Các chuẩn sau sẽ thực hiện trong CSDL GIS phục vụ công tác quản lý rừng (về cơ bản tuân theo chuẩn kỹ thuật quốc gia về thông tin địa lý do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành) [3].
2.1.1 Chuẩn thuật ngữ
Chuẩn thuật ngữ (Terminology Standard) có mục đích chuẩn hóa về các khái niệm, cụm từ sử dụng trong bộ tài liệu chuẩn hoá. Những thuật ngữ này đƣợc sử dụng nhƣ là những khái niệm cơ bản cho phép liên kết các nội dung chuẩn hóa với nhau. Chuẩn hóa thuật ngữ giúp cho các bên tham gia trong xây dựng và sử dụng TTĐL có cùng chung một ngơn ngữ.
2.1.2 Chuẩn về hệ thống tham chiếu không gian
Trong lĩnh vực hệ thống thông tin địa lý ở Việt Nam hiện nay, chuẩn về hệ quy chiếu và toạ độ quốc gia là chuẩn đã đƣợc hoàn thiện một cách đầy đủ. Hiện nay chuẩn Hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia VN-2000 đã đƣợc ban hành tạo nền
tảng thống nhất về cơ sở quy chiếu cho dữ liệu đo đạc bản đồ nói chung và dữ liệu thơng tin địa lý nói riêng. Chuẩn này bao gồm các quy định về:
- Phạm vi áp dụng cho tất cả hệ thống toạ độ các cấp hạng, bản đồ địa hình, bản đồ nền, bản đồ địa chính, bản đồ hành chính quốc gia và các loại bản đồ chuyên dụng khác.
- Các tham số của hệ quy chiếu: Ellipsoid WGS-84 tồn cầu, các kích thƣớc, tốc độ góc quay, hằng số trọng trƣờng, định vị và điểm gốc toạ độ quốc gia.
- Hệ thống toạ độ phẳng, lƣới chiếu bản đồ quy định cho các tỷ lệ.
Hệ toạ độ VN-2000 đƣợc ban hành theo Quyết định số 83/2000/QĐ-
TTg ngày 12/7/2000 của Thủ tƣớng Chính phủ cụ thể nhƣ sau:
Ellipxoid quy chiếu
WGS 84 tồn cầu có kích thƣớc nhƣ sau Bán trục lớn: a = 6.378.137,000m; Độ dẹt: f = 1/298,257223563
Điểm gốc tọa độ phẳng
quốc gia Điểm N00 đặt trong Viện Nghiên cứu Địa chính
Lƣới chiếu tọa độ phẳng cơ bản
Lƣới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM quốc tế:
- Hê ̣ quy chiếu đơ ̣ cao: Gốc đô ̣ cao có cao đô ̣: 0.0m (Điểm đặt tại đảo Hòn Dấu - Hải Phòng). - Phép chiếu : Phép chiếu U.T.M: Lƣới chiếu hình trụ ngang đồng góc. Bản chất cũng nhƣ phép chiếu Gaux-Kriugơ trong hệ tọa độ HN-72 nhƣng chỉ khác nhau tỷ lệ chiếu m0 trên kinh tuyến trục của các múi chiếu 60. Trong phép chiếu U.T.M m0=0,9996 còn đối với phép chiếu Gauss-Kruger thì m0=1
2.1.3 Chuẩn mơ hình cấu trúc dữ liệu địa lý
Chuẩn về mơ hình cấu trúc dữ liệu quy định cấu trúc của dữ liệu thông tin địa lý sẽ đƣợc tổ chức và đƣợc xây dựng nhƣ thế nào. Đối với các thông tin địa lý nền đƣợc áp dụng theo chuẩn mơ hình cấu trúc dữ liệu địa lý quốc gia và các văn bản kỹ thuật và các quy phạm thành lập bản đồ địa hình các tỷ lệ bao gồm các quy định về biểu diễn mơ hình cấu trúc, các kiểu dữ liệu nguyên thuỷ, các cấu trúc dữ liệu cơ bản, mơ hình đối tƣợng địa lý tổng quát.
