XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN NƯỚC TỶ LỆ 1:10000 KHU VỰC HUYỆN SÔNG HINH, TỈNH PHÚ YÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN NƯỚC TỶ LỆ 1:10000 KHU VỰC HUYỆN SÔNG HINH, TỈNH PHÚ YÊN NGUYỄN THÙY LINH CHUYÊN NGÀ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN NƯỚC TỶ LỆ 1:10000

KHU VỰC HUYỆN SÔNG HINH, TỈNH PHÚ YÊN

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ

NGUYỄN THÙY LINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN NƯỚC TỶ LỆ 1:10000

KHU VỰC HUYỆN SÔNG HINH, TỈNH PHÚ YÊN

NGUYỄN THÙY LINH

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ

MÃ SỐ: 60520503

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS NGUYỄN BÁ DŨNG

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Cán bộ hướng dẫn chính: TS Nguyễn Bá Dũng

Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS Doãn Hà Phong

Cán bộ chấm phản biện 2: GS.TS Võ Chí Mỹ

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Ngày tháng năm 2017

LỜI CAM ĐOAN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi có tham khảo một số tài liệu liên quan đến chuyên ngành GIS, Ảnh – Bản đồ, Tài nguyên nước và Khí tượng Thủy văn nói chung cũng như quy trình thành lập cơ sở dữ liệu tài nguyên nước nói riêng Tôi xin cam đoan đề tài này là do chính tôi thực hiện, các số liệu thu thập và kết quả phân tích trong đề tài là trung thực, đề tài không trùng với bất kỳ đề tài nghiên cứu khoa học nào Những thông tin tham khảo trong khóa luận đều được trích dẫn cụ thể nguồn sử dụng

Ngày tháng năm 2017

Học viên

Nguyễn Thuỳ Linh

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi đã nhận được nhiều sự quan tâm giúp đỡ về cả kiến thức, tinh thần cũng như ý kiến góp ý từ các thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp và gia đình Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn

TS Nguyễn Bá Dũng là người hướng dẫn trực tiếp tôi, luôn chỉ bảo, giúp đỡ, động viên tôi Tôi cũng xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Trắc địa-Bản đồ, trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận văn thạc sĩ này

Tôi xin cảm ơn đề tài cấp bộ “Nghiên ứng dụng công nghệ địa tin học

nâng cao chất lượng dữ liệu không gian phục vụ công tác điều tra, quy hoạch tài nguyên nước”, mã số 2015.02.12 đã cung cấp số liệu giúp tôi hoàn

thành luận văn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU vii

DANH MỤC HÌNH VẼ viii

TÓM TẮT LUẬN VĂN x

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN NƯỚC 4

1.1 Cơ sở dữ liệu tài nguyên nước 4

1.1.1 Khái niệm tài nguyên nước và cơ sở dữ liệu tài nguyên nước 4

1.1.2 Tác động của con người tới tài nguyên nước 7

1.1.3 Vai trò của tài nguyên nước 8

1.1.4 Ý nghĩa của việc xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước 9

1.2 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong xây dựng CSDL 11

1.2.1 Hệ thống thông tin địa lý 11

1.2.2 Cơ sở dữ liệu trong GIS 16

1.2.3 Các nhiệm vụ của GIS 21

1.2.4 Một số ứng dụng của GIS 30

1.3 Tổng quan cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tại Việt nam và trên Thế giới 32

1.3.1 Cơ sở dữ liệu tài nguyên nước trên Thế giới 32

1.3.2 Cơ sở dữ liệu tài nguyên nước ở Việt Nam 36

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN NƯỚC 41

2.1 Lựa chọn giải pháp xây dựng CSDL tài nguyên nước 41

2.2 Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước 44

2.2.1 Sơ đồ quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước 44

2.2.2 Quy trình chi tiết xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước 45

2.3 Thiết kế cơ sở dữ liệu 46

2.3.1 Đặc tả yêu cầu dữ liệu của người sử dụng 47

2.3.2 Thiết kế cơ sở dữ liệu ý niệm 47

2.3.3 Thiết kế cơ sở dữ liệu luận lý 49

2.3.4 Thiết kế cơ sở dữ liệu vật lý 49

2.4 Chuẩn cơ sở dữ liệu 54

2.4.1 Chuẩn mô hình cấu trúc dữ liệu địa lý 55

2.4.2 Chuẩn mô hình khái niệm dữ liệu không gian 57

2.4.3 Chuẩn mô hình khái niệm dữ liệu thời gian 58

2.4.4 Chuẩn phương pháp lập danh mục đối tượng địa lý 58

2.4.5 Chuẩn hệ quy chiếu tọa độ 60

2.4.6 Chuẩn siêu dữ liệu địa lý 60

2.4.7 Chuẩn chất lượng dữ liệu địa lý 62

2.4.8 Chuẩn trình bày dữ liệu địa lý 63

2.4.9 Chuẩn mã hóa trong trao đổi dữ liệu địa lý 63

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN NƯỚC TỶ LỆ 1:10000 KHU VỰC HUYỆN SÔNG HINH, TỈNH PHÚ YÊN 65

3.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu và dữ liệu sử dụng 65

3.1.1 Vị trí địa lý 65

3.1.2 Điều kiện tự nhiên 66

3.1.3 Dân số 68

3.1.4 Kinh tế và tiền năng kinh tế huyện Sông Hinh 68

3.1.5 Cơ sở hạ tầng 69

3.1.6 Dữ liệu sử dụng 70

3.2 Chuẩn hóa CSDL 70

3.2.1 Chuẩn hóa dữ liệu nền 71

3.2.2 Chuẩn hóa dữ liệu tài nguyên nước 77

3.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tỷ lệ 1:10000 khu vực huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên 78

3.3.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu nền 78

3.3.2 Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước 80

3.4 Đánh giá kết quả 93

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

DANH MỤC VIẾT TẮT

CSDL Cơ sở dữ liệu DBMS Database Management System GIS Geographic Information System

GPS Global Positioning System HTTĐL Hệ thống thông tin địa lý SQL Structured Query Language UML Unified Modeling Language XML eXtensible Markup Language

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Bảng so sánh khả năng các phần mềm GIS 42

Bảng 2.2 Các cấu trúc của Geodatabase 51

Bảng 3.1 Thông số của một số hồ chứa trên huyện Sông Hinh 83

Bảng 3.2 Thông tin các điểm khai thác nước tại huyên Sông Hinh 85

Bảng 3.3 Vị trí điều tra nước trên địa bàn huyện Sông Hinh 88

Bảng 3.4 Công trình thăm dò nước trên địa bàn huyện Sông Hinh 90

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Hệ thống tin địa lý 12

Hình 1.2 Cấu trúc Hệ thống thông tin địa lý 13

Hình 1.3 Hệ thống tin địa lý 17

Hình 1.4 Các nhóm chức năng của GIS 22

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước 44

Hình 2.2 Mô hình Geodatabase 51

Hình 2.3 Các bước mô hình hóa Geodatabase sử dụng UML 53

Hình 3.1 Bản đồ hành chính tỉnh Phú Yên 65

Hình 3.2 Bản đồ huyện Sông Hinh sau chuẩn hóa 71

Hình 3.3 Lớp cơ sở toán học sau chuẩn hóa 72

Hình 3.4 Lớp biên giới địa giới sau chuẩn hóa 72

Hình 3.5 Lớp thủy hệ sau chuẩn hóa 73

Hình 3.6 Lớp giao thông sau chuẩn hóa 74

Hình 3.7 Lớp dân cư sau chuẩn hóa 75

Hình 3.8 Lớp phủ bề mặt sau chuẩn hóa 76

Hình 3.9 Lớp địa hình sau chuẩn hóa 77

Hình 3.10 Cấu trúc cơ sở dữ liệu nền trong geodatabase 78

Hình 3.11 Giao diện chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu trên arcgis 79

Hình 3.12 Giao diện chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu trên FME 80

Hình 3.13 Nhập thông tin thuộc tính trên Arcgis 80

Hình 3.14 Cấu trúc CSDL Tài nguyên nước huyện Sông Hinh 81

Hình 3.15 Giao diện nhập tạo độ diểm trên Arcgis 81

Hình 3.16 Mạng lưới sông suối huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên 82

Hình 3.17 Hồ chứa trên huyện Sông Hinh 83

Hình 3.18 Vị trí không gian và bảng thuộc tính của hồ chứa 84

Hình 3.19 Điểm khai thác nước trên huyện Sông Hinh 86

Hình 3.20 Vị trí không gian và bảng thuộc tính của công trình khai thác nước 86

Hình 3.21 Công trình thủy lợi tại huyện Sông Hinh 87

Hình 3.22 Điểm các giếng điều tra nước tại huyện Sông Hinh 88

Hình 3.23 Vị trí không gian và bảng thuộc tính của các giếng điều tra nước 89 Hình 3.24 Điểm thăm dò nước tại huyện Sông Hinh 91

Hình 3.25 Vị trí không gian và bảng thuộc tính của công trình thăm dò 91

Hình 3.26 Điểm lỗ khoan trên địa bàn huyện Sông Hinh 92

Hình 3 27 Nền địa lý huyện Sông Hinh trên ảnh vệ tinh Thế giới 93

cả về số lượng và chất lượng, kèm theo đó hạn hán và lũ lụt xảy ra gay gắt ở

cả quy mô, mức độ và thời gian trong khi nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng và đó chính là nguyên nhân gây ra khủng hoảng về nước Việc quản lý, khai thác và sử dụng có hiệu quả tài nguyên nước có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển của con người vì vậy nó đã trở thành chủ

đề quan trọng không chỉ đối với Việt Nam mà luôn là chủ đề được bàn thảo nhiều nhất trên các diễn đàn Quốc tế

Hiện nay, việc xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước có thể dễ dàng cập nhật, phân tích, tổng hợp các số liệu liên quan cho từng vùng, từng khu vực, từng cửa sông, đưa ra những thông tin bổ ích, có ý nghĩa và vô cùng quan trọng cho các ngành liên quan

Cùng với công nghệ kỹ thuật ngày càng phát triển, sự ra đời công nghệ GIS sẽ giúp cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu vốn mất nhiều thời gian trở nên nhanh chóng hơn, hiệu quả hơn và đầy đủ hơn

Cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tỷ lệ 1:10.000 khu vực huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên sẽ là cơ sở phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước cho huyện Sông Hinh của tỉnh Phú yên cũng như làm tài liệu tham khảo cho các nhà hoạch định chính sách và ra quyết định ở địa phương

Mục tiêu của nghiên cứu: Xây dựng được cơ sở dữ liệu tài nguyên nước

tỷ lệ 1:10000 phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước khu vực huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên

Để đạt được mục tiêu trên, nội dung nghiên cứu chính của đề tài gồm có:

- Nghiên cứu các đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội, các yếu tố ảnh hưởng tới tài nguyên nước của khu vực nghiên cứu

- Ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý tài nguyên nước

- Tìm hiểu tổng quát lý thuyết xây dựng CSDL tài nguyên nước

- Nghiên cứu quy trình xây dựng CSDL tài nguyên nước trong GIS

- Nghiên cứu xây dựng CSDL tài nguyên nước khu vực huyện Sông Hinh

2 Các nội dung chính

2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu

CSDL tài nguyên nước được xây dựng theo cấu trúc GIS, được hình thành phát triển từ hai nền tảng chính là khoa học địa lý và bản đồ học, cùng với sự thúc đẩy mạnh mẽ của các tiến bộ ngành kỹ thuật, khoa học máy tính

và toán học

GIS ngày càng được ứng dụng rộng rãi, cùng với sự xuất hiện của Internet, hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và viễn thám đã tạo điều kiện cho GIS phát triển mạnh mẽ hơn nâng giá trị lên tầm cao mới

Một dự án được coi là thành công phụ thuộc vào nhiều yếu tố như lựa chọn thiết kế cơ sở dữ liệu, lựa chọn phần mềm, phần cứng, thu thập và xử lý

số liệu,…Trong đó yếu tố quan trọng đặc biệt là lựa chọn phần mềm GIS Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều phần mềm GIS mang đầy đủ chức năng của GIS Có thể liệt kê một số phần mềm phổ biến nhất như: phần mềm của ESRI, phần mềm của Intergraph, phần mềm của MapInfo

Tuy nhiên, ArcGIS của hãng ESRI là phù hợp nhất với việc xây dựng CSDL ArcGIS là một tổ hợp các phần mềm cung cấp đầy đủ các chức năng

cần thiết của GIS Tất cả các sản phẩm của ArcGIS đều có thể truy xuất tới dữ liệu không gian dưới các dạng file, dạng CSDL và dạng XML

CSDL trên ArcGIS sẽ được tổ chức thành các Geodatabase và các bảng quan hệ Các bảng quan hệ được tạo lập có chức năng lưu các thông tin thuộc tính của các đối tượng trong CSDL Còn các Geodatabase được tạo lập trong ArcGIS có chức năng lưu các thông tin không gian của các đối tượng trong CSDL Các bảng quan hệ có thể được tích hợp vào các Geodatabase khi cần

để phục vụ việc chiết xuất thông tin thông qua các phân tích địa lý

2.2 Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước

Xây dựng dữ liệu thuộc tính

Thu thập tài liệu, bản đồ và thông tin trong CSDL tài nguyên nước

nước

Phân loại và chuẩn hóa đối tượng địa lý theo cây thư mục đã thiết kế

Chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu

và biên tập dữ liệu không gian

Nhập thông tin thuộc tính còn thiếu

Rà soát, phân tích nội dung thông tin

dữ liệu trong CSDL tài nguyên nước

CSDL tài nguyên nước

3 Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tỷ lệ 1:10000 khu vực huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên

3.1 Phạm vi nghiên cứu

Sông Hinh là một huyện miền núi nằm phía tây nam tỉnh Phú yên, tọa độ địa lý từ 12045' đến 13006' độ vĩ Bắc và 108040' đến 1090 07' độ kinh Đông:

- Phía Đông giáp huyện Tây Hòa

- Phía Tây giáp huyện Krông Pa tỉnh Gia Lai

- Phía Nam giáp huyện M' Đrắc tỉnh Đắk Lắk

- Phía Bắc giáp huyện Sơn Hòa

3.2 Dữ liệu sử dụng

- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 được cung cấp tại Trung tâm Thông tin

dữ liệu Đo đạc và Bản đồ thuộc Cục Đo đạc và Bản đồ Việt, hệ tọa độ quốc

3.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu nền

Trong phần ArcGis việc quản lý dữ liệu được thao tác trên ArcCatalog Personal Geodatabase có tên với các Feature dataset thuộc nhóm cơ sở dữ liệu nền: Cơ sở toán học, Biên giới địa giới, Địa hình, Thuỷ hệ, Giao thông, Lớp phủ bề mặt, Dân cư

Các đối tượng trong Feature Dataset cần thống nhất về project, chuẩn project của Việt Nam là VN-2000 của Bộ tài nguyên và Môi trường

Hình 3.1 Nền địa lý huyện Sông Hinh

3.4 Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước

Hình 3.2 CSDL tài nguyên nước huyện Sông Hinh

4 Kết luận

Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu Tài nguyên nước huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên được chuyển đổi được tổ chức theo Geodatabase, là một hệ tổ chức

dữ liệu khoa học chuẩn thế giới trong GIS

Cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tỷ lệ 1/10.000 khu vực huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên nhằm hiện đại hóa quản lý tài nguyên nước Quốc gia theo công nghệ số Bao gồm 2 nhóm lớp thông tin: tài nguyên nước mặt và tài nguyên nước ngầm

Hệ thống CSDL đã kết nối đồng bộ, thống nhất các loại tài liệu, hồ sơ liên quan tới tài nguyên nước khu vực huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên Hệ thống được xây dựng theo quy trình, quy chuẩn và quy định Chuẩn hóa dữ liệu có tính khoa học và độ chính xác cao

Trên cơ sở dữ liệu Tài nguyên nước đã được xây dựng, bằng cách sử dụng các chức năng chuyên dụng của ArGIS có thể đưa ra yêu cầu để được cung cấp thêm một số chức năng, chiết xuất, trình bày dữ liệu, lập báo cáo đưa ra giải pháp tối ưu phục vụ mục đích quản lý Tài nguyên nước

Xây dựng Cơ sở dữ liệu Tài nguyên nước huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên đảm bảo lưu trữ một cách hệ thống, đầy đủ, dễ dàng tra cứu, sử dụng và cập nhật các thông tin về tài nguyên nước và liên quan phục vụ hiệu quả công tác quản lý nhà nước của địa phương, thúc đẩy quá trình phát triển kinh tế xã hội đất nước cũng như trên địa bàn Tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ quan,

tổ chức, cá nhân có các hoạt động liên quan đến khai thác, sử dụng tài nguyên nước tiếp cận thông tin, khai thác hiệu quả và bền vững tài nguyên

5 Kiến nghị

Việc đánh giá kết quả từ việc tra cứu thông tin trên mô hình dữ liệu đã xây dựng với hệ thống lưu trữ trước đây đã được kiểm nghiệm Kết quả cũng khẳng định tính trung thực của dữ liệu khi cho ra kết quả đánh giá mức độ đảm bảo về độ chính xác của thông tin Tuy nhiên, ngoại trừ ở các quốc gia phát triển, sự phát triển của cơ sử dữ liệu nguồn tài nguyên nước và sử dụng

số liệu này vẫn còn chậm so với đất và địa hình Cơ sở dữ liệu này đòi hỏi phân tích các số liệu liên quan của các trạm khí tượng, sự đo lường lập lại nhiều lần về dòng chảy, đánh giá tiềm năng tồn trữ nước ngầm thông qua việc phân tích các lỗ giếng khoan, và số lượng cũng như loại sử dụng thật sự của các nguồn tài nguyên nước

Do đó, kết quả thử nghiệm dù đã áp dụng hầu hết các vấn đề về lý thuyết, cũng như công nghệ nhưng trong khuôn khổ về thời gian và nội dung của đề tài, CSDL mới chỉ là sản phẩm thử nghiệm Vì vậy, CSDL phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước vẫn có thể tiếp tục được mở rộng, cập nhật

và bổ sung những thông tin khác nhằm đáp ứng nhu cầu của người sử dụng Đối với phần thiết kế CSDL: CSDL Tài nguyên nước huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên mới chỉ nghiên cứu xây dựng thử nghiệm để phục vụ công tác cung cấp thông tin Để phát huy tối đa giá trị sử dụng các tài liệu lưu trữ thì việc cập nhật thông tin, tất cả các tài liệu liên quan đến nhà đất đưa vào hệ

thống CSDL là yêu cầu rất cần thiết nhằm đáp ứng việc tra cứu cho nhiều mục đích

Cần tiếp tục đầu tư nâng cấp CSDL đã được xây dựng và mở rộng trên phạm vi toàn tỉnh phục vụ cho công tác quản lý cũng như phát hành thông tin cho tất cả các cơ quan, tổ chức, cá nhân (người có liên quan đến nhà đất cần cung cấp) có nhu cầu./

Từ khóa: Hệ thống thông tin địalý, cơ sở dữ liệu, tài nguyên nước

SUMMARY OF DISSERTATION

Student’s fullname: Nguyen Thuy Linh

Class: CH1TĐ Course: 1

Main instructor: Dr Nguyen Ba Dung

Topic: Establishment of a database on water resources at the rate of

1:10.000 in Song Hinh district, Phu Yen province

1 Introduction

Water is the specially important resource which affects to existence and development of a country Water becomes more and more deprived of not only quantity but also quality In addition, drought and flood happens severely

of any sizes, levels and time The demand to use increases This is the reason why water of cricis happens The effective management, exploitation and use

of water has important meaning to existence and development of people Therefore, it becomes important topic not only in Viet Nam but also all over the world To solve the problem relating to water resource we need to consider elements based on general and comprehensive point of views and the final goal is to achieve the harmonisation among the development of economy, society, protected invironment

Nowadays, the use of database relating to water resource is easily updated, analysed and summarized for any areas, regions and estuary This provides useful information, which has important meaning for relating industry

With the development of technique technology, the invention of GIS technology helps to build database quicklier, more effectively and adequately GIS technology is designed as a system which is used for managing spatial data and is a part of a tool to support to make decision for operating plan The database relating to water resource in the ratio of 1 to 10000 in Song Hinh district, Phu Yen province is not only a basis of management of water

resource in Song Hinh district but also a reference material for policy plan and decision in any areas

The target of research is to build water resource database in the ratio of 1

to 10000 which supports to manager water resource in Song Hinh district, Phu Yen province

To achieve the above objectives, the main studies of the topic include :

- Studying the characteristics of natural and socio-economic conditions and factors affecting the water resources of the study area

- Application of GIS technology in water resources management

- Understanding the theory of building a database of water resources

- Researching on the process of developing a database on water resources in GIS

- Studying to develop a database of water resources in Song Hinh district

2 Main contents

2.1 Overview of research situation

Water resources database that is built on the basis of GIS formed from two main platforms: geoscience and cartography, along with the advances in engineering, computer science and maths

GIS is becoming more widely used With the Internet, the global positioning system (GPS) and remote sensing systems, GIS develops faster and faster and has more value

A successful project depends on many factors such as the choice of database design, software and hardware selection, data collection and processing, etc The most important thing are GIS software selection Nowadays, there are many GIS softwares that bring all of the functions of GIS on market Some of the most popular softwares such as ESRI software, Intergraph software and MapInfo software

However, the ArcGIS software of ESRI is the best for database development ArcGIS is a collection of softwares that provide the all necessary functions of GIS All products of ArcGIS can access spatial data in the form of files, database and XML

The database on ArcGIS will be organized into Geodatabase and relational tables The relational tables are created with the function of storing the information of the objects in the database Geodatabase created in ArcGIS has the ability to save spatial information of objects in the database Relational tables can be integrated into the Geodatabase as needed to serve the extraction of information through geographic analysis

2.2 Process of building a database on water resources

Build attribute data

Classify and standardize the features of a directory tree

Convert data formats and edit

spatial data

Enter missing attribute information

Review and analyze the contents of data and information in the database of water resources

Collect documents, maps and information in the water resources

databasenước

3 Establishment of a database on water resources at the rate of 1: 10000

in Song Hinh district, Phu Yen province

3.1 Research scope

Song Hinh is a mountainous district located to the southwest of Phu Yen Province, geographic coordinates 12°45 'to 13°06' north latitude and 108°40'

to 109° 07' east latitude:

- It borders on Tay Hoa district in the east

- To the west, it borders on Krong Pa district, Gia Lai province

- To the South, it borders on M'drak district, Dak Lak province

- To the north, it borders on Son Hoa district

3.2 Using data

- The topographic map with 1: 10,000 scale is provided by the Geodesy and Cartography Data Center of the Vietnam Geodesy and Cartography

Department, VN-2000 national coordinates system, form * DGN

- Documents on natural and socio-economic conditions, data about

current status of water resources in Song Hinh district, Phu Yen province

- The map of current status of exploration and exploitation in Phu Yen province with the ratio of 1 / 100,000

3.3 Building the base database

In the ArcGIS section, data management that is performed on the ArcCatalog Personal Geodatabase named with Feature Databases in the base database group: Mathematical Basis, Boundary frontier, Terrain, Hydrology, Traffic, Overlay surface, population

The objects in Feature Dataset need to unify about project and the standard project of Vietnam is VN-2000 of Ministry of Natural Resources and Environment

Figures 3.1 Song Hinhdistrict of the base database

3.4 Establishment of a database on water resources

Figures3.2 Song Hinh district of Water Resources Database

4 Conclusion

The results of the development of the Song Hinh District Water Resources Database, Phu Yen Province have been transformed into Geodatabase, a world-class scientific data organization in GIS

Database of water resources at the ratio of 1 / 10,000 in Song Hinh district, Phu Yen province aims to modernize the National management of water resources by digital technology It includes two layers of information: surface water and groundwater resources

The database system has synchronizedand unified the documents and the records related to water resources in Song Hinh district, Phu Yen province The system is built in accordance with procedures, standards and regulations Standardized data is scientific and accurate

By building the Water Resources database and using ArGIS's dedicated functions, we can make requests for additional functions, extraction, presentation, and reporting The report provides the best solution for managing water resources

Establishment of a database on water resources in Song Hinh district, Phu Yen province ensures a systematic and sufficient storage, as well as easy lookup, using and updating of information on water resources It also helps to

manage effectively and promote the socio-economic development of the country as well as in the area It creates favorable conditions for agencies, organizations and individuals exploiting and using of water resources access information and exploit efficiently and sustainably the natural resources

5 Recommendations

The evaluation of the results from the information on the data model built by the previously archival system was tested The results also confirm the truthfulness of the data because It gave the results of the assessment of the accuracy of the information However, except the developed countries, the development of water resource databases and using this data are still slow compared to land and terrain This database requires the analysis of the relevant data of the meteorological stations, the repeated measurements of flow, the assessment of groundwater storage potential through analysis of wells, as well as the actual using of water resources

Therefore, the testing result, although It applied almost the theoretical issues, as well as technology, but in terms of time and content of the topic, the database is only a testing product Therefore, the database serving water resources management can continue to be expanded, updated and supplemented with other information to meet the needs of users

For the database design: Song Hinh Water Resources Database, Phu Yen Province has just been researched and developed to supply the informatio To maximize the value of using archives, the updating of information and all documents related to the land into the database system is very necessary for many purposes

It is necessary to continue investing and upgrading the database which has been developed and expanded on scale of province to serve the management and the distributing information to all agencies, organizations and individuals (the people need to be provided information related to land and house)

Keywords: GIS (Geographic Information System), database, Water resource

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết

Nước là tài nguyên đặc biệt quan trọng, là thành phần thiết yếu của cuộc sống và môi trường, quyết định sự tồn tại, phát triển bền vững của đất nước, mặt khác, nước cũng có thể gây tai họa cho con người và môi trường

Tài nguyên nước đang ngày càng khan hiếm, suy giảm cả về số lượng và chất lượng, kèm theo đó hạn hán và lũ lụt xảy ra gay gắt ở cả quy mô, mức độ và thời gian trong khi nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng và đó chính là nguyên nhân gây ra khủng hoảng về nước Việc quản lý, khai thác và sử dụng

có hiệu quả tài nguyên nước có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với sự tồn tại

và phát triển của con người vì vậy nó đã trở thành chủ đề quan trọng không chỉ đối với Việt Nam mà luôn là chủ đề được bàn thảo nhiều nhất trên các diễn đàn Quốc tế Giải quyết các vấn đề liên quan đến tài nguyên nước cần thiết phải xem xét các yếu tố có liên quan trên quan điểm tổng hợp, toàn diện

và mục tiêu cuối cùng là đạt được sự hài hòa trong phát triển kinh tế, xã hội

và bảo vệ môi trường

Hiện nay, việc xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước có thể dễ dàng cập nhật, phân tích, tổng hợp các số liệu liên quan về nước cho từng vùng, từng khu vực, từng cửa sông, để đưa ra những thông tin bổ ích, có ý nghĩa

và vô cùng quan trọng cho các ngành liên quan Trong tương lai, việc chia sẻ

dữ liệu sẽ trở thành một trong những vấn đề cần thiết đối với các hoạt động nghiên cứu cũng như quản lý tài nguyên nước Do đó cần thiết phải xây dựng

cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tổng hợp cho từng vùng, khu vực cụ thể

Cùng với công nghệ kỹ thuật ngày càng phát triển, sự ra đời công nghệ GIS sẽ giúp cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu vốn mất nhiều thời gian trở nên nhanh chóng hơn, hiệu quả hơn và đầy đủ hơn GIS được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không gian và đóng vai trò như là một công cụ

hỗ trợ quyết định cho việc lập kế hoạch hoạt động

Luận văn “Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tỷ lệ 1:10.000 khu vực huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên” sẽ là cơ sở phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên nước cho huyện Sông Hinh của tỉnh Phú Yên cũng như làm tài liệu tham khảo cho các nhà hoạch định chính sách và ra quyết định ở địa phương

2 Mục tiêu của đề tài

Xây dựng được cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tỷ lệ 1:10.000 phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước khu vực huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: tài nguyên nước

- Phạm vi nghiên cứu: huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập, phân tích và hệ thống hóa thông tin: số liệu, tài liệu chuyên môn, đề tài khoa học có liên quan đã được công bố, các nguồn thông tin khác như tạp chí, các loại báo,…

- Phương pháp đánh giá và khai thác công nghệ: nhằm nâng cao độ chính xác của CSDL

- Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu: số liệu, tài liệu hiện có tại đơn vị sản xuất, các tài liệu đã được kiểm tra, khảo sát, thu thập xây dựng CSDL

- Phương pháp chuyên gia: ý kiến góp ý của giáo viên hướng dẫn, các nhà khoa học, các đồng hợp về các vấn đề trong nội dung luận văn

5 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu các đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội, các yếu

tố ảnh hưởng tới tài nguyên nước của khu vực nghiên cứu

- Ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý tài nguyên nước

- Tìm hiểu tổng quát lý thuyết xây dựng CSDL tài nguyên nước

- Nghiên cứu quy trình xây dựng CSDL tài nguyên nước trong GIS

- Nghiên cứu xây dựng CSDL tài nguyên nước khu vực huyện Sông Hinh

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Luận văn “Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tỷ lệ 1:10.000 khu vực huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên” là công trình có tính ứng dụng công nghệ khoa học cao, kết hợp được kiến thức chuyên môn vào công tác quản lý,

là cơ sở phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên nước cho huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên

Nghiên cứu cũng đã chứng minh được việc áp dụng công nghệ GIS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên là đúng đắn, có tính hiệu quả cao và phù hợp với thực tiễn

7 Kết cấu luận văn

Luận văn bao gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước

Chương 2: Cơ sở khoa học và phương pháp luận xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước

Chương 3: Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tỷ lệ 1:10000 khu vực huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI

NGUYÊN NƯỚC

1.1 Cơ sở dữ liệu tài nguyên nước

1.1.1 Khái niệm tài nguyên nước và cơ sở dữ liệu tài nguyên nước

Tài nguyên nước là lượng nước trong sông, ao hồ, đầm lầy, biển và đại dương và trong khí quyển, sinh quyển [1]

Nước là nguồn động lực cho mọi hoạt động kinh tế của con người, song nó cũng gây ra những hiểm hoạ to lớn không lường trước được đối với con người

Theo “Thuật ngữ thuỷ văn và môi trường nước”, tài nguyên nước là lượng nước trên một vùng đã cho hoặc lưu vực, biểu diễn ở dạng nước có thể khai thác (nước mặt và nước dưới đất) Điều 2 Luật Tài nguyên nước Việt Nam (1998) quy định “Tài nguyên nước (của Việt Nam) bao gồm các nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đất, nước biển thuộc lãnh thổ Việt Nam” Do

đó, tài nguyên nước của một quốc gia là toàn bộ lượng nước mà con người có thể khai thác sử dụng được, xét cả về mặt lượng và chất, cho sinh hoạt, sản xuất, trong hiện tại và tương lai có trong vùng lãnh thổ đó

Cơ sở dữ liệu tài nguyên nước là tập hợp các thông tin về tài nguyên nước có quan hệ với nhau được sắp xếp lưu trữ như một đơn vị thống nhất trong cơ sở dữ liệu, các dữ liệu này có khả năng trao đổi và biến đổi để phục

vụ cho đa ngành, đặc biệt là quản lý tài nguyên nước nói riêng

CSDL tài nguyên nước được xây dựng theo cấu trúc GIS, được hình thành phát triển từ hai nền tảng chính là khoa học địa lý và bản đồ học, cùng với sự thúc đẩy mạnh mẽ của các tiến bộ ngành kỹ thuật, khoa học máy tính

và toán học

Tài nguyên nước là một thành phần gắn với mức độ phát triển của xã hội loài người tức là cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ mà tài nguyên nước ngày càng được bổ sung trong ngân quỹ nước các quốc gia Từ thời kỳ nguyên thuỷ, tài nguyên nước chỉ bó hẹp ở các khe suối, khi con người chưa có khả năng khai thác sông, hồ và các thuỷ vực khác Chỉ khi kỹ thuật khoan phát triển thì nước ngầm tầng sâu mới trở thành tài nguyên nước Ngày nay với công nghệ sinh hoá học tiên tiến thì việc sản xuất ra nước ngọt

từ nước biển cũng không thành vấn đề lớn Tương lai các khối băng trên các núi cao và các vùng cực cũng nằm trong tầm khai thác của con người và nó là một nguồn tài nguyên nước tiềm năng lớn

Nước có thể chia cơ bản thành hai nhóm sau:

1 Nước mặt

a Sông ngòi tự nhiên: Sông ngòi là mạng lưới địa hình trũng chứa nước chảy thường xuyên Đa phần hệ thống sông có lưu thông với biển Nguồn nước trong sông được cung cấp từ nước mưa và tuyết tan, băng tan Những con sông ở khu vực hạ lưu còn có thêm một lượng bổ sung từ nước đã qua sử dụng, chẳng hạn nước từ hệ thống cống thoát nước và từ lượng nước tưới tiêu Dòng chảy của chúng biến đổi theo mùa và không ổn định đặc biệt ở khu vực thượng lưu Dòng chảy của những con sông nhận được lượng bổ sung từ nước ngầm sẽ ổn định hơn

b Ao hồ tự nhiên: Các ao hồ tự nhiên thường chỉ cho khai thác một lượng nước giới hạn trừ khi chúng có một vài nguồn bổ sung nước riêng biệt Hồ là những phần trũng của địa hình có nước tĩnh thường xuyên Trên thế giới có khoảng 2,8 triệu hồ tự nhiên, trong đó có 145 hồ có diện tích mặt nước trên 100km2, chứa 95% tổng lượng nước các hồ Hồ hiện chứa 0,313% thể tích nước ngọt lục địa, gấp khoảng 6 lần lượng nước có trong các hệ thống sông Riêng Bai Can, hồ sâu nhất thế giới, đã chứa 23.000km3 nước, bằng gần 1/4

tổng lượng nước các hồ và bằng 1/10 lượng nước ngọt toàn cầu Không phải tất cả các hồ trên thế giới đều chứa nước ngọt Biển hồ Caxpien là một hồ nước mặn, hồ Chết là hồ chứa loại nước mặn nhất thế giới [2]

c Hồ chứa: Nước được trữ trong hồ chứa có đập ngăn phục vụ nhiều mục đích sử dụng khác nhau Ở những vùng có hai loại hình khí hậu khô và mưa khác nhau rõ rệt, nước sẽ được trữ lại vào mùa mưa và sau đó sẽ khai thác sử dụng vào mùa khô Tại nhiều vùng trên thế giới, các hồ chứa có thể cấp nước cho nhiều năm khô hạn liên tiếp

d Suối: Các con suối thường xuất hiện ở những khu vực tầng ngậm nước trồi lên phía trên tầng đá không thấm nước Chúng phụ thuộc vào điều kiện địa chất của từng vùng Các con suối nếu có dòng chảy quanh năm có thể cung cấp một lượng nước sinh hoạt nhất định hoặc chỉ chảy theo mùa

e Nước biển: Là nguồn nước chiếm tỷ lệ lớn trên Trái đất Nếu muốn sử dụng loại nước này cần phải khử muối, một trong những biện pháp khử muối

là phương pháp lọc thẩm thấu ngược Mặc dù phương pháp này rất đắt tiền nhưng nó vẫn được ứng dụng rộng tại những vùng khô hạn (khu vực Ả rập, vùng vịnh Persian) Đây cũng là một nguồn tài nguyên vô cùng quý giá nếu ta biết tận dụng

2 Nước dưới đất

Là nước tồn tại trong các tầng chứa nước dưới mặt đất Nước dưới đất chứa trong các lỗ hổng, khe nứt, hang động ngầm kích thước khác nhau, tồn tại ở ba trạng thái rắn, lỏng, khí và có thể chuyển đổi từ trạng thái này sang trạng thái kia (Luật Tài nguyên nước Việt Nam (1998, điều 3)

Nước dưới đất là loại tài nguyên ngầm được con người khai thác vào loại sớm nhất và lâu dài nhất Tuy nhiên nhiều bí ẩn liên quan đến loại tài nguyên này vẫn còn là câu đố đối với nhân loại Theo A.M Opsinhicop, thuỷ quyển

ngầm phân bố tới độ sâu (12- 16) km, là độ sâu phân bố nhiệt độ tới hạn của nước (375 – 450) ° C, còn theo F.A.Macarenco, V.I.Lianco nó phải đạt tới độ sâu (70-100) km Do đó các kết quả đánh giá trữ lượng nước dưới đất rất khác nhau Tuy nhiên, phần nước ngầm nằm sâu có động thái biến đổi chậm, thành phần hóa học phức tạp, khai thác khó khăn, nên hiện ít có giá trị khai thác Nước dưới đất phân bố trên diện rộng và có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với hệ thực vật và hệ sinh vật đất, bởi đa phần các cá thể này không thể tự vận động đi tìm nước được như con người và động vật khác Nhiều nơi, trong quá trình thăm dò tìm kiếm nguồn nước đã phát hiện ra những nguồn khoáng sản quý hiếm khác có vai trò thay đổi nền kinh tế của cả một địa phương, một quốc gia, như sự tìm ra dầu và khí đốt ở Brunay Nước dưới đất là nguồn cung cấp, duy trì sự tồn tại của các thuỷ vực mặt trong thời kỳ không mưa kéo dài

1.1.2 Tác động của con người tới tài nguyên nước

1 Tác động trực tiếp

Các hoạt động của con người tác động trực tiếp tới tài nguyên nước:

- Làm thay đổi quy luật phân phối tài nguyên nước theo không gian, như đào sông chuyển dòng, tưới tiêu, dẫn chuyển nước từ nơi này đến nơi khác

- Làm thay đổi một số thành phần trong cán cân nước khu vực theo thời đoạn, như điều tiết dòng chảy bằng hồ chứa nhân tạo, tăng diện tích tưới làm

mở rộng diện tích mặt nước làm tăng thấm, tăng bốc hơi,

- Làm thay đổi đặc trưng hình thái và thuỷ lực thuỷ vực, như thu hẹp, mở rộng lòng sông, nắn thẳng hoặc uốn cong khúc sông, dẫn tới thay đổi chế độ dòng chảy, tăng giảm vận tốc và động năng dòng nước, thay đổi tương tác dòng nước lòng sông, thay đổi sức tải cát và hàm lượng phù sa sông,

- Xả chất gây ô nhiễm

- Thay đổi đặc điểm bề mặt lưu vực như:

Phá rừng, canh tác nông nghiệp không hợp lý trên đất dốc gây biến động nghiêm trọng chế độ dòng chảy lỏng và rắn, đặc biệt là gia tăng các hiện tượng cực đoan như lũ lụt, hạn hán, tăng dòng chảy phù sa,

Thay đổi đặc điểm địa hình như tăng (giảm) độ dốc, độ cao, dẫn đến làm thay đổi chế độ dòng chảy, tăng (giảm) cực đoan dòng chảy

Đô thị hoá, bê tông hoá, bỏ đất hoang hoá là những quá trình dẫn đến giảm thấm nghiêm trọng, tạo ra cực đoan trong chế độ dòng chảy như tăng dòng chảy lũ, giảm dòng chảy kiệt,

1.1.3 Vai trò của tài nguyên nước

Trái đất là một hành tinh xanh với ba phần tư được bao phủ bởi nước Nước là yếu tố quyết định đến sự tồn tại và phát triển của môi trường sống Con người chúng ta sử dụng nước trong hầu hết các hoạt động hàng ngày, từ phục vụ sinh hoạt gia đình như ăn uống, vệ sinh, chăm sóc sức khỏe đến sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản và đến cả giao thông vận tải Nguồn tài nguyên quan trọng này đã xây dựng nên xã hội loài người với sự đa dạng về văn hóa, xã hội, tôn giáo và tín ngưỡng ở khắp mọi nơi Con người khai thác tài nguyên nước phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau trong đời sống của mình Tuy nhiên lượng nước có thể khai thác và sử dụng trong tổng trữ lượng nước trên thế giới lại không nhiều, do đó nước có một giá trị kinh tế nhất định Đồng thời, mỗi một loại hình sử dụng nước có những yêu cầu về chất lượng nước khác nhau, điển hình như tiêu chuẩn nước

dùng để uống yêu cầu chất lượng cao trong khi yêu cầu nước phục vụ cho tưới tiêu sẽ có chất lượng thấp hơn Rõ ràng nguồn nước được khai thác không thể đáp ứng toàn bộ các tiêu chuẩn được thiết lập cho các mục đích sử dụng khác nhau Hiện nay đã xảy ra các xung đột giữa các đối tượng sử dụng nguồn nước làm ảnh hưởng đến việc khai thác nguồn nước Vì vậy cần có những chính sách quản lý hợp lý hỗ trợ cho việc khai thác tài nguyên nước

1.1.4 Ý nghĩa của việc xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước

Thông tin, dữ liệu về tài nguyên nước là công cụ quan trọng cho quá trình xây dựng văn bản quy phạm pháp luật, quá trình ra quyết định và phát triển kinh tế xã hội Tuy nhiên, nước ta hiện nay vẫn chưa có hệ thống thông tin dữ liệu về tài nguyên nước

Theo Báo cáo Phát triển Nước thế giới do Ngân hàng Thế giới (WB) mới công bố, Trái Đất sẽ phải đối mặt với tình trạng thiếu hụt 40% nguồn cung cấp nước trong vòng 15 năm tới Điều này cho thấy nước sẽ tiếp tục là vấn đề cấp bách và bức thiết của không ít quốc gia

Riêng với Việt Nam, mặc dù nằm trong nhóm các quốc gia được cho là

có trữ lượng nước dồi dào (xét theo tổng lượng nước hàng năm), song nguồn vốn tự nhiên này lại phân bố không đồng đều và ngày càng suy giảm cả về số

và chất lượng, thậm chí mức suy giảm và ô nhiễm nguồn nước đang trong tình trạng báo động

Theo đánh giá của Bộ Tài nguyên và Môi trường, mặc dù Việt Nam có

108 lưu vực sông, với 3.450 sông, suối tương đối lớn và tổng lượng nước trung bình hằng năm khoảng 830 tỷ m3, nhưng chủ yếu từ nước ngoài chảy vào và tập trung ở một số lưu vực sông lớn, lượng nước nội sinh chỉ chiếm khoảng 37% tổng lượng nước, bình quân đầu người chỉ đạt khoảng 9000m3/năm Nước dưới đất dù có tiềm năng ước tính khoảng 63 tỷ m3/năm,

nhưng chỉ tập trung ở một số khu vực như Đồng bằng Bắc bộ, Đồng bằng Nam bộ và khu vực Tây Nguyên

Đáng chú ý là nhiều sông lớn của Việt Nam hiện đang trong tình trạng suy giảm nguồn nước Việc xây nhiều hồ chứa ở phía thượng nguồn của bốn con sông lớn bắt nguồn từ các quốc gia láng giềng, gồm sông Mekong, sông Hồng, sông Mã và sông Cả đang khiến lượng nước chảy về hạ nguồn của Việt Nam bị suy giảm mạnh, nước sông cũng mất đi một lượng phù sa lớn Sự phụ thuộc mạnh mẽ vào nguồn nước các con sông bên ngoài cũng chính là thách thức nan giải đối với Việt Nam

Trước yêu cầu khai thác, sử dụng bền vững, bảo đảm an ninh nguồn nước quốc gia trong bối cảnh biến đổi khí hậu, tài nguyên nước Việt Nam đang phải đối mặt với những thách thức là nguồn nước có hạn, nguy cơ suy thoái, cạn kiệt nguồn nước có chiều hướng gia tăng do tăng trưởng kinh tế nhanh, đời sống người dân ngày càng cao khiến cho nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng, trong khi nguồn nước có hạn và hiệu quả sử dụng nước còn thấp Khai thác nước chưa được kiểm soát chặt chẽ, tình trạng ô nhiễm, suy thoái, cạn kiệt nguồn nước đang ngày càng gia tăng cả về mức độ nghiêm trọng và phạm vi ảnh hưởng

Cùng với các thách thức nêu trên, tác động của thiên tai và biến đổi khí hậu cũng là một trong những nhân tố quan trọng khiến an ninh nguồn nước bị

đe dọa

Theo đánh giá của các chuyên gia môi trường, chưa bao giờ tài nguyên nước lại trở nên quý hiếm như mấy năm gần đây Nhiều dòng sông bị suy thoái, nước trong các ao, hồ cạn kiệt vào mùa khô; nhiều con sông, đoạn sông đang “chết” dần vì ô nhiễm, cạn kiệt ở hạ lưu lưu vực các sông do các công trình thủy điện, thủy lợi trong khi nguồn nước ngầm ngày càng suy giảm do khai thác quá mức, buông lỏng quản lý Ô nhiễm, cạn kiệt nguồn nước đang là

câu chuyện ở khắp nơi và ngày một nghiêm trọng, lan rộng hơn, ảnh hưởng sâu sắc đến đời sống và sản xuất Sự suy giảm nguồn nước trở thành thách thức lớn trong bảo đảm an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững Để khắc phục tình trạng này đòi hỏi phải có những biện pháp đồng bộ, có tính hệ thống và thực hiện kiên trì trên toàn lưu vực sông với quan điểm quản lý tổng hợp tài nguyên nước, quản lý suy giảm nguồn nước, khan hiếm nước

Với những thách thức đầy khó khăn này, cần định hướng những giải pháp thích hợp để quản lý, khai thác, sử dụng có hiệu quả tài nguyên nước, đảm bảo hài hòa lợi ích giữa các đối tượng sử dụng, đồng thời đáp ứng được các mục tiêu phát triển bền vững của đất nước

Hiện nay, việc xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước có thể dễ dàng cập nhật, phân tích, tổng hợp các số liệu liên quan về nước cho từng vùng, từng khu vực, từng cửa sông, để đưa ra những thông tin bổ ích, có ý nghĩa cấp bách và vô cùng quan trọng Cần xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước phục vụ thiết thực cho công tác quản lý tài nguyên nước của các cơ

quan chức năng

1.2 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong xây dựng CSDL

1.2.1 Hệ thống thông tin địa lý

1 Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý

Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System(GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin, đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây

Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về GIS, nhưng đều có điểm giống nhau như: bao hàm khái niệm dữ liệu không gian, phân biệt giữa hệ thông tin quản

lý và GIS So với bản đồ thì GIS có lợi thế là lưu trữ dữ liệu và biểu diễn chúng là hai công việc tách biệt nhau Do vậy GIS cho khả năng quan sát từ các góc độ khác nhau trên cùng tập dữ liệu

Có thể định nghĩa về GIS theo quan niệm chung: GIS là một hệ thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để phục vụ một mục đích nghiên cứu, quản lý nhất định

GIS được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian (bản đồ) gắn với các thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản

và ý tưởng hóa vấn đề đang xem xét, loại bỏ các chi tiết dư thừa mà chỉ tập trung vào các điểm chính, cơ bản Các đặc trưng địa lý phải được biểu diễn bởi các thành phần rời rạc hay các đối tượng để lưu vào CSDL máy tính

Người sử dụng Thế giới thực

Kết quả Hình 1.1 Hệ thống tin địa lý

Ý nghĩa chủ yếu của tin học hóa thông tin địa lý là khả năng tích hợp các kiểu và nguồn dữ liệu khác biệt Mục tiêu của GIS là cung cấp cấu trúc một cách hệ thống để quản lý các thông tin địa lý khác nhau và phức tạp, đồng thời cung cấp các công cụ, các thao tác hiển thị, truy vấn, mô phỏng GIS

GIS

+

Phần mềm công cụ

Trừu tượng hóa

CSDL

cung cấp cách thức suy nghĩ mới về không gian Phân tích không gian không chỉ là truy cập mà còn cho phép khai thác các quan hệ và tiến trình biến đổi của chúng GIS lưu trữ thông tin thế giới thực thành các tầng bản đồ chuyên

đề mà chúng có khả năng liên kết địa lý với nhau

Ngày nay, GIS đã trở thành công cụ trợ giúp quyết định trong hầu hết các hoạt động kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng, đối phó với thảm hoạ thiên tai, GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân, đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản

lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền bản đồ

số nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu bản đồ đầu vào

Xét dưới góc độ là công cụ, GIS dùng để thu thập, lưu trữ, biến đổi, hiển thị các thông tin không gian nhằm thực hiện các mục đích cụ thể

Xét dưới góc độ là phần mềm, GIS làm việc với các thông tin không gian, phi không gian, thiết lập quan hệ không gian giữa các đối tượng Có thể nói các chức năng phân tích không gian đã tạo ra diện mạo riêng cho GIS Xét dưới góc độ ứng dụng trong quản lý nhà nước, GIS có thể được hiểu như là một công nghệ xử lý các dữ liệu có toạ độ để biến chúng thành các thông tin trợ giúp quyết định phục vụ các nhà quản lý

Xét dưới góc độ hệ thống, GIS là hệ thống gồm các hợp phần: phần cứng, phần mềm, cơ sở dữ liệu và cơ sở tri thức chuyên gia

2 Cấu trúc của hệ thống thông tin địa lý

Hình 1.2 Cấu trúc Hệ thống thông tin địa lý