8. Cấu trỳc của luận văn
1.4.5. Phương phỏp chuyờn gia
Nhiệm vụ của đề tài liờn quan đến nhiều vấn đề chuyờn ngành khỏc. Cần thụng qua ý kiến chuyờn gia về luận cứ khoa học, giải phỏp tổng thể trong quỏ trỡnh thiết kế, xõy dựng CSDL.
1.4.6. Phương phỏp phõn tớch nhõn tốứng dụng trong đỏnh giỏ tổng hợp
Ứng dụng kỹ thuật phương phỏp phõn tớch nhõn tố giải quyết cỏc nhiệm vụ cụ thể sau:
* Thực hiện cỏc phộp phõn tớch thành phần (Component Analysis). Đõy là cụng việc tối thiểu phải làm để cú được cỏc tải trọng thành phần. Đõy là bước cần thiết để thực hiện nộn thụng tin (loại bỏ lượng tin cú mức ý nghĩa thấp) nhờ việc khảo sỏt cỏc trị riờng hay đúng gúp của cỏc thành phần vào phương sai chung (communality); xỏc định số lượng nhõn tố chớnh cho cỏc phộp phõn tớch tiếp theo.
* Phõn tớch nhõn tố chớnh (Principal Factor Analysis). Về bản chất, kỹ thuật này cũng giống như phõn tớch thành phần. Cỏi khỏc là ma trận tương quan rỳt gọn với cỏc giỏ trị h2j trờn đường chộo chớnh. Sau khi dựa vào kết quả phõn tớch thành phần, người sử dụng thấy cần phải loại bỏ bớt thụng tin cú mức ý nghĩa thụng tin thấp đối với bài toỏn cụ thể đang thực hiện, ấn định số lượng nhõn tố chớnh cần và đủ để mụ tả cỏc đối tượng nghiờn cứu, trỡnh sẽ tự động tớnh cỏc trọng số cho cỏc nhõn tố chớnh.
* Phõn tớch hợp lý cực đại (Maximum Likelihood): phõn phối một cỏch hợp lý nhất thụng tin chứa trong ma trận tương quan rỳt gọn để xỏc định lại cỏc tải trọng nhõn tố chớnh. Cú thể đi thẳng từ kết quả phõn tớch thành phần đến hợp lý cực đại, khụng cần qua bước phõn tớch nhõn tố chớnh.
* Phộp quay Varmax. Sau khi thực hiện cỏc phộp phõn tớch thành phần hay nhõn tố chớnh, ta cú một khụng gian cú số chiều bằng số thành phần hay nhõn tố chớnh. Đầu ra của cụng đoạn này là ma trận cỏc điểm đỏnh giỏ đó được cõn bằng theo cỏc trọng số khỏch quan cho từng đối tượng ở từng chỉ tiờu.
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA Lí VỀ CƠ SỞ HẠ TẦNG
2.1. CHUẨN THễNG TIN ĐỊA Lí
Chuẩn thụng tin địa lý là hệ thống cỏc tiờu chuẩn về cỏch thức, quy định cỏch mụ tả, biểu thị, cỏch xõy dựng cơ sở dữ liệu từ nhận thức thế giới thực đến cơ sở dữ liệu địa lý được lưu trữ theo cấu trỳc, khuụn dạng nào đú. Cỏc thành phần trong cơ sở dữ liệu và cỏc phần tử trong mụ hỡnh, tất cả cỏc yếu tố này đều được quy định theo cỏc chuẩn thống nhất. Tuy nhiờn, tựy mức phõn tớch sõu của mụ hỡnh mà số lượng chuẩn sử dụng nhiều hay ớt.
Cụng việc xõy dựng chuẩn thụng tin địa lý rất quan trọng. Cỏc chuẩn này phục vụ cho việc quản trị cỏc yếu tố khụng gian và cũn là cơ sở phõn tớch cỏc tỏc nghiệp chuyờn mụn cỏc phõn hệ ngành trong tỉnh, thành lập cỏc hệ trợ giỳp quyết định.
