mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung của luận văn đƣợc trình bày trong 3 chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan cơ sở dữ liệu GIS quản lý rừng ở Việt Nam. Chƣơng 2: Cơ sở dữ liệu GIS trong quản lý lớp phủ rừng. Chƣơng 3: Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ công tác quản lý lớp phủ rừng tỉnh Đắk Lắk. 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS QUẢN LÝ RỪNG Ở VIỆT NAM 1.1 Tổng quan cơ sở dữ liệu GIS trong quản lý lớp phủ rừng Cơ sở dữ liệu địa lý là tập hợp có tổ chức hợp lý các thông tin về các đối tƣợng địa lý có quan hệ với nhau đƣợc sắp xếp theo những nguyên tắc và cấu trúc đã đƣợc xác định từ trƣớc, điều khiển nhau và lƣu trữ nhƣ một đơn vị thống nhất trong các thiết bị lƣu trữ nhƣ đĩa cứng, băng từ [15].
Cơ sở dữ liệu địa lý là một hợp phần cơ bản của hệ thống thông tin địa lý (GIS), đƣợc tổ chức, lƣu trữ, khai thác và sử dụng theo một mục đích cụ thể trong GIS. CSDL địa lý đƣợc tổ chức theo kiểu quan hệ, trong đó số liệu đƣợc lƣu trữ, sắp xếp theo các bảng ghi chứa các đối tƣợng và các giá trị thuộc tính. Cơ sở dữ liệu địa lý là một cơ sở dữ liệu đặc biệt gồm các dữ liệu về vị trí, hình dạng không gian của các đối tƣợng địa lý đƣợc thể hiện dƣới dạng điểm, đƣờng, vùng, ô mạng (pixel) với các giá trị thuộc tính phi không gian của chúng.1 Cấu trúc dữ liệu Cấu trúc dữ liệu: tập hợp các biến có thể thuộc một hoặc vài kiểu dữ liệu khác nhau đƣợc nối kết với nhau tạo thành những phần tử. Các phần tử này chính là thành phần cơ bản xây dựng nên cấu trúc dữ liệu.
Cấu trúc dữ liệu là nguyên tắc kết nối các phần tử này với nhau trong bộ nhớ khi đƣợc biểu diễn bằng một ngôn ngữ lập trình cụ thể. Các dữ liệu thành phần có thể là dữ liệu đơn, hoặc cũng có thể là một cấu trúc đã đƣợc xây dựng. Kiểu dữ liệu (data type): kiểu dữ liệu của một biến là tập hợp các giá trị mà biến đó có thể nhận. Ví dụ một biến kiểu Boolean chỉ có thể nhận TRUE hoặc FALSE mà không nhận giá trị nào khác.
Các kiểu dữ liệu cơ bản (nhƣ Integer, Char, Real, Boolean) đƣợc cung cấp khác nhau trong các ngôn ngữ lập trình khác nhau. Ngoài ra còn có kiểu dữ liệu trừu tƣợng: là một mô hình toán học cùng với một tập hợp các phép toán trên nó. 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Cấu trúc dữ liệu không gian Dữ liệu là trung tâm của hệ thống GIS, hệ chứa càng nhiều thì chúng càng có ý nghĩa.
Dữ liệu của hệ GIS đƣợc lƣu trữ trong CSDL và chúng đƣợc thu thập thông qua các mô hình thế giới thực. Dữ liệu trong hệ GIS còn đƣợc gọi là thông tin không gian. Đặc trƣng thông tin không gian là có khả năng mô tả “vật thể ở đâu” nhờ vị trí tham chiếu, đơn vị đo và quan hệ không gian. Chúng còn khả năng mô tả “hình dạng hiện tƣợng” thông qua mô tả chất lƣợng, số lƣợng của hình dạng và cấu trúc.
Cuối cùng, đặc trƣng thông tin không gian mô tả “quan hệ và tƣơng tác” giữa các hiện tƣợng tự nhiên. Mô hình không gian đặc biệt quan trọng vì cách thức thông tin sẽ ảnh hƣởng đến khả năng thực hiện phân tích dữ liệu và khả năng hiển thị đồ hoạ của hệ thống.1 Dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính Cơ sở dữ liệu không gian là cơ sở dữ liệu có chứa trong nó những thông tin về định vị của đối tƣợng. Nó là những dữ liệu phản ánh, thể hiện những đối tƣợng có kích thƣớc vật lý nhất định. Nếu là những cơ sở dữ liệu không gian địa lý thì đó là những dữ liệu phản ánh những đối tƣợng có trên bề mặt hoặc ở trong vỏ quả đất.
Vị trí đối tƣợng: Trong khi tạo dựng dữ liệu chúng ta luôn phải trả lời câu hỏi cái này ở đâu? Vị trí của nó ở chỗ nào trong hệ quy chiếu đã chọn, … vì vậy việc xác định vị trí các đối tƣợng là hết sức cần thiết. 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đặc trƣng của đối tƣợng: Đây chính là mô tả thuộc tính của đối tƣợng và máy tính có thể hiểu đƣợc nhờ mã hóa chúng theo các mức dữ liệu và các giá trị số khác nhau. Mối quan hệ của các đối tƣợng: Các đối tƣợng nghiên cứu chuyên ngành luôn đƣợc so sánh với nhau để tìm ra mối liên quan hình học và ảnh hƣởng giữa chúng. Đây là một yếu tố rất quan trọng và có thể là yếu tố then chốt trong công nghệ thông tin địa lý và cũng là sự khác nhau cơ bản giữa hệ thông tin địa lý hiện đại và các hệ xử lý đồ thị khác.
