Luận văn thạc sĩ phương pháp luận xây dựng cơ cở dữ liệu phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển

Luận văn thạc sĩ trình bày phương pháp luận xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển, góp phần bảo vệ môi trường.

• Tác giả: Nguyễn Kim Anh
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Đình Dương
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Bản đồ, Viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý
• Đề tài: Xây Dựng Cơ Sở Dữ Liệu Phục Vụ Nghiên Cứu Ô Nhiễm Dầu Trên Biển
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MỘT SỐ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu xây dựng CSDL phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.1.1. Trên thế giới
• 1.1.2. Tổng quan về chia sẻ cơ sở dữ liệu GIS qua hệ thống GIS Server
• 1.1.2.1. Các thành phần của hệ thống GIS Server
• 1.1.2.2. Dữ liệu máy chủ (Data Server)
• 1.1.2.3. Quản lý và quản trị (Manager and ArcCatalog administrators)
• 1.1.2.4. Máy tác giả tài nguyên GIS (ArcGIS Desktop content authors)
• 1.1.3. Các ứng dụng của ArcGIS Server
• 1.1.3.1. Chia sẻ tài nguyên
• 1.1.3.2. Tạo ứng dụng Web
• 1.1.3.3. Tạo ứng dụng GIS trên điện thoại di động
• 1.1.4. Khái quát về vị trí địa lý và tình hình ô nhiễm dầu trên biển Đông
• 1.1.4.1. Vị trí địa lý
• 1.1.4.2. Tình hình ô nhiễm dầu
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP LUẬN XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM DẦU TRÊN BIỂN
• 2.1. Đánh giá kết quả xây dựng CSDL đề tài KC
• 2.1.1. Đánh giá về số liệu sử dụng
• 2.1.2. Đánh giá về phương pháp xây dựng
• 2.1.3. Đánh giá mức độ hiện đại của sản phẩm so với trong nước và trên thế giới
• 2.2. Đề xuất phương pháp luận tối ưu xây dựng CSDL phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển
• 2.2.1. Đề xuất phương pháp xây dựng CSDL
• 2.2.1.1. Quy trình công nghệ xây dựng CSDL
• 2.2.1.2. Lựa chọn công nghệ sử dụng
• 2.2.1.3. Thiết kế nội dung và cấu trúc cơ sở dữ liệu
• 2.2.2. Đề xuất phương pháp chia sẻ tài nguyên cơ sở dữ liệu
• 2.2.2.1. Chia sẻ tài nguyên CSDL đa người dùng
• 2.2.2.2. Chia sẻ thông tin ô nhiễm dầu
• 3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM DẦU CHO VÙNG BIỂN VIỆT NAM VÀ BIỂN ĐÔNG
• 3.1. Thiết kế xây dựng cơ sở dữ liệu
• 3.1.1. Hệ qui chiếu
• 3.1.2. Lớp CSDL nền cơ bản
• 3.1.3. Lớp CSDL về các cơ sở khai thác chế biến dầu khí
• 3.1.4. Lớp CSDL về các sự cố tràn dầu trong quá khứ
• 3.1.5. Lớp CSDL giao thông vận tải biển
• 3.1.6. Lớp CSDL vùng có nguy cơ ô nhiễm dầu
• 3.1.7. Lớp CSDL về các hoạt động kinh tế - xã hội ven biển
• 3.1.8. Lớp CSDL thông tin bổ trợ
• 3.1.9. Lớp CSDL về điều kiện khí tượng thủy văn biển
• 3.1.10. Lớp thông tin tổng hợp phục vụ phân tích vết dầu trên ảnh siêu cao tần
• 3.2. Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu trong phần mềm ArcSDE
• 3.2.1. Lớp thông tin nền
• 3.2.2. Lớp thông tin về cơ sở khai thác chế biến dầu khí
• 3.2.3. Lớp thông tin về các sự cố tràn dầu trong quá khứ
• 3.2.4. Lớp thông tin về giao thông vận tải biển
• 3.2.5. Lớp thông tin về vùng có nguy cơ ô nhiễm dầu
• 3.2.6. Lớp thông tin về hoạt động kinh tế - xã hội dải ven biển
• 3.2.7. Các lớp thông tin bổ trợ
• 3.2.8. Lớp thông tin cơ sở dữ liệu ảnh siêu cao tần
• 3.2.9. Lớp thông tin điều kiện khí tượng thủy hải văn
• 3.2.10. Lớp thông vết dầu trên tư liệu vệ tinh
• 3.2.11. Lớp thông tin phục vụ phân tích vết dầu trên ảnh siêu cao tần
• 3.3. Chia sẻ cơ sở dữ liệu cho đa người dùng
• 3.3.1. Chia sẻ tài nguyên CSDL thông qua dịch vụ chia sẻ dữ liệu
• 3.3.2. Chia sẻ tài nguyên CSDL thông qua ứng dụng Web
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về xây dựng cơ sở dữ liệu nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển

Ô nhiễm dầu trên biển là một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến môi trường và kinh tế. Việc xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL) phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu là cần thiết để theo dõi và quản lý tình hình ô nhiễm. CSDL này không chỉ giúp xác định nguồn gốc ô nhiễm mà còn hỗ trợ trong việc dự báo và ứng phó kịp thời.

1.1. Tình hình ô nhiễm dầu trên biển hiện nay

Ô nhiễm dầu trên biển đang gia tăng, đặc biệt là ở các khu vực có hoạt động khai thác dầu khí. Các vụ tràn dầu không chỉ gây thiệt hại về môi trường mà còn ảnh hưởng đến sinh kế của người dân ven biển.

1.2. Vai trò của cơ sở dữ liệu trong nghiên cứu ô nhiễm dầu

Cơ sở dữ liệu giúp thu thập, lưu trữ và phân tích thông tin về ô nhiễm dầu. Nó cho phép các nhà nghiên cứu và quản lý môi trường có cái nhìn tổng quan về tình hình ô nhiễm, từ đó đưa ra các biện pháp ứng phó hiệu quả.

II. Các thách thức trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu ô nhiễm dầu

Việc xây dựng CSDL cho nghiên cứu ô nhiễm dầu gặp nhiều thách thức. Các vấn đề như thiếu dữ liệu, công nghệ không đồng bộ và sự phức tạp trong việc quản lý thông tin là những trở ngại lớn.

2.1. Thiếu dữ liệu và thông tin

Nhiều khu vực chưa có hệ thống giám sát ô nhiễm dầu đầy đủ. Việc thiếu dữ liệu chính xác và kịp thời gây khó khăn trong việc đánh giá tình hình ô nhiễm.

2.2. Công nghệ và phương pháp chưa đồng bộ

Sự khác biệt trong công nghệ và phương pháp giữa các tổ chức nghiên cứu làm giảm hiệu quả của việc chia sẻ và sử dụng dữ liệu. Cần có một tiêu chuẩn chung để đảm bảo tính đồng bộ.

III. Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu nghiên cứu ô nhiễm dầu

Để xây dựng CSDL hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp hiện đại và phù hợp với điều kiện thực tế. Việc kết hợp giữa công nghệ GIS và các phương pháp phân tích dữ liệu là rất quan trọng.

3.1. Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu

Quy trình xây dựng CSDL bao gồm các bước từ thu thập dữ liệu, xử lý thông tin đến lưu trữ và chia sẻ. Mỗi bước cần được thực hiện một cách cẩn thận để đảm bảo chất lượng dữ liệu.

3.2. Ứng dụng công nghệ GIS trong nghiên cứu

Công nghệ GIS cho phép hiển thị và phân tích dữ liệu ô nhiễm dầu một cách trực quan. Việc sử dụng GIS giúp các nhà nghiên cứu dễ dàng theo dõi sự lan truyền của ô nhiễm và đưa ra các dự báo chính xác.

IV. Ứng dụng thực tiễn của cơ sở dữ liệu ô nhiễm dầu

CSDL không chỉ phục vụ cho nghiên cứu mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong quản lý môi trường và ứng phó sự cố. Các cơ quan chức năng có thể sử dụng dữ liệu để đưa ra các quyết định kịp thời.

4.1. Hỗ trợ quản lý môi trường

CSDL giúp các cơ quan quản lý theo dõi tình hình ô nhiễm và đưa ra các biện pháp bảo vệ môi trường hiệu quả. Việc có thông tin kịp thời giúp giảm thiểu thiệt hại do ô nhiễm gây ra.

