Kênh Bƣớc Sóng
(um) Mục Đích Sử Dụng
1 0.65 Loại bỏ thông tin điểm cháy sai. Lọc mây. 2 0.86 Loại bỏ thông tin điểm cháy sai. Lọc mây. 7 2.1 Loại bỏ thông tin điểm cháy sai.
21 3.96 Phát hiện cháy. 22 3.96 Phát hiện cháy.
31 11 Phát hiện cháy. Lọc mây. 32 12 Lọc mây.
Các hàm đƣợc sử dụng cho trong thuật toán bao gồm: - Hàm lọc mây:
P1 + P2 > 0.9. T12 < 265K.
P1 + P2 > 0.7 và T12 < 285K.
- Hàm phát hiện điểm cháy tiềm tàng:
T4 > 310K và ∆T > 10K và P2 < 0.83 vào ban ngày. T4 > 305K và ∆T > 10K và P2 < 0.83 vào ban đêm. Với ∆T = T4 – T11.
- Hàm phát hiện điểm cháy: T4 > 360K vào ban ngày. T4 > 320K vào ban đêm.
Một cửa sổ trƣợt 3x3 sẽ đƣợc sử dụng để duyệt qua các pixel của ảnh vệ tinh MOD14 và sử dụng các hàm trên để lọc ra các pixel điểm cháy.
Hình 11: Kiến trúc tổng thể của hê ̣ thốngthông tin giám sát cháy rừng gần thời gian thực
2.5. Chuẩn hóa dữ liệu không gian
Chuẩn hóa CSDL không gian là một công việc hết sức cần thiết để đảm bảo cho việc tích hợp, xử lý và khai thác một cách tốt nhất CSDL. Đây thực sự là một vấn đề hết sức khó khăn, bởi lẽ tình trạng dữ liệu hiện có cũng nhƣ trình độ quản lý, sử dụng chúng đang còn tồn tại nhiều bất cập. Công tác chuẩn hóa, xây dựng bộ chuẩn đòi hỏi nhiều nguồn lực, cơ sở pháp lý và mức độ quan tâm, thống nhất của rất nhiều thành phần kinh tế xã hội chứ không đơn thuần các đơn vị quản lý Nhà nƣớc về tài nguyên và môi trƣờng và cũng không chỉ giới hạn trong ngành Tài nguyên và Môi trƣờng (MONRE và DONRE).
Hiện nay, trên thế giới đã có khá nhiều các hệ quản trị cơ sở dữ liệu hay các phần mềm lƣu trữ, quản lý phân tích dữ liệu khác nhau, và tập trung vào các dữ liệu về đời sống xã hội, kinh tế, chính trị, văn hóa, và một số ngành khoa học. Tuy nhiên, việc lƣu trữ và quản lý vẫn chƣa đƣợc phát triển do một số nguyên nhân sau:
-Số liệu đƣợc lƣu trữ không đồng bộ, với nhiều định dạng khác nhau, -Khuôn thức lƣu trữ cũng không thống nhất, không nhất quán về bố cục, -Rất khó tập hợp dữ liệu về một dạng chuẩn, và quản lý dữ liệu theo hệ thống, -Chƣa có đánh giá rõ ràng về chất lƣợng của số liệu.
Tổ chức chuẩn hóa quốc tế ISO (International Organization for Standard) là một tổ chức chuẩn hóa lớn nhất thế giới đã đƣợc đƣa ra những chuẩn đƣợc áp dụng rộng rãi nhất hiện nay. ISO bao gồm một mạng lƣới các viện tiêu chuẩn quốc gia của 157 nƣớc với một ban thƣ kí Trung ƣơng tại Neveda Thụy Sĩ. ISO là một tổ chức phi chính phủ với hình thức là cầu nối giữa các lĩnh vực cộng đồng và cá nhân.
Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế ISO thúc đẩy sự phát triển của sản xuất, sự cung cấp các sản phẩm và dịch vụ hiệu quả hơn, trao đổi dễ dàng hơn; là nơi chia sẻ các tiến bộ khoa học kĩ thuật và các kinh nghiệm quản lý, nơi bảo vệ nhà sản xuất và ngƣời tiêu dùng.
Các tiêu chuẩn của ISO đƣợc phát triển bởi các ủy ban kĩ thuật (Technical Committees-TC). Ủy ban kĩ thuật gồm 26 tiểu ban, đƣa ra các tiêu chuẩn cho tất cả các ngành công nghiệp, kĩ thuật, thƣơng mại, v.v, trong đó tiểu ban 211 (TC/211) là tiểu ban ban hành các tiêu chuẩn trong lĩnh vực thông tin địa lý, bộ tiêu chuẩn mang mã hiệu ISO-19100.