Chuẩn thụng tin địa lý được thiết kế nhằm chuẩn húa cỏc hoạt động sau: - Xõy dựng dữ liệu địa lý theo cỏc mục tiờu đó đặt ra
- Trao đổi và chia sẻ dữ liệu địa lý - Cập nhật dữ liệu địa lý
- Xõy dựng cỏc hệ thống ứng dụng
Hiện nay, tổ chức chuẩn húa quốc tế ISO (International Organization for Standardization) đó thành lập ủy ban kỹ thuật 211 về thụng tin địa lý/ địa tin học ISO/TC211 (International Standard Organization for Geographic information/Geomatics) để xõy dựng chuẩn cho thụng tin địa lý. Mục đớch của ISO/TC211 là phỏt triển một bộ cỏc chuẩn tớch hợp cho thụng tin địa lý và hỗ trợ triển khai chuẩn trờn phạm vi quốc tế. Tại Việt Nam, bộ Tài nguyờn và Mụi trường đó bước đầu ban hành được bộ quy chuẩn cơ sở quốc gia về thụng tin địa lý. Danh mục cỏc chuẩn xõy dựng trong nội dung chuẩn hoỏ GIS cơ sở Quốc gia được trỡnh bày trong bảng 2.1
Bảng 2.1. Danh mục cỏc chuẩn
TT Tờn chuẩn Cơ sở ỏp dụng
1 Chuẩn thuật ngữ Terminology standard (ISO 19104) 2 Chuẩn về Hệ thống tham
chiếu khụng gian
Spatial Referencing by coordinate, by geographical identifiers (ISO 19111, 19112) 3 Chuẩn mụ hỡnh cấu trỳc dữ liệu Conceptual schema language, Data model (ISO 19103, 19107, 19108, 19109) 4 Chuẩn về phõn loại đối tượng Feature Cataloguing & Feature and Attribute Coding Catalogue – FACC
TT Tờn chuẩn Cơ sở ỏp dụng
5 Chuẩn về trỡnh bày, hiển thị Portrayal and Symbolization (ISO 19117) 6 Chuẩn về chất lượng dữ liệu khụng gian Quality principles (ISO 19113)
7 Chuẩn về siờu dữ liệu - Metadata
Metadata (ISO 19115and ANZLIC version 1, FGDC)
8 Chuẩn về mó húa, trao đổi dữ liệu Encoding, Dsata Exchange (ISO 19118, DIGEST)
2.1.1.Chuẩn thuật ngữ
Chuẩn thuật ngữ (Terminology Standard) cú mục đớch chuẩn húa về cỏc khỏi niệm, cụm từ sử dụng trong bộ tài liệu chuẩn hoỏ. Những thuật ngữ này được sử dụng như là những khỏi niệm cơ bản cho phộp liờn kết cỏc nội dung chuẩn húa với nhau. Chuẩn húa thuật ngữ giỳp cho cỏc bờn tham gia trong xõy dựng và sử dụng TTĐL cú cựng chung một ngụn ngữ.
2.1.2. Chuẩn về hệ thống tham chiếu khụng gian
Trong lĩnh vực hệ thống thụng tin địa lý ở Việt Nam hiện nay, chuẩn về hệ quy chiếu và toạ độ quốc gia là chuẩn đó được hoàn thiện một cỏch đầy đủ. Hiện nay chuẩn Hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia VN-2000 đó được ban hành tạo nền tảng thống nhất về cơ sở quy chiếu cho dữ liệu đo đạc bản đồ núi chung và dữ liệu thụng tin địa lý núi riờng. Chuẩn này bao gồm cỏc quy định về:
- Phạm vi ỏp dụng cho tất cả hệ thống toạ độ cỏc cấp hạng, bản đồ địa hỡnh, bản đồ nền, bản đồ địa chớnh, bản đồ hành chớnh quốc gia và cỏc loại bản đồ chuyờn dụng khỏc.
- Cỏc tham số của hệ quy chiếu: Ellipsoid WGS-84 toàn cầu, cỏc kớch thước, tốc độ gúc quay, hằng số trọng trường, định vị và điểm gốc toạ độ quốc gia.
- Hệ thống toạ độ phẳng, lưới chiếu bản đồ quy định cho cỏc tỷ lệ.
2.1.3. Chuẩn mụ hỡnh cấu trỳc dữ liệu địa lý
Chuẩn về mụ hỡnh cấu trỳc dữ liệu quy định cấu trỳc của dữ liệu thụng tin địa lý sẽ được tổ chức và được xõy dựng như thế nào. Đối với cỏc thụng tin địa lý nền được ỏp dụng theo chuẩn mụ hỡnh cấu trỳc dữ liệu địa lý quốc gia và cỏc văn bản kỹ thuật và cỏc quy phạm thành lập bản đồ địa hỡnh cỏc tỷ lệ bao gồm cỏc quy định về biểu diễn mụ hỡnh cấu trỳc, cỏc kiểu dữ liệu nguyờn thuỷ, cỏc cấu trỳc dữ liệu cơ bản, mụ hỡnh đối tượng địa lý tổng quỏt...
2.1.4. Chuẩn về phõn loại đối tượng địa lý
Chuẩn quy định phương phỏp phõn loại đối tượng. Chuẩn về phõn loại đối tượng sẽ định nghĩa những kiểu đối tượng địa lý cựng với thuộc tớnh và những mối
quan hệ. Chuẩn nờu rừ cỏch phõn loại, nhận dạng, nội dung ý nghĩa của từng loại đối tượng này đồng thời cũng mụ tả cụ thể về quan hệ giữa cỏc đối tượng và dữ liệu thuộc tớnh cần phải cú của từng đối tượng.
2.1.5. Chuẩn thể hiện trỡnh bày dữ liệu địa lý
Chuẩn xỏc định một cơ chế cho phộp trỡnh bày bộ dữ liệu theo những cỏch khỏc nhau mà khụng làm thay đổi nội dung dữ liệu. Cỏch thức xõy dựngdựa trờn cỏc chuẩn quy định về trỡnh bày bản đồ số đó cụng bố và thiết kế, biờn tập bộ ký hiệu chuẩn cho bộ cơ sở dữ liệu.
2.1.6. Chuẩn về chất lượng dữ liệu khụng gian
Chuẩn này quy định uy trỡnh đỏnh giỏ chất lượng. Chất lượng dữ liệu được phõn thành chất lượng định lượng và chất lượng phi định lượng. Cỏc yếu tố chất lượng dữ liệu định lượng bao gồm tớnh đầy đủ của cỏc đối tượng, thuộc tớnh và quan hệ của chỳng, tớnh nhất quỏn logic về khỏi niệm (concept), miền giỏ trị (domain), về khuụn dạng (format), về topology, quan hệ cỏc thuộc tớnh, độ chớnh xỏc của giỏ trị, vị trớ, thời gian... cỏc yếu tố chất lượng dữ liệu phi định lượng bao gồm như mục đớch, xuất xứ, cỏc ứng dụng mà bộ dữ liệu đó sử dụng....
2.1.7. Chuẩn siờu dữ liệu (Metadata)
Siờu dữ liệu là một loại dữ liệu mụ tả cỏc thụng tin liờn quan đến tỡnh trạng dữ liệu trong CSDL. Cỏc thụng tin này cho biết dữ liệu nào đang được lưu trữ trong CSDL, phương phỏp thu thập, xử lý và tớch hợp dữ liệu, cỏc mốc thời gian xõy dựng, cập nhật dữ liệu, chất lượng dữ liệu, tớnh phỏp lý của dữ liệu, phương thức lưu trữ dữ liệu, cỏc thủ tục truy cập và phõn phối dữ liệu, v.v.
2.1.8. Chuẩn mó hoỏ và trao đổi dữ liệu
Dữ liệu khụng gian cần được mó húa dựa trờn một quy tắc nhất định trong khuụn dạng mỏy tớnh cú thể hiểu được. Mó hoỏ dữ liệu được xem xột ở hai khớa cạnh: để lưu giữ và để trao đổi. Cỏc chuẩn về mụ hỡnh nội dung và cấu trỳc dữ liệu như mụ tả ở trờn tạo ra cơ sở xõy dựng một bộ dữ liệu chuẩn.
CSDL GIS cấp tỉnh về cơ bản tuõn theo chuẩn kỹ thuật Quốc gia về thụng tin địa lý do Bộ Tài nguyờn và Mụi trường ban hành.
2.2. YấU CẦU TRONG THIẾT KẾ CSDL ĐỊA Lí CẤP TỈNH
Cơ sở dữ liệu địa lý cấp tỉnh được thiết kế theo những yờu cầu sau:
- Cơ sở dữ liệu địa lý cấp tỉnh được thiết kế theo cấu trỳc của CSDL hệ thụng tin địa lý (GIS).
