Sau khi xây dựng CSDL ODM, với các cấu trúc lệnh của công cụ ODM Tools sẽ giúp xây dựng đƣợc chƣơng trình quản lý dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mặt của tỉnh An Giang. Chƣơng trình đƣợc thiết kế theo nguồn dữ liệu và đƣợc thống nhất định dạng theo ngƣời sử dụng hay các cấp quản lý. Chức năng truy vấn, phân tích, chỉnh sửa dữ liệu của phần mềm ODM Tools đƣợc thể hiện qua Hình 4. 4.
Hình 4. 4: Hình thức quản lý dữ liệu của phần mềm ODM Tools
4.2.1.1 Truy vấn và xuất dữ liệu về nguồn tài nguyên nước mặt
Một trong những chức năng chính của phần mềm ODM Tools là truy xuất và xuất dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc. Mỗi chuỗi dữ liệu trong ODM thể hiện duy nhất một trạm, biến, phƣơng pháp, nguồn dữ liệu. ODM Tools cung cấp khả năng truy vấn cơ sở dữ liệu ODM cho chuỗi dữ liệu cụ thể dựa trên thông tin chứa trong một hoặc nhiều lĩnh vực trong bảng SeriesCatalog. Khi một chuỗi dữ liệu cụ thể đƣợc xác định, có thể xuất dữ liệu đến tập tin văn bản trong HIS – CUAHSI. Tab Query (truy vấn) cho phép truy vấn một cơ sở dữ liệu ODM để tìm chuỗi dữ liệu cụ thể và sau đó xuất khẩu các chuỗi dữ liệu hoặc gửi chúng đến các Tab Visualize (trực quan) hoặc các Tab Edit (chỉnh sửa). ODM Tools có thể tìm kiếm các chuỗi dữ liệu dựa trên các trạm quan trắc (mã trạm hoặc tên trạm quan trắc), tìm kiếm dựa trên các biến (ví dụ nhƣ lƣợng mƣa, mực nƣớc hay lƣu lƣợng), tìm kiếm dựa trên truy vấn qua nguồn, qua phƣơng pháp, qua thời gian. Các chuỗi dữ liệu có thể đƣợc xác định bằng cách sử dụng
PHẠM NGỌC KHANH QLMT K36 29
tùy chọn truy vấn trên tab Query (truy vấn) của các công cụ ứng dụng ODM Tools đƣợc thể hiện qua Hình 4. 5.
Hình 4. 5: Chức năng truy vấn dữ liệu của ODM Tools
4.2.1.2 Trực quan và tóm tắt thống kê dữ liệu về nguồn tài nguyên nước mặt
Công cụ ODM cung cấp chức năng để hình dung, mô tả chuỗi dữ liệu bằng cách sử dụng nhiều loại ô và tạo các thống kê mô tả đơn giản cho chuỗi dữ liệu. ODM Tools mô tả việc tạo chuỗi dữ liệu trực quan và tóm tắt số liệu thống kê đƣợc thể hiện qua Hình 4. 6.
Hình 4. 6: Trực quan dữ liệu mực nƣớc tại trạm Tân Châu bằng phần mềm ODM Tools
PHẠM NGỌC KHANH QLMT K36 30
Qua biểu đồ thể hiện ở Hình 4.6, cho thấy mực nƣớc của trạm Tân Châu ở tỉnh An Giang thay đổi theo từng năm. Vào mùa lũ (tháng 8 đến tháng 11) mực nƣớc tăng nhanh từ 300 – 400cm, mực nƣớc cao đỉnh điểm trong 2 năm: năm 2000 là 506cm và năm 2011 là 486cm. Từ năm 2000 đến năm 2012, các số liệu quan trắc thủy văn cho thấy mực nƣớc đỉnh lũ giảm dần. Nhƣng năm 2011 đỉnh lũ lại cao gần bằng năm 2000, có những ngày một số trạm đo mực nƣớc ghi đƣợc mức xấp xỉ năm 2000. Đối với mùa khô (từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau) mực nƣớc tƣơng đối thấp giao động từ 70 – 200cm có khi xuống thấp nhất là 50cm. Biểu đồ cho thấy sự thay đổi của mực nƣớc theo chiều hƣớng khá phức tạp qua mỗi năm (mực nƣớc tăng cao nhất vào mùa lũ năm 2000 và 2011), qua đó cho thấy chắc năng trực quan dữ liệu góp phần hỗ trợ đắc lực cho những nghiên cứu về khoa học thủy văn và những ngành nghề khác sau này.
