CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS PHỤC VỤ QUY HOẠCH VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG DO ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH KHAI THÁC BÔ-XÍT TẠI TỈNH ĐẮK NÔNG
3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ quy hoạch và quản lý môi trường khu vực khai thác bô-xít tại tỉnh Đắk Nông
3.1.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý
1. Cơ sở thiết kế
Mô hình dữ liệu địa hình được xây dựng dựa trên:
- Nhu cầu sử dụng bản đồ địa hình làm lớp nền cho mục đích chuyên đề tài nguyên-môi trường.
- Tài liệu hướng dẫn số hóa và biên tập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 [2]
ĐẮKNÔNG_
MÔITRƯỜNG
CSDL NỀN ĐỊA LÝ 10N
Môi trường Nước Môi trường Đất Môi trường Không khí
Phủ bề mặt Thủy hệ Giao thông Địa hình
DC cơ sở hạ tầng Biên giới Địa giới
CSDL chuyên đề Môi trường
2. Nguồn dữ liệu
Hình 3.1. BĐĐH tỉ lệ 1:10.000 được sử dụng để xây dựng CSDL nền địa lý - Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 được thành lập bằng phương pháp công nghệ ảnh số năm 2008-2010 tại Tổng Công ty Tài nguyên và Môi trường Việt Nam, hệ tọa độ quốc gia VN2000, múi chiếu 30, kinh tuyến TW 108000’ với khuôn dạng *.DGN, được chia thành 7 file, tương ứng với 7 nhóm lớp: cơ sở toán học, thủy hệ, địa hình, giao thông, dân cư, ranh giới và thực vật.
88
- Ảnh viễn thám SPOT độ phân giải 5 m và 2,5 m toàn sắc và 10 m đa phổ để cập nhật các đối tượng địa lý mới xuất hiện (nguồn Trung tâm Viễm Thám Quốc gia, năm chụp 2009).
3. Khảo sát hiện trạng dữ liệu
Dữ liệu Microstation (DGN) của vùng nghiên cứu gồm 138 mảnh bản đồ địa hình (BĐĐH) tỉ lệ 1:10.000, quá trình khảo sát dữ liệu được thực hiện theo từng mảnh trên phần mềm Microstation. Theo quy định kỹ thuật số hóa bản đồ địa hình, các đối tượng tương ứng với các level được kiểm tra thông tin đồ họa, sau đó cộng ghép các mảnh theo các level tương ứng.
Dữ liệu sau khi được khảo sát cần được gộp lớp. Lớp dữ liệu được gộp dựa vào đặc điểm đối tượng và dạng đồ họa của chúng.
Các lớp gộp được trình bày như bảng sau đây:
Bảng 3.3. Gộp nhóm dữ liệu
Dữ liệu gốc (dgn) Dữ liệu mới được thiết kế (dgn)
Lớp Nội dung Nội dung Dạng dữ liệu Tên file
Thủy hệ 1 Sông tự nhiên 1 nét
40 Kênh đào dưới 8m Sông tự nhiên 1 nét Polyline Sg_1net 3 Đường bờ sông 2 nét,
ao hồ
Đường bờ Polyline Duongbo 4 Nền sông 2 nét, ao hồ Sông 2 nét Polygon Sg2net 24 Ranh giới các bãi:
bùn, cát...