Bộ tiêu chuẩn ISO/TC211 có nhiều nội dung liên quan đến lĩnh vực thông tinđịa lý. Các tiêu chuẩn này cũng thƣờng xuyên đƣợc cập nhập và thay đổi phù hợp với sự phát triển của khoa học.
STT Chuẩn xây dựng CSDL thông
tin địa lý Bộ tiêu chuẩn ISO-19100
1 Chuẩn ngôn ngữ mô hình hóa sử dụng trong thông tin địa lý
ISO/TS 19103 Geographic Information – Conceptual schema Language
2 Chuẩn lƣợc đồ dữ liệu không gian
ISO/DIS 19107 Geographic Information – Spatial schema
3 Chuẩn quy tắc xây dựng lƣợc đồ ứng dụng
ISO/DIS 19109 Geographic Information – Rules for Application schema
4 Chuẩn phƣơng pháp xây dựng danh mục đối tƣợng địa lý
ISO/FDIS 19110 Geographic Information- Methodology for Feature Cataloguing
5 Chuẩn nguyên tắc đánh giá chất lƣợng dữ liệu địa lý
ISO/ 19114 Geographic Information – Quality evaluation procedures
6 Chuẩn siêu dữ liệu ISO 19115 Geographic Information – Metadata
7 Chuẩn trình bày dữ liệu địa lý ISO 19117 Geographic Information – Portrayal
8 Chuẩn hệ quy chiếu tọa độ ISO 19111 Geographic Information – Spatial Referencing by Coordinates
9 Chuẩn mã hóa dữ liệu ISO 19118 Geographic Information – Endcoding
10 Chuẩn trao đổi dữ liệu ISO 19136 Geographic Information – Geography Mark-up Language
Từ các chuẩn đó tác giả đã tiến hành chuẩn hóa dữ liệu địa lý cho khu vực nghiên cứu của mình phù hợp với các chuẩn đã đƣợc ban hành.
Chuẩn về mô hình dữ liệu xác định cách thức mô tả và lƣu trữ thông tin trong hệ thống. Các đối tƣợng địa lý đƣợc mô tả bằng các mô hình dữ liệu không gian
(spatial data model) còn dữ liệu thuộc tính của chúng thông thƣờng đƣợc mô tả bằng mô hình dữ liệu quan hệ. Chuẩn về mô hình cơ sở dữ liệu cho vƣờn là mô hình cơ sở dữ liệu không gian (Spatial Database). Cơ sở dữ liệu không gian (Spatial Database) là một mô hình hƣớng đối tƣợng, cho phép tích hợp thông tin địa lý và thông tin thuộc tính trong cùng một cơ sở dữ liệu theo mô hình dữ liệu quan hệ. Một số hãng phát triển GIS trên thế giới đã có những sản phẩm theo hƣớng CSDL không gian nhƣ ESRI, ORACLE, Intergraph, MapInfo.
Dữ liệu lƣu trong cơ sở dữ liệu phải đảm bảo tính Topology của chúng. Yêu cầu này đƣợc xem xét đến khi số hoá hay khi chỉnh sửa bản đồ.
Số liệu bản đồ số phải đƣợc kiểm tra và sửa lỗi theo yêu cầu của mô hình topology.
- Đƣờng ranh giới vùng tạo thành đƣờng bao của luôn đảm bảo tính khép kín tuyệt đối về toạ độ.
Hình 12: Mô tả tính khép kín của dữ liệu
- Các đƣờng ranh giới không đƣợc phép giao nhau, phải luôn cắt nhau tại đầu hoặc cuối đƣờng (tại điểm nút NODE).
Hình 13: Mô tả tính giao nhau của dữ liệu
- Đƣờng ranh giới cần phải đƣợc quản lý nhƣ một đối tƣợng độc lập và có thể gán độ rộng. Khi một đƣờng ranh giới có nhiều đoạn có độ rộng khác nhau cần thiết
phải tách ra thành các đƣờng đối tƣợng khác nhau.
Hình 14: Mô tả về tính đồng bộ của độ rộng của dữ liệu
- Các đối tƣợng vùng khép kín (rừng, hành chính) phải đƣợc mô tả theo mô hình dữ liệu Topology (mô hình có cấu trúc), không mô tả các các đối tƣợng hình học dạng vùng (mô hình không có cấu trúc).