2.1.4 Chuẩn về phân loại đối tƣợng địa lý
Chuẩn quy định phƣơng pháp phân loại đối tƣợng. Chuẩn về phân loại đối tƣợng sẽ định nghĩa những kiểu đối tƣợng địa lý cùng với thuộc tính và những mối quan hệ. Chuẩn nêu rõ cách phân loại, nhận dạng, nội dung ý nghĩa của từng loại đối tƣợng này đồng thời cũng mô tả cụ thể về quan hệ giữa các đối tƣợng và dữ liệu thuộc tính cần phải có của từng đối tƣợng.
2.1.5 Chuẩn thể hiện trình bày dữ liệu
Chuẩn xác định một cơ chế cho phép trình bày bộ dữ liệu theo những cách khác nhau mà không làm thay đổi nội dung dữ liệu. Cách thức xây dựng dựa trên các chuẩn quy định về trình bày bản đồ số đã cơng bố và thiết kế, biên tập bộ ký hiệu chuẩn cho bộ cơ sở dữ liệu.
2.1.6 Chuẩn về chất lƣợng dữ liệu khơng gian
Chuẩn này quy định uy trình đánh giá chất lƣợng. Chất lƣợng dữ liệu đƣợc phân thành chất lƣợng định lƣợng và chất lƣợng phi định lƣợng. Các yếu tố chất lƣợng dữ liệu định lƣợng bao gồm tính đầy đủ của các đối tƣợng, thuộc tính và quan hệ của chúng, tính nhất quán logic về khái niệm (concept), miền giá trị (domain), về khuôn dạng (format), về topology, quan hệ các thuộc tính, độ chính xác của giá trị, vị trí, thời gian... các yếu tố chất lƣợng dữ liệu phi định lƣợng bao gồm nhƣ mục đích, xuất xứ, các ứng dụng mà bộ dữ liệu đã sử dụng.
2.1.7 Chuẩn siêu dữ liệu (Metadata)
Siêu dữ liệu là một loại dữ liệu mô tả các thơng tin liên quan đến tình trạng dữ liệu trong CSDL. Các thơng tin này cho biết dữ liệu nào đang đƣợc lƣu trữ trong CSDL, phƣơng pháp thu thập, xử lý và tích hợp dữ liệu, các mốc thời gian xây dựng, cập nhật dữ liệu, chất lƣợng dữ liệu, tính pháp lý của dữ liệu, phƣơng thức lƣu trữ dữ liệu, các thủ tục truy cập và phân phối dữ liệu, v.v.
2.1.8 Chuẩn hóa mã hóa và trao đổi dữ liệu
Dữ liệu khơng gian cần đƣợc mã hóa dựa trên một quy tắc nhất định trong khn dạng máy tính có thể hiểu đƣợc. Mã hoá dữ liệu đƣợc xem xét ở hai khía cạnh: để lƣu giữ và để trao đổi. Các chuẩn về mô hình nội dung và cấu trúc dữ liệu nhƣ mơ tả ở trên tạo ra cơ sở xây dựng một bộ dữ liệu chuẩn.
Cơ sở dữ liệu GIS cấp tỉnh về cơ bản tuân theo chuẩn kỹ thuật Quốc gia về thông tin địa lý do Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng ban hành.
2.2 Thiết kế CSDL GIS phục vụ công tác quản lý lớp phủ rừng cấp tỉnh 2.2.1 Khái niệm Geodatabase 2.2.1 Khái niệm Geodatabase
Trong những năm gần đây, hai xu hƣớng nổi bật đã tác động sâu sắc và làm thay đổi việc lƣu trữ và quản lý dữ liệu GIS. Đó là dung lƣợng lƣu trữ dữ liệu mở rộng nhanh chóng và đang tiếp tục tăng lên một cách đáng kể. Thứ hai là việc ứng dụng các cơ sở dữ liệu GIS phân tán ngày một tăng. Cơ sở dữ liệu phân tán là nguồn dữ liệu cho những ngƣời sử dụng có thể truy cập tới các vị trí lƣu trữ thơng qua mạng. Ngun nhân chính cho việc nghiên cứu, ra đời cách lƣu trữ và quản lý dữ liệu mới là nhằm đem lại cho ngƣời sử dụng một hệ thống quản lý dữ liệu hiệu quả nhất. Chính vì vậy, phần mềm ArcGIS đã thiết kế mơ hình cơ sở dữ liệu GIS Geodatabase nhằm cung cấp các công cụ dùng để triển khai xây dựng và quản lý một hệ thông tin địa lý thông minh.
