâm sản khác. Rừng không chỉ có ý nghĩa đối với quốc gia còn có ý nghĩa đối với quốc tế về các mặt bảo tồn gen động, thực vật quý hiếm, nghiên cứu khoa học,… Cùng với sự phát triển kinh tế tỉnh Hà Giang cũng luôn chú trọng tới việc bảo tồn và phát triển tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá này. Tuy nhiên công tác quản lý và bảo vệ chưa hữu hiệu, do đó đây là nơi phát sinh vấn đề về môi trường cũng như thất thu ngân sách. 3.1.2.3. Tài nguyên khoáng sản Tỉnh Hà Giang có một số loại khoáng sản giá trị cao như vàng, kim loại màu, đất hiếm…, song chưa được đầu tư thăm dò, đánh giá đầy đủ. Đất hiếm gồm các loại quặng barớt, florit ở xã Mậu Long _Yên Minh với trữ lượng trên 40 triệu tấn đã được khai thác từ những năm 1980 nhưng mới ở quy mô rất nhỏ. Các điểm quặng kim loại màu như đồng, chì, kẽm ở khu vực xã Tả Lủng_ Mèo Vạc với trữ lượng khoảng 6.000 - 8000 tấn, đá lợp có ở dọc theo bờ sông Lô,vàng ở khu vực xã Linh Hồ_ Vị Xuyên. 3.1.2.4. Tài nguyên nước Hà Giang là tỉnh miền núi cao, có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa đông lạnh, mùa hè nóng, ẩm và mưa nhiều, lượng mưa thường tập trung vào tháng 6, 7, 8 (chiếm đến 80% lượng mưa cả năm), lượng mưa trung bình hàng năm bình quân trên 2.000 mm. Hệ thống sông suối, trên địa bàn có 3 con sông chớnh: sông Lô, sông Miện và sông Gõm, ngoài ra còn nhiều sông suối khác như sông Nho Quế, sông Bạc,... Hệ thống chứa nước và tiêu thụ nước của tỉnh Hà Giang được thể hiện trên 3 sụng chớnh sau: - Sông Lô: Bắt nguồn từ Trung Quốc có độ cao 1.500m, chảy từ tõy sụng đụng, chảy vào Việt Nam rồi chuyển theo hướng Bắc nam tại Hà Giang, nó đi qua toàn bộ huyện Vị Xuyên và phần Đông Bắc huyện Quang Bình, với mô đuyn dòng chảy trung bình từ 40ữ 80l/s.km2; sông dài 312 km với diện tích lưu vực là 6.860km2, trong đó phần diện tích trên lãnh thổ Việt Nam là 2.190 km2 và chiều dài 102km. - Sông Miện: Bắt nguồn từ Trung Quốc qua địa phận huyện Yên Minh từ độ cao 700m, chảy từ Tây sang Đông rồi đổ ra sông Lô. Tổng chiều dài sông là 159km, đoạn trong huyện Yên Minh chỉ có 64 km. Diện tích lưu vực khoảng 2.958km2, Mô đuyn dòng chảy mùa lũ tần suất 2% đạt 12ữ 14/s.km2. - Sông Gõm:Bắt nguồn từ Cao Bằng chạy dọc địa bàn huyện Bắc Mê, diện tích toàn bộ sông Gâm là 59.900km2, trong đó phần hứng nước thuộc địa phận tỉnh Hà Giang là 23.100km2. có diện tích lưu vực F>10km2, với Mô đuyn dòng chảy Mo = 47.781/s.km2, lưu lượng dòng chảy năm là 8,187 x 109m3 nước. Do đặc điểm địa hình của tỉnh có độ dốc lớn, sông suối có nhiều thác gềnh, lưu lượng nước hàng năm có sự biến đổi và biến động theo mùa do đó diện tích lưu vực và tần suất dòng chảy khác nhau gây ra những hạn chế như nỳn, sạt ảnh hưởng đến giao thông, song đây lại là một tiềm năng, lợi thế về nguồn nước để xây dựng thuỷ điện. Tỉnh cần quy hoạch, khai thác triệt để nguồn tiềm năng này đáp ứng ngày càng tốt hơn cho công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá. 3.1.3. Đặc điểm dân cư, kinh tế- xã hội 3.1.3.1. Dân cư, dân tộc và nguồn lao động - Dân số: + Tính đến ngày 31 tháng 12 năm 2009 dân số của tỉnh Hà Giang là 602.665 người, mật độ dân số là 38 người/km2 trong đó dân số thành thị chiếm 16%, nông thôn chiếm 86%; tốc độ tăng dân số là 21,08%. Số dân trong độ tuổi lao động là 174.200 người chiếm 50,8% so với tổng dân số. Số lao động qua đào tạo khoảng 34.033 người chiếm 22,8%. Hà Giang là nơi sinh sống của 21 dân tộc khác nhau, trong đó dân tộc Thái chiếm 33,5%, dân tộc H' Mông chiếm 23,6%, dân tộc Dao chiếm 14,4%, dân tộc Kinh chiếm 11,2%, dân tộc Hà Nhì chiếm 5,6% còn lại là các dân tộc khác chiếm 11,7%. + Dân số tỉnh Hà Giang sống rải rác ở các khu vực vùng cao, vựng sõu nhất là đồng bào dân tộc thiểu số, đời sống gặp nhiều khó khăn, nhiều dân tộc vẫn còn tình trạng sống du canh, du cư đã ảnh hưởng không nhỏ cho sự phát triển kinh tế xã hội, bảo vệ an ninh quốc phòng trên địa bàn tỉnh. - Nguồn Lao động