Hình 2 .3 Cấu trúc bên trong của một database
Hình 2.4 Mơ hình phát triển CSDL GIS lớp phủ rừng cấp tỉnh
Cơ sở dữ liệu địa lý là sự tích hợp giữa cơ sở dữ liệu không gian địa lý và cơ sở dữ liệu thuộc tính. Quy trình thiết kế một mơ hình CSDL địa lý đƣợc thực hiện theo tiến trình chung thiết kế một mơ hình CSDL quan hệ và có sự phối hợp phân tích thuộc tính hình học khơng gian và mối quan hệ đối tƣợng không gian địa lý để đảm bảo đồng thời ngun lý của hai loại mơ hình CSDL. Quy trình thiết kế đƣợc thực hiện qua các bƣớc sau:
CSDL GIS lớp phủ rừng cấp tỉnh CSDL nền địa lý CSDL khơng gian chun đề CSDL thuộc tính chun đề CSDL khơng gian nền địa lý CSDL thuộc tính nền địa lý CSDL chuyên đề
Bƣớc 1: Mơ hình hóa khái niệm (Conceptual model) từ thế giới thƣc. Ở mức này cần phát hiện ra các khối chức năng cơ bản mô tả hoạt động của thế giới thực.
Bƣớc 2:
- Định nghĩa các đối tƣợng: mơ hình hóa các đối tƣợng địa lý (define objects and relationship). Ở mức này xác định rõ các đối tƣợng trong mơ hình khơng gian, xác định rõ danh mục các đối tƣợng trong từng lớp thông tin, mô tả đối tƣợng, xác định các thuộc tính mơ tả, miền giá trị các thuộc tính, dạng biểu thị của chúng và các quan hệ của chúng.
- Lựa chọn biểu thị cho các đối tƣợng địa lý (selectgeographic representation). Ở mức này xây dựng cách biểu thị các đối tƣợng (features) bằng các dạng hình học cơ bản nhƣ điểm, đƣờng, vùng, hoặc mơ hình rasters, topo, TIN... cho thuộc tính hình học; cấu trúc bảng dữ liệu thơng tin thuộc tính phi khơng gian.
- Kết quả: Đƣa ra lƣợc đồ cơ sở dữ liệu phục vụ cho giai đoạn thiết kế vật lý tiếp theo. Kết hợp với các nhà chuyên môn kiểm tra phần thông tin các yếu tố chuyên đề và miền xác định của các thơng tin đó.
Bƣớc 3:
- Xây dựng cấu trúc từng lớp dữ liệu bao gồm cấu trúc dữ liệu thuộc tính khơng gian, cấu trúc dữ liệu thuộc tính (phi khơng gian) với các quy định chi tiết về biểu thị hình học, bảng thơng tin thuộc tính với các trƣờng, kiểu, kích thƣớc và quan hệ liên kết.
- Kết quả: Đƣa ra mơ hình cơ sở dữ liệu địa lý trong đó quy định cụ thể, chi tiết nội dung, cấu trúc từng chủ đề, từng lớp thông tin và theo quy định số 06/2007/QĐ-BTNMT, ngày 27/02/2007 đã quy định áp dụng chuẩn thông tin địa lý Quốc gia. Tại quy định này đã đƣa ra quy định áp dụng chuẩn mơ hình cấu trúc dữ liệu GIS, ngôn ngữ biểu diễn mơ hình cấu trúc dữ liệu địa lý. Chuẩn thơng tin địa lý cơ sở quốc gia là chuẩn bắt buộc áp dụng thống nhất trong việc xây dựng hệ thống thông tin địa lý cơ sở quốc gia và các hệ thống thông tin địa lý chuyên ngành trong phạm vi ngành tài nguyên môi trƣờng.
2.2.4 Thiết kế CSDL GIS phục vụ công tác quản lý lớp phủ rừng cấp tỉnh a. Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu không gian a. Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu không gian
- Cơ sở dữ liệu GIS phục vụ công tác quản lý lớp phủ rừng đƣợc thiết kế theo cấu trúc của CSDL hệ thông tin địa lý và theo công nghệ ArcGIS.