Tất cả các yếu tố đối tƣợng trong hệ thông tin địa lý đều có thể đƣợc mô tả theo hai kiểu cấu trúc dữ liệu raster hoặc vector. Cấu trúc dữ liệu thuộc tính Số liệu phi không gian hay còn gọi là thuộc tính là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tƣợng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định. Một trong các chức năng đặc biệt của công nghệ GIS là khả năng của nó trong việc liên kết và xử lý đồng thời giữa dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính. Thông thƣờng hệ thống thông tin địa lý có 4 loại số liệu thuộc tính [15].
- Đặc tính của đối tƣợng: liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian có thể thực hiện SQL (Structure Query Language) và phân tích. - Số liệu hiện tƣợng, tham khảo địa lý: miêu tả những thông tin, các hoạt động thuộc vị trí xác định. - Chỉ số địa lý: tên, địa chỉ, khối, phƣơng hƣớng định vị,… liên quan đến các đối tƣợng địa lý. - Quan hệ giữa các đối tƣợng trong không gian, có thể đơn giản hoặc phức tạp (sự liên kết, khoảng tƣơng thích, mối quan hệ đồ hình giữa các đối tƣợng).
Để mô tả một cách đầy đủ các đối tƣợng địa lý, trong bản đồ số chỉ dùng thêm các loại đối tƣợng khác: điểm điều khiển, toạ độ giới hạn và các thông tin mang tính chất mô tả (annotation). Các thông tin mô tả có các đặc điểm: - Có thể nằm tại một vị trí xác định trên bản đồ. 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Có thể chạy dọc theo arc. - Có thể có các kích thƣớc, màu sắc, các kiểu chữ khác nhau.
- Nhiều mức của thông tin mô tả có thể đƣợc tạo ra với ứng dụng khác nhau. - Có thể tạo thông tin cơ sở dữ liệu lƣu trữ thuộc tính. - Có thể tạo độc lập với các đối tƣợng địa lý có trong bản đồ. - Không có liên kết với các đối tƣợng điểm, đƣờng, vùng và dữ liệu thuộc tính của chúng.
Bản chất một số thông tin dữ liệu thuộc tính như sau: - Số liệu tham khảo địa lý: mô tả các sự kiện hoặc hiện tƣợng xảy ra tại một vị trí xác định. Không giống các thông tin thuộc tính khác, chúng không mô tả về bản thân các hình ảnh bản đồ. Thay vào đó chúng mô tả các danh mục hoặc các hoạt động nhƣ cho phép xây dựng, báo cáo tai nạn, nghiên cứu y tế, … liên quan đến các vị trí địa lý xác định. Các thông tin tham khảo địa lý đặc trƣng đƣợc lƣu trữ và quản lý trong các file độc lập và hệ thống không thể trực tiếp tổng hợp chúng với các hình ảnh bản đồ trong cơ sở dữ liệu của hệ thống.
Tuy nhiên các bản ghi này chứa các yếu tố xác định vị trí của sự kiện hay hiện tƣợng. - Chỉ số địa lý: đƣợc lƣu trong hệ thống thông tin địa lý để chọn, liên kết và tra cứu số liệu trên cơ sở vị trí địa lý mà chúng đã đƣợc mô tả bằng các chỉ số địa lý xác định. Một chỉ số có thể bao gồm nhiều bộ xác định cho các thực thể địa lý sử dụng từ các cơ quan khác nhau nhƣ là lập danh sách các mã địa lý mà chúng xác định mối quan hệ không gian giữa các vị trí hoặc giữa các hình ảnh hay thực thể địa lý. Ví dụ: chỉ số địa lý về rừng và địa chỉ địa lý liên quan đến rừng đó.
- Mối quan hệ không gian: của các thực thể tại vị trí địa lý cụ thể rất quan trọng cho các chức năng xử lý của hệ thống thông tin địa lý. Các mối quan hệ không gian có thể là mối quan hệ đơn giản hay lôgic, ví dụ tiếp theo số khoảnh rừng 101 phải là số khoảnh rừng 102. Quan hệ topology cũng là một quan hệ không gian. Các quan hệ không gian có thể đƣợc mã hoá nhƣ các thông tin thuộc tính hoặc ứng dụng thông qua giá trị toạ độ của các thực thể.
16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và phi không gian: thể hiện phƣơng pháp chung để liên kết hai loại dữ liệu đó thông qua bộ xác định, lƣu trữ đồng thời trong các thành phần không gian và phi không gian. Các bộ xác định có thể đơn giản là một số duy nhất liên tục, ngẫu nhiên hoặc các chỉ báo địa lý hay số liệu xác định vị trí lƣu trữ chung. Bộ xác định cho một thực thể có thể chứa toạ độ phân bố của nó, số hiệu mảnh bản đồ, mô tả khu vực hoặc con trỏ đến vị trí lƣu trữ của số liệu liên quan. Bộ xác định đƣợc lƣu trữ cùng với các bản ghi toạ độ hoặc mô tả số khác của các hình ảnh không gian và cùng với các bản ghi số liệu thuộc tính liên quan.
Sự liên kết giữa hai loại thông tin cơ bản trong cơ sở dữ liệu GIS thể hiện theo sơ đồ sau: Hình 1.2 Mối quan hệ giữa thông tin bản đồ và thông tin thuộc tính 1.2 Cơ sở dữ liệu nền địa lý a. Cơ sở dữ liệu nền địa lý Cơ sở dữ liệu nền địa lý là sản phẩm đƣợc xây dựng từ dữ liệu của tập hợp các đối tƣợng địa lý dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật nhất định (ví dụ: OGC, ISO TC211, …), có khả năng mã hoá, cập nhật và trao đổi qua các dịch vụ truyền tin hiện đại. Định dạng mở, không phụ thuộc vào phần mềm gia công dữ liệu. 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.