ESRI sử dụng khái niệm Geodatabase – cơ sở dữ liệu địa lý – là nhân của mơ hình thơng tin địa lý và sử dụng để tổ chức dữ liệu GIS trong các lớp chuyên đề và biểu diễn không gian.
Geodatabase là một cơ sở dữ liệu chứa dữ liệu thuộc tính, dữ liệu khơng gian và quan hệ tồn tại giữa chúng. Có thể nói Geodatabase cịn là một cơ sở dữ liệu địa lý hƣớng đối tƣợng và đƣợc quản lý thông qua một chuẩn Hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Vì vây, khi thực thi trên đối tƣợng trong Geodatabase chính là các luật chuẩn hóa, liên kết và quan hệ topology [16].
Geodatabase là mơ hình dữ liệu hƣớng đối tƣợng. Dữ liệu trong Geodatabase đƣợc tổ chức thành các lớp dữ liệu dạng vector hoặc raster. Dữ liệu Vector đƣợc thể hiện một trong 3 dạng: điểm, đƣờng hoặc là vùng và có thể đƣợc tham chiếu khơng gian.
Về mặt chức năng, Geodatabase là một mơ hình dữ liệu biểu diễn thơng tin địa lý sử dụng công nghệ cơ sở dữ liệu quan hệ chuẩn. Geodatabase hỗ trợ việc lƣu trữ và quản lý thông tin địa lý trong các bảng hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ nhờ kết nối ArcSDE.
- Geodatabase XML đại diện cho cơ chế mở của ESRI để trao đổi thông tin giữa các geodatabases và các hệ thống bên ngoài khác.
- Ngƣời dùng có thể chia sẻ cập nhật dữ liệu giữa các hệ thống không đồng nhất.
- Trao đổi của bộ tính năng đơn giản (giống nhƣ trao đổi file shapefile ) - Có ba loại tài liệu XML có thể đƣợc tạo ra trong ArcGIS: một tài liệu không gian làm việc, tài liệu RecordSet, và tài liệu về các thay đổi của dữ liệu.
- Một số cơng việc điển hình mà ngƣời dùng thực hiện trong ArcGIS geodatabase XML bao gồm:
+ Chia sẻ lƣợc đồ cơ sở dữ liệu địa lý.
+ Sao chép geodatabases toàn bộ hoặc một tập hợp con nhƣ tập hợp dữ liệu tính năng và tập hợp tất cả các thơng tin liên quan .
Hình 2.1 Geodatabase trong ArcGIS
Có hai mơ hình Geodatabase: Mơ hình Geodatabase một ngƣời dùng (Personal Geodatabase) và mô hình Geodatabase nhiều ngƣời dùng (Enterprise Geodatabase).
- Personal Geodatabase: Mơ hình sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu Access để lƣu trữ dữ liệu khơng gian và thuộc tính, nó chỉ hỗ trợ một ngƣời dùng và đƣợc cài đặt trên máy đơn. Dung lƣợng lƣu trữ của mơ hình này giới hạn do sự hạn chế về dung lƣợng lƣu trữ của hệ quản trị cơ sở dữ liệu Access..
- Enterprise Geodatabase: Mơ hình sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu nhiều ngƣời dùng nhƣ Oracle, SQL Server, DB2, Postgres... để lƣu trữ dữ liệu. Dữ liệu lƣu trữ đƣợc quản lý thông qua ArcSDE, dung lƣợng lƣu trữ của mơ hình này thƣờng khơng giới hạn do hệ quản trị mà nó sử dụng khơng giới hạn dung lƣợng lƣu trữ.
So sánh mơ hình Geodatabase một người dùng và nhiều người dùng.
- Personal Geodatabase đƣợc lƣu trữ trong Access.
- Multiuser Geodatabase (Enterprise Geodatabase) có thể đƣợc lƣu
trữ một trong các hệ quản trị sau: Oracle, SQL Server, Informix, DB2.
- Dung lƣợng lƣu trữ của Multiuser Geodatabase lớn hơn Personal Geodatabase.
- Personal Geodatabase không hỗ trợ lƣu trữ dữ liệu dạng Raster.
- Personal Geodatabase hỗ trợ một ngƣời dùng.