Hình 17: Lỗi chưa tiếp biên và trùng lặp dữ liệu
Để kiểm tra lỗi và sửa lỗi thủng hay lỗi chồng đè dữ liệu, v.v (topology) cho các đối tƣợng thì cần thực hiện theo các bƣớc dƣới đây sử dụng phần mềm ArcGIS Desktop của hãng ESRI:
Bƣớc 1: Click chuột phải vào Dataset muốn check topo nhƣ hình sau.
Hình 18: Các bước tạo Topology
Hình 19: Lựa chọn class để kiểm tra lỗi Topology
Click Next và lựa chọn luật topology để kiểm tra. Click OK.
Hình 20: Lựa chọn Rule để kiểm tra lỗi Topology
Click NextFinish. Màn hình hiển thị thông báo validate dữ liệu. Click OK.
Hình 21: Màn hình hiển thị thông báo kiểm tra dữ liệu
Hình 22: Màn hình hiển thị vị trí lỗi dữ liệu
Click vào biểu tƣợng để mở bảng thuộc tính bị lỗi.
Hình 23: Bảng thuộc tính kiểm tra lỗi của dữ liệu
Sau khi kiểm tra lỗi các đối tƣợng ta tiến hành sửa từng đối tƣợng bị lỗi ở trên. Việc sửa lỗi nhanh hay chậm phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nhƣ: lỗi có nhiều hay không, độ phức tạp của loại lỗi gặp phải, v.v.
Hình 24: Tìm và chỉnh sửa dữ liệu
Chuẩn hóa dữ liệu là bƣớc quan trọng nhất. Việc sửa các lỗi trên cần phải có các công cụ để sửa lỗi và chuẩn hóa dữ liệu bao gồm: cắt, ghép, gộp, dán, sao chép, tạo mới, xóa các đối tƣợng ở 4 dạng điểm, đƣờng, vùng và dạng chữ. Nếu dữ liệu không đƣợc chuẩn hóa sẽ dẫn đến việc cung cấp các thông tin sai lệch, đặc biệt là các thông tin về ranh giới hành chính dẫn đến việc cảnh báo sai cho ngƣời dùng và các nhà quản lý sử dụng hệ thống.
2.6. Cấu trúc cơ sở dƣ̃ liê ̣u
Dƣới đây là sơ đồ bảng quan hệ của cơ sở dữ liệu trong hệ thống:
Hình 25: Sơ đồ bảng quan hệ của hệ thống
Dƣới đây là mô tả thông tin của các bảng dƣ̃ liê ̣u trong hê ̣ thống:
Bảng 5: Bảng cấu trúc dữ liệu thông tin điểm cháy
# Tên Trƣờng Kiểu Dƣ̃ Liê ̣u Mô Tả
2 confidence NUMERIC Độ tin cậy (%) với:
- 10% 40%: Độ tin cậy thấp.
- 40% 70%: Độ tin cậy trung bình.
- 70% 90%: Độ tin cậy cao. 3 wind_speed NUMERIC Tốc độ gió
4 wind_direction NUMERIC Hƣớng gió 5 temperature NUMERIC Nhiệt độ 6 humidity NUMERIC Độ ẩm
7 modis_path VARCHAR Đƣờng dẫn ảnh vệ tinh MODIS MOD14
8 landsat_path VARCHAR Đƣờng dẫn ảnh vệ tinh LANDSAT8
9 acq_date DATE Ngày thu thập 10 acq_time DATETIME Thời gian thu thập 11 province_id INT Mã tỉnh
12 district_id INT Mã huyện 13 commune_id INT Mã xã
14 forest_id INT Mã loại rừng
15 is_validated BOOLEAN Đã đƣợc kiểm chứng hay chƣa 16 user_id VARCHAR Mã ngƣời kiểm chứng
17 description VARCHAR Thông tin mô tả 18 geometry GEOMETRY Geometry
Bảng 6: Bảng cấu trúc dữ liệu ranh giới hành chính cấp tỉnh
