Nghiên cứu ứng dụng GIS trong quản lý hệ thống mạng lưới điện khu vực TP. Hà Nội.doc

DỊCH VỤ VIẾT THUÊ ĐỀ TÀI TRỌN GÓI ZALO / TEL: 0909.232.620
TẢI TÀI LIỆU – KẾT BẠN ZALO: 0909.232.620
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------
ĐỖ MINH PHƯƠNG
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ HỆ THỐNG
MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC TP. HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI - 2015

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------
ĐỖ MINH PHƯƠNG
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ HỆ THỐNG
MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC TP. HÀ NỘI
Chuyên ngành: HỆ THỐNG THÔNG TIN
Mã số: 60.48.01.04
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TSKH. HOÀNG ĐĂNG HẢI
HÀ NỘI - 2015

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận văn
Đỗ Minh Phương

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô khoa Quốc tế và Đào tạo Sau đại học
cùng toàn thể các thầy giáo, cô giáo Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông tham
gia giảng dạy đã tạo điều kiện, truyền đạt những kiến thức nền tảng mang tính định
hướng rất có ích trong quá trình làm khóa luận.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TSKH. Hoàng Đăng Hải, người đã trực
tiếp hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi và tận tình chỉ bảo cho em trong suốt thời
gian làm luận văn tốt nghiệp.
Bên cạnh đó, để hoàn thành luận văn này, em cũng đã nhận được rất nhiều sự
giúp đỡ, những lời động viên quý báu của các gia đình, bạn bè và đồng nghiệp. Em xin
chân thành cảm ơn.
HỌC VIÊN
Đỗ Minh Phương

i
MỤC LỤC
MỤC LỤC................................................................................................................... i
DANH MỤC VIẾT TẮT .......................................................................................... iv
DANH SÁCH BẢNG ................................................................................................ v
DANH SÁCH HÌNH VẼ .......................................................................................... vi
MỞ ĐẦU.................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CỦA THÀNH PHỐ
HÀ NỘI...................................................................................................................... 3
1.1. Khái quát về hệ thống cung cấp điện........................................................... 3
1.1.1 Hiện trạng nguồn cung cấp điện............................................................... 3
1.1.2 Các trạm 500-220kV ................................................................................ 3
1.1.3 Đường dây 500-220kV............................................................................. 4
1.2 Hiện trạng lưới cung cấp điện.......................................................................... 4
1.2.1 Lưới điện 110kV....................................................................................... 4
1.2.2 Lưới điện trung áp .................................................................................. 11
1.3 Hiện trạng tiêu thụ điện năng TP. Hà Nội ..................................................... 12
1.4 Hiện trạng quản lý hệ thống mạng lưới điện và nhu cầu ứng dụng GIS cho
công tác quản lý ................................................................................................... 14
1.5 Kết luận chương............................................................................................. 14
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ GIS VÀ ỨNG DỤNG VÀO HỆ THỐNG THÔNG
TIN QUẢN LÝ ........................................................................................................ 15
2.1. Giới thiệu chung............................................................................................ 15
2.2. Các khái niệm về hệ thống thông tin địa lý .................................................. 16
2.2.1. Khái niệm về GIS .................................................................................. 16
2.2.2. Các thành phần của GIS ........................................................................ 17
2.2.3. Chức năng của GIS................................................................................ 21
2.3. Ứng dụng của GIS ........................................................................................ 22
2.3.1. Nghiên cứu quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường................... 22

ii
2.3.2. Nghiên cứu điều kiện kinh tế-xã hội ...................................................... 23
2.3.3. Sản xuất nông nghiệp và phát triển nông thôn ....................................... 23
2.3.4. Dịch vụ tài chính .................................................................................... 24
2.3.5. Trong lĩnh vực y tế ................................................................................. 24
2.3.6. Chính quyền địa phương ........................................................................ 24
2.3.7. Trong lĩnh vực giao thông ...................................................................... 25
2.4. Giới thiệu về cơ sở dữ liệu GIS ..................................................................... 25
2.4.1. Dữ liệu GIS và tổ chức CSDL GIS ........................................................ 25
2.4.2. Cấu trúc CSDL trong GIS ...................................................................... 32
2.5. Các phương pháp sắp xếp và phân tích thông tin của GIS ............................ 36
2.5.1. Phương pháp chồng xếp bản đồ ............................................................. 36
2.5.2. Phương pháp phân loại các thuộc tính ................................................... 38
2.5.3. Phương pháp phân tích ........................................................................... 38
2.6. Kết luận chương ............................................................................................. 40
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ... 41
3.1. Giới thiệu về khu vực thử nghiệm ................................................................. 41
3.1.1. Vị trí địa lý .......................................................................................... 41
3.1.2. Địa hình ............................................................................................... 42
3.1.3. Khí hậu, thuỷ văn ................................................................................ 42
3.1.4. Điều kiện kinh tế - xã hội .................................................................... 42
3.1.5. Xác định yêu cầu bài toán quản lý hệ thống lưới điện ........................ 44
3.2. Xây dựng cấu trúc dữ liệu của bản đồ ........................................................ 44
3.2.1. Xây dựng dữ liệu không gian .............................................................. 44
3.2.2. Xây dựng dữ liệu thuộc tính ............................................................... 47
3.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu .............................................................................. 53
3.4. Các chức năng quản lý mạng lưới điện ...................................................... 57
3.4.1. Tìm kiếm tên các đối tượng với độ chính xác theo yêu cầu ............... 57
3.4.2. Tìm bán kính cung cấp điện theo nhu cầu phụ tải .............................. 58
3.4.3. Tìm giao chéo giữa các đường dây ..................................................... 60

iii
3.4.4. Xuất báo cáo....................................................................................... 61
3.5. Kết luận chương......................................................................................... 63
KẾT LUẬN.............................................................................................................. 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 66

iv
DANH MỤC VIẾT TẮT
Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
GIS Geographic Information Systems Hệ thống thông tin địa lý
MVA Mega Volt ampe Công suất
kV Kilovolt Điện áp
CSDL Cơ sở dữ liệu
GDB GEODATA BASE Kho chứa dữ liệu không gian và
thuộc tính
DBMS Database Management System Hệ quản trị cơ sở dữ liệu
PGDB Personal Geodatabase Mô hình Geodatabase một người
dùng
FGDB File Geodatabase File chứa dữ liệu không gian và
thuộc tính
SQL Structured Query Language Ngôn ngữ truy vấn mang tính cấu
trúc
NPT Trung tâm Điều độ Hệ thống điện
Quốc gia
EVN Tập đoàn Điện lực Việt Nam

v
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1. Danh mục các Trạm 220kV hiện có .......................................................... 3
Bảng 1.2: Thống kê hiện trạng đường dây 220kV TP. Hà Nội ................................. 4
Bảng 1.3: Thống kê hiện trạng vận hành các TBA 110kV do EVNHANOI quản lý . 5
Bảng 1.4: Thống kê hiện trạng vận hành các TBA 110kV do NPT quản lý ............. 7
Bảng 1.5: Tình trạng vận hành của các TBA 110kV................................................. 8
Bảng 1.6: Cơ cấu tiêu thụ điện năng thành phố Hà Nội .......................................... 13
Bảng 2.1: Bảng so sánh các loại Geodatabase ......................................................... 31
Bảng 3.1: Lớp Giao thông........................................................................................ 45
Bảng 3.2: Lớp Thuỷ hệ............................................................................................. 45
Bảng 3.3: Lớp Địa hình............................................................................................ 45
Bảng 3.4: Dân Cư, Cơ Sở Hạ Tầng.......................................................................... 46
Bảng 3.5: Biên giới, Địa giới ................................................................................... 46
Bảng 3.6: Lớp phủ bề mặt........................................................................................ 46
Bảng 3.7: Quản lý hệ thống điện.............................................................................. 47
Bảng 3.8: Bảng dữ liệu thuộc tính lớp Trạm Điện................................................... 48
Bảng 3.9: Bảng dữ liệu thuộc tính lớp Cột điện....................................................... 48
Bảng 3.10: Bảng dữ liệu thuộc tính lớp Khoảng cột................................................ 50
Bảng 3.11: Bảng dữ liệu thuộc tính lớp nền địa lý lớp biên giới, địa giới............... 51
Bảng 3.12: Bảng dữ liệu thuộc tính lớp giao thông ................................................. 51
Bảng 3.13: Bảng dữ liệu thuộc tính nền địa lý lớp thủy văn ................................... 52
Bảng 3.14: Bảng dữ liệu thuộc tính nền địa lý lớp địa hình .................................... 52

vi
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hinh̀ 2.1: Ba kiểu hình học cơ bản........................................................................... 26
Hinh̀ 2.2: Các đối tượng hình học trong Geodatabase ............................................. 28
Hinh̀ 2.3: Các định dạng Geodatabase ..................................................................... 29
Hinh̀ 2.4: Bản đồ với mô hình dữ liệu vector........................................................... 33
Hinh̀ 2.5: Bản đồ với mô hình dữ liệu raster............................................................ 34
Hinh̀ 2.6: Nguyên lý khi chồng xếp các bản đồ....................................................... 37
Hinh̀ 2.7: Chồng xếp các bản đồ theo phương pháp cộng ....................................... 37
Hinh̀ 2.8: Một ví dụ trong việc chồng xếp các bản đồ............................................. 37
Hinh̀ 2.9: Bản đồ vùng đệm với các khoảng cách khác nhau .................................. 38
Hinh̀ 2.10: Nội suy khoảng cách vùng đệm đến dòng sông..................................... 39
Hinh̀ 3.1: Bản đồ hành chính quận Long Biên......................................................... 41
Hinh̀ 3.2: Sơ đồ quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu................................................... 53
Hinh̀ 3.3: Công cụ tạo Polygon................................................................................ 55
Hinh̀ 3.4: Hiển thị nhãn đối tượng ........................................................................... 56
Hinh̀ 3.5: Hệ thống quản lý mạng lưới điện quận Long Biên.................................. 57
Hinh̀ 3.6: Tìm tên Trạm điện.................................................................................... 58
Hinh̀ 3.7: Hộp thoại Buffer ...................................................................................... 58
Hinh̀ 3.8: Kết quả thực hiện thao tác Buffer cho các Trạm Điện ............................ 59
Hinh̀ 3.9: Thao tác truy vấn tìm ra một trạm biến áp sau khi buffer........................ 59
Hinh̀ 3.10: Bán kính cung cấp điện của một trạm điện 110kV................................ 60
Hinh̀ 3.11: Giao chéo giữa đường dây 110kV với đường dây 22kV....................... 61

Hinh̀ 3.12: Hộp thoại Report Winzard ..................................................................... 62
Hinh̀ 3.13: Kết quả báo cáo thông tin về các cột điện 110kV.................................. 62