của tỉnh: + Đến năm 2009 số lao động được đào tạo 26.241 người, số lao động chưa có việc làm ổn định khoảng 5.628 người, số lao động thành thị19.874 người, số lao động nông thôn là 138.675 người. + Sự chênh lệch về trình độ học vấn, dân trí giữa cỏc vựng trong tỉnh khá cao, nhất là các dân tộc thiểu số có phong tục, tập quán lạc hậu đã tác động lớn tới việc tiếp thu, ứng dụng tiến bộ KHKT, phát triển kinh tế hàng hóa. - Lao động công nghiệp: + Hoạt động lao động sản xuất công nghiệp có đóng góp đáng kể vào nguồn thu cho ngân sách và sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội của địa phương. Tạo việc làm, góp phần giải quyết việc xóa đói giảm nghèo. Các cơ sở công nghiệp thường gắn với các trung tâm huyện, xó, cỏc hoạt động sản xuất công nghiệp có sự tác động với các ngành kinh tế khác như việc hình thành cỏc vựng cây công nghiệp chuyên canh, góp phần phát triển lao động các ngành nông, lâm nghiệp. + Lực lượng lao động trong ngành công nghiệp tăng nhanh, năm sau cao hơn năm trước, và chủ yếu là lao động phổ thông, tập trung phần lớn ở các cơ sở sản xuất hộ gia đình, cá thể, HTX thủ công, mang tính thời vụ. + Lao động trong ngành công nghiệp của tỉnh năm 2009 có khoảng 10.260 người, trong đó có 8.128 lao động trong khu vực ngoài quốc doanh chiếm 80% tổng số lao động sản xuất công nghiệp. + Sự phân bố cơ cấu lao động theo ngành chủ yếu tập trung ở các ngành sản xuất vật liệu xây dựng, chế biến nông, lâm sản, thực phẩm. Phần lớn lao động chưa qua đào tạo (khoảng 72%) đây là một trong những yếu tố có ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả sản xuất kinh doanh của ngành. 3.1.3.2. Tiềm năng kinh tế 3.1.3.2.1. Những lĩnh vực kinh tế lợi thế Do điều kiện địa hình phức tạp và bị chia cắt mạnh cùng với diện tích tự nhiên lớn, mật độ dân cư thấp và phân bố không đều, tập trung chủ yếu ở các thị trấn, thị xã và cỏc vựng chuyên canh sản xuất lương thực tập trung nên việc đi lại giao lưu hàng hoá giữa cỏc vựng trong tỉnh, giữa tỉnh với các địa phương khác của cả nước gặp rất nhiều khó khăn. Đó cũng là trở ngại lớn trong việc đầu tư xõy dựng kết cấu hạ tầng kinh tế xã hội do đơn giá quá cao, lãi suất đầu tư lớn, khả năng huy động và sự đóng góp của nhân dân hạn chế. Bên cạnh những khó khăn, hạn chế trên, điều kiện tự nhiên của tỉnh cũng có nhiều tiềm năng để phát triển kinh tế, nhất là phát triển nông - lâm nghiệp và thương mại - dịch vụ - du lịch với các ưu thế nổi bật như: có diện tích đất đai chưa được khai thác rất rộng lớn; có khu kinh tế cửa khẩu với Trung Quốc, có nhiều danh lam thắng cảnh với bản sắc văn hoá dân tộc phong phú. 3.1.3.2.2. Tiềm năng du lịch Hà Giang có nhiều danh lam thắng cảnh và địa danh lịch sử, có nhiều dân tộc cư trú với bản sắc và truyền thống văn hoá đặc thù. Hà Giang là một tỉnh có phong cảnh thiên nhiên hữu tình, giàu tiềm năng du lịch như khu du lịch sinh thái Thạch Long Viên, hang Tựng Bá, cao nguyên đá Đồng Văn….. Ngoài ra, Hà Giang còn cú cỏc lễ hội truyền thống như: lễ hội chợ tình Khau Vai lễ hội mừng Măng Mọc lễ hội trọi trâu và nhiều lễ hội của những dân tộc Mảng, Kháng, Sinh Mun, La Hử, Khơ Mú, Phự Lỏ… Đó là một thế mạnh, một lợi thế so sánh lớn. Nếu nghiên cứu và đầu tư hợp lý, Hà Giang sẽ trở thành một trung tâm dịch vụ - thương mại và du lịch của khu vực. 3.1.3.3. Cơ sở hạ tầng Hà Giang là một tỉnh miền núi cao, địa hình hiểm trở nên hệ thống giao thông còn nhiều khó khăn. Giao thông của tỉnh chủ yếu là đường bộ; đường dốc dài và có nhiều khúc khuỷu, giao thông đường thủy phụ thuộc hoàn toàn vào mùa mưa; tỉnh chưa có tuyến đường sắt, đường hàng không lên nhu cầu đi lại còn gặp nhiều khó khăn. + Đường quốc lộ: Trên địa bàn tỉnh Hà Giang có 5 tuyến đường Quốc lộ đi qua là các tuyến 2, 4C với tổng chiều dài 337 km, có 154 km thảm bê tông nhựa, 183 km mặt đường đá dăm láng nhựa. + Đường tỉnh lộ: Gồm 3 tuyến là tỉnh lộ 34 (Hà Giang – Bắc Mê) dài 52km; tỉnh lộ 279 (Bắc Quang (Hà Gaing)_ Na Hang (Tuyên Quang) dài 65 km, tỉnh lộ 178 (Bắc Quang_ Xớn Mần) dài 48 km Tổng số chiều dài đường tỉnh lộ là 165 km. + Đường liên huyện, liên xã: Có tổng chiều dài 529 km chủ yếu là các loại đường nông thôn loại A, B. Mặt đường cấp phối với chiều dài là 310 km và đường tự nhiên với chiều dài 282 km; hầu hết các tuyến mới chỉ đi lại được vào mùa khô. 3.2. XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1:10000 TỈNH HÀ GIANG BẰNG PHẦN MỀM ARCGIS Cơ sở dữ liệu GIS gồm hai thành phần: - Cơ sở dữ liệu không gian. - Cơ sở dữ liệu thuộc tính. Cơ sở dữ liệu GIS phải được xây dựng trờn cỏc chuẩn (Standard) dữ liệu địa lý quốc tế và các thủ tục (Procedure) cần thiết, đảm bảo cho việc trao đổi và chia sẻ thông tin trong hệ thống giữa các ngành, các địa phương trong cả nước cũng như quốc tế. Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 tỉnh Hà Giang gồm 79 mảnh có phiên hiệu mảnh từ : F- 48- 1-B - a-1, F- 48 - 41-B - a-2, F- 48 - 41-B -a-3. F- 48 – 54 -C-b -2 , F- 48 – 54 -C-b -3. Trong phạm vi đề tài em xõy dựng cơ sở dữ liệu địa hình cho mảnh có phiên hiệu F- 48 – 42 -A- a -1, F- 48 – 42 -A- a -2 c ủa xã Yên Bình huyện Quang Bình tỉnh Hà Giang 3.2.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian Cơ sở dữ liệu không gian là cơ sở dữ liệu có chứa trong nó những thông tin về định vị của đối tượng. Nó là những dữ liệu phản ánh, mô tả những đối tượng có kích thước vật lý nhất định hay có một không gian nhất định. Cơ sở dữ liệu không gian địa lý là những dữ liệu phản ánh những đối tượng có mặt trên bề mặt trái đất. Từ góc độ công nghệ thông tin địa lý, đó là những yếu tố địa lý được phản ánh trên bản đồ bằng những kiểu cấu trúc dữ liệu nhất định. Dữ liệu không gian có 3 dạng cơ bản: Điểm, đường, vùng. Việc xây dựng cơ sở dữ liệu không gian thực chất là chuyển các yếu tố trên bản đồ sang dạng số, nghĩa là ta tiến hành công tác số hóa bản đồ. Các đối tượng bản đồ khi tồn tại dưới dạng số được thể hiện và lưu trữ trên những lớp thông tin khác nhau. Vì vậy, trước khi số hóa thành lập bản đồ số, các đối tượng cần thể hiện trên bản đồ phải được xác định trước cần phải lưu trữ trên lớp thông tin nào. *Sơ đồ quy trình: Bản đồ gốc (trên giấy, phim, diamat) Quét bản đồ Nắn bản đồ Số hóa bản đồ Hoàn thiện dữ liệu Biên tập và trình bày bản đồ Lưu trữ số liệu Hình 3.1 : Quy trình thành lập cơ sở dữ liệu từ bản đồ giấy. 3.2.1.1. Quét bản đồ Quét bản đồ là quá trình chuyển các bản đồ được lưu trữ trên giấy, phim, diamat, thành các tập tin dữ liệu dưới dạng ảnh (raster file), sau đó tùy thuộc vào phần mềm xử lý ảnh và phần mềm quản lý bản đồ hiện có mà chuyển các raster file sang các định dạng khác như: *.TIFF, *.RLE, *.EPS, *.BMP,... éõy là giai đoạn rất quan trọng trong việc thành lập bản đồ số từ bản đồ giấy vỡ nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng ảnh thông qua việc chọn độ phân giải khi quét. Tuy nhiên, việc chọn độ phân giải cao hay thấp còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm: chất lượng tài liệu gốc, mục đích sử dụng, dung lượng trống của đĩa cứng. Một raster file có chất lượng cao thì kích cỡ raster file đó sẽ lớn gây ra nhiều khó khăn cho việc lưu trữ và chuyển đổi. Hiện nay trên thị trường có nhiều loại máy quét khác nhau về khổ giấy và về nhãn hiệu. Về khổ giấy thông dụng nhất là khổ A4, A3. Về nhãn hiệu phổ biến nhất là hiệu EPSON và một số nhãn hiệu của tập đoàn Inter-graph. 