Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu về xây dựng cơ sở dữ liệu WebGIS phục vụ quản lý tài nguyên khoáng sản. Cơ sở khoa học ứng dụng nền tảng mã nguồn mở xây dựng cơ sở dữ liệu quản lý tài nguyên khoáng sản Chương 3. Giải pháp kỹ thuật xây dựng cơ sở dữ liệu WebGIS quản lý tài nguyên khoáng sản.
Ứng dụng giải pháp kỹ thuật xây dựng cơ sở dữ liệu WebGIS quản lý tài nguyên khoáng sản của huyện Qùy Hợp tỉnh Nghệ An. Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo Danh mục công trình công bố của tác giả Phụ lục Luận án được trình bày trong 187 trang, 106 hình vẽ và sơ đồ, 24 bảng biểu. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VỀ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU WEBGIS PHỤC VỤ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN KHOÁNG SẢN 1. Thực trạng tài nguyên khoáng sản Việt Nam và Nghệ An 1.1 Thực trạng khoáng sản Việt Nam Việt Nam có nguồn TNKS đa dạng, phong phú với trên 5000 mỏ, 60 loại khoáng sản khác nhau; có ý nghĩa chiến lược và là nguồn lực để phát triển kinh tế - xã hội đất nước.
Năm 2017, theo thống kê báo cáo của Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, giá trị sản lượng ngành khai khoáng (không kể dầu khí) chiếm khoảng 4-5% tổng GDP hàng năm. Để quản lý hiệu quả nguồn tài nguyên khoáng sản, chính phủ đã ban hành nhiều quy định, chính sách như pháp lệnh 22/PL-HĐBT về TNKS ngày 28/7/1989; Nghị định số 95/NĐ-HĐBT ngày 25/3/1992 về hướng dẫn thi hành Pháp lệnh về Tài nguyên Khoáng sản; Luật khoáng sản năm 1996 và sửa đổi bổ sung một số điều vào năm 2005; Luật Khoáng sản số 60/2010/QH12 năm 2010. Ngoài ra, các bộ, ngành chức năng và địa phương cũng tăng cường thanh tra, kiểm tra, siết chặt việc cấp giấy phép khai thác mỏ mới. Năm 2014, theo thống kê của Bộ Tài Nguyên và Môi trường, trên cả nước có khoảng 3000 tổ chức, cá nhân đang hoạt động thăm dò, khai thác khoáng sản [24].
Mỏ đá xã Châu Hồng, huyện Quỳ Hợp bị khai thác sai quy trình. 7 Tuy nhiên, các hoạt động khai thác khoáng sản trái phép còn diễn ra nhiều. Năm 2019, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam lập biên bản xử phạt vi phạm hành chính đối với 65 doanh nghiệp. Một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng này là khả năng giám sát, quản lý nguồn TNKS chưa tốt.
Theo nghiên cứu của Viện Quản trị tài nguyên thiên nhiên (NRGI) công bố năm 2013, Việt Nam đứng thứ 43/58 về khả năng quản trị khai khoáng [18]. Thực trạng khoáng sản Nghệ An Nghệ An là một tỉnh có nguồn tài nguyên khoáng sản dồi dào và phong phú so với nhiều địa phương khác. Qua khảo sát cho thấy toàn tỉnh hiện có 113 vùng mỏ khoáng sản với trữ lượng lớn, 171 điểm quặng và đá vôi (số liệu tham khảo ở phần phụ lục). Một số kim loại và đá quý có trữ lượng lớn như: vàng sa khoáng ở lưu vực sông Cả, sông Hiếu với trữ lượng trên 20 tấn; các loại đá qúy như hồng ngọc, bích ngọc.ở các huyện Quỳ Châu, Qùy Hợp.
Đặc biệt thiếc sa khoáng ở Nghệ An với trữ lượng khoảng 42.000 tấn (chiếm 30% trữ lượng thiếc cả nước) tập trung ở các huyện Qùy Hợp, Quế Phong. Sự phân bố khoáng sản ở tỉnh Nghệ An Hình 1.2 thể hiện sự phân bố của một số mỏ khoáng sản lớn ở tỉnh Nghệ An. Dữ liệu dược biên tập theo bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:200.000 của Tổng 8 cục Địa Chất và Khoáng Sản Việt Nam.Trong những năm qua, việc khai thác khoáng sản đã được cơ quan chức năng Nghệ An chú ý đầu tư và quản lý. Do vậy sản lượng khai thác liên tục tăng.
Nếu như năm 2000, tỷ trọng của ngành công nghiệp khai khoáng của tỉnh mới đạt 5,66%, thì đến những năm gần đây đã đạt gần 7%. Trong những năm qua, công nghiệp khai khoáng ở Nghệ An đã có những đóng góp to lớn trong phát triển kinh tế - xã hội của địa phương, là một động lực quan trọng để tỉnh tiếp tục đẩy mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa trong thời gian tới. Mặc dù vậy, bên cạnh sự phát triển tích cực, quá trình quản lý, khai thác TNKS ở Nghệ An trong thời gian gần đây cũng đã bộc lộ nhiều mặt hạn chế như: - Tình trạng chính quyền một số địa phương còn buông lỏng trong công tác quản lý nên để xảy ra tình trạng khoáng sản bị khai thác bừa bãi, trái phép. - CSDL tài nguyên khoáng sản Nghệ An nhiều bao gồm các bản đồ giấy, các văn bản, quyết định, giấy phép thăm dò, điều tra, khai thác và chế biến khoáng sản cũng như các dữ liệu về kết quả điều tra, thăm dò nhưng lại lưu trữ ở nhiều cơ quan khác nhau, không tập trung.
Điều này dẫn đến việc tìm kiếm thông tin của doanh nghiệp, khách hàng hay người sử dụng mất nhiều thời gian hoặc khó tiếp cận. Do vậy, việc xây dựng CSDL tài nguyên khoáng sản thống nhất nhằm tích hợp trong một hệ thống quản lý chung để có thể truy cập thông tin nhanh, hiệu quả là hết sức cần thiết. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước Ngày nay, với sự phát triển của các kỹ thuật xử lý, phân tích dữ liệu không gian như viễn thám và GIS, kết hợp với các nền tảng WebGIS mở đã thúc đẩy mạnh mẽ quá trình xây dựng, chuẩn hóa, kết nối đồng bộ CSDL, nhằm hỗ trợ các công tác quản lý nhà nước, nghiên cứu khoa học được hiệu quả hơn trong nhiều lĩnh vực như quản lý TNKS, tài nguyên rừng, quy hoạch đô thị. Có nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu, ứng dụng các kỹ thuật xử lý dữ liệu không gian trong xây dựng CSDL tài nguyên khoáng sản, địa chất và kết hợp các nền tảng WebGIS mở nhằm quản lý các nguồn tài nguyên này một cách hiệu quả hơn.
Trên thế giới Sự phát triển của công nghệ viễn thám và GIS đã làm thay đổi căn bản quá trình thăm dò, khai thác, cũng như quản lý các nguồn TNKS. Điều này đã thúc đẩy mạnh mẽ quá trình nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ liên quan tới khoa học trái đất trong lĩnh vực TNKS. Nhiều công trình khoa học đã kết hợp viễn thám và GIS để thành lập bản đồ tiềm năng về sự phân bố khoáng sản hay đánh giá sự thay đổi hiện trạng trên phạm vi quy mô lớn. Các kỹ thuật chiết tách thông tin khoáng sản trên ảnh viễn thám, phân tích GIS kết hợp với các phân tích khoa học của lĩnh vực địa chất, địa vật lý, địa hóa đã tạo ra các nguồn thông tin về sự phân bố tiềm năng TNKS nhằm hỗ trợ quá trình khảo sát, thăm dò và đánh giá hiện trạng các nguồn tài nguyên khoáng sản.
Nhiều công trình nghiên cứu khoa học đã chứng minh tính hữu ích và ứng dụng của các công nghệ này. Kết quả của việc ứng dụng các kỹ thuật chiết tách thông tin khoáng sản trên ảnh viễn thám và phân tích GIS là các lớp dữ liệu không gian liên quan tới tài nguyên khoáng sản. Đây là nguồn thông tin dữ liệu quan trọng cho quá trình xây CSDL không gian TNKS nhằm đảm bảo yếu tố thời sự, tin cậy. Năm 1991, tác giả Kuosmanen [44] đã công bố nghiên cứu việc tích hợp dữ liệu ảnh Landsat TM, dữ liệu địa vật lý và ảnh hàng không hồng ngoại gần để lựa chọn các địa điểm khảo sát khoáng sản vàng ở khu vực Kuusamo Phần Lan.
Kết quả của nghiên cứu đã lựa chọn 20 điểm khảo sát ngoài thực địa có tiềm năng về dự trữ vàng thì phát hiện được hai điểm mỏ biến đổi khoáng hóa chứa vàng.3 là sơ đồ của quy trình xây dựng bản đồ tiềm năng về sự phân bố của các mỏ khoáng hóa chứa vàng. Giải pháp kỹ thuật của Kuosmanen trong việc xây dựng bản đồ tiềm năng các mỏ khoáng hóa chứa vàng dựa trên dữ liệu ảnh viễn thám. Ngoài ra, có thể kể đến các công trình nghiên cứu khác như Goossens [37] đã ứng dụng viễn thám và GIS trong xây dựng dữ liệu về khoáng sản ở miền Trung Tây Ban Nha phục vụ các công tác khai thác, thăm dò; Schetselaar đã tích hợp thông tin dữ liệu khoáng sản với các mô hình GIS nhằm nghiên cứu khoáng sản phía Bắc Teirritories Canada. Các nghiên cứu này đã cho thấy các kỹ thuật chiết tách thông tin khoáng sản từ dữ liệu ảnh viễn thám kết hợp với phân tích GIS là phương pháp mới trong thành lập các bản đồ tiềm năng về khoáng sản, phục vụ các công tác khảo sát, thăm dò ngoài thực địa.
Điều này đã thể hiện được tính tin cậy của các kỹ thuật chiết tách thông tin khoáng sản từ ảnh viễn thám và phân tích không gian GIS. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu này chưa thể hiện hết được tính hữu ích của viễn thám, GIS trong nghiên cứu TNKS như đánh giá sự thay đổi hiện trạng của khoáng sản; xây dựng CSDL không gian tài nguyên khoáng sản… Năm 1999, Sabins [61] đã thực hiện một nghiên cứu tổng hợp về ứng dụng của viễn thám trong thăm dò khoáng sản. Công trình này sử dụng nhiều nguồn dữ liệu khác nhau như ảnh Landsat, hệ thống ảnh siêu phổ và các kỹ thuật xử lý chiết tách 11 thông tin khoáng sản như tỷ số kênh, PCA…. Đây là công trình khoa học nghiên cứu sâu rộng với nhiều thực nghiệm khác nhau trong việc thăm dò các loại khoáng sản như sét, sắt, đồng, đá biến đổi nhiệt dich dựa trên dữ liệu viễn thám đa nguồn.
Trong nghiên cứu này, Sabins cũng đã chỉ ra sự khác biệt về quang phổ có thể thay đổi đối với các loại thực vật khác nhau và sự phát hiện các mỏ khoáng sản đồng bị che phủ bởi thực vật. Kết quả nghiên cứu này có thể bổ sung thêm thông tin, hỗ trợ các nhà địa chất xác định vị trí, đánh giá và lấy mẫu thực địa một cách hiệu quả; từ đó công việc thực địa có thể tập trung ở những khu vực có tiềm năng khoáng sản cao hơn. Nghiên cứu đã cho thấy viễn thám khi được sử dụng hợp lý sẽ cung cấp các thông tin, dữ liệu quan trong cho việc thăm dò khoáng sản. Ưu điểm của nghiên cứu này là sử dụng nguồn dữ liệu viễn thám đa nguồn, đa thời gian; cũng như nhiều kỹ thuật chiết tách thông tin ảnh viễn thám.
Tuy nhiên, nếu các kết quả này kết hợp với phân tích không gian GIS có thể đánh giá hiện trạng của các mỏ khoáng sản một cách trực quan và chính xác hơn.
