Ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý hạ tầng viễn thông và công nghệ thông tin tỉnh Thừa Thiên Huế

21-02-2020

TÓM TẮT

Tỉnh Thừa Thiên Huế là một trong những tỉnh có tiềm năng phát triển về công nghệ thông tin và công nghiệp phần mềm. Với xu hướng ứng dụng công nghệ thông tin địa lý, tỉnh Thừa Thiên Huế đã có chủ trương triển khai dự án “Hệ thống thông tin địa lý tỉnh Thừa Thiên Huế” gọi tắt là GISHue. Một trong những thành quả của dự án GISHue là tạo lập cơ sở dữ liệu (CSDL) nền GIS thống nhất toàn tỉnh và triển khai ứng dụng quản lý trong một số phân hệ của hệ thống: địa chính, giao thông, du lịch,…trong đó có ứng dụng để quản lý hạ tầng viễn thông (VT) và công nghệ thông tin (CNTT) tại Sở Thông tin và Truyền thông (TT&TT).

Hiệu quả của ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý hạ tầng VT và CNTT tại tỉnh Thừa Thiên Huế đã mang lại nhiều ích lợi trong quản lý nhà nước, qui hoạch và phát triển hạ tầng VT và CNTT, hỗ trợ cho qui hoạch và phát triển đô thị của thành phố Huế – thành phố du lịch và hướng tới tỉnh Thừa Thiên Huế trở thành thành phố trực thuộc Trung ương.

1. Đặt vấn đề:
Với định hướng phát triển kinh tế xã hội theo hướng du lịch, dịch vụ và theo thông báo số 109/TB-UBND tỉnh Thừa Thiên Huế về việc ngầm hóa 22 tuyến đường nội thành đối với các thiết bị hạ tầng VT và CNTT. Nhằm chỉnh trang cảnh quan đô thị, xây dựng thành phố Huế xanh, sạch và đẹp. Các nhà nghiên cứu đã triển khai nhiều đề tài, dự án và ứng dụng với công nghệ GIS, GPS và RS trong công tác quản lý cây xanh, hệ thống giao thông, các đối tượng dịch vụ du lịch, mạng lưới điện,…kết quả đã hỗ trợ rất tích cực trong công tác quản lý, quy hoạch để giúp cho lãnh đạo ra quyết định chính xác.

Hiện nay trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế có 06 doanh nghiệp tham gia cung cấp các dịch vụ VT là: VT Thừa Thiên Huế trực thuộc Tập đoàn Bưu chính VT (VNPT), Tổng công ty VT Quân đội – Chi nhánh tại Thừa Thiên Huế (Viettel), Công ty Thông tin di động khu vực 1 – Chi nhánh tại Thừa Thiên Huế (MobiFone), Công ty Cổ phần Bưu chính VT Sài Gòn – chi nhánh tai Thừa Thiên Huế (SPT), Công ty Thông tin VT Điện lực – chi nhánh Thừa Thiên Huế (EVN Telecom) và Trung tâm thông tin di động (Vietnamobile) thuộc Công ty cổ phần VT Hà Nội (Hanoi Telecom) và 03 doanh nghiệp cung cấp dịch vụ CNTT là: VT Thừa Thiên Huế trực thuộc Tập đoàn Bưu chính VT (VNPT), Tổng công ty VT Quân đội – Chi nhánh tại Thừa Thiên Huế (Viettel), Công ty cổ phần VT FPT – chi nhánh tại Thừa Thiên Huế (FPT Telecom).
Hạ tầng VT và CNTT của các doanh nghiệp ngày càng phát triển, đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng dịch vụ của người dân, doanh nghiệp và các nhà đầu tư trên địa bàn tỉnh. Theo thống kế đến hết tháng 07 năm 2010, trên địa bàn tỉnh có 1034 trạm thu phát thông tin di động (BTS), 07 bộ điều khiển trạm gốc (BSC), 103 tuyến cáp, 395 thuê bao kinh doanh và dịch vụ internet công cộng.

