tuyển tập các báo cáo hội nghị khoa học lần thứ 20 hà nội tháng 11 năm 2012 đại học mỏ địa chất

NGHIÊN C ỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS – 3D PHỤC Tr ần Thị Hương Giang Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Tóm t ắt: Bề mặt đất nhấp nhô và liên tục của trái là một đối tượng quen thu

BAN TỔ CHỨC

PGS.TS Nguyễn Trường Xuân

TS Tr ần Thùy Dương

TS Phạm Quang Hiệu GS.TS Võ Tr ọng Hùng

TS Nguyễn Duy Lạc PGS.TS Nguy ễn Văn Lâm PGS.TS Bùi Xuân Nam PGS.TS Nguy ễn Phương

TS Tr ần Đình Sơn

TS Nguyễn Chí Tình PGS.TS Nguy ễn Bình Yên

ThS Hoàng Thu Hằng

TS Nguy ễn Anh Dũng

TS Tr ần Vân Anh

TS Đỗ Văn Bình PGS.TS Đặng Vũ Chí PGS.TS Tr ần Thanh Hải

TS Lê Thanh Hu ệ

TS Nguyễn Đức Khoát PGS.TS Nguy ễn Văn Sơn

TS Vũ Bá Dũng

TS Phan Th ị Thái ThS Nguy ễn Tài Tiến

15 tháng 11 năm 2012 nhân d ịp kỷ niệm 46 năm ngày thành lập Trường 15/11/2012) H ội nghị là diễn đàn để các nhà khoa học, các chuyên gia trong nước và quốc tế

(15/11/1966-g ặp gỡ trao đổi, công bố các kết quả nghiên cứu, thảo luận và cùng hợp tác giải quyết những vấn đề về khoa học và công nghệ đang đặt ra đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của nước ta trong th ời kỳ Hiện đại hóa, Công nghiệp hóa và Hội nhập quốc tế Hội nghị khoa học lần thứ

20 c ũng là mốc đánh dấu sự trưởng thành vượt bậc của Nhà trường trong các hoạt động nghiên c ứu khoa học và chuyển giao công nghệ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội, góp phần

th ực hiện thắng lợi Nghị quyết Đại hội Đảng lần thứ XI về Giáo dục - Đào tạo và Khoa học - Công nghệ

Ban T ổ chức Hội nghị đã nhận được sự hưởng ứng tích cực của các thầy, cô giáo, các nghiên c ứu sinh và học viên cao học của Trường và đặc biệt có sự tham gia nhiệt tình của nhiều nhà khoa học đang công tác tại các cơ quan nghiên cứu, các cơ sở sản xuất trong cả nước Ban Biên tập cùng các tiểu ban chuyên môn đã tuyển chọn 235 báo cáo khoa học có nội dung đa dạng, phong phú, phản ánh những kết quả nghiên cứu khoa học thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau để công bố trong Tuyển tập các Báo cáo khoa học tại Hội nghị theo các lĩnh vực:

Trường Đại học Mỏ - Địa chất xin chân thành cám ơn các nhà khoa h ọc trong và ngoài trường đã gửi báo cáo khoa học tới Hội nghị, sự hợp tác nhiệt tình, có hiệu quả của các

cơ quan đã góp phần vào sự thành công của Hội nghị Mong rằng trong các kỳ hội nghị tiếp theo, Trường Đại học Mỏ - Địa chất tiếp tục nhận được sự hợp tác nhiều hơn nữa để nội dung

H ội nghị khoa học được phong phú hơn

BAN BIÊN TẬP

M ỤC LỤC

TI ẾU BAN : BẢN ĐỒ - VIỄN THÁM – HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ Trang

1 Trần Thị Hương Giang Nghiên c ứu xây dựng mô hình cơ sở dữ liệu GIS-3D phục

v ụ công tác giảng dạy môn học trình bày bản đồ của Bộ môn Bản đồ trường đại học

2 Dương Anh Quân, Tạ Thị Minh Thu, Trần Đình Hải, Nguyễn Thị Hồng

Huê Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý nhằm xác định tác động của hiện tượng khí

3 Bùi Ngọc Quý, Nguyễn Văn Lợi, Nguyễn Danh Đức, Boua Vanh

Chawnmounmy, Ph ạm Văn Tuấn Nghiên c ứu ứng dụng Arcscene trong xây dựng

4 Nguyễn Thị Lan Phương S ử dụng cơ sở dữ liệu địa không gian trong thành lập

5 Sisomphone Inssiengmay, Vũ Việt Anh, Phạm Văn Hiệp Hiện trạng cơ sở dữ

li ệu không gian trong hệ thống thông tin địa lý và khả năng, nhu cầu phục vụ công tác

6 Nguyễn Thế Việt Nghiên cứu sự phát triển hệ thống ký hiệu trong bản đồ học 36

7 Nguyễn Văn Trung, Phạm Vọng Thành Mô hình thay đổi hệ số tán xạ phản hồi

phụ thuộc vào mực nước ở vùng ngập lũ hồ Tonle Sap, Campuchia sử dụng ảnh

AlLOS PALSAR

42

8 Trần Vân Anh, Nguyễn Minh Hải Nghiên c ứu giải pháp chia sẻ dữ liệu địa lý

9 Nguyễn Bá Duy, Tống Sỹ Sơn Nghiên c ứu lựa chọn chỉ số thực vật và ngưỡng

bi ến động trong đánh giá biến động lớp phủ bằng phương pháp phân tích vector biến

10 Lê Thanh Nghị Nghiên c ứu phương pháp lọc điểm trong công nghệ LIDAR 69

11 Trần Đình Trí, Vũ Long, Trần Thanh Hà Mô hình toán h ọc và tham số kiểm

12 Trần Xuân Trường, Nguyễn Minh Hải, Phạm Xuân Trường, Nguyễn Như

Hùng Nghiên c ứu xây dựng chương trình giám sát ô nhiễm không khí từ dữ liệu ảnh

13 Nguyễn Quang Minh Phân lo ại lớp phủ bằng thuật toán Support Vector

TI ẾU BAN : TRẮC ĐỊA - ĐỊA CHÍNH- TRẮC ĐỊA MỎ

14 Nguyễn Thị Dung M ột số giải pháp hoàn thiện cơ chế tài chính đất đai, nhà ở

15 Trần Xuân Miễn, Nguyễn Thị Kim Yến Quy ho ạch khu tái định cư Nậm Hàng-

16 Đặng Hoàng Nga Đăng ký bất động sản ở Việt Nam- một vài nhận định 104

17 Đặng Nam Chinh, Nguyễn Duy Đô, Lương Thanh Thạch Ứng dụng địa thống

kê và phương pháp Kriging để nội suy khoảng chênh dị thường độ cao xác định theo

18 Vy Quốc Hải, ThS Bùi Thị Hồng Thắm, Dương Chí Công Tính chuy ển vận

19 Nguy ễn Gia Trọng, Vũ Văn Trí, Phạm Ngọc Quang Thu ật toán tính cạnh sử

20 Trần Khánh, Nguyễn Việt Hà Phân tích độ ổn định điểm lưới cơ sỏ mặt bằng

21 Trần Khánh, Lê Đức Tình Xác định thời gian trễ chuyển dịch so với thời điểm

22 Phạm Văn Chung, Vương Trọng Kha Xác định thông số dịch chuyển và biến

23 Vương Trọng Kha, Phạm Văn Chung Xây d ựng hệ thống phân loại các đứt

gãy kiến tạo theo mức độ ảnh hưởng đến tính chất dịch chuyển biến dạng đất đá khi