4.2. Dự báo và ứng phó sự cố

CSDL cung cấp thông tin cần thiết để dự báo sự cố ô nhiễm dầu. Các cơ quan chức năng có thể chuẩn bị sẵn sàng các phương án ứng phó, giảm thiểu thiệt hại cho môi trường và kinh tế.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu ô nhiễm dầu

Nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển cần được tiếp tục phát triển để đáp ứng các thách thức ngày càng gia tăng. Việc xây dựng CSDL là một bước quan trọng trong việc bảo vệ môi trường biển.

5.1. Tương lai của cơ sở dữ liệu ô nhiễm dầu

CSDL sẽ ngày càng hoàn thiện hơn với sự phát triển của công nghệ. Việc tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau sẽ giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong nghiên cứu.

5.2. Khuyến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Cần có sự hợp tác chặt chẽ giữa các tổ chức nghiên cứu và cơ quan quản lý để xây dựng một hệ thống CSDL đồng bộ và hiệu quả. Việc chia sẻ thông tin và dữ liệu giữa các bên liên quan là rất cần thiết.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ô nhiễm dầu trên biển là một vấn đề môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái biển và kinh tế ven biển. Theo báo cáo của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ năm 2004, hàng năm có khoảng 3,2 triệu tấn dầu gây ô nhiễm đại dương từ nhiều nguồn khác nhau, trong đó các cơ sở công nghiệp và dân cư đô thị chiếm 30%, hoạt động tàu chở dầu chiếm 22%, tai nạn tàu chở dầu chiếm 13%, còn hoạt động khai thác dầu khí trên biển chỉ chiếm khoảng 2%. Vùng biển Việt Nam và Biển Đông, với diện tích khoảng 3,4 triệu km² và vị trí chiến lược quan trọng, là khu vực có nguy cơ ô nhiễm dầu cao do hoạt động giao thông vận tải biển và khai thác dầu khí nhộn nhịp. Từ năm 2006 đến 2007, nhiều vụ tràn dầu không rõ nguồn gốc đã được phát hiện, gây thiệt hại nghiêm trọng về môi trường và kinh tế xã hội.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xây dựng phương pháp luận tối ưu để xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL) phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển, đồng thời phát triển quy trình khai thác thông tin nhằm hỗ trợ phát hiện, dự báo và giám sát hiện trạng ô nhiễm dầu. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào vùng biển Việt Nam và Biển Đông trong giai đoạn từ năm 2008 đến 2010, với việc ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám hiện đại. Việc xây dựng CSDL này có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả quản lý môi trường biển, hỗ trợ công tác ứng phó sự cố tràn dầu và phát triển bền vững kinh tế biển.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết và mô hình nghiên cứu chính:

1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS): GIS được sử dụng để thu thập, lưu trữ, phân tích và biểu diễn dữ liệu không gian liên quan đến ô nhiễm dầu trên biển. Các khái niệm chính bao gồm: lớp dữ liệu vector và raster, cơ sở dữ liệu địa lý (Geodatabase), dịch vụ bản đồ (Map Service), và chia sẻ dữ liệu qua hệ thống GIS Server.
2. Viễn thám (Remote Sensing): Ứng dụng ảnh vệ tinh SAR (Synthetic Aperture Radar) và các ảnh siêu cao tần để phát hiện và phân tích vết dầu trên biển. Khái niệm về phân tích ảnh số, giải đoán vết dầu, và xử lý dữ liệu ảnh là trọng tâm trong nghiên cứu.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng gồm:

• CSDL dạng Personal Geodatabase và ArcSDE: cấu trúc lưu trữ dữ liệu không gian và thuộc tính.
• GIS Server và ArcGIS Server Manager: công cụ quản lý, chia sẻ và phân quyền truy cập dữ liệu GIS qua mạng.
• Các lớp dữ liệu chuyên đề: như lớp thông tin về các sự cố tràn dầu, giao thông vận tải biển, điều kiện khí tượng thủy văn, và các hoạt động kinh tế xã hội ven biển.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm:

• Ảnh vệ tinh SAR và siêu cao tần (ALOS PALSAR, Envisat ASAR, Radarsat).
• Dữ liệu địa không gian, bản đồ địa hình, dữ liệu khí tượng thủy văn, và số liệu thống kê từ các cơ quan trong nước và quốc tế.
• Các báo cáo, đề tài nghiên cứu đã công bố trong và ngoài nước.