Vấn đề đặt ra cho quản lý nhà nước về lĩnh vực thông tin và truyền thông là hỗ trợ tích cực cho các doanh nghiệp nhưng đảm bảo cảnh quan đô thị, tránh chồng chéo trong xây dựng hạ tầng và ảnh hưởng đến các hạ tâng kỹ thuật khác (giao thông, cấp nước, thoát nước, điện…), phát triển đúng quy hoạch. Theo chỉ đạo của Bộ TT&TT và UBND tỉnh, các doanh nghiệp đã tiến hành ngầm hóa và hợp tác dùng chung hạ tầng. Đây cũng là bài toán đặt ra cho Sở TT&TT Thừa Thiên Huế trong việc quản lý và tham mưu cho lãnh đạo liên quan đến hoạt động và phát triển thông tin và truyền thông tại địa phương. Điều này cần có những công cụ hỗ trợ quản lý chính xác và hữu hiện thì công nghệ GIS là sự lựa chọn phù hợp nhất hiện nay.

2. Mục tiêu, phạm vi và bài toán ứng dụng
Mục tiêu:
Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý GIS vào công tác quản lý hạ tầng VT và CNTT tỉnh Thừa Thiên Huế nhằm nâng cao hiệu quả công tác quản lý nhà nước về lĩnh vực quản lý thông tin và truyền thông trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế.

Phạm vi:
Dự án xây dựng hệ thống GIS phục vụ quản lý hạ tầng VT và CNTT tỉnh Thừa Thiên Huế có quy mô triển khai xây dựng tại Sở Thông tin Truyền thông tỉnh Thừa Thiên Huế với các phạm vi sau:
– Phạm vi dữ liệu: Dữ liệu hạ tầng VT và CNTT trên toàn tỉnh Thừa Thiên Huế.
– Phạm vi triển khai sử dụng:
+ Sở Thông tin Truyền thông: Phục vụ lãnh đạo, chỉ đạo công tác quản lý và quy hoạch hạ tầng VT và CNTT trên địa bàn tỉnh. Cung cấp công cụ để quản lý nhà nước về hạ tầng VT và CNTT. Phục vụ các chuyên viên trong sở trong các hoạt động tác nghiệp.
+ Phục vụ các ban ngành trong tỉnh có nhu cầu sử dụng thông tin hạ tầng VT và CNTT, chia sẻ dữ liệu hạ tầng thông tin truyền thông.
+ Có khả năng mở rộng ra mạng Internet kết nối đến các đơn vị VT tiếp nhận dữ liệu và phục vụ khai thác cho cộng đồng, người dân.

Bài toán ứng dụng:
Bài toán 1: Truy vấn dữ liệu không gian và thuộc tính.
Ngoài ưu điểm quản lý trực quan, GIS còn cho phép quản lý thông tin một cách nhanh chóng và chính xác. Với hệ thống CSDL phong phú về hạ tầng VT đã được tổ chức tốt, người dùng có thể tìm kiếm tất cả các thông tin về VT theo bất kỳ tiêu chí nào và theo bất kỳ đối tượng hạ tầng VT nào.
Đối với hạ tầng VT và CNTT thì ta có thể truy vấn trên các lớp thông tin như:
– Doanh nghiệp VT: Doanh nghiệp VT, Điểm cung cấp dịch vụ VT, Đại lý Internet.
– Hạ tầng mạng di động: Trạm BTS, Trạm BSC.
– Hạ tầng mạng cố định: Hệ thống chuyển mạch, Truyền dẫn ring, Tuyến truyền dẫn nhánh, Mạng ngoại vi, Hệ thống mạng xDSL.
– Thiết bị thu phát vô tuyến.
– Bưu chính: Doanh nghiệp bưu chính, Doanh nghiệp chuyển phát, Bưu cục, Đại lý bưu điện, Điểm bưu điện văn hóa xã, Đường thư.
– Cơ quan báo chí xuất bản: Đài phát thanh/truyền hình, Cơ quan báo chí, Cơ quan xuất bản.
– Đơn vị CNTT: Doanh nghiệp CNTT, Điểm đào tạo CNTT.
Trên bản đồ GIS, người dùng chỉ cần chọn vào 1 đối tượng VT, ứng dụng GIS sẽ cung cấp các thông tin liên quan đến hạ tầng VT đó, chẳng hạn như đối với trạm BTS ta sẽ xem được các thông tin như tên của trạm là gì, loại trạm, vị trí xây dựng trạm, chiều cao, tần số, công suất, bán kính phủ sóng…
Ngược lại, cũng từ những thông tin đã biết về trạm hoặc các đối tượng hạ tầng VT khác, người dùng cũng có thể sử dụng ứng dụng GIS để tìm kiếm những đối tượng có chứa những thông tin đó và chỉ ra chính xác vị trí lên bản đồ.
Ngoài ra, người dùng cũng có thể tìm kiếm dựa trên vị trí không gian của đối tượng chẳng hạn như các trạm nằm trong 1 phạm vi địa lý nào đó, hoặc nằm gần các đối tượng nào đó…

