Tên trường Kiểu dữ liệu Mô tả load_log_id serial Khóa chính
fire_version_id int Định danh của phiên bản cháy acq_date date Ngày thu nhận được điểm cháy
event_timestamp timestamp Ngày và giờ dữ liệu này được tải về cơ sở dữ liệu (giờ địa phương)
rows_loaded bigint Số điểm cháy được thêm vào CSDL qua trình tải dữ liệu
rows_deleted bigint Nếu có một cập nhật trong những ngày trước, nó sẽ nhận số của những cột được xóa trong ngày đó, Nếu khơng nó sẽ được đặt là 0.
Chi tiết về bảng tổng hợp ${prefix}_aggr_${timePeriod}_${gridSize}m
Hệ thống có 3 bảng để biểu diễn bản đồ dày đặc ở 3 độ phân giải kích cỡ lướikhác nhau là 240 arc-minutes, 60 arc-minutes, và 15 arc-minutes. Tên tương ứng của mỗi bảng là grid_240m, grid_60m, grid_15m. Hệ thống có 1 bảng tổng hợp cho mỗi kích cỡ lưới và thời kì tóm lược chúng là 5 năm, 6 tháng, hoặc 10 ngày. Những sự kết hợp có thể tạo bằng cách tính tổng thời gian thời kì (ví dụ, 30 ngày có thể được tạo bằng cách tổng hợp của 3 thời kì 10 ngày). Những tên của bảng tổng hợp có đạng X_aggr_T_Gm trong đó X là tiền tố phiên bản, T là thời kì (5y là 5 năm, 2q là 2 quý, 10d là 10 ngày), and G là kích cỡ lưới. Ví dụ, bảng tổng hợp cho phiên bản cháy c5 với thời gian 2 quý ở 60 phút có tên là c5_aggr_2q_60m.
Trong những bảng tổng hợp, một giá trị khoảng thời gian được tính tốn như sau: - 5 năm: Interval = YEAR / 5
Ví dụ để lấy khoảng thời gian 10 ngày, cái chứa ngày 15 tháng 4 năm 2005, tìm trong bảng tổng hợp khoảng thời gian là 2005007 = 2005*1000 + giá_trị_nguyên(74/10) Với việc hiển thị dày đặc, một kết nối được thực hiện trên bảng tổng hợp và một bảng lưới sử dụng trường gid. Trường gid là một giá trị duy nhất cho một ơ lưới cho một kích cỡ cột. Trường gid được tính tốn như sau:
gid = (X + 10800) / G * 1000 + (Y / G)
Trong đó: X là kinh độ nhỏ nhất của ô lưới trong vài phút Y là vĩ độ nhỏ nhất của ô lưới trong vài phút G là kích cỡ ơ lưới trong vài phút
3.2 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦAFIRMS KHI TRIỂN KHAI TẠI VIỆT NAM Hệ thống được phát triển bởi Đại học Maryland cung cấp thời gian thực về sự Hệ thống được phát triển bởi Đại học Maryland cung cấp thời gian thực về sự hoạt động của lửa, giúp quản lý tài nguyên thiên nhiên một cách dễ dàng. Hệ thốngthu thập thơng tin nhanh chóng kịp thời về những đám cháy từ dữ liệu những hình ảnh vệ tinh MODIS.
Dữ liệu của hệ thống đã được triển khai ở nhiều nơi như ở cục Lâm nghiệp Ấn độ để sử dụng tạo ra những cảnh báo cháy riêng với từng khu vực được gửi tới điện thoại, email của những người theo dõi hay ở cục quản lý vườn quốc gia Thái lan gửi những cảnh báo đến những người quản lý ở tất cả các khu rừng.
Tuy nhiên hệ thống có vài mặt hạn chế khi triển khai thông tin ở Việt Nam như:
- Trung tâm của hệ thống là giao diện Web bản đồ tồn Thế giới gây khó khăn cho người xem khi muốn xem nhanh một vùng, khu vực trên lãnh thổ Việt Nam.
- Ngôn ngữ chưa được địa phương hóa theo từng quốc gia, cụ thể ở đây ngơn ngữ ở đây là tiếng Anh chưa thích hợp khi triển khai ở Việt Nam gây khó khăn cho người sử dụng cơ bản.
- Không hiện thị thông tin bản đồ hành chính từng vùng quận huyện, tỉnh thành của Việt Nam.