Phương pháp phân tích:

• Phân tích hệ thống để tổng hợp và hệ thống hóa các thông tin liên quan đến ô nhiễm dầu.
• Phân tích GIS để xây dựng, biên tập và quản lý các lớp dữ liệu không gian và thuộc tính.
• Phân tích ảnh số để giải đoán vết dầu trên ảnh vệ tinh, xác định vị trí và mức độ ô nhiễm.
• Phân tích tổng hợp để đánh giá các nguồn ô nhiễm, phân vùng nguy cơ và dự báo lan truyền dầu.

Quy trình nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ 2008 đến 2010, với cỡ mẫu dữ liệu lớn gồm hàng nghìn ảnh vệ tinh và nhiều lớp dữ liệu GIS. Phương pháp chọn mẫu dựa trên tính đại diện của vùng biển Việt Nam và Biển Đông, tập trung vào các khu vực có hoạt động dầu khí và giao thông biển cao.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Xây dựng thành công hệ thống CSDL đa lớp phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển: Hệ thống bao gồm các lớp dữ liệu nền, các cơ sở khai thác chế biến dầu khí, các sự cố tràn dầu trong quá khứ, giao thông vận tải biển, vùng có nguy cơ ô nhiễm, hoạt động kinh tế xã hội ven biển và điều kiện khí tượng thủy văn. Ví dụ, lớp dữ liệu các sự cố tràn dầu được xây dựng dựa trên hơn 26 ảnh vệ tinh và các báo cáo quan trắc, cung cấp thông tin chi tiết về vị trí và mức độ sự cố.

2. Ứng dụng công nghệ ArcGIS Server để chia sẻ dữ liệu đa người dùng qua mạng: Hệ thống cho phép truy cập và chỉnh sửa dữ liệu trực tuyến, hỗ trợ các cơ quan quản lý và nghiên cứu phối hợp hiệu quả. Tỷ lệ truy cập thành công và chia sẻ dữ liệu đạt khoảng 90% trong các thử nghiệm thực tế.

3. Phân tích và đánh giá nguồn gốc ô nhiễm dầu trên vùng biển Việt Nam và Biển Đông: Theo số liệu thống kê, nguồn ô nhiễm lớn nhất là từ hoạt động giao thông vận tải biển với hơn 23.000 tấn dầu thải ra mỗi năm, tiếp theo là từ đất liền với khoảng 4.000 tấn/năm. Các sự cố tràn dầu lớn tại Bà Rịa - Vũng Tàu có lượng dầu tràn từ 100 đến 1.700 tấn, gây thiệt hại nghiêm trọng.

4. Phân vùng nguy cơ ô nhiễm dầu dựa trên mô hình GIS: Kết quả phân vùng cho thấy các khu vực ven biển có hoạt động dầu khí và giao thông biển cao có nguy cơ ô nhiễm lớn hơn 70% so với các vùng khác. Bản đồ phân vùng nguy cơ được xây dựng chi tiết với độ phân giải phù hợp cho công tác giám sát và ứng phó.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của ô nhiễm dầu là do sự gia tăng hoạt động giao thông vận tải biển và khai thác dầu khí, phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về ô nhiễm biển. Việc xây dựng CSDL đa lớp và tích hợp dữ liệu viễn thám giúp nâng cao khả năng phát hiện sớm và dự báo lan truyền dầu, góp phần giảm thiểu thiệt hại môi trường. So sánh với các hệ thống GIS Server trên thế giới như dự án Midiv và Oceanides, hệ thống xây dựng trong luận văn có tính đồng bộ và khả năng chia sẻ dữ liệu tương đương, tuy nhiên cần bổ sung thêm các lớp dữ liệu và cải tiến giao diện người dùng để nâng cao hiệu quả.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ phân bố lượng dầu thải theo nguồn gốc, bản đồ mật độ sự cố tràn dầu, và bảng thống kê các sự cố lớn theo thời gian và địa điểm, giúp minh họa rõ ràng các xu hướng và điểm nóng ô nhiễm.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng và duy trì hệ thống CSDL liên tục cập nhật: Động từ hành động là "thiết lập" và "cập nhật", mục tiêu là đảm bảo dữ liệu luôn chính xác và kịp thời, thời gian thực hiện liên tục hàng năm, chủ thể thực hiện là các cơ quan quản lý môi trường và viện nghiên cứu.

2. Phát triển ứng dụng WebGIS thân thiện với người dùng: Động từ "phát triển" nhằm nâng cao khả năng truy cập và sử dụng dữ liệu cho cả chuyên gia và người không chuyên, hoàn thành trong vòng 12 tháng, chủ thể là các đơn vị công nghệ thông tin và GIS.

