Ứng dụng Arcgis Online thành lập bản đồ nông nghiệp Hà Nội

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE 2013, Vol. 58, No. 6B, pp. 96-101 This paper is available online at ỨNG DỤNG ARCGIS ONLINE THÀNH LẬP BẢN ĐỒ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Nguyễn Thanh Xuân1, Tien Yin Chou2 và Thanh Van Hoang2 1Khoa Địa lí, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 2GIS Research Center, Feng Chia University, Taiwan R.O.C Tóm tắt. Hệ thống thông tin địa lí (GIS) ngày càng phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng vào trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống, trong đó có cả nông nghiệp. Sự ra đời và phát triển của công nghệ điện toán đám mây đã mở ra những hướng phát triển mới của công nghệ GIS. Bài báo này đề cập đến việc khai thác ứng dụng ArcGIS Online – một ứng dụng trên nền tảng đám mây của hãng ESRI để thành lập bản đồ nông nghiệp thành phố Hà Nội. Bản đồ là một bức tranh toàn cảnh về nông nghiệp của Hà Nội – một trong hai đô thị loại đặc biệt, thủ đô của Việt Nam: từ cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp, cơ cấu và sự phân bố các nông sản chính đến tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp (các vành đai nông nghiệp đô thị). Bản đồ hiển thị trên nền web và cho phép chia sẻ online thông qua internet. Từ khóa: GIS đám mây, nông nghiệp đô thị, nông nghiệp Hà Nội, bản đồ nông nghiệp Hà Nội. 1. Mở đầu Hệ thống thông tin địa lí ngày càng phát triển mạnh mẽ, có vai trò quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực, tất nhiên, nông nghiệp cũng không ngoại lệ. Các phần mềm của công nghệ GIS rất phong phú, từ các loại mã nguồn mở (GRASS GIS, QGIS, MapWindowGIS, uDig, . . . ) tới các sản phẩm thương mại (Autodesk, Bentley Systems, ESRI, Mapinfo, . . . ) kèm theo những yêu cầu đa dạng về trình độ người dùng, yêu cầu hệ thống, giá thành, . . . Tuy nhiên, sự ra đời và phát triển của điện toán đám mây trong một vài năm gần đây đã mở ra hướng phát triển mới của công nghệ GIS khi mà mọi thông tin đều được lưu trữ, tính toán, xử lý trong các máy chủ đặt trên Internet. Chúng ta có thể làm việc với các thông tin đó mà không cần phải hiểu biết về công nghệ, kỹ thuật và hạ tầng cơ sở của đám mây. Chúng ta dễ dàng truy cập vào đám mây thông qua một ứng dụng và thiết bị có kết nối Internet [6]. ArcGIS Online của ESRI là một ví dụ. Ngày nhận bài 01/06/2013. Ngày nhận đăng 29/09/2013. Liên lạc Nguyễn Thanh Xuân, e-mail: mrthanhxuan@gmail.com 96 Ứng dụng Arcgis Online thành lập bản đồ nông nghiệp Hà Nội Nông nghiệp đô thị là vấn đề được quan tâm đặc biệt bởi những đặc trưng riêng và tầm quan trọng của nó. Một số tác giả đáng chú ý là J.H Von Thunen, A. Weber, W. Christaller, C.R Bryant, . . . với các mô hình và lí thuyết kinh điển về phát triển nông nghiệp ở thành phố. Hà Nội là một đô thị loại đặc biệt nằm ở trung tâm vùng Đồng bằng sông Hồng, là thủ đô, đầu não chính trị - hành chính, là một trong 2 trung tâm kinh tế lớn nhất của Việt Nam. Từ 8/2008, sau khi điều chỉnh ranh giới hành chính, Hà Nội trở thành 1 trong 17 thành phố và thủ đô có diện tích lớn nhất thế giới và nằm trong số 16 thành phố và thủ đô có số dân đông nhất châu Á [1]. Vì thế, nông nghiệp Hà Nội càng được đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển. Một số công trình nghiên cứu rất có giá trị như: Địa lí các vùng kinh tế Việt Nam (Nguyễn Minh Tuệ và nnk - 2009), Địa lí các tỉnh và thành phố Việt Nam (Lê Thông và nnk - 2010) [4, 5], Địa lí Hà Nội (Lâm Quang Dốc và nnk - 2009) [1], . . . Đặc biệt có những công trình đã xây dựng được bản đồ liên quan đến nông nghiệp Hà Nội bằng công nghệ GIS [1, 2, 3] nhưng còn quá khái quát hoặc là các thành phần đơn lẻ. Nghiên cứu này của chúng tôi sử dụng ArcGIS Online – một ứng dụng đám mây của ESRI để thành lập một bản đồ tổng hợp theo một cách riêng biệt về nông nghiệp Hà Nội. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Đối tượng nghiên cứu - ArcGIS Online: Hình 1. Các thành phần ArcGIS Online tại trang ArcGIS.com Đây là một hệ thống quản trị nội dung không gian địa lí dựa trên nền tảng điện toán 97 Nguyễn Thanh Xuân, Tien Yin Chou và Thanh Van Hoang đám mây, nhằm lưu trữ và quản lí bản đồ, dữ liệu và thông tin không gian địa lí khác. ArcGIS Online cho phép truy cập nội dung không gian địa lí đã được chia sẻ và đăng kí bởi hãng Esri và người dùng GIS trên toàn thế giới. Các thành phần của ArcGIS Online gồm: Gallery (Map, Web Apps, Mobile Apps), Map, Groups, My Content, Search (Figure 1). Các khả năng ứng dụng của ArcGIS Online là: xây dựng bản đồ, tra cứu thông tin, lưu trữ và quản lí dữ liệu, cập nhật dữ liệu, phân tích, chia sẻ dữ liệu. Yêu cầu hệ thống khi sử dụng ứng dụng: thiết bị cá nhân có kết nối Internet (PC, laptop, smartphone, PDA, . . . ) và account đã đăng kí tại ArcGIS.com (đăng kí miễn phí) [7]. Trong nghiên cứu này, tác giả tập trung trọng tâm vào khả năng xây dựng bản đồ của ArcGIS Online. - Nông nghiệp Hà Nội: Phạm vi nghiên cứu: Hà Nội với hệ tọa độ từ 20053’B đến 21023’B và từ 105044’ Đ đến 106002’ Đ. Diện tích tự nhiên 3344.6 km2 (1% diện tích cả nước), số dân năm 2009 khoảng 6.5 triệu người (7.5% dân số cả nước) gồm 29 quận, huyện, thị xã. Thời gian nghiên cứu: dữ liệu về nông nghiệp Hà Nội trong giai đoạn từ 2005 đến 2009. Nội dung nghiên cứu: quy mô và cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp (gồm nông nghiệp, lâm nghiệp và thủy sản); sự phân bố của các nông sản chính (lúa gạo, rau đậu, lợn, bò, gia cầm), các vùng chuyên canh và các vành đai nông nghiệp chính. 2.2. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân tích, so sánh, tổng hợp: khi xây dựng bản đồ nông nghiệp Hà Nội cần chú ý đến những đặc điểm cơ bản của nông nghiệp Hà Nội trong mối tương quan với các tỉnh khác thuộc đồng bằng sông Hồng và các thành phố trực thuộc Trung ương khác của Việt Nam để thấy rõ bản chất, xu hướng phát triển và mối quan hệ. Cũng cần phải phân tích rõ các đặc điểm của ArcGIS Online so với các phần mềm GIS khác về khả năng hiển thị, phân tích, quản lí các dữ liệu không gian và thuộc tính của đối tượng để có cách thức lựa chọn các yếu tố thể hiện trên bản đồ. Phương pháp thống kê: nông nghiệp nói chung và nông nghiệp Hà Nội nói riêng có khối lượng dữ liệu rất lớn từ nhiều nguồn khác nhau. Sử dụng thống kê trong nghiên cứu và sử dụng các bảng biểu để trình bày số liệu là cách thức tốt nhất để chúng ta có cái nhìn đầy đủ và khái quát nhất về đối tượng. Nguồn dữ liệu cũng được chọn lọc để đảm bảo độ tin cậy: tổng cục thống kê Việt Nam, báo cáo của Bộ Kế hoạch đầu tư, Viện chiến lược, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp; của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Thành phố Hà Nội. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: đây là yêu cầu cần thiết nhằm kiểm định tính chính xác của các nguồn tư liệu, đồng thời giúp tác giả cập nhật, bổ sung các thông tin, đưa ra ý kiến đánh giá một cách khách quan. Phương pháp bản đồ và sử dụng công nghệ GIS: bản đồ là công cụ rất quan trọng 98 Ứng dụng Arcgis Online thành lập bản đồ nông nghiệp Hà Nội trong nghiên cứu địa lí kinh tế - xã hội. Bản đồ là bức tranh sinh động và cung cấp nguồn tri thức phong phú về đối tượng nghiên cứu. Trong bài báo này, tác giả sử dụng nhiều phần mềm GIS khác nhau như Mapinfo, ArcGIS Desktop để biên tập dữ liệu trước khi dùng ArcGIS Online để xây dựng bản đồ nông nghiệp Hà Nội. 2.3. Kết quả nghiên cứu 2.3.1. Quy trình sử dụng ArcGIS Online để xây dựng bản đồ Qua nghiên cứu và sử dụng ứng dụng này, chúng tôi đã khái quát hóa quy trình sử dụng thành sơ đồ (Hình 2). Hình 2. Quy trình sử dụng ArcGIS Online xây dựng bản đồ 2.3.2. Bản đồ nông nghiệp Hà Nội Bản đồ nông nghiệp Hà Nội (Hình 3) bao gồm các lớp dữ liệu sau: 99 Nguyễn Thanh Xuân, Tien Yin Chou và Thanh Van Hoang - Base map: sử dụng OpenStreet Map của Esri (layer 1); - Hành chính: thể hiện ranh giới và thông tin về số dân, diện tích của các quận, huyện, thị xã (layer 2); - Cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp phân theo các quận, huyện, thị xã (layer 3); - Diện tích và sản lượng lúa gạo (layer 4); - Diện tích và sản lượng cây rau đậu (layer 5); - Phân bố đàn lợn (layer 6); - Phân bố đàn bò (layer 7); - Phân bố đàn gia cầm (layer 8); - Vùng chuyên canh và Vành đai sản xuất nông nghiệp (layer 9); - Thống kê: trình bày số liệu thống kê của một số đối tượng (lợn, bò, . . . ) phân theo các quận, huyện, thị xã (layer 10). Hình 3. Quy trình sử dụng ArcGIS Online xây dựng bản đồ Bản đồ sử dụng đa dạng các hình thức thể hiện: dùng màu sắc, dùng kí hiệu, dùng tính năng pop-up (chèn hình ảnh, biểu đồ, các trường thông tin). 3. Kết luận ArcGIS Online đem đến những trải nghiệm mới cho người sử dụng GIS. Tuy khả năng phân tích và xử lí dữ liệu của ứng dụng chưa thực sự nổi trội so với các phần mềm cài đặt trên desktop nhưng ứng dụng đám mây này đã giúp tiết kiệm chi phí hạ tầng (tiền mua phần mềm hoặc tiền nâng cấp máy tính cá nhân), khả năng hiển thị dữ liệu trực quan, thú vị. Quy trình sử dụng chúng tôi đưa ra (Hình 2) giúp người mới dùng dễ dàng tự xây dựng được các bản đồ. 100 Ứng dụng Arcgis Online thành lập bản đồ nông nghiệp Hà Nội Bản đồ nông nghiệp Hà Nội xây dựng bằng ArcGIS Online cung cấp một bức tranh toàn cảnh và sinh động về những đặc điểm chính của nông nghiệp Hà Nội: cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp, tình hình phát triển và phân bố của các nông sản chính, tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp (các vùng chuyên canh và các vành đai sản xuất nông nghiệp) từ đó thấy được hiện trạng và xu hướng phát triển của nông nghiệp thủ đô. Dữ liệu bản đồ có thể được chia sẻ bằng nhiều hình thức, cho các đối tượng khác nhau, nâng cao hiệu quả sử dụng sản phẩm và đem lại sự tiện lợi cho người dùng. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lâm Quang Dốc, Phạm Khắc Lợi, Nguyễn Minh Tuệ, Đặng Duy Lợi, 2009. Địa lí Hà Nội. Nxb Đại học Sư phạm, Hà Nội. [2] Lê Mỹ Dung, 2011. Nghiên cứu nông nghiệp thành phố Hà Nội sau thời điểm 1/8/2008. Luận văn thạc sĩ khoa học Địa lí, trường Đại học Sư phạm Hà Nội. [3] Rajesh Bahadur Thapa, Frederic Borne, Pham Van Cu, 2005. Multicriteria GIS Analysis for Peri-urban Agriculture: a Case Study of Hanoi Province, Vietnam. Asian Conference on Remote Sensing 26th, Hà Nội. [4] Lê Thông (chủ biên), 2010. Địa lí các tỉnh và thành phố Việt Nam. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. [5] Nguyễn Minh Tuệ (chủ biên), 2009. Địa lí các vùng kinh tế Việt Nam. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. [6] Esri, 2011. GIS Through the Cloud. Tài liệu hội thảo khách hàng của Esri Việt Nam. [7] www.ArcGIS.com ABSTRACT Applying ArcGIS Online for Establishing Hanoi Agriculture Map Geographic Information system (GIS) develops more and more strongly, GIS is being applied in many areas of life, including agriculture. The appearance and development of cloud computing technology has opened the new direction development of GIS technology. This paper refers to the exploitation applying ArcGIS online - an application on the cloud platform of ESRI to establish the agriculture Ha Noi map. This map is a whole picture on the Hanoi agriculture- one of the two special urban, the capital in Vietnam, consist of the structure agriculture land-use, the structure and distribution of the main agriculture production, the territorial organization of agricultural production (the urban farm belt). This map is displayed on web and allows sharing data online through internet. 101