4.2.1.3 Chỉnh sửa và tạo ra chuỗi dữ liệu mới của nguồn tài nguyên nước mặt
ODM Tools bao gồm các chức năng để chỉnh sửa các giá trị dữ liệu và một số thuộc tính của các giá trị dữ liệu trong chuỗi dữ liệu đƣợc lƣu trữ trong CSDL ODM. Điều này rất hữu ích, ví dụ: trong việc thực hiện đảm bảo và kiểm soát chất lƣợng của chuỗi dữ liệu, nơi mà một số giá trị dữ liệu có thể cần phải đƣợc xóa bỏ, điều chỉnh, hay nội suy. Ngoài ra, ODM Tools cung cấp chức năng để đƣa ra chuỗi dữ liệu mới từ chuỗi dữ liệu hiện có. Ví dụ, giá trị dữ liệu trung bình hàng ngày có thể đƣợc lấy từ những trạm quan sát thƣờng xuyên hơn bằng cách sử dụng chức năng tổng hợp ODM Tools. Tất cả các công cụ chỉnh sửa chuỗi dữ liệu và sự sáng tạo trên các Tab chỉnh sửa “Edit” của ODM Tools. Việc mô tả tạo ra chuỗi dữ liệu mới và khả năng chỉnh sửa có sẵn trên Tab Edit đƣợc thể hiện qua Hình 4. 7.
.
PHẠM NGỌC KHANH QLMT K36 31
Với các chức năng cơ bản, ODM Tools sẽ giúp ngƣời sử dụng quản lý dễ dàng và hiệu quả hơn với nguồn dữ liệu thủy văn ngày càng nhiều và biến đổi theo chiều hƣớng khác nhau. Ngoài ra, các nhà quản lý cũng có thể cập nhật dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mặt theo từng loại, vị trí và thời gian khác nhau. Tìm kiếm và phân tích dữ liệu về nguồn nƣớc giúp kịp thời ứng phó với những biến đổi theo hƣớng xấu.
4.2.2 Quản lý dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mặt bằng phần mềm HydroDesktop
Khi dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mặt đã đƣợc công bố và đƣợc đƣa lên trang web dịch vụ, ngƣời dùng có thể tìm kiếm và truy xuất dữ liệu một cách dể dàng thông qua các dữ liệu trực tuyến trên internet. Đặc biệt, việc ứng dụng HydroDesktop hữu ích cho ngƣời dùng trong việc quản lý và chia sẻ dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc. Các dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mặt đƣợc theo dõi theo thời gian, có thể xem xét và tìm cách ứng phó khi chế độ nguồn nƣớc thay đổi theo chiều hƣớng phức tạp.
Nhờ phần mềm HydroDesktop ngƣời dùng có thể tìm kiếm, mô tả và phân tích dữ liệu. Cơ sở dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mặt sẽ đƣợc ngƣời dùng tìm kiếm và truy xuất những dữ liệu đầy đủ thông tin cần thiết cho việc xây dựng một kế hoạch quản lý bền vững và lâu dài. Phần mềm HydroDesktop đƣợc thể hiện qua Hình 4. 8.
Hình 4. 8: Giao diện phần mềm HydroDesktop
4.2.2.1 Tìm kiếm dữ liệu về nguồn tài nguyên nước mặt
Ngƣời dùng sẽ phải làm theo các bƣớc sau để tìm kiếm đƣợc những dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mong muốn. Các bƣớc thực hiện việc tìm kiếm và truy xuất dữ liệu đƣợc thể hiện qua Hình 4. 9.