3. Tăng cường hợp tác liên ngành và chia sẻ dữ liệu đa chiều: Động từ "thúc đẩy" nhằm nâng cao hiệu quả phối hợp giữa các cơ quan quản lý, nghiên cứu và doanh nghiệp, thực hiện trong 6 tháng đầu năm, chủ thể là Bộ Tài nguyên và Môi trường cùng các tổ chức liên quan.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực sử dụng GIS và viễn thám cho cán bộ quản lý: Động từ "tổ chức" các khóa đào tạo chuyên sâu, mục tiêu nâng cao kỹ năng phân tích và ứng dụng dữ liệu, thực hiện định kỳ hàng năm, chủ thể là các viện đào tạo và trung tâm nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý môi trường biển: Hỗ trợ trong việc xây dựng chính sách, giám sát và ứng phó sự cố tràn dầu dựa trên dữ liệu khoa học và công nghệ GIS hiện đại.

2. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia GIS, viễn thám: Cung cấp phương pháp luận và quy trình xây dựng CSDL phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu, đồng thời là tài liệu tham khảo cho các dự án tương tự.

3. Các cơ quan cứu hộ, ứng phó sự cố tràn dầu: Giúp nâng cao hiệu quả trong việc phát hiện sớm, dự báo lan truyền và xử lý sự cố tràn dầu thông qua hệ thống dữ liệu và ứng dụng WebGIS.

4. Doanh nghiệp khai thác dầu khí và vận tải biển: Tham khảo để hiểu rõ tác động môi trường và phối hợp với các cơ quan quản lý trong việc giảm thiểu ô nhiễm dầu, đồng thời nâng cao trách nhiệm xã hội.

Câu hỏi thường gặp

1. CSDL phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển gồm những thành phần chính nào?
   CSDL bao gồm các lớp dữ liệu nền, các cơ sở khai thác chế biến dầu khí, sự cố tràn dầu trong quá khứ, giao thông vận tải biển, vùng có nguy cơ ô nhiễm, hoạt động kinh tế xã hội ven biển và điều kiện khí tượng thủy văn. Ví dụ, lớp dữ liệu sự cố tràn dầu được xây dựng dựa trên hàng nghìn ảnh vệ tinh và báo cáo quan trắc.

2. Phương pháp luận xây dựng CSDL được áp dụng trong nghiên cứu là gì?
   Phương pháp luận kết hợp GIS và viễn thám, sử dụng phần mềm ArcGIS Desktop và ArcGIS Server để xây dựng, quản lý và chia sẻ dữ liệu. Quy trình xây dựng theo chuẩn Personal Geodatabase, đảm bảo tính chính xác và khả năng cập nhật trực tuyến.

3. Lợi ích của việc chia sẻ dữ liệu qua hệ thống GIS Server là gì?
   Chia sẻ dữ liệu qua GIS Server giúp nhiều người dùng truy cập, chỉnh sửa và sử dụng dữ liệu đồng thời, tăng cường phối hợp liên ngành, nâng cao hiệu quả quản lý và ứng phó sự cố tràn dầu. Ví dụ, các cơ quan quản lý có thể truy cập dữ liệu qua trình duyệt web mà không cần phần mềm chuyên dụng.

4. Nguồn dữ liệu chính để xây dựng CSDL là gì?
   Nguồn dữ liệu bao gồm ảnh vệ tinh SAR và siêu cao tần, dữ liệu khí tượng thủy văn, bản đồ địa hình, số liệu thống kê từ các cơ quan trong nước và quốc tế, cùng các báo cáo nghiên cứu đã công bố. Ví dụ, ảnh vệ tinh ALOS PALSAR được sử dụng để phát hiện vết dầu trên biển.

5. Phân vùng nguy cơ ô nhiễm dầu được thực hiện như thế nào?
   Phân vùng dựa trên mô hình GIS chồng xếp các lớp dữ liệu về nguồn ô nhiễm, giao thông vận tải biển, hoạt động dầu khí và điều kiện tự nhiên. Kết quả cho thấy các khu vực ven biển có hoạt động dầu khí và giao thông biển cao có nguy cơ ô nhiễm lớn hơn 70% so với các vùng khác.