# Tên Trƣờng Kiểu Dƣ̃ Liê ̣u Mô Tả
1 id INT Mã tỉnh (khóa chính) 2 province_name NUMERIC Tên tỉnh
Bảng 7: Bảng cấu trúc dữ liê ̣u ranh giới hành chính cấp huyê ̣n
# Tên Trƣờng Kiểu Dƣ̃ Liê ̣u Mô Tả
1 id INT Mã huyện (khóa chính) 2 district_name VARCHAR Tên huyện
3 province_id INT Mã tỉnh 4 geometry GEOMETRY Geometry
Bảng 8:Bảng cấu trúc dữ liê ̣u ranh giới hành chính cấp xã
# Tên Trƣờng Kiểu Dƣ̃ Liê ̣u Mô Tả
1 id INT Mã xã (khóa chính) 2 commune_name VARCHAR Tên xã
3 province_id INT Mã tỉnh 4 district_id INT Mã huyện 5 geometry GEOMETRY Geometry
Bảng 9: Bảng cấu trúc dữ liệu loại rừng năm 2010
# Tên Trƣờng Kiểu Dƣ̃ Liê ̣u Mô Tả
1 id INT Mã loại rừng (khóa chính) 2 forest_name VARCHAR Tên loại rừng
4 geometry GEOMETRY Geometry
Bảng 10: Bảng cấu trúc dữ liệu ảnh vệ tinh
# Tên Trƣờng Kiểu Dƣ̃ Liê ̣u Mô Tả
1 id INT Mã ảnh (khóa chính) 2 filename VARCHAR Tên ảnh
3 acq_date DATE Ngày thu thập 4 acq_time DATETIME Thời gian thu thập 5 satellite VARCHAR Vệ tinh
Bảng 11: Bảng cấu trúc dữ liệu đăng kí thông tin cảnh báo
# Tên Trƣờng Kiểu Dƣ̃ Liê ̣u Mô Tả
1 id INT Mã đăng kí (khóa chính) 2 fullname VARCHAR Tên ngƣời đăng kí
3 email VARCHAR Địa chỉ email 4 address VARCHAR Địa chỉ
5 phone VARCHAR Điện thoại 6 province_id INT Mã tỉnh 7 district_id INT Mã huyện 8 commune_id INT Mã xã
Bảng 12: Bảng cấu trúc dữ liệu người dùng
# Tên Trƣờng Kiểu Dƣ̃ Liê ̣u Mô Tả
1 id INT Mã ngƣời dùng (khóa chính) 2 username VARCHAR Tên đăng nhập
3 password VARCHAR Mật khẩu
4 fullname VARCHAR Tên ngƣời dùng 5 gender VARCHAR Giới tính
6 email VARCHAR Địa chỉ email 7 address VARCHAR Địa chỉ
8 phone VARCHAR Điện thoại 9 permission_id INT Mã nhóm quyền 10 org_id INT Mã đơn vị
Bảng 13: Bảng cấu trúc dữ liệu nhóm quyền
# Tên Trƣờng Kiểu Dƣ̃ Liê ̣u Mô Tả
1 id INT Mã nhóm quyền 2 permission VARCHAR Mô tả nhóm quyền
Bảng 14: Bảng cấu trúc dữ liệu đơn vị
1 id INT Mã đơn vị 2 organization VARCHAR Tên đơn vị 3 description VARCHAR Mô tả về đơn vị
2.7. Chƣ́c năng hê ̣ thống
Hình 26: Usecase tổng thể của hê ̣ thống 2.7.1. Chức năng đăng nhập 2.7.1. Chức năng đăng nhập
2.7.1.1. Mô tả
Chƣ́c năng này cho phép ngƣời dùng đăng nhâ ̣p vào hê ̣ thống để sƣ̉ du ̣ng các chƣ́c năng mà ngƣời dùng chƣa đăng nhâ ̣p không thể sƣ̉ du ̣ng.
Luồng sƣ̣ kiê ̣n chính
Chƣ́c năng này đƣợc bắt đầu khi ngƣời dùng bấm “Đăng nhâ ̣p” . Hê ̣ thống sẽ hiển thi ̣ cƣ̉a sổ đăng nhâ ̣p. Ngƣời dùng nhâ ̣p thông tin đăng nhâ ̣p. Hê ̣ thống sẽ kiểm tra tính hợp lê ̣ và chuyển ngƣời dùng sang tra ̣ng thái đăng nhâ ̣p.
Chƣ́c năng kết thúc khi ngƣời dùng bấm “Đăng xuất” hoă ̣c rời khỏi trang giao diê ̣n chính của hê ̣ thống.