24 Vũ Trung Rụy Ảnh hưởng của số lượng trị đo trong mạng lưới GPS đến độ

NGHIÊN C ỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS – 3D PHỤC

Tr ần Thị Hương Giang

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Tóm t ắt: Bề mặt đất nhấp nhô và liên tục của trái là một đối tượng quen thuộc đối với

người sử dụng bản đồ và được phân tích, thể hiện lên bản đồ trong hàng trăm năm nay Các nhà b ản đồ đã đưa ra rất nhiều phương pháp thể hiện địa hình của mặt đất lên b ản đồ như đường đồng mức, vờn bóng, thang tầng màu và phối cảnh ba chiều Ngày nay, với sự ra đời của GIS – 3D, việc thể hiện bề mặt trái đất trở nên dễ dàng và thu ận tiện hơn so với những phương pháp truyền thống Nó hỗ trợ những nhà phân tích, người sử dụng bản đồ trong việc thể hiện trực quan sinh động bề mặt trái đất và đưa ra những phân tích hiệu quả phục vụ cho đời sống dân sinh Chính vì lý do đó,

vi ệc đưa vào giảng dạy mô hình cơ sở dữ liệu GIS – 3D cho sinh viên ngành Bản đồ là

h ết sức cần thiết

1 M ở đầu

Như chúng ta đều biết, mục đích cuối cùng của bản đồ là mô hình hoá thế giới thực Trong quyển Nature of Maps

2 Các phương pháp tạo ảnh nổi 3D truyền thống

của Robinson & Petchenik (năm 1976) bản đồ được định nghĩa

có sử dụng một thuật ngữ là "milieu" Thuật ngữ "milieu" thú vị bởi hàm ý bản đồ không riêng là tờ giấy phẳng và tĩnh yên như một tờ bản đồ giấy [4] Thật vậy, chúng ta đã có nhiều

cố gắng thể hiện bằng bản đồ những đối tượng có số chiều nhiều hơn hai chiều (2D) Một trong những cố gắng đem lại một mô hình gần với thực tế là việc thiết lập bản đồ ba chiều (3D) Hữu ích và thực tiễn, bản đồ 3D luôn có sức hấp dẫn trong mọi ngành liên quan đến,

nhất là trong lĩnh vực Công nghệ Thông tin Địa lý (GIS)

Năm 1989, Van Driel nhận ra rằng lợi thế của 3D được thể hiện trong hiển thị thông tin [6] Theo ước tính, 50% neuron của bộ não liên quan đ ến thị giác Hơn nữa, người ta tin

rằng hiển thị 3D cần nhiều neurons và quá trình nhận biết, xử lý sẽ nhanh chóng và trực quan hơn Ví dụ với bản đồ các đường đồng mức độ cao 2D, bộ não phải trước tiên xây dựng mô hình khái niệm trước khi phân tích dữ liệu địa điểm nào cao hơn Đối với mô hình 3D, việc xây dựng hiển thị mô hình độ cao giúp người xem dễ dàng nhận và hiểu sự thay đổi

Đối với môn học Trình bày bản đồ, các thủ thuật vẽ tạo ra hình khối ba chiều và chiều sâu không gian gọi là các phương pháp tạo hình nổi hình ảnh trên mặt phẳng

2.1 Phương pháp phối cảnh: Phối cảnh là một cách vẽ trong hội họa, hay tạo hình, dùng để thể hiện các hình ảnh 3 chiều một cách gần đúng trên một bề mặt 2 chiều nhờ vào các quy luật phối cảnh Các quy luật phối cảnh được xây dựng trên các quy tắc hình học chặt chẽ Chúng ta đang sống trong một không gian 3 chiều nhưng mặt phẳng giấy chỉ có 2 chiều, vì

thế sử dụng các quy tắc phối cảnh giúp hình ảnh 2 chiều trở thành 3 chiều, khiến chúng được quan sát được trực quan hơn trên tranh vẽ

Hình 1: Nguyên lý c ủa phối cảnh

Hình 2: Phối cảnh địa hình

2.2 Phương pháp thang tầng màu: Đối với phương pháp tạo hình nổi mầu là sử dụng kết

hợp các mầu nhất định để đạt được hiệu ứng thể tích hình ảnh Có nhiều đề xuất về các thang

tầng màu, nhưng việc dùng thang tầng màu nào thì cần phải nêu ra các luận cứ xác đáng để

bản đồ trở thành một công cụ cung cấp thông tin nhanh và nhiều nhất cho người đọc Ta có

thể khái quát qua về các loại thang màu đã có: thang đồng nhất và thang hỗn hợp [1]

Hình 4: V ờn bóng địa hình kết hợp với thang tầng màu

2.3 Phương pháp tạo hình bóng nổi là dựa trên quy luật phân bố ánh sáng và hình bóng

trong điều kiện chiếu sáng cụ thể

Hình 3: T ạo hình bóng nổi bằng tay

Phương pháp này được sử dụng trên bản đồ giấy nhằm trình bày yếu tố nội dung địa hình Dáng đất lồi lõm đư ợc thể hiện bằng hình bóng nổi làm cho người đọc dễ thấy không gian ba chiều bề mặt trái đất một cách sinh động Tuy nhiên phương pháp này vẫn ở dạng mặt

phẳng 2 chiều, phụ thuộc vào kinh nghiệm của nhà bản đồ và tính trực quan sinh động không cao bằng mô hình 3D

Hình 4: Ph ương pháp tạo mô hình nổi kết hợp giữa phối cảnh và vờn bóng địa hình

Nhìn chung, những phương pháp truyền thống trong việc tạo mô hình nổi chủ yếu dựa vào kinh nghiệm của nhà bản đồ, ngoài những kiến thức về nhận dạng mô hình đ ịa hình dựa vào đường đồng mức, quy luật kết hợp màu sắc và hướng sáng tối cũng được vận dụng triệt