- Personal và Multiuser Geodatabase dùng chung một mơ hình dữ
liệu. Mơ hình dữ liệu đƣợc xây dựng cho Personal Geodatabase có thể hiện thực cho mơ hình Multiuser Geodatabase và ngƣợc lại.
Hình 2.2 Mơ hình cơ sở dữ liệu khơng gian của ESRI
Phƣơng pháp chọn lựa mơ hình Geodatabase.
- Sử dụng mơ hình Personal Geodatabase khi:
o Hệ thống chạy trên máy đơn.
o Dữ liệu đơn giản
o Dung lƣợng lƣu trữ dữ liệu giới hạn.
- Sử dụng mơ hình Multiuser Geodatabase khi:
o Hệ thống dùng mơ hình client/server.
o Dung lƣợng lƣu trữ dữ liệu không giới hạn.
o Dữ liệu đƣợc truy cập qua Internet,...
Lợi ích của Geodatabase.
- Tính tồn vẹn dữ liệu.
o Subtypes. (Phân nhóm)
o Domains.( Miền)
o Validation rules.
- Mơ hình hóa, quản lý tốt hơn về mối quan hệ giữa các đối tƣợng.
- Dữ liệu khơng gian và thuộc tính đƣợc lƣu trữ tập trung và liên tục.
- Linh động: Personal hoặc Multiuser Geodatabase.
- Hỗ trợ mơ hình dữ liệu nhiều ngƣời dùng (Multiuser Geodatabase).
- Toàn bộ dữ liệu đƣợc tập trung vào một cơ sở dữ liệu.
- Thừa kế đƣợc các tính năng ƣu việt của hệ quản trị cơ sở dữ liệu mà nó sử dụng
để lƣu trữ dữ liệu.
Personal Geodatabase có định dạng file .mdb (định dạng Microsoft Access) và chỉ có thể sửa chữa đƣợc với một ngƣời dùng duy nhất tại một thời điểm. Một Personal Geodatabase có dung lƣợng tối đa là 2GB và chỉ chứa dữ liệu Vector.
Enterprise Geodatabase còn đƣợc gọi là ArcSDE hoặc Multiuser Geodatabase. Enterprise Geodatabase cho phép nhiều ngƣời dùng có thể cùng sử dụng (đọc hay sửa chữa) dữ liệu Vector và Raster trên Geodatabase đó. Do vậy, Enterprise Geodatabase chủ yếu đƣợc sử dụng trong các nhóm làm việc và các doanh nghiệp lớn. Multiuser Geodatabase là sự kết hợp của ArcSDE và một hệ quản trị cơ sở dữ liệu nhƣ IBM, DB2, Informix, Oracle hoặc SQL Server
Dữ liệu không gian đƣợc lƣu trữ trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu và ArcSDE cho phép xem và làm việc với dữ liệu từ các phần mềm ứng dụng GIS. Chẳng hạn
nhƣ khi làm việc với SQL Server, chúng ta có thể truy cập trực tiếp tới dữ liệu là các lớp đối tƣợng địa lý hay topology từ ArcCatalog hoặc ArcMap[9].
Đặc điểm ArcSDE Geodatabase File Geodatabase Geodatabase Personal
Mô tả
Định dạng lƣu trữ và quản lý dữ liệu GIS trong các CSDL quan hệ Định dạng ,lƣu trữ trong thƣ mục hệ thống file Định dạng chuẩn đầu tiên quản lý trong Microsoft
Access Số lƣợng
ngƣời dùng
Đa ngƣời dùng, nhiều ngƣời đọc và biên tập Một ngƣời dùng, nhiều ngƣời có thể truy cập và một ngƣời biên tập Một ngƣời dùng, nhiều ngƣời có thể truy cập và một ngƣời biên tập Định dạng dữ liệu - Oracle - Microsort SQL Server - IBM DB2 - IBM Ifomix Mỗi một nhóm dữ liệu đƣợc lƣu vào một file riêng biệt.
Một file Geodatabase là một thƣ mục chứa các file Tất cả các dữ liệu đƣợc lƣu trong Microsoft Access, file có đi mở rộng laf”.mdb” Giới hạn dung lƣợng Rất lớn, phụ thuộc
vàoDBMS Có thể lên đến TB Tố đa 2GB
Hộ trợ
Versoning Có Khơng Khơng