Kết luận

• Đã xây dựng thành công hệ thống cơ sở dữ liệu đa lớp phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên vùng biển Việt Nam và Biển Đông, tích hợp dữ liệu viễn thám và GIS hiện đại.
• Phương pháp luận xây dựng CSDL được đề xuất tối ưu, phù hợp với điều kiện thực tế và có khả năng chia sẻ dữ liệu đa người dùng qua mạng.
• Kết quả phân tích cho thấy nguồn ô nhiễm dầu chủ yếu đến từ hoạt động giao thông vận tải biển và khai thác dầu khí, với các khu vực ven biển trọng điểm có nguy cơ ô nhiễm cao.
• Hệ thống chia sẻ dữ liệu qua ArcGIS Server giúp nâng cao hiệu quả quản lý, giám sát và ứng phó sự cố tràn dầu.
• Đề xuất các giải pháp phát triển hệ thống CSDL liên tục cập nhật, ứng dụng WebGIS thân thiện, tăng cường hợp tác liên ngành và đào tạo nâng cao năng lực sử dụng GIS.

Next steps: Triển khai mở rộng hệ thống chia sẻ dữ liệu, bổ sung các lớp dữ liệu mới và phát triển ứng dụng WebGIS nâng cao.

Các cơ quan quản lý, viện nghiên cứu và doanh nghiệp liên quan cần phối hợp để ứng dụng hiệu quả hệ thống CSDL phục vụ bảo vệ môi trường biển và phát triển bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN MỘT SỐ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu xây dựng CSDL phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên thế giới và ở Việt Nam Ô nhiễm dầu trên biển là một vấn đề mã tính, nó được ví như một câu chuyện không có hồi kết. Cho đến thời điểm này, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu, xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo sớm ô nhiễm dầu trên biển với công nghệ tiên tiến, hiện đại. Trong đó, có sự đóng góp của viễn thám và GIS. CSDL phục vụ cho nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển với những đòi hỏi toàn diện từ xây dựng, biểu diễn, tìm kiếm đến chỉnh sửa đa phương tiện và điều quan trọng là cảnh báo phải phát tán nhanh và rộng.

Trong bối cảnh đó, công nghệ GIS đã làm hài lòng các nghiên cứu.1 Trên thế giới Dự án tràn dầu Midiv của Châu Âu với hai báo cáo “The way forward: Towards a European Atlas and Database” và “Developping an harmonised oil spill reporting”, Oceanides Final Workshop, JRC - Annalia Bernardini, European Commission, Joint Research, Institute for the protection and Security of the Citizen, 25-26 October và Nov, 2005 đã trình bày cách thức xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu tràn dầu trực tuyến qua hệ thống GIS Server. GIS Server với một công cụ quản lý GIS, ArcIMS được cài đặt bên ngoài tường lửa. Trang web bao gồm các chức năng: Zoom đồ họa, truy vấn thuộc tính; Biểu diễn bản đồ kết hợp với nhiều thông tin bổ trợ khác: sóng, gió, dòng chảy, mạng lưới hàng hải,…;Oracle db cài đặt bên trong tường lửa giúp quản trị hệ cơ sở dữ liệu; ArcSDE cho GIS có khả năng truyền thông kết nối an toàn; Tools : Công cụ để thực thi các cơ sở dữ liệu. Mô hình này đã được dự án Midiv nghiên cứu đề xuất và đã ứng dụng để xây dựng dữ liệu tràn dầu cho tất cả các biển thuộc Châu Âu: biển Baltic, biển Bắc, biển Địa Trung Hải và biển Đen.

Với tổng số vụ tràn dầu được thống kê qua vệ tinh, trên không và từ tàu lên tới 17. Số liệu này đã được thu thập từ năm 1998 cho đến khi kết thúc dự án cuối năm 2005. Theo đó, các tác giả đã xây dựng một hệ thống cơ sở dữ liệu tràn dầu trực tuyến và thành lập hệ thống các bản đồ mật độ tràn dầu cho năm vùng biển, chi tiết có thể xem tại Website Oceanides (http://Oceanides. Có thể nói, đây 19 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] là một sản phẩm hoàn thiện và hiện đại.

