- Dữ liệu Dõn cƣ cơ sở hạ tầng:
Hỡnh 3.11. Nội dung dữ liệu Dõn cƣ cơ sở hạ tầng
- Dữ liệu Biờn giới địa giới:
Hỡnh 3.12. Nội dung dữ liệu Biờn giới địa giới
Muốn biết thụng tin về đối tƣợng trờn màn hỡnh đồ họa, ta cú thể dựng lệnh hỏi thụng tin và kớch vào đối tƣợng, tất cả cỏc thụng tin của đối tƣợng sẽ đƣợc hiện ra.
Và ngƣợc lại, từ bảng Attribute, ta cú thể dễ dàng tỡm đƣợc cỏc thụng tin cần thiết và hiển thị ra màn hỡnh đối tƣợng cần tỡm.
3.3.3 Xõy dựng cơ sở dữ liệu chuyờn đề sinh thỏi tài nguyờn mụi trƣờng
Trong sự phỏt triển của cụng nghệ tin học, Hệ thống thụng tin địa lý( GIS) đúng vai trũ rất quan trọng trong bảo vệ mụi trƣờng và phỏt triển bền vững, Những dữ liệu đầu ra ở dạng số lƣu trong cỏc phần mềm mỏy tớnh khỏc nhau, khi đƣợc tớch hợp trong một mụ hỡnh toỏn học chung sẽ giỳp ớch nhiều cho việc lƣu trữ, xử lý thụng tin, tiến tới những khả năng dự bỏo nguy cơ tai biến và hạn chế những ụ nhiễm mụi trƣờng nƣớc và đất trờn địa bàn tỉnh Phỳ Thọ.
Tổ chức dữ liệu phụ thuộc vào độ lớn của dữ liệu, mục tiờu sử dụng và phƣơng thức lƣu trữ. Độ lớn dữ liệu xỏc định phƣơng tiện dựng lƣu trữ (media for storage). Mục tiờu sử dụng xỏc định cấu trỳc và dạng kết nối với trung tõm lƣu trữ. Phƣơng thức lƣu trữ dữ liệu nếu nhƣ ở dạng mạng đƣợc chia ra thành: dữ liệu tập trung (centralized) hay dữ liệu phõn tỏn (distributed). Đối với cơ sở dữ liệu GIS tài nguyờn-mụi trƣờng tỉnh Phỳ Thọ, do chỉ lập theo mục tiờu xỏc định nờn độ lớn dữ liệu ở dạng trung bỡnh nhỏ, dữ liệu kết nối dạng mạng theo thể tập trung, cú liờn kết và ở hệ mở cho phộp thõm nhập làm mới thƣờng xuyờn.
Qui trỡnh xõy dựng chuyờn đề sinh thỏi tài nguyờn mụi trƣờng
Thiết kế cỏc bộ dữ liệu chuyờn đề của hệ thống thụng tin địa lý về mụi trƣờng là xỏc định rừ mối quan hệ, cấu trỳc của cỏc dữ liệu và tổ chức chỳng một cỏch logic để cú thể đỏp ứng đƣợc cỏc nhu cầu thụng tin của cụng tỏc bảo vệ tài nguyờn-mụi trƣờng. Trờn thực tế cú một số dữ liệu rất cơ bản và gắn kết với cỏc vấn đề ụ nhiễm mụi trƣờng. Vớ dụ nhƣ: thủy hệ, ranh giới hành chớnh, địa hỡnh, cơ sở hạ tầng …Cỏc dữ liệu này đƣợc coi nhƣ là dữ liệu nền. Cũn một số cỏc dữ liệu khỏc là cỏc dữ liệu về cỏc vấn đề mụi trƣờng cụ thể, vớ dụ nhƣ: Cỏc trạm quan trắc chất lƣợng nƣớc mặt, chất lƣợng nƣớc ngầm, chất lƣợng khụng khớ, suy thoỏi đất ... Trong cơ sở dữ liệu HTTĐL Quốc gia về mụi trƣờng phải đƣa vào đủ 2 loại dữ liệu này.