PHẠM NGỌC KHANH QLMT K36 32
Hình 4. 9: Các bƣớc thực hiện việc tìm kiếm và tải các dữ liệu
- Chọn khu vực, vị trí cụ thể nơi muốn tìm kiếm dữ liệu. Có nhiều cách để chọn vị trí cần tìm kiếm dữ liệu (vẽ ô vuông khoanh vùng cần tìm kiếm dữ liệu trên Tab Search (tìm kiếm); phân định khu vực bên dƣới Tab Search: chọn theo tính năng; chọn theo thuộc tính). Mỗi cách lựa chọn vị trí cần tìm kiếm dữ liệu có ƣu điểm riêng, tùy theo mục đích và thao tác của ngƣời sử dụng.
- Chọn từ khóa – loại dữ liệu thũy văn cần tìm. (Ví dụ: lƣợng mƣa, mực nƣớc, lƣu lƣợng,…)
- Chọn khoảng thời gian cần theo dõi dữ liệu.
- Chọn nguồn xuất phát dữ liệu (từ cơ sỡ dữ liệu ODM trong máy chủ hoặc cơ sở dữ liệu ODM đƣợc đăng kí trên trang web dịch vụ WaterOneFlow).
- Tải các dữ liệu về phân tích. Các dữ liệu về mực nƣớc của các trạm quan trắc ở An Giang đƣợc thể hiện trên HydroDesktop qua Hình 4. 10.
PHẠM NGỌC KHANH QLMT K36 33
Hình 4. 10: Các trạm quan trắc ở An Giang
Ghi chú: Phụ lục 3 sẽ trình bày chi tiết cách sử dụng phần mềm HydroDesktop.
4.2.2.2 Xem xét và phân tích trực quan các dữ liệu về nguồn tài nguyên nước mặt
Sau khi dữ liệu đã đƣợc tìm kiếm và tải về. Dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mặt sẽ đƣợc phân tích và mô tả trực quan, thể hiện qua Hình 4. 11 và Hình 4. 12.
Hình 4. 11: Dữ liệu về mực nƣớc thay đổi theo thời gian của trạm Long Xuyên Bảng thống kê giá trị DL theo thời gian Trạm quan trắc
PHẠM NGỌC KHANH QLMT K36 34
Hình 4. 12: Sự thay đổi của mực nƣớc trong khoảng thời gian từ năm 2010-2013
Qua biểu đồ phân tích về mực nƣớc của trạm Long Xuyên trong khoảng thời gian từ năm 2010 đến năm 2011, cho thấy: mực nƣớc biến đổi theo mùa. Mùa khô mực nƣớc tƣơng đối thấp kéo dài từ tháng 12 đến tháng 6 (dƣới 100cm), mùa lũ mực nƣớc cao và đỉnh điểm là tháng 10, 11 (gần 250cm). Trong 3 năm, mực nƣớc cao nhất là năm 2011 (281cm). Từ biểu đồ trên cho thấy sự biến động của yếu tố thủy văn qua từng năm là không nhỏ. Vì vậy, việc quản lý dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mặt để theo dõi sự biến động theo thời gian là cấp thiết.
4.2.2.3 Xuất dữ liệu về nguồn tài nguyên nước mặt
Dữ liệu sau đƣợc tìm kiếm có thể đƣợc truy xuất thành file csv tiện cho việc sử dụng của ngƣời dùng. Việc truy xuất dữ liệu đƣợc thể hiện qua Hình 4. 13.
Mực nƣớc trạm Long Xuyên
Mực nƣớc (cm)
PHẠM NGỌC KHANH QLMT K36 35
Hình 4. 13: Hộp thoại truy xuất dữ liệu qua file text
Việc truy xuất dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc theo yêu cầu của ngƣời quản lý bằng phần mềm HydroDesktop đƣợc thực hiện nhanh và tiện lợi, toàn bộ thông tin của các dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc đƣợc cập nhật đầy đủ và đƣợc thể hiện rỏ trên các vị trí của bản đồ. Việc lƣu trữ dữ liệu và truy xuất thông tin thành bảng biểu (.csv) về nguồn tài nguyên nƣớc bằng phần mềm HydroDesktop đƣợc thực hiện khá dễ dàng, tiện dụng, tạo điều kiện thuận lợi cho công tác quản lý dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mặt tại các địa phƣơng.