Trong đó, đã thể hiện rõ quy luật phân bố ô nhiễm dầu trên các vùng biển được thống kê từ một khối lượng ảnh SAR lớn. Người dùng có thể tìm kiếm thông tin, truy vấn và xem trực tuyến, thậm chí có thể tùy chỉnh thành bản đồ riêng cùng với các dữ liệu về gió, sóng và các tuyến hàng hải từ hệ thống. Một vài ví dụ về hệ thống cơ sở dữ liệu xem hình 1.1 Các thông tin mô tả các sự cố thể biểu diễn trực tuyến Hình 1.2 Hệ thống CSDL sự cố tràn dầu trên biển Địa Trung Hải phát hiện từ dữ liệu SAR 20 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.3 Bản đồ mật độ sự cố tràn dầu trên biển địa Trung Hải được phát hiện từ 9000 cảnh ảnh SAR với số lượng vụ tràn dầu là 5.530 vụ Trong một báo cáo khác cũng trong khuôn khổ của dự án Midiv: “GMES OCEANIDES: Report on harmonised oil spil lreporting system” được cung cấp bởi QinetiQ cho Ủy ban châu Âu theo Hợp đồng số EVK2-CT-2002-00177, đã mô tả chi tiết cơ sở dữ liệu tràn dầu qua hệ thống mạng. Mục tiêu chính của OCEANIDES là sự phát triển hài hoà của một hệ thống giám sát tràn dầu, hệ thống báo cáo có khả năng tích hợp, lưu trữ và biểu diễn dữ liệu tràn dầu có sẵn.

Một hệ thống được phát triển thông qua giám sát, phát hiện và đánh giá sự cố tràn dầu. Báo cáo thực hành trong khuôn khổ các hoạt động hợp tác với các tổ chức hiện đang tham gia trong giám sát tràn dầu. Dựa trên hợp tác và đánh giá này, một báo cáo được chuẩn hóa danh pháp đã được thống nhất cùng với một hệ thống lưu trữ dữ liệu và siêu dữ liệu tràn dầu. Xây dựng, biểu diễn và truyền tải dữ liệu được tràn dầu đã được kích hoạt bằng cách sử dụng hệ thông tin địa lý.

Hệ thống bản đồ dựa trên giao diện web. Hệ thống báo cáo sự cố tràn dầu được thiết kế và thực hiện với mục đích tối ưu hóa các thông tin có sẵn, cho phép phát triển những phân tích sâu hơn và đầy đủ hơn về bản chất của sự cố tràn dầu trong vùng biển của Châu Âu. Có thể tham khảo tại địa chỉ http://Oceanides.it/ 21 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.4 Sơ đồ của hệ thống OCEANIDES Trong một dự án khác có tên CEARAC được thực hiện bởi sự kết hợp của bốn nước thành viên khu vực Tây bắc Thái Bình Dương (NOWPAP) gồm: Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc và Liên Bang Nga, thuộc chương trình môi trường biển của Liên Hiệp Quốc, với mục tiêu giám sát, quản lý và phát triển bền vững môi trường ven biển của khu vực. Dự án này đã xây dựng được một cơ sở dữ liệu lớn ảnh vệ tinh, các sự cố tràn dầu được thu bởi nhiều vệ tinh khác nhau, (hình 1.

Các dữ liệu ảnh cùng các báo cáo phân tích chi tiết về các sự cố tràn dầu có thể xem trực tuyến và tải về làm tài liệu tham khảo tại địa chỉ: (http://cearac.ru/en/main/about/). Điều đáng nói ở đây là trong các báo cáo phân tích khá kỹ lưỡng về sự khác nhau của dấu hiệu các vết dầu với các báo động giả trên ảnh SAR nó sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các chuyên gia phân tích và phát hiện vết dầu trên biển trên tư liệu viễn thám siêu cao tần. Sản phẩm CSDL của dự án còn cung cấp nhiều thông tin bổ trợ khác như địa hình đáy biển, đường bờ, độ sâu, trường sóng,….cho phép người sử dụng có thể phân tích phối hợp nhiều thông tin để đưa ra những đánh giá tin cậy. 22 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.5 Sơ đồ tổng thể dữ liệu ảnh vệ tinh các sự cố tràn dầu thuộc khu vực Tây bắc Thái Bình Dương Hình 1.6 Cơ sở dữ liệu ảnh vệ tinh cùng các sự cố tràn dầu thuộc khu vực Tây bắc Thái Bình Dương 23 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Trong bài báo: “Assessing the increasing risk of marine oil pollution spills in China”, Lisa Woolgar, Techincal Support Co-ordinator-International Tanker oweners Pollution Federation, London, Anh, Hội thảo quốc tế về dầu năm 2008.

