MỞ ĐẦU Huyện Lương Sơn là cửa ngõ của tỉnh miền núi Hoà Bình và miền Τây Bắc Việt Nam, cách thủ đô Hà Nội khoảng 40 km, nằm ở phần phía nam của dãy núi Ba Vì. Lương Sơn có địa hình phổ biến là núi thấp và đồng bằng, độ cao trung bình của toàn huyện so với mực nước biển là 251m. Nền nhiệt trung bình cả năm 22,9o-23,3oC, lượng mưa trung bình từ 1520,7-2255,6mm/năm, nhưng phân bố không đều trong năm. Các điều kiện tự nhiên ở trên rất thuận lợi cho các hệ sinh thái với giá trị đa dạng sinh học phong phú phát triển [34].
Lương Sơn được xem là một trong những vùng có diện tích các thảm thực vật tự nhiên còn sót lại có giá trị đa dạng sinh học phong phú với 13 hệ sinh thái đặc trưng cơ bản trong đó có 07 hệ sinh thái tự nhiên và 06 hệ sinh thái nhân tạo [5]. Với địa hình là những dãy núi đá vôi Lương Sơn mang trong mình những hệ sinh thái đại diện điển hình mang tính toàn cầu về hệ sinh thái rừng trên núi đá vôi được các nhà khoa học trong nước và quốc tế xác định là khu vực cần ưu tiên cho việc bảo tồn đa dạng sinh học trên núi đá vôi. Nơi đây đã được các cấp chính quyền của tỉnh Hòa Bình, các tổ chức, cá nhân quan tâm thực hiện nhiều nghiên cứu về đa dạng sinh học, quản lý tài nguyên thiên nhiên và phát triển sinh kế cho cộng động xung quanh. Trong cuộc sống tất bật hiện nay, mọi việc đều được đơn giản và tối ưu hóa thời gian thông qua việc ứng dụng công nghệ thông tin vào xử lý các công việc hàng ngày.
Ứng dụng tin học trong quản lý tài nguyên thiên nhiên nói chung, trong việc bảo vệ và sử dụng hợp lý các hệ sinh thái và đa dạng sinh học nói riêng là một trong những lĩnh vực ứng dụng quan trọng của công nghệ thông tin - đã và đang thu hút sự quan tâm của nhiều quốc gia trên thế giới, ở cả những nước phát triển và đang phát triển, nhằm tăng cường tính hiệu quả trong các hoạt động quản lý. 1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Hệ thống thông tin địa lý là kết quả tích hợp, phát triển công nghệ bản đồ và công nghệ máy tính. Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ. Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược) [1].
Xuất phát từ thực tiễn và sự phát triển của công nghệ thông tin, đề tài luận văn “Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thông tin địa lý (GIS) huyện Lƣơng Sơn tỉnh Hòa Bình phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên và đa dạng sinh học” nhằm nghiên cứu đánh giá thực trạng từ đó có những biện pháp sử dụng hợp lý tài nguyên và đa dạng sinh học bằng phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu GIS. Như vậy, mục tiêu nghiên cứu của đề tài là sử dụng phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu GIS để xây dựng bản đồ chuyên đề nhằm phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên và đa dạng sinh học huyện Lương Sơn. Để đáp ứng những mục tiêu của đề tài, luận văn thực hiện các nội dung chính sau: - Nghiên cứu cơ sở khoa học và phương pháp luận xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý cơ bản huyện Lương Sơn tỉnh Hòa Bình; - Xây dựng các lớp cơ sở dữ liệu chuyên đề về tài nguyên và đa dạng HST huyện Lương Sơn tỉnh Hòa Bình; - Đánh giá khái quát hiện trạng đa dạng sinh học huyện Lương Sơn + Hiện trạng đa dạng các kiểu hệ sinh thái + Hiện trạng đa dạng thành phần loài sinh vật - Xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên và đa dạng sinh học huyện Lương Sơn. 2 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.
Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý GIS 1. Khái niệm về GIS Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System (GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin, đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây. Từ năm 1980 đến nay đã có rất nhiều các định nghĩa được đưa ra, tuy nhiên không có định nghĩa nào khái quát đầy đủ về GIS vì phần lớn chúng đều được xây dựng trên khía cạnh ứng dụng cụ thể trong từng lĩnh vực [8]. Từ các tiếp cận khác nhau, nhiều nhà khoa học đã cho những định nghĩa khác nhau về GIS: - Những nhà khoa học trong các lĩnh vực địa chất, môi trường, tài nguyên,.
sử dụng GIS như là những công cụ phục vụ cho những công trình nghiên cứu của mình đã định nghĩa GIS: “GIS là một hộp công cụ mạnh được dùng để lưu trữ và truy vấn tùy ý, biến đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những mục tiêu đặc biệt” [20]. “Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống có chức năng xử lý các thông tin địa lý nhằm phục vụ việc quy hoạch, trợ giúp quyết định trong một lĩnh vực chuyên môn nhất định” [21]. - Từ những chức năng cần có của một hệ thống thông tin địa lý, một số nhà khoa học đã định nghĩa: “Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống chứa hàng loạt chức năng phức tạp dựa vào khả năng của máy tính và các toán tử xử lý thông tin không gian” [22]. “Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, truy vấn, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian” [23].
