CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU WEBGIS CHIA SẺ CSDL MÔI TRƯỜNG Công tác quản lý đô thị không những ở nước ta mà trên toàn thế giới đang đứng trước rất nhiều thử thách, đó là sự tăng nhanh dân số đô thị, quá trình đô thị hóa, hệ thống cơ sở hạ tầng không đáp ứng được tốc độ phát triển của đô thị, đặc biệt là tình trạng ô nhiễm môi trường (đất, nước, không khí) do không được chia sẻ, thông tin kịp thời từ các nhà quản lý đến cộng đồng dân cư. Để có thể chia sẻ thông tin môi trường một cách hợp lý và hiệu quả thì các thông tin về CSDL môi trường cũng như thông tin về kinh tế xã hội cần được cung cấp một cách kịp thời, chính xác. Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác quản lý, chia sẻ thông tin môi trường đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới và đạt được hiệu quả cao.
Trong đó, nổi bật là GIS, một công nghệ hữu ích trong quản lý và xử lý tích hợp các dữ liệu môi trường có toạ độ (bản đồ) với các dạng dữ liệu khác nhau để biến chúng thành thông tin hữu ích trợ giúp các người quản lý trong xác định địa điểm ô nhiễm, quản lý CSDL môi trường, hỗ trợ ra quyết định một cách hợp lý. Với những ưu điểm nổi trội, công nghệ GIS đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới để quản lý và chia sẻ thông tin môi trường. Nghiên cứu trên Thế giới Nghiên cứu xây dựng, chia sẻ cơ sở dữ liệu môi trường bằng công nghệ GIS đã có và được phát triển từ lâu trên thế giới. Một số nghiên cứu về việc áp dụng các công nghệ này như sau: Năm 2009, nghiên cứu “Khung WebGIS để chia sẻ dữ liệu không gian địa lý dựa trên các dự án mã nguồn mở” của 2 tác giả Fang Yin và Min Feng thực hiện.
Nội dung của nghiên cứu trình bày về các thách thức của việc dùng WebGIS để chia sẻ dữ liệu, dẫn đến việc hình thành một khung WebGIS để việc chia sẻ dữ liệu được thực hiện dễ dàng hơn. Khung WebGIS trong nghiên cứu được xây dựng qua cấu trúc 4 lớp gồm lớp ứng dụng, lớp dịch vụ, lớp chức năng và lớp lưu trữ. Trong đó, lớp dịch vụ đóng vai trò quan trọng để kiểm soát sự tương tác giữa máy khách và 8 máy chủ. Ngoài ra, hệ thống còn có ưu điểm là quản lý và hiển thị dữ liệu không gian để cung cấp một giải pháp mới cho mọi người để chia sẻ dữ liệu không gian địa lý trên web.
Tất cả dữ liệu không gian địa lý được xuất bản lên WMS, và sau đó được hiển thị bởi Openlayers. Tuy nhiên, hệ thống cũng còn tồn tại vài điểm cần cải thiện như về tốc độ tải bản đồ, dữ liệu cũng như khả năng về bảo mật, an toàn thông tin. Một nghiên cứu được thực hiện bởi Grazia Caradonna và cộng sự với tên gọi “Chia sẻ cơ sở dữ liệu không gian môi trường qua một WebGIS mã nguồn mở”, nội dung của nghiên cứu trình bày việc sử dụng công nghệ mã nguồn mở như MapServer và Pmapper để xây dựng hệ thống WebGIS với các tính năng nổi bật như tương tác bản đồ (phóng to, thu nhỏ, kéo bản đồ để lựa chọn), truy vấn dữ liệu theo không gian và thời gian trên nhiều lớp dữ liệu, in và xuất các kết quả truy vấn. Hệ thống đã mang lại nhiều tác động tích cực, đặc biệt là đáp ứng được nhu cầu chia sẻ cơ sở dữ liệu, thông tin môi trường đến mọi người.