Bài toán 2: Kiểm tra tính hợp lý cấp phép xây dựng hạ tầng hoặc kinh doanh VT và CNTT.
Từ CSDL hiện có về hạ tầng VT, ứng dụng sẽ hỗ trợ khả năng thống kê và phân tích không gian để người dùng có thể tổng hợp được các thông tin phục vụ cho mục đích quản lý của mình.
Ứng dụng GIS sẽ cung cấp cho nhà quản lý:
– Thông tin tổng hợp về số lượng dữ liệu hạ tầng TT&TT;
– Thông tin tổng hợp về số lượng đối tượng hạ tầng TT&TT theo các đơn vị chủ quản;
– Cung cấp các thông tin khác được tính toán trên dữ liệu phản ánh hiện trạng hạ tầng TT&TT trên bình diện tổng thể như: tỉ lệ ngầm hóa của hạ tầng truyền dẫn theo từng doanh nghiệp trên toàn tỉnh…
– Cung cấp thông tin pháp lý của các đối tượng hạ tầng TT&TT để giúp nhà quản lý xác định được tình trạng cụ thể của một đối tượng tại thời điểm hiện tại: Ví dụ: Các thiết bị thu phát vô tuyến quá hạn sử dụng theo giấy phép tần số của cục tần số
– Thống kê mật độ trạm BTS theo từng vùng cụ thể.
– Thống kê theo phạm vi không gian và hỗ trợ người dùng kiểm tra tính hợp lý trong việc lắp đặt hạ tầng VT.

Bài toán 3: Qui hoạch phát triển hạ tầng VT và CNTT.
– GIS cho phép người sử dụng dễ dàng nắm được hiện trạng về hạ tầng VT mà mình quản lý, từ đó thực hiện phân tích, thống kê và đánh giá được những ưu điểm cũng như hạn chế cần khắc phục của hệ thống hiện tại. Dựa vào những thông tin đó các nhà quản lý sẽ có các chính sách quản lý và điều hành thích hợp.
– GIS cung cấp các công cụ phân tích đối tượng theo khoảng cách, vị trí, vùng để phục vụ cho các cán bộ sở TT&TT thẩm định báo cáo triển khai hạ tầng của các doanh nghiệp, lên kế hoạch xây dựng và triển khai mới…
– GIS cũng có thể mô phỏng sự thay đổi của hệ thống hiện tại dựa trên yêu cầu của người sử dụng, chính vì thế nhà quản lý có thể nghiên cứu và đưa ra các mô hình quy hoạch phát triển cho tương lai.
– Cung cấp thông tin phục vụ đánh giá tác động, sự ảnh hưởng của qua lại giữa hạ tầng TT&TT và các đối tượng trên nền địa lý.
– Người dùng có thể so sánh quy hoạch hạ tầng VT với quy hoạch của các ngành khác để có sự điều chỉnh thích hợp nhằm phù hợp với định hướng phát triển của Trung ương và quy hoạch các ngành khác.