“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính để thu thập, lưu trữ, phân tích, và hiển thị dữ liệu không gian” [24]. “Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống bao gồm bốn khả năng xử lý dữ 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com liệu địa lý sau: (1) nhập dữ liệu, (2) quản lý dữ liệu (bao gồm lưu trữ và truy xuất), (3) gia công và phân tích dữ liệu, (4) xuất dữ liệu” [25]. - Theo quan điểm hệ thống thông tin, một số nhà khoa học đã định nghĩa: “GIS là một hệ thống thông tin được thiết kế để làm việc với dữ liệu có tham chiếu tọa độ địa lý. Nói cách khác, GIS là hệ thống gồm hệ cơ sở dữ liệu với những dữ liệu có tham chiếu không gian và một tập những thuật toán để làm việc trên dữ liệu đó” [26].
“GIS là một hệ thống thông tin đặc biệt với cơ sở dữ liệu gồm những đối tượng, những hoạt động hay những sự kiện phân bố trong không gian được biểu diễn như những điểm, đường, vùng trong hệ thống máy tính. Hệ thống thông tin địa lý xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đường, vùng phục vụ cho những hỏi đáp và phân tích đặc biệt” [27]. Lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống thông tin địa lí Hệ thống địa lí được sử dụng sớm nhất vào năm 1854 bởi một người Anh tên là John Snow. Ông đã mô tả sự lây lan của bệnh dịch tả ở Luân Đôn bằng cách đánh dấu các điểm dịch lên bản đồ, và cách làm của ông đã mang lại hiệu quả trong việc xác định hướng lây lan của dịch bệnh và kịp thời ngăn chặn [35].
Năm 1962, hệ thống thông tin địa lí đầu tiên hoạt động thực sự trên thế giới được ra đời tại Canada, được phát triển bởi cục phát triển nông lâm nghiệp Canada. Đó là công trình nghiên cứu của tiến sĩ Roger Tomlinson có tên là Canada Geographic Information System (CGIS). Hệ thống này được sử dụng để lưu trữ, phân tích và quản lý các dữ liệu được thu thập cho Canada Land Inventory (CLI), một tổ chức xác định tiềm năng đất đai cho nền nông nghiệp Canada bằng cách ánh xạ các thông tin về đất, rừng, các loại động vật, sông suối, đất nông nghiệp… vào bản đồ với tỉ lệ 1:50. Năm 1964, Howard T Fisher thành lập phòng thí nghiệm đồ họa máy tính và phân tích không gian tại trường Harvard Graduate School of Design, nơi mà một số khái niệm lý thuyết quan trọng về vận dụng dữ liệu không gian 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com được phát triển.
Vào năm 1970, họ đã đưa ra code của hệ thống còn sơ khai và các hệ thống như 'SYMAP', 'GRID', 'ODYSSEY' như là một sự phát triển thương mại đến các trường đại học, các trung tâm nghiên cứu và các tổ chức trên thế giới. Năm 1968, Hội địa lý quốc tế đã quyết định thành lập Uỷ ban thu thập và xử lý dữ liệu địa lý. Trong những năm 70, với các tiến bộ trong công nghệ chế tạo máy tính đã làm tăng khả năng hoạt động của các hệ GIS và hậu thuẫn cho việc nghiên cứu, thiết kế và thương mại hoá các phần mềm GIS. Đứng đầu trong lĩnh vực thương mại là các công ty: ESRI, GIMMS, Synercom, Intergraph, Calma, Computervision.
Những năm 80 được đánh dấu bởi các nhu cầu ngày càng cao về điều tra, khai thác, quản lý tài nguyên cùng việc bảo vệ môi trường v. với các quy mô lãnh thổ khác nhau. Ngoài việc vẫn tiếp tục nghiên cứu giải quyết một số vấn đề còn tồn tại từ những năm trước đây, một hướng được phát triển tương đối mạnh, đó là xây dựng các hệ GIS chuyên dụng cho một số lĩnh vực quan trọng trong sử dụng, quản lý tài nguyên, môi trường: LIS (Land Information System), LRIS (Land Resource Information System), PMIS (Port Management Information System), ILWIS (Intergreted Land and Water Information System). Nhìn chung đây là một thời kỳ bùng nổ các ứng dụng của GIS.
Sang đến những năm 90, con người đã đạt được những thành tựu to lớn trong kỹ thuật viễn thám (Remote Sensing) và hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System). Xu hướng tích hợp RS và GIS, tích hợp RS, GIS và GPS đã xuất hiện. Việc tích hợp ba công nghệ này đã hỗ trợ cho các nhà khoa học và các nhà quản lý trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau (quân sự, kinh tế, chính trị, văn hóa, khoa học tự nhiên, khoa học vũ trụ, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường, dự báo các tai biến…). 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.