QGIS cho người học quy hoạch: mười thao tác nền tảng và những cái bẫy hệ tọa độ

Buổi đầu làm việc với GIS, một nhóm sinh viên nạp ranh giới khu đồ án từ file CAD, lớp đường từ OpenStreetMap và ảnh vệ tinh. Ba lớp nằm ở ba chỗ khác nhau trên màn hình, cách nhau vài trăm mét, có lớp còn nằm giữa biển. Cả buổi chiều trôi qua để sửa lệch. Đây gần như là “lễ nhập môn” của mọi người học GIS ở Việt Nam, và nguyên nhân luôn là hệ tọa độ.

QGIS là phần mềm GIS mã nguồn mở, miễn phí, đủ mạnh cho hầu hết nhu cầu đồ án quy hoạch. Bài này đi qua mười thao tác cần nắm, theo thứ tự bạn sẽ gặp chúng.

Chuẩn bị dữ liệu

1. Hiểu hệ tọa độ trước khi nạp bất cứ thứ gì

Dữ liệu ở Việt Nam thường gặp ba nhóm hệ tọa độ:

Cái bẫy lớn nhất: VN-2000 múi 3° dùng kinh tuyến trục riêng cho từng tỉnh, và phép chuyển về WGS 84 cần bộ tham số chuyển đổi. Nếu khai sai kinh tuyến trục, dữ liệu lệch hàng trăm mét hoặc hơn. Hỏi rõ đơn vị cung cấp: hệ gì, kinh tuyến trục bao nhiêu, múi chiếu mấy độ. Ghi lại vào một file văn bản trong thư mục dự án.

Nguyên tắc làm việc: chọn một hệ tọa độ phẳng (đơn vị mét) cho dự án, ví dụ UTM hoặc VN-2000 của tỉnh, và chuyển mọi lớp về hệ đó trước khi phân tích. Đo khoảng cách, diện tích trên hệ kinh vĩ độ (độ) sẽ ra số vô nghĩa.

2. Nạp dữ liệu CAD đúng cách

File DWG, DXF từ bản vẽ quy hoạch thường không mang thông tin hệ tọa độ. Khi nạp vào QGIS, phải tự gán hệ tọa độ đúng (không phải chuyển đổi). Nếu nạp mà lớp nằm ngoài biển hoặc ở châu Phi, gần như chắc chắn là đã gán sai hệ.

3. Nắn ảnh quét (georeferencing)

Bản đồ giấy cũ, ảnh chụp bản đồ quy hoạch cần được nắn vào tọa độ. Dùng công cụ Georeferencer: chọn ít nhất 4–6 điểm khống chế rõ ràng (ngã tư, góc công trình lớn) phân bố đều khắp ảnh, tránh dồn một góc. Kiểm sai số trung phương sau khi nắn; nếu lớn, xoá điểm có sai số cao nhất và chọn lại.

4. Số hoá: vẽ lớp mới

Tạo lớp shapefile hoặc GeoPackage mới, khai báo kiểu hình học (điểm, đường, vùng) và các trường thuộc tính trước khi vẽ. Bật bắt dính (snapping) để các vùng kề nhau không hở hay chồng. Một lớp vùng sử dụng đất có khe hở giữa các ô sẽ làm sai mọi thống kê diện tích sau đó.

Xử lý thuộc tính

5. Truy vấn và lọc thuộc tính

Dùng biểu thức để chọn đối tượng: ví dụ các ô đất có loại đất là ở và tầng cao lớn hơn 5. Lưu kết quả thành lớp mới để dùng tiếp. Nắm được cú pháp biểu thức tiết kiệm rất nhiều thời gian so với chọn tay.

6. Tính toán trường

Field Calculator tính diện tích ($area), chiều dài ($length), hoặc các chỉ tiêu như hệ số sử dụng đất = diện tích sàn ÷ diện tích ô. Nhớ lại bước 1: $area chỉ đúng khi lớp ở hệ tọa độ phẳng, hoặc khi thiết lập ellipsoid cho dự án.

Phân tích không gian

7. Vùng đệm (buffer)

Tạo vùng cách đều một đối tượng: 500 m quanh trường học, 30 m hành lang bảo vệ kênh. Lưu ý vùng đệm là khoảng cách đường chim bay; với phân tích tiếp cận đi bộ, dùng vùng phục vụ theo mạng đường (xem bài riêng về phân tích tiếp cận).

8. Chồng lớp (overlay)

Các phép giao (intersection), hợp (union), cắt (clip), trừ (difference) trả lời câu hỏi như: bao nhiêu diện tích đất ở nằm trong vùng ngập; bao nhiêu hộ nằm ngoài bán kính trường mầm non. Luôn kiểm hình học hợp lệ trước khi chồng (công cụ Fix geometries), vì một đối tượng lỗi có thể làm hỏng cả phép tính.

9. Thống kê theo vùng

Đếm điểm trong vùng (số trường mỗi phường), tính giá trị raster trong vùng (nhiệt độ bề mặt trung bình mỗi ô phố, dân số lưới cộng theo khu). Đây là cầu nối giữa dữ liệu ảnh và đơn vị quy hoạch.

Trình bày kết quả

10. Bản đồ chuyên đề và xuất bản vẽ

Dùng Print Layout để dàn trang: khung bản đồ, thước tỷ lệ, mũi tên bắc, chú giải, nguồn dữ liệu. Chọn thang màu hợp lý: dữ liệu thứ tự (mật độ) dùng một màu đậm dần; dữ liệu phân loại (sử dụng đất) dùng màu tách biệt; dữ liệu phân kỳ (chênh lệch so với trung bình) dùng hai màu đối lập. Ghi nguồn và ngày dữ liệu ở góc bản đồ.

Tổ chức dự án để khỏi lạc

• Một thư mục dự án, trong đó chia goc (dữ liệu gốc, không sửa), xuly (dữ liệu đã xử lý), ketqua.
• Đặt tên lớp có ngày và nội dung, không đặt “layer1”, “moi”, “moi_final_2”.
• Dùng GeoPackage thay shapefile khi có thể: một file chứa nhiều lớp, không giới hạn tên trường 10 ký tự.
• Ghi nhật ký xử lý: bước nào, công cụ nào, tham số gì. Khi giảng viên hỏi “con số này ra thế nào”, bạn trả lời được.

Áp dụng thực tế: bài tập hai giờ

1. Tải lớp đường và công trình của một phường từ OpenStreetMap (plugin QuickOSM).
2. Chuyển về UTM múi phù hợp.
3. Tạo lớp điểm các trường mầm non (số hoá hoặc từ OSM).
4. Tạo vùng đệm 500 m quanh các trường.
5. Tính tỷ lệ diện tích công trình nằm ngoài vùng đệm.
6. Xuất một bản đồ A3 có đủ thành phần.

Làm hết sáu bước một lần, bạn đã dùng tới bảy trong mười thao tác. Lần sau, thay vùng đệm bằng vùng phục vụ theo mạng đường và so sánh hai kết quả: đó là bước đầu tiên từ “biết dùng phần mềm” sang “biết phân tích đô thị”.

Câu hỏi thường gặp