Phần mềm quản lý lập địa site management 1.0

1. Giới thiệu phần mềm Quản lý lập địa Site management 1.0 - Phần mềm quản lý lập địa Site management 1.0 được thiết kế xây dựng từ tháng 6/2012 đến tháng 01/2013 tại tỉnh Bình Phước, được tiếp tục chỉnh sửa thêm vào tháng 9/2013 để phục vụ cho việc quản lý, sử dụng tài nguyên đất tỉnh Bình Phước. - Tác giả: TS Trần Quốc Hoàn. - Tham dự hội thi: Phần mềm Quản lý lập địa site Management đã đạt giải nhất Hội thi sáng tạo khoa học kỹ thuật tỉnh Bình Phước lần thứ II, năm 2012 - 2013, Giải ba Hội thi sáng tạo khoa học kỹ thuật toàn quốc (VIFOTEC) năm 2012 - 2013, có giao diện như Hình 01. /uploads/news/2016_06/image002.gif Hình 01: Giao diện phần mềm quản lý lập địa Site Management 1.0 - Đơn vị áp dụng công trình: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Bình Phước, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bình Phước, các đơn vị chủ rừng trển địa bàn tỉnh; các doanh nghiệp, tổ chức, cá nhân có sử dụng tài nguyên đất nông lâm nghiệp trên địa bàn tỉnh, làm bài giảng cho các trường cao đẳng, đại học trong lĩnh vực nông lâm nghiệp. 2. Tóm tắt nội dung phần mềm Quản lý lập địa Site management 1.0 Phần mềm quản lý lập địa Site management 1.0 được thiết kế bằng ngôn ngữ phát triển phần mềm Microsoft Visual Foxpro 9.0 cùng với sự trợ giúp của các phần mền phân tích không gian địa lý như Mapinfo Professional 10.5, ArcGIS 10 và phần mền thống kê toán học Statgraphics 15.0. Phần mềm được đóng gói để cài đặt và chạy trên các máy tính thông dụng hiện nay, trong đó cơ sở dữ liệu là điều kiện lập địa (điều kiện đất đai) của tỉnh Bình Phước. Từ kết quả xây dựng lưới cơ sở dữ liệu lập địa (điều kiện tự nhiên) trên địa bàn toàn tỉnh Bình phước, tiến phân tích đặc điểm lập địa, phân tích mối quan hệ giữa sinh trưởng của cây trồng với điều kiện lập địa, lập trình xử lý dữ liệu, kết nối dữ liệu thuộc tính với dữ liệu không gian để làm cơ sở thiết kế Phần mềm quản lý lập địa Site management 1.0 nhằm mục tiêu: (1) Cập nhật, tra cứu dữ liệu lập địa. (2) Thiết lập mô hình hồi quy diễn tả mối quan hệ giữa sinh trưởng của cây trồng với điều kiện lập địa. (3) Phân loại và thống kê lập địa. (4) Đánh giá tiềm năng lập địa. (5) Đánh giá khả năng thích hợp của một số loài rừng trồng chủ yếu với lập địa. (6) Phân vùng lập địa theo hệ thống cấp phân vị lập địa, theo tiềm năng sản xuất lập địa, theo khả năng thích hợp với một số loại rừng trồng chủ yếu để phục vụ cho sản xuất lâm nghiệp tỉnh Bình Phước. (7) Tư vấn sử dụng đất. 3. Giải pháp và tính mới của phần mềm Quản lý lập địa Site management 1.0 3.1 Giải pháp phát triển phần mềm Về giải pháp thiết kế xây dựng phần mềm quản lý lập địa Site management 1.0 được mô tả chi tiết như sau: a) Tạo cơ sở dữ liệu Là lưới bản đồ cơ sở dữ liệu lập địa tỉnh Bình Phước có cấu trúc dạng raster, là hệ thống lưới ô vuông liên nhau, có cạnh là 100 m, phủ đầy diện tích tỉnh Bình Phước, tại môi ô vuông này có giá trị thuộc tính là các đặc điểm lập địa và sinh trưởng của cây trồng như (lượng mưa bình quân năm, nhiệt độ bình quân năm, độ cao, độ dốc, loại đất, độ dày tầng đất, tỷ lệ kết von, thành phần cơ giới, chỉ số sinh trưởng của một số loài cây trồng, hiện trạng sử dụng đất, mục đích sử dụng đất, đơn vị chủ rừng, đơn vị hành chính…). Lưới cơ sở dữ liệu này có 687.466 ô. Lưới cơ sở dữ liệu này được xây dựng như sau: (1) Tạo hệ thống lưới ô vông (dạng raster) có cạnh 100 m trong môi trường Mapinfor 10.5. (2) Điều tra ngoại nghiệp, chỉnh lý lại bản đồ đơn vị đất tỷ lệ 100.000. (3) Từ bảng đồ địa hình tỷ lệ 1/100.000 (bản đồ đường đồng mức) tạo nên bản đồ độ dốc và bản đồ độ cao trong môi trường ArcGIS 10. (4) Chỉnh lý bản đồ nhiệt độ, lượng mưa bình quân năm tỷ lệ 1/100.000. (5) Chồng xếp các lớp bản đồ đơn tính về loại đất, độ cao, độ dốc, nhiệt độ, lượng mưa bình quân năm lên lớp lưới ô vuông và truy vấn dữ liệu để tạo các giá trị thuộc tính về loại đất, độ cao, độ dốc, lượng mưa, nhiệt độ cho mỗi ô vuông. (6) Từ kết quả điều tra 500 ô tiêu chuẩn đã thiết lập được các mô hình hồi quy trong môi trường Statgraphics 15 để diễn tã mối quan hệ giữa các yếu tố lập địa, và giữa sinh trưởng của cây trồng với lập địa. (7) Bảng giá trị thuộc tính của lưới ô vuông (lưới lập địa) được xuất sang Microsoft Visual Foxpro 9.0, cùng với những phương trình hồi quy nêu trên đã lập trình ứng dụng để gán thêm giá trị thuộc tính là đặc điểm các yếu tố lập địa cho mỗi ô vuông trên lưới lập địa. (8) Xuất ngược kết quả tính toán từ Microsoft Visual Foxpro 9.0 sang Mapinfo 10.5 thì được lưới cơ sở dữ liệu lập địa có đầy đủ giá trị thuộc tính như đã nêu ở trên. b) Thiết kế phần mềm (1) Thiết kế khung chương trình được lập trong công cụ phát triển phần mềm Microsoft Visual Foxpro 9.0 theo định hướng chức năng và nhóm chức năng của phần mềm. (2) Thiết kế các form, report và những tài liệu khác: Tùy theo chức năng cụ thể được xác định cho mỗi module để thiết kế Form nhằm đạt được mục tiêu đề ra của Form đó. Những việc thiết kế này cũng được thực hiện trong Microsoft Visual Foxpro 9.0. (3) Tạo Project cho chương trinh: Nhập chương trình khung, dữ liệu, form, report và những tài liệu khác vào project, tao file.exe cho Project để chạy độc lập. (4) Đóng gói Project: Project sau khi đã chạy thử, cho kết quả ổn định thì đóng gói trong môi trường InstallShield và cho kết quả là phần mền Site management1.0. (5) Cài đặt và chạy thử: Phần mền Site management1.0 được cài đặt cho một số máy tính của: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, các nhà khoa học trong lĩnh vực lâm nghiệp và công nghệ thông tin chạy thử nhiệm để thẩm định về tính ứng dụng, kiểm tra lỗi. (6) Điều chỉnh lỗi sau chạy thử nghiệm, đóng gọi lại và xuất bản phần mềm Site management1.0 c) Về cấu trúc Gồm 67 modul được xếp thành 7 nhóm chức năng, cụ thể (1) Nhóm giới thiệu (menu: Introduce) có 6 modul, gồm: giới thiệu tổng quát về phần mền, mục tiêu của phần mềm, mở file dữ liệu, nhạc yêu thích, cài đặt in, đóng và thoát chương trình (2) Nhóm cập nhật dữ liệu có 11 modul, gồm: cập nhật dữ liệu theo đơn vị hành chính, cập nhật theo các yếu tố lập địa, cập nhật theo đơn vị chủ rừng, cập nhật khuyến nghị sử dụng đất, chuẩn hóa các nhân tố và đơn vị lập địa, chuẩn hóa chỉ số đất và chỉ số sinh trưởng, chuẩn hóa chỉ số tiềm năng, chuẩn hóa chỉ số thích hợp, cập nhật dữ liệu cho mẫu, thiết lập hồi quy một nhân tố, thiết lập hồi quy nhiều nhân tố. (3) Nhóm tra cứu dữ liệu, có 12 modul, gồm: tra cứu một nhân tố theo đặc điểm đất đai, tra cứu một nhân tố theo đặc điểm địa hình, tra cứu một nhân tố theo đặc điểm khí hậu, tra cứu nhiều nhân tố theo đặc điểm nhóm đất đai, tra cứu nhiều nhân tố theo đặc điểm nhóm địa hình, tra cứu nhiều nhân tố theo đặc điểm nhóm khí hậu, tra cứu nhiều nhân tố theo đặc điểm nhóm đất đai và khí hậu, tra cứu nhiều nhân tố theo đặc điểm nhóm đất đai và địa hình, tra cứu nhiều nhân tố theo đặc điểm nhóm khí hậu và địa hình, tra cứu các dạng lập địa (Site type), tra cứu nhóm dạng lập địa và tiểu vùng lập địa, tra cứu theo tọa độ. (4) Nhóm thống kê điều kiện lập địa có 12 modul, gồm: thống kê lập địa theo đơn vị hành chính, thống kê lập địa theo đơn vị chủ rừng, thống kê lập địa theo từng nhân tố, thống kê lập địa theo mục đích sử dụng đất, thống kê lập địa theo hiện trạng sử dụng đất, thống kê tiềm năng lập địa cấp 1, tống kê tiềm năng lập địa cấp 2, thống kê tiềm năng lập địa cấp 3, thống kê tiềm năng lập địa cấp 4, thống kê theo tiểu vùng lập địa, thống kê theo nhóm dạng lập địa, thông kê dạng lập địa. (5) Nhóm phân loại lập địa có 5 modul, gồm: phân loại tiểu vùng lập địa, phân loại nhóm dạng trên toàn tỉnh, phân loại nhóm dạng lập địa trong lâm nghiệp, phân loại dạng trên toàn tỉnh, phân loại dạng lập địa trong lâm nghiệp (6) Nhóm chương trình có 19 modul, gồm: đánh giá tiềm năng lập địa tỉnh Bình Phước, đánh giá tiêm năng theo từng nhân tố lập địa, đánh giá tiềm năng lập địa huyện Bù Đăng, đánh giá tiềm năng lập địa huyện Bù Đốp, đánh giá tiềm năng lập địa huyện Bù Gia Mập, đánh giá tiềm năng lập địa huyện Đồng Phú, đánh giá tiềm năng lập địa huyện Hớn Quản, đánh giá tiềm năng lập địa thị xã Phước Long, đánh giá tiềm năng lập địa thị huyện Lộc Ninh, đánh giá khả năng thích hợp của một số loại cây trồng, phân vùng lập địa, phân vùng lập địa huyện Bù Đăng, phân vùng lập địa huyện Bù Đốp, phân vùng lập địa huyện Bù Gia Mập, phân vùng lập địa huyện Đồng Phú, phân vùng lập địa huyện Hớn Quản, phân vùng lập địa huyện Phước Long, phân vùng lập địa huyện Lộc Ninh. (7) Nhóm hướng dẫn sử dụng phần mềm có 6 modul, gồm: hướng dẫn sử dụng xem phần giới thiêu, hướng dẫn sử dụng cập nhật dữ liệu, hướng dẫn sử dụng tra cứu dữ liệu, hướng dẫn sử dụng thống kê lập địa, hướng dẫn sử dụng phân loại lập địa, hướng dẫn sử dụng đánh giá, phân vùng lập địa. d) Về chức năng Phần mềm quản lý lập địa Site management 1.0 có những chức năng sau: (1) Giới thiệu về chương trình, nghe nhạc, video giải trí. (2) Cập nhật dữ liệu về điều kiện lập địa đến từng điểm lập địa, mỗi điểm là một ô vuông tương đương với 1 ha ngoài thực địa. (3) Tra cứu, thống kê lập địa theo các yếu tố cấu thành điều kiện lập địa, theo đơn vị hành chính đến cấp xã, theo đơn vị chủ rừng, theo các đơn vị lập địa ở 3 cấp phân vị từ cấp tiểu vùng đến cấp dạng lập địa. (4) Phân loại lập địa từ cấp tiểu vùng đến cấp dạng lập địa. (5) Đánh giá tiềm năng, khả năng thích hợp của một số loại cây lâm nghiệp với lập địa đến từng điểm lập địa, đánh giá trên phạm vi toàn tỉnh và các các huyện có đất lâm nghiệp. (6) Phân vùng lập địa trên phạm vi toàn tỉnh và cho các huyện có đất lâm nghiệp đến từng điểm lập địa. (7) Là phần mềm môi trường, kết nối được với tất cả những chương trình máy tính khác có cài đặt trên máy như Word, Excel, Mapinfor, Statgraphics, Microsoft Visual Foxpro, Media… 3.2 Tính mới của phần mềm Hiện nay ở Việt Nam, chưa có phần mềm ứng dụng nào chuyên dùng trong lĩnh vực lập địa để có thể: (1) Phân loại được điều kiện lập địa từ cấp tiểu vùng đến cấp dạng lập địa và đạt đến mức độ chi tiết là từng ha trên phạm vi một tỉnh. (2) Thống kê, tra cứu được lập địa đến mức độ tiết là từng ha trên phạm vi một tỉnh theo từng yếu tố lập địa, theo mục đích sử dụng đất, theo hiện trạng sử dụng đất, theo đơn vị hành chính, theo đơn vị chủ rừng, theo tọa độ….(3) Đánh giá được tiềm năng lập địa, khả năng thích hợp lập địa của một số loài cây lâm nghiệp, phân vùng lập địa theo tiềm năng và theo khả năng thích hợp của một số loại cây lâm nghiệp chủ yếu đến từng điểm lập địa cho các địa phương, cho đất trong và ngoài lâm phần trên phạm vi một tỉnh. (4) Khuyến nghị sử dụng đất đến từng điểm lập địa (1 ô vuông 1 ha) trên phạm vi toàn tỉnh. (5) Làm phầm mềm nền để có thể kết nối với những phầm mềm khác hiện có trên máy tính, đặc biệt là các phần mềm xây dựng bản đồ và phân tích thống kê. Phần mềm Site management 1.0 là phần mềm giải quyết được những nội dung nêu trên, đây cũng chính là tính mới của phần mềm này. 4. Khả năng áp dụng của phần mềm Site management 1.0 Phần mềm quản lý lập địa Site management 1.0 với cơ sở dữ liệu là điều kiện lập địa tỉnh Bình Phước đạt đến độ chi tiết cho từng ha. Phần mềm được cài đặt độc lập chạy trên các máy tính cá nhân thông dụng, tốc độ xử lý nhanh; giao diện rõ ràng bằng hình ảnh, có hướng dẫn sử dụng cụ thể (Kèm theo hướng dẫn sử dụng); kết nối được mới những phầm mềm khác hiện có trên máy tính như Word, Excel, Mapinfor, Media...; chức năng phần mềm logic theo đúng trình tự nghiên cứu và ứng dụng lập địa. Với những đặc điểm này cho thấy: - Phần mềm có thể dùng làm bài giảng về lĩnh vực lập địa cho các trường đại học, cao đẳng thuộc lĩnh vực nông lâm nghiệp. - Mọi cán bộ lãnh đạo, kỹ thuật nông lâm nghiệp, người làm công tác quản lý sử dụng đất từ cơ sở đến các sở, ban, ngành trên địa bàn tỉnh đều có thể sử dụng một cách dễ dàng và có hiệu quả, như: các hộ gia đình sản có sản xuất lâm nghiệp, các đơn vị chủ rừng, các địa phương (xã, huyện), Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường… 5. Hiệu quả của phần mềm 5.1 Hiệu quả kinh tế Phần mềm này được thiết kế với các chức năng nêu trên nhằm mục đích cuối cùng là góp phần khai thác, quản lý sử dụng tài nguyên đất lâm nghiệp trên địa bàn tỉnh Bình Phước một cách có hiệu quả và bền vững. Mà cụ thể hơn là đánh giá được chính xác tiềm năng lập địa (đất đai) từ cấp tiểu vùng đến cấp dạng lập địa để làm cở cho việc quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp tâm trung và tầm cơ sở; đánh giá, phân vùng lập địa theo khả năng thích hợp của một loại cây trồng lâm nghiệp chủ yếu trên địa bàn tỉnh như Dầu rái, Sao đen, Keo lai, Cao su, Điều để làm cơ sở cho việc bố trí sử dụng đất chi tiết, trong sản xuất nông lâm nghiệp việc quy hoạch và bố trí sử dụng đất hợp lý thì hiệu quả kinh tế sẽ rất lớn. Phần mền dễ dàng khai thác, sử dụng đối với mọi cán bộ kỹ thuật nông lâm nghiệp, cho kết quả ngay khi sử dụng để phục vụ cho công tác, cho sản xuất kinh doanh lâm nghiệp của các tổ chức, cá nhân. Với những đặc điểm này cho thấy sản phầm này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất cao, vì: (1) Có khả năng nhân rộng, cho kết quả ngày, giảm thiểu được khối lượng điều tra ngoại nghiệp vì đã có hệ thống lưới cơ sở dữ liệu, công việc này thường mất rất nhiều thời gian và phải có chi phí đầu tư rất lớn. (2) Giảm thiểu được rất nhiều chi phí đầu tư trong xử lý dữ liệu, thay vì phải cần nhiều cán bộ kỹ thuật, cần nhiều thời gian thì đã các module đã thiết lập sãn trong phần mềm, người sử dụng chỉ cần xem hướng dẫn sử dụng là có kết quả. (3) Chỉ ra từng vùng đất, từng điểm lập địa thích hợp với một nhóm cây trồng hay mỗi loại cây trồng ở mức độ nào để từ đó khuyến nghị người sử dụng đất lựa chọn cơ cấu cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất trên diện tích đất mà mình đang sử dụng. 5.2 Hiểu quả trong công tác quản lý, sử dụng đất Có phần phần mềm này thì các nhà lãnh đạo, người quản lý, sử dụng đất gần như có bức tranh toàn cảnh về lập địa đến độ chi tiết từng ha. Từ bức tranh toàn cảnh này, người làm công tác quản lý sử dụng đất có thể: - Chủ động được trong công tác quy hoạch sử dụng đất ở tầm trung, tầm vi mô. - Quy hoạch được chiến lược, kế hoạch phát triển một số loại cây lâm nghiệp chủ lực của địa phương. 5.3 Hiệu quả xã hội Phát triển phần mềm này mang lại những hiệu quả xã hội sau: - Làm bài giảng về lĩnh vực lập địa trong các trường đại học nông lâm nghiệp. - Góp phần vào chủ trương phát triển ứng dụng công nghệ tin học trong nghiên cứu và trong thực tiễn sản xuất nông lâm nghiệp.