Việc xõy dựng nhúm chuyờn đề mụi trƣờng cũng đƣợc làm theo quy trỡnh chung. Trong nội dung này chỉ nờu những đặc trƣng riờng cần chỳ ý cho từng nhúm chuyờn đề sinh thỏi tài nguyờn mụi trƣờng.
Cơ sở thiết kế
Mụ hỡnh dữ liệu chuyờn đề sinh thỏi tài nguyờn - mụi trƣờng đƣợc xõy dựng dựa trờn:
- Cơ sở dữ liệu nền địa lý
- Cỏc nhúm chuyờn đề về mụi trƣờng
- Tài liệu về hiện trạng tài nguyờn mụi trƣờng tỉnh Phỳ Thọ
Nguồn dữ liệu
Tài liệu về điều kiện tự nhiờn, kinh tế - xó hội, dữ liệu hiện trạng mụi trƣờng tỉnh Phỳ Thọ. Dữ liệu về hiện trạng tài nguyờn mụi trƣờng tỉnh Phỳ Thọ đƣợc thu thập dựa vào “Bỏo cỏo hiện trạng mụi trƣờng tỉnh Phỳ Thọ” năm 2006-2010 của Sở Tài nguyờn - Mụi trƣờng tỉnh Phỳ Thọ.
Để đỏnh giỏ đƣợc hiện trạng tài nguyờn mụi trƣờng của tỉnh Phỳ Thọ cần thu thập cỏc số liệu trạm quan trắc chất lƣợng nƣớc mặt, chất lƣợng nƣớc ngầm, chất lƣợng khụng khớ, hiện trạng sử dụng đất, hiện trạng rừng cú sẵn của tỉnh Phỳ Thọ.
- Địa điểm thu thập: Sở Tài nguyờn - Mụi trƣờng tỉnh Phỳ Thọ.
- Số liệu thu thập: Vị trớ quan trắc, cỏc thụng số quan trắc và phõn tớch thành phần húa học của mụi trƣờng nƣớc (nƣớc mặt, nƣớc ngầm), chất lƣợng khụng khớ, hiện trạng rừng. Số liệu sau khi thu thập đƣợc sẽ đƣợc tổng hợp, xử lý dƣới dạng cỏc biểu đồ, bảng tổng hợp để làm cơ sở đỏnh giỏ đƣợc sự biến đổi về tài nguyờn mụi trƣờng của tỉnh Phỳ Thọ
Thiết kế Geodatabase
Việc quản lý dữ liệu đƣợc thao tỏc trờn Arccatalog. Personal Geodatabase cú tờn PHUTHO_TAINGUYENMOITRUONG với cỏc Feature dataset thuộc nhúm cơ sở dữ liệu chuyờn đề sinh thỏi mụi trƣờng đƣợc trỡnh bày cụ thể nhƣ sau:
Nhúm chuyờn đề 1: Nhúm CSDL mụi trƣờng và tài nguyờn đất:
* Phõn lớp gồm 2 nhúm lớp:
PTTNMT_QuanTracDat, PTTNMT_HienTrangSuDungDat
Tờn lớp Dạng Loại đối tƣợng biểu thị
PTTNMT_QuanTracDat Điểm Cỏc điểm quan trắc đất
PTTNMT _HienTrangSuDungDat Vựng Cỏc loại sử dụng đất
* Cỏc ràng buộc toàn vẹn dữ liệu khụng gian (quan hệ topology)
TT Tờn lớp đối tƣợng Topology Rule
1
PTTNMT_QuanTracDat - Must be covered by boundary of
2 PTTNMT _HienTrangSuDungDat - Must Not Overlap
- Must Not Overlap With - Contain Point
* Thụng tin thuộc tớnh nhúm chuyờn đề 1:
Bảng thuộc tớnh đối tƣợng dạng điểm Tờn trƣờng dữ liệu
Độ rộng trƣờng dữ liệu
(byte)
Kiểu dữ
liệu Nội dung thụng tin nhập
PTTNMT_QuanTracDat
Vị trớ quan trắc 50 Text Tờn điểm quan trắc
Tọa độ_X 8 Double Tọa độ x
Tọa độ_Y 8 Double Tọa độ y