1
MỞ ĐẦU
Thủ đô Hà Nội là trung tâm văn hóa, kinh tế, chính trị của cả nước. Cùng với
những tiềm năng sẵn có, Tp. Hà Nội được coi là một trong những thành phố đi tiên
phong trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Nơi đây đã thu hút một lượng
lớn dân số đến học tập, sinh sống, lập nghiệp,… Do đó sự gia tăng dân số đáng kể
đã ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực: nhà ở, giao thông, sinh hoạt, điện, nước... Như
chúng ta đã biết nguồn điện đóng vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo khả
năng hoạt động cho các thiết bị trong đời sống và sản xuất, đặc biệt là thiết bị công
nghệ thông tin. Đối với các thiết bị công nghệ thông tin, duy trì độ sẵn sàng cao cho
hệ thống là yêu cầu quan trọng hàng đầu, đòi hỏi nguồn điện cung cấp phải luôn ổn
định và đảm bảo.
Nhưng trên thực tế, nguồn điện lưới thường không đáp ứng được nhu cầu
này. Thường xuyên có những sự cố như mất điện, giảm áp, tăng áp do các nguyên
nhân khác nhau... gây giảm tuổi thọ hoặc hỏng hóc các thiết bị công nghệ thông tin
sử dụng trong hệ thống. Vì vậy, các nhà quản lý cần đặc biệt quan tâm đến vấn đề
chất lượng nguồn điện, tìm kiếm giải pháp nhằm đảm bảo việc cung cấp điện năng
luôn ổn định. Kèm theo đó, công tác quản lý hệ thống điện ngày càng trở nên cần
thiết và quan trọng trong công tác quản lý ngành điện.
Với việc phát triển của mạng lưới điện, công tác quản lý ngày càng khó khăn,
trong khi đó việc quản lý hệ thống điện như hiện nay cần cập nhật thông tin liên tục
và chính xác. Công tác quản lý hệ thống điện hiện nay vẫn dựa trên nền tảng những
phần mềm mang tính chất tự phát triển của các đơn vị. Mỗi đơn vị có một cách khác
nhau để quản lý hệ thống mạng lưới điện của địa phương mình. Ngày nay, công
nghệ thông tin đang phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
đang trong giai đoạn bùng nổ, được ứng dụng rộng rãi trên tất cả các lĩnh vực của
đời sống con người. Đi tiên phong là ứng dụng GIS trong những ngành có đối tượng
liên quan trực tiếp đến không gian địa lý như: quản lý đất đai, quy hoạch sử dụng
quản lý tài nguyên, quản lý đô thị,… Không những thế GIS còn mở

2
rộng sang nhiều ngành của đời sống, phục vụ xã hội. GIS đang dần có mặt ở các
lĩnh vực như: kinh tế, văn hóa, giáo dục, giao thông…đã và đang mang lại nhiều
hiệu quả thiết thực. Hiện nay, việc quản lý lưới điện vẫn chủ yếu dựa vào các hồ sơ
lưu trữ bằng giấy tờ khiến cho việc theo dõi, giám sát, tìm kiếm và quản lý rất khó
khăn. Vì vậy, việc ứng dụng GIS vào quản lý một hệ thống mạng lưới điện trên toàn
địa bàn thành phố Hà Nội là rất cần thiết.
Trên thực tế, Tp. Hà Nội là một khu vực có vị trí đặc biệt quan trọng, là trung
tâm văn hoá, chính trị của cả nước và có một hệ thống lưới điện đa dạng về cấp điện
áp và quy mô tuyến đường dây. Nhận thức được sự cần thiết của vấn đề trên, nên
em chọn chuyên đề “Nghiên cứu ứng dụng GIS trong quản lý hệ thống
mạng lưới điện khu vực TP. Hà Nội”. Luận văn tập trung vào việc nghiên cứu hệ
thông thông tin địa lý, từ đó thực hiện xây dựng nguồn dữ liệu và ứng dụng vào việc
quản lý hệ thống lưới điện cao thế 110kV khu vực Tp. Hà Nội.
Luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Hiện trạng hệ thống cung cấp điện của thành phố Hà Nội
Chương này của luận văn giới thiệu về hệ thống cung cấp điện của khu vực
Hà Nội và hiện trạng quản lý hệ thống cung cấp điện. Từ đó, bài đề cập đến vấn đề
ứng dụng GIS vào quản lý hệ thống mạng lưới điện cho Hà Nội là hết sức cần thiết
và khả thi.
Chương 2: Công nghệ GIS và ứng dụng vào hệ thống thông tin quản lý
Chương này bao gồm các nội dung trình bày về hệ thống thông tin địa lý và
khả năng xây dựng, tính toán cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý.
Chương 3: Xây dựng cơ sở dữ liệu thử nghiệm và đánh giá
Nội dung chính của chương này là đề xuất ứng dụng hệ thống thông tin vào
việc quản lý hệ thống lưới điện cho khu vực quận Long Biên – thành phố Hà Nội.
Cuối cùng, luận văn nêu ra kết luận những gì đã làm được, các vấn đề còn
tồn tại và hướng phát triển tiếp theo ở mục kết luận chung của luận văn.

3
CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CUNG
CẤP ĐIỆN CỦA THÀNH PHỐ HÀ NỘI
1.1. Khái quát về hệ thống cung cấp điện
1.1.1 Hiện trạng nguồn cung cấp điện
Hiện tại, TP. Hà Nội được cung cấp điện từ Hệ thống điện miền Bắc thông
qua các đường dây 500-200-110kV. Hệ thống điện truyền tải khu vực thủ đô Hà Nội
cũng chính là lưới truyền tải xương sống của đồng bằng Sông Hồng, được cấp điện
từ ba hướng: Tây Bắc từ nhà máy thủy điện Hòa Bình, Đông Bắc từ nhà máy nhiệt
điện Phả Lại – Uông Bí và hướng Nam từ lưới điện 500kV liên kết với hệ thống
điện miền Nam, tạo thành hệ thống truyền tải khép kín với trung tâm là thủ đô Hà
Nội [7].
1.1.2 Các trạm 500-220kV
TP. Hà Nội được cấp điện từ hai trạm 200/220kV là Thường Tín
(2x450)MVA và trạm Hiệp Hòa (2x900)MVA, ngoài ra còn được hỗ trợ cấp điện từ
bốn đường dây 220kV thủy điện Hòa Bình đến. Trên địa bàn thành phố có sáu trạm
220/110kV với tổng công suất lắp đặt là 3.500MVA. Ngoài ra, trong năm 2014 sẽ
đưa vào hoạt động trạm 220kV Thành Công với công suất (2x250)MVA. Phụ tải
cực đại toàn thành phố năm 2013 là 2.349MW [7].
Hiện nay, Tổng Công ty Điện lực Hà Nội đã hoàn thành lắp đặt máy biến áp
thứ ba công suất 250MVA cho các trạm 220kV Hà Đông, Chèm và Mai Động.
Bang 1.1. Danh mục các Trạm 220kV hiện có
̉
TT
TBA Sđm Pmax Mang tải
Ghi chú
220KV (MVA) (MW) (%)
1 Chèm 3x250 660 97,7 Đầy tải
2 Hà Đông 3x250 660 97,7 Đầy tải
3 Mai Động 3x250 600 88,9 Đầy tải
4 Xuân Mai 2x125 180 80,0 Bình thường
5 Sóc Sơn 2x250 330 97,0 Bình thường
6 Vân Trì 2x250 150 33,3 Non tải
Nguồn: Viện Năng Lượng (2014) [7]

4
1.1.3 Đường dây 500-220kV
Hiện tại, Hà Nội được cấp điện từ đường dây 500kV Nho Quan – Thường
Tín chiều dài 74km dây dẫn ACSR-4x330 tải điện từ nhiệt điện Quảng Ninh cấp
cho Tp. Hà Nội và các tỉnh lân cận. Ngoài nhiệm vụ truyền tải điện, đường dây này
còn có tác dụng tăng độ tin cậy của lưới điện 500kV cấp điện cho Hà Nội.
Bang 1.2: Thống kê hiện trạng đường dây 220kV TP. Hà Nội
̉
Chiều
Pmax
TT Đường dây 220kV Dây dẫn dài % tải Ghi chú
(MW)
(km)
1 Hòa Bình – Hà Đông AC-500 65 350 101,2 Quá tải
2 Hòa Bình – Hà Đông AC-500 61 353 102,0 Quá tải
3 Hòa Bình – Xuân Mai GZTAC 410 39.5 340 60,0
4 Hòa Bình – Chèm AC-500 74 311 95,5 Đầy tải
5 Phủ Lý – Hà Đông AC-300 75 210 83,0 Gần đầy
6 Thường Tín – Hà Đông 2xAC-400 14 400 66,0
7 Thường Tín – Mai Động 2xAC-400 14,4 600 99,0 Đầy tải
8 Hà Đông – Chèm AC-500 15 300 86,7
9 Xuân Mai – Hà Đông AC-500 25 227 69,7
10 Sóc Sơn – Vân Trì 2xAC 330 27,6 150 27,9
1.2 Hiện trạng lưới cung cấp điện
1.2.1 Lưới điện 110kV
Tp. Hà Nội hiện đang được cấp điện từ 40 TBA 110kV bao gồm 81 MBA
với tổng công suất đặt là 4.390 MVA do Tổng Công ty Điện lực Thành phố Hà Nội
(EVNHANOI) và Công ty Truyền tải 1 - Tổng Công ty Truyền tải Quốc gia (NPT)
cùng quản lý cấp điện cho các phụ tải trong Thành phố Hà Nội. Trong đó phần lớn
các trạm đang vận hành đầy và quá tải, trạm 110kV Linh Đàm vừa nâng công suất
lên (2x63)MVA.

5
Bảng 1.3: Thống kê hiện trạng vận hành các TBA 110kV do EVNHANOI quản lý
Tên trạm
Số Dung
TT lượng Cấp điện áp (kV) lượng Tỷ lệ công suất
Ký hiệu
MBA (MVA)
Đông Anh
T1 115/38,5/23(11) 63 100/100/100(33,3)
1 T2 115/38,5/23 63 100/100/100
(E1)
T3 115/38,5/23(11) 63 100/100/100(33,3)
Gia Lâm
T1 115/38,5/22(11) 63 100/75/100
2 T2 115/38,5/22(11) 63 100/75/100
(E2)
T3 115/38,5/23(11) 63 100/100/100(33,3)
Thưọng T1 115/23(6,3) 63 100/100
3 Đình T2 115/23/6,3 63 100/100/63
(E5) T3 115/38,5/6,3 25 100/100/100
4
Yên Phụ T1 115/23(6,3) 63 100/100(36,8)
(E8) T2 115/23/6,3 63 100/100/63
Nghĩa Đô
T1 115/23/6,6 63 100/100/33,3
5 T2 115/38,5/23/10,5(6,3) 63 100/71/100/33(20)
(E9)
T3 110/23/10,5 40 100/100/40
6
Văn Điển T1 115/38,5/23(11) 63 100/100/100
(E10) T2 115/23/6,3 63 100/100/63
7
Trần Hưng T1 115/23/10,5 63 100/100/100
Đạo (E12) T2 115/23/10,5 63 100/100/100
Phương T1 115/23/10,5 63 100/100/100
8 Liệt
T2
115/23/10,5 63 100/100/100
(E13)
9
Giám T1 115/23/6,3 63 100/100/32
(E14) T2 115/23/10,5 63 100/100/32
10
Sài Đồng T1 115/22(6,6) 40 100/100
(E15) T2 115/23(6,6) 40 100/100
11
Nội Bài T1 115/22/6,6 40 100/100/40
(E16) T2 115/23/10,5 40 100/100/50
Bắc Thăng
T1 115/23(6,3) 50 100/100
12 T2 115/23(6,3) 50 100/100
Long (E17)
T3 115/23(6,3) 50 100/100
13
Bờ Hồ T1 115/23(6,3) 63 100/100(50)
(E18) T2 115/23(6,3) 63 100/100(33 3)
Thanh T1 115/23(6,3) 63 100/100(33,3)

14 Xuân
T2
115/23(6,3) 63 100/100
(E20)

6
Tên trạm
Số Dung
Ký hiệu
MBA (MVA)
15
Nhật Tân T1 115/23(6,3) 63 100/100(33,3)
(E21) T2 115/23(6,3) 63 100/100
Thanh T1 115/23(6,3) 63 100/100(43)
16 Nhàn
T2
115/23(6,3) 63 100/100
(E22)
17
Vân Trì T1 115/23(6,3) 40 100/100
(E24) T2 115/23(6,3) 40 100/100
18
Mỹ Đình T1 115/23(6,3) 63 100/100
(E25) T2 115/23(6,3) 63 100/100
Sơn Tây
T1 115/38,5/23(11) 40 100/100/100(50)
19 T2 115/38,5/11 40 100/100/75
(E1.7)
T3 115/38,5/11 25 100/100/100
20
Vân Đình T1 115/38,5/23(11) 63 100/100/100(33,3)
(E10.2) T2 110/38,5/23(11) 40 100/100/100(37,5)
21
Tía T1 115/38,5/23 63 100/63,5/100
(E10.4) T2 110/38,5/23 40 100/100/100
22
Phúc Thọ T1 115/38,5/23 40 100/100/100
(E10.6) T2 110/38,5/23 40 100/70/100
23
Thạch Thất
T1
115/38,5/23 25 100/100/100
(E10.7)
24
Di động
T1
110/38,5/23 20 100/100/100
(E10.8)
25
Xuân Mai T1 115/38,5/23 40 100/100/100
(E10.9) T2 110/38,5/23 40 100/100/100
26
Linh Đàm T1 115/23/6,3 63 100/100/33,3
(E1.26) T2 110/23/6.6 40 100/100/40
27
Phùng Xá T1 115/38,5/23(10,5) 40 100/62,5/100
(E1.28) T2 110/38,5/23 40 100/63/100
Văn Quán
T1 115/38,5/23 40 100/50/100
28 T2 115/38,5/22 25 100/100/100
(E1.30)
T3 115/38,5/23 40 100/100/100
29
Trôi T1 115/38,5/22 40 100/100/100
(E1.31) T2 110/23(6,3) 40 100/100/100
30
Thường Tín
T1
115/38,5/23 40 100/100/100
(E1.32)

31 Cầu Diễn T1 115/23(6,3) 63 100/100/33,3

7
Tên trạm
Số Dung
Ký hiệu
MBA (MVA)
(E1.33)
Quang 115/38,5/23 63 100/50/100
32 Minh TI
(E1.36)
Bắc An 115/23/6,3 63 100/100/33,3
33 Khánh T1
(E1.37)
34
Gia Lâm 2
T1
115/38,5/23 63 100/100/33,2
(E1.38)
Bang 1.4: Thống kê hiện trạng vận hành các TBA 110kV do NPT quản lý
̉
Tên trạm Cấp điện áp
Dung
Tỷ lệ công
TT Số lượng MBA lượng
Ký hiệu (KV) suất
(MVA)
Mai Động
T1 115/38,5/6,6 63 100/100/63,5
1 T2 115/23/6,6 40 100/100/100
(E3)
T5 115/38,5/6,6 63 100/100/100
2
Chèm (E6.2) T3 115/38,5/23 63 100/100/100
T4 115/38,5/23 63 100/100/100
3
Sóc Sơn T3 115/23/6,3 25 100/100/25,2
(E19) T4 115/23/6,6 25 100/100/25.2
4
Thành Công T1 115/23/11 63 100/100/39,68
(E11) T2 115/23/11 63 100/100/39,68
Hà Đông
T1 115/38,5/23 63 100/100/100
5 T2 115/23/23 63 100/100/100
(E14)
T6 115/11/6,3 25 100/100/100
6
Xuân Mai AT1 115/23/11 63 100/100/39,68
(E10.5) AT2 115/23/11 63 100/100/39,68

8
Bang 1.5: Tình trạng vận hành của các TBA 110kV
̉
MB
A
Thông số vận hành (trung bình theo ngày)
T Tên trạm
35KV 22KV 10KV 6KV
T Ký hiệu
Tê
n
P Q P Q P Q P Q
(MVA) (MVAR) (MVA) (MVAR) (MVA) (MVAR) (MVA) (MVAR)
T1 29,2 3,9
Đông Anh
1 T2 24,7 3,9
(E1)
T3 5,7 3,8 30,5 1,7
T1 19,3 0,5 17,6 (-0,5)
Gia Lâm
2 T2 18,9 3,9 15,2 12,6
(E2)
T3 16,1 5,2 17,2 2,2
T1 46,3 10
Thượng
3 T2 46,1 9,9
Đình (E5)
T3 14,6 8,0
4
Yên Phụ T1 45,1 2,9
(E8) T2 40 2,5
T1 36,9
Nghĩa Đô
5 T2 32,2
(E9)
T3 4,3
6
Văn Điển T1 25,2 8 6,4 2
(E10) T2 25.2 8,2 6,3 1,5
7
Trần Hưng T1 35,5 8,7
Đạo (E12) T2 19,5 4,7
8
Phương Liệt T1 30,3 2,7
(E13) T2 32
9 Giám (E14)
T1 46,1 26,1
T2 41,1 4,7
10
Sài Đồng T1 16,9
(E15) T2 17,2 1,7
11 Nội Bài T1 22

9
MBA
T Tên trạm
35KV 22KV 10KV 6KV
T Ký hiệu
Tê
n
P Q P Q P Q P Q
(E16) T2 16.8
T1 23,2
Bắc Thăng
12 T2 25,9
Long (E17)
T3 21,5 4,7
13 Bờ Hồ (E18)
T1 32,4 0,5
T2 23
14
Thanh Xuân T1 39,8
(E20) T2 29,8
15
Nhật Tân T1 40,9 9,2
(21) T2 50,3 13,9
16
Thanh Nhàn T1 38,8 2,9
(E22) T2 35,7 4,1
17
Vân Trì T1 14,6
(E24) T2 22,5
18
Mỹ Đình T1 33,5 6,6
(E25) T2 36,3 5,3
T1 8,8 2,7 12 2,6
Sơn Tây
19 T2 9,2 0,9 7,7 1,5
(E1.7)
T3 14,5 2,9
20
Vân Đình T1 30,5 4,9
(E10.2) T2 19,2 4,9
21 Tía (E10.4)
T1 22,5 3,1 3,5 0,4
T2 20,7 1,3 3 0,1
22
Phúc Thọ T1 17,6 4,7
(E10.6) T2 14,7 2,9 8,3 1.0
23 Thạch Thất T1 5,9 0,1 11,5 2,5

10
MBA
T Tên trạm
35KV 22KV 10KV 6KV
T Ký hiệu
Tê
n
P Q P Q P Q P Q
(E10.7)
24
Di Động
T1 5,3 0,1
(E10.8)
25
Xuân Mai T1 20,8 2,8
(E10.9) T2 9,7 3,6
26
Linh Đàm T1 14,0 (-4.1)
(E1.26) T2 22,7 (-2.7)
27
Phùng Xá T1 3,5 3,5 22,9 6,6
(E1.28) T2 8 2,7 20,4 6,4
28 Văn Quán
T1 30,9 8,8
T2 6,1 1.7
29 Trôi (E1.31)
T1 18,3 1,1
T2 10 2,1
30
Thường Tín
T1 10,6 3,3 7,4 1,4
(E1.32)
31
Cẩu Diễn
T1 26,5 4,8
(E1.33)
32
Quang Minh
T1 8,9 2,3 7,4 0,3
(E1.36)
Bắc An
33 Khánh T1 6,3
(E1.36)
34
Gia Lâm 2
T1 26 6,4
(E1.38)
36
Thành Công T1 36,6 6,1 2.9 0.6
(E11) T2 25,4 3,2 2.7 0,3
37
Sóc Sơn T3 15 4,9
(E19) T4 9,1 2,8
38 Mai Động
T1 45,3 10,8
T2 2,6 0.8

11
MB
A
T Tên trạm
35KV 22KV 10KV 6KV
T Ký hiệu
Tê
n
P Q P Q P Q P Q
T5 1 0,2 44,2 10
T1 27,6 6,2 17,5 3,3
Hà Đông
39 T2 39,5 5,8
(E6)
T6 0,7 0.2
40 Chèm (E6.2)
T3 11,2 1,1 9,1 1,2
T4 27,9 6,2 14,9 1,4
1.2.2 Lưới điện trung áp
Lưới điện trung thế của TP Hà Nội đang tồn tại song song bốn cấp điện áp:
35kV, 22kV, 10kV và 6kV. Trong đó phần lớn là lưới 35, 22 và 10kV, lưới 6kV chỉ
còn chiếm một phần rất nhỏ. Tổng chiều dài đường dây trung thế Hà Nội hiện có là
khoảng 7.768km, trong đó 5.33 là đường dây trên không, 2.437km cáp ngầm. Toàn
thành phố có 14.062 trạm biến áp phân phối với tổng dung lượng là 5.625MVA.
Ngoài ra trên địa bàn thành phố Hà Nội còn 50 trạm trung gian với tổng dung lượng
là 387,5 MVA [7].
Lưới điện 35kV hiện đang vận hành có khối lượng khá lớn, trải rộng trên địa
bàn thuộc khu vực Hà Tây cũ và các huyện ngoại thành Hà Nội cũ. Tổng dung
lượng lưới 35kV bao gồm 2.496km đường dây và 1.451,76MVA trạm 35/0,4kV.
Lưới điện 22kV hiện tại phát triển khá mạnh, tập trung ở khu vực nội thành
các khu công nghiệp và đô thị. Tổng dung lượng lưới 22kV bao gồm 3365km
đường dây và 5.462,78MVA trạm phân phối 22/0,4kV.
Lưới điện 10kV phân bố cả trên khu vực nội và ngoại thành. Tổng dung
lượng lưới 10kV bao gồm 1.481km đường dây và 573,99MVA trạm phân phối
10/0,4kV.
Lưới điện 6kV tuy có tỷ trọng thấp nhất nhưng khối lượng vẫn còn tương đối
nhiều, tập trung ở khu vực nội thành chưa cải tạo hết, khu vực ngoại thành Hà Nội

12
cũ và khu vực Hà Đông, Kim Bài (huyện Thanh Oai) thuộc Hà Tây cũ. Tổng dung
lượng lưới 6kV bao gồm 428km đường dây và 140,67MVA trạm phân phối 6/0,4kV
[7].
1.3 Hiện trạng tiêu thụ điện năng TP. Hà Nội
Năm 2013 điện thương phẩm toàn thành phố đạt 11,283 tỉ kWh tăng 6,56%
so với năm 2012, tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm giai đoạn 2011 – 2013 đạt
8,20%/năm thấp hơn so với dự báo 2011 – 2015 là 12,7%. Điều này phản ánh đúng
trong giai đoạn 2010 – 2013 kinh tế thế giới cũng như kinh tế Việt Nam chịu ảnh
hưởng của cuộc khủng hoảng kinh tế và Hà Nội không phải là một ngoại lệ. Khủng
hoảng kinh tế thế giới khiến nhiều công ty liên doanh nước ngoài trên địa bàn thành
phố giảm nhu cầu sản xuất kinh doanh, các nhà đầu tư không tiếp tục đầu tư mở
rộng cơ sở sản xuất vào các khu công nghiệp, cụ công nghiệp trên địa bàn dẫn đến
tốc độ tăng trưởng điệnt hương phẩm thành phố chậm lại. Trong giai đoạn tới nền
kinh tế đã có dấu hiệu hồi phục sẽ đẩy tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm thành
phố tăng trưởng cao.
Sáu tháng đầu năm 2014, Tổng công ty Điện lực TP Hà Nội (EVNHANOI)
điện đầu nguồn đạt 6.368,51 triệu kWh tăng 7,63% so với cùng kỳ năm 2013; Điện
thương phẩm: đạt 5.889,54 triệu kWh tăng 8,37% so với cùng kỳ năm 2013; Tiết
kiệm điện đạt 129,57 triệu kWh (tương đương 2,2% tổng thương phẩm); Tỷ lệ tổn
thất điện năng đạt 6,27% thấp hơn cùng kỳ năm 2013 là 0,81% và thấp hơn kế
hoạch năm của Tổng công ty là 0,23%. Hoàn thành đóng điện đưa vào vận hành 8
công trình 110kV trọng điểm (trong đó 06 công trình nâng công suất TBA 110kV
và 02 cải tạo đường dây 110kV) với 6 MBA có tổng dung lượng 204 MVA và
19,7km đường dây [7].
Điện thương phẩm ước đạt 11.283,29 triệu kWh (tăng 6,56% so với 2013),
doanh thu ước đạt 18.646,96 tỷ đồng (tăng 17,1% so với 2012), tỷ lệ tổn thất điện
năng ước là 6,65% (giảm 0,45% so với kế hoạch EVN giao), tiết kiệm điện ước đạt
284,1 triệu kWh (tương đương 2,52% điện thương phẩm) [7].

13
Bang 1.6: Cơ cấu tiêu thụ điện năng thành phố Hà Nội
̉
TT Ngành
Năm 2010 Năm 2011 Năm 2012 Năm 2013
A(GWh) %A A(GWh) %A A(GWh) %A A(GWh) %A
1 Công nghiệp - xây dựng 2.897,92 32,53 3.061,61 32,18 3.285,75 31,03 3.533,80 31,32
2 Nông- Lâm- Thuỷ sản 83,03 2,17 70,26 0,74 80,21 0,76 82,53 0,73
3 Thương mại, khách sạn, Ngân hàng 629,21 7,06 673,57 7,08 764,68 7,22 790,84 7,01
4 Quản lý tiêu dùng dân cư 4.779,24 53,65 5.154,72 54,18 5.843,49 55,19 6.222,26 55,15
5 Các hoạt động khác 519,27 5,83 554,26 5,83 614,17 5,80 653,87 5,80
Thương phẩm 8.908,67 100 9.514,42 100 10.588,30 100,0 11.283,30 100
Pmax (MW) 1.922 2.028 2.218 2.349

14
1.4 Hiện trạng quản lý hệ thống mạng lưới điện và nhu cầu ứng dụng
GIS cho công tác quản lý
Hiện nay, thành phố Hà Nội với đặc thù có nhiều cấp điện áp nên việc quản
lý một hệ thống là vô cùng phức tạp. Đối với hệ thống lưới điện 500kV do Trung
tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia (A0) quản lý. Các cấp điện áp khác được phân
phối đều về các địa phương cấp Huyện quản lý. Tuy nhiên, công tác quản lý vẫn
còn nhiều bất cập và chưa thống nhất. Hiện nay, việc quản lý lưới điện vẫn chủ yếu
dựa vào các hồ sơ lưu trữ bằng giấy tờ khiến cho việc quản lý, tìm kiếm rất khó
khăn trong công tác quản lý. Với sự phát triển của mạng lưới điện, tính phức tạp của
hệ thống lưới điện, công tác quản lý hệ thống điện ngày càng trở nên cần thiết và
quan trọng trong công tác quản lý ngành điện.
Việc ứng dụng công nghệ thông tin vào quản lý hệ thống lưới điện là vô cùng
cần thiết nhằm nâng cao hơn nữa hiệu quả của công tác quản lý, giảm bớt những
thiếu sót khách quan do nhân viên vận hành có thể gây ra. Một hệ thống quản lý
mạng lưới điện sẽ giúp cho các đơn vị cấp Quận (Huyện) chủ động trong công tác
quản lý, quy hoạch và phân phối điện một cách hiệu quả, chính xác và kịp thời.
Công tác quản lý hệ thống điện hiện nay vẫn dựa trên nền tảng những phần
mềm mang tính chất tự phát triển từng đơn vị với từng cách khác nhau để quản lý hệ
thống mạng lưới điện của địa phương mình. Ngày nay, hệ thống thông tin địa lý
(GIS) đang trong giai đoạn phát triển bùng nổ, được ứng dụng rộng rãi trên tất cả
các lĩnh vực của đời sống con người, mở ra một khả năng ứng dụng hiệu quả cho
công tác quản lý hệ thống mạng lưới điện trên toàn địa bàn thành phố Hà Nội.
1.5 Kết luận chương
Chương 1 đã trình bày về hiện trạng hệ thống cung cấp điện của khu vực Hà
Nội và hiện trạng công tác quản lý mạng lưới điện. Bài đã trình bày nhu cầu cần
thiết ứng dụng GIS vào quản lý hệ thống mạng lưới điện và tính khả thi của ứng
dụng.

15
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ GIS VÀ ỨNG DỤNG VÀO HỆ
THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ
2.1. Giới thiệu chung
Từ xa xưa, con người đã có nhu cầu sử dụng các thông tin ở dạng sơ đồ, bản
đồ trong các cuộc chiến tranh mở rộng hay bảo vệ lãnh thổ, trong các chuyến đi
đường dài buôn bán trao đổi hàng hóa, trong những cuộc thám hiểm tìm kiếm
những vùng đất mới....v.v và cũng từ rất lâu rồi, con người đã biết cách biểu diễn
các thông tin địa lý lên trên các mặt phẳng như tấm vải, tấm da động vật, gỗ, tre,
giấy,...v.v. Họ đã thu nhỏ địa hình, địa vật theo một tỷ lệ chiều dài nào đó rồi biểu
diễn chúng trên mặt phẳng, sử dụng một hệ thống các ký hiệu quy ước để thể hiện
các địa hình, địa vật, các sự vật hiện tượng trên đó. Dần dần, các thông tin bản đồ
ngày càng có ý nghĩa trong đời sống của con người. Trong tất cả các lĩnh vực, từ
quân sự, kinh tế, văn hóa, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường, trong quy
hoạch xây dựng đô thị, dân cư,...v.v đều cần sử dụng các thông tin bản đồ.
Sau khi công nghệ thông tin ra đời một thời gian, tốc độ xử lý và bộ nhớ cho
phép xử lý dữ liệu với các thông tin địa lý thì GIS ra đời.
Những năm đầu của thập kỷ 60 (1963-1964) các nhà khoa học Canada đã
xây dựng hệ GIS đầu tiên với tên gọi “Canada Geographic Information System”,
được sử dụng trong công tác quản lý tài nguyên ở Canada.
Trong những năm của thập kỷ 70, công nghệ phần cứng máy tính phát triển,
tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của GIS (giá thành máy tính giảm, tốc độ
xử lý và dung lượng bộ nhớ tăng lên....). Nhờ đó mà GIS dần được thương mại hóa.
Đứng đầu trong lĩnh vực thương mại hóa phải kể đến các cơ quan, các công ty như
ESRI, Intergraph, GIMNS,...v.v.
Trong những năm của thập kỷ 80, nhu cầu sử dụng GIS trong các lĩnh vực
khác nhau tăng lên nhanh chóng cả về chiều rộng lẫn chiều sâu. Ngoài phục vụ cho
công tác điều tra và quản lý tài nguyên, các lĩnh vực khác như khảo sát thị trường,

16
đánh giá khả thi các phương án quy hoạch, sử dụng tối ưu các nguồn tài nguvên;
các bài toán giao thông. cấp thoát nước, mạng cáp trong bưu điện, quản lý đất đai,...
đều có nhu cầu lớn.
Sang đến những năm đầu của thập niên 90, con người đã đạt được những
thành tựu to lớn trong kỹ thuật viễn thám. Kỹ thuật này cho phép thu thập thông tin
từ xa trên diện rộng như sử dụng các tấm ảnh vệ tinh và ảnh hàng không. Thêm vào
đó, những bước tiến nhanh chóng trong kỹ thuật chế tạo máy tính giúp con người có
thể xử lý một khối lượng thông tin khổng lồ trong khoảng thời gian ngắn.
Ở Việt Nam, công nghệ GIS được đưa vào nghiên cứu và sử dụng vào
khoảng những năm 90, chủ yếu là sau khi Mỹ xóa bỏ cấm vận Việt Nam (1994). Từ
đó trở đi, công nghệ GIS đã được nhiều cá nhân và tập thể nghiên cứu, ứng dụng
trong các lĩnh vực khác nhau. Các phần mềm GIS được sử dụng ở nước ta rất đa
dạng và chủ yếu là các phần mềm thương mại ngoại nhập, như: Arc/Info, Arc View,
ArcGIS (của ESRI); MGE, Geomedia (của Intergraph); Maplnfo (của Maplnfo);
IDRSI (của Đại học Clark); GRASS (phần mềm mã nguồn mở do nhiều tổ chức
phát triển); SIS (thông tin không gian của Cadcorp); ILWIS, ER Mapper,...v.v.
2.2. Các khái niệm về hệ thống thông tin địa lý
2.2.1. Khái niệm về GIS
GIS là từ viết tắt của thuật ngữ: Geographic Information System là hệ
thống thông tin địa lý được hình thành từ ba khái niệm “Địa lý, thông tin, hệ thống”.
Cùng với sự hình thành và phát triển của GIS, có nhiều định nghĩa khác nhau được
đưa ra.
- Theo ESRI, tập đoàn nghiên cứu và phát triển các phần mềm GIS nổi tiếng
[8], GIS là một tập hợp có tổ chức bao gồm hệ thống phần cứng, phần mềm máy
tính, dữ liệu địa lý và con người được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ cập
nhật, điều khiển, phân tích và hiển thị tất cả các dạng thông tin có liên quan đến vị
trí địa lý.
- Theo GS.Shunjin Murai, người đã có hơn 40 năm làm việc trong lĩnh vực
viễn thám và GIS, GIS là một hệ thống thông tin được sử dụng để nhập, lưu trữ,

17
truy vấn thao tác, phân tích và xuất ra các dữ liệu có tham chiếu địa lý hoặc dữ liệu
địa không gian; hỗ trợ ra quyết định trong việc quy hoạch và quản lý về sử dụng đất
và tài nguyên thiên nhiên, môi trường, giao thông, các tiện ích đô thị và nhiều lĩnh
vực quản lý khác [10].
Như vậy: GIS là một hệ thống thông tin có khả năng xây dựng, cập nhật, lưu
trữ, truy vấn, xử lý, phân tích và xuất ra các dữ liệu có liên quan đến vị trí địa lý,
nhằm hỗ trợ ra quyết định trong các công tác quy hoạch và quản lý tài nguyên thiên
nhiên và môi trường.
Cho đến nay các quan điểm về GIS đã thống nhất chung như sau: “Hệ thống
thông tin địa lý là một hệ thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng
các thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để phục
vụ một mục đích nghiên cứu nhất định”.
Hệ thống phần mềm trong Hệ thống thông tin địa lý có thể kết nối thông tin
về vị trí địa lý của sự vật với những thông tin của bản thân sự vật, khác với bản đồ
trên giấy, Hệ thống thông tin địa lý có thể tổ hợp nhiều lớp thông tin, mỗi loại thông
tin trên bản đồ có thể tổ hợp nhiều lớp thông tin riêng, người sử dụng có thể bật
hoặc tắt các lớp thông tin theo nhu cầu của mình.
2.2.2. Các thành phần của GIS
Công nghệ GIS là một hệ thống gồm 5 thành phần cơ bản với những chức
năng rõ ràng. Đó là: Thiết bị, Phần mềm, Dữ liệu, Con người, Chính sách và quản
lý.
2.2.2.1. Phần thiết bị
Phần thiết bị bao gồm: máy vi tính (computer), máy vẽ (plotters), máy in
(printer), bàn số hoá (digitizer), thiết bị quét ảnh (scanners), các phương tiện lưu trữ
số liệu (Optical cartridges, CD ROM v.v...)
a) Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Bộ xử lý trung tâm hay còn gọi là CPU, là phần cứng quan trọng nhất của vi
tính. CPU không những thực hành tính toán trên dữ liệu, mà còn điều khiển sắp đặt

18
phần cứng khác. Mặc dù bộ vi xử lý hiện đại rất nhỏ chỉ khoảng 5mm2
nhưng nó có
khả năng thực hiện hàng triệu thông tin trong một giây.
b) Bộ nhớ trong (RAM)
Tất cả máy vi tính có một bộ nhớ trong mà chức năng giống như “không gian
làm việc” cho chương trình và dữ liệu. Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (RAM) có khả
năng giữ một giới hạn số lượng dữ liệu ở một số hạng thời gian.
c) Bộ sắp xếp và lưu trữ ngoài (Harddisk, DVD, CD)
Sự gia tăng các thiết bị lưu trữ lớn như hiện nay làm cho người dùng dễ dàng
có thể lựa chọn được các thiết bị lưu trữ phù hợp với nhu cầu sử dụng của
mình. d) Các bộ phận dùng để nhập dữ liệu (Input devices)
Sử dụng để đưa dữ liệu vào cơ sở dữ liệu. Chúng có thể là: các ổ đọc dữ liệu,
bàn số hóa dùng để tạo dữ liệu vector, máy quét ảnh dùng để tạo dữ liệu raster, các
thiết bị thu nhận thông tin điện tử, …
e) Các bộ phận để in ấn (Output devices)
Sử dụng để hiển thị, trình bày và đưa ra các kết quả xử lý dữ liệu. Ngoài các
màn hình máy tính luôn đi cùng với các PC, ở đây chúng tôi muốn nói đến các thiết
bị như: các máy in, các máy vẽ, các ổ ghi CD, các ổ ghi DVD, …
2.2.2.2. Phần mềm
Là tập hợp các câu lệnh, chỉ thị nhằm điều khiển phần cứng của máy tính
thực hiện nhiệm vụ xác định, phần mềm hệ thống thông tin địa lý có thể là một hoặc
tổ hợp các phần mềm máy tính. Phần mềm được sử dụng trong kỹ thuật GIS phải
bao gồm tính năng cơ bản sau:
- Công cụ nhập và kiểm tra dữ liệu (Data input): Bao gồm tất cả các khía cạnh
về biến đổi dữ liệu đã ở dạng bản đồ, trong lĩnh vực quan sát vào một dạng số tương
thích. Đây là giai đoạn rất quan trọng cho việc xây dựng CSDL địa lý.
- Lưu trữ và quản lý dữ liệu (Geographic database): Lưu trữ và quản lý CSDL
đề cập đến phương pháp kết nối thông tin vị trí và thông tin thuộc tính của các đối
tượng địa lý.

19
- Biến đổi dữ liệu (data transfomation): Biến đổi dữ liệu gồm 02 lớp điều hành
nhằm mục đích khắc phục lỗi từ dữ liệu và cập nhật chúng. Biến đổi dữ liệu có thể
thực hiện trên dữ liệu không gian và thông tin thuộc tính một cách tách biệt hoặc
tổng hợp cả hai.
- Tương tác với người dùng (Query input): Giao tiếp với người dùng là yếu tố
rất quan trọng của bất kỳ hệ thống thông tin nào. Các giao diện người dùng là một
hệ hống thông tin được thiết kế phụ thuộc vào mục đích của ứng dụng đó.
Các phần mềm tiêu chuẩn và sử dụng phổ biến hiện nay trong khu vực châu Á
là ArcInfo, MapInfo, ILWIS, WinGIS, SPANS, IDRISI,...[4]. Hiện nay có rất nhiều
phần mềm máy tính chuyên biệt cho GIS, bao gồm các phần mềm như sau [4]:
- Phần mềm dùng cho lưu trữ, xử lý số liệu thông tin địa lý: ArcInfo, SPANS,
ERDAS-Imagine, ILWIS, MGE/Microstation, IDRISI, WinGIS,...
- Phần mềm dùng cho lưu trữ, xử lý và quản lý các thông tin địa lý: ER-
Mapper, Atlas GIS, ArcView, MapInfo,...
2.2.2.3. Dữ liệu
a) Dữ liệu bản đồ
Là những mô tả hình ảnh bản đồ được số hoá theo một khuôn dạng nhất định
mà máy tính hiểu được. Hệ thống thông tin địa lý dùng CSDL này để xuất ra các
bản đồ trên màn hình hoặc các thiết bị ngoại vi khác.
- Dữ liệu Vector: Được trình bày dưới dạng điểm, đường và diện tích, mỗi
dạng có liên quan đến một số liệu thuộc tính được lưu trữ trong CSDL.
- Dữ liệu Raster: Được trình bày dưới dạng lưới ô vuông hay ô chữ nhật đều
nhau, giá trị được ấn định cho mỗi ô sẽ chỉ định giá trị của thuộc tính (số liệu của
ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, số liệu bản đồ được quét ảnh là các loại số liệu dạng
Raster).
b) Dữ liệu thuộc tính
Được trình bày dưới dạng các ký tự hoặc số hoặc ký hiệu để mô tả các thuộc
tính của các thông tin thuộc về đối tượng địa lý. Trong các dạng số liệu trên, số liệu
Vector là dạng thường sử dụng nhiều nhất. Tuy nhiên số liệu Raster rất hữu ích để

20
mô tả các dãy số liệu có tính liên tục như nhiệt độ, độ cao,... và thực hiện các phân
tích không gian số liệu. Còn số liệu thuộc tính được dùng để mô tả CSDL. Có nhiều
cách để nhập số liệu nhưng cách thông thường nhất hiện nay là số hoá (Digitizing)
bằng bàn số hoá (Digitizer), hoặc thông qua việc sử dụng máy quét ảnh (Scanner).
2.2.2.4. Con người
Là môṭ trong những hợp phần rất quan trọng của công nghê ̣GIS, đòi hỏi
những chuyên viên hướng dẫn sử dung̣hê ̣thống đểthưc ̣hiêṇ các chức năng phân
tich́ vàxử lýcác sốliêụ. Đòi hỏi phải thông thaọ vềviêc ̣thưc ̣hiêṇ các công cu ̣GIS
đểsử dung,̣ cókiến thức vềcác sốliêụ đang sử dung̣vàthông hiểu các tiến trinh̀ đang
vàse ̃thưc ̣hiêṇ.
2.2.2.5. Chính sách và quản lý
Đây là thành phần rất quan trọng đểđảm bảo khảnăng hoaṭ đông̣của hê ̣ thống,
làyếu tốquyết đinḥ sư ̣thành công của viêc ̣phát triển công nghê ̣GIS. Hê ̣ thống GIS
cần đươc ̣điều hành bởi môṭbô ̣phâṇ quản lý, bô ̣phâṇ này phải đươc ̣bổ nhiêṃ
đểtổchức hoaṭđông̣hê ̣thống GIS môṭcách cóhiêụ quảđểphuc ̣vu ̣người sử dung̣thông
tin.
Đểhoaṭ đông̣ thành công hê ̣thống GIS phải được đặt trong một khung tổ
chức phù hợp và phải có hướng dẫn cần thiết để quản lý, thu thập, lưu trữ và phân
tích số liệu, đồng thời có khả năng phát triển được hệ GIS theo nhu cầu. Hệ thống
GIS cần được điều hành bởi một bộ phận quản lý, bộ phận này cần được bổ nhiệm
để tổ chức hoạt động hệ thống thông tin địa lý GIS một cách có hiệu quả để phục vụ
người sử dụng thông tin. Trong quá trình hoạt động, mục đích chỉ có thể đạt được
và tính hiệu quả trong kỹ thuật GIS chỉ được minh chứng khi công cụ này có thể hỗ
trợ những người sử dụng thông tin để giúp họ thực hiện được những mục tiêu công
việc. Ngoài ra việc phối hợp giữa các cơ quan chức năng có liên quan cũng phải
được đặt ra nhằm gia tăng hiệu quả sử dụng của GIS cũng như các nguồn số liệu
hiện có.

21
Như vậy, trong năm thành phần của GIS, chính sách và quản lý đóng vai trò
rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, đây là yếu tố quyết
định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS.
Trong phối hợp và vận hành các thành phần của hệ thống GIS nhằm đưa vào
hoạt động có hiệu quả kỹ thuật GIS, hai yếu tố huấn luyện và chính sách - quản lý là
cơ sở của thành công. Việc huấn luyện các phương pháp sử dụng hệ thống GIS sẽ
cho phép kết hợp các phần: Phần thiết bị, Phần mềm, Con người và Dữ liệu với
nhau để đưa vào vận hành. Tuy nhiên, yếu tố chính sách và quản lý sẽ có tác động
đến toàn bộ các thành phần nói trên, đồng thời quyết định đến sự thành công của
hoạt động GIS.
2.2.3. Chức năng của GIS
Một hệ thống thông tin địa lý có các chức năng cơ bản như: Nhập dữ liệu,
Quản lý dữ liệu, Phân tích dữ liệu, Xuất dữ liệu. Có thể khái quát các chức năng đó
như sau:
Nhập dữ liệu: Nhập dữ liệu là một chức năng của GIS qua đó dữ liệu dưới
dạng tương tự hay dạng số được biến đổi sang dạng số có thể sử dụng được bằng
GIS. Việc nhập dữ liệu được thực hiện nhờ vào các thiết bị như bàn số hóa, máy
quét, bàn phím và các chương trình hay môđun nhập và chuyển đổi dữ liệu của GIS.
Quản lý dữ liệu: Việc xây dựng một cơ sở dữ liệu GIS lớn bằng các phương
pháp nhập dữ liệu khác nhau thường rất tốn kém về thời gian, công sức và tiền bạc.
Số chi phí bằng tiền cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu có thể lớn hơn hẳn chi phí
phần cứng và phần mềm GIS. điều đó phần nào nói lên ý nghĩa của việc quản lý dữ
liệu, một chức năng quan trọng của tất cả các hệ thống thông tin địa lý. Chức năng
này bao gồm việc tổ chức lưu trữ và truy cập dữ liệu sao cho hiệu quả nhất.
Phân tích dữ liệu: Phân tích dữ liệu là chức năng quan trọng nhất của GIS.
GIS cung cấp các công cụ cần thiết để phân tích dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc
tính và phân tích tổng hợp cả hai loại dữ liệu đó ở trong cơ sở dữ liệu để tạo ra
thông tin mới trợ giúp các quyết định mang tính không gian.

22
Xuất dữ liệu: Chức năng xuất dữ liệu hay còn gọi là chức năng báo cáo của
GIS cho phép hiển thị, trình bày các kết quả phân tích và mô hình hóa không gian
bằng GIS dưới dạng bản đồ, bảng thuộc tính hay văn bản trên nàm hình hay trên
các vật liệu truyền thống khác ở các tỷ lệ và chất lượng khác nhau tùy thuộc vào
yêu cầu của người dùng và khả năng của các thiết bị xuất dữ liệu như màn hình,
máy in và máy vẽ.
2.3. Ứng dụng của GIS
Hệ thống thông tin địa lý được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý
dữ liệu không gian, nó có rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển đô thị và môi
trường tự nhiên như là: quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành
hệ thống công ích, lộ trình, nhân khẩu, bản đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả, bệnh
tật,… Trong phần lớn lĩnh vực này, GIS đóng vai trò như là một công cụ hỗ trợ
quyết định cho việc lập kế hoạch hoạt động. Các lĩnh vực ứng dụng cụ thể được
trình bày trong phần dưới đây.
2.3.1. Nghiên cứu quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường
Theo những chuyên gia về GIS kinh nghiệm nhất thì có rất nhiều ứng dụng
đã phát triển trong những tổ chức quan tâm đến môi trường. Với mức đơn giản nhất
thì người dùng sử dụng GIS để đánh giá môi trường:
- Quản trị rừng: theo dõi sự phân loại, thay đổi…
- Quản trị đường di cư và đời sống của động vật hoang dã.
- Quản lý và quy hoạch đồng bằng ngập lũ, lưu vực sông.
- Bảo tồn đất ướt.
- Phân tích các biến động khí hậu, thuỷ văn.
- Nghiên cứu tình trạng xói mòn đất.
- Quản lý chất lượng nước.
- Quản lý, đánh giá và theo dõi dịch bệnh.
- Xây dựng bản đồ và thống kê chất lượng thổ nhưỡng.
- Quy hoạch và đánh giá sử dụng đất đai.

23
Ứng dụng GIS với mức độ phức tạp hơn là dùng khả năng phân tích của GIS
để mô hình hoá các tiến trình xói mòn đất, sự lan truyền ô nhiễm trong môi trường
nước hay không khí hoặc sự phản ứng của một lưu vực sông dưới sự ảnh hưởng của
một trận mưa lớn. Nếu những dữ liệu thu thập gắn liền với đối tượng vùng và ứng
dụng sử dụng các chức năng phân tích phức tạp thì mô hình dữ liệu dạng ảnh
(Raster) có khuynh hướng chiếm ưu thế.
2.3.2. Nghiên cứu điều kiện kinh tế-xã hội
- Quản lý dân số.
- Quản lý mạng lưới giao thông: đường thuỷ, đường bộ.
- Quản lý mạng lưới y tế, giáo dục.
- Điều tra và quản lý hệ thống cơ sở hạ tầng.
2.3.3. Sản xuất nông nghiệp và phát triển nông thôn
Thổ nhưỡng:
- Xây dựng các bản đồ đất và đơn tính đất.
- Đặc trưng hoá các lớp phủ thổ nhưỡng.
Trồng trọt:
- Khả năng thích nghi các loại cây trồng.
- Sự thay đổi của việc sử dụng đất.
- Xây dựng các đề xuất về sử dụng đất.
- Khả năng bền vững của sản xuất nông nghiệp Nông - Lâm kết hợp.
- Theo dõi mạng lưới khuyến nông.
- Khảo sát nghiên cứu dịch-bệnh cây trồng (côn trùng và cỏ dại).
- Suy đoán hay nội suy các ứng dụng kỹ thuật.
Khí tượng thuỷ văn:
Trong lĩnh vực này, GIS được dùng như là một hệ thống đáp ứng nhanh phục
vụ chống thiên tai: như lũ quét ở vùng hạ lưu, xác định tâm bão, dự đoán các luồng
chảy, xác định mức độ ngập lụt,… từ đó đưa ra các biện pháp phòng chống kịp thời.
Vì những ứng dụng này mang tính phân tích phức tạp nên mô hình dữ liệu không
gian dạng ảnh (Raster) chiếm ưu thế.

24
Kinh tế nông nghiệp:
- Điều tra dân số, nông hộ.
- Khảo sát kỹ thuật canh tác.
- Xu thế thị trường của cây trồng.
- Nguồn nông sản hàng hoá.
Phân tích khí hậu:
- Hạn hán và các yếu tố thời tiết.
- Thống kê.
Chăn nuôi gia súc gia cầm:
- Thống kê.
- Phân bố.
- Khảo sát và theo dõi diễn biến, dự báo dịch bệnh.
2.3.4. Dịch vụ tài chính
GIS được sử dụng trong lĩnh vực tài chính tương tự như là một ứng dụng đơn
lẻ. Nó đã từng được áp dụng cho việc xác định vị trí những chi nhánh mới của ngân
hàng, các trạm rút tiền tự động (ATM),.... Hiện nay, việc sử dụng GIS đang tăng lên
trong lĩnh vực này, nó là một công cụ đánh giá rủi ro và mục đích bảo hiểm, xác
định với độ chính xác cao hơn những khu vực có độ rủi ro lớn nhất hay thấp nhất.
Lĩnh vực này đòi hỏi những dữ liệu cơ sở khác nhau như là hình thức vi phạm luật
pháp, địa chất học, thời tiết và giá trị tài sản.
2.3.5. Trong lĩnh vực y tế
Ngoại trừ các lĩnh vực đánh giá, quản lý mà GIS hay được dùng, GIS còn có
thể áp dụng trong lĩnh vực y tế. Ví dụ như: nó chỉ ra được lộ trình nhanh nhất giữa
vị trí hiện tại của xe cấp cứu và bệnh nhân cần cấp cứu, dựa trên cơ sở dữ liệu giao
thông. GIS cũng có thể được sử dụng như là một công cụ nghiên cứu dịch bệnh để
phân tích nguyên nhân bộc phát và lây lan bệnh tật cộng đồng.
2.3.6. Chính quyền địa phương
Chính quyền địa phương là một trong những lĩnh vực ứng dụng rộng lớn nhất
của GIS, bởi vì đây là một tổ chức sử dụng dữ liệu không gian nhiều nhất. Tất

25
cả các cơ quan của chính quyền địa phương có thể có lợi từ GIS. GIS có thể được sử
dụng trong việc tìm kiếm và quản lý thửa đất thay thế cho việc hồ sơ giấy tờ hiện
hành. Nhà cầm quyền địa phương cũng có thể sử dụng GIS trong việc tái dưỡng nhà
cửa và đường giao thông, GIS còn được sử dụng trong các trung tâm điều khiển và
quản lý các tình huống khẩn cấp.
2.3.7. Trong lĩnh vực giao thông
GIS có khả năng ứng dụng đáng kể trong lĩnh vực vận tải. Việc lập kế hoạch
và duy trì cơ sở hạ tầng giao thông rõ ràng là một ứng dụng thiết thực, nhưng giờ
đây có sự quan tâm đến một lĩnh vực mới là ứng dụng định vị trong vận tải hàng hải
và hải đồ điện tử. Loại hình đặc trưng này đòi hỏi sự hỗ trợ của GIS.
2.4. Giới thiệu về cơ sở dữ liệu GIS
2.4.1. Dữ liệu GIS và tổ chức CSDL GIS
2.4.1.1. Dữ liệu GIS
Dữ liệu địa lý là dữ liệu bao gồm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính
được kết hợp với nhau một cách tương ứng. Dữ liệu địa lý có thể là các bản đồ số
trên máy vi tính, các mô hình mô phỏng hình dáng bề mặt trái đất, các cơ sở dữ liệu
ảnh bề mặt trái đất...Trong đó, bản đồ số là một loại dữ liệu địa lý rất phổ biến
nhưng dữ liệu địa lý không chỉ có mỗi một loại dữ liệu bản đồ số. Đây là điều mà
chúng ta cần phân biệt rõ.
Dữ liệu là trung tâm của hệ thống GIS, hệ thống GIS chứa càng nhiều thì
chúng càng có ý nghĩa. Dữ liệu của hệ GIS được lưu trữ trong CSDL và chúng được
thu thập thông qua các mô hình thế giới thực. Dữ liệu trong hệ GIS còn được gọi là
thông tin không gian. Đặc trưng thông tin không gian là có khả năng mô tả “vật thể
ở đâu” nhờ vị trí tham chiếu, đơn vị đo và quan hệ không gian. Chúng còn khả năng
mô tả “ hình dạng hiện tượng” thông qua mô tả chất lượng, số lượng của hình dạng
và cấu trúc. Cuối cùng, đặc trưng thông tin không gian mô tả “quan hệ và tương
tác” giữa các hiện tượng tự nhiên. Mô hình không gian đặc biệt quan trọng vì cách
thức thông tin sẽ ảnh hưởng đến khả năng thực hiện phân tích dữ liệu và khả năng
hiển thị đồ họa của hệ thống.

26
Dữ liệu của GIS là dữ liệu địa lý vì vậy nhiều nơi người ta thường gọi dữ
liệu địa lý là dữ liệu GIS.
Dữ liệu địa lý là dữ liệu lưu trữ thông tin của các đối tượng địa lý. Một đối
tượng địa lý là một thực thể ngoài thế giới thực có liên quan đến một vị trí trên trái
đất. Đối tượng địa lý bao gồm các thông tin sau:
- Thông tin về hình học (không gian): là thông tin mô tả vị trí của đối tượng
địa lý thông qua tọa độ trong một hệ quy chiếu nhất định. Các đối tượng địa lý được
mô hình hoá thành các kiểu đối tượng hình học cơ bản như điểm, đường và vùng.
Một điểm được mô tả bởi một cặp toạ độ x, y. Đường được mô tả bằng một chuỗi
các điểm. Vùng là một đường khép kín.
Hinh̀ 2.1: Ba kiểu hình học cơ bản
- Thông tin về thời gian: Là thông tin mô tả các tính chất thời gian của đối
tượng địa lý. Chẳng hạn như đối tượng tồn tại từ khi nào, đối tượng có những thể
hiện đặc biệt gì trong một khoảng thời gian nhất định…
- Thông tin thuộc tính chủ đề: Là tất cả các thuộc tính phi không gian, thời
gian của đối tượng địa lý. Các thông tin này mô tả một số các đặc tính cụ thể của
đối tượng theo một chủ đề nhất định.

27
- Thông tin quan hệ: Là quan hệ giữa các đối tượng địa lý với nhau, bao gồm
các quan hệ về không gian, cũng như thời gian
- Các thao tác: Là các hành vi của đối tượng địa lý tại một số điều kiện nhất
định.
2.4.1.2. Tổ chức CSDL GIS
Tổ chức hệ thống thông tin địa lý phải bắt đầu bằng nhiệm vụ đặt ra của hệ
thống thông tin. Từ đó xác định được mức độ đòi hỏi của các loại thông tin cần thiết
như thông tin thuộc tính tỷ lệ nào, phải có lớp thông tin nào, độ chính xác của thông
tin và thông tin thuộc tính có dạng nào. Sau khi xác định được nhu cầu thông tin cần
tìm xem thông tin này có được từ nguồn nào, có thể lấy được từ cơ sở dữ liệu quốc
gia, cơ sở dữ liệu chuyên ngành mua trên thị trường thông tin. Nếu các nguồn khai
thác thông tin đều chưa có hoặc có cần xác định tiếp sử dụng biện pháp nào để thu
nhận các thông tin còn thiếu. Có thể được các công ty cung cấp thông tin hoặc tổ
chức thu nhập hệ thống thông tin riêng cho số lượng dữ liệu cần có nên tổ chức
quản lý dưới dạng tập trung hay phân tán cho nhu cầu và hoàn cảnh khai thác thông
tin. Khi định dạng thông tin đã rõ mới thiết kế phần cứng và phần mềm phù hợp.
2.4.1.3. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là hệ thống quản lý, lưu trữ, bảo trì toàn bộ cơ sở dữ
liệu. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cũng cung cấp các công cụ cho phép người dùng hỏi
đáp, tra cứu và tác động vào cơ sở dữ liệu.
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là từ dịch trong tiếng Anh: Database Management
System (DBMS). Có nghĩa ám chỉ các chương trình phần mềm có khả năng lưu trữ,
sửa chữa, xóa và tìm kiếm một thông tin cho cơ sở dữ liệu (CSDL). Có rất nhiều hệ
quản trị CSDL khác nhau như: các phần mềm nhỏ chạy trên máy tính cá nhân, các
hệ quản trị lớn phức tạp chạy trên một hoặc nhiều máy tính có khả năng xử lý mạnh.
Tuy nhiên tất cả các hệ quản trị CSDL đều có một đặc điểm chung là sử dụng
ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc gọi là “Structured Query Language” (SQL). Các hệ
quản trị được biết đến nhiều như: Microsoft Access, SQL server, My SQL,

28
Oracle, PostgreSQL, DB2… Phần lớn các hệ quản trị CSDL kể trên hoạt động tốt
trên nhiều hệ điều hành khác nhau như Linux, Unix và MacOS ngoại trừ SQL
Server của Microsoft chỉ chạy trên hệ điều hành Windows.
2.4.1.4. Cơ sở dữ liệu GeoDatabase
Geodatabase là một mô hình dữ liệu không gian do ESRI đưa ra, được dùng
cho việc lưu trữ, truy vấn và xử lý dữ liệu GIS.
Geodatabase là mô hình lưu trữ các đối tượng địa lý trong một cơ sở dữ liệu.
Nó là một cấu trúc dữ liệu có ưu điểm nổi bật cung cấp tính năng lưu trữ cơ sở dữ
liệu địa lý trong một không gian dữ liệu thể hiện dưới hình thức một bảng dữ liệu.
Một Geodatabase là một cấu trúc lưu trữ các dữ liệu không gian và thuộc tính cụ thể
lưu trữ các cấu trúc của đối tượng, tập hợp của các đối tượng, thuộc tính, các mối
quan hệ giữa các thuộc tính, và mối quan hệ giữa các đối tượng với nhau.
Hinh̀ 2.2: Các đối tượng hình học trong Geodatabase
Về định nghĩa thì: Geodatabase là dữ liệu lưu trữ phổ biến và được quản lý
trong phần mềm ArcGIS. Nó kết hợp "geo" (dữ liệu địa lý) với "database" (kho dữ
liệu) để tạo ra một kho dữ liệu trung tâm phục vụ cho việc lưu trữ và quản lý dữ liệu
không gian. Nó có thể được tạo ra trong máy tính để bàn, máy chủ hoặc các môi
trường điện thoại di động và cho phép lưu trữ dữ liệu GIS ở vị trí trung tâm để dễ
dàng truy cập và quản lý.
Geodatabase là một kho chứa dữ liệu không gian và thuộc tính trong hệ quản
trị cơ sở dữ liệu (Database Management System - DBMS).

29
- Các thành phần của Geodatabase được lưu trữ trong hệ quản trị cơ sở dữ
liệu DBMS.
- Mô hình Geodatabase có tính chất của mô hình dữ liệu hướng đối tượng.
- Dữ liệu được lưu trữ theo mô hình này mang tính toàn vẹn dữ liệu cao.
Có hai mô hình Geodatabase: Mô hình Geodatabase một người dùng
(Personal Geodatabase) và mô hình Geodatabase nhiều người dùng (Enterprise
Geodatabase).
- Personal Geodatabase: Mô hình sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu Access để
lưu trữ dữ liệu không gian và thuộc tính, nó chỉ hỗ trợ một người dùng và được cài
đặt trên máy đơn. Dung lượng lưu trữ của mô hình này giới hạn do sự hạn chế về
dung lượng lưu trữ của hệ quản trị cơ sở dữ liệu Access.
- Enterprise Geodatabase: Mô hình sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu nhiều
người dùng như Oracle, SQL Server, DB2, Postgres... để lưu trữ dữ liệu. Dữ liệu
lưu trữ được quản lý thông qua ArcSDE, dung lượng lưu trữ của mô hình này
thường không giới hạn do hệ quản trị mà nó sử dụng không giới hạn dung lượng lưu
trữ.
Hinh̀ 2.3: Các định dạng Geodatabase
Phương pháp chọn lựa mô hình Geodatabase:
- Sử dụng mô hình Personal Geodatabase khi:
+ Hệ thống chạy trên máy đơn.
+ Dữ liệu đơn giản
+ Dung lượng lưu trữ dữ liệu giới hạn.

30
- Sử dụng mô hình Multiuser Geodatabase khi:
+ Nhiều người dùng truy vấn, hiệu chỉnh trên cùng một Geodatabase.
+ Hệ thống dùng mô hình client/server.
+ Dung lượng lưu trữ dữ liệu không giới hạn.
+ Dữ liệu được truy cập qua Internet,...
- Tính toàn vẹn dữ liệu.
+ Subtypes.
+ Domains.
+ Validation rules.
- Mô hình hóa, quản lý tốt hơn về mối quan hệ giữa các đối tượng.
- Dữ liệu không gian và thuộc tính được lưu trữ tập trung và liên tục.
- Linh động: Personal hoặc Multiuser Geodatabase.
- Hỗ trợ mô hình dữ liệu nhiều người dùng (Multiuser Geodatabase).
- Toàn bộ dữ liệu được tập trung vào một cơ sở dữ liệu.
- Thừa kế được các tính năng ưu việt của hệ quản trị cơ sở dữ liệu mà nó sử dụng
để lưu trữ dữ liệu.
- Personal Geodatabase (PGDB): sử dụng Microsof Accsess để lưu trữ dữ liệu,
giới hạn dung lượng là 2GB, không lưu trữ được dữ liệu Raster.
- File Geodatabase (FGDB): được đề xuất trong phiên bản ArcGIS 9.2. Theo
ESRI, có 3 lý do cơ bản cho sự ra đời của File Geodatabase (FGDB).
+ Tránh sự hạn chế về dung lượng của Personal Geodatabase (PGDB). Dung
lượng tối đa cho PGDB là 2GB và trong thực tế PGDB hoạt động rất chậm sau khi
đã lưu trữ khoảng 500MB dữ liệu.
+ Tránh sự hạn chế về môi trường hoạt động của PGDB. PGDB chỉ hoạt
động trên hệ điều hành Windows.
+ Tăng cường khả năng khóa geodatabase khỏi ArcReader.

31
Khác với PGDB sử dụng Microsoft Access để lưu trữ dữ liệu, FGDB lưu dữ
liệu GIS dưới dạng một thư mục trong đó bao gồm nhiều file được nén và mã hóa.
Tập hợp các file trong một FGDB được tổ chức nhằm hỗ trợ các khả năng quan
trọng của một cơ sở dữ liệu không gian như: geometric network, raster dataset,
subtype, domain,...
Do những tính năng ưu việt đó của File Geodatabase trong khuôn khổ luận
văn tác giả sử dụng FGDB để lưu trữ CSDL GIS trong quản lý dữ liệu khống chế
địa chính.
Bang 2.1: Bảng so sánh các loại Geodatabase
̉
Đặc
điểm File Geodatabase Personal Geodatabase
chính
Một tập hợp các loại hình hệ thống Định dạng dữ liệu ban đầu cho
dữ liệu GIS datasets được lưu trữ ArcGIS geodatabases lưu trữ và
dưới dạng một hệ thống tập tin thư quản lý trong Microsoft Access với
Mô tả mục. Đây là định dạng dữ liệu gốc các file dữ liệu. Đây là giới hạn về
được cung cấp cho ArcGIS lưu trữ kích thước và hoạt động dưới hệ
và quản lý trong một thư mục hệ điều hành Windows.
thống tập tin.
- Người dùng đơn lẻ và nhóm làm - Người dùng đơn lẻ và nhóm làm
việc nhỏ. việc với dữ liệu datasets nhỏ.
- Một số người sử dụng, người - Một số người sử dụng.
Số người
viết cho một phần dữ liệu thuộc - Đồng thời được sử dụng đưa đến
tính, dữ liệu thuộc tính đơn lẻ lớp người dùng cuối với lượng lớn
sử dụng
hoặc bảng. người sử dụng.
- Đồng thời sử dụng bất kỳ tập tin
cụ thể tối giản đưa đến người dùng
cuối với lượng lớn người sử dụng.
Định
Mỗi số liệu là một tập tin riêng Tất cả các nội dung trong từng
biệt trên đĩa. Một file geodatabase personal geodatabase được tổ chức
dạng lưu
là một thư mục tập tin chứa các trong một tập tin Microsoft Access
trữ tập tin số liệu của nó. (*.mdb)…

32
Đặc
điểm File Geodatabase Personal Geodatabase
chính
Mỗi bộ dữ liệu, mỗi file geodata- Hai GB cho mỗi truy cập cơ sở dữ
Giới hạn base có thể chứa nhiều dữ liệu. liệu. Có hiệu lực giới hạn trước khi
kích Mỗi lớp thuộc tính có thể mở rộng thực hiện tối giản là thường
thước lên đến hàng trăm triệu thuộc tính khoảng từ 250 và 500 MB mỗi file
vector cho mỗi bộ dữ liệu. cơ sở dữ liệu Access.
Hỗ trợ Không hỗ trợ Không hỗ trợ
xác định
phiên
bản
Các nền Đa nền tảng Chỉ chạy trên môi trường Windows
tảng
Bảo mật Điều hành hệ thống tập tin bảo Hệ thống bảo mật file của
và mật. Windows
Quyền
Công cụ File hệ thống quản lý Quản lý tập tin của hệ điều hành
quản lý Windows
cơ sở dữ
liệu
Cho phép ta tuỳ chọn lưu trữ dữ Thường được sử dụng như dưới
liệu trong một định dạng chỉ đọc hình thức quản lý bảng thuộc tính
Ghi chú nén để giảm dung lượng lưu trữ (thông qua Microsoft Access).
Người sử dụng giống như việc xử
lý chuỗi cho thuộc tính văn bản
2.4.2. Cấu trúc CSDL trong GIS
Môṭcơ sởdữliêụ của hê ̣thống thông tin điạ lýcóthểchia ra làm hai loaịsốliêụ cơ
bản: cơ sởdữliêụ không gian vàcơ sởdữliêụ thuôc ̣ tinh́ (phi không gian). Mỗi
loaịcónhững đăc ̣điểm riêng vàchúng khác nhau vềyêu cầu lưu giữsốliêụ hiêụ quả,
xử lýsốliêụ vàhiển thi.̣

33
2.4.2.1. CSDL không gian
Số liệu không gian là những mô tả số của hình ảnh bản đồ, chúng bao gồm toạ
độ, quy luật và các ký hiệu dùng để xác định một hình ảnh bản đồ cụ thể trên từng
bản đồ. Hệ thống thông tin địa lý dùng các số liệu không gian để tạo ra một bản đồ
hay hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thông qua các thiết bị ngoại vi hay
các công cu ̣chuyên dùng,...
Dữ liệu là trung tâm của hệ thống GIS, hệ thống GIS chứa càng nhiều thì
chúng càng có ý nghĩa, dữ liệu của hệ thống GIS được lưu giữ trong CSDL và
chúng được thu thập thông qua các mô hình thế giới thực. Dữ liệu trong hệ thống
GIS còn được gọi là thông tin không gian. Đặc trưng thông tin không gian là có khả
năng mô tả “Vật thể ở đâu” nhờ vị trí tham chiếu, đơn vị đo và quan hệ không gian.
Chúng còn khả năng mô tả “hình dạng hiện tượng” thông qua mô tả chất lượng, số
lượng của hình dạng và cấu trúc. Cuối cùng đặc trưng thông tin không gian mô tả
“Quan hệ và tương tác” giữa các hiện tượng tự nhiên. Mô hình không gian đặc biệt
quan trọng vì cách thức thông tin sẽ ảnh hưởng đến khả năng thực hiện đến phân
tích dữ liệu và khả năng hiển thị đồ hoạ của hệ thống.
a) Cấu trúc dạng Vector
Tất cả các đối tượng đồ hoạ được quy về ba đối tượng cơ bản là: điểm, đường
và vùng.
Hinh̀ 2.4: Bản đồ với mô hình dữ liệu vector
- Kiểu đối tượng điểm (Points): Điểm được xác định bởi cặp giá trị toạ độ
(x,y). Các đối tượng đơn, thông tin về địa lý chỉ gồm cơ sở vị trí sẽ được phản ánh
là đối tượng điểm.

34
- Kiểu đối tượng đường (Arcs): Đường được xác định như một tập hợp dẫy
của các điểm. Khi mô tả các đối tượng địa lý dạng hình tuyến
- Kiểu đối tượng vùng (Polygons): Vùng được xác định bởi ranh giới các
đường thẳng. Các đối tượng địa lý có diện tích và đóng kín bởi một đường được gọi
là đối tượng vùng polygon
b) Cấu trúc dạng Raster
Cấu trúc dạng Raster mô tả một vùng bề mặt trái đất bằng một mảng hai chiều
(hàng, cột). Mỗi một phần tử của mảng là một ô (pixel). Mỗi pixel thể hiện cho một
vùng có diện tích nhỏ nhất của bề mặt cần mô tả. Một pixel được xác định toạ độ
x,y và một giá trị nào đó. Đối tượng điểm thể hiện bằng một pixel. Mỗi một đường
thể hiện bằng một dãy các pixel nối nhau có cùng giá trị. Vùng là một tập hợp các ô
kề nhau có cùng giá trị.
- Các nguồn dữ liệu xây dựng nên dữ liệu raster có thể bao gồm: Quét ảnh,
ảnh hàng không, ảnh viễn thám, chuyển từ dữ liệu vector sang, lưu trữ dữ liệu dạng
raster, nén theo hàng (Run lengh coding), nén theo chia nhỏ thành từng phần
(Quadtree), nén theo ngữ cảnh (Fractal).
- Việc sử dụng cấu trúc dữ liệu raster có thể dẫn đến một số chi tiết bị mất.
Với lý do này, hệ thống raster- based không được sử dụng trong các trường hợp nơi
có các chi tiết có chất lượng cao được đòi hỏi.
Hinh̀ 2.5: Bản đồ với mô hình dữ liệu raster
2.4.2.2. CSDL thuộc tính
Là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí
địa lý xác định. Một trong các chức năng đặc biệt của công nghệ GIS là khả năng

35
của nó trong việc liên kết và xử lý đồng thời giữa dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc
tính. Thông thường hệ thống thông tin địa lý có bốn loại thuộc tính:
- Đặc tính của đối tượng: Liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian có thể
thực hiện SQL (Structure Query Language) và phân tích.
- Số liệu hiện tượng, tham khảo địa lý: Mô tả những thông tin, các hoạt động
thuộc vị trí xác định.
- Chỉ số địa lý: Tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vị,... liên quan đến các
đối tượng địa lý.
- Quan hệ giữa các đối tượng trong không gian, có thể đơn giản hoặc phức tạp
(sự liên kết, khoảng tương thích, mối quan hệ đồ hình giữa các đối tượng).
Để mô tả một cách đầy đủ các đối tượng địa lý, trong bản đồ số chỉ dùng
thêm các loại đối tượng khác: điểm điều khiển, toạ độ giới hạn và các thông tin
mang tính chất mô tả. Các thông tin mô tả (Annotation) có các đặc điểm:
- Có thể nằm tại một vị trí xác định trên bản đồ.
- Có thể chạy dọc theo arc.
- Có thể có các kích thước, màu sắc, các kiểu chữ khác nhau.
- Nhiều mức của thông tin mô tả có thể được tạo ra với các ứng dụng khác
nhau.
- Có thể tạo thông tin CSDL lưu trữ thuộc tính.
- Có thể tạo độc lập với các đối tượng địa lý có trong bản đồ.
- Không có liên kết với các đối tượng điểm, đường, vùng và dữ liệu thuộc tính
của chúng.
- Số liệu tham khảo địa lý: Mô tả các sự kiện hoặc hiện tượng xảy ra tại một vị
trí xác định. Không giống các thông tin thuộc tính khác, chúng không mô tả về bản
thân các hình ảnh bản đồ. Thay vào đó chúng mô tả các danh mục hoặc các hoạt
động liên quan đến các vị trí địa lý xác định. Các thông tin tham khảo địa lý đặc
trưng được lưu trữ và quản lý trong các file độc lập và hệ thống không thể trực tiếp

36
tổng hợp chúng với các hình ảnh bản đồ trong CSDL của hệ thống. Tuy nhiên các
bản ghi này chứa các yếu tố xác định vị trí của sự kiện hay hiện tượng.
- Chỉ số địa lý: Được lưu trong hệ thống thông tin địa lý để chọn, liên kết và
tra cứu số liệu trên cơ sở vị trí địa lý mà chúng đã được mô tả bằng các chỉ số địa lý
xác định. Một chỉ số có thể bao gồm nhiều bộ xác định cho các thực thể địa lý sử
dụng từ các cơ quan khác nhau như là lập danh sách các mã địa lý mà chúng xác
định mối quan hệ không gian giữa các vị trí hoặc giữa các hình ảnh hay thực thể địa
lý. Ví dụ chỉ số địa lý về đường phố và địa chỉ địa lý liên quan đến đường phố đó.
- Mối quan hệ không gian: Các thực thể tại vị trí địa lý cụ thể rất quan trọng
cho các chức năng xử lý của hệ thống thông tin địa lý. Các mối quan hệ không gian
có thể là mối quan hệ đơn giản hay logic. Quan hệ Topology cũng là một quan hệ
không gian, các quan hệ không gian có thể được mã hoá như các thông tin thuộc
tính hoặc ứng dụng thông qua giá trị toạ độ của các thực thể.
- Mối quan hệ giữa các dữ liệu không gian và phi không gian: Thể hiện
phương pháp chung để liên kết hai loại dữ liệu đó thông qua bộ xác định, lưu trữ
đồng thời trong các thành phần không gian và phi không gian. Các bộ xác định có
thể đơn giản là một số duy nhất liên tục, ngẫu nhiên hoặc các chỉ báo địa lý hay số
liệu xác định vị trí lưu trữ chung. Bộ xác định cho một thực thể có thể chứa toạ độ
phân bố của nó, số hiệu mảnh bản đồ, mô tả khu vực hoặc con trỏ đến vị trí lưu trữ
của số liệu liên quan.
2.5. Các phương pháp sắp xếp và phân tích thông tin của GIS
2.5.1. Phương pháp chồng xếp bản đồ
Việc chồng xếp các bản đồ trong kỹ thuật GIS là một khả năng ưu việt của
GIS trong việc phân tích các số liệu thuộc về không gian, để có thể xây dựng thành
một bản đồ mới mang các đặc tính hoàn toàn khác với bản đồ trước đây. Dựa vào
kỹ thuật chồng xếp các bản đồ mà ta có các phương pháp sau:
- Phương pháp cộng (sum).
- Phương pháp nhân (mutiply).
- Phương pháp trừ (substract).

37
- Phương pháp chia (divide).
- Phương pháp tính trung bình (average).
- Phương pháp hàm số mũ (exponent).
- Phương pháp che (cover).
- Phương pháp tổ hợp (crosstabulasion)
Hinh̀ 2.6: Nguyên lý khi chồng xếp các bản đồ
Hinh̀ 2.7: Chồng xếp các bản đồ theo phương pháp cộng
Hinh̀ 2.8: Một ví dụ trong việc chồng xếp các bản đồ

Nghiên cứu ứng dụng GIS trong quản lý hệ thống mạng lưới điện khu vực TP. Hà Nội.doc

Nghiên cứu ứng dụng GIS trong quản lý hệ thống mạng lưới điện khu vực TP. Hà Nội.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Nghiên cứu ứng dụng GIS trong quản lý hệ thống mạng lưới điện khu vực TP. Hà Nội.doc

Similar to Nghiên cứu ứng dụng GIS trong quản lý hệ thống mạng lưới điện khu vực TP. Hà Nội.doc (20)

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Nghiên cứu ứng dụng GIS trong quản lý hệ thống mạng lưới điện khu vực TP. Hà Nội.doc