4.2.2.4 Cập nhật dữ liệu của người quản lý
Qua từng năm, các dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mặt có thể thay đổi theo chiều hƣớng tăng hoặc giảm theo thời gian. Sự thay đổi qua các năm sẽ đƣợc cập nhật và tính toán bằng phần mềm HydroDesktop. Từ đó, rút ra đƣợc cách quản lý dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mặt hợp lý giúp bảo vệ và phát triển việc ứng dụng các ngành ngề khác tốt hơn.
4.3 Chia sẻ dữ liệu cộng đồng
Việc chia sẻ dữ liệu có khả năng đem lại lợi ích cộng đồng, vì dữ liệu sau đó có thể đƣợc sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo, bổ sung các vấn đề có thể mang lại thông tin về khoa học nghiên cứu thủy văn. Tuy nhiên, dữ liệu cần đƣợc chia sẻ một cách cẩn thận để giảm thiểu nguy cơ lạm dụng. Nghiên cứu này trình bày cách chia sẻ dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mặt đến cộng đồng thông qua Hệ thống thông tin thủy văn HIS – CUAHSI giúp trao đổi thông tin về nguồn tài nguyên nƣớc mặt của mọi ngành khoa học ngiên cứu về nƣớc.
PHẠM NGỌC KHANH QLMT K36 36
4.3.1 Công bố dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc mặt với HIS Central Catalog
Các nhà quản lý muốn công bố dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc cho Hệ thống thông tin thủy văn HIS Central, phải đăng ký trang web với HIS Central để sử dụng cơ sở dữ liệu ODM công bố trƣớc đó. Các bƣớc chính là :
- Cài đặt cấu hình trang web dịch vụ WaterOneFlow trên máy tính chứa CSDL ODM.
- Cài đặt cho cơ sở dữ liệu ODM đƣợc phép liên kết trên các trang web dịch vụ. - Kiểm tra kết quả.
4.3.2 Cài đặt cấu hình trang web WaterOneFlow trên máy tính ngƣời quản lý
Cài đặt cấu hình trang web WaterOneFlow trên máy tính ngƣời dùng gồm 3 nhiệm vụ kết hợp. (1) Phải cài đặt dịch vụ, (2) Kết nối dịch vụ với cơ sở dữ liệu ODM và (3) Cài đặt cấu hình ứng dụng cho trang web dịch vụ.
Ghi chú : Phụ lục 2 sẽ trình bày chi tiết cách cài cấu hình trang web dịch vụ
chạy trên hệ điều hành Windows 7 và Internet Information System (IIS). Cấu hình trang web cài đặt thành công đƣợc thể hiện ở Hình 4. 14.
Hình 4. 14: Cấu hình trang web dịch vụ ODM Web Service
Việc cài đặt cấu hình cho trang web dịch vụ trên máy tính của ngƣời quản lý cung cấp một lớp bảo mật trên cơ sở dữ liệu giúp cho việc sử dụng dữ liệu rộng rãi của mọi ngƣời dùng mà không ảnh hƣởng đến việc thay đổi dữ liệu của ngƣời quản lý khi mọi ngƣời dùng khác thay đổi hay xóa dữ liệu. Vì Hệ thống thông tin thủy văn (HIS) bao gồm các thành phần của trang web dịch vụ WaterOneFlow đƣợc thiết kế đặc biệt để làm việc với một CSDL ODM. Điều đó, giúp ngƣời quản lý không cần phải viết
PHẠM NGỌC KHANH QLMT K36 37
một dòng mã lập trình cho dịch vụ của họ, mà chỉ cần cài đặt cấu hình trang web trên máy chủ và thông báo để làm việc với cơ sở dữ liệu ODM.
