Phân tích không gian phân vùng tuyển sinh các trường THPT tỉnh Thái Nguyên trên cơ sở tiếp cận hệ thống thông tin địa lí (GIS)

Trần Viết Khanh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 78(02): 67 - 71 67 PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN PHÂN VÙNG TUYỂN SINH CÁC TRƢỜNG THPT TỈNH THÁI NGUYÊN TRÊN CƠ SỞ TIẾP CẬN HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÍ (GIS) Trần Viết Khanh1*, Lê Minh Hải2 1Đại học Thái Nguyên, 2Trường THPT Khánh Hoà, Thái Nguyên TÓM TẮT Trong cấu trúc của hệ thống thông tin địa lí (GIS), ngoài các thành phần nhƣ: phần cứng, phần mềm, cơ sở dữ liệu, yếu tố con ngƣời thì phƣơng pháp tiếp cận (approaches) hay các phƣơng pháp phân tích không gian sẽ quyết định hiệu quả ứng dụng của GIS. Phƣơng pháp phân tích không gian mang tính vừa mang tính đặc thù chuyên ngành vừa mang tính địa lí và cả yếu tố kinh nghiệm. Bài báo giới thiệu một số phƣơng pháp phân tích không gian trên cơ sở ứng dụng phần mềm MapInfo trong nghiên cứu phân vùng tuyển sinh cho các trƣờng THPT của tỉnh Thái Nguyên, từ đó khuyến nghị ứng dụng mô hình nghiên cứu tƣơng tự trong nghiên cứu địa lí và trong nghiên cứu của các chuyên ngành khác. Từ khoá: Địa lí, thông tin địa lí, GIS, phân tích, phân tích không gian, MapInfo ĐẶT VẤN ĐỀ* Phân tích không gian (spatial analysis) hay số liệu thống kê không gian (spatial statistics) bao gồm các kỹ thuật nghiên cứu các thực thể trong không gian trên cơ sở sử dụng dữ liệu tôpô, hình học hay địa lý học. Thuật ngữ phân tích không gian đề cập đến một loạt các kỹ thuật, phƣơng pháp tiếp cận khác nhau và áp dụng trong các lĩnh vực nhƣ thiên văn học, vũ trụ, đo đạc, quy hoạch...Cụm từ thƣờng đƣợc sử dụng với một ý nghĩa giới hạn hơn để mô tả các kỹ thuật áp dụng cho trong việc phân tích dữ liệu địa lý, thậm chí đôi khi đƣợc dùng để chỉ một kỹ thuật cụ thể trong một nghiên cứu cho một khu vực lãnh thổ cụ thể. Các hệ GIS hiện đại có nhiều phƣơng pháp phân tích hiệu quả, trong đó có hai hƣớng phân tích quan trọng đặc biệt là phân tích liền kề và phân tích chồng xếp. 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 của đối tƣợng địa lí. Phân tích liền kề thông thƣờng còn là phân tích chỉ ra sự khác biệt, so sánh giữa các đối tƣợng hoặc phân tích vùng đệm. Phân tích liền kề chủ yếu xử lí trên một lớp bản đồ. * Tel:0912187118 Phân tích chồng xếp là sử dụng một số lớp bản đồ để sinh ra thông tin mới và các đối tƣợng mới. Trong nhiều trƣờng hợp, đối tƣợng địa lí sẽ đƣợc tạo lại. Phân tích chồng xếp khá tốn thời gian và phụ thuộc vào nhóm các ứng dụng có tính chất sâu, khi hệ thống đƣợc khai thác sử dụng ở mức độ cao hơn là đƣợc sử dụng cho từng vùng cụ thể. Phân tích chồng xếp là quá trình tích hợp các lớp thông tin khác nhau. Các thao tác phân tích đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải đƣợc liên kết với nhau. Các phân tích không gian là đặc trƣng cơ bản của GIS. Trên cơ sở hiểu các chức năng phân tích không gian có thể giúp chung ta đƣa ra nhiều hƣớng nghiên cứu sự phát triển và phân bố của các hiện tƣợng địa lí khác nhau. Ứng dụng GIS trong phân tích sự phát triển mạng lƣới các trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên dƣới góc độ tiếp cận GIS đã mạng lại hiệu quả nhất định. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Công tác tuyển sinh là một công việc thƣờng xuyên của các trƣờng THPT. Hiện nay việc phân vùng tuyển sinh ở Thái Nguyên đƣợc phân theo cấp huyện. Đối với các huyện (thành phố, thị xã) có nhiều trƣờng THPT thì địa bàn tuyển do UBND cấp huyện quy định. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trần Viết Khanh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 78(02): 67 - 71 68 Đối với các trƣờng giáp ranh các huyện có thể tuyển ở địa bàn lân cận giữa các huyện. Qua khảo sát thực tế và quy trình tuyển sinh đầu vào của các trƣờng THPT trên đại bàn tỉnh Thái Nguyên có thể thấy rằng, các trƣờng THPT trên địa bàn chƣa có vùng tuyển sinh rõ ràng. Khu vực thành phố Thái Nguyên với 11 trƣờng, ngoài trƣờng THPT Chuyên, Dân tộc nội trú tỉnh, các trƣờng có lịch sử phát triển và đƣợc đầu tƣ từ lâu nhƣ các trƣờng THPT Lƣơng Ngọc Quyến, Gang Thép, Chu Văn An đã có sức hút mạnh, chất lƣợng đầu vào cao, trƣờng còn lại dù có điều kiện cơ sở vật chất đầy đủ, song số lƣợng và chất lƣợng học sinh thấp hơn nhƣ trƣờng THPT Ngô Quyền, Dƣơng Tự Minh. Khu vực các huyện tình trạng cũng tƣơng tự. Học sinh gần trƣờng mà không học tại trƣờng mà lại đi học trƣờng xa hơn. Đó là tình trạng của các trƣờng mới thành lập, dù có điều kiện xây dựng mới, song học sinh đăng ký học lại ít nên phải nhận lại hồ sơ của các trƣờng khác. Các huyện nhƣ Đại Từ, Phú Lƣơng hiện nay vẫn còn tình trạng học sinh phải di chuyển đến trƣờng với khoảng cách tới 15km, nhiều học sinh phải ở trọ. Nguyên nhân chính của tình trạng trên là các cấp quản lí thiếu một công cụ hoạch định vùng tuyển sinh dẫn đến tuyển sinh tự phát. Hầu hết các huyện không đƣa ra một phƣơng án phân vùng dù là phƣơng án định tính. Sức hút tuyển sinh của các trƣờng THPT có bề dày lịch sử phát triển ngày càng vƣơn xa theo các trục giao thông. Sự phát triển nhanh của mạng lƣới giao thông công cộng, đặc biệt là mạng lƣới xe buýt đã rút ngắn khoảng cách và thời gian di chuyển đến trƣờng của học sinh đã làm nảy sinh xu hƣớng học sinh chấp nhận đi học trƣờng xa. Hậu quả dẫn đến nhiều trƣờng không đủ chỉ tiêu tuyển sinh và phải xét tuyển lại những học sinh bị loại của trƣờng khác, trong khi đó, nhiều học sinh ở khu vực các huyện có xu hƣớng thi tuyển sinh tại các trƣờng ở thành phố. Điều này đã phá vỡ không gian tuyển sinh của các trƣờng, dẫn đến mất cân bằng quy mô và chất lƣợng đầu vào giữa các trƣờng, mất công bằng giữa số học sinh bị loại giữa các trƣờng. Để tạo điều kiện thuận lợi cho ngƣời học và thuận lợi cho các nhà trƣờng có đầu vào tƣơng đối ổn định, chúng tôi áp dụng thử mô hình phân vùng tuyển sinh với yêu cầu sinh thoả mãn một số điều kiện sau: - Số học sinh dự tuyển phù hợp với năng lực tuyển sinh mới lớp 10 của từng trƣờng. - Học sinh dự tuyển theo vùng tuyển gồm các xã, phƣờng, sao cho thuận tiện về giao thông, cự li hợp lý khi đi đến trƣờng, không bị chi cắt bởi địa hình. - Các trƣờng THPT ở trong vùng giáp ranh giữa các huyện tuyển sinh thuộc các địa bàn lân cận. Do đặc thù chung của các trƣờng chuyên biệt nhƣ THPT Chuyên, Nội trú tỉnh tuyển trên phạm vi toàn tỉnh và chủ trƣơng các trƣờng ngoài công lập chủ yếu tuyển sinh nguyện vọng 2 của các thí sinh nên việc phân vùng sẽ không xét tới diện tuyển sinh của các trƣờng này. Để đáp ứng các điều kiện trên, cần xác định: - Năng lực tuyển sinh của các trƣờng trên cơ sở chỉ tiêu tuyển của từng trƣờng xem đáp ứng bao nhiêu % tổng chỉ tiêu toàn tỉnh. - Các trƣờng thuộc vùng giáp ranh là những trƣờng nào. Ứng dụng phần mềm MapInfo, dùng phƣơng pháp phân tích Redistricts để sắp xếp các đối tƣợng đồ hoạ trên bản đồ thành các vùng khác nhau. Khi thực hiện chọn nhóm các đối tƣợng đồ hoạ thành các vùng theo một tiêu chí dữ liệu, phần mềm sẽ tự động tính toán tổng dữ liệu hoặc % dữ liệu cho các vùng do ngƣời dùng tạo ra. Khi thêm bớt đối tƣợng đồ họa trong vùng thì số liệu tổng hoặc số liệu % sẽ thay đổi theo. Mỗi vùng đƣợc tạo ra sẽ tự động có màu nền để dễ phân biệt. Áp dụng cụ thể trong phân vùng tuyển sinh là chọn các đối tƣợng vùng (các xã) trên bản đồ thành các vùng tuyển sinh cho mỗi trƣờng THPT dựa trên số học sinh lớp 9 của từng xã trong vùng tuyển. Phần mềm tự động tính tổng và % số học sinh lớp 9 dự tuyển trong vùng tuyển sinh. Dữ liệu của mỗi vùng tuyển Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trần Viết Khanh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 78(02): 67 - 71 69 sinh có giá trị tƣơng ứng với năng lực đào tạo của trƣờng THPT đó. Theo mô hình phân tích nhƣ hình 1, các bƣớc tiến hành cụ thể nhƣ sau: Mở đồng thời các lớp bản đồ nhƣ: Lớp hành chính tỉnh (TN_Tinh.TAB); lớp hành chính huyện (TN_Huyen.TAB); lớp hành chính xã (TN_Xa.TAB); lớp địa hình (TN_Diahinhtopo.TAB); lớp giao thông (TN_Giaothong.TAB); lớp điểm trƣờng (TN_THPT.TAB) Bƣớc 1: Xác định năng lực tuyển sinh của các trƣờng THPT Bƣớc này sử dụng liên kết CSDL từ 2 lớp: - Lớp TN_Tinh.TAB: sử dụng dữ liệu tổng chỉ tiêu toàn tỉnh đƣợc cập nhật ở Field tongchitieutinh. - Lớp TN_THPT: có CSDL của Field chitieuts có dữ liệu chỉ tiêu từng trƣờng. Tính năng lực tuyển sinh từng trƣờng: Mở Browser bảng của lớp TN_THPT. Thêm trong cấu trúc bảng một Field với tên: Nanglucts. Tính năng lực tuyển sinh bằng lệnh Update Colunm với giá trị của cột là % trong chỉ tiêu toàn tỉnh, hàm sử dụng là: (chitieuts)x100/(tongchitieutinh). Bƣớc 2: Tạo Field Thitaitruong cho lớp TN_Xa.TAB Mục đích của việc Field Thitaitruong nhằm trả lời câu hỏi: Xã nào cùng một vùng tuyển sinh? Field Thitaitruong là cơ sở phân vùng và sẽ đƣợc phần mềm tự động gán dữ liệu khi phân vùng. Hình 1. Mô hình phân vùng tuyển sinh bằng lệnh Redistricts Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trần Viết Khanh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 78(02): 67 - 71 70 Bƣớc 3: Tiến hành phân vùng bằng lệnh Redistricts Chọn lệnh: Window\New Redistricts Window. Xuất hiện cửa sổ, thực hiện khai báo hình 2. Hình 2. Khai báo lệnh phân vùng Bƣớc 4: Phân vùng tuyển sinh cho các trƣờng. Chọn Redistrict\Add district để nhập tên trƣờng cần tạo vùng tuyển sinh. Nhập tên trƣờng VD: Định Hoá. Dùng công cụ Select, giữ phím Shift và chọn lần lƣợt các xã trên bản đồ, quan sát sự thay đổi số liệu ở cột Pct(Hslop9). Khi số liệu đạt so với chỉ tiêu năng lực tuyển sinh, dừng chọn thêm xã, chọn Redistrict\Assign Selected Objects để tạo vùng. Vùng đƣợc thiết lập và có mầu sắc riêng. Tiến hành thao tác tƣơng tự cho các điểm trƣờng còn lại. Các vùng tuyển sinh đƣợc thiết lập và thể hiện nhƣ hình 3. Để đảm bảo yêu cầu thuận tiện về giao thông đi lại cho học sinh và có tính đến sự chia cắt địa hình, khi chọn các xã thành một vùng cần lƣu ý chọn các xã bám trong cùng một vùng tuyển sinh bám theo trục giao thông và không bị cách trở do địa hình. Kết quả