Để cải tiến hệ thống FIRMS phục vụ quản lý thông tin cháy rừng ở Việt Nam, các bước được thực hiện như sau:(Phụ lục số 3.1: Cài đặt hệ thống trên Server Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội)
- Bước 1: Cài đặt Web Server bằng Tomcat.
- Bước 2: Cài đặt các thành phần MapServer và hệ cơ sở dữ liệu hệ thống PostgreSQL cùng với thành phần mở rộng PostGIS.
- Bước 3: Nâng cấp, cải tiến hệ thống phục vụ quản lý thông tin cháy rừng ở Việt Nam.
3.3 NÂNG CẤP HỆ THỐNG FIRMS PHỤC VỤ QUẢN LÝ THÔNG TIN CHÁY RỪNG Ở VIỆT NAM CHÁY RỪNG Ở VIỆT NAM
3.3.1 Việt hóa hệ ngơn ngữ FIRMS
Hệ thống FIRMS NASA được phát triển ở Mỹ và ứng dụng trên tồn Thế giới sử dụng ngơn ngữ tiếng Anh. Khi nghiên cứu và ứng dụng tại Việt Nam do mặt bằng kiến thức trình độ tiếng Anh của người quan tâm sử dụng còn chưa đồng đều dẫn đến gặp khó khăn trong quá trình tiếp cận và ứng dụng. Xuất phát từ lý do đó hệ thống FIRMS đã được chuyển sang ngôn ngữ tiếng Việt.
Một tệp ngôn ngữ tiếng Việt mới được xây dựng để sử dụng cho hệ thống, giữ nguyên ngôn ngữ gốc tiếng Anh.Người xem, sử dụng có thể tùy chọn ngơn ngữ trên hệ thống và hệ thống sẽ ưu tiên hiển thị ngôn ngữ tiếng Việt hơn.Hệ thống sử dụng Cookie trên trình duyệt để ghi nhớ ngôn ngữ của người xem trong một thời gian 30 ngày và khi người xem quay lại hệ thống sẽ biết được ngôn ngữ người xem mong muốn.Nội dung của tệp ngôn ngữ cho hiển thị thông tin hệ thống như sau:
public interface FiremapMessages extends Messages { String title(); String header(); String footer(); … } FireMessage.java
title=FIRMS Web Fire Mapper header=FIRMS UET
footer=Đại học Công Nghệ - ĐHQGHN …
FireMessage.en.java
title=FIRMS Web Fire Mapper header=FIRMS UET
footer=VNU UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY …
3.3.2 Điều chỉnh phạm vị cảnh báo
Vùng lãnh thổ Việt Nam được hiển thị trên bản đồ thông qua vùng châu Á (Asia) được mô tảtrong mã nguồn:
Name= Asia // Khu vực để hiển thị
Id=g //Định danh duy nhất cho khu vực hiển thị.
MapName= region_global //Tệp bản đồ sử dụng cho khu vực hiển thị
MinX=0 //Ràng buộc tọa độ cho khu vực MinY=0
MaxX=180 MaxY=120
CenterX=105 //Khởi tạo trung tâm của bản đồ CenterY=16
MinZoom=5 // Ràng buộc về độ thu nhỏ nhỏ nhất MaxZoom=9 // Ràng buộc về độ phóng to lớn nhất
InitialZoom=4 // Khởi tạo mặc định mức thu nhỏ, phóng to RasterIds= nw,n,bm,er
VectorIds= ad,ct,pa,vncountry,vncountryprovince
Nội dung của mapfile cho lớp véc tơ “ad” cho lớp dữ liệu bản đồ Việt Nam: Name=Administrative Boundries Id=ad Layer=admin Default=true … Layer Name "admin" Data "base/admin10" Status On Type Polygon LabelItem "ADMIN_NAME" … End
Nội dung của mapfile cho lớp véc tơ “ct” cho lớp dữ liệu bản đồ Việt Nam: Name=Cities Id=ct Layer=cities … Layer Name "cities" Data "base/cities" Status On Type Point
LabelItem "NAME" ...
End
Nội dung của mapfile cho lớ Name=Protected Areas Id=pa Layer=protected_areas Default=false … Layer Name "protected_areas" Data "global/international_poly" Status On Transparency 65 Type Polygon LabelItem "GISNAME" ... End
Kết quả hiển thị trong hình 3.
