6. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU
3.8.1.Giới thiệu thư viện lập trình ArcGIS Engine
ArcGIS Engine hiện nay đang là một thư viện hỗ trơ lập trình mạnh mẽ về hệ
thống thông tin địa lý phổ biến trên thế giới của hãng phần mềm ESRI. Thư viện
của ArcGIS Engine là một tập hợp các thành phần trong hệ thống thông tin địa lý - GIS và các tài nguyên dành cho nhà phát triển có thể được nhúng, cho phép thêm các bản đồ động và các chức năng trong hệ thống thông tin địa lý - GIS vào các ứng
dụng chương trình phần mềm đã có hoặc xây dựng những ứng dụng phần mềm bản đồ được tùy biến mới.
Nhà phát triển sử dụng ArcGIS Engine để triển khai dữ liệu GIS, bản đồ và các
đoạn mã địa xử lý trong các ứng dụng máy tính hoặc thiết bị di động sử dụng các API cho COM, .NET, Java, và C++. Thư viện ArcGIS Engine hỗ trợ nhiều hệ điều hành khác nhau như: Windows, solaris, linux…
ArcGIS Engine thường được sử dụng cho việc:
- Xây dựng các ứng dụng có chức năng GIS nhanh chóng với các điều khiển
tiện lợi dành cho nhà phát triển;
- Tạo và vẽ các đối tượng địa lý, bao gồm các điểm, đường, vòng tròn, và
đa giác bên trong ứng dụng của bạn nhằm phục vụ cho việc biên tập dữ
liệu địa lý;
- Thực thi các toán tử địa lý trên các hình dạng (shape) nhằm tạo các bộ đệm (buffer); tính toán các khác biệt; và tìm các phần giao nhau, hợp nhất
hoặc đảo ngược các phần giao nhau của các hình dạng;
- Giải và thực hiện phân tích mạng lướiđể tìm ra các lộ trình tốt nhất và các
cơ sở gần nhất và xác định lộ trình nào sẽ được chọn;
- Hiển thị và phân tích một cách hiệu quả dữ liệu bề mặt và quả địa cầu
- Truy cập và sử dụngcác nơi trưng bày mã lệnh (code galleries), các bộ
công cụ phát triển phần mềm (SDKs), blogs, và các thủ thuật
trong ArcGIS Engine Resource Center.
ArcEngine được chia thành 5 phần cơ bản:
- Base Services – Là phần lõi của ArcObjects ( thư viện lập trình nen bộ
ArcGIS), Base Services cần thiết cho hầu hết các ứng dụng GIS, nó hỗ trợ các thư viện hàm về hình học, hiển thị …
- Data Access - Hỗ trợ các lớp đối tượng cho phép truy xuất các định dạng
khác nhau của dữ liệu GIS từ vector cho tới raster.
- Map Presentation - Hỗ trợ các lớp đối tượng dùng cho biểu diễn cách thức
hiển thị dữ liệu, đặt nhãn và làm bản đò chuyên đề.
- Developer Components – Các điều khiển tương tác với người sử dụng
dùng cho việc xây dựng ứng dụng.
- Extensions – Các mở rộng nếu có, chẳng hạn như các tính năng mở rộng
về phân tích mạng, phân tích không gian … (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Một số thư viện chủ yếu trong lập trình ArcEngine:
- AxControls: Đây là thư viện quản lý các điều khiển như mapcontrol,
toolbar, TOC control.
- Geodatabase: đây là thư viện hỗ trợ các hàm cho phép làm việc với dữ
liệu geodatabase, làm việc với các featureclass, feature…
- Carto: thư viện hỗ trợ tạo lập và hiển thị dữ liệu trên bản đồ, trong thư
viện này chứa các lớp như Map dùng quản lý bản đồ, trong Map có các
lớp dữ liệu và các thành phần bản đồ như chú giải, thước tỉ lệ, mũi tên chỉ hướng bắc… Trong thư viện Carto cũng chứa các lớp điều khiển dùng để
tạo trang in ấn bản đồ.
- Geometry: thư viện hỗ trợ làm việc với các đối tượng hình học dạng điểm, đường và vùng.
- Display:thư viện hỗ trợ làm việc với các biểu tượng, màu sắc, các loại thể
- System: đây là thư viện ở mức độ thấp nhất trong ArcEngine, hỗ trợ các hàm liên quan đếncác thư viện ở cấp độ cao hơn.
- SystemUI: thư viện hỗ trợ cài đặt các giao diện cho các công cụ (tool) hoặc
lệnh (command) hoặc điều khiển (controls).