3.2.1.2. Nắn bản đồ Nắn bản đồ là quá trình chuyển đổi ảnh đang ở tọa độ hàng - cột của các điểm ảnh (pixel) về tọa độ trắc địa thực (hệ tọa độ địa lý hoặc tọa độ phẳng). Đây là bước quan trọng nhất trong quy trình thành lập bản đồ số vỡ nó ảnh hưởng đến toàn bộ độ chính xác của bản đồ sau khi được số hóa dựa trên nền ảnh. Quá trình nắn này được dựa trên tọa độ của các điểm khống chế trên ảnh, tọa độ của các điểm khống chế tương ứng trên file dgn và mô hình được chọn để nắn. Việc xác định tọa độ các điểm trên ảnh phải thật chính xác và trùng với bản đồ giấy. Tọa độ một điểm được xác định trên ảnh và thực tế có sự sai lệch nhau, tùy thuộc vào tỷ lệ bản đồ và mục đích thành lập bản đồ mà sai số cho phép sẽ khác nhau. Các điểm định vị trên vừa định nghĩa vùng làm việc cho quá trình số hóa, vừa là cơ sở cho quá trình tiếp biên giữa các mảnh bản đồ. Đối với các ảnh quét từ bản đồ trên giấy, điểm khống chế được chọn để nắn ảnh thường là các mắt lưới km. - Tạo lưới Km: Lưới Km được tạo dựa vào tọa độ của cỏc gúc khung và khoảng cách giữa các mắt lưới. Lưới Km được sử dụng làm cơ sở cho việc chọn các điểm khống chế khi nắn bản đồ. Phần mềm Microstation sẽ cung cấp cho ta công cụ để tạo lưới km: trước tiên nhập tọa độ 4 điểm góc khung, sau đó nối chúng lại để tạo thành các cạnh của khung. Cuối cùng copy các cạnh để tạo thành các gạch lưới Km. - Nắn bản đồ: Trong cơ sở dữ liệu, để hiển thị một bản đồ ảnh quét hoặc sử dụng làm nền để số hóa, người sử dụng phải thực hiện cỏc phộp chuyển đổi không gian từ dữ liệu raster (có tọa độ hàng cột) sang một hệ thống tọa độ phổ biến khác như tọa độ địa lý (Longtitude / Latitude), hệ tọa độ UTM (Universal Transverse Mercator). Các bước làm việc với IRASB thường được bắt đầu bằng việc gắn ảnh vào hệ thống tọa độ của file đồ họa (mà ở đây là file dgn của MicroStation). 3.2.1.3. Số hóa bản đồ Số hóa là quá trình biến đổi dữ liệu raster thành dữ liệu vector, hay nói cách khác đây là quá trình vẽ lại bản đồ giấy trên máy tính hoặc bàn số hóa nhằm tạo một bản vẽ dạng số của bản đồ đó. Hiện nay có rất nhiều phần mềm số hóa bao gồm Autocad, Mapinfo, Arcinfo, Microstation... Sau khi số hóa, tùy thuộc vào phần mềm số hóa mà dữ liệu vector sẽ được tổ chức trong các định dạng files khác nhau như với Mapinfo sẽ được lưu trữ vào files *.TAB, với Microstation sẽ được lưu trữ vào files *.DGN. Tuy nhiên, khi số hoỏ trờn bản đồ giấy có một hạn chế là bản đồ giấy thường được thành lập và sử dụng trong một thời gian dài, không đảm bảo được tính thời sự của thông tin thể hiện. Trong khi công tác xây dựng cơ sở dữ liệu trong GIS đòi hỏi thông tin cung cấp từ bản đồ phải chính xác, đầy đủ và kịp thời. Do đó khi số hoá bản đồ tỉnh Hà Giang có kết hợp sử dụng ảnh hàng không để bổ sung những yếu tố còn thiếu hoặc có thay đổi trên bản đồ. 3.2.1.4. Nhập dữ liệu. Dữ liệu bản đồ số dưới khuôn dạng *.DGN được nhập trực tiếp vào hệ thống, sau khi nhập xong tiến hành in thử để kiểm tra độ chính xác của dữ liệu.  Hình 3.2 : Kết quả quá trình nhập dữ liệu 3.2.1.5. Hoàn thiện và chuẩn hóa dữ liệu. Sau quá trình số hóa, dữ liệu được nhận là dữ liệu thô, chưa phải đã hoàn thiện và sử dụng được, cần phải qua một quá trình chỉnh sửa hợp lệ. - Sửa các lỗi đối với dữ liệu dạng đường: Quá trình này bao gồm các công đoạn: lọc bỏ điểm dư thừa (filter), làm trơn đường (smooth), loại bỏ các đối tượng trùng nhau, sửa các điểm cuối tự do và tạo các điểm giao. - Sửa các lỗi đối với dữ liệu dạng Cell: + Với các cell không đúng lớp: ta chọn tất cả các cell theo tên cell bằng công cụ Select by Attribute trong Microstation, sau đó dùng Change Element để đổi tất cả các cell có tên đã chọn về lớp đã quy định. + Với các cell đặt không đúng kích thước: Ta có thể thay đổi các cell này bằng công cụ Replace Cell của Microstation. + Với các cell sai về vị trí: Sử dụng công cụ Move Element để đưa cell về đúng vị trí. - Sửa các lỗi đối với dữ liệu dạng Text: Các lỗi thường gặp đối với dữ liệu ở dạng Text đó là sai font chữ, kích thước chữ, sai về vị trí và sai lớp. Để sửa các lỗi ta dùng Change Element để đổi các text đặt không đúng lớp về lớp đã quy định. Dùng Change Text Attribute để đổi font và kích thước chữ. Sau khi chỉnh sửa dữ liệu là quá trình kiểm tra tính đầy đủ của đối tượng và độ chính xác của dữ liệu sau khi số hóa. Quá trình này ảnh hưởng đến độ chính xác cũng như chất lượng của sản phẩm sau này. Kiểm tra độ chính xác của dữ liệu là kiểm tra mức độ sai số giữa dữ liệu raster và dữ liệu vector (là độ lệch giữa các đường vector và tâm đường raster).Kiểm tra tính đầy đủ đối tượng nghĩa là kiểm tra và bổ sung đầy đủ các đối tượng cần thu nhận theo yêu cầu đề ra đối với từng loại bản đồ tài liệu. Khi thực hiện công tác này người kiểm tra phải nắm được toàn bộ các thông số đồ họa quy định cho từng đối tượng, sử dụng thành thạo các công cụ sửa chữa và số hóa đối tượng để khi gặp các lỗi phải tiến hành xử lý ngay. Sau khi hoàn thiện và chuẩn hóa dữ liệu ta được các lớp thông tin như sau: *Lớp Cơ Sở: Hình 3.2.1: Lớp cơ sở Lớp cơ sở là lớp gồm lưới toạ độ, điểm khống chế toạ độ điểm độ cao các cấp, các điểm khống chế đo vẽ cú chụn mốc để sử dụng lâu dài. Các yếu tố dạng điểm cần thể hiện với độ chính xác 0.1 mm trên bản đồ. * Lớp địa giới hành chính Biểu thị chính xác đơn vị hành chính, các đường địa giới quốc gia, tỉnh, huyện, xó, cỏc mốc địa giới hành chính và các điểm ngoặt của đường địa giới. Hình 3.2.2 : Lớp địa giới hành chớnh * Lớp địa hình Hình 3.2.3 : Lớp địa hình Lớp thông tin địa hình tự nhiên thể hiện trên bản đồ bao gồm: đường bình độ, điểm độ cao, điểm đỉnh đồi, núi và các điểm đặc trưng của địa hình. * Lớp thủy hệ Hình 3.2.4 : Lớp thủy hệ Mạng lưới thủy văn bao gồm: biển, hồ, hồ nhân tạo, đầm, ao, sông suối, rạch, kênh, mương máng, giếng, mạch nước. Các đối tượng này phải được thê hiện chính xác trong cơ sở dữ liệu. Đường bờ nước, đường mép nước thể hiện theo mức nước cao nhất hoặc mức nước tại thời điểm đo vẽ. * Lớp giao thông Bao gồm tất cả các loại đường bộ, đường sắt, đường trong làng xóm, ngõ phố, đường qua cánh đồng, cầu giao thông, cống giao thông … Ta cần thể hiện tim đường cho các loại đường trên. Hình 3.2.5 : Lớp giao thông * Lớp hạ tầng dân cư Lớp hạ tầng dân cư bao gồm cỏc vựng dân cư, điểm dân cư (đô thị và nông thôn), các công trình kiến trúc, các công sở, cơ sở văn hóa, an ninh, quốc phòng, du lịch, tôn giáo, đào tạo, sản xuất thương mại… Các đối tượng này được thể hiện chính xác về vị trí, hình dáng …trong cơ sở dữ liệu với các thuộc tính kèm theo. Hình 3.2.6 : Lớp hạ tầng dân cư * Lớp phủ bề mặt Lớp thực phủ bao gồm các yếu tố về đất đá (đất bãi, đất trống, nỳi đỏ…), thực vật (dân cư, rừng bụi rải rác, lúa, màu, cây ăn quả, cây công nghiệp dài và ngắn ngày …). Hình 3.6 : Lớp phủ bề mặt 3.2.1.6. Biên tập và trình bày bản đồ Mục đích của công tác biên tập trong thành lập bản đồ địa hình là đảm bảo sự thống nhất của nội dung bản đồ, biểu thị đúng, chớnh xác và đầy đủ rừ rang địa vật và địa hình bằng các ký hiệu đã quy định trong “Ký hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, và 1:10000” Cục Đo Đạc và Bản Đồ Nhà Nước- Hà Nội 1991 ( với phần thực nghiệm này là tỷ lệ 1:10000), đảm bảo tớnh nhất quán của các yếu tố nội dung địa vật cũng như địa hình cùng loại trên các tờ bản đồ khác nhau trong khu vực đo vẽ. Công tác biên tập phải được tiến hành trong tất cả các giai đoạn thành lập bản đồ địa hình. *Yêu cầu của công tác biên tập: -Biên tập viên có trách nhiệm phổ biến, giải thích các văn bản kỹ thuật, theo dừi thực hiện, kiểm tra, nghiệm thu và báo cáo tình hình thực hiện nhiệm vụ của đơn vị hay cá nhõn do mình phụ trách. -Biên tập các ký hiệu dạng điểm: Các ký hiệu dạng điểm như bệnh viện, nhà, đình, chùa….thì cần phải trình bày theo đúng ký hiệu quy định với lưu ý đến trọng tõm các ký hiệu phải đặt đúng vị trí. -Biên tập các ký hiệu dạng đường: Các đối tượng dạng đường phải biên tập các đối tượng đó đúng vị trí, kích thước hình dạng và đúng kiểu đường. Đối tượng dạng đường khi tồn tại ở dạng dữ liệu thì nó phải gặp nhau tại các điểm nút và nó là một đối tượng duy nhất, các dữ liệu sau khi số hoá, chỉnh sửa và làm đẹp thì được thay đổi ký hiệu và được biên tập lại. Nhưng khi thể hiện nó dưới dạng ký hiệu bản đồ thì có thể thể hiện nó bằng hai hoặc ba đường. -Biên tập các ký hiệu dạng vùng: Các đối tượng dạng vùng thì cần phải tạo vùng, tô màu hoặc trải ký hiệu, các đối tượng đó tồn tại dưới dạng shape hoặc complex shape, do đó cần phải tạo vùng từ những đường bao kín. Hiện nay có rất nhiều phần mềm xử lý bản đồ, cách tổ chức và quản lý dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính ở các phần mềm có khác nhau, nhưng quy trình biên tập chuyển từ bản đồ giấy thành bản đồ số nhìn chung là giống nhau. Với sự phát triển của công nghệ thông tin cùng với nhu cầu về tổ chức xây dựng cơ sở dữ liệu quốc gia, hiện nay việc thành lập bản đồ số thay thế bản đồ giấy là rất cần thiết và là nhiệm vụ cấp bách. 3.2.1.7. Lưu trữ dữ liệu Kết quả của quá trình số hoá và biên tập bản đồ có thể được lưu trữ dưới hai dạng: lưu trữ trên đĩa và in ra giấy. Bản đồ địa lý tỉnh Hà Giang được số hóa phục vụ công tác xây dựng cơ sở dữ liệu trên phần mềm ArcGIS nên các dữ liệu bản đồ sau khi số hoá, biên tập sẽ được chuyển sang dạng shapefile. Để chuyển từ khuôn dạng *.dgn của MicroStation sang *.shp của ArcGIS cú cỏc cỏch sau: Cách 1: Vào ArcToolBox chọn Conversion tools → To Geodatabase → Export to CAD. Cách 2: Bấm phải chuột vào file DGN sau đó chọn Export → To Geodatabase. Cách 3: Trong ArcToolBox tạo mới một Geodatabase. Bấm phải chuột vào Geodatabase chọn Import → Feature class. 3.2.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu thuộc tính Các bước thu nhận thông tin thuộc tính với phần mềm ArcGIS như sau: - Nhập thông tin thuộc tính. Với cơ sở dữ liệu sẵn có, là cơ sở dữ liệu không gian đã được xây dựng ở trên, để nhập các bản dữ liệu đó vào ArcGIS ta sử dụng công cụ Add data trên thanh công cụ của ArcMap rồi chọn đường dẫn đến Feature Class trong Geodatabase cần thao tác, click Add. Như vậy ta sẽ cú cỏc lớp thông tin khi chuyển sang dạng .*shp là: Hình 3.2.2.1 : Lớp địa giới hành chớnh Hình 3.2.2.2 : Lớp địa hình Hình 3.2.2.3 : Lớp thủy hệ Hình 3.2.2.4 : Lớp giao thông Hình 3.2.2.5 : Lớp dân cư Hình 3.2.2.6 : Lớp phủ bề mặt Hình 3.2.2.7 : Lớp tim đường Hình 3.2.2.8 : Chồng xếp các lớp thông tin lại với nhau - Liên kết thông tin thuộc tính. Sau khi các bảng thông tin thuộc tính đã được nhập vào ArcGIS, ta có thể đưa chỳng lờn bản đồ bằng cách liên kết với các bảng thuộc tính của đối tượng bản đồ (Attribute Table of Theme). Khi đó, tất cả các trường trong bảng dữ liệu sẽ được chuyển sang bảng Attribute Table và ta có thể sử dụng các trường dữ liệu này để dán nhãn, xây dựng các câu hỏi truy vấn hoặc phân tích tạo các bản đồ chuyên đề. Công cụ thực hiện phép liên kết trong ArcGIS là Join. Sau khi thực hiện liên kết thì trong bảng dữ liệu thuộc tính của file gốc, ngoài các field có sẵn sẽ xuất hiện thờm cỏc field của đối tượng địa lý muốn liên kết. Chú ý, các trường mới này chỉ mang tính chất hiển thị, không lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của file gốc. Muốn lưu trữ thêm trường nào của file gốc ta phải tạo thêm trường mới. - Cập nhật thông tin. Các thông tin phải được cập nhật thường xuyên , ta có thể truy cập thông tin thuộc tớnh thông qua bản đồ đã được đo vẽ bổ sung hoặc có thể tạo ra các bản đồ thông qua cơ sở dữ liệu dạng bảng. Để truy nhập và hiển thị các dữ liệu này, máy tính phải lưu trữ cả dữ liệu bảng và dữ liệu đồ họa theo khuôn dạng có tổ chức và có thể tìm kiếm được theo đặc điểm của phần mềm ArcGIS. 3.2.3. Quản lý - Lưu trữ dữ liệu 3.2.3. 