Luồng sƣ̣ kiê ̣n phu ̣
Nếu ngƣời dùng nhâ ̣p thông tin không hợp lê ̣ . Hê ̣ thống hiển thi ̣ thông báo “Thông tin đăng nhâ ̣p không hợp lê ̣!”. Ngƣời dùng cần thƣ̣c hiê ̣n la ̣i theo luồng sƣ̣ kiê ̣n chính.
2.7.1.3. Yêu cầu đă ̣c biê ̣t
Ngƣời dùng chƣa đăng nhâ ̣p vào hê ̣ thống . 2.7.1.4. Tiền điều kiê ̣n
Không.
2.7.1.5. Hâ ̣u điều kiê ̣n Không.
2.7.2. Chức năng hiển thi ̣ thông tin cháy rừng gần thời gian thực
2.7.2.1. Mô tả
Chƣ́c năng này cho phép ngƣời dùng xem thông tin điểm cháy đƣợc hiển thi ̣ trên bản đồ. Ngƣời dùng có thể cho ̣n thời gian để hiển thi ̣ thông tin điểm cháy theo ngày.
2.7.2.2. Luồng sƣ̣ kiê ̣n
Luồng sƣ̣ kiê ̣n chính
Chƣ́c năng này đƣợc bắt đầu khi ngƣời dùng truy câ ̣p vào trang giao diê ̣n chính của hệ thống. Hê ̣ thống sẽ lấy thông tin điểm cháy thông qua di ̣ch vu ̣ bản đồ đƣợc kết nối đến cơ sở dƣ̃ liê ̣u của ngày hiê ̣n tại để hiển thị lên trên bản đồ.
Trƣờng hợp ngƣời dùng muốn xem thông tin điểm cháy ta ̣i thời gian khác , ngƣời dùng cho ̣n thời gian muốn xem thông tin điểm cháy và bấm hiển thi ̣ . Hệ thống sẽ lấy thông tin điểm cháy thông qua dịch vụ bản đồ đƣợc kết nối đến cơ sở dƣ̃ liê ̣u của thời gian đƣợc cho ̣n để hiển thi ̣ lên trên bản đồ.
Khi ngƣời dùng bấm vào điểm cháy đƣợc hiển thi ̣ ở trên bản đồ , các thông tin về điểm cháy đó sẽ đƣợc hiển thi ̣ lên trên màn hình dƣới da ̣ng mô ̣t cƣ̉a sổ con ta ̣i vi ̣ trí bấm để ngƣời dùng tiện theo dõi. Các thông tin này bao gồm:
-Vị trí địa lý của điểm cháy.
-Tọa độ địa lý của điểm cháy.
-Thời gian trích xuất thông tin điểm cháy.
-Tốc độ gió ở vị trí điểm cháy tại thời gian trích xuất thông tin.
-Hƣớng gió ở vị trí điểm cháy tại thời gian trích xuất thông tin.
-Độ ẩm ở vị trí điểm cháy tại thời gian trích xuất thông tin.
-Nhiệt độ ở vị trí điểm cháy tại thời gian trích xuất thông tin.
-Liên kết tải về dữ liệu ảnh MODIS MOD14 và LANDSAT8 đƣợc thu thập ở vị trí điểm cháy.
-Thông tin kiểm chứng của điểm cháy. (Điểm cháy đã đƣợc kiểm chứng hay chƣa, Đơn vị kiểm chứng và Mô tả).
-Chức năng này sử dụng công nghệ StreamLayer của ArcGIS Server cho phép dữ liệu đƣợc hiển thị theo thời gian thực ngay khi đƣợc cập nhật vào cơ sở dữ liệu giúp ngƣời dùng không cần phải tải lại hệ thống mà vẫn theo dõi đƣợc diễn biến cháy thực tế.
Chƣ́c năng kết thúc khi ngƣời dùng rời khỏi trang giao diê ̣n chính của hê ̣ thống.
Luồng sƣ̣ kiê ̣n phu ̣
Nếu ngƣời dùng cho ̣n thời gian sau ngày hiê ̣n ta ̣i . Hê ̣ thống hiển thi ̣ thông báo “Thời gian không hợp lê ̣. Bạn cần chọn thời gian nhỏ hơn hoặc bằng thời gian hiện tại!”. Ngƣời dùng cần thƣ̣c hiê ̣n la ̣i theo luồng sƣ̣ kiê ̣n chính.
2.7.2.3. Yêu cầu đă ̣c biê ̣t Không.
2.7.2.4. Tiền điều kiê ̣n Không.
2.7.2.5. Hâ ̣u điều kiê ̣n