để để tạo ra một tác phẩm bản đồ hoàn chỉnh Một nhược điểm nữa của phương pháp truyền

thống đó là thời gian và tiến độ thực hiện chậm, thực hiện các phân tích không gian khó và

hạn chế Vì vậy, đòi hỏi xây dựng mô hình GIS – 3D bằng công nghệ số đóng vai trò quan

trọng trong giáo dục và đời sống

3 Phương pháp sử dụng mô hình GIS – 3D

Có hai loại dữ liệu đầu vào phổ biến cho thành lập bề mặt và phân tích là mô hình số

độ cao dựa trên raster DEM và dựa trên vector TIN Hai mô hình này không thể sử dụng đồng

thời cùng một lúc nhưng nó có thể chuyển đổi cho nhau

3.1 C ấu trúc DEM dạng tam giác không đều (TIN): TIN là từ viết tắt của mạng tam giác

không đều (Triangulated Irregular Networks) Đây là mô hình d ạng Vector, có cấu trúc topo

mạng đa giác khá phức tạp, lấy điểm làm đơn vị và xét xem mỗi điểm sẽ được kết nối với các điểm liền kề để tạo ra tam giác [5] TIN là một tập hợp của các tam giác liền kề, không chồng

đè, không có tam giác đảo (tam giác nằm bên trong một tam giác khác), được tạo nên từ các điểm phân bố không đồng đều với tọa độ X, Y và Z Mô hình TIN với cấu trúc dữ liệu dạng Vector dựa trên điểm, đường, vùng có phân bố không đồng đều; thường được chia ra thành các tập hợp điểm (Masspoints) và các đường breakelines Mô hình TIN thư ờng được xây

dựng áp dụng thuật toán Delaunay để tối ưu hoá việc thể hiện bề mặt địa hình Ý tư ởng chủ đạo của thuật toán này là tạo ra các tam giác mà xét một cách tổng thể càng có dạng gần với tam giác đều càng tốt Nói một cách chính xác hơn thì tam giác Delaunay là tam giác tho ả mãn điều kiện đường tròn ngoại tiếp bất kỳ một tam giác nào đều không chứa bên trong nó đỉnh của các tam giác khác Mô hình TIN khá phức tạp khi xử lý nhưng nó cũng tránh đư ợc

việc lưu trữ thừa thông tin và có khả năng mô tả các biến đổi địa hình phức tạp

3.2 C ấu trúc DEM dạng lưới đều (GRID):

Ở dạng này DEM còn đư ợc gọi là DEM dạng lưới ô vuông quy chuẩn hay ma

trận độ cao (Altitude matrix) Các điểm độ cao trong DEM dạng này được bố trí theo khoảng cách đều đặn trên hướng tọa độ X,Y để biểu diễn địa hình Trong mô hình số độ cao dạng này

tọa độ mặt phẳng của một điểm mặt đất bất kỳ có độ cao Z (Zij) được xác định theo số thứ tự (i, j) của ô lưới trên hai hướng [5]

DEM dạng lưới đều là một mô hình bề mặt có cấu trúc đơn giản, dễ xử lý Độ chính xác của DEM được xác định bởi khoảng cách mắt lưới và để tăng độ chính xác phải giảm khoảng cách giữa các mắt lưới Các đối tượng đặc trưng, chẳng hạn các đỉnh hay các đường phân thuỷ không thể được miêu tả chính xác hơn độ rộng của mắt lưới Đối với các vùng bằng

phẳng, không hiệu quả khi lưu trữ DEM ở dạng lưới đều, còn ở vùng độ cao biến đổi phức tạp

mô hình GRID khó có thể diễn tả được các chi tiết này nếu không có giảm đáng kể về kích cỡ

thể tỏ ra có ưu thế hơn Hai dạng này của DEM có thể được chuyển đổi qua lại lẫn nhau, các

phần mềm hiện có đều cung cấp công cụ để thực hiện quá trình chuyển đổi này

3.3 Thành lập mô hình số độ cao DEM

Dữ liệu sẵn có và chủ yếu cho sinh viên có thể tự tạo một mô hình số độ cao là từ bản

đồ địa hình Việc nắn ảnh đưa về đúng hệ quy chiếu xác định được thực hiện sau khi quét bản

đồ và công tác số hóa Sau đó, công tác biên tập đường đồng mức làm dữ liệu cho việc tạo mô hình số độ cao Với sự hỗ trợ của phần mềm, thao tác chạy ra mô hình 3D đư ợc thực hiện nhanh chóng:

- Lựa chọn lớp đường đồng mức đã được gán độ cao

- Chạy topo to raster nhằm thực hiện thao tác chuyển đường đồng mức thành

mô hình số độ cao DEM

- Lựa chọn thang màu cho mô hình DEM, tạo vờn bóng (hillshade), chồng ghép đường đồng mức với DEM được vờn bóng hoặc kết hợp vờn bóng với thang tầng màu

- Xoay chuyển, thu phóng mô hình hiển thị chi tiết

Hình 5: Đường đồng mức Hình 6: B ản đồ vờn bóng địa

hình

Hình 7: Kết hợp đường đồng

m ức và vờn bóng

Hình 8: Thang t ầng màu độ cao Hình 9: k ết hợp vờn bóng địa

hình v ới thang tầng màu

Bốn yếu tố kiểm soát hiệu ứng hiển thị của vờn bóng đó là: góc phương vị mặt trời,

thời điểm chiếu sáng, độ dốc bề mặt (slope) và mặt chiếu sáng (aspect) Máy tính tạo ra vờn bóng sử dụng các giá trị bức xạ tương đối (relative radiance) ở trong mô hình TIN Giá trị này

nằm từ 0 đến 1; khi nhân nó với hằng số 255 nó trở thành giá trị chiếu sáng (illumination value) được hiển thị trên màn hình máy tính Một giá trị chiếu sáng là 255 sẽ được hiển thị

bằng màu trắng, và giá trị 0 sẽ được thể hiện là màu đen trên bản đồ vờn bóng địa hình Một phép tính nữa có chức năng gần giống với giá trị bức xạ tương đối là giá trị góc tới (incidence value) có thể thu được giá trị này bằng cách nhân bức xạ tương đối với sin của độ cao mặt trời (altitude’s sun) Bên cạnh việc vờn bóng địa hình, cả giá trị bức xạ tương đối và góc tới có thể được sử dụng trong quá trình xử lý ảnh như những biến thể hiện sự tương tác giữ bức xạ chiếu

tới và địa hình cục bộ (local topography) [2]