1. Quản lý dữ liệu Thông tin dữ liệu bao gồm hai kiểu thông tin: Thông tin địa lý và thông tin thuộc tính. Các thông tin này được lưu trữ trong các tệp tin trên máy tính và trong phần mềm ArcGIS chúng được quản lý trong các tập tin độc lập chứa thông tin địa lý và thông tin thuộc tính về các đối tượng trên bản đồ. Tính ứng dụng của một hệ GIS phụ thuộc vào khả năng liên kết hai kiểu dữ liệu này và khả năng duy trì mối quan hệ không gian giữa các đối tượng bản đồ, khả năng tích hợp các loại dữ liệu trên cho phép chúng ta tìm kiếm và phân tích dữ liệu một cách có hiệu quả. Một vấn đề khá quan trọng trong việc quản lý dữ liệu là chuyển tọa độ của các lớp số hóa về một hệ tọa độ thực, thống nhất chung cho toàn bộ các lớp thông tin trong cơ sở dữ liệu đã xây dựng. Nhiệm vụ này được thực hiện như sau: - Tạo ra lớp chứa thông tin toạ độ các điểm Tic. - Nhập thông tin tọa độ lớp Tic. - Chuyển toạ độ lớp Tic sang tọa độ UTM. - Chuyển lớp thông tin số hóa về toạ độ thực. 3.2.3.2. Lưu trữ dữ liệu Kết quả của quá trình số hoá và biên tập dữ liệu có thể được lưu trữ dưới hai dạng: lưu trữ trên đĩa và in ra giấy. Dữ liệu địa lý tỉnh Hà Giang sau khi chuẩn hóa sẽ được chuyển sang dạng *.shp. Để chuyển từ khuôn dạng *.dgn của MicroStation sang *.shp của ArcGIS ta làm như sau: Khởi động ConvertDGN. Trờn dũng “thư mục lược đồ (TopSys)” ta chọn đường dẫn cho file TopSys. Trờn dũng “Tệp Dsign (.dgn)” ta chọn đường dẫn cho file *.dgn cần chuyển đổi khuôn dạng. Trờn dòng “Tệp Personal Geodatabase (.shp)” ta chọn đường dẫn cho tệp *.shp 3.2.4. Phân tích dữ liệu Sau khi biên tập hoàn chỉnh các dữ liệu, ta có một cơ sở dữ liệu địa lý khá hoàn thiện và bắt đầu quá trình thực hiện các thao tác phân tích. Mỗi lớp thông tin trong cơ sở dữ liệu chỉ chứa đựng một số thông tin nhất định cần thiết cho quá trình phân tích. Các kết quả phân tích địa lý có thể được thể hiện thông qua các bản đồ, các báo cáo. 3.2.4.1. Làm việc với dữ liệu bảng trong ArcGIS Để hiển thị bảng thuộc tính ta kích chuột phải vào Feature Class hoặc Table hiển thị trong danh sách layer, chọn Open Atribute Tables (với Feature Class) và Open đối với Table. - Tạo mới trường dữ liệu cho Feature Class và Table: Click vào nút lệnh Options, chọn Add Field, đỏnh tờn trường vào ô Name và chọn kiểu dữ liệu tại ô Type. Đưa vào các ràng buộc cho trường dữ liệu trong Field Properties. Kick OK. - Thêm bản ghi vào trong Feature Class và Table: Kick , nhập thông tin cho bản ghi mới, Kick , Kick Editor, Kick Save Edits để lưu lại các bản ghi mới thêm vào trong Geodatabase. Trên bảng thuộc tính ta cũng có thể chọn All để xem tất cả các bảng ghi; Chọn Selected nếu chỉ xem các bảng ghi được lựa chọn. 3.2.4.2. Xây dựng các công thức truy vấn Bản đồ trong ArcGIS chứa đựng một khối lượng lớn thông tin. Tuy nhiên, để bản đồ không trở nên quá phức tạp khi sử dụng không phải tất cả các thông tin này được thể hiện trực quan trên bản đồ. ArcGIS có một số công cụ để khai thác các thông tin đó: công cụ Identify để trả lời câu hỏi “Đú là cỏi gỡ”, công cụ Query để tỡm các đối tượng thoả mãn 1 hay nhiều điều kiện nào đó hay để phân tích dữ liệu. + Từ thanh thực đơn Selection chọn Select by Attributes hoặc ta chọn từ Option của bảng thuộc tính. + Chọn trường cần lựa chọn ở hộp Fields. + Chọn phép tính của câu lệnh. + Chọn giá trị gán cho trường. + Bấm Apply các đối tượng được chọn sẽ được hiển thị màu xanh. 3.2.5. Trình bày bản đồ Sau khi đã thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu số và thực hiện các phân tích địa lý, công việc cuối cùng là thể hiện các kết quả đó ra dưới dạng bản đồ để phục vụ cho người sử dụng. Trong phần mềm ArcGIS, công việc in một bản đồ với các đề mục, thước tỷ lệ, bảng chú thích, mũi tên chỉ hướng Bắc, các dạng text và một vài graphics được gọi là tạo ra một layout (tạo một bản trình bày). Một layout là tập hợp các phần mà bạn muốn xuất hiện trên bản đồ, chúng được sắp xếp theo ý định của bạn và sau đó được in ra khi nó đó sẵn sàng. Sử dụng các layout ta dễ dàng tạo ra các bản đồ có chất lượng cao với ArcGIS. Trên một layout ta có thể đưa thêm nhiều hơn một cửa sổ (view) cũng như các đồ thị và các bảng số liệu. Mặt khác ta cũng có thể tạo ra các layout mẫu để sử dụng làm các bản đồ chuẩn cho các bản đồ tương tự mà ta tạo lập sau này. - In bản đồ: + Cài đặt trang in và máy in: Chọn phải chuột vào cửa sổ Layout View và chọn Page and Print Setup, hoặc chọn File sau đó chọn Page and Print Setup. Chọn kích thước trang in và OK để hoàn thành. + Sau khi cài đặt máy in và trang in xong, ta có thể tiến hành in trực tiếp trên ArcMap: Chọn menu File → Print, trong hộp thoại hiện ra xem lại các thông số về trang in và máy in và chọn OK để in. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Hệ thống thông tin địa lý GIS từ khi ra đời đến nay đã trải qua một chặng đường phát triển đáng kể. Tuy là một công nghệ trẻ nhưng ứng dụng của GIS đã và đang là một trong những giải pháp lựa chọn quan trọng trong chiến lược phát triển công nghệ thông tin của các ngành xây dựng cơ sở hạ tầng. Thực tế đã chứng minh trong lập bản đồ và phân tích địa lý, GIS thực thi các công việc này tốt hơn và nhanh hơn các phương pháp thủ công cũ. Sở dĩ Hệ thống thông tin địa lý nhanh chóng giành được vị trí đáng kể trên thế giới là do GIS có khả năng thu thập, lưu trữ, truy cập, biến đổi và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực. Mô hình dữ liệu cơ sở của hệ thống thông tin địa lý là tập hợp các hình ảnh địa lý được trừu tượng hóa (điểm, đường, vùng) cùng với các thuộc tính của chúng được lưu giữ trong một bảng liên hệ. Mỗi ứng dụng trong hệ thống thông tin địa lý đều được tạo ra riêng cho nó một cơ sở dữ liệu đặc trưng. Thông thường các dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý được phân loại và quản lý theo từng lớp đối tượng và mối liên kết với vị trí địa lý của chúng. Với cách quản lý đó, hệ thống thông tin địa lý cho phép người sử dụng có thể tổng hợp các hình ảnh đơn giản vào trong mô hình số liệu nhanh chóng và mềm dẻo tạo ra các hình ảnh phức tạp, thể hiện mối tương tác đa dạng của các đối tượng trong thế giới thực. Qua quá trình nghiên cứu theo nội dung đề tài và tiến hành thực nghiệm xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình 1:10000 tỉnh Hà Giang, em đã đạt được một số kết quả sau: - Hiểu được kỹ hơn về Hệ thống thông tin địa lý và được tiếp xúc với một số phần mềm mới. - Nắm được quy trình để xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý từ tư liệu ảnh hàng không bằng công nghệ ảnh số. - Cơ sở dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 tỉnh Hà Giang đã được xây dựng với đầy đủ các lớp thông tin địa lý (Cơ sở, địa giới hành chính, địa hình, giao thông, thủy hệ, dân cư, phủ bề mặt). Những kết quả nghiên cứu trên mới chỉ là bước đầu, mới chỉ là một trong những phương pháp để xây dựng cơ sở dữ liệu và cũng chỉ là một ví dụ về một thị trấn . Vì vậy, để công nghệ GIS có thể phát huy tính ưu việt của nó cần phải có nhiều chương trình, đề án phát triển và mở rộng không những chỉ về các phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu mà còn cả về các ứng dụng công nghệ GIS một cách cụ thể. Có như vậy thì công nghệ GIS mới thực sự đáp ứng được các yêu cầu của xã hội. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trương Anh Kiệt, GS - TS. Giáo trình Trắc Địa Ảnh. Phần cơ sở đo ảnh. Trường Đại học Mỏ địa chất, Hà Nội, 2000. 2. Trương Anh Kiệt, GS -TS. Phương pháp đo ảnh giải tích và đo ảnh số. Trường Đại học Mỏ địa chất, Hà Nội, 1998. 3. Phan Văn Lộc, GS - TS. Giáo trình Trắc Địa Ảnh. Phần phương pháp đo ảnh lập thể. Trường Đại học Mỏ địa chất, Hà Nội, 2000. 4. Phạm Vọng Thành, PGS - TS. Giáo trình Trắc Địa Ảnh. Phần công tác đoán đọc điều vẽ. Trường Đại học Mỏ địa chất, Hà Nội, 2000. 5. Phạm Vọng Thành, PGS - TS. Mô hình số độ cao trong nghiên cứu tài nguyên và môi trường. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2004 6 Trần Đỡnh Trí, PGS - TS. Bài giảng môn học Hệ thống thông tin địa lý. Trường Đại học Mỏ địa chất, Hà Nội, 2008. 7. Trần Đỡnh Trí, PGS - TS. Luận văn Th.S.K.T. Trường Đại học Mỏ địa chất, Hà Nội, 1998. 8. Công ty đo đạc ảnh địa hình, Chương trình xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý bằng phần mềm ArcGIS. Hà Nội, 2008. 9 Bộ Tài nguyên và Môi trường, phụ lục 3: quy định trình bày nội dung đối tượng địa lý 1:10.000. Hà Nội, 2009. 10. 11.