Vấn đề bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên là một trong những mối quan tâm hàng đầu của hầu hết các quốc gia trên thế giới. Những nghiên cứu mang tính lý luận và thực tiễn về vấn đề toàn cầu này đòi hỏi phải sử dụng một số lượng lớn các dữ liệu khác nhau, cũng như các kinh nghiệm trong, ngoài nước, đặc biệt là các nguồn tài nguyên thông tin trên thế giới. Điều này cũng dễ hiểu bởi vì vấn đề môi trường mang tính đa ngành và rất phức tạp.
Cũng như trên nhiều nước trên thế giới, hiện nay Việt Nam đang triển khai nhiều đề tài, dự án nghiên cứu tổng hợp các quá trình xảy ra trong sinh quyển dưới tác động của các hoạt động kinh tế của con người. Các nghiên cứu trong lĩnh vực bảo vệ môi trường được tiến hành trong hầu hết các lĩnh vực của khoa học và kỹ thuật. Kết quả nghiên cứu được công bố trong hàng trăm ấn phẩm khác nhau, rất nhiều trong số này rất khó tìm. Nhiều kết quả nghiên cứu nằm tại các cơ sở khoa học rất khó cho việc sử dụng. Trên thế giới hiện giờ có khoảng 10 000 ấn phẩm có chu kỳ liên quan tới môi trường. Số các cơ quan nghiên cứu môi trường cũng rất lớn. Tuy nhiên điều cần lưu ý ở đây là việc triển khai các kết quả này vào thực tiễn để giải quyết những yêu cầu do thực tế đặt ra có nhiều hạn chế do sự chưa quan tâm tới sự phát triển về mặt lý luận cũng như thực tiễn xây dựng các Hệ thống thông tin môi trường. Theo ý kiến của nhiều chuyên gia, Hệ thống thông tin môi trường là một dạng mới của hệ thống thông tin tự động (HTTTTĐ) và hướng tới công việc thu thập và phân tích các thông tin khác nhau về tình trạng hệ thống sinh quyển nhằm giải quyết bài toán sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Khái niệm HTTTTĐ được sử dụng như một khái niệm suy rộng đối với các hệ thực hiện chức năng thu thập, phân tích và xuất ra thông tin trong chế độ tự động.
Một trong những hệ thống thông tin phát triển nhất trên thế giới là hệ INFOTERRA được xây dựng trên cơ sở nghị quyết Hội nghị Stockhôm của Liên Hợp Quốc về môi trường năm 1992. Ngày này INFOTERRA là một trong những hệ thống thông tin môi trường toàn cầu nổi tiếng nhất trên thế giới. các chủ đề của INFOTERRA bao hàm hầu hết mọi khía cạnh vấn đề môi trường.
Mục tiêu của chương này là trình bày những khái niệm và định nghĩa cơ bản về Hệ thống thông tin môi trường – một trong những hướng nghiên cứu đầy triển vọng hiện nay. Phần trình bày này được dựa trên những tham khảo gần đây trong lĩnh vực nghiên cứu này cũng như xuất phát từ kinh nghiệm thực tiễn của tác giả trong thời gian qua. Phần tham khảo được dẫn ra trong mục Tài liệu tham khảo trong phần cuối của giáo trình này.
4.1 Một số khái niệm cơ bản
4.1.1 Hệ thống, đặc trưng và các thành phần của hệ thống
Hệ thống là một tập hợp các phần tử khác nhau, giữa chúng có mối liên hệ và tác động qua lại theo một quy luật nhất định tạo thành một chỉnh thể, có khả năng thực hiện được những chức năng cụ thể nhất định.
Mục tiêu của hệ thống là lý do tồn tại của nó và là cơ sở để đánh giá sự thành công của hệ thống. Ranh giới của hệ thống xác định cái gì nằm trong hệ thống và cái gì nằm ngoài hệ thống. Môi trường là mọi tác động vào hệ thống hoặc bị tác động bởi hệ thống nhưng nằm
56
ngoài ranh giới của hệ thống. Đầu vào là các đối tượng vật lý và thông tin từ môi trường xuyên qua ranh giới để vào hệ thống. Đầu ra là các đối tượng vật lý và thông tin đi từ hệ thống ra môi trường. Sơ đồ tổng quát của hệ thống được trình bày trên Hình 4.1
Hình 4.1. Sơđố tổng quát của hệ thống
Phần tử là chất liệu cơ bản của hệ thống; được định tính bởi các bộ phận, các mô
đun ... Phần tử gây ảnh hưởng ít nhiều lên sự vận hành của hệ thống dưới các khía cạnh khác nhau. Thuộc tính của các phần tử là tính chất/đặc trưng của phần tử. Mọi thuộc tính đều là sự biểu hiện bề ngoài cho sự tồn tại của một phần tử, để người ta quan sát và biết được nó. Quan hệ giữa các phần tử có tầm quan trọng sống còn và tạo ra cho hệ thống các đặc trưng và các điều kiện vận hành.
4.1.2 Công nghệ CSDL trong nghiên cứu môi trường
4.1.2.1 Phương pháp CSDL
CSDL là nơi lưu trữ dữ liệu để dùng cho nhiều chương trình ứng dụng trong tổ chức. CSDL cho phép truy xuất dữ liệu một cách linh động theo nhu cầu của nhà quản lý cho việc ra quyết định. Vì lý do này có thể coi CSDL là trái tim của hệ thống thông tin. Các đặc tính chủ yếu của một CSDL hiện đại là:
- Là nơi lưu trữ tổng hợp những dữ liệu dùng chung để phục vụ cho yêu cầu của nhiều người sử dụng và nhiều chương trình ứng dụng.
- Nó phải có được một cấu trúc có ý nghĩa lôgic đối với cơ quan hay cá nhân người sử dụng. Ví dụ như dữ liệu về khí tượng (như vận tốc gió, hướng gió, cường độ mưa) và dữ liệu cần thiết để chạy mô hình lan truyền, khuếch tán ô nhiễm phải có sự liên kết với nhau.
- Sự trùng lắp dữ liệu phải là tối thiểu; có nghĩa là nếu có thể cùng một dữ liệu sẽ không lưu trữ tại nhiều nơi trong CSDL.