3.8.2. Ứng dụng phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu tài nguyên nước sông Cái
Phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu tài nguyên nước sông Cái Phan Rang được xây dựng dựa trên thư viện ArcGIS Engine trong môi trường Microsoft Visual Studio và được viết bằng ngôn ngữ Visual Basic.
Giao diện ứng dụng phần mềm sau khi xây dựng được thể hiện trên Hình 3.2
Hình 3.2 Giao diện phần mềm ứng dụng quản lý CSDL TNN sông Cái Phan Rang
Phần không gian chiếm lớn nhất ở giữa giao diện ứng dụng là bản đồ thể hiện hình ảnh các đối tượng quản lí. Thanh dọc nằm bên trái cửa sổ hiển thị danh sách các lớp đối tượng đã được mở và đưa vào bản đồ. Thanh trình đơn ngang nằm phần bên trên cửa sổ giao diện chứa các côngcụ chức năng chính của ứng dụng bao gồm: các chức năng phóng to, thu nhỏ, di chuyển, thêm các lớp dữ liệu khác và các công cụ phục vụ cho việc quản lý các đối tượng. Các trường hợp ứng dụng quản lý cơ sở dữ liệu chủ yếu gồm có truy vấn tìm kiếm, thông kê và cập nhật thông tin đối tượng.
Công cụ truy vấn tìm kiếm đối tượng
Truy vấn tìm kiếm đối tượng theo những thông tin đặc trưng là một trong những công cụ quan trọng của ứng dụng phần mềm quản lý. Với khả năng hỗtrợ rất tốt về quản lý cơ sở dữ liệu của hệ quản trị Microsoft SQL Server, từ những thông tin về vị trí địa lý hoặc các đặc điểm thuộc tính của các đối tượng trong cơ sở tài nguyên nước, ứng dụng có thể truy vấn một cách nhanh chóng và chính xác. Mỗi đối tượng sẽ có những thông tin đặc trungriêng để truy vấn khác nhau. Hình 3.3 mô
tả về cửa sổ truy vấn tìm kiếm các đối tượng trạm bơm.
Hình 3.3 Hình Cửa sổ truy vấn tìm kiếm các đối tượng trạm bơm
Khi chọn đối tượng cần tìm trong bảng danh sách liệt kê, bản đồ sẽ được di chuyển đến khu vực của đối tượng và có thể xem thêm thông tin thông tin mô tả chi tiết từ cửa sổ như Hình 3.4. Tùy mỗi đối tượng sẽ có nhưng thông tin mô tả đặc trưng riêng và trên cửa sổ này ta cũng có thể cập nhật bổ sung hoặc thay đổi các thông tin của đối tượng.
Hình 3.4 Cửa sổ mô tả thông tin chi tiết của một đối tượng trạm bơm
Công cụ thống kê các đối tượng
Để phục vụ cho công tác thống kê dữ liệu, công cụ thống kê của ứng dụng giúp thống kê lại tất cả những đối tượng liên quan theo các khu vực khác nhau như đia bàn huyện, xã. Ứng dụng cũng hỗ trợ xuất danh sách cách đối tượng dưới định dạng excel để thuận tiện cho việc xử lỷ và báo cáo. Hình 3.5bên dưới là hộp thoại thống kê các hồ chứa nhân tạo trên địa bàn xã Thuận Bắc và Hình 3.6là danh sách các hồ chứa nhân tạo đã được xuất ra trên tập tin excel.
Hình 3.6 Tập tin exel chứa danh sách các hồ chứa nhân tạo
Công cụ cập nhật thông tin đối tượng
Thông tin của các đối tượng quản lý luôn thay đổi theo thời gian và cần phải cập nhật lại thường xuyên để đảm bảo tính chính xác và đầy đủ của cơ sở dữ liệu. Công cụ cập nhật của ứng dụng được xây dựng với đầy đủ các chức năng có thêm đối tượng mới, xóa đối tượng và thay đổi thông tin thuộc tính của từng đối tượng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.7 là hộp thoại nhập thông tin cho một đối tượng điểm xả thải vừa được tạo mới , kèm theo thông báo đã thực hiện thêm mới một đối tượng thành công.
