Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Ứng dụng hệ thống thông tin địa lí (GIS) trong phân tích không gian phát triển các trường THPT tỉnh Thái Nguyên
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
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/km2
)
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 điểmtrƣờng 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
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
7
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hệ thống thông tin địa lí (GIS) hiện đang đƣợc rất nhiều các quốc gia
nghiên cứu xây dựng, ứng dụng vào nhiều lĩnh vực. GIS đƣợc thiết kế nhƣ
một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không gian và đóng vai trò nhƣ là một
công cụ hỗ trợ quyết định cho việc lập kế hoạch hoạt động. GIS có rất nhiều
ứng dụng trong nghiên cứu khí tƣợng thuỷ văn, quy hoạch đô thị, quản lý
nhân lực, nông nghiệp, dịch vụ tài chính, bán lẻ và phân phối, y tế, giao thông
vận tải, thông tin liên lạc, nhân khẩu, bản đồ, an ning quốc phòng.
Tại Việt Nam công nghệ GIS bắt đầu áp dụng từ những năm 90 của thế
kỷ XX. Bộ Tài nguyên - môi trƣờng là cơ quan xây dựng CSDL nền GIS
quốc gia và đinh hƣớng ứng dụng trong nghiên cứu GIS phục vụ nghiên cứu
và phát triển những vấn đề phát triển môi trƣờng. Cho đến nay, GIS ứng dụng
trong khá nhiều ngành nhƣ quy hoạch nông lâm nghiệp, quản lý rừng, lƣu trữ
tƣ liệu địa chất, đo đạc bản đồ, địa chính, quản lý đô thị…
Quản lý và điều hành hệ thống giáo dục của cả nƣớc là một công việc
khá phức tạp, vì vậy ứng dụng GIS là cần thiết, GIS đóng vai trò quan trọng
trong công tác lập kế hoạch, quản lý và điều hành hệ thống giáo dục một cách
thuận lợi và hiệu quả.
Bộ GD&ĐT đã triển khai dự án xây dựng hệ thống EMIS ở Việt Nam.
Trong đó đã xác định việc xây dựng một hệ thống bản đồ quản lý giáo dục
bằng hệ thống GIS là một ƣu tiên chủ chốt để hỗ trợ phân tích và trình bày
hình ảnh những thông tin về các vùng địa lý trong hệ thống giáo dục.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
8
Đối với tỉnh Thái Nguyên, việc xây dựng bản đồ hệ thống các trƣờng học
trên địa bàn rất cần thiết. Thái Nguyên là một trung tâm đào tạo lớn, tập trung
nhiều trƣờng học của nhiều cấp học. Hiện nay việc xây dựng hệ thống bản đồ
mới chỉ dừng lại ở bƣớc giới thiệu không gian phân bố, phục vụ cho việc xác
định vị trí địa lí trƣờng học. Công tác thống kê báo cáo của các đơn vị trƣờng
học chủ yếu thực hiện thông qua các bảng biểu, thiếu các công cụ hiển thị trực
quan có tính đối chiếu, so sánh. Đặc biệt, việc đáp ứng nhu cầu tìm hiểu ngày
càng cao của phụ huynh và học sinh về thông tin của các nhà trƣờng chƣa
đƣợc 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 dụng GIS trong nghiên cứu mạng lƣới
các trƣờng phổ thông trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. Lấy kết quả nghiên cứu
làm cơ sở giới thiệu thêm công cụ quan sát và phân tích dữ liệu hiệu quả; đề
xuất mở rộng các ứng dụng thực tiễn của công nghệ GIS trong giáo dục.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Từ mục đích nghiên cứu, đề tài cần giải quyết những nhiệm vụ sau:
+ Phân tích những vấn đề lí luận về hệ thống 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.