3. Mô hình triển khai ứng dụng
Mô hình hệ thống

Trong sơ đồ trên:
– CSDL GIS nền địa lý là CSDL GIS đã được triển khai toàn tỉnh phục vụ cho các mục đích dùng chung. Vai trò của CSDL này đối với hệ thống là CSDL chỉ phục vụ khai thác, không cập nhật dữ liệu.
– CSDL GIS hạ tầng VT và CNTT là CSDL xây dựng trong hệ thống chịu trách nhiệm lưu trữ và cập nhật dữ liệu về hạ tầng thông tin truyền thông.
– Hệ thống phần mềm quản lý hạ tầng VT và CNTT: là hệ thống phần mềm được xây dựng: Hệ thống này gồm các phân hệ:
+ Phân hệ quản lý và khai thác bản đồ: Phần hệ này chịu trách nhiệm quản lý, xây dựng các dịch vụ bản đồ dựa trên các nguồn dữ liệu đã có. Tạo các phương pháp khai thác khác nhau trên bản đồ như: hiển thị bản đồ, hiển thị các đối tượng hạ tầng VT và CNTT trên bản đồ trên nền các đối tượng địa lý cơ bản.
+ Phân hệ tra cứu khai thác: Phân hệ này cung cấp các chức năng cơ bản cho phép người sử dụng có thể khai thác các dữ liệu của hệ thống.
+ Phân hệ phân tích, tổng hợp, thống kê. Thực hiện các tác vụ phân tích, chiết xuất thông tin từ nguồn CSDL trong hệ thống, tạo ra các sản phẩm thông tin hữu ích đối với người sử dụng. Hỗ trợ người quản lý điều hành và ra quyết định.
+ Phân hệ cập nhật và xét duyệt dữ liệu: Phân hệ này tạo ra các cơ chế cho phép các nhóm người với các vai trò khác nhau có thể cập nhật dữ liệu vào hệ thống. Ví dụ như các doanh nghiệp VT sử dụng hệ thống này để cập nhật dữ liệu hạ tầng thuộc phạm vi hoạt động của doanh nghiệp mình. Các chuyên viên Sở Thông tin và Truyền thông có thể xét duyệt dữ liệu đã được các đơn vị khác cập nhật báo cáo qua kênh của hệ thống này để chuyển đổi dữ liệu này thành dữ liệu chính thức.
+ Phân hệ quản trị hệ thống: Thực hiện các chức năng của người quản trị hệ thống như quản lý và cấp phát tài khoản đăng nhập vào hệ thống, phân quyền người sử dụng và theo dõi trạng thái hoạt động của hệ thống.

Mô hình hệ thống phần cứng triển khai

Mô hình hạ tầng kỹ thuật phần cứng của hệ thống

Bảng thông số kỹ thuật và phần mềm hệ thống

Mô hình cập nhật dữ liệu GIS:
– Dữ liệu cập nhật trực tiếp bởi các đơn vị chịu sự quản lý. Các đơn vị sẽ kết nối truy cập trực tiếp đến hệ thống để cập nhật dữ liệu. Dữ liệu sau khi gửi về hệ thống sẽ được xét duyệt bởi các chuyên viên của Sở trước khi cập nhật.

– Dữ liệu thô được gửi từ các đơn vị dưới dạng các định dạng trao đổi quy định. Quản trị viên hệ thống sẽ dùng các chương trình được cung cấp để nhập vào hệ thống. Hoặc dữ liệu được gửi dưới dạng các báo cáo, bộ phận nhập dữ liệu của Sở sẽ chịu trách nhiệm nhập vào hệ thống.
– Dữ liệu điều tra, đầy là nguồn dữ liệu điều tra, kiểm tra của các đợt thanh kiểm tra của Sở để xây dựng và cập nhật dữ liệu.
– Dữ liệu được cập nhật trực tiếp từ giao diện chi tiết của hệ thống chung cấp cho người sử dụng. Sau khi được đưa vào CSDL, dữ liệu sẽ ở trạng thái chờ xét duyệt. Dữ liệu sẽ được xét duyệt bởi các chuyên viên của Sở TT&TT để đảm bảo dữ liệu được đưa vào hệ thống là chính xác và có thể kiểm soát được dữ liệu trong hệ thống.
– Dữ liệu được lưu trữ trong các định dạng dữ liệu trao đổi. Dữ liệu này có thể là dữ liệu được gửi lên từ các đơn vị, doanh nghiệp thông tin truyền thông hoặc dữ liệu do Sở TT&TT xây dựng. Vì cập nhật dữ liệu này do các chuyên viên của Sở TT&TT thực hiện nên khi nhập dữ liệu này vào CSDL sẽ không qua chế độ xét duyệt.
Sau khi dữ liệu đã tồn tại trong CSDL hạ tầng thông tin truyền thông. Dữ liệu sẽ phục vụ khai thác thông tin. Có hai hình thức khai thác:
– Khai thác dữ liệu hiện trạng: dữ liệu này là dữ liệu nguyên gốc trong CSDL. Hệ thống sẽ cung cấp các giao diện khai thác khác nhau như khai thác trên bản đồ, khai thác qua hình thức bảng biểu.
– Khai thác qua các sản phẩm thông tin đã được phân tích tổng hợp, chiết xuất. Các sản phẩm thông tin này là các hình thức sử dụng thông tin để hỗ trợ trong quá trình quản lý và ra quyết định bởi các lãnh đạo, chuyên viên tại sở. Các hình thức khai thác này sẽ được phân tích làm rõ hơn khi thực hiện thiết kế chi tiết hệ thống.
Dữ liệu này hiển thị trên bản đồ nhằm xác định các thông tin về vị trí địa lý các đối tượng hạ tầng VT và CNTT.