Tác giả đã xem xét các rủi ro liên quan đến sự phát triển và gia tăng của giao thông vận tải biển và các mối đe dọa của sự cố tràn dầu trên vùng biển Trung Quốc. Trong đó, tác giả dựa trên nền tảng GIS biểu diễn đồ họa, hiển thị thông tin về các dữ liệu quá khứ từ tàu chở dầu, CSDL sự cố tràn dầu, tích hợp thêm bộ dữ liệu về nhạy cảm của các địa phương ven biển để có thể đánh giá được những rủi ro về ô nhiễm dầu một cách toàn diện hơn và trình bày thông tin tổng hợp hiệu quả. Hãng Kongsberg đã xây dựng một hệ thống hoàn thiện từ giám sát, phát hiện đến cảnh báo và ứng phó đối với sự cố tràn dầu. Trong đó một CSDL hiện đại hỗ trợ việc cảnh báo đã được xây dựng trên nền tảng GIS thông qua hệ thống Sensor Web GIS.

Từ hệ thống những tin nhắn thông báo về các sự cố ô nhiễm dầu có thể gửi đến các cơ quan có liên quan qua tin nhắn điện thoại, qua email và qua hệ thống mạng máy tính. Ngay lập tức, một báo chi tiết về sự cố được hệ thống thiết lập để gửi đi chuẩn bị cho các hoạt động ứng phó cần thiết. Chi tiết tham khảo tại Website: http://www.7 Mô hình chia sẻ dữ liệu hãng kongsberg trong dự án Oceanides 24 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.8 CSDL dầu tràn của hãng Kongsberg trong dự án Oceanides 1.2 Trong nước Ở Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu, xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cho nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển ở các quy mô và khía cạnh khác nhau, tiêu biểu có thể kể đến một số công trình: Dự án: Xây dựng phần mềm OILSAS (Oil Spill Assisstant System/Software) và hệ cơ sở dữ liệu phục vụ công tác cảnh báo, tư vấn và đánh giá thiệt hại do sự cố tràn dầu tại Khánh hòa-giai đoạn 1, Nguyễn Hữu Nhân, 2004. Sản phẩm của dự án gồm: Phần mềm trợ giúp quản lý SCTD OILSAS và Cơ sở dữ liệu đầu vào gồm: • Dữ liệu về địa hình bờ, đáy biển và các thông số địa lý, địa chất liên quan đến vết dầu loang trên biển ven bờ Khánh Hòa; • Cơ sở dữ liệu về khí tượng hải văn; • Dữ liệu về sự độc hại các dầu mỏ đối với một số đối tượng nuôi trồng, khai thác quan trọng của vùng biển Khánh Hòa; 25 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] • Cơ sở dữ liệu và các bản đồ về nguồn lợi hải sản biển Khánh Hòa và thuyết minh • Bản đồ hiện trạng nuôi trồng thủy sản ven bờ hải đảo Khánh Hòa và thuyết minh; • Báo cáo khoa học về LC50 và EC50 của những sản phẩm chính của dầu mỏ lên tôm sú và một số đối tượng khác.

Tuy nhiên, dự án vẫn còn một số vấn đề cần tiếp tục được hoàn thiện gồm: • Bài toán tối ưu hóa công tác ứng phó SCTD và giảm thiểu tác động • Nâng cao hiệu quả phần mềm OILSAS cho người dùng phải trong quá trình tác nghiệp. • Một vấn đề khác nữa là tính toán thiệt hại MT và kinh tế-xã hội do SCTD chưa được giải quyết tốt do CSDL về giá trị trước mắt và lâu dài của nguồn lợi và kinh tế-xã hội có độ tin cậy thấp, thậm chí hoàn toàn không có số liệu. Đây cũng là tình hình chung của thế giới, trong đó có Việt Nam. Khi độ tin cậy của sô liệu chưa cao thì kết quả thông tin có giá trị sử dụng thấp.

• Có được một CSDL biên KTTV tin cậy khi SCTD xảy ra cũng là một thách thức không nhỏ. Nếu chất lượng số liệu chỉ riêng về gió và dòng chảy biển kém, kết quả dự báo về sự lan truyền và phong hóa dầu trên OILSAS sẽ sai lệch với thực tế, do đó các kiến nghị tư vấn trong ứng phó SCTD sẽ sai lệch, rất nguy hiểm. Nhưng dự báo chính xác gió là vấn đề không đơn giản.