Một trong những phỏt triển ứng dụng GIS là phõn tớch dữ liệu, đú cũng là chức năng quan trọng và mang đặc điểm khỏc biệt và ƣu điểm hơn hẳn so với cỏc hệ thống thụng tin khỏc. Phõn tớch dữ liệu khụng gian bao gồm việc sử dụng cỏc phộp toỏn để sắp xếp cỏc dữ liệu đú cũng nhƣ dữ liệu thuộc tớnh cú liờn quan. Cỏc phộp toỏn khụng gian cú thể đƣợc sử dụng liờn tiếp nhau để giải quyết vấn đề nào đú. Trong GIS, việc phõn tớch hay khai thỏc dữ liệu cú thể đƣợc thực hiện ở cỏc mức độ khỏc nhau nhƣ sau:
- Dữ liệu thuộc tớnh trong cỏc bảng đƣợc sắp xếp lại để trỡnh bày trong cỏc bỏo cỏo hay sử dụng ở cỏc hệ mỏy tớnh khỏc.
- Cỏc thao tỏc đƣợc thực hiện trờn cỏc dữ liệu hỡnh học hay ở chế độ tỡm kiếm hay vỡ mục đớch tớnh toỏn.
- Cỏc thao tỏc logic, số học và thống kờ đƣợc thực hiện ở cỏc bảng thuộc tớnh.
- Hỡnh học và thuộc tớnh đƣợc dựng chung để lập cỏc bộ dữ liệu mới dựa trờn cỏc thuộc tớnh gốc và phat sinh; hay lập bộ dữ liệu mới dựa trờn cỏc mối quan hệ địa lý.
Núi cỏch khỏc, phõn tớch dữ liệu GIS cú thể đƣợc xếp thành 3 nhúm: Hỏi đỏp cơ sở dữ liệu, lập bản đồ phỏt sinh và mụ hỡnh húa quỏ trỡnh. Hỏi đỏp đơn thuần là tỡm kiếm thụng tin cú sẵn trong cơ sở dữ liệu. Lập bản đồ phỏt sinh là quỏ trỡnh tạo ra cỏc lớp dữ liệu mới từ cỏc lớp dữ liệu cũ. Vớ dụ nhƣ trong cơ sở dữ liệu cú lớp hiện trạng của hai thời điểm, ta cú thể chồng xếp để cú đƣợc lớp bản đồ phỏt sinh là lớp biến động hiện trạng sử dụng đất.
Hỏi đỏp: Phộp hỏi đỏp bao gồm việc nhận biết cỏc đối tƣợng thỏa món một hay nhiều điều kiện hay tiờu chớ nào đú. Cỏc đối tƣợng đƣợc lựa chọn cú thể đƣợc ghi lại trờn một lớp dữ liệu mới hoặc dữ liệu hỡnh học hay thuộc tớnh của chỳng và đƣợc lƣu lại theo vài cỏch khỏc nhau.
Cú rất nhiều phộp lựa chọn tựy thuộc vào nhu cầu khai thỏc dữ liệu của ngƣời sử dụng, hỡnh 3.17 sau đõy là mụ phỏng cỏch chọn đối tƣợng theo thuộc tớnh. Lựa chọn hàm lƣợng NH4 cú trong nƣớc ngầm vƣợt tiờu chuẩn cho phộp
Hỡnh 3.17. Lựa chọn hàm lƣợng NH4>0.1mg/l trong nƣớc ngầm
Chồng ghộp: Chồng ghộp lớp thụng tin là cụng cụ phõn tớch khụng gian lợi thế và là một yếu tố quan trọng đứng phớa sau sự phỏt triển của cụng nghệ GIS. Chồng ghộp là sự gộp chung dữ liệu khụng gian và dữ liệu thuộc tớnh của hai hay nhiều lớp dữ liệu.
Với cơ sở dữ liệu của tỉnh Phỳ Thọ, ta cú thể chồng ghộp để cú đƣợc cỏc lớp thụng tin phỏt sinh tựy thuộc vào yờu cầu của ngƣời khai thỏc dữ liệu
Hỡnh 3.18. Cỏc lớp thụng tin tài nguyờn mụi trƣờng
Chiết xuất:
Là khả năng tỏch lọc cỏc thụng tin cần thiết phục vụ cho một mục đớch nào đú. Vớ dụ Mụ hỡnh số địa hỡnh đƣợc xõy dựng dựa trờn nhúm lớp thụng tin địa hỡnh. Mụ hỡnh cho thấy rừ mức độ chia cắt địa hỡnh tỉnh phỳ thọ, màu nõu thể hiện nỳi cao ở phớa tõy, tõy nam, thuận lợi phỏt triển rừng, màu xanh thể hiện vựng đồng bằng cú địa hỡnh thấp hơn, phự hợp phỏt triển cõy lƣơng thực, chăn nuụi.