Metada dữ liệu GIS:
Chuẩn Hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia VN-2000 là nền tảng thống nhất về cơ sở quy chiếu cho dữ liệu thông tin địa lý.
Có thể lựa chọn hệ thống dữ liệu địa lý nền có tỷ lệ như sau:
– Dữ liệu địa lý nền 1/50.000 cho toàn tỉnh;
– Dữ liệu địa lý nền 1/10.000 cho huyện;
– Dữ liệu địa lý nền 1/2.000 cho thành phố Huế và phụ cận.
Yêu cầu về dữ liệu địa lý nền và chuyên ngành có các lớp thông tin sau:

Một số hình ảnh về kết quả ứng dụng hệ thống

4. Hiệu quả mang lại:
– Dựa trên CSDL nền địa hình của dự án GISHue để phát triển các ứng dụng phục vụ phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội và công tác quản lý nhà nước của Sở Thông tin và Truyền thông Thừa Thiên Huế.
– Đồng nhất quản lý dữ liệu, thông tin của các đối tượng thuộc hạ tầng VT và CNTT trên địa bà toàn tỉnh Thừa Thiên Huế, hỗ trợ ra quyết định nhanh và chính xác của lãnh đạo.
– Nâng cao trình độ chuyên môn và năng lực quản lý của cán bộ sở TT&TT tỉnh Thừa Thiên Huế.

5. Kết luận:
Hiện nay, hệ thống thông tin địa lý đang được ứng dụng rộng rãi trong các ngành các cấp khác nhau từ trung ương đến địa phương. GIS được xem như là một công cụ quản lý và trợ giúp ra quyết định trong rất nhiều ngành như quản lý giao thông, bất động sản, tài nguyên thiên nhiên, lâm nghiệp, mạng lưới điện,…

Trong lĩnh vực quản lý hạ tầng nói chung và hạ tầng VT và CNTT nói riêng. Việc ứng dụng công nghệ GIS trong chuyên môn, nghiệp vụ góp phần nâng cao hiệu lực, hiệu quả điều hành, quản lý hành chính của Sở TT&TT tỉnh Thừa Thiên Huế, giảm nhẹ công việc điều tra kiểm soát hạ tầng tại các doanh nghiệp, nâng cao ý thức xây dựng hạ tầng VT và CNTT của các doanh nghiệp trên địa bàn tỉnh.

Để đẩy mạnh phát triển các ứng dụng GIS quản lý hạ tầng thông tin truyền thông. Bên cạnh việc xây dựng một hệ thống quản trị CSDL tập trung và cập nhật kịp thời, cũng phải đẩy nhanh việc khai thác các ứng dụng khai thác CSDL để hỗ trợ cho các hoạt động chuyên môn, đồng thời cũng phải triển khai việc trao đổi dữ liệu trong các ngành nghề khác nhau để thúc đẩy việc tin học hóa trong quản lý hành chính nhà nước trong các ban ngành một cách hài hòa và có hệ thống.

Nguồn: https://diadu.vn/vi/news/GisQuanLyHaTangVienThongVaCNTT