Ranh giới bãi cát Polyline Rg_baicat
44 Đê Đê Polyline De
46 Tên sông chạy được tàu thủy
47 Tên sông chạy được ca nô, tàu gỗ
48 Tên suối, mương, hồ nhỏ
52 Tên riêng
Lớp text thủy văn Text Text
Giao thông
5 Đường sắt đơn Đường sắt Polyline Duongsat
47 Đoạn đường sắt đắp cao
17 Đường ô tô nhựa, bê tông (viền)
18 Đường ô tô nhựa, bê tông (nền)
21 Đường ô tô rải gạch, đá, cấp phối
30 Đường ô tô đắp cao 56 Đường phố chính
Đường ô tô Polyline Duongoto
23 Đường đất lớn
24 Đường đất nhỏ Đường đất Polyline Duongdat 25 Đường mòn Đường mòn Polyline Duongmon 26 Ghi chú đường
52 Tên riêng Text giao thông Text Text
28 Ga Ga Polyline Ga
Dân cư 42 Thị xã, tỉnh lỵ
43 Thị trấn, huyện lị 44 Tên huyện 46 Tên xã
47 Ủy ban hành chính 49 Tên thôn , xóm
Tên hành chính Text TenHC
Thực vật
1 Ranh giới thực vật Ranh giới thực vật Polyline rgthucvat 2 Các vùng thực vật Vùng thực vật Polygon vungtv 35 Nền làng có cây che
phủ
Nền làng có cây che phủ
Polygon lang
41 Ký hiệu lúa lúa lua
42 Ký hiệu rau, màu, hoa rau, màu mau
90
cây cảnh
Ranh giới hành chính 4 Địa giới cấp tỉnh
7 Địa giới huyện 10 Địa giới xã
Ranh giới các cấp Polyline Rg_caccap
4. Thiết kế Geodatabase
Sơ đồ 3.2. Mô hình cơ sở dữ liệu nền địa lý
Cơ sở dữ liệu của đề tài được thiết kế chung cho cả hai phần: Cơ sở dữ liệu nền và cơ sở dữ liệu chuyên đề tài nguyên - môi trường. Nội dung cơ sở dữ liệu nền địa lý được xây dựng tuân theo qui định của “Mô hình cấu trúc và nội dung dữ liệu nền địa lý 10.000” [4].
Trong phần mềm ArcGis, việc quản lý dữ liệu được thao tác trên ArcCatalog Personal Geodatabase có tên DAKNONG_MOITRUONG với các Feature dataset thuộc nhóm cơ sở dữ liệu nền là: BIENGIOIDIAGIOI, DCCOSOHATANG, DIAHINH, GIAOTHONG, THUYHE và PHUBEMAT. Các đối tượng trong Feature Dataset cần thống nhất về project, chuẩn project của Việt Nam là VN-2000 do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành.
Bảng 3.4. Các lớp dữ liệu nền địa lý
Tên gói Phạm vi áp dụng
DAKNONG_MOITRUONG
Quy định kiểu đối tượng nền địa lý trừu tượng được định nghĩa với các thuộc tính chung cho tất cả các kiểu đối tượng nền địa lý
BIENGIOIDIAGIOI Quy định cấu trúc dữ liệu của các kiểu đối tượng địa lý MÔ HÌNH CSDL NỀN ĐỊA LÝ
Feature Dataset BIENGIOIDIAGIOI
Feature Dataset DIAHINH
Feature Dataset GIAOTHONG
Feature Dataset THUYHE
Feature Dataset DCCOSOHATANG
Feature Dataset PHUBEMAT
thuộc chủ đề biên giới quốc gia và địa giới hành chính
DIAHINH Quy định cấu trúc dữ liệu của các kiểu đối tượng địa lý thuộc chủ đề địa hình
THUYHE Quy định cấu trúc dữ liệu của các kiểu đối tượng địa lý thuộc chủ đề thuỷ hệ
GIAOTHONG Quy định cấu trúc dữ liệu của các kiểu đối tượng địa lý thuộc chủ đề giao thông
DCCOSOHATANG Quy định cấu trúc dữ liệu của các kiểu đối tượng địa lý thuộc chủ đề dân cư và cơ sở hạ tầng
PHUBEMAT Quy định cấu trúc dữ liệu của các kiểu đối tượng địa lý thuộc chủ đề phủ bề mặt
Cơ sở toán học: Import hệ tọa độ chuẩn VN-2000 có các thông số như sau
5. Nhập dữ liệu vào Geodatabase
Dữ liệu sau khi được khảo sát, chỉnh sửa theo quy định (bảng 3.1) được nhập vào Geodatabase đã được thiết kế ở trên.
Nhập dữ liệu vào feature dataset bằng cách click chuột phải vào feature dataset\
import\feature class (multiple) lựa chọn lớp đối tượng cần import vào từng Feature dataset theo các lớp đã gộp ở trên.
Projection: Transverse_Mercator False_Easting: 500000.000000 False_Northing: 0.000000 Central_Meridian: 108.000000 Scale_Factor: 0.999900
Latitude_Of_Origin: 0.000000 Linear Unit: Meter (1.000000) Angular Unit: Degree
Geographic Coordinate System: vn2000_108mui3 Angular Unit: Degree (0.017453292519943299) Prime Meridian: Greenwich (0.000000000000000000) Datum: D_WGS_1984
Spheroid: WGS_1984
Semimajor Axis: 6378137.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356752.314245179300000000 Inverse Flattening: 298.257223563000030000
Phép chiếu hình trụ ngang Tọa độ X của điêm gốc Tọa độ Y của điểm gốc Kinh tuyến trung ương Tỉ lệ biến dạng
Vĩ tuyến gốc Đơn vị dài Đơn vị góc Hệ tọa độ địa lý Đơn vị
Kinh tuyến gốc Hệ quy chiếu Tên elipsoid Bán kính trục lớn Bán kính trục bé Độ dẹt
92
6. Các ràng buộc toàn vẹn dữ liệu không gian (quan hệ topology)
Topology thể hiện mối quan hệ không gian giữa các đối tượng địa lý trong GIS (dữ liệu dạng vector). Các mối quan hệ đó được xác định bởi các nguyên tắc topology [3]. Cơ sở dữ liệu nền địa hình đã thiết kế của tỉnh Đắk Nông được xác định về không gian của các đối tượng theo bảng 3.5 (nguyên tắc topology) như sau:
Bảng 3.5. Chi tiết topology với từng đối tượng trong từng nhóm lớp
TT Tên lớp đối tượng Topology Rule
Nhóm lớp thủy hệ
Must Not Overlap Must Not Self-Overlap 1 Sông suối L (linestring)
Must Not Have Pseudos Must Not Overlap 2 Sông suối A (polygon)
Must Not Overlap with Must Not Overlap Must Not Self-Overlap 3 Đường bờ
Must Not Have Pseudos Must Not Overlap Must Not Self-Intersect 4 Ranh giới các bãi: bùn, cát
Must Not Self-Overlap Nhóm lớp giao thông
Must Not Overlap Must Not Self-Overlap 5 Đường ô tô
Must Not Have Pseudos Must Not Overlap Must Not Self-Overlap Must Not Self-Intersect 6 Đường mòn
Must Not Have Pseudos Must Not Overlap Must Not Self-Overlap 7 Đường đất
Must Not Self-Intersect
Must Not Have Pseudos Nhóm lớp hành chính
Must Not Self-Overlap 8 Ranh giới các cấp
Must Not Self-Intersect Nhóm lớp địa hình
Must Not Overlap 9 Đường bình độ
Must Not Self-Intersect Nhóm lớp cơ sở hạ tầng
Must Not Overlap Must Not Self-Intersect 10 Khu chức năng
Must Not Self-Overlap Must Not Overlap 11 Ranh giới khu dân cư, khu chức
năng Must Not Self-Intersect
Nhóm lớp phủ bề mặt
Must Not Overlap 12 Ranh giới thực vật
Must Not Self-Intersect Must Not Overlap Must Not Self-Intersect 13 Phủ bề mặt
Must Not Self-Overlap
Sau khi dữ liệu được chạy và sửa lỗi topology, dữ liệu đã đạt được tiêu chuẩn topology theo chuẩn ISO/TC211 - chức Chuẩn thế giới (ISO-International Organisation), tiểu ban hệ thống thông tin địa lý đã đưa ra chuẩn thông tin địa lý.
7. Nhập dữ liệu thuộc tính
Công việc này là rất quan trọng, vì trong quản lý dữ liệu ở định dạng DGN chỉ cho phép lưu trữ các thông tin về đồ họa như lực nét, màu, kí hiệu ... mà không có thông tin chuyên đề. Chính vì vậy, khi chuyển sang ArcGIS cần có các thao tác nhập thuộc tính cho đối tượng. Dựa vào bảng hướng dẫn số hóa và biên tập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 [2], chúng ta nhập thuộc tính về đối tượng trong ArcGIS tương ứng với
94
các level trong Microstation. Với mỗi một đối tượng cần được xác định là sẽ nhập thuộc tính như thế nào, các bảng sau được thiết kế với dữ liệu thuộc tính của các đối tượng.
Bảng 3.6. Dữ liệu thuộc tính của các đối tượng nền địa lý a. Thông tin mạng lưới thủy văn
TT Nội dung Tên trường Kiểu dữ liệu Độ rộng
Layer đối tượng đường thủy hệ: sông suối, kênh mương
1 ID ID Integer
2 Tên sông, suối, kênh Ten String 50
3 Chiều dài C_dai Float (12,6)
4 Chiều rộng C_rong Float (12,6)
5 Đặc điểm Dac_diem String 50
Layer đối tượng vùng thủy hệ
1 ID ID Integer
2 Tên sông, ao, hồ Ten String 50
3 Diện tích D_tich Float (12,6)
4 Độ sâu trung bình Do_sau Float (12,6)
5 Đặc điểm Dac_diem String 50
b.Thông tin giao thông
TT Nội dung Tên trường Kiểu dữ liệu Độ rộng
1 ID ID Integer
2 Số đường Soduong Integer
3 Tên đường Ten String 50
4 Cấp hạng Cap_hang String 50
5 Chất liệu mặt Mat_duong String 50
6 Chiều dài C_dai Float (12,6)
7 Chiều rộng C_rong Float (12,6)
c. Thông tin biên giới địa giới
TT Nội dung Tên trường Kiểu dữ liệu Độ rộng
1 ID ID Integer
2 Các cấp địa giới Cac_cap String 50
3 Chiều dài C_dai Float (12,6)
4 Ghi chú G_chu String 50
d. Thông tin địa hình
TT Nội dung Tên trường Kiểu dữ liệu Độ rộng
1 ID ID Integer
2 Độ cao Do_cao Float (12,6)
3 Ghi chú G_chu String 50
e. Thông tin dân cư
TT Nội dung Tên trường Kiểu dữ liệu Độ rộng
1 ID ID Integer
2 Tên_hành chính Ten_HC String 50
3 Diện tích D_tich Float (12,6)
4 Đặc điểm Dac_diem String 50
f. Thông tin phủ bề mặt
TT Nội dung Tên trường Kiểu dữ liệu Độ rộng
1 ID ID Integer
2 Tên loại thực vật Ten_Tvat String 50
3 Ghi chú G_chu String 50
96
g. Thông tin cơ sở hạ tầng
* Phân lớp: gồm 6 nhóm lớp
YTE, CAUCONG, TRUONGHOC, GIAOTHONG, KENHDAO,
TRAMXANGDAU.
Tên lớp Dạng Loại đối tượng biểu thị
YTE Điểm Các cơ sở y tế
CAUCONG Điểm Cầu, cống
TRUONGHOC Điểm Trường học
GIAOTHONG Đường Các loại đường giao thông
KENHDAO Đường Các loại kênh đào
TRAMXANGDAU Điểm Trạm xăng dầu
* Thông tin thuộc tính nhóm cơ sở hạ tầng Bảng thuộc tính đối tượng dạng điểm
Tên trường dữ liệu
Độ rộng trường dữ liệu (byte)
Kiểu dữ liệu Nội dung thông tin nhập
YTE
MA_LOAI 3 Short Integer Mã nhận dạng loại cơ sở y tế
LOAI 30 Text Loại cơ sở y tế
TEN 50 Text Tên cơ sở y tế
SO GIUONG 5 Long Integer Số giường bệnh
CAUCONG
MA_LOAI 2 Short Integer Mã nhận dạng loại cầu, cống
LOAI 10 Text Loại cầu, cống
TEN 40 Text Tên cầu, cống
CHATLIEU 10 Text Chất liệu của cầu, cống
CHIEU_DAI 3 Short Integer Chiều dài
CHIEU_RONG 3 Short Integer chiều rộng
TRONG_TAI 5 Long Integer Trọng tải
TRUONGHOC
MA_LOAI 2 Short Integer Mã nhận dạng loại trường
LOAI 30 Text Loại trường học
TEN 50 Text Tên trường học
TRAMXANGDAU
MA_LOAI 2 Short Integer Mã nhận dạng loại kho
chứa, trạm tiếp xăng
LOAI 10 Text Loại
TEN 40 Text Tên
TTR_HDONG 40 Text Tình trạng hoạt động
Bảng thuộc tính đối tượng dạng đường Tên trường
dữ liệu
Độ rộng trường dữ liệu (byte)
Kiểu dữ liệu Nội dung thông tin nhập
GIAOTHONG
MA_LOAI 2 Short Integer Mã nhận dạng loại đường
giao thông
LOAI_DUONG 40 Text Loại đường giao thông
TEN 40 Text Tên đường giao thông
CHIEU_DAI 8 Long Integer Chiều dài
CHIEU_RONG 8 Long Integer Chiều rộng
KENHDAO
TEN 20 Text Tên kênh đào
CHIEU_DAI 8 Long Integer Chiều dài
MUCDICH 50 Text Mục đích sử dụng
98