Hỡnh 3.19. Mụ hỡnh số độ cao địa hỡnh
Lập cỏc bản đụ chuyờn đờ:
Từ cơ sở dữ liệu GIS đó đƣợc xõy dựng , cỏc bản đồ chuyờn đề tài nguyờn - mụi trƣờng đƣợc thành lập. Nội dung của bản đồ chuyờn đề đƣợc trỡnh bày thụng
qua phần mềm ArcMap. Đõy là phần mềm cú cỏc thƣ viện về ký hiệu, chữ và màu sắc khỏ phong phỳ . Đảm bảo việc thành lập bản đồ chuyờn đề đƣợc nhanh chúng , tiện dụng và chất lƣợng. Cỏc bản đồ chuyờn đề đề tài nguyờn - mụi trƣờng dƣới đõy đƣợc lập dựa trờn cơ sở dữ liệu tài nguyờn - mụi trƣờng tỉnh Phỳ Thọ.
Cỏc bƣớc chung xõy dựng lớp thụng tin chuyờn đề:
Thiết kế khung chuẩn
Hỡnh 3.20 đến Hỡnh 3.24 Cỏc bƣớc lập lớp thụng tin chuyờn đề
.
- Lớp hiện trạng hàm lƣợng BOD, COD mụi trƣờng nƣớc mặt tỉnh Phỳ Thọ và lớp hiện trạng ụ nhiễm NH4 nƣớc ngầm tỉnh Phỳ Thọ. Chiết xuất ra lớp thụng tin chuyờn đề tƣ cơ sở dữ liệu đƣợc xõy dựng ở trờn
Sử dụng cụng cụ phõn tớch 3D Analyst, kết hợp với số liệu quan trắc đƣợc xõy dựng ở trờn, chất nào bị ụ nhiễm cú thể hiển thị trờn lớp bản đồ chuyờn đề
Lớp thụng tin chuyờn đề đƣợc xõy dựng nhƣ sau
nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 1.Nội suy khoảng cỏch
Tạo khung, lƣới grids, sử dụng hệ tọa độ chuẩn quốc
gia Vn 2000
2. Chạy ra cỏc vựng ụ nhiễm dƣới dạng raster từ điểm quan
trắc
3. Convert từ raster sang dạng
vựng
Hỡnh 3.22
Hỡnh 3.25 Vớ dụ minh họa cho lớp chuyờn đề hiện trạng ụ nhiễm NH4
- Lớp phủ thực vật tỉnh Phỳ Thọ: Đƣợc xõy dựng dựng dựa cơ sở dữ liệu tài nguyờn mụi trƣờng , tổng hợp từ lớp phủ bề mặt , khung chuẩn, lớp thụng tin về
Hỡnh 3.24
4. Dựng cụng cụ clip trờn arcToolbox đế cắt dữ liệu thừa bờn ngoài địa phận tỉnh
5. Biờn tập lại cỏc lớp thụng tin trờn bản đồ
giao thụng chớnh đƣợc tỏch từ nhúm lớp giao thụng trong gúi dữ liệu nền địa lý, lớp thụng tin thủy hệ, lớp thụng tin về BiờnGioiDiaGioi
Hỡnh 3.26 Vớ dụ minh họa cho lớp phủ thực vật
- Lớp hiện trạng sử dụng đất tỉnh Phỳ Thọ: Đƣợc chiết xuất từ gúi cơ sở dữ liệu gồm một số nhúm lớp: Lớp khu chức năng, lớp giao thụng, lớp thủy hệ đƣờng, thủy hệ vựng, lớp phủ bờ mặt …tựy theo mức độ chi tiết cú thể trỡnh bày thờm trờn bản đồ. Bản đồ hiện trạng đƣợc chiết xuất từ nguồn dữ liệu này cú ƣu điểm nhanh, cú độ chớnh xỏc cao. Tựy theo từng tỷ lệ cú thể hiển thị chi tiết
Hỡnh 3.27 Vớ dụ minh họa cho lớp hiện trạng sử dụng đất
Sau đõy là cỏc lớp thụng tin chuyờn đề đƣợc chiết xuất từ cơ sở dữ liệu tài nguyờn mụi trƣờng tỉnh Phỳ Thọ
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
1. Lõ̀n đõ̀u tiờn đ ó xõy dựng đƣợc cơ sở dữ liệu nền địa lý và cơ sở dữ liệu chuyờn đề tài nguyờn - mụi trƣờng cho tỉnh Phỳ Thọ. Việc xõy dựng cơ sở dữ liệu đƣợc thực hiện dựa trờn cỏc thao tỏc chuyển đổi dữ liệu gốc từ khuụn dạng DGN sang ArcGIS. Kết quả của quỏ trỡnh chuyển đổi đƣợc tổ chức theo Geodatabase, là một hệ tổ chức dữ liệu khoa học chuẩn thế giới trong GIS.