- Các đối tƣợng địa lý trong CSDL phải lƣu theo tính chất topology tức là tách riêng thành các đối tƣợng dạng điểm, đƣờng, vùng. Đồng thời đƣợc liên kết với các bảng thuộc tính mơ tả những đặc điểm cơ bản của chúng.
- Các chuyên đề trong CSDL đƣợc thiết lập trong ArcGIS theo các feature
dataset bao gồm nhiều nhóm lớp đối tƣợng, mỗi lớp đối tƣợng trong mơ hình đƣợc gọi là feature class, một lớp đối tƣợng (feature class) có các đối tƣợng, một đối tƣợng đƣợc gọi là feature.
- Các đối tƣợng địa lý trong CSDL sẽ đƣợc quản lý theo chuyên đề.
- Trong một lớp, các đối tƣợng phải đồng nhất về mơ hình khơng gian (hoặc là điểm, hoặc là đƣờng, hoặc là vùng) và đƣợc lƣu ở khuôn dạng SHP của ArcGIS.
- Các đối tƣợng địa lý trong CSDL phải đƣợc định nghĩa rõ ràng và lập thành danh mục đối tƣợng.
- Việc đặt tên cho các chuyên đề (feature dataset), các lớp đối tƣợng (feature class) phải tn thủ theo ngun tắc: có tính hệ thống, nhất qn và logic.
- Mỗi đối tƣợng địa lý phải đƣợc gán một mã (code) riêng và có tính duy nhất. Trong CSDL đối tƣợng địa lý đƣợc quản lý thông qua mã (code). Mã (code) gồm 3 thành phần đại diện cho chuyên đề, lớp và đối tƣợng. Để có thể sẵn sàng tích hợp với CSDL địa lý quốc gia, cần vận dụng triệt để cách đặt mã (code) nhƣ trong "Danh mục đối tƣợng địa lý cơ sở quốc gia".
b. Thiết kế cấu trúc CSDL GIS thơng tin thuộc tính
- Cấu trúc CSDL thuộc tính phải đồng nhất và bao gồm: tên thuộc tính, mã thuộc tính, kiểu dữ liệu, đơn vị, giá trị, mơ tả thuộc tính.
- Cấu trúc CSDL thuộc tính của các lớp đối tƣợng địa lý cùng loại có mặt trong cả 2 hoặc nhiều chun đề phải có tên thuộc tính, mã thuộc tính, kiểu dữ liệu, đơn vị đo, độ lớn của trƣờng... hồn tồn giống nhau.
Dữ liệu thơng tin thuộc tính đƣợc tổ chức quản lý theo mơ hình dữ liệu quan hệ: thơng tin thuộc tính đối tƣợng đƣợc lƣu trữ quản lý trong bảng dữ liệu có cấu trúc kiểu dịng - cột trong đó mỗi dịng là một bản ghi tƣơng ứng với một thực thể và mỗi cột chứa một thuộc tính của thực thể. Trong các phần mềm ứng dụng GIS mối liên kết giữa các bản ghi trong cơ sở thơng tin thuộc tính với đối tƣợng địa lý trong cơ sở dữ liệu không gian địa lý cấu thành thông tin đầy đủ của mỗi đối tƣợng địa lý đƣợc thể hiện.
Cơ sở dữ liệu thơng tin thuộc tính đối tƣợng với cấu trúc theo mơ hình dữ liệu quan hệ có ƣu điểm: Dữ liệu đƣợc thể hiện dƣới dạng logic nên ngƣời sử dụng không cần hiểu cấu trúc cơ sở dữ liệu mà vẫn sử dụng đƣợc dữ liệu , việc truy cập dữ liệu dễ dàng, đáp ứng đƣợc việc truy cập, sử dụng, phân tích dữ liệu bằng SQL (Structured Query Language), dễ dàng thực hiện đƣợc toàn vẹn dữ liệu, thể hiện đƣợc tính đúng đắn của dữ liệu và dễ thay đổi cấu trúc dữ liệu, dễ phát triển chƣơng trình ứng dụng.
