20.4. ỨNG DỤNG GIS QUẢN TRỊ MÔI TRƯỜNG
20.4.4. Quy trỡnh xõy dựng một hệ thống thụng tin ủịa lý phục vụ
ðể tiến tới xây dựng một GIS phục vụ công tác quản lý chung hoặc quản lý chuyên ngành trên quy mô một tỉnh/ thành phố, có thể tiếp cận theo quy trình sau:
a) Bước một (xỏc ủịnh mục tiờu của hệ thống) là một bước bắt buộc không thể thiếu với bất kì dự án xây dựng hệ gis nào. Mục tiêu này có thể chia thành mục tiêu trước mắt và mục tiêu lâu dài. Trong tiến trình xây
dựng hệ thống, mục tiờu cú thể ủược ủiều chỉnh nhưng khụng mõu thuẫn với mục tiờu ban ủầu ủề ra và vẫn tụn trọng mục tiờu lõu dài.
b) Bước hai (thiết kế hệ thống): Căn cứ vào mục tiêu của hệ thống, nhà thiết kế chọn mô hình hệ thống thích hợp. Trên cơ sở mô hình ủược chọn, nhà thiết kế hoạch ủịnh những nội dung của hệ thống và tiến hành thiết kế chi tiết từng phần. Sau khi thiết kế chi tiết từng phần, các nội dung thiết kế ủược tổng hợp lại ủể cú kế hoạch thực hiện. Trong tiến trỡnh thiết kế, cần quan tõm ủến khả năng phỏt triển của hệ thống (tớnh mở của hệ thống) ủể bảo ủảm mục tiờu trước mắt và mục tiờu lõu dài.
c) Bước ba (ủào tạo cỏn bộ làm việc trong hệ thống). Tiến trỡnh xõy dựng hệ thống cần quan tõm ủến việc ủào tào cỏn bộ kỹ thuật của hệ thống bao gồm chuyên viên chuyên ngành, chuyên viên GIS, quản trị viên GIS. Tựy theo tốc ủộ phỏt triển của GIS và thời gian ủào tạo mà nhà thiết kế se hoạch ủịnh kế hoạch ủào tạo thớch hợp cho từng nhúm cỏn bộ trong hệ thống, sự thành công của hệ thống phụ thuộc rất lớn vào lực lượng chuyên viờn ngành, chuyờn viờn cụng nghệ thụng tin ủịa lý, quản trị viờn hệ thống thụng tin ủịa lý.
Công nghệ GIS không những là một công nghệ mới mà còn là một cụng nghệ cao, việc ủào tạo chuyờn viờn cho hệ thống cần ủược quan tõm ủỳng mức, ủược tổ chức ủào tạo bởi những cơ quan ủào tạo chớnh quy, chuyên ngành GIS. Sẽ phát sinh mâu thuẫn giữa mục tiêu xây dựng một hệ GIS và ủào tạo con người theo kiểu “cầm tay chỉ việc” hoặc “thầy dạy là người mới vừa học xong một khóa ngắn hạn”. Công nghệ GIS cần có nhiều chuyờn viờn cú trỡnh ủộ cao nờn việc ủào tạo cần ủược thực hiện một cỏch cú hệ thống và nghiờm tỳc bởi cỏc cơ quan ủào tạo chớnh quy.
d) Bước bốn (trang bị kỹ thuật). Thông thường là một nội dung khú quyết ủịnh cho nhà lónh ủạo vỡ cú quỏ nhiều nhà cung cấp phần cứng, phần mềm chào mời nhiều loại trang thiết bị khỏc nhau. Một ủặc ủiểm quan trọng của thiết bị là cả phần cứng và phần mềm ủều giảm giỏ rất nhanh.
Trên thị trường hiện nay, có hai phương thức cung cấp thiết bị phần cứng, phần mềm là cung cấp trọn bộ và cung cấp từng phần theo modun có thể lựa chọn và tương thích với các thiết bị khác. Chọn phương thức cung
cấp theo modun, tiến hành trang bị dần theo nhu cầu thực của hệ thống sẽ ủạt ủược hiệu quả cao vỡ:
- Tận dụng ủược những trang thiết bị ủó ủược trang bị sẵn trong nhiều dự án khác nhau.
- Không phải chịu một sự khấu hao vô hình do sự giảm giá nhanh chống của thiết bị phần cứng, phần mềm.
- Có nhiều cơ hội thụ hưởng những thành quả mới nhất của công nghệ nhờ khả năng thớch và khụng lệ thuộc vào sự ủồng bộ của thiết bị.
- Không phụ thuộc vào nhà cung cấp trong thời gian trước mắt và lâu dài.
ðể ủạt ủược mục tiờu, tốt nhất nờn sử dụng một chuyờn gia tư vấn là một nhà khoa học có năng lực, không bị ảnh hưởng của các nhà cung cấp thiết bị phần cứng, phần mềm.
Trang bị kỹ thuật nờn thực hiện ủồng thời với việc ủào tạo, vỡ sau khi ủào tạo, nếu chuyờn viờn khụng ủược làm việc ngay trờn hệ thống sẽ dễ dàng bị mai mọt kiến thức.
e) Bước năm (xõy dựng cơ sở dữ liệu) - là một nội dung ủũi hỏi nhiều thời gian, tiền của, công sức, trí tuệ nhất.
Dữ liệu là tài nguyờn của hệ GIS chỉ khi nú là những giỏ trị thật, cú ủộ tin cậy, ủộ chớnh xỏc cao. Do ủú, khi xõy dựng hệ thống thụng tin ủịa lớ, cần ủầu tư thớch ủỏng cho việc xõy dựng cơ sở dữ liệu của hệ thống, bao gồm thu thập dữ liệu, kiểm tra, ủỏnh giỏ ủộ chớnh xỏc, ủộ tin cậy, thiết kế những quy trình cập nhật, liên thông dữ liệu… theo thống kê của nhiều hệ thống thụng tin ủịa lý trờn thế giới, chi phớ xõy dựng cơ sở dữ liệu ban ủầu của hệ thống thụng tin ủịa lý chiếm khoảng 80% kinh phớ ủầu tư.
Cú thể núi dữ liệu là “phần hồn” của GIS. Nú ủược tổ chức lưu trữ theo những quy luật nhất ủịnh gọi là cơ sở dữ liệu GIS. Từ cơ sở dữ liệu, các chuyên viên chuyên ngành thực hiện các bài toán theo yêu cầu của nhà quản lý ủể xuất ra những thụng tin cú giỏ trị cao, giỳp ớch cho cụng tỏc ra quyết ủịnh. Giỏ của phần cứng, phần mềm ngày càng giảm, nhưng giỏ trị kinh tế của dữ liệu ngày càng tăng. Dữ liệu khai thác ngày càng nhiều thì
Dữ liệu GIS bao gồm những dữ liệu không gian, dữ liệu phi không gian, liờn kết nhau, cú thể ủược quản lý trờn mạng theo mụ hỡnh tập trung hay phân tán. Cơ sở dữ liệu của hệ GIS bao gồm hai phần chính là: cơ sở dữ liệu nền (bản ủồ nền) và cơ sở dữ liệu chuyờn ngành.
- Cơ sở dữ liệu nền (bản ủồ nền) bao gồm một lượng lớn thụng tin mà hệ GIS chuyờn ngành nào cũng sử dụng như thụng tin về lưới toạ ủộ (toạ ủộ ủịa lớ, toạ ủộ quốc gia), thụng tin về mạng giao thụng, thủy hệ, ủộ cao, ủịa giới hành chớnh, thực bỡ, giải thửa… Cơ sở dữ liệu nền cú thể ủược xõy dựng từ những thụng tin trong bản ủồ ủịa hỡnh.
Hỡnh 20.8: Mụ hỡnh cơ sở dữ liệu của hệ thống thụng tin ủịa lý phục vụ quản trị môi trường.
Trong ủiều kiện hiện nay, cơ sở dữ liệu nền cú thể ủược xõy dựng theo quy trình ba bước:
1) Số húa bản ủồ giấy: Chọn bản ủồ ủịa hỡnh cú tỉ lệ thớch hợp và số húa, ủể làm cơ sở dữ liệu nền. Trong tương lai, cụng nghệ số húa sẽ khụng tồn tại ủể nhường chỗ cho cụng nghệ làm bản ủồ số. Ở ủõy cũng cần lưu ý tớnh chất phi tỉ lệ của bản ủồ số hoặc bản ủồ húa.
2) Thiết kế và xõy dựng cơ sở dữ liệu bản ủồ húa: ðể ủỏp ứng nhu cầu cần lưu trữ, truy vấn hiển thị, phõn tớch dựa trờn bản ủồ nền số húa, dữ liệu bản ủồ vừa số húa cần phải ủược lưu trữ và quản lý bởi một hệ quản trị cơ sở dữ liệu bản ủồ thớch hợp.
Cơ sở dữ liệu
tài nguyeân
thieân nhieân
Cơ sở dữ liệu
moâi trường
Cơ sở dữ liệu
tài nguyeân
thieân nhieân
Cơ sở dữ liệu
tài nguyeân
thieân nhieân
Cơ sở dữ liệu
tài nguyeân
thieân nhieân Cơ sở dữ liệu nền (bản đồ nền)
3) ðiều chỉnh dữ liệu nền: Tiến trỡnh số húa bản ủồ giấy phỏt sinh sai sút mà nguyờn nhõn cơ bản là sự sai sút thụng tin trờn bản ủồ giấy và sự sai sút do cụng nghệ húa bản ủồ giấy. Do ủú, cần phải cú một quy trỡnh cụng nghệ thớch hợp ủể ủiều chỉnh dữ liệu bản ủồ số húa, bảo ủảm tớnh chớnh xỏc ủối với dữ liệu nền của một hệ GIS.