PH 8 Double Nồng độ pH
Độ mựn 8 Double Hàm lƣợng mựn
N_dễ tiờu 8 Double Hàm lƣợng Nitơ
P2O5 8 Double Hàm lƣợng P2O5
K2O 8 Double Hàm lƣợng K2O
Ca 8 Double Hàm lƣợng Ca Cu 8 Double Hàm lƣợng Cu Fe 8 Double Hàm lƣợng Fe Mn 8 Double Hàm lƣợng Mn Al 8 Double Hàm lƣợng Al Dƣ lƣợng thuốc BVTV 8 Double Nồng độ thuốc BVTV
Bảng thuộc tớnh đối tƣợng dạng vựng
Tờn trƣờng dữ liệu
Độ rộng trƣờng dữ liệu (byte)
Kiểu dữ liệu Nội dung thụng tin nhập
PTTNMT __HienTrangSuDungDat
MADOITUONG 10 Text Mó nhận dạng vựng
LOAI_SDDAT 50 Text Loại sử dụng đất
MA_CHITIET 5 Long Integer Mó nhận dạng loại sử dụng đất
chi tiết
MucDich SDD 50 Text Phõn loại sử dụng đất chi tiết
Nhúm chuyờn đề 2: Nhúm CSDL mụi trƣờng và tài nguyờn nƣớc
PTTNMT_MOITRUONGNUOC * Phõn lớp gồm 4 nhúm lớp:
PTTNMT _ QuanTracNuocDamHo, PTTNMT _ QuanTracNuocSong PTTNMT _ QuanTracNuocNgam, PTTNMT _ Thuyhevung
Tờn lớp Dạng Loại đối tƣợng biểu thị
QuanTracNuocDamHo Điểm Vị trớ điểm quan trắc nƣớc
QuanTracNuocSong Điểm Vị trớ điểm quan trắc nƣớc
Thuyhevung Vựng Thủy hệ 2 nột
* Thụng tin thuộc tớnh nhúm chuyờn đề 2:
Bảng thuộc tớnh đối tƣợng dạng điểm Tờn trƣờng dữ liệu
Độ rộng trƣờng dữ liệu
(byte)
Kiểu dữ
liệu Nội dung thụng tin nhập
PTTNMT _QuanTracNuocDamHo, PTTNMT _QuanTracNuocSong,
Vị Trớ Quan Trắc 50 Text Mó nhận dạng điểm
Tọa Độ_X 8 Double Tọa độ x
Tọa Độ _Y 8 Double Tọa độ y
PH 8 Double Hàm lƣợng pH
TSS 8 Double Hàm lƣợng chất rắn lơ
lửng
DO 8 Double Nồng độ Oxi hũa tan
BOD
8 Double Biochemical oxygen
Demand - nhu cầu oxy sinh hoỏ
COD
8 Double Chemical Oxygen
Demand - nhu cầu oxy húa học
NH4 8 Double Hàm lƣợng Amoni
NO3 8 Double Hàm lƣợng Nitrat
NO2 8 Double Hàm lƣợng Nitrit
S 8 Double Hàm lƣợng S
PO4 8 Double Hàm lƣợng PO4
F 8 Double Hàm lƣợng Flo
Mn 8 Double Hàm lƣợng Mangan
Asen 8 Double Hàm lƣợng Asen
PTSTMT_QuanTracNuocNgam
Vị Trớ Quan Trắc 50 Text Tờn điểm quan trắc
Tọa Độ_X 8 Double Tọa độ x
Tọa Độ_Y 8 Double Tọa độ y
PH 8 Double Hàm lƣợng pH
ĐC 8 Double Độ cứng
NH4 8 Double Hàm lƣợng Amoni
NO3 8 Double Hàm lƣợng Nitrat
NO2 8 Double Hàm lƣợng Nitrit
PO4 8 Double Hàm lƣợng PO4
F 8 Double Hàm lƣợng F
Mn 8 Double Hàm lƣợng Mn
Fe 8 Double Hàm lƣợng sắt
SO4 8 Double Hàm lƣợng SO4
PTTNMT __ Thuyhevung
MADOITUONG 10 Text Mó nhận dạng vựng
TEN 50 Text Loại sử dụng đất
DIENTICH 5 Long Integer
MucDich SDD 50 Text Phõn loại sử dụng đất chi tiết
Nhúm chuyờn đề 3: PTTNMT _MoiTruongKhongKhi