Hình 3.8.Trung tâm lãnh th
3.3.3 Tích hợp thơng tin Chương trình sẽ sử d Chương trình sẽ sử d khơng gian địa lý vectơ ph
LabelItem "NAME"
ớp véc tơ “pa” cho lớp dữ liệu bản đồ Việt Nam: Name=Protected Areas Layer=protected_areas Name "protected_areas" Data "global/international_poly" Transparency 65 LabelItem "GISNAME" trong hình 3.8:
Trung tâm lãnh thổ Việt Nam trên hệ thống FIRMS
hơng tin bản đồ hành chính Việt Nam
dụng dữ liệu hành chính dạng Shape file, định d tơ phổ biến cho các phần mềm GIS, gồm những
t Nam:
ng FIRMS UET
nh dạng dữ liệu ng thông tin tỉnh
thành, quận huyện xã phường Việt Nam.Các lớp dữ liệucủa Shape file có thể xem được qua phần mềm ArcMap, QGis, MapWinDow, GRASSGIS…Mỗi lớp thể hiện cho một đặc tính hình học khơng gian của một lớp đối tượng cần biểu diễn có thể gồm: điểm, đường và vùng và các thuộc tính liên quan đến các đối tượng đó.
Nội dung của mapfile cho hiển thị lớp dữ liệu những đường ranh giới bản đồ Việt Nam như sau: Layer Name "vn_country_province" Validation 'zoom' '[0-9]*$' End Data "base/vn_adm/VNM_adm2" STATUS OFF TYPE POLYGON LABELITEM "NAME_2" Class Expression ( '%zoom%' gt '5' ) Label Color 255 255 255 OutlineColor 0 0 0 Type TrueType Font arialni Size 10 AntiAlias True Position Auto End End End
Hình 3.9.Bản đồ Việt Nam và
Nội dung của mapfile cho hi Nam: Layer Name "vn_country" Data "base/vn_adm/VNM_adm2" STATUS OFF TYPE LINE CLASS
NAME "State Boundary" STYLE
COLOR 96 96 96 END
END End
Kết quả hiển thị trong hình 3.
t Nam và những đường ranh giới trên hệ thống FIRMS
a mapfile cho hiển thị lớp dữ liệu những quận huyện hành chính
Name "vn_country"
Data "base/vn_adm/VNM_adm2" STATUS OFF
TYPE LINE
NAME "State Boundary"
COLOR 96 96 96
trong hình 3.10:
ng FIRMS UET.
Hình 3.10.Bản đồ những vùng miền Việt Nam trên hệ thống FIRMS UET.
3.3.4 Tích hợp dữ liệu trạm thu Đại học Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội
Trạm thu ảnh viễn thám MODIS/NPP của trung tâm FIMO thuộc Đại học Công Nghệ - ĐHQG Hà Nộisẽ thu được ảnh MODIS4 lần trong một ngày đêm khi vệ tinh TERRA và AQUA bay qua tầm nhìn của Antenna.Vũng lãnh thổ mà Antennathu nhận được ảnh vệ tinh bao phủ toàn bộ lãnh thổ Việt Nam: gồm cả đất liền và vùng lãnh hải. Trạm thucó thể thu nhận và xử lý theo thời gian thực, chủ động về loại ảnh sản phẩm, cảnh ảnh cần thu nhận trên vùng không gian địa lý cần theo dõi, giám sát. Ngoài ra trạm thu có thể thu nhận và xử lý ảnh của các vệ tinh khác như NOAA, Soumi NPP…
Hình 3.12. Phần mềm Simulcast Viewer theo dõi tín hiệu ảnh thu trực tiếp khi vệ tinh bay vào vùng ăng ten có thể thu nhận
Hệ thống trạm thu hiện nay được cài đặt sử dụng thuật tốn trích xuất điểm nóng/cháy cho ra những kết quả sản phẩm điểm nóng cháy tương tự NASA nhưng thời gian nhanh hơn, chi tiết hơn với từng khu vực hành chính trên lãnh thổ Việt Nam. Một chương trình được thiết lập chạy tự động hàng giờ sử dụng sản phẩm điểm cháy dạng tệp TXT vàcập nhật tới cơ sở dữ liệu của hệ thống FIRMS.
Nội dung của tệp cấu hình cho dữ liệu từ trạm thu:
edu.umd.geog.firms.firemap.Database.Interface=edu.umd.geog.firms.fir emap.dbi.postgis.DatabaseInterfaceImpl edu.umd.geog.firms.firemap.Database.User=**** edu.umd.geog.firms.firemap.Database.Password=**** edu.umd.geog.firms.firemap.Database.URL=jdbc\:postgresql\://127.0.0. 1/firemap edu.umd.geog.firms.firemap.Loader.c5.Driver=edu.umd.geog.firms.firem ap.loader.impl.FTPLoadDriver
edu.umd.geog.firms.firemap.Loader.c5.Parser=edu.umd.geog.firms.firem ap.loader.impl.StandardFireDataSetNameParser edu.umd.geog.firms.firemap.Loader.c5.FTP.Host=112.137.129.222:8081/f irms edu.umd.geog.firms.firemap.Loader.c5.FTP.User=**** edu.umd.geog.firms.firemap.Loader.c5.FTP.Password=**** edu.umd.geog.firms.firemap.Loader.c5.FTP.Directory=FIRMS/Viet_Nam
Hình 3.13. Quy trình cập nhật tự động dữ liệu điểm nóng cháy
Chương trình lưu dấu vết dữ liệu cần tải về vào bảng load_statuscủa hệ thống. Dữ liệu
điểm cháy được tải vào cơ sở dữ liệu hệ thống hàng ngày, nếu thơng tin đã có trong hệ thống khơng thay đổi, chương trình sẽ bỏ qua. Nếu thơng tin có thay đổi hoặc chưa có trong hệ thống, dữ liệu chương trình sẽ được cập nhật lại. Tất cả các hoạt động cũng sẽ
được ghi trong bảng load_log.
Chương trình sẽ tải các dữ liệu điểm cháy vào cơ sở dữ liệu PostgreSQL nơi lưu trữ dữ liệu các điểm cháy. Chương trình nạp dữ liệu Firemap chịu trách nhiệm từng bước cập nhật dữ liệu với các điểm cháy mới trở thành các dữ liệu có sẵn từ vệ tinh.
Chương trình sẽ tìm danh sách điểm cháy hiện tại từ cơ sở dữ liệu, nếu 1 phiên bản điểm cháy được đánh dấu có thể dùng được, bộ nạp lấy một danh sách từ nguồn đầu
vào và tải tập tin vào cơ sở dữ liệu nếu nó là dữ liệu mới hoặc cập nhật cơ sở dữ liệu nếu các tập tin đã thay đổi. Nếu 1 thay đổi được làm bởi cơ sở dữ liệu, 1 dòng sẽ in ra trong file log và 1 mục chèn vào bảng load_log trong cơ sở dữ liệu. Bất kỳlỗi nào xảy ra cũng được ghi vào tập tin log.
Nội dung của tệp cấu hình cho dữ liệu tự động từ trạm thu:
0 * * * * java -jar /home/firms/webfiremapper/src/firemap- loader/dist/firemap-loader.jar /home/firms/webfiremapper/src/firemap- viewer/etc/firemap.properties 3.3.5 Email cảnh báo
Các thành phần của email thông báo cung cấp cho người sử dụng bằng cách đọc các dữ liệu mà người sử dụng mô tả. Thông tin người sử dụng bao gồm khu vực họ quan tâm, tần số cảnh báo (ngày/tuần/thời gian thực gần nhất), email cung cấp ưu tiên(chữ, ảnh)… Email thông báo bao gồm tóm tắt số điểm cháy được phát hiện, 1 bảng danh sách đính kèm của điểm cháy với thuộc tính của nó định dạng là Comma Seperated Value(.csv) như 1 file đính kèm. Bảng danh sách cũng bao gồm trong email thông báo nếu số điểm cháy được phát hiện nhỏ hơn giá trị mà người dùng nhập vào. Người dùng có thẻ mở dữ liệu .csv thơng qua bảng tính Microsoft Excel hoặc phần mềm GIS.
Hệ thống gửi Email cảnh báo được thiết lập trên máy chủ FIRMS thuộc đại học Công Nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội sẽ tự động gửi dữ liệu mới nhất hàng giờ có thay đổi đến người sử dụng.
Chương 4
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
4.1 Thực nghiệm và kết quả thuật tốn trích xuất điểm nóng cháy.
Thuật tốn được cài đặt trên máy chủ của trường Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội theo địa chỉ: 112.137.130.32:22.
Đầu vào của thuật toán: MOD021KM.A2014175.0455.006.2014175131155.hdf MOD03.A2014175.0455.006.2014175115526.hdf
Kết quả đầu ra của thuật tốn: MOD14.A201475.0455.006.2014175131155.hdf
Hình 4.2. Kết quả của thuật toán được xem trên phần mềm QGIS
4.2 Thực nghiệm và kết quả hệ thống.
Bảng sau mô tả những kết quả đạt được về việc phát triển nâng cấp hệ thống FIRMS trên lãnh thổ Việt Nam.