- Cơ sở dữ liệu chuyên ngành bao gồm dữ liệu của các yếu tố liên quan ủến chuyờn ngành ấy ủược biểu diễn theo mụ hỡnh khụng gian và phi không gian liên kết. Có thể có cơ sở dữ liệu cũ các chuyên ngành như tài nguyên thiên nhiên, môi trường. Khi thiết kế cơ sở dữ liệu chuyên ngành cần chỳ ý ủến những quan hệ giữa cỏc yếu tố ủơn tớnh trong một chuyờn ngành với nhau. ðối với chuyên ngành, tùy theo mục tiêu của hệ GIS, những quy trỡnh xõy dựng cơ sở dữ liệu ủược thiết kế như nhau.
- Cập nhật dữ liệu: Dữ liệu GIS ủược khai thỏc hữu hiệu khi ủược cập nhật thường xuyên. Quy trình cập nhật dữ liệu chuyên ngành trong hệ thống ủược thiết kế sẵn trong tiến trỡnh xõy dựng hệ thống. Cụng tỏc cập nhật ủược tổ chức cho cỏc chuyờn viờn chuyờn ngành ủược ủào tạo về GIS thực hiện. Cập nhật dữ liệu và khai thác tốt sẽ có giá trị ngày càng cao.
Ở ủõy, cũng cần phõn biệt atlas và cơ sở dữ liệu GIS. Atlas hiển thị cỏc yếu tố ủơn tớnh theo khụng gian dưới dạng những bản ủồ chuyờn ủề ủược thiết lập bởi dữ liệu ủược thu nhập tại một thời ủiểm nhất ủịnh. Atlas khụng thể hiện tớnh ủộng của cơ sở dữ liệu, khụng cho phộp truy vấn tự chọn, khụng thể hiện hết cỏc mối liờn hệ của cỏc yếu tố ủơn tớnh, khụng thể hiện sự liên quan giữa các vùng với nhau vì sự giới hạn của không gian bản ủồ. Atlas khụng thể hiện ủược quan hệ giữa cỏc chuyờn ngành. ðặc biệt, atlas khụng phõn biệt dữ liệu ớt biến ủổi (gần như khụng biến ủổi) với dữ liệu thường xuyờn biến ủổi. Vớ dụ, mỗi khi thay ủổi ranh giới hành chớnh, atlas phải ủược làm lại.
Trong khi ủú, cơ sở dữ liệu GIS cho phộp cập nhật dữ liệu cú khả năng cung cấp những thụng tin theo những phương thức hỏi ủỏp tiện ớch.
Cơ sở dữ liệu của hệ thống thụng tin ủịa lý khụng những thể hiện sự liờn quan giữa cỏc yếu tố ủơn tớnh mà cũn thể hiện sự liờn quan giữa cỏc vựng, giữa các chuyên ngành trong nhiều thời kì khác nhau. Ngoài ra nhờ khả
năng thớch hợp và tớnh chất phi tỉ lệ của bản ủồ số, mật ủộ thụng tin trong cơ sở dữ liệu của hệ thống thụng tin ủịa lý phong phỳ hơn atlas rất nhiều.
f) Bước sáu: xây dựng quy chế hệ thống và quy chế quản lý dữ liệu. Quy chế hoạt ủộng của GIS xỏc ủịnh tớnh phỏp lý của cơ sở dự liệu, cỏc quy trỡnh nhập, lưu trữ, trao ủổi, khai thỏc, bảo quản dự liệu. Quy chế giúp những người làm việc trong hệ thống dù trong nhiều chuyên ngành khác cũng có thể sử dụng chung tài nguyên dữ liệu, phối hợp xử lý những vấn ủề chuyờn ngành trờn một nền tảng chung. Trong quy chế hoạt ủộng của hệ thống cần phải cú những quy ủịnh chặt chẽ về bảo quản, liờn thụng và an ninh dữ liệu, quy ủịnh về chế ủộ cập nhật dữ liệu, cỏc biện phỏp ủỏnh giỏ chất lượng và ủộ tin cậy của dữ liệu.
g) Bước bảy: kiểm tra vận hành thử, khắc phục sai sót. Sau khi hoàn thành giai ủoạn thiết kế, hệ thống cần phải cú thời gian vận hành thử ủể phỏt hiện và khắc phục sai sút, trong ủú, chỳ ý sự tham gia của những người làm việc trong hệ thống, ủú là những chuyờn viờn chuyờn ngành, chuyên viên GIS.
Cụng nghệ GIS là một cụng nghệ hiện ủại, trợ giỳp hữu hiệu và nhanh chóng trong công tác quy hoạch sử dụng và quản lý môi trường. Nó sẽ phát huy tỏc dụng khi biết kết hợp cụng nghệ này với cụng nghệ RS và ủược gọi chung là Phương pháp nhiên cứu GIS- RS cho môi trường.