Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM LÊ MINH HẢI ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÍ (GIS) TRONG PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN PHÁT TRIỂN CÁC TRƯỜNG THPT TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐỊA LÍ THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM LÊ MINH HẢI ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÍ (GIS) TRONG PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN PHÁT TRIỂN CÁC TRƯỜNG THPT TỈNH THÁI NGUYÊN CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA LÍ HỌC MÃ SỐ: 60.31.95 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐỊA LÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS TRẦN VIẾT KHANH THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Luận văn được tiến hành từ tháng 08 năm 2009 đến tháng 08 năm 2010 với sự giúp đỡ và tạo điêu kiện của Ban giám hiệu, Khoa Sau đại học, Ban chủ nhiệm cùng các thầy cô khoa Địa lí trường Đại học sư phạm – Đại học Thái Nguyên. Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ vô cùng quý báu đó. Với tất cả tình cảm của mình, tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS. TS Trần Viết Khanh, người đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện đề tài. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các cán bộ Sở GD&ĐT tỉnh Thái Nguyên, Trung tâm địa lí ứng dụng trường Đại học sư phạm Hà Nội, Trung tâm thông tin sở Tài Nguyên Môi trường Thái Nguyên, Cục Thống kê Thái Nguyên đã cung cấp nguồn tư liệu quý báu để tác giả hoàn thành luận văn này. Chân thành cảm ơn những tình cảm quý báu của những người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã cổ vũ, động viên, góp ý và tiếp thêm động lực để tác giả hoàn thành luận văn này. Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian có hạn và năng lực bản thân còn nhiều hạn chế trong kinh nghiệp nghiên cứu, nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp, chỉ bảo của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để quá trình học tập, nghiên cứu tiếp theo tiến bộ hơn. Thái Nguyên, ngày 23 tháng 08 năm 2010 Tác giả Lê Minh Hải Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Luận văn “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lí (GIS) trong phân tích không gian phát triển các trường trung THPT tỉnh Thái Nguyên” được thực hiện từ tháng 08/2009 đến tháng 8/2010. Luận văn sử dụng những thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, các thông tin đã được ghi rõ nguồn gốc, có một số thông tin thu thập từ điều tra thực tế ở địa phương, số liệu đã được tổng hợp và xử lí. Tôi xin cam đoan, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Thái Nguyên, ngày 05 tháng 08 năm 2010 Tác giả Lê Minh Hải Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU 4 DANH MỤC HÌNH BIỂU ĐỒ, BẢN ĐỒ 5 PHẦN MỞ ĐẦU 7 1. Tính cấp thiết của đề tài 7 2. Mục tiêu của đề tài 8 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 8 4. Giả thiết khoa học 9 5. Phạm vi nghiên cứu 9 6. Lịch sử nghiên cứu đề tài 9 7. Phƣơng pháp luận và phƣơng pháp nghiên cứu 12 7.1. Phƣơng pháp luận 12 7.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 13 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 15 1.1. Cơ sở lí luận 15 1.1.1. Hệ thống thông tin địa lí 15 1.1.2. Phân tích không gian với GIS 18 1.1.3. Hệ thống trƣờng trung học 20 1.1.4. Mạng lƣới trƣờng THPT dƣới góc độ tiếp cận GIS 21 1.2. Cơ sở thực tiễn 22 1.2.1. Sự phát triển của công nghệ GIS trên thế giới 22 1.2.2. Sự phát triển và ứng dụng công nghệ GIS ở Việt Nam 24 1.3. Xây dựng CSDL GIS và phân tích không gian bằng phần mềm MapInfo 26 1.3.1. Mục tiêu xây dựng và lựa chọn công nghệ 26 1.3.2. Cơ sở dữ liệu nền 26 1.3.3. Quy trình xây dựng CSDL GIS các trƣờng THPT 27 1.3.4. Một số phƣơng pháp phân tích không gian