* Phõn lớp gồm 1 nhúm lớp : PTSTMT _QuanTracKhongKhi
Tờn lớp Dạng Loại đối tƣợng biểu thị
PTSTMT - QuanTracKhongKhi Điểm Cỏc điểm quan trắc khụng khớ
* Cỏc ràng buộc toàn vẹn dữ liệu khụng gian (quan hệ topology)
* Thụng tin thuộc tớnh nhúm chuyờn đề 3:
Bảng thuộc tớnh đối tƣợng dạng điểm Tờn trƣờng dữ liệu
Độ rộng trƣờng dữ liệu
(byte)
Kiểu dữ
liệu Nội dung thụng tin nhập
PTTNMT _QuanTracKhongKhi
Vị Trớ Quan Trắc 50 Text Tờn điểm quan trắc
Tọa độ _X 8 Double Tọa độ x
Tọa độ _Y 8 Double Tọa độ y
Nhiệt độ 8 Double Nhiệt độ
Độ ẩm 8 Double Độ ẩm
Hƣớng giú 5 Text Hƣớng giú
Tốc độ giú 8 Double Tốc độ giú
Tiếng ồn 8 Double Tiếng ồn
Bụi lơ lửng 8 Double Hàm lƣợng bụi lơ lửng
Bụi tổng số 8 Double Hàm lƣợng bụi tổng số
H2SO4 8 Double Hàm lƣợng H2SO4
CO 8 Double Hàm lƣợng CO
SO2 8 Double Hàm lƣợng SO2
NO2 8 Double Hàm lƣợng NO2
H2S 8 Double Hàm lƣợng H2S
Clo 8 Double Hàm lƣợng Clo
Nhúm chuyờn đề 4: PTTNMT _TaiNguyenRung
* Phõn lớp gồm 1 nhúm lớp: PTSTMT _ TaiNguyenRung
Tờn lớp Dạng Loại đối tƣợng biểu thị
PTSTMT _ TaiNguyenRung Vựng Cỏc loại rừng
Tờn lớp đối tƣợng Topology Rule
PTSTMT_TaiNguyenRung - Must Not Overlap
- Must Not Overlap With * Thụng tin thuộc tớnh nhúm chuyờn đề 4
Tờn trƣờng dữ liệu Độ rộng trƣờng dữ
liệu (byte) Kiểu dữ liệu
MADOITUONG 10 Text
LOAIRUNG 50 Text
SHAPE_LEIGHT 20 Double
SHAPE_AREA 20 Double
3.3.4 Kết quả xõy dựng cơ sở dữ liệu chuyờn đề sinh thỏi mụi trƣờng
- Chuyờn đề tài nguyờn mụi trường đất:
- Dữ liệu chuyờn đề tài nguyờn - mụi trường nước:
Hỡnh 3.14. Nội dung dữ liệu chuyờn đề tài nguyờn - mụi trƣờng nƣớc
- Dữ liệu chuyờn đề mụi trường khụng khớ
- Dữ liệu chuyờn đề tài nguyờn rừng:
Hỡnh 3.16. Nội dung dữ liệu chuyờn đề tài nguyờn rừng
3.3.5 Phỏt triển ứng dụng GIS trong bảo vệ mụi trƣờng và phỏt triển bền vững
Một trong những phỏt triển ứng dụng GIS là phõn tớch dữ liệu, đú cũng là chức năng quan trọng và mang đặc điểm khỏc biệt và ƣu điểm hơn hẳn so với cỏc hệ thống thụng tin khỏc. Phõn tớch dữ liệu khụng gian bao gồm việc sử dụng cỏc phộp toỏn để sắp xếp cỏc dữ liệu đú cũng nhƣ dữ liệu thuộc tớnh cú liờn quan. Cỏc phộp toỏn khụng gian cú thể đƣợc sử dụng liờn tiếp nhau để giải quyết vấn đề nào đú. Trong GIS, việc phõn tớch hay khai thỏc dữ liệu cú thể đƣợc thực hiện ở cỏc mức độ khỏc nhau nhƣ sau:
- Dữ liệu thuộc tớnh trong cỏc bảng đƣợc sắp xếp lại để trỡnh bày trong cỏc bỏo cỏo hay sử dụng ở cỏc hệ mỏy tớnh khỏc.