- Cấu trỳc của CSDL cần phải đảm bảo tớnh khoa học, mạch lạc.
- CSDL phải cú cấu trỳc mở đỏp ứng cho việc phỏt triển hệ thống và cập nhật dữ liệu sau này.
- Khuụn dạng của dữ liệu trong CSDL phải phự hợp với hiện trạng và trỡnh độ cụng nghệ chung tại địa phương và cú khả năng dễ dàng tớch hợp với CSDL địa lý quốc gia
Mụ hỡnh phỏt triển CSDL địa lý cấp tỉnh được xỏc định như hỡnh 2.1
CSDL địa lý Cấp tỉnh CSDL nền địa lý CSDL khụng gian chuyờn đề CSDL thuộc tớnh chuyờn đề CSDL khụng gian nền địa lý CSDL thuộc tớnh nền địa lý CSDL chuyờn đề Hỡnh 2.1. Mụ hỡnh phỏt triển CSDL địa lý cấp tỉnh
Cơ sở dữ liệu địa lý là sự tớch hợp giữa cơ sở dữ liệu khụng gian địa lý và cơ sở dữ liệu thuộc tớnh. Quy trỡnh thiết kế một mụ hỡnh CSDL địa lý được thực hiện theo tiến trỡnh chung thiết kế một mụ hỡnh CSDL quan hệ và cú sự phối hợp phõn tớch thuộc tớnh hỡnh học khụng gian và mối quan hệ đối tượng khụng gian địa lý để đảm bảo đồng thời nguyờn lý của hai loại mụ hỡnh CSDL. Quy trỡnh thiết kế được thực hiện qua cỏc bước sau:
Bước 1: Mụ hỡnh húa khỏi niệm (Conceptual model) từ thế giới thưc. Ở mức này cần phỏt hiện ra cỏc khối chức năng cơ bản mụ tả hoạt động của thế giới thực.
Bước 2:
- Định nghĩa cỏc đối tượng: mụ hỡnh húa cỏc đối tượng địa lý (define objects and relationship). Ở mức này xỏc định rừ cỏc đối tượng trong mụ hỡnh khụng gian, xỏc định rừ danh mục cỏc đối tượng trong từng lớp thụng tin, mụ tả đối tượng, xỏc định cỏc thuộc tớnh mụ tả, miền giỏ trị cỏc thuộc tớnh, dạng biểu thị của chỳng và cỏc quan hệ của chỳng.
- Lựa chọn biểu thị cho cỏc đối tượng địa lý (selectgeographic representation). Ở mức này xõy dựng cỏch biểu thị cỏc đối tượng (features) bằng cỏc dạng hỡnh học cơ bản như điểm, đường, vựng, hoặc mụ hỡnh rasters, topo, TIN... cho thuộc tớnh hỡnh học; cấu trỳc bảng dữ liệu thụng tin thuộc tớnh phi khụng gian.
- Kết quả: Đưa ra lược đồ cơ sở dữ liệu phục vụ cho giai đoạn thiết kế vật lý tiếp theo. Kết hợp với cỏc nhà chuyờn mụn kiểm tra phần thụng tin cỏc yếu tố chuyờn đề và miền xỏc định của cỏc thụng tin đú.
Bước 3:
- Xõy dựng cấu trỳc từng lớp dữ liệu bao gồm cấu trỳc dữ liệu thuộc tớnh khụng gian, cấu trỳc dữ liệu thuộc tớnh (phi khụng gian) với cỏc quy định chi tiết về biểu thị hỡnh học, bảng thụng tin thuộc tớnh với cỏc trường, kiểu, kớch thước và quan hệ liờn kết.
- Kết quả: Đưa ra mụ hỡnh cơ sở dữ liệu địa lý trong đú quy định cụ thể, chi tiết nội dung, cấu trỳc từng chủ đề, từng lớp thụng tin.
2.2.1. Nội dung của cơ sở dữ liệu địa lý cấp tỉnh
Trờn cơ sở khảo sỏt, phõn tớch, tổng hợp đặc điểm địa lý Việt Nam và chức năng cỏc sở, ban, ngành và ỏp bảng phõn loại đối tượng địa lý do Bộ Tài nguyờn và Mụi trường ban hành để thiết lập nội dung của cơ sở dữ liệu địa lý cấp tỉnh. Về cơ bản cơ sở dữ liệu địa lý cấp tỉnh cần chứa đựng những nội dung sau:
+ Dữ liệu nền mụ tả cỏc đặc trưng về bề mặt tự nhiờn lónh thổ, địa danh và sự phõn chia hành chớnh cỏc cấp.
+ Dữ liệu chuyờn đề mụ tả sõu về cỏc vấn đề, cỏc lĩnh vực nghiờn cứu của cỏc ngành gồm:
- Địa chất - Khoỏng sản - Địa chất thủy văn - Khớ hậu - Thủy văn - Thổ nhưỡng - Thảm thực vật - Mụi trường - Dõn cư - Nụng nghiệp - Cụng nghiệp - Giao thụng vận tải - Bưu chớnh - Viễn thụng - Thương mại - Giỏo dục - Y tế
- Văn hoỏ - Thể thao - Du lịch
Trờn thực tế, nội dung CSDL địa lý của từng tỉnh được xõy dựng phụ thuộc vào đặc điểm địa lý hệ thụng tin địa lý tự nhiờn, tài nguyờn, kinh tế-xó hội và nguồn tài liệu hiện cú của từng tỉnh. Vỡ vậy trong luận văn này chỉ đề xuất khung nội dung
CSDL nền địa lý cấp tỉnh núi chung, làm cơ sở đảm bảo tớnh thống nhất, và tạo điều kiện thuận lợi
a. Thiết lập danh mục đối tượng địa lý
Như đó trỡnh bày ở trờn, mụ hỡnh cơ sở dữ liệu nền địa lý được xõy dựng chung cho cấp tỉnh nờn danh mục đối tượng địa lý với vai trũ làm nền chung vừa phản ỏnh đỳng, toàn diện địa lý trờn toàn lónh thổ Việt Nam nhằm đảm bảo tớnh hệ thống, thống nhất trờn toàn quốc khi ỏp dụng cho từng đơn vị hành chớnh cụ thể.
Cỏc đối tượng địa lý trong danh mục đó lựa chọn cần được phõn loại, sắp xếp theo một nguyờn tắc nhất định dựa trờn đặc điểm đối tượng địa lý, cỏch thức tỏc động chỳng và mối quan hệ giữa cỏc chuyờn ngành trong quỏ trỡnh sử dụng chỳng nhằm nõng cao hiệu quả sử dụng.
Để đảm bảo tớnh thống nhất trong cơ sở dữ liệu, cần thiết nghiờn cứu mó húa tờn loại đối tượng địa lý. Việc mó húa tờn loại đối tượng địa lý đỳng đắn, khoa học khụng chỉ đảm bảo tớnh thống nhất của dữ liệu mà cũn tối ưu húa dữ liệu, trỏnh mất mỏt dữ liệu.
* Phõn loại đối tượng địa lý
Việc chia nhúm đối tượng địa lý nhằm phục vụ cho việc tổ chức quản lý đối tượng địa lý trong cơ sở dữ liệu địa lý và quỏ trỡnh tra cứu, tỡm kiếm thụng tin sau này của cỏc cơ quan quản lý nhà nước ở địa phương cũng như trung ương được thuận lợi.
Trờn cơ sở danh mục đối tượng địa lý và danh mục thuộc tớnh đó được lập, thực hiện phõn nhúm đối tượng địa lý theo nguyờn tắc sau:
- Mỗi loại đối tượng địa lý hoặc một số loại đối tượng địa lý cựng phản ỏnh một khớa cạnh của nền địa lý được xếp vào một phõn nhúm; cỏc đối tượng địa lý, cỏc phõn nhúm đối tượng địa lý trong mối quan hệ qua lại với nhau phản ỏnh cỏc khớa cạnh khỏc nhau của một mặt nào đú của địa lý khu vực được xếp vào một nhúm đối tượng.
- Cỏc loại đối tượng địa lý được sắp xếp vào cỏc nhúm phải đảm bảo đỏp ứng tổ chức quản lý đối tượng địa lý theo cấu trỳc khụng gian trong cỏc phần mềm ứng dụng về GIS hiện nay và nguyờn tắc của cơ sở dữ liệu quan hệ đồng thời thuận lợi cho quỏ