Bên cạnh đó, để hoàn thiện hơn, trong tương lai WebGIS sẽ được hoàn thiện hơn thông qua các tính năng, công cụ mở để thu thập dữ liệu từ người dân. Một công trình nghiên cứu khác với tên gọi Cổng thông tin SEED (The Sharing and Enabling Environmental Data Portal) được thực hiện bởi chính phủ New South Wales ở Úc nhằm xây dựng một cổng thông tin trung tâm cung cấp cho cộng đồng các dữ liệu về tình hình môi trường địa phương, từ đó người dân tiếp cận được thông tin môi trường tại địa phương phục vụ cho công việc canh tác, vận chuyển và cả trong hoạt động nghiên cứu học tập. Cổng thông tin có ưu điểm là cung cấp nhiều bộ dữ liệu như ranh giới hành chính, môi trường, khí hậu, kinh tế, độ cao, nông nghiệp, địa chất… Tuy nhiên, cổng thông tin hiện tại chỉ hiển thị thông tin dạng một trang web tìm kiếm và chia sẻ thông tin, dữ liệu chứ chưa có một bản đồ trực quan để người dùng có thể xem trước dữ liệu (The New South Wales Government, 2017). Ở châu Âu, một công trình nghiên cứu với tên gọi Cổng thông tin dữ liệu châu Âu (The European Data Portal) được thực hiện bởi Ủy ban châu Âu và sự hỗ trợ của tập đoàn Intrasoft nhằm xây dựng một cổng thông tin trung tâm cung cấp dữ liệu, 9 thông tin cho cộng đồng qua hai hệ thống là hệ thống dữ liệu mở và hệ thống thông tin công cộng.
Cà hai hệ thống được vận hành và phát triển cho từng quốc gia với bộ CSDL và tiêu chí xây dựng được thống nhất, dẫn đến việc so sánh, đánh giá các tiêu chí dễ dàng hơn. Điểm nổi bật của cổng thông tin là xây dựng được bộ CSDL của 36 quốc gia với kho dữ liệu lên đến hơn một triệu bộ CSDL liên quan đến các lĩnh vực như nông lâm ngư nghiệp, kinh tế tài chính, giáo dục văn hóa xã hội, năng lượng, môi trường… Bên cạnh những điểm nổi bật trên thì cổng thông tin cũng tồn tại khuyết điểm về phần bản đồ hiển thị và trực quan hóa dữ liệu (European Commission, 2019). Một kết quả nghiên cứu khác của chính phủ Hoa Kỳ trong việc chia sẻ thông tin, dữ liệu là dự án TIGER (Topologically Integrated Geographic Encoding and Referencing database), ưu điểm nổi bật của dự án chính là dữ liệu ngoài việc chia sẻ, thông tin đến mọi người thì dữ liệu được làm sinh động, trực quan hơn thông qua bản đồ. Với việc xây dựng thông qua công nghệ Flex của hãng ESRI cho phép người sử dụng có thể tương tác lập bản đồ chuyên đề về dữ liệu cần tìm hiểu theo yêu cầu.
Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích thì hệ thống cũng còn những điểm cần cải thiện như khả năng tương tác giữa các chỉ số và diễn biến tương quan chưa thực sự linh động và tùy biến mà dựa trên các công cụ đã được làm sẵn. Đặc biệt là chưa có các công cụ biểu đồ, đồ thị theo thời gian (U. Ngoài ra còn có các trang chia sẻ thông tin khác như: − GADM (gadm.org), trang cung cấp, chia sẻ dữ liệu hành chính của tất cả các nước.gov), trang chuyên về viễn thám, là nơi lưu trữ, chia sẻ ảnh viễn thám của Landsat, MODIS, Sentinel… − Ventusky (ventusky.com), Windy (windy.com), các trang cung cấp thông tin về thời tiết trên Trái đất. Nghiên cứu ở Việt Nam Những năm gần đây với sự phát triển nhanh của công nghệ GIS, viễn thám cũng như có thêm các nguồn cung cấp ảnh viễn thám đã giúp cho việc nghiên cứu xây dựng CSDL môi trường ngày càng được cập nhật và phát triển.
Một số nghiên cứu về việc ứng dụng này như sau: Cổng thông tin GIS Chính phủ (gis.vn), là sản phẩm của Chính phủ nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam với nhiều ưu điểm như cung cấp hệ thống bản đồ điểm dân cư, vùng hạ tầng kinh tế xã hội, bến bãi, giao thông, thủy hệ và đặc biệt là ranh giới hành chính Việt Nam chi tiết đến cấp phường xã với giao diện bản đồ trực quan. Cùng với đó, cổng thông tin cũng hỗ trợ việc truy vấn, tìm kiếm thông tin trên giao diện Website. Tuy nhiên, để hoàn thiện cũng như thuận tiện cho việc chia sẻ dữ liệu, cổng thông tin cần hỗ trợ thêm tính năng tải dữ liệu, chia sẻ dữ liệu để mọi người có thể tiếp cận được nguồn dữ liệu này (Chính phủ, 2016). Cổng thông tin MGIS (mgis.vn), hệ thống thông tin địa lý Đồng bằng sông Cửu Long là hệ thống thông tin tổng hợp quản lý hiệu quả diễn biến về kinh tế - xã hội, tài nguyên thiên nhiên, môi trường và thiên tài nhằm cung cấp thông tin nhanh, chính xác và góp phần tạo các giải pháp phát triển bền vững cho vùng Tây Nam Bộ với ưu điểm là xây dựng được hệ thống với các tính năng đầy đủ để quản lý, truy xuất thông tin, báo cáo hiệu quả.
Bên cạnh đó, hệ thống cần hoàn thiện cập nhật dữ liệu trong thời gian sắp tới để hỗ trợ mạnh mẽ hơn trong công tác quản lý, bảo vệ môi trường tại khu vực (Trung tâm Địa Tin học, 2016). Cổng thông tin HCMGIS (hcmgis.vn), là sản phẩm của Trung tâm Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý Hồ Chí Minh, một đơn vị trực thuộc Sở Khoa học Công nghệ TPHCM. Điểm nổi bật của cổng thông tin là cung cấp các nền tảng như: − HCMGIS Portal cung cấp nền tảng tích hợp và chia sẻ dữ liệu không gian địa lý, tài liệu và bản đồ trong hệ thống HCMGIS, trong đó, người dùng khai thác dữ liệu có thể tìm kiếm, truy cập, tải dữ liệu từ hệ thống hoặc khai thác dữ liệu thông qua dịch vụ Web. Mô hình HCMGIS Portal là nền tảng để xây dựng hạ tầng dữ liệu không gian (Spatial Data Infrastructure – SDI), phục vụ 11 tích hợp và chia sẻ dữ liệu, làm cơ sở để triển khai các ứng dụng GIS cấp tỉnh/ thành, khu vực hoặc quốc gia.
− HCMGIS Maps cung cấp nền tảng tìm kiếm, thống kê theo không gian và thuộc tính, hiển thị các lớp dữ liệu từ hệ thống HCMGIS Portal. Người dùng có thể truy cập dịch vụ bản đồ HCMGIS thông qua các dịch vụ theo chuẩn OGC, đồng thời có thể sử dụng các API được cung cấp bởi hệ thống để truy vấn, phân tích dữ liệu không gian trong các ứng dụng GIS tùy biến. − HCMGIS GeoSurvey cung cấp nền tảng thu thập dữ liệu thực địa, hỗ trợ thiết kế tùy biến cấu trúc, biểu mẫu dữ liệu cần thu thập; quản lý tiến trình triển khai các dự án thu thập dữ liệu thực địa theo không gian và thời gian nhằm thu thập, khảo sát ý kiến, phản ánh của người dân, khách hàng, cộng đồng; quản lý dịch vụ chăm sóc khách hàng, kiểm tra định kỳ, xử lý sự cố (điện, nước, hạ tầng,.); thiết kế và triển khai các dự án thu thập dữ liệu GIS thực địa chuyên nghiệp. − HCMGIS GeoReference cung cấp nền tảng đăng ký tọa độ cho các ảnh raster (bản đồ quét, bản vẽ, ảnh viễn thám…).