Tiến trình thiết kế cơ sở dữ liệu thơng tin thuộc tính đối tƣợng chia thành 2 bƣớc:
- Trƣớc hết thực hiện thiết kế logic với nội dung chính là mơ hình hóa đối tƣợng: biểu diễn khái quát các đối tƣợng và thuộc tính đã đƣợc xác định ở phần trƣớc và mối quan hệ giữa chúng. Trong q trình thiết kế logic, thực hiện chuẩn hóa cơ sở dữ liệu nhằm loại bỏ dữ liệu dƣ thừa và đảm bảo tính tồn vẹn của dữ liệu. Việc chuẩn hóa đƣợc thực hiện thơng qua việc phân tích các thuộc tính đối tƣợng, mối quan hệ không gian giữa các đối tƣợng, phân rã đối tƣợng để giảm thiểu việc trùng lặp dữ liệu trên các bảng khác nhau của các lớp đối tƣợng hoặc trên các bảng khác nhau của các lớp đối tƣợng đồng thời đơn giản hóa cấu trúc cơ sở dữ liệu, xác định mối quan hệ giữa các bảng, chuyển các mối quan hệ nhiều – nhiều thành mối quan hệ một – nhiều làm cơ sở cho bƣớc tiếp theo của tiến trình thiết kế.
- Thiết kế vật lý: nội dung của thiết kế vật lý là thiết kế bảng thơng tin thuộc tính đối tƣợng. Các bảng đƣợc kế thừa từ các lớp đối tƣợng, trƣờng dữ liệu đƣợc kế thừa từ thuộc tính đối tƣợng, quan hệ giữa các bảng đƣợc kế thừa từ quan hệ đối tƣợng, quan hệ thuộc tính đã đƣợc thiết kế trong quá trình thiết kế logic.
Bảng dữ liệu thơng tin thuộc tính đƣợc thiết kế đảm bảo nguyên tắc chung: - Tên bảng: đƣợc lựa chọn trên cơ sở tên loại đối tƣợng, tên lớp đối tƣợng đã đƣợc thiết kế ở các bƣớc trên sao cho tránh đƣợc sự xung đột trong cơ sở dữ liệu, tên mỗi bảng là duy nhất trong cơ sở dữ liệu, ngắn gọn, súc tích nhƣng tạo sự gợi ý đến nội dung dữ liệu trong bảng là tốt nhất, có độ dài tối đa khơng vƣợt quá độ dài cho phép của hệ quản trị cơ sở dữ liệu và tên các bảng đƣợc đặt theo một quy tắc chung, trong đó có sử dụng dấu gạch dƣới để tạo sự tách bạch giữa các từ khi cần thiết. Để phù hợp với các phần mềm GIS hiện nay cùng nhƣ tránh sự thay đổi khi chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu, tên bảng đƣợc viết bằng bộ chữ cái tiếng Việt không dấu, font chữ unicode.
- Số lƣợng bảng thơng tin thuộc tính: kết quả của q trình thiết kế logic giai đoạn trƣớc đã chỉ ra số lƣợng bảng cần thiết, tuy nhiên trong q trình thiết kế có thể thay đổi số lƣợng bảng và loại bảng cho phù hợp hơn.
- Trƣờng (cột): trƣờng trong bảng đƣợc kế thừa từ thuộc tính đối tƣợng và mối quan hệ đã đƣợc xây dựng trong giai đoạn mơ hình hóa đối tƣợng.
Mỗi cột trong bảng đƣợc kế thừa từ một loại thuộc tính đối tƣợng đã đƣợc xác định trong giai đoạn thiết kế logic. Kiểu dữ liệu cho mỗi trƣờng đƣợc thiết kế cụ thể trên cơ sở loại thuộc tính đối tƣợng. Độ rộng trƣờng đƣợc thiết kế trên cơ sở kiểu dữ liệu đã lựa chọn và kích thƣớc thơng tin lớn nhất trong miền giá trị của trƣờng. Thiết kế kiểu dữ liệu và kích thƣớc trƣờng phải đảm bảo tính tồn vẹn của dữ liệu, tránh dƣ thừa. Kiểu dữ liệu đƣợc lựa chọn dựa trên bản chất của thơng tin thuộc tính (Ví dụ nhƣ thơng tin đối tƣợng phục vụ cho q trình tính tốn sau này cần đƣợc thể hiện theo kiểu số nguyên hoặc số thực tùy theo yêu cầu sử dụng, mã định danh đối tƣợng tuy là chữ số Ả rập song cần phải thể hiện trong dữ liệu theo
kiểu ký tự,…); kích thƣớc trƣờng nhỏ hơn yêu cầu làm mất mát thông tin và lớn hơn yêu cầu thực tế làm tăng dung lƣợng dữ liệu và bất tiện khi kết quả sử dụng dữ liệu sau này đƣợc đƣa ra dƣới dạng bảng.
Bảng dữ liệu có khóa chính cho một hoặc một số trƣờng để định danh duy nhất cho 1 đối tƣợng của 1 lớp. Trong mỗi bảng dữ liệu khơng có một trƣờng nào đƣợc dẫn xuất từ một trƣờng đã có trong bảng và khơng có trƣờng lặp lại. Để đảm bảo sự không lặp lại của một trƣờng trong một bảng, quá trình thiết kế logic cần phải xác định và mơ hình hóa quan hệ giúp cho q trình thiết kế vật lý xây dựng bảng kết nối, bảng con và bảng kiểm tra.
Một trong những điều kiện đảm bảo tính chuẩn hóa của cơ sở dữ liệu là tính nhất qn của dữ liệu. Để đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu quy định thơng tin thuộc tính trong các bảng dữ liệu đƣợc viết bằng bộ chữ tiếng Việt, font chữ unicode, theo nguyên tắc ngữ pháp tiếng Việt. Miền giá trị thơng tin thuộc tính đƣợc xây dựng trong bƣớc cơng việc trƣớc là một trong số giải pháp đảm bảo yêu cầu tính nhất quán của dữ liệu.
2.3 Nội dụng các yếu tố quản lý rừng lớp phủ rừng
Theo nghị định số 23/2006/NĐ-CP ngày 03/3/2006 do Chính phủ ban hành
về việc thi hành Luật bảo vệ và phát triển rừng thì trách nhiệm quản lý và bảo vệ rừng của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn [7]. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nơng thơn chịu trách nhiệm trƣớc Chính phủ thực hiện việc thống nhất quản lý Nhà nƣớc về quản lý, bảo vệ và phát triển rừng trong cả nƣớc. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn phân cấp quản lý xuống từng địa phƣơng lập hồ sơ quản lý rừng bao gồm những số liệu về diện tích và tình trạng rừng, về tình hình quản lý rừng và bản đồ kèm theo thể hiện đến lô rừng. Hồ sơ quản lý rừng đƣợc lập cho từng cấp xã, đƣợc lƣu một bản tại Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn và một lƣu tại phòng chức năng cấp huyện và một lƣu tại Ủy ban Nhân dân cấp xã. Hồ sơ quản lý rừng là lý lịch rừng đƣợc lập cho từng lô rừng đƣợc điều tra tại thực địa thuộc một trong ba loại rừng, gắn với chủ quản lý rừng tại các đơn vị hành chính và đƣợc chỉnh lý, cập nhật thƣờng xuyên những biến động sau mỗi kỳ kiểm kê rừng để
làm căn cứ cho việc thống kê rừng hàng năm. Hồ sơ quản lý rừng bao gồm những số liệu về diện tích, trữ lƣợng rừng, phƣơng án điều chế rừng (nếu có) và tình hình quản lý sử dụng đất lâm nghiệp, bản đồ kèm theo thể hiện đến lô quản lý và các tài liệu về quy hoạch, kế hoạch, dự án hoặc đề án liên quan đến lô quản lý đã đƣợc cấp có thẩm quyền phê duyệt.
Hồ sơ quản lý rừng gồm có:[7]
- Hồ sơ quản lý từng tiểu khu rừng: Kết quả của kỳ kiểm kê rừng, thống kê
đƣợc cập nhật vào hồ sơ quản lý rừng của từng tiểu khu. Hồ sơ đƣợc lập cho từng tiểu khu và đƣợc đánh số theo lơ nếu có.
- Hồ sơ quản lý rừng cấp xã: bao gồm sổ quản lý rừng của xã, sổ theo dõi,
ghi chép thống kê diện tích, trữ lƣợng rừng hàng năm. Trong sổ quản lý rừng ghi đầy đủ hiện trạng của lô quản lý rừng nhƣ: ký hiệu lô, khoảnh, tiểu khu, diện tích, trữ lƣợng; kết quả theo dõi biến động, bản đồ hiện trạng rừng ....
- Hồ sơ quản lý rừng cấp huyện: các biểu thống kê, kiểm kê diện tích và trữ
lƣợng rừng của các xã, bản đồ hiện trạng rừng, sổ theo dõi đất, ...
- Hồ sơ quản lý rừng cấp tỉnh: các biểu thống kê, kiểm kê diện tích và trữ
lƣợng rừng của các xã, bản đồ hiện trạng rừng, sổ theo dõi đất, kế hoạch quy hoạch bảo vệ rừng ....
Quản lý thông tin rừng: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã triển
khai nỗ lực để tích hợp các dữ liệu và thơng tin về tài nguyên rừng, quản lý rừng và các hoạt động kinh tế rừng Việt Nam. Hệ thống Quản lý Thông tin rừng (FOMIS – Forest Operation Management Information System) là một cố gắng ban đầu nhằm đối chiếu, tích hợp và cơng bố các thông tin về rừng. Nỗ lực này đang đƣợc tăng cƣờng nhờ sự hỗ trợ từ dự án FOMIS, nhằm cung cấp một cơ sở chuyên nghiệp hơn cho việc quản lý dữ liệu làm nền tảng cho FOMIS và tăng cƣờng cơ hội ứng dụng trong quản lý rừng, nhƣ việc xây dựng kế hoạch phát triển rừng cho các tỉnh.
Đợt điều rừng quốc gia lần thứ 4 (NFI – National Forest Investigate) đƣợc hoàn thành trong năm 2010. Chƣơng trình Giám sát và Điều tra rừng Quốc gia
(NFIMP – National Forest Investigate and Monitor Program) đã xây dựng một cách tiếp cận mới để thực hiện NFI, theo đó chức năng quản lý thơng tin rừng sẽ đƣợc đặt tại Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn chứ không phải tại Viện Quy hoạch và Điều tra Rừng nhƣ trƣớc đây. Hệ thống MRV (Monitor, Report, Verify – Hệ thống điều tra, giám sát, và báo cáo) sẽ cung cấp thông tin cho các mục đích sử dụng vì nó có thể trở thành cơ sở dữ liệu toàn diện nhất về tài nguyên rừng và ngƣời sử dụng tài nguyên rừng. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nơng thơn dự định tích hợp cả ba hệ thống FOMIS, NFI và MRV thành một nguồn thông tin duy nhất về tài nguyên rừng ở Việt Nam.
Quản lý và bảo vệ rừng là một lĩnh vực tƣơng đối rộng lớn bao gồm hàng loạt các biện pháp quản lý bảo vệ rừng khác nhau nhƣ quản lý bảo vệ bằng hệ thống lâm luật, chính sách, các nghị định nhƣ giao đất, giao rừng, phòng chống lửa rừng…
- Bảo vệ và chấp hành nghiêm chỉnh đƣờng lối chính sách của Đảng, pháp luật của Nhà nƣớc.
- Kiên quyết chặn đứng tình trạng phá rừng trái phép, vận dụng mọi biện