4 K ết luận và kiến nghị

K ết luận

Qua nghiên cứu đã chỉ ra rằng phương pháp xây dựng mô hình GIS – 3D thể hiện bề

mặt địa hình giúp cho việc hiển thị ba chiều trở nên nhanh chóng, chính xác và thuận tiện hơn Những công việc đòi hỏi sự khéo léo, trình độ cao và sự tỉ mỉ của nhà bản đồ đã được

giảm bớt gánh nặng nhờ công nghệ GIS – 3D và những hạn chế trong việc trình bày bản đồ

bằng phương pháp truyền thống được khắc phục Ngoài ra, sử dụng sản phẩm thể hiện địa hình của GIS – 3D, giúp cho sinh viên có một cái nhìn trực quan hơn, bài giảng sẽ sinh động hơn, dễ hiểu và nắm được bản chất vấn đề thể hiện không gian ba chiều

Kiến nghị

Phương pháp xây dựng mô hình GIS – 3D ngày nay đang đóng vai trò quan tr ọng trong đời sống phục vụ dân sinh như xây dựng, quy hoạch đô thị, dùng trong quân sự, xây

dựng cầu đường, dự báo thiên tai…, vì vậy việc nghiên cứu và học tập GIS – 3D đang thực sự

cần thiết đối với sinh viên ngành Bản đồ nói riêng và sinh viên trường Đại học Mỏ - Địa chất nói chung Do đó, cần nhanh chóng đưa lĩnh v ực này vào giảng dạy nâng cao hiệu quả giáo

dục và đào tạo

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Trần Trung Hồng, 2001 Trình bày bản đồ Nhà xuất bản Giao thông Vận tải Hà Nội [2] Kang-tsung Chang, 2007 4th edition, Introduction to Geographic Information Systems, ISBN 978-0-7-305115-4

[3] Th.s Nguyễn Thế Việt, Biên tập và thành lập bản đồ, trường đại học Mỏ - Địa Chất, Hà

Nội

[4] Robinson AH, Petchenik BB, 1976 The Nature of Maps: Essays Toward Understanding Maps and Meaning Chicago: Univ Chicago Press

[5] Cục bản đồ quân đội, 2006 Giáo trình “Mô hình địa hình 3D”, Bộ tổng tham mưu

[6] Van Driel J.N, 1989 Three Dimensional Display of Geologic Data, Three Dimensional Applications in Geographic Information Systems, Taylor & Francis Publishing, London

SUMMARY

Research on establishing GIS – 3D database model for map representation subject of Cartography Department, Hanoi University

of Mining and Geology

Tran Thi Huong Giang

Hanoi University of Mining and Geology

Continuous undulating earth’s surface which analyzed and represented on the map is a familiar object of map users for hundreds of years Cartographers have provided a lot of methods to present the terrain into the map by using contours, hill shade, color scale and 3D perspective approaches Nowadays, with the advent of GIS – 3D, earth’s surface representation become easier and more effective compared with traditional methods It supports for analysts and map users a lively visual representation of earth surface and offers many effective analyses serving to people’s daily lives For that reasons, teaching GIS – 3D

in map representation subject is an essential demand

Người biên tập: Bùi Ngọc Quý

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THỐNG TIN ĐỊA LÝ NHẰM XÁC ĐỊNH TÁC ĐỘNG CỦA HIỆN TƯỢNG KHÍ HẬU BẤT THƯỜNG (EL-NINO) TỚI

Dương Anh Quân, Tạ Thị Minh Thu, Trần Đình Hải Nguy ễn Thị Hồng Huê

Trường Đại học Mỏ-Địa Chất Hà Nội

Tóm t ắt: Hiện tượng khí hậu bất thường và những ảnh hưởng của nó tới môi trường

và kinh t ế-xã hội hiện đang là mối quan tâm lớn của nhiều quốc gia trên thế giới Việt Nam là m ột trong những quốc gia chịu ảnh hưởng lớn nhất của biến đối khí hậu và các hi ện tượng khí hậu bất thường, trong đó, sự thay đổi bất thường của các chỉ số

th ời tiết gây ra các tác động lớn như xói mòn đất, lũ lụt, bão… Khu vực Tây Nguyên là một khu vực bị ảnh hưởng điển hình của các tác động này Các hiện tượng này cũng gây ra s ự thay đổi bất thường về khả năng xói mòn đất, gây ảnh hưởng nghiêm trọng

t ới phát triển nông nghiệp và bảo vệ môi trường Bài báo này trình bày nghiên cứu về

sự tác động của hiện tượng khí hậu bất thường tới khả năng xói mòn đất với khu vực nghiên c ứu được lựa chọn là tỉnh Đăk Nông, Tây Nguyên

1 Mở đầu

Hiện nay, đất đai là một nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là nguyên liệu lao động chính của nền kinh tế Nông – Lâm nghiệp Tuy nhiên, trong vài thập kỷ gần đây cùng với sự gia tăng dân số, các nguồn tài nguyên khoáng sản,thảm thực vật, đất đai đã và đang đư ợc sử dụng ở mức độ cao,

thậm chí không hợp lý Vì vậy, hiện tượng thoái hoá đất đang diễn ra mạnh ở hầu hết các

quốc gia trên thế giới với các mức độ khác nhau Môi trường đất thường xuyên chịu tác động

của các quá trình như xói mòn, r ửa trôi, sạt lở, trượt lở, mặn hóa, phèn hóa, ô nhiễm do chất

thải, mất chất dinh dưỡng và chất hữu cơ,…

Đắk Nông là một tỉnh nằm ở phía Tây Nam vùng Tây Nguyên, có diện tích tự nhiên là 6514,38 km2 với mật độ dân số 64,66 người/km2

- Ch ỉ số xói mòn của mưa: hàm số biểu diễn tổng lượng mưa và cường độ mưa

(năm 2008) Địa hình tỉnh Đăk Nông gồm đồi núi xen kẽ giữa các địa hình thung lũng manh mún, cao nguyên và núi cao, đ ịa hình bị chia cắt mạnh, chênh lệch về độ cao và độ dốc lớn Hiện tượng xói mòn rửa trôi đang xảy ra

phụ thuộc vào các chỉ số như:

- Thảm thực vật: bao gồm thảm thực vật rừng, cây trồng nông nghiệp có tác

dụng làm giảm tác động của mưa lên lớp đất bề mặt thông qua việc tiêu hao năng lượng của

hạt mưa hay dòng chảy mặt và tạo điều kiện cho nước mưa thấm sâu vào đất, thảm rừng nhiệt đới được coi là chiếc áo phủ tốt nhất để bảo vệ đất khỏi bị hoặc giảm bớt xói mòn

- Kh ả năng chống xói mòn của đất: hàm số thể hiện khả năng trữ ẩm và giữ

nước của đất, làm giảm dòng chảy mặt và chống lại sự phá vỡ cấu trúc đất của nước mưa và

dòng chảy mặt; thành phần cơ giới của đất, cấu trúc đất là những thông số cơ bản để đánh giá

khả năng chống xói mòn của đất

- Địa hình: ngoài các chỉ số về mưa, thảm phủ bề mặt, tính chất của đất, địa

hình là một chỉ số chính ảnh hưởng đến xói mòn đ ất do mưa; những khu vực địa hình dốc rất

nhạy cảm với xói mòn vì tốc độ và năng lượng dòng chảy mặt trên địa hình dốc thường rất

lớn; những nơi có mật độ dòng chảy mặt tập trung cũng làm gia tăng xói mòn đất

3 Các mô hình xói mòn đất

3.1 Các mô hình th ực nghiệm

- Phương trình mất đất phổ dụng (Universal Soil Loss Equation - USLE): đây là mô

hình đ ầu tiên được xây dựng dựa trên các kết quả thực nghiệm do các tác giả người Mỹ là Wischmeier và Smith (1958-1978) [9] nghiên cứu và phát triển Wischmeier và Smith đã ti ến hành quan trắc và thực nghiệm ở 47 địa phương của 21 bang vùng Trung và Tây Hoa Kỳ USLE là mô hình phổ biến được sử dụng để tính toán dòng chảy mặt và dự báo xói mòn khe rãnh trên đ ất dốc do canh tác nông nghiệp Phương trình này đư ợc Cơ quan Bảo vệ đất của

Mỹ dùng làm cơ sở cho việc quyết định các biện pháp chống xói mòn:

A = R*K*L*S*C*P (1)

Trong đó:

A: Lượng đất mất trung bình do xói mòn (tấn/ha/năm);

R: Chỉ số xói mòn của mưa;

L: Chỉ số chiều dài sườn dốc;

S: Chỉ số độ dốc của địa hình;

K: Chỉ số về khả năng chống xói mòn của đất;

C: Chỉ số lớp phủ thực vật bề mặt;

P: Chỉ số bảo vệ đất của các biện pháp chống xói mòn

Hiện nay, USLE được áp dụng phổ biến trên thế giới và ở Việt Nam để tính toán và

dự báo lượng đất bị xói mòn trung bình hàng năm Th ời gian sau đó, nhiều mô hình đ ịnh lượng xói mòn đất ra đời trên cơ sở của USLE

- Phương trình mất đất phổ dụng hiệu chỉnh (Revised Universal Soil Loss Equation -

RUSLE): RUSLE là mô hình tính toán định lượng xói mòn đất do mưa trên cơ sở nền tảng

của mô hình USLE được [3] hoàn thiện và phát triển năm 1997 Mô hình RUSLE cập nhật thông tin của dữ liệu đầu vào và kết hợp với một số quá trình của xói mòn đất Phương trình tương quan để tính toán lượng đất xói mòn của mô hình RUSLE cũng tương tự như phương trình mất đất phổ dụng USLE

Tuy nhiên, nguyên tắc để hiệu chỉnh chỉ số xói mòn do mưa R là dựa vào lượng mưa, khả năng gây xói mòn của dòng chảy mặt hình thành do nước mưa hoặc tuyết tan Chỉ

số C cũng được hiệu chỉnh và thay đổi so với mô hình USLE, cụ thể C được tính toán dựa trên chỉ số phụ về tỷ số tổn thất đất SLR (Soil loss ratios) Chỉ số SLR phụ thuộc vào độ ẩm đất, độ nhám của bề mặt, lớp phủ bề mặt, độ dày tán lá, kiểu sử dụng đất chính,… [4][5]

Cả hai mô hình USLE và RUSLE đ ều không thích hợp để tính toán và dự báo các quá trình lắng đọng phù sa cũng như quá trình v ận chuyển vật chất tạo ra do xói mòn của dòng chảy mặt

3.2 Các mô hình bán thực nghiệm

- Phương trình mất đất phổ dụng cải tiến (Modified Universal Soil Loss Equation -

MUSLE): năm 1975, Williams [8] đã đề nghị cải tiến phương trình tương quan của mô hình USLE thành:

Trong đó, Sye là lượng vật chất (đất, bùn, cát) hình thành do xói mòn đất (tấn/ha/ngày)

với Xe là chỉ số được xác định theo công thức sau :

Xe = *(Qe qp) 0.56 (3)

Trong đó:

α là hệ số thực nghiệm;

Qe là tổng dòng chảy mặt hình thành do nước mưa (mm/ha);

qp là lưu lượng dòng chảy mặt cực đại (m3

- Mô hình Morgan, Morgan và Finney (MMF): năm 1984, Morgan và Finney [3] đã phát triển một mô hình để dự báo lượng đất mất trung bình hàng năm Với mục đích cố gắng

giữ nguyên tính đơn giản của mô hình USLE kết hợp với một số kỹ thuật mới trong nghiên

cứu các pha của quá trình xói mòn gồm: pha nước (năng lượng của hạt mưa phá vỡ cấu trúc

của đất) và pha vận chuyển, bồi lắng vật chất Sự vận chuyển và bồi lắng vật chất trong quá trình xói mòn đất là kết quả của sự tách các hạt đất ra khỏi các tập hợp (phá vỡ cấu trúc của

đất) bởi dòng chảy mặt hình thành do nước mưa

3.3 Các mô hình d ựa trên các quá trình tự nhiên

Các mô hình thực nghiệm có hạn chế khi ứng dụng cho các khu vực mới, mặc dù các khu vực này có điều kiện sinh thái tương tự như các điều kiện thực nghiệm Hơn nữa, mô hình

thực nghiệm như USLE không thể giải quyết bài toán bồi lắng của các hạt vật chất hình thành

do xói mòn, đồng thời mô hình này cũng bị hạn chế khi ứng dụng cho các vùng rộng lớn và lưu vực sông Nhằm khắc phục một số hạn chế của các mô hình thực nghiệm, một số mô hình

mới đã ra đời như: mô hình dự báo xói mòn đất do nước (WEPP), mô hình xói mòn đất do Châu Âu xây dựng (EUROSEM), hay mô hình xói mòn đất Limburg (LISEM) do [2] xây

dựng năm 2001

- Mô hình d ự báo xói mòn do mưa (WEPP): WEPP là một mô hình tính toán định

lượng xói mòn đất được sử dụng rộng rãi Mô hình này do Renard [4] và đồng nghiệp phát triển năm 1996 dựa trên các quá trình vật lý để dự báo và tính toán lượng đất bị xói mòn phục

vụ cho công tác quản lý và bảo vệ lưu vực sông

- Mô hình xói mòn áp d ụng cho vùng lãnh thổ của Thornes: năm 1985 và 1989,

Thornes [6,7] đã xây dựng mô hình nghiên cứu định lượng xói mòn đ ất do mưa dựa trên các quá trình tự nhiên trong cơ chế xói mòn đất, mô hình kết hợp tính toán khả năng vận chuyển

vật chất và khả năng bảo vệ đất khỏi xói mòn của thảm phủ thực vật thông qua chỉ số thực vật chuẩn NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)

4 Ứng dụng GIS trong đánh giá xói mòn đất theo mô hình USLE

Theo mô hình đánh giá xói mòn đ ất USLE thì chúng ta sử dụng phương trình (1) lần lượt đánh giá các thành phần:

4.1 Chỉ số xói mòn của đất (K): được tính toán dựa trên các số liệu về các thành phần cơ giới (Soil texture) của các loại đất

4.2 Chỉ số thảm thực vật (C): chỉ số độ che phủ của thảm thực vật (C) được chuyển đổi từ giá

trị NDVI của tư liệu ảnh vệ tinh

C = Exp(-α*NDVI/(β – NDVI)) (4)

chảy (Flow Direction) Kích thước của pixel (Cellsize) trong nghiên cứu sử dụng cellsize = 20*20 m

- Bản đồ độ dốc (Slope Map) khu vực tỉnh Đăk Nông được tính toán từ mô hình số độ cao (DEM) được nội suy từ bản đồ nền địa hình tỷ lệ 1/50.000 Sau đó, được chuyển từ đơn vị

độ (degree) sang đơn vị radian

và mô hình vườn rừng thông dụng

5 K ết quả nghiên cứu

5.1 Mô hình s ố độ cao

Mô hình số độ cao (DEM) tỉnh Đăk Nông được nội suy từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50.000 Bản đồ độ dốc được chiết tách từ mô hình số độ cao DEM và phân cấp thành 8 cấp khác nhau

Số liệu thống kê từ bản đồ cho thấy:

Trong đó, chỉ số xói mòn đất K của loại đất xói mòn trơ sỏi đá với diện tích nhỏ không đáng kể (313,24 ha); và chỉ số xói mòn đất lớn nhất (0,56) là loại đất nâu vàng trên đá bazan

với diện tích (29496,88 ha)

Xói mòn đất diễn ra mạnh rải rác ở một số khu vực nhỏ và tốc độ xói mòn giảm dần về phía Tây Bắc tỉnh Đăk Nông

5.3 Ch ỉ số lớp phủ thực vật (C)

Chỉ số thảm thực vật (%) được tính toán và chuyển đổi từ giá trị NDVI của ảnh SPOT4 khu vực tỉnh Đăk Nông theo công thức (4) Chỉ số C càng cao thì biểu thị cho vực đó

có thảm thực vật tốt

Giá trị chỉ số thảm thực vật khu vực tỉnh Đăk Nông dao động từ - 64,99 - 58,68% Sở

dĩ có giá trị âm của chỉ số thảm thực vật vì giá trị chỉ số khác biệt thực vật chuẩn (NDVI) của các đối tượng mặt nước và đất trống mang giá trị âm

Hình 2 B ản đồ chỉ số thực vật chuẩn NDVI và Bản đồ chỉ số thực vật (C)

Hình 3 B ản đồ lượng mưa và Bản đồ chỉ số xói mòn do mưa khu vực tỉnh Đăk Nông

5.5 Đánh giá xói mòn đất

5.5.1 Lượng đất xói mòn trung bình theo số liệu khí tượng trung bình 30 năm và theo s ố

li ệu khí tượng năm 1998 tại khu vực tỉnh Đăk Nông

Đơn vị đo lượng đất xói mòn khi tính toán bằng mô hình mất đất phổ dụng USLE được tính bằng đơn vị tấn/ha/năm [9]

Kết quả tính toán bằng mô hình USLE đ ối với khu vực Đăk Nông cho thấy, khối lượng đất bị tổn thất do xói mòn bề mặt dao động từ 0,000 - 6400 tấn/ha/năm tùy thuộc địa hình của từng khu vực, mục đích sử dụng đất (loại hình sử dụng đất) và đặc điểm thảm phủ

thực vật khác nhau Các khu vực có lượng đất xói mòn là 0,00 tấn/ha/năm là những nơi có địa hình thấp trũng, địa hình bằng phẳng, diện tích đất chuyên lúa nước Các khu vực thấp trũng

và bằng phẳng thường có lượng đất xói mòn rất nhỏ, không đáng kể Các khu vực có địa hình

dốc và thảm phủ thực vật nghèo nàn thì lượng đất xói mòn tính toán được là rất lớn, cụ thể giá

trị xói mòn đất lớn nhất từ kết quả tính toán đạt 6400 tấn/ha/năm, tuy nhiên diện tích này nhỏ, không đáng kể

Kết quả tổng hợp diện tích theo các cấp độ xói mòn tỉnh Đăk Nông được trình bày trong Bảng 1

B ảng 1: Tổng hợp diện tích theo các cấp xói mòn tỉnh Đăk Nông

C ấp xói mòn Cường độ (t ấn/ha/năm) xói mòn Di ện tích (ha) T ỷ lệ % diện tích

Hình 4 B ản đồ lượng đất xói mòn bề mặt trung bình theo số liệu khí tượng trung bình 30 năm

và b ản đồ lượng đất xói mòn theo số liệu khí tượng năm 1998 khu vực tỉnh Đăk Nông theo

các c ấp khu vực tỉnh Đăk Nông theo các cấp khác nhau (tấn/ha/năm)

Từ số liệu trình bày trong Bảng 1 cho thấy, khu vực có mức độ xói mòn trung bình năm:

+ dưới 50 tấn/ha/năm chiếm diện tích lớn nhất (650304,84 ha; chiếm 98,293% tổng

diện tích tự nhiên toàn tỉnh)

+ 50 - 100 tấn/ha/năm chiếm 1,6791% tổng diện tích tự nhiên (11109,00 ha)

+100 - 200 tấn/ha/năm chiếm 0,021 % ( 138,68 ha)

+ 200 - 400 tấn/ha/năm chiếm 0,0048% diện tích toàn tỉnh ( 32,04 ha)

+ 400 - 800 tấn/ha/năm chiếm 0,001% (7,8 ha)

+ 800 - 1600 tấn/ha/năm chiếm 0,0004% (2,96 ha)

+1600 - 3200 tấn/ha/năm chiếm 0,0003% (1,88ha)

+ 3200 – 6400 tấn/ha/năm chiếm 0,0002% (1ha)

+ trên 6400 tấn/ha/năm chiếm diện tích nhỏ không đáng kể

Nghiên cứu tiến hành lặp lại với số liệu khí tượng năm 1998 là năm sảy ra hiện tượng El- Nino mạnh gây tác động tới lượng mưa Kết quả được thể hiện trong hình 4

5.5.2 So sánh gi ữa lượng đất xói mòn trung bình đánh giá từ số liệu khí tượng trung bình

30 năm và lượng đất xói mòn theo số liệu khí tượng năm 1998 tại tỉnh Đăk Nông

Từ kết quả so sánh giữa các năm có thể thấy, đa phần lãnh thổ ở phía Đông Bắc có chỉ

số xói mòn giảm từ 0 – 2 tấn/ha/năm, trong khi ở phía Tây Bắc chỉ số xói mòn tăng lên từ 0 –

2 tấn/ha/năm Các khu vực tăng giảm với biên độ lớn hơn, có diện tích rất bé có thể bỏ qua

Từ đó, cho ta thấy ảnh hưởng của biến đổi khí hậu có thể tác động tốt hoặc tác động xấu tới

từng vị trí cụ thể Trong một số khu vực, hiện tượng biến đổi khí hậu làm giảm lượng mưa,

giảm lượng xói mòn nhưng cũng là nguyên nhân chính gây nên hạn hán tại khu vực đó

Hình 5 M ức độ biến đổi xói mòn đất khu vực tỉnh Đăk Nông

6 K ết luận

- Kết quả nghiên cứu cho thấy, ứng dụng mô hình xói mòn đ ất phổ dụng USLE cho vùng lãnh thổ đã đưa ra một bức tranh tổng quan về xói mòn đ ất bề mặt tỉnh Đắk Nông qua

kết quả tính toán lượng đất xói mòn bề mặt trung bình năm

- Đối với khu vực nghiên cứu, kết quả tính toán dòng chảy tích luỹ (Flow Accumulation) hình thành do nư ớc mưa cũng ch ỉ ra rằng, dòng chảy tích luỹ bề mặt trung bình năm lớn nhất của một số khu vực ghi nhận được là tấn/ha/năm

- Kết quả tính toán lượng đất xói mòn bề mặt trung bình năm khu v ực tỉnh Đăk Nông cho thấy, lượng đất tổn thất lớn nhất có thể đạt 6400 tấn/ha/năm Những khu vực có địa hình

bằng, thấp trũng, diện tích chuyên lúa nước, diện tích cà p hê trên 1 5 năm tuổi và rừng tự nhiên có lượng đất tổn thất không đáng kể, thậm chí nhiều khu vực lượng đất bị tổn thất ghi

nhận là 0 tấn/ha/năm

- Quá trình tính toán cũng cho th ấy, giá trị độ dốc của địa hình, thảm thực vật là các

chỉ số nhạy cảm và ảnh hưởng rất lớn đến kết quả tính toán lượng đất xói mòn đất; dòng chảy tích luỹ hình thành do nư ớc mưa là thông số khó tính toán và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

loại đất, độ ẩm đất, hàm lượng mùn, thành phần cơ giới đất và loại thực vật

- Mô hình USLE hoàn toàn có thể sử dụng rộng rãi ở Việt Nam để tính toán định lượng xói mòn đất bề mặt Kết quả tính toán xói mòn đất bề mặt tỉnh Đăk Nông sẽ làm căn cứ

để xác định các khu vực có khả năng xảy ra xói mòn bề mặt ở các mức độ khác nhau, từ đó có

thể đề xuất các giải pháp, biện pháp canh tác thích hợp nhằm hạn chế tối đa lượng đất bị tổn

thất, góp phần bảo vệ môi trường đất

- Mô hình USLE đã đư ợc sử dụng để tính toán lượng đất xói mòn bề mặt trong điều

kiện của Việt Nam, cụ thể là khu vực tỉnh Đăk Nông, nơi có địa hình chia cắt và phức tạp, lượng mưa lớn Hơn nữa, do hạn chế của báo cáo nên trong quá trình triển khai đã không thể

kiểm nghiệm độ chính xác của kết quả tính toán bằng mô hình với thực tế Vì vậy, cần tiếp tục nghiên cứu, đặc biệt là triển khai thực nghiệm trên thực địa, đo đạc lượng đất bị tổn thất thực

tế tại các điểm quan trắc khác nhau để làm cơ sở cho việc hiểu chỉnh mô hình cho phù hợp

- Từ việc so sánh kết quả tính toán khối lượng xói mòn đất dựa trên số liệu lượng mưa trung bình của 30 năm và lượng mưa của năm 1998, nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng của hiện tượng khí hậu bất thường tới các kết quả tính toán Tuy nhiên, với việc áp dụng công thức tính toán tác nhân xói mòn do mưa d ựa trên số liệu tổng lượng mưa trung bình không phản ánh đúng bản chất của ảnh hưởng của biến đôi khí hậu Điều này cho thấy trong các nghiên cứu

tiếp theo cần tập trung vào việc xác định ảnh hưởng của việc tăng lượng mưa bất thường trong mùa mưa do cường độ mưa là một yếu tố ảnh hưởng rất lớn tới xói mòn đât

TÀI LI ỆU THAM KHẢO

[1] Lưu Thế Anh và nnk, Đánh giá mức độ xói mòn đ ất, Viện Địa lý, Viện Khoa học Việt Nam

[2] Lal, R., 2001 Soil degradation by erosion, Land degradation & development, 12, pp 519 -

539

[3] Morgan, R P C., Morgan, D D V., and Finney, H J., 1984 A Predictive Model for the Assessment of Soil Erosion Risk Journal Agricultural Engineering Research 30, pp

245 - 253

[4] Renard, K.G., foster, G.R., Lane, I.J., Laflen, J.M., 1996 Soil loss estimation, In soil erosion, Conservation and Rehabilitation; Agassi, M (ed.) Marcel Dekkar, New York,

pp 169 - 202

[5] Renard, K.G., Foster, G.R., Weesies, G.A., Mc Cool, D.K., Yoder, D.C., 1997 Predicting soil erosion by water : A guide to conservation planning with the revised USLE, USDA Hand Book No 703, USDA, Washington, D.C

[6] Thornes, J.B., 1985 The ecology of erosion, Geography, 70, pp 222 - 234

[7] Thornes, J.B., 1989 Erosional equilibria under grazing, in J Bintliff, D Davidson and E Grant (eds), Conceptual Issues in Environmental Archaeology (Edinburgh: University Press), pp 193 – 210

[8] Williams, R., 1975 Sediment Yield Prediction with USLE using run-off energy factor In present and prospective technology for predicting sediment yields and sources, ARS-S-

40, USDA, Washington D.C., pp 244 - 252

[9] Wischmeier, W H & Smith, D D., 1978 Predicting Rainfall Erosion Losses Agricultural Handbook no 537, USDA, Washington DC, USA

SUMMARY Access the impacts of abnormal climatic phenomenon in soil erosion by using Geographical Information System – A case study in DakNong Province, Vietnam