của MapInfo 32 CHƢƠNG 2: ỨNG DỤNG GIS PHÂN TÍCH THỰC TRẠNG KHÔNG GIAN PHÁT TRIỂN MẠNG LƢỚI CÁC TRƢỜNG THPT TỈNH THÁI NGUYÊN, GIAI ĐOẠN 2000 - 2010 37 2.1. Những nét khái quát về đặc điểm địa lí tỉnh Thái Nguyên 37 2.1.1. Vị trí địa lí và các đơn vị hành chính 37 2.1.2. Điều kiện tự nhiên 38 2.1.3. Điều kiện kinh tế xã hội 40 2.2. Ứng dụng GIS phân tích thực trạng phát triển giáo dục bậc THPT tỉnh Thái Nguyên 41 2.2.1. Thực trạng phát triển quy mô học sinh bậc THPT 41 2.2.2. Thực trạng phát triển lực lƣợng giáo viên THPT 44 2.2.3. Thực trạng phát triển CSVC lớp học, phòng học 48 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 2.3. Ứng dụng GIS phân tích thực trạng không gian phát triển các trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 52 2.3.1. Mạng lƣới trƣờng theo đơn vị hành chính 52 2.3.2. Mạng lƣới trƣờng theo loại hình 56 2.3.3. Mạng lƣới trƣờng theo quy mô 57 2.3.4. Hiện trạng không gian phục vụ của các trƣờng THPT 60 2.4. Các điều kiện ảnh hƣởng đến sự phát triển và phân bố mạng lƣới trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 63 2.4.1. Quy mô, cơ cấu dân số và phân bố dân cƣ 63 2.4.2. Tình hình phát triển KTXH 66 2.4.3. Sự phát triển kết cấu hạ tầng giao thông 67 2.4.4. Mức sống và thu nhập thực tế 68 CHƢƠNG 3: ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN CÁC TRƢỜNG THPT TỈNH THÁI NGUYÊN GIAI ĐOẠN 2010 - 2015 TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG GIS 72 3.1. Các quan điểm và nguyên tắc định hƣớng 72 3.1.1. Chiến lƣợc phát triển GD&ĐT quốc gia đến 2020 72 3.1.2. Định hƣớng phát triển GD&ĐT của tỉnh Thái Nguyên đến 2020 73 3.1.3. Kế hoạch phát triển bậc THPT của tỉnh Thái Nguyên đến 2015 74 3.1.4. Nguyên tắc tổ chức mạng lƣới các trƣờng THPT 75 3.2. Ứng dụng GIS trong tổ chức lãnh thổ phát triển các trƣờng THPT 76 3.2.1. Ứng dụng giải quyết mô hình phân vùng tuyển sinh 77 3.2.2. Ứng dụng phân loại trƣờng theo quy mô và theo vùng địa hình 84 3.2.2. Ứng dụng dự báo quy hoạch không gian phát triển 90 3.3. Đề xuất kiến nghị và giải pháp 95 KẾT LUẬN 97 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH: 98 PHỤ LỤC 100 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT CSDL Cơ sở dữ liệu. CSHT Cơ sở hạ tầng CNTT Công nghệ thông tin GD&ĐT Giáo dục và đào tạo. GIS Geography Information System Hệ thống thông tin địa lí. GV Giáo viên HS Học sinh NGTK Niên giám thống kê THPT: Trung học phổ thông. THCS: Trung học cơ sở. TM&MT Tài nguyên và Môi trƣờng UNESCO: United Nations Educational Scientific and Cultural Organization Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên Hiệp Quốc THUẬT NGỮ TIN HỌC Columns Cột trong bảng Excel Field Cột (trƣờng) CSDL Rows Dòng, bản ghi Layer Lớp bản đồ Table Bảng CSDL TAB Đuôi tên file của các lớp bản đồ MapInfo. Obj Viết tắt của từ Object: đối tƣợng địa lí (điểm, đƣờng, vùng) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU Trang Bảng 1.1. Các lớp bản đồ nền tỉnh Thái Nguyên 26 Bảng 2.1. Số học sinh THPT tỉnh Thái Nguyên tại thời điểm 31/12 hàng năm 39 Bảng 2.2. Số lƣợng và cơ cấu học sinh THPT theo lãnh thổ 41 Bảng 2.3. Số lƣợng và cơ cấu giáo viên theo vùng 44 Bảng 2.4. Tình hình phòng học, lớp học theo lãnh thổ. 48 Bảng 2.5. Sự phát triển mạng lƣới các trƣờng THPT theo huyện giai đoạn 2000 - 2010 49 Bảng 2.6. Số lƣợng các trƣờng THPT ở các khu vực phân theo loại hình 52 Bảng 2.7. Dân số trung bình huyện, thành phố, thị xã giai đoạn 2002 – 2009 (ngƣời) 58 Bảng 2.8. Quy mô và cơ cấu GDP của tỉnh Thái Nguyên phân theo khu vực kinh tế, giai đoạn 2000 - 2007 61 Bảng 2.9. Ngân sách chi thƣờng xuyên cho GD&ĐT của Tỉnh Thái Nguyên, giai đoạn 2000 – 2007 61 Bảng 2.10. Thu nhập trung bình và mức chi cho giáo dục theo đầu ngƣời 62 Bảng 3.1. Dự báo quy mô phát triển bậc THPT giai đoạn 2010 - 2015 67 Bảng 3.2. Chỉ tiêu phân loại trƣờng theo quy mô lớp và vùng địa hình 76 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 DANH MỤC HÌNH BIỂU ĐỒ, BẢN ĐỒ Trang Hình 1.1. Cấu trúc Hệ thống thông tin địa lí. 16 Hình 1.2. Quy trình xây dựng CSDL GIS trƣờng học bằng MapInfo. 28 Hình 1.3. Raster bản đồ các cơ sở giáo dục 29 Hình 1.4. Tạo cấu trúc bảng cho lớp TN_THPT.TAB 29 Hình 1.5. Kết quả định vị điểm trƣờng, mã trƣờng và tên trƣờng. 30 Hình 1.6. Khai báo cập nhật CSDL thuộc tính 32 Hình 2.1. Bản đồ hành chính Thái Nguyên 37 Hình 2.2. Biểu đồ số lƣợng học sinh THPT theo loại hình trƣờng, giai đoạn 2000 - 2009 40 Hình 2.3. Biểu đồ thể hiện tình hình đội ngũ giáo viên THPT giai đoạn 2000 – 2009 42 Hình 2.4. Biểu đồ số lƣợng giáo viên THPT theo loại hình trƣờng, giai đoạn 2000 – 2007 43 Hình 2.5. Biểu đồ hệ số giáo viên so với học sinh 45 Hình 2.6. Tình hình số lớp học và số học sinh trên một lớp học giai đoạn 2000 – 2009 46 Hình 2.7. Sự phát triển số phòng học và tƣơng quan số phòng so với số lớp học, giai đoạn 2000 – 2009 47 Hình 2.8. Hệ số phòng học so với lớp học theo đơn vị hành chính 48 Hình 2.9. Bản đồ mạng lƣới trƣờng THPT 51 Hình 2.10. Quy mô các trƣờng THPT năm 2010 53 Hình 2.11. Tỷ lệ học sinh theo cự li di chuyển của một số trƣờng THPT 56 Hình 2.12. Bản đồ mật độ dân số tỉnh Thái Nguyên (ngƣời/km 2 ) và quy mô học sinh các trƣơng THPT 59 Hình 2.13. Tỷ lệ hộ nghèo phân theo huyện năm 2005 và 2009 63 Hình 3.1. Dự báo sự phát triển số học sinh THPT và số phòng học giai đoạn 2010- 2015. 67 Hình 3.2. Mô hình phân tích GIS trong phân vùng tuyển sinh 72 Hình 3.3. Khai báo lệnh phân vùng 73 Hình 3.4. Thực hiện phân vùng tuyển sinh bằng lệnh Redistrict 74 Hình 3.5. Bản đồ phân vùng tuyển sinh các trƣờng THPT 75 Hình 3.6. Mô hình ứng dụng GIS phân hạng trƣờng theo quy mô 76 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 lớp học và theo vùng địa hình Hình 3.7. Khai báo lệnh để gán thuộc tính địa hình cho lớp điểm trƣờng 78 Hình 3.8. Khai báo phân hạng trƣờng theo quy mô và vùng địa hình 78 Hình 3.9. Biên tập bản đồ phân hạng trƣờng 79 Hình 3.10. Bản đồ phân hạng trƣờng THPT theo quy mô và theo vùng địa hình 80 Hình 3.11. Tổng hợp điều tra từ giáo viên về mô hình số lớp phù hợp trong một trƣờng THPT 81 Hình 3.12. Độ phân tán kết quả điều tra từ cán bộ quản lý về mô hình số lớp phù hợp trong một trƣờng và số học sinh trong một lớp. 82 Hình 3.13. Mô hình ứng dụng GIS dự báo không gian phát triển các trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên 83 Hình 3.14. Bản đồ dự báo không gian phát triển các trƣờng THPT đến 2015 84 [...]... đáp ứng Là một giáo viên địa lí đam mê với công nghệ GIS, tôi mạnh dạn chọn đề tài: Ứng dụng hệ thống thông tin địa lí (GIS) trong phân tích không gian phát triển các trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên với mong muốn những ứng dụng của GIS sẽ góp một phần nâng cao hiệu quả giáo dục thông qua phân tích không gian phát triển các trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên 2 Mục tiêu của đề tài Xây dựng đƣợc một số modul ứng. .. tác phân tích, trình bày và xuất in tất cả các dạng thông tin liên quan đến các đối tƣợng địa lí Hệ thống thông tin địa lí làm đƣợc các phân tích không gian phức tạp mà nếu làm theo các phƣơng pháp khác thì sẽ rất khó, mất nhiều thời gian hay không thực hiện đƣợc 1.1.1.2 Cấu trúc của hệ thống thông tin địa lí Hệ thống thông tin địa lí có cấu trúc gồm 4 thành phần chính: Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống thông. .. là tiếp cận quan điểm hệ thống vào việc xây dựng và ứng dụng hệ thống thông tin địa lí các trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Có hai hệ thống cơ sở lí luận nghiên cứu là: Hệ thống giáo dục quốc dân và Hệ thống thông tin địa lí Ngoài ra, cơ sở phân tích các hiện tƣợng mang tính địa lí KTXH nhƣ sự phân hoá chất lƣợng giáo dục, sự phân bố mạng lƣới điểm trƣờng, đề xuất quy hoạch phát triển đƣợc xem xét trên... thông tin địa lí (GIS); hệ thống trƣờng THPT; tình hình phát triển ứng dụng công nghệ GIS trên thế giới và ở Việt Nam 8 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn + Xây dựng mô hình CSDL GIS các trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên Ứng dụng phần mềm MapInfo trong phân tích các đặc điểm địa lí của sự phát triển và phân bố các trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên + Đề xuất... cho các nhà quản lí trong việc xây dựng kế hoạch phát triển, điều chỉnh hiện trạng và dự báo tƣơng lai phát triển và phân bố Vận dụng cơ sở lí luận phân tích không gian bằng công nghệ GIS trong nghiên cứu sự phát triển và phân bố mạng lƣới các trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, đề tài nghiên cứu theo hƣớng sử dụng các kỹ năng cơ bản trong phân tích không gian để giải quyết một số nhiệm vụ phân. .. pháp phát triển giáo dục bậc THPT trên cơ sở giải pháp ứng dụng GIS 4 Giả thiết khoa học - Ứng dụng GIS có thể nâng cao hiệu quả cung cấp, quản lí thông tin và phân tích sự phát triển mạng lƣới các trƣờng học phổ thông trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên hay không? - Giả thiết: GIS về các nhà trƣờng THPT trên địa bàn sẽ nâng cao hiệu quả cung cấp, quản lí thông tin và phân tích sự phát triển mạng lƣới các. .. phần cứng và phần mềm để có thể xây dựng, thao tác, phân tích và trình bày tất cả các thông tin địa lí liên hệ đến không gian một cách có hiệu quả GIS cho phép làm các mô hình toán phức tạp về không gian địa lí [16] Nhƣ vậy, hệ thống thông tin địa lí là một tập hợp cụ thể, có hệ thống, bao gồm phần cứng và phần mềm máy tính, cơ sở dữ liệu thông tin địa lí và con ngƣời, nhằm thực hiện có hiệu quả các. .. khoa học Phân loại các kỹ thuật phân tích không gian là khó khăn vì số lƣợng lớn các lĩnh vực khác nhau của các nghiên cứu liên quan với các phƣơng pháp tiếp cận cơ bản khác nhau Tuy nhiên điểm chung của các phân tích không gian cơ bản của GIS là kết hợp các dữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian bằng các phƣơng pháp, mô hình phân tích Các phân tích không gian gồm: + Chiết xuất thông tin theo... có ý nghĩa không gian, phạm vi rộng lớn nhƣ thông tin về sự phân bố tài nguyên, vị trí cơ sở hạ tầng, thông tin ranh giới hành chính, dân số Thông tin địa lí có thể ở dạng số, dạng chữ, dạng hình học, dạng ảnh chúng đƣợc tập hợp và xây dựng thành các nguồn dữ liệu thông tin địa lí - Hệ thống thông tin địa lí (Geography Information System): Có rất nhiều định nghĩa về Hệ thống thông tin địa lí mà chúng... công cụ phân tích hiệu quả, trong đó có hai công cụ quan trọng đặc biệt là phân tích liền kề và phân tích chồng xếp 19 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - Phân tích liền kề là các phân tích theo chiều ngang của không gian địa lí có liên quan đến sự thay đổi về khoảng cách, thay đổi vị trí địa lí của đối tƣợng Phân tích liền kề thông thƣờng còn là phân tích chỉ . ứng. Là một giáo viên địa lí đam mê với công nghệ GIS, tôi mạnh dạn chọn đề tài: Ứng dụng hệ thống thông tin địa lí (GIS) trong phân tích không gian phát triển các trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên . DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÍ (GIS) TRONG PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN PHÁT TRIỂN CÁC TRƯỜNG THPT TỈNH THÁI NGUYÊN CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA LÍ HỌC MÃ SỐ: 60.31.95 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐỊA LÍ. MINH HẢI ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÍ (GIS) TRONG PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN PHÁT TRIỂN CÁC TRƯỜNG THPT TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐỊA LÍ