- Cỏc thao tỏc đƣợc thực hiện trờn cỏc dữ liệu hỡnh học hay ở chế độ tỡm kiếm hay vỡ mục đớch tớnh toỏn.
- Cỏc thao tỏc logic, số học và thống kờ đƣợc thực hiện ở cỏc bảng thuộc tớnh.
- Hỡnh học và thuộc tớnh đƣợc dựng chung để lập cỏc bộ dữ liệu mới dựa trờn cỏc thuộc tớnh gốc và phat sinh; hay lập bộ dữ liệu mới dựa trờn cỏc mối quan hệ địa lý.
Núi cỏch khỏc, phõn tớch dữ liệu GIS cú thể đƣợc xếp thành 3 nhúm: Hỏi đỏp cơ sở dữ liệu, lập bản đồ phỏt sinh và mụ hỡnh húa quỏ trỡnh. Hỏi đỏp đơn thuần là tỡm kiếm thụng tin cú sẵn trong cơ sở dữ liệu. Lập bản đồ phỏt sinh là quỏ trỡnh tạo ra cỏc lớp dữ liệu mới từ cỏc lớp dữ liệu cũ. Vớ dụ nhƣ trong cơ sở dữ liệu cú lớp hiện trạng của hai thời điểm, ta cú thể chồng xếp để cú đƣợc lớp bản đồ phỏt sinh là lớp biến động hiện trạng sử dụng đất.
Hỏi đỏp: Phộp hỏi đỏp bao gồm việc nhận biết cỏc đối tƣợng thỏa món một hay
nhiều điều kiện hay tiờu chớ nào đú. Cỏc đối tƣợng đƣợc lựa chọn cú thể đƣợc ghi lại trờn một lớp dữ liệu mới hoặc dữ liệu hỡnh học hay thuộc tớnh của chỳng và đƣợc lƣu lại theo vài cỏch khỏc nhau.
Cú rất nhiều phộp lựa chọn tựy thuộc vào nhu cầu khai thỏc dữ liệu của ngƣời sử dụng, hỡnh 3.17 sau đõy là mụ phỏng cỏch chọn đối tƣợng theo thuộc tớnh. Lựa chọn hàm lƣợng NH4 cú trong nƣớc ngầm vƣợt tiờu chuẩn cho phộp
Hỡnh 3.17. Lựa chọn hàm lƣợng NH4>0.1mg/l trong nƣớc ngầm
Chồng ghộp: Chồng ghộp lớp thụng tin là cụng cụ phõn tớch khụng gian lợi thế và là một yếu tố quan trọng đứng phớa sau sự phỏt triển của cụng nghệ GIS. Chồng ghộp là sự gộp chung dữ liệu khụng gian và dữ liệu thuộc tớnh của hai hay nhiều lớp dữ liệu.
Với cơ sở dữ liệu của tỉnh Phỳ Thọ, ta cú thể chồng ghộp để cú đƣợc cỏc lớp thụng tin phỏt sinh tựy thuộc vào yờu cầu của ngƣời khai thỏc dữ liệu
Hỡnh 3.18. Cỏc lớp thụng tin tài nguyờn mụi trƣờng
Chiết xuất:
Là khả năng tỏch lọc cỏc thụng tin cần thiết phục vụ cho một mục đớch nào đú. Vớ dụ Mụ hỡnh số địa hỡnh đƣợc xõy dựng dựa trờn nhúm lớp thụng tin địa hỡnh. Mụ hỡnh cho thấy rừ mức độ chia cắt địa hỡnh tỉnh phỳ thọ, màu nõu thể hiện nỳi cao ở phớa tõy, tõy nam, thuận lợi phỏt triển rừng, màu xanh thể hiện vựng đồng bằng cú địa hỡnh thấp hơn, phự hợp phỏt triển cõy lƣơng thực, chăn nuụi.
Hỡnh 3.19. Mụ hỡnh số độ cao địa hỡnh
Lập cỏc bản đụ chuyờn đờ:
Từ cơ sở dữ liệu GIS đó đƣợc xõy dựng , cỏc bản đồ chuyờn đề tài nguyờn - mụi trƣờng đƣợc thành lập. Nội dung của bản đồ chuyờn đề đƣợc trỡnh bày thụng
qua phần mềm ArcMap. Đõy là phần mềm cú cỏc thƣ viện về ký hiệu, chữ và màu sắc khỏ phong phỳ . Đảm bảo việc thành lập bản đồ chuyờn đề đƣợc nhanh chúng , tiện dụng và chất lƣợng. Cỏc bản đồ chuyờn đề đề tài nguyờn - mụi trƣờng dƣới đõy đƣợc lập dựa trờn cơ sở dữ liệu tài nguyờn - mụi trƣờng tỉnh Phỳ Thọ.
Cỏc bƣớc chung xõy dựng lớp thụng tin chuyờn đề:
Thiết kế khung chuẩn
Hỡnh 3.20 đến Hỡnh 3.24 Cỏc bƣớc lập lớp thụng tin chuyờn đề
.
- Lớp hiện trạng hàm lƣợng BOD, COD mụi trƣờng nƣớc mặt tỉnh Phỳ Thọ và lớp hiện trạng ụ nhiễm NH4 nƣớc ngầm tỉnh Phỳ Thọ. Chiết xuất ra lớp thụng tin chuyờn đề tƣ cơ sở dữ liệu đƣợc xõy dựng ở trờn
Sử dụng cụng cụ phõn tớch 3D Analyst, kết hợp với số liệu quan trắc đƣợc xõy dựng ở trờn, chất nào bị ụ nhiễm cú thể hiển thị trờn lớp bản đồ chuyờn đề
Lớp thụng tin chuyờn đề đƣợc xõy dựng nhƣ sau
nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 1.Nội suy khoảng cỏch
Tạo khung, lƣới grids, sử dụng hệ tọa độ chuẩn quốc
gia Vn 2000
2. Chạy ra cỏc vựng ụ nhiễm dƣới dạng raster từ điểm quan
trắc
3. Convert từ raster sang dạng
vựng
Hỡnh 3.22
Hỡnh 3.25 Vớ dụ minh họa cho lớp chuyờn đề hiện trạng ụ nhiễm NH4
- Lớp phủ thực vật tỉnh Phỳ Thọ: Đƣợc xõy dựng dựng dựa cơ sở dữ liệu tài nguyờn mụi trƣờng , tổng hợp từ lớp phủ bề mặt , khung chuẩn, lớp thụng tin về
Hỡnh 3.24
4. Dựng cụng cụ clip trờn arcToolbox đế cắt dữ liệu thừa bờn ngoài địa phận tỉnh
5. Biờn tập lại cỏc lớp thụng tin trờn bản đồ
giao thụng chớnh đƣợc tỏch từ nhúm lớp giao thụng trong gúi dữ liệu nền địa lý, lớp thụng tin thủy hệ, lớp thụng tin về BiờnGioiDiaGioi
Hỡnh 3.26 Vớ dụ minh họa cho lớp phủ thực vật
- Lớp hiện trạng sử dụng đất tỉnh Phỳ Thọ: Đƣợc chiết xuất từ gúi cơ sở dữ liệu gồm một số nhúm lớp: Lớp khu chức năng, lớp giao thụng, lớp thủy hệ đƣờng, thủy hệ vựng, lớp phủ bờ mặt …tựy theo mức độ chi tiết cú thể trỡnh bày thờm trờn bản