2. Bờn cạnh cỏc cụng cụ hữu hiệu nhƣ chớnh sỏch, phỏp luật, kinh tế, cơ sở dữ liệu GIS là cụng nghệ và cụng cụ quan trọng hỗ trợ hiệu quả cho cụng tỏc quản lý mụi trƣờng. Đõy là nội dung quan trọng, thể hiện hành động rừ ràng và cụ thể trong nỗ lực bảo vệ mụi trƣờng của Nhà nƣớc và cỏc cơ quan, ban ngành.
3. Cơ sở dữ liệu GIS cung cấp những thụng tin quan trọng về sự biến đổi cỏc thành phần tài nguyờn và mụi trƣờng của tỉnh Phỳ Thọ; cập nhật, lƣu trữ, chia sẻ và phõn tớch khụng gian, giỳp cỏc nhà lónh đạo, cỏc nhà quản lý cú những quyết định đỳng đắn và kịp thời. Là tài liệu thiết thực để gúp phần bảo vệ mụi trƣờng và phỏt triển bền vững.
4. Từ cỏc tổ chức cơ sở dữ liệu GIS, đó chọn lọc và tổng hợp cỏc cỏc lớp thụng tin xõy dựng một số bản đồ chuyờn đề truyền thống thể hiện cỏc đối tƣợng khỏc nhau của lónh thổ nhƣ bản đồ lớp phủ thực vật, bản đồ hiện trạng sử dụng đất…cũng nhƣ cỏc bản đồ chuyờn đề thể hiện rất chi tiết cỏc bản chất của đối tƣợng về định tớnh và định lƣợng nhƣ: mức độ ụ nhiễm NH4 trong nƣớc ngầm, hàm lƣợng COD, BOD trong mụi trƣờng nƣớc mặt...Cả hai kiểu trờn đƣợc biểu diễn dƣới dạng bản đồ bằng thủ phỏp mụ hỡnh húa toỏn học cỏc thụng số thành một mặt cong liờn tục, cú thể phõn chia cỏc thụng số ụ nhiễm theo bảng màu, từ đú đỏnh giỏ đƣợc khu vực ụ nhiễm dựa trờn bản đồ.
5. Trờn cơ sở dữ liệu Tài nguyờn mụi trƣờng đó đƣợc xõy dựng, bằng cỏch sử dụng cỏc chức năng chuyờn dụng của ArGIS cú thể đƣa ra yờu cầu để đƣợc cung cấp thờm một số chức năng, chiết xuất, trỡnh bày dữ liệu, lập bỏo cỏo đƣa ra giải phỏp tối ƣu phục vụ mục đớch bảo vệ mụi trƣờng.
Kiến nghị
Đề tài mới chỉ dừng lại ở việc xõy dựng cơ sở dữ liệu chuyờn đề tài nguyờn - mụi trƣờng mang tớnh chất tổng hợp với 4 nhúm lớp, cõ̀n tiờ́p tu ̣c phát triờ̉n nghiờn cƣ́u nhằm tớch hợp đƣợc cơ sở dữ liệu mụi trƣờng đầy đủ để cú thể đƣa ra những phõn tớch đỏnh giỏ khỏch quan hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Trần Quốc Bỡnh(2004), “Bài giảng ESRI AGIS 8.1” Đại học quốc gia Hà Nội - Đại học Tự nhiờn
2. Bộ Tài Nguyờn và Mụi Trƣờng (2008), “Quyết định 06/07/QĐ-BTNMT về việc ban hành Quy định ỏp dụng chuẩn thụng tin địa lý cơ sở quốc gia”
3. Cục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam - Bộ Tài nguyờn và Mụi trƣờng (2009), “Hướng dẫn số húa và biờn tập bản đồ địa hỡnh tỷ lệ 1:10.000”
4. Cục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam - Bộ Tài nguyờn và Mụi trƣờng (2008),
“Mụ hỡnh cấu trỳc và nội dung dữ liệu nền địa lý 1:10000”
5. Cục Cụng nghệ thụng tin - Bộ Tài nguyờn và Mụi trƣờng (2009), “Hướng
dẫn sử dụng phần mềm Arcgis”
6. Thạc Bỡnh Cƣờng (2005), “Phõn tớch và thiết kế hệ thống thụng tin”, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội
7. Nguyễn Ngọc Dung (2008), “Quản lý tài nguyờn và mụi trường”, NXB Xõy Dựng, Hà Nội.
8. Nguyễn Văn Đài (2002), “Hệ thụng tin địa lý (GIS)”, Giỏo trỡnh trƣờng đại học khoa học tự nhiờn - Hà Nội.
9. Vừ Chớ Mỹ (2010), “Xõy dựng cơ sở dữ liệu GIS mụi trường ”á Bài giảng sau đại học cho ngành kỹ thuật trắc địa, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội. 10.Sở Tài nguyờn và Mụi trƣờng tỉnh Phỳ Thọ (2010), “Bỏo cỏo hiện trạng Mụi
trường tỉnh Phỳ Thọ”.
11.Sở Tài nguyờn và Mụi trƣờng tỉnh Phỳ Thọ(2010), “Tỡnh hỡnh thực hiện
nhiệm vụ, dự ỏn về tài nguyờn và mụi trường”
12.Trần Văn Thụy, Trõn Minh, Nguyễn Đỡnh Dƣơng, Mia Lammens, William De Genst, BeataM.de Vliegher (TP Hụ Chớ Minh-2007) “GIS (Hệ thống
thụng tin địa lý) trong nghiờn cứu sinh thỏi và đa dạng sinh học” Tập bài giảng cao học
13.Tổng cục mụi trƣờng - Bộ tài nguyờn và mụi trƣờng, htt:vea.gov.vn
14.Tổng cục mụi trƣờng, “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt”
15.Tổng cục mụi trƣờng, “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khụng khớ xung quanh “
16.Tổng cục mụi trƣờng, “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn cho phộp về kim loại nặng trong đất”
17.Tổng cục mụi trƣờng, “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm”
18.Tổng cục mụi trƣờng, “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về dư lượng húa chất bảo vệ thực vật trong đất”
19.Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ (2008 - 2009), Dự ỏn: “Thành lập cơ sở dữ liệu nền địa lý 1/10.000 gắn với mụ hỡnh số độ cao phủ trựm cỏc tỉnh Thỏi
Nguyờn, Phỳ Thọ”.
20. Ngụ Trung Việt (1999), “Phỏt triển hệ thống thụng tin, gúc nhỡn của người
quản lý”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội
21.Viện khoa học và cụng nghệ Việt Nam (Phõn viện vật lý tại TP Hụ Chớ Minh - 2005), “Giỏo trinh AGis cơ bản”
22.Nguyễn Trƣờng Xuõn (2006), “Giỏo trỡnh hệ thụng tin địa lý”, ĐH Mỏ Địa Chất, Hà Nội.
Tiếng Anh
23.Andrew MacDonal, “Building a Geodatabase”
24.Bernhardsen T. (1999) ” Geographic information systems”. An introduction. 2nd edition. New York (USA)
25.Burrough P.A., McDonnell R.A. (1998) “Principles of geographical information systems”. Oxford (UK): Oxford University Press, 333 p. ISBN 0-19-823365-5
26.Burrouch P.A(1987), “Principle of Geographycal Information System for
Land Resources Assessment”, Oxford.
27.Keith C.Clare * Bradley O.Parks * Michael P.Crane (2006), “Geographic Infomation Systems and Environmental Modeling”, Published by Prentice - Hall of India, New Delhi.
28.Jil McCoy, Kevin Jonhston, Steve Kopp, Brett Borup, Jacson Willison, Bruce Payne(2001-2002), “Using_ArcGIS_Spatial_Analyst_Tutorial”
29.John Picle (1999), “Cartography, Digitan Transition and Questions of Hystory”, ICA Ottawa.
30.Robert Laurini, Derek Thompson. “Fundamentals of spatial information systems”. Academic Press 1992.