sau khi hiệu chỉnh mầu sắc và chú giải, đƣợc bản đồ phân vùng đƣợc thể hiện nhƣ hình 4. KẾT LUẬN Việc phân vùng tuyển sinh dựa trên cơ sở tiếp cận ứng dụng hệ thông thông tin địa lí (GIS) đã giải quyết đƣợc một bài toán thực tế. Phƣơng pháp phân vùng tuyển sinh đã dựa trên cơ sở định lƣợng đầu vào của các trƣờng có tính đến sự tác động của các yếu tố địa lí khác. Phƣơng pháp phân tích không gian trong ví dụ phân vùng tuyển sinh là cơ sở để các nhà quản lí giáo dục căn cứ để ứng dụng trong quy hoạch mạng lƣới điểm trƣờng học và đã phần nào khẳng định những ứng dụng mạnh mẽ của GIS trong việc giải các bài toán trong thực tế. Phƣơng pháp phân vùng trên cơ sở phân tích không gian có hƣớng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhƣ: nghiên cứu thị trƣờng để bố trí các điểm siêu thị, chọn địa điểm đặt cửa hàng, dự báo sức chứa của vùng, bố trí các điểm quan trắc, phân khu quản lí rừng... Kết quả nghiên cứu phƣơng pháp phân vùng trên cơ sở tiếp cận GIS bằng phần mềm MapInfo cần đƣợc sử dụng trong các phân tích của địa lí học. Hình 3. Thực hiện phân vùng tuyển sinh bằng lệnh Redistrict Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trần Viết Khanh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 78(02): 67 - 71 71 Hình 4. Bản đồ phân vùng tuyển sinh của các trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Đức Bình (2006), Hướng dẫn sử dụng MapInfo Professional 7.5, Đại học nông lâm TP. Hồ Chí Minh. [2]. Trần Viết Khanh (2008), Ứng dụng tin học trong nghiên cứu và dạy học địa lí, NXB Giáo dục, Hà Nội. [3]. Huỳnh Lê Khoa (2005), Liên kết mô hình, hệ thông tin địa lí và cơ sở dữ liệu để ứng dụng trong công tác quản lí tài nguyên nước dưới đất, Sở Tài Nguyên và Môi trƣờng TP Hồ Chí Minh. [4]. Lê Văn Trung, ThS. Nguyễn Văn Hiệp (2009), Ứng dụng hệ thống thông tin địa lí (GIS) trong phân tích thông tin thị trường, Đặc san Viễn thám và Địa tin học, Trung tâm Viễn thám quốc gia, Bộ Tài Nguyên và Môi trƣờng. [5]. Sở Giáo dục và đào tạo Thái Nguyên, Báo cáo tổng kết và phương hướng nhiệm vụ các năm học 2005-2009, Quy hoạch mạng lưới các trường học giai đoạn 2005-2010, Thái Nguyên. Tài liệu tiếng Anh từ internet: [6]. YokoMakino, Seisuke Watanabe (2002), The application of GIS to the school mapping in Bangkok, SUMMARY SPATIAL ANALYSIS METHODS REGIONAL DISTRIBUTION OF SCHOOL ENROLLMENT High THAI NGUYEN BASED ACCESS GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM (GIS) Tran Viet Khanh 1* , Le Minh Hai 2 1Thai Nguyen University, 2Khanh Hoa High School, Thai Nguyen In the structure of geographical information systems (GIS), external components such as hardware, software, databases, human factors, the approach (approaches) or the method of analysis does not time will determine the effectiveness of GIS applications. Spatial analysis methods nature has brought major characteristics have both geographical factors and experience. This paper presents a method of spatial analysis based on MapInfo software applications in the partition study enrollment for high schools in the province of Thai Nguyen, which recommended the application model similar studies in the research geographical research and study of other subjects Keywords: Geography, Information, GIS, Spatial analysis, MapInfo * Tel: 0912187118 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên