Dữ liệu trong HTTĐL cần phải được chuẩn hóa, nghĩa là cần phải tuân theo những quy định nhằm đảm bảo sự chặt chẽ về mô tả và lưu trữ nội dung thơng tin của bản đồ và thuộc tính trong hệ thống máy tính. Bao gồm những tiêu chuẩn sau [20]:
Đồng mức Hành chính Đường Thủy văn Khu dân cư Sử dụng đất
Thông tin khơng gian
BẢNG THUỘC TÍNH
Đường Rộng
...
Dân cư Số Sử dụng đất Diện tích
01 24 ... ... ... ... 1 15 ... ... ... ... NN 150 LN 300 CSD 100
TT Tên chuẩn Cơ sở áp dụng
1 Kiến trúc tổng thể các chuẩn Reference model (ISO 19101), FGDC, ANZLIC, DGIWG
2 Chuẩn thuật ngữ sử dụng Terminology standard (ISO 19104) 3 Chuẩn về Hệ thống tham chiếu không gian Spatial Referencing by coordinate,
by geographical identifiers (ISO 19111, 19112)
4 Chuẩn mơ hình cấu trúc dữ liệu Conceptual schema language, Data model (ISO 19103, 19107, 19108, 19109)
5 Chuẩn về phân loại đối tượng Feature Cataloguing & Feature and Attribute Coding Catalogue – FACC 6 Chuẩn về trình bày, hiển thị Portrayal and Symbolization (ISO
19117)
7 Chuẩn về chất lượng dữ liệu không gian Quality principles (ISO 19113) 8 Chuẩn về siêu dữ liệu - Metadata Metadata (ISO 19115 và ANZLIC
version 1, FGDC)
9 Chuẩn về mã hóa, trao đổi dữ liệu Encoding, Data Exchange (ISO 19118, DIGEST)
*Chuẩn về Hệ thống tham chiếu không gian
Trong thông tin địa lý liên quan của một đối tượng đến vị trí khơng gian địi hỏi rằng vị trí của đối tượng được quy định bằng các chỉ số như toạ độ, kinh vĩ độ,... Cơ cấu này gọi là tham chiếu khơng gian. Để chỉ ra vị trí, có thể dùng trực tiếp các chỉ số như toạ độ, kinh vĩ độ hoặc gián tiếp như địa chỉ hoặc số thửa, mã hoặc tên vùng. Phương pháp đầu tiên gọi là tham chiếu không gian qua toạ độ (tham chiếu trực tiếp), phương pháp sau gọi là tham chiếu không gian sử dụng chỉ số địa lý (tham chiếu gián tiếp). Cụ thể dự án sẽ tập trung thực hiện các chuẩn như sau:
Tham chiếu không gian qua toạ độ (ISO 19111): Trong trường hợp của chúng ta là việc định nghĩa một hệ thống tham chiếu không gian (cơ sở tốn học cho thơng tin địa lý) chuẩn sử dụng cho thông tin dữ liệu cơ sở. Chuẩn về hệ thống tham chiếu không gian được xây dựng dựa trên Hệ toạ độ và hệ quy chiếu VN-2000 và các tham số có liên quan. Như vậy nội dung này chính là cơng việc hỗ trợ triển khai áp dụng hệ quy chiếu thống nhất VN-2000 cho tất cả các ứng dụng, các phần mềm và hệ thống HTTTĐL khác nhau đang sử dụng ở Việt Nam như MapInfo, ArcGIS, GeoMedia,…
Tham chiếu không gian qua chỉ số địa lý (ISO 19112): Chuẩn hóa về các tham số, mã số (code) sử dụng cho phép tham chiếu đến các đối tượng địa lý một cách duy nhất. Dự án cần xây dựng danh mục bảng mã địa lý một cách thống nhất.
*Chuẩn về tổ chức dữ liệu :
Chuẩn về tổ chức dữ liệu gồm 2 thành phần :
logic các đối tượng của bản đồ số dựa trên các tính chất, các thuộc tính của đối tượng. Các đối tượng trong cùng một lớp phải có chung một tính chất nào đó. Việc phân lớp thơng tin cũng ảnh hưởng trực tiếp đến sự nhận biết các loại đối tượng trên bản đồ. Trong CSDL HTTĐL phục vục QHSDĐ, các lớp thơng tin được phân thành 2 nhóm chính : nhóm lớp thơng tin nền và nhóm lớp thơng tin chun đề.
- Chuẩn về khuôn dạng dữ liệu (format): đây là yếu tố rất quan trọng trong quá trình trao đổi thơng tin giữa những người dùng (user) khác nhau trong cùng một hệ thống và giữa các hệ thống với nhau. Phải lựa chọn những khuôn dạng đã được công bố, cho phép người dùng khác hoặc những hệ phần mềm khác có thể hiểu và truy cập được dữ liệu đó. Một điều quan trọng nữa, đó là dạng dữ liệu này phải phù hợp với các hệ thống phần mềm HTTĐL đang được sử dụng và phổ biến hiện nay.
- Chuẩn về tên của các thư mực chứa dữ liệu và tên của các lớp thông tin. Tên đặt phải dễ nhớ và dễ liên tưởng đến dữ liệu.
*Chuẩn về thể hiện dữ liệu
Cần phải có một thư viện kí hiệu chuẩn cho dữ liệu bản đồ theo mẫu kí hiệu đã thiết kế. Các đối tượng bản đồ cũng được phân biệt ra thành những kiểu kí hiệu, tương ứng với : các kí hiệu kiểu điểm, các kí hiệu kiểu đường, các kí hiệu kiểu vùng, các kí hiệu của text
Q trình tích hợp các lớp thơng tin (data fusion), chồng xếp các bản đồ cũng cần tuân theo những chuẩn nhất định về lưới chiếu bản đồ, các phép biến đổi bản đồ cơ bản hoặc theo những tiêu chuẩn, những thuật tốn và mơ hình tính tốn nhất định phù hợp với dạng dữ liệu.
2.1.1. Yêu cầu dữ liệu trong Xây dựng CSDL tai biến Trung Trung Bộ.
- Cơ sở dữ liệu phục vụ điều tra, đánh giá ảnh hưởng của tai biến tới cơng trình quân sự khu vực Trung Trung bộ, bao gồm 2 loại dữ liệu:
+ Cơ sở dữ liệu nền địa lý: Là dữ liệu rất cơ bản và gắn kết với các vấn đề môi trường như: Cơ sở, địa hình, dân cư, giao thơng, thủy hệ, lớp thảm thực vật...mỗi kiểu đối tượng địa lý sẽ bao gồm một hoặc nhiều đối tượng địa lý.
+ Cơ sở dữ liệu chuyên đề: Dữ liệu về các vấn đề mơi trường như khí hậu, thủy văn, địa chất, thổ nhưỡng, tai biến ...
- Xây dựng CSDL đảm bảo một số yêu cầu sau:
+ Hệ quy chiếu không gian là hệ toạ độ quốc gia VN-2000. + Hệ quy chiếu thời gian là dương lịch.
+ Nội dung dữ liệu: Bao gồm các đối tượng địa lý thuộc các chủ đề dữ liệu: Cơ sở đo đạc; Địa giới hành chính; Địa hình; Hạ tầng dân cư; Hạ tầng kỹ thuật; Giao thông; Thuỷ hệ; Phủ bề mặt và các lớp dữ liệu chun đề: cơng trình, vũ khí trang bị...
+ Chất lượng dữ liệu được đánh giá bằng 5 tiêu chí: Mức độ đầy đủ của dữ liệu; Mức độ phù hợp của dữ liệu với mơ hình cấu trúc dữ liệu; Độ chính xác vị trí của đối tượng địa lý; Độ chính xác thời gian của đối tượng địa lý và mức độ chính xác của thuộc tính chủ đề, trong đó:
u cầu về mức độ đầy đủ của đối tượng: Tỷ lệ đối tượng địa lý thừa hoặc thiếu thuộc các chủ đề dữ liệu: Địa giới hành chính, Cơ sở đo đạc là 0%. Tỷ lệ đối tượng địa lý thừa hoặc thiếu thuộc các chủ đề dữ liệu còn lại là 5%.
Yêu cầu về mức độ phù hợp của dữ liệu với mơ hình cấu trúc dữ liệu: 100% các đối tượng đáp ứng được các tiêu chí chất lượng về mức độ phù hợp với mơ hình cấu trúc dữ liệu.
u cầu về độ chính xác khơng gian: Sai số trung phương độ cao tuyệt đối của tập điểm trong tập dữ liệu so với tập điểm kiểm tra tương đương với độ chính xác độ cao của DTM. Sai số trung phương vị trí mặt phẳng tuyệt đối của tập điểm trong tập dữ liệu so với tập điểm kiểm tra 10m.
Yêu cầu về mức độ chính xác của thuộc tính thời gian: Tỷ lệ hợp lệ thời gian của các đối tượng địa lý thuộc các chủ đề dữ liệu: Địa giới hành chính, Cơ sở đo đạc là 100%. Tỷ lệ hợp lệ thời gian của các đối tượng địa lý thuộc các chủ đề dữ liệu còn lại là 100%.
Yêu cầu về mức độ chính xác của thuộc tính chủ đề: Tỷ lệ đối tượng địa lý được phân loại đúng thuộc các chủ đề dữ liệu: Địa giới hành chính, Cơ sở đo đạc là 100%. Tỷ lệ các thuộc tính đối tượng địa lý được phân loại đúng thuộc các chủ đề dữ liệu còn lại là 95%. Tỷ lệ chính xác của thuộc tính định tính, định lượng của đối tượng địa lý thuộc các chủ đề dữ liệu: Địa giới hành chính, Cơ sở đo đạc là 100%. Tỷ lệ chính xác của thuộc tính định tính, định lượng của đối tượng địa lý thuộc các chủ đề dữ liệu còn lại 95%.
CSdl nền
CSDL HTTĐL
CSDLCHUYỜN đề Thổ nhưỡng
Khí hậu
Địa chất thuỷ văn Hiện trạng sử dụng đất Du lịch Khống chế trắc địa Địa danh Ranh giới Địa giới Địa hình Thuỷ hệ Giao thơng Phủ bề mặt Hạ tầng kỹ thuật Hạ tầng dân cư Mơ hình số độ cao
Các dữ liệu về tai biến Các thơng tin cảnh báo Ảnh vệ tinh
2.2. Mơ hình xử lý tích hợp 3S trong nghiên cứu tai biến
Tồn bộ quy trình xử lý thơng tin được hệ thống trong sơ đồ sau: (Hình 3.9)
KÕt hỵp nhiều loại t- liệu trong nghiên c-ú tai bien
Cơ sở dữ liệu
TƯLIỆU VIỄN THÁM
TƯLIỆU gis
Bảnđồtai biến TƯLIỆU THỐNG
KE, BÁO CO
Nhp v chnh sa SDĐ Khí hậu Thc vt a mo Tập quán a cht CT Dân c-, kinh tế NHP Xử lý không gian Ph©n lậi…. .. Phân cấp độ cao, độ sâu ,MĐSS GIS Các bản đồ đánh giá Kịch bản 1 Kịch bản 2 .. DỮ LIỆU NGUỒN CÁC LỚP TRUNG GIAN Líp phđ M§ TÝch hợp bản đồ Thành phần chất đáy Địahình BẢN ĐỒVA THỐNG KE ChÊt l-ỵng n-íc Thủ triỊu Sinh thái Thực vật Xâm nhập mặn Phân tích
Hình 3.9. Mơ hình tích hợp cơng nghệ 3S trong nghiên cứu tai biến
2.3. Nội dung về CSDL [2,8]
Dữ liệu trong HTTĐL là những dữ liệu luôn thay đổi và phức hệ. Chúng bao gồm những mơ tả số của hình ảnh bản đồ, mối quan hệ logic giữa các hình ảnh đó, những dữ liệu thể hiện các đặc tính của hình ảnh và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định. Nội dung của CSDL được xác định bởi các ứng dụng khác nhau của hệ thống thơng tin địa lý trong một hồn cảnh cụ thể.
Cơ sở dữ liệu của hệ thống thơng tin địa lí nghiên cứu tai biến gồm hai phần cơ bản là dữ liệu bản đồ (hay gọi là dữ liệu đồ thị) và dữ liệu thuộc tính (hay gọi là dữ liệu phi đồ thị). Mỗi một loại dữ liệu có đặc trng riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu trữ, xử lí và hiển thị.
Do vậy, CSDL GIS được chia thành 2 nhóm lớn:
Dữ liệu bản đồ
+ Dữ liệu bản đồ nền (hành chính, địa hình, thuỷ văn, giao thơng)
+ Dữ liệu bản đồ chuyên đề (mạng lưới sơng suối, hiện trạng sử dụng đất, thổ nhưỡng, gió,mưa,...)
Là những mô tả số của hình ảnh bản đồ. Chúng bao gồm toạ độ, quy luật và các ký hiệu dùng để xác định hình ảnh cụ thể của bản đồ trong một khn dạng hiểu được của máy tính. HTTĐL dùng các dữ liệu đồ thị để tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thơng qua thiết bị ngoại vị. Có 6 loại thơng tin bản đồ dùng để thể hiện hình ảnh bản đồ và ghi chú của nó trong hệ thống thơng tin
địa lí nh sau:
+ Điểm (Point)
+ Đường (Line)
+ Vùng (Polygon)
+ Ô lưới (Grid cell)
+ Ký hiệu (Sympol)
+ Điểm ảnh (Pixel)
Dữ liệu bản đồ có thể lu trữ ở dạng Vector hoặc dạng Raster. Dữ liệu dạng Vector là các điểm tọa độ (X,Y) hoặc là các quy luật tính tốn toạ độ và nối chúng thành các đối tượng trong một hệ thống tọa độ nhất định. Dữ liệu Raster (ảnh đối tượng) là dữ liệu được tạo thành bởi các ơ lới có độ phân giải xác định. Loại dữ liệu này chỉ dùng cho mục đích diễn tả và minh hoạ chi tiết bằng hình ảnh thêm cho các đối tượng quản lý của hệ thống.
Lớp đối tượng (feature class): Thành phần dữ liệu đồ thị của hệ thống thơng
tin địa lí hay cịn gọi là cơ sở dữ liệu bản đồ được quản lí ở dạng các lớp đối tượng. Mỗi một lớp chứa các hình ảnh bản đồ liên quan đến một chức năng, một ứng dụng cụ thể. Lớp đối tượng là tập hợp các hình ảnh thuần nhất dùng để phục vụ cho một ứng dụng cụ thể và vị trí của nó so với các lớp khác trong một hệ thống cơ sở dữ liệu được xác định thông qua một hệ toạ độ chung. Việc phân tách các lớp thông tin được dựa trên cơ sở của mối liên quan logic và mơ tả họa đồ của tập hợp các hình ảnh bản đồ phục vụ cho mục đích quản lí cụ thể.
Dataset:
Các lớp đối tượng có cùng hệ quy chiếu, mối quan hệ không gian (topology) và bảng thuộc tính. Dataset có thể đóng gói và chuyển đổi dể dàng.
Geodatabase:
Để thành lập các framework cho các quy trình và các quy luật (rule) chung, cung cấp các dạng dữ liệu chuẩn dễ dàng cho việc chia sẻ thông tin, tăng hiệu quả quản lý bằng giảm dư thừa dữ liệu. Geodatabase được sử dụng trong nhiều ứng dụng, ví dụ: mơ hình thuỷ văn mơ hình lưu vực...
Geodatabase là cấu trúc mơ hình hóa đối tượng, tất cả các đối tượng liên quan được lưu trong”bộ lưu trữ-container”. Các đối tượng liên quan này được lưu và phân cấp theo mơ hình: feature class-lưu trữ cùng một đối tượng hình học, feature dataset- một nhóm đối tượng có cùng hệ quy chiếu, mối quan hệ không gian (topology), và bảng thơng tin thuộc tính.
Điểm thuận lợi của geodatabase là các đối tượng có thể thể hiện mối quan hệ giữa các lớp (relationships), mô tả trạng thái giữa các lớp đối tượng (behavior) luật thể hiện đối tượng (rules). Do vậy, các đối tượng được thiết kế trong geodatabase trở thành các “ đối tượng thông minh”. Khuôn dạng file lưu cơ sở dữ liệu ở dạng .mdb (Microsoft database files, cùng cấu trúc với MS Access).
Dữ liệu thuộc tính:
+ Là những mơ tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại vị trí địa lí
xác định mà chúng khó hoặc khơng thể biểu thị trên bản đồ được. Cũng nh các hệ HTTĐL khác, hệ thống này có 4 loại dữ liệu thuộc tính:
+ Đặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin đồ thị, các dữ liệu này được xử lí theo ngơn ngữ hỏi đáp cấu trúc (SQL) và phân tích. Chúng được liên
kết với các hình ảnh đồ thị thông qua các chỉ số xác định chung, thông thờng gọi là mã địa lí và được lu trữ trong cả hai mảng đồ thị và phi đồ thị. Hệ HTTĐL cịn có thể xử lí các thơng tin thuộc tính riêng rẽ và tạo ra các bản đồ chuyên đề trên cơ sở các giá trị thuộc tính. Các thơng tin thuộc tính này cũng có thể được hiển thị nh là các ghi chú trên bản đồ hoặc là các tham số điều khiển cho việc lựa chọn hiển thị các thuộc tính đó nh là các ký hiệu bản đồ.
+ Dữ liệu tham khảo địa lí: Mơ tả các sự kiện hoặc hiện tượng xảy ra tại một vị trí
xác định. Khơng giống các thông tin đặc tính, chúng khơng mơ tả về bản thân các
hình ảnh bản đồ, thay vào đó chúng mơ tả các danh mục hoặc các hoạt động như các hiểm họa mơi trường. . . liên quan đến các vị trí địa lí xác định. Các thơng tin tham khảo địa lí đặc trng được lưu trữ và quản lí trong các file độc lập và hệ thống không thể trực tiếp tổng hợp với các hình ảnh bản đồ trong cơ sở dữ liệu của hệ thống. Tuy nhiên các bản ghi này chứa các yếu tố xác định vị trí của sự kiện hay hiện tượng.
+ Chỉ số địa lí: Là các chỉ số về tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vị,... liên
quan đến các đối tượng địa lí, được luu trữ trong Hệ thơng tin địa lí để chọn, liên kết và tra cứu dữ liệu trên cơ sở vị trí địa lí mà chúng đã được mơ tả bằng các chỉ số địa lí xác định. Một chỉ số địa lý có thể bao gồm nhiều bộ xác định cho các thực thể sử dụng từ các cơ quan khác nhau nh là lập danh sách các mã địa lý mà chúng xác định mối quan hệ khơng gian giữa các vị trí hoặc giữa các hình ảnh hay thực thể địa lý.