Công cụ hiển thị thông tin lưu lượng
Kết quả mô phỏng lưu lượng dòng chảy lưu vực sông Cái Phan Rang từ mô
hình FRASC, được xây dựng và đưa vào phần mền ứng dụng quản lý CSDL tài
nguyên nước lưu. Đây là công cụ thể hiện thông tin quan trọng nhất trong ứng dụng, giúp thể hiện thông tin lưu lượng dòng chảy tại bất kì vị trí nào trên các nhánh sông, suối trong hệ thống sông Cái Phan Rang theo thời gian.
Hình 3.8-3.9là cửa sổ thông tin lưu lượng dòng chảy tại cửa ra tiểu lưu vực Tân
Mỹ và tiểu lưu vực Phan Rang sau khi dùng công cụ chọn trên bản đồ.
Hình 3.8 Cửa sổ hiển thị thông tin lưu lượng dòng chảy trạm Tân Mỹ
Trên cửa sổ hiển thị thông tin lưu lượng này, ta có thể thấy ba lưu lượng thành phần: dòng chảy mặt, dòng chảy sát mặt và dòng ngầm được hiển thị theo thời gian
ngày hoặc giờ. Ngoài ra còn có biểu đồ đường quá trình lưu lượng dòng chảy có thể điều chỉnh khoảng thời gian theo tùy chọn của người sử dụng.
3.9. Kết luận Kết quả đạt được Kết quả đạt được
Xây dựng cấu trúc cơ sở dữ liệu tài nguyên nước lưu vực sông Cái Phan Rang, thống nhất đồng bộ được dữ liệu hệ thống thông tin tài nguyên nước
của các cơ quan hoạt động môi trường, các phòng ban quản lý trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận.
Phát triển được phần mềm ứng dụng quản lý cơ sở dữ liệu gồm có các công
cụ chức năng cơ bản có thể truy vấn, thống kê, cập nhât thông tin của các các đối tượng liên quan đến tài nguyên phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau. Đặc biệt ứng dụng có thể xem được thông tin lưu lượng dòng chảy tại
mọi vị trí trong hệ thống lưu vực sông Cái Phan Rang, kế thừa từ kết quả
mô phỏng của mô hình FRASC
Ý nghĩa thực tiễn
Tạo khả năng cho các cơ quan trao đổi và sử dụng thông tin của nhau, tránh
việc trùng lặp trong thu thập, khai thác dữ liệu.
Giúp các cơ quan môi trườngđịnh hướng trong việc xây dựng các hệ thống thông tin cơ sở dữ liệu về môi trường.
Áp dụng rộng rãi và có hiệu quả công nghệ hệ thống thông tin đia lý – GIS trong công tác bảo vệ môi trường.
Nâng cao trình độ xử lý, phân tích thông tin phục vụ ra quyết định của các
cán bộ làm công tác bảo vệ môi trường.
Góp phần hiện đại hoá các công cụ quản lý, nâng cao hiệu quả công tác bảo
vệ môi trường.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Bằng cách tiếp cận tổng hợp với các phương pháp nghiên cứu được ứng dụng
thích hợp và đảm bảo độ tin cậy bao gồm tổng hợp, điều tra khảo sát thực địa, giải (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
tích và phân tích thống kê, mô hình toán thủy văn, bản đồ học kết hợp với công
nghệ GIS để giải quyết vấnđề, kết quả đề tài đã đạt được các mục tiêu nghiên cứu chính đã đề ra.
Luận văn đã tính toán và đánh giá chi tiết tiềm năng nguồn nước lưu vực sông
Cái Phan Rang phục vụ công tác quản lý tổng hợp và sử dụng nguồn nước hợp lý tài nguyên nước lưu vực. Với nguồn tài liệu thu thập có độtin cậy cao và chuỗi số liệu
liên tục trong thời kỳ từ năm 1985 đến năm 2011, mô hình FRASC đã được ứng
dụng để mô phỏng dòng chảy trên lưu vực sông Cái Phan Rang. Đây là loại mô
hình thủy văn khái niệm phân bố, lần đầu tiên áp dụng trên lưu vực sông Cái và đã thể hiện tính hiệu quả rất tốt của nó bằng các tiêu chuẩn đánh giá mô hình, cụ thể R2
lớn hơn 0.8 và Bias nhỏ hơn 5% trong cả thời hiệu chỉnh và kiểm định.
Từ dữ liệu khai thác từ mô hình, luận văn đã xác định đượccác đặc trưng dòng chảy sông Cái Phan Rang gồm: lưu lượng Q0 vào khoảng 44,34 m3/s, tổng lượng
W0 = 1.403,34x106 m3, mô đun dòng chảy M0 = 15,03 l/s-km2, lớp dòng chảy Y0 = 475,78 mm và hệ số dòng chảy ∝ = 0,36. Theo đánh giá, tài nguyên nước lưu vực
sông Cái Phan Rang thuộc loại khan hiếm so với cả nước. Thêm vào đó, diễn biến lượng dòng chảy trung bình hàng năm rất phức tạp, biến động lớn và phân phối không đều giữa các tháng trong năm. Điều này đặt ra yêu cầu phải có các giải pháp điều phối nguồn nước.
Luận văn sử dụng phương pháp thống kê thủy văn để xác định lưu lượng dòng chảy trung bình năm, trung bình mùa lũ/kiệt trên lưu vực sông Cái Phan Rang theo các tần suất thiết kế khác nhau, lần lượt với P5% - năm nhiều nước với lưu lượng
dòng chảy trung bình năm/lũ/kiệt= 80,04/208,79/24,85 m3/s; P50% - năm nước trung
P90% -năm nước ít với lưu lượng dòng chảy trung bình năm/lũ/kiệt =
16,52/26,54/4,36 m3/s). Kết quả này hỗ trợ cho công tác quy hoạch sử dụng tài
nguyên nước lưu vực sông, trong đó có quy hoạch, thiết kế hệ thống công trình thủy
lợi, đặc biệt là công trình hồ chứa.
Luận văn đã xây dựng cấu trúc cơ sở dữ liệu tài nguyên nước lưu vực sông Cái
Phan Rang, đồng bộ được dữ liệu hệ thống thông tin tài nguyên nước của các cơ
quan hoạt động môi trường, các phòng ban quản lý trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận;
phát triển được phần mềm ứng dụng quản lý cơ sở dữ liệu gồm có các công cụ chức năng cơ bản có thể truy vấn, thống kê, cập nhật thông tin của các các đối tượng liên
quan đến tài nguyên phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau. Đặc biệt ứng dụng có
thể xem được thông tin lưu lượng dòng chảy tại mọi vị trí trong hệ thống lưu vực
sông Cái Phan Rang, kế thừa từ kết quả mô phỏng của mô hình FRASC.
KIẾN NGHỊ
Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học phục vụ hữu ích cho công tác
quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Cái Phan Rang. Tuy nhiên, do giới
hạn về thời gian, đề tài mới chỉ đánh giá đặc trưng về số lượng tài nguyên lưu vực, chưa xem xét khía cạnh chất lượng. Trong khi đó, nghiên cứu tài nguyên nước lưu
vực là một nhiệm vụ mang tầm vĩ mô, do đó, xem xét các khía cạnh công trình điều
phối, nhu cầu sử dụng nước của các ngành kinh tế quốc dân và lập bài toán tính toán cân bằng nước nhằm quản lý tổng hợp lưu vực có thể là những định hướng khoa (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
học tiếp theo trong tương lai.
Cần tiếp tục kế thừa kết quả luận văn và tiếp tục đánh giá diễn biến chất lượng nước từ đó tính toán khả năng chịu tải của hệ thống lưu vực sông Cái Phan Rang nhằm đề xuất giải pháp bảo vệ chất lượng nước, chống suy thoái nguồn nước.
Nhằm đáp ứng cầu cấp nước cho hiện tại và tương lai đối với tỉnh khan hiếm nước như Ninh Thuận, các nhà quy hoạch cần xây dựng thêm hệ thống công trình thủy lợi và hệ thống liên thông hồ chứa bờ trái và bờ phải lưu vực sông Cái Phan Rang để dẫn nước về khu vực thiếu nước ở phía Bắc và phía Nam tỉnh Ninh Thuận.
Về giải pháp phi công trình trong tương lai cần chuyển đổi cơ cấu cây trồng
tiến đến chuyển cơ cấu ngành nghềđặc biệt đối với khu vực cực kỳ khan hiếm nước như: huyện Thuận Nam, huyện Thuận Bắc. Đồng thời, xây dựng quy chế chia sẻ,
giải quyết xung đột về sử dụng nguồn nước, đề xuất giải pháp sử dụng hiệu quả
nguồn nước và xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực trong giai đoạn hiện nay, quy hoạch đến năm 2020 và tầm nhìn 2030.
Trong phạm vi nghiên cứu, hiện tại chỉ mới xét đến những đối tượng cơ bản
liên quan, ảnh hưởng đến tài nguyên nước lưu vực sông Cái Phan Rang. Vì vậy,
việc cập nhật những thay đổi trong tương lai cho cơ sở dữ liệu là rất cần thiết để