4.3.3 Đăng ký trang web dịch vụ với HIS Central Catalog
Sau khi cài đặt xong cấu hình trang web dịch vụ, dịch vụ web đã trực tuyến, nhƣng mọi ngƣời vẫn chƣa biết cách sẽ tìm hiểu về dữ liệu nguồn nƣớc để họ có thể sử dụng nhƣ thế nào. Khi đó, HIS Central là một máy chủ đặc biệt giữ danh mục các dịch vụ web WaterOneFlow. Khi ngƣời quản lý muốn xuất bản một dịch vụ web WaterOneFlow, phải đăng ký với HIS Central để làm cho dữ liệu có thể đƣợc tìm thấy.
Quá trình đăng ký bao gồm ba bƣớc chính :
5. Thêm mục mới tại HIS Central đối với dịch vụ web của bạn, đƣợc thể hiện qua Hình 4. 15 :
Hình 4. 15: Đăng ký một dịch vụ mới tại HIS Central
(2) Nhập các biến của dữ liệu so sánh với khái niệm chung của bản thể học thủy văn, đƣợc thể hiện qua Hình 4. 16.
Đăng kí dịch vụ DL
Dịch vụ WSDL Tựa đề dịch vụ
PHẠM NGỌC KHANH QLMT K36 38
Hình 4. 16: Các HydroTagger cho phép các biến bản đồ từ dịch vụ web riêng đến các khái niệm thủy văn phổ biến
(3) Kiểm tra trang web hiển thị trong HydroSeek
Cơ sở dữ liệu hỗ trợ cho HydroSeek chứa tất cả các trang web và các hồ sơ khác nhau từ tất cả các mạng đƣợc đăng ký tại HIS Central; nghĩa là, đại diện cho sự kết hợp tất cả các tệp dữ liệu có sẵn trong mạng lƣới dữ liệu nguồn tài nguyên nƣớc quốc gia.
Cung cấp thông tin chi tiết về dịch vụ của nhà quản lý dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc, bao gồm cả thông tin liên lạc, chú thích. Hỗ trợ chuyển đổi từ biến riêng đến một bản thể học của khái niệm chung thủy văn. Điều này tạo điều kiện dễ dàng tìm kiếm các biến trong dịch vụ của nhà quản lý; đặc biệt, là những ngƣời sử dụng không quen thuộc với những gì dịch vụ của nhà quản lý cung cấp.
4.3.4 Kiểm tra kết quả đăng kí qua phần mềm hỗ trợ HydroExcel 1.1.6
Sau khi đã đăng ký đƣợc trang web dịch vụ với HIS Central Catalog, kiểm tra kết quả với phần mềm hỗ trợ HydroExcel để xem các dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc đã đƣợc công bố hay chƣa. Các trang web dịch vụ đăng kí trong HIS Central Catalog đƣợc thể hiện qua Hình 4. 17.
Bản đồ Biến
PHẠM NGỌC KHANH QLMT K36 39
Hình 4. 17: Các trang web dịch vụ đƣợc đăng ký trong HIS Central Catalog
HydroExcel là một bảng tính Excel sử dụng các macro và HydroObjects để tải các dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc từ các dịch vụ web WaterOneFlow. Vì vậy, khi kiểm tra việc đăng ký trang web dịch vụ nhờ phần mềm HydroExcel nghĩa là có thể truy vấn qua các trang web quan trắc, các biến, và hàng loạt các dữ liệu thời gian từ các nguồn dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc trực tuyến trực tiếp trong Excel, cung cấp nguồn dữ liệu về nguồn tài nguyên nƣớc cho ngƣời sử dụng tìm hiểu về sự thay đổi theo thời gian của từng loại dữ liệu. Chức năng phân tích dữ liệu của HydroExcel đƣợc thể hiện qua Hình 4. 18.
PHẠM NGỌC KHANH QLMT K36 40
HydroExcel sử dụng phƣơng pháp GetSites, GetVariableInfo, GetSiteInfo và