Duong Anh Quan, Ta Thi Minh Thu, Tran Dinh Hai, Nguyen Thi Hong Hue

University of Mining And Geology

The abnormal climatic phenomena (El Nino, La Nina) and their impacts to environment and socio-economics are interesting topic of many countries over the world Vietnam is one of most affected countries by climate change, with various unwanted effects as soil erosion, floods, storms The Central Highland is one of particular affected area The abnormal climatic phenomena involved the soil erosion, making serios problems in agricultural development and environment This paper present a study about impacts of abnormal climatic phenomena in soil erosion in Dak Nong province, Central Highlands, Vietnam

Người biên tập: Trần Xuân Trường

NGHIÊN C ỨU ỨNG DỤNG ARCSCENCE TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ

Bùi Ngọc Quý, Nguyễn Văn Lợi, Nguyễn Danh Đức

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Boua Vanh Chănnounmy

B ộ Năng lượng và Mỏ - Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào

Ph ạm Văn Tuấn

Công ty c ổ phần cung ứng thiết bị dầu khí petrol heart

Tóm tắt: Các sản phẩm bản đồ 3D gắn với các thông tin thuộc tính để tạo ra một mô

hình s ản phẩm GIS 3D hiện nay là một vấn đề khá mới mẻ Nó không những mang lại cho người sử dụng một cái nhìn trực quan mà còn có thể truy vấn và phân tích các thông tin nhằm giải quyết các vấn đề trong thực tiễn Chẳng hạn như từ cơ sở dữ liệu

c ủa GIS 3D xác định được các khu vực có thể xảy ra ngập lụt, hay sự thông hướng

gi ữa 2 điểm trong thực tế và hàng loạt các vấn đề về môi trường khác,…Bài báo giới thi ệu kết quả của việc ứng dụng ArcScence trong xây dựng cơ sở dữ liệu GIS 3D khu

v ực thành phố Lạng Sơn

1 M ục đích thành lập bản đồ 3D thành phố Lạng Sơn

Trong những năm gần đây, với sự phát triển vượt bậc của công nghệ thông tin, các dữ

liệu không gian được mô hình hoá rất trực quan và sinh động đã phần nào đáp ứng được nhu

cầu của nhiều đối tượng sử dụng Ngành Trắc địa - Bản đồ cũng không ngừng đa dạng hoá

sản phẩm của mình Trong tương lai gần, bản đồ 3 chiều sẽ được sản xuất, sử dụng rộng rãi và đây cũng chính là cơ sở hạ tầng để xây dựng nên dạng “Thông tin địa lý mới”- Hệ thông tin địa lý 3 chiều (GIS 3D) [5] Mô hình đ ịa hình 3D trư ớc tiên giúp chúng ta có cái nhìn trực quan, sinh động và hiểu biết thông tin một cách nhanh chóng, nó có ứng dụng trong nhiều ngành như: Thiết kế và xây dựng tuyến đường; Quy hoạch và bố trí các khu dân cư, các công trình xâydựng; Khảo sát bề mặt địa hình, tính toán diện tích bề mặt, thể tích, độ dốc, độ cao,

tạo bóng địa hình,…

Lạng Sơn là thành phố thương mại cửa khẩu đang trên đà phát triển, là cửa ngõ giao lưu Kinh tế - Văn hoá của cả nước với Trung Quốc và các nước trong trên thế giới, là địa bàn quan trọng có mối quan hệ mật thiết với vùng tam giác kinh tế trọng điểm của miền bắc Hà

Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh Chính vì thế việc xây dựng một hệ thống cơ sở dữ liệu GIS 3D của khu vực thành phố Lạng Sơn sẽ góp phần tích cực trong công tác hỗ trợ quản lý cũng như tạo tiền đề cho việc ứng dụng công nghệ GIS trong nhiều lĩnh vực khác của Thành phố

Lạng Sơn

2 Thành l ập mô hình GIS 3D thành phố Lạng Sơn

2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Mô hình GIS 3D Thành phố Lạng Sơn được thành lập theo quy trình công nghệ thể

Các kí hiệu 3D phức tạp như nhà cửa, cầu, được thiết kế trong phần mềm SketchUp,

ưu điểm của phần mềm này là dựng hình nhanh, vật liệu thể hiện bề mặt phong phú Đặc biệt

là có thể xuất nhập được nhiều định dạng, cụ thể là có thể nhập thẳng ký hiệu vào ArcScene

phần mềm thể hiện sản phẩm chính Ngoài ra có thể tận dụng bộ ký hiệu có sẵn rất đa dạng và phong phú có trong ArcScene

Hình 1: Quy trình công ngh ệ thành lập mô hình GIS 3D thành phố Lạng Sơn [3]

B ảng 1: Một số ký hiệu 3D nhóm dân cư và thực vật sử dụng cho mô hình 3D thành phố Lạng

Tháp cao, trạm biến thế, mộ xây

Nhóm th ực vật

Cây lá rộng, cây lá kim, cây trồng thành rừng

Gán - kiểm tra độ cao của bình độ và điểm độ cao

Hiển thị các đối tượng

của BĐ ĐH 3D trong môi trường lập thể của ArcScene

Lúa, hoa màu, cỏ

Nếu hệ thống ký hiệu càng phân cấp chi tiết thì viêc thể hiện các đối tượng lên trên mô hình càng hiệu quả, rõ ràng Tuy nhiên trong phạm vi thử nghiệm xây dựng mô hình GIS 3D cho bài báo này chúng tôi chưa có điều kiện phân cấp và thể hiện chi tiết các đối tượng mà chỉ nhóm thành từng nhóm theo nội dung của bản đồ địa hình

2.4 Thi ết kế thang màu theo độ cao cho mô hình địa hình 3D

Trong quá trình thiết kế mô hình đ ịa hình 3D chúng tôi đã th ử nghiệm trên rất nhiều các thang màu khác nhau như: thang cảnh quan, Poiker, Im hốp, Lục nâu, Quang phổ [1] Tuy nhiên, trong hàng loạt các phương án thử nghiệm thì Mô hình đ ịa hình 3D khu vực thành phố

Lạng Sơn được thiết kế và thể hiện trên thang mầu Poiker là thích hợp nhất Bởi vì khi kết

hợp với các đối tượng có trên bề mặt như thực vật, dân cư, giao thông thì thang màu Poiker đã đưa ra được phương án giảm thiểu tải trọng cho bản đồ khi hiển thị với những khu vực có mật

độ các đối tượng cao như khu vực đông dân cư, khu vực có đường sá giao thông dày đặc,…

Hình 2: Thang màu độ cao Poiker

2.5 Tạo mô hình số độ cao DEM theo thang màu

Trên cơ sở file dia_hinh_ls.shape tiến hành tạo mô hình DEM cho khu vực thành phố

Lạng Sơn Để mô hình DEM đ ẹp và trơn đáp ứng các yêu cầu của việc trình bày bản đồ cần

thực hiện những thao tác sau [4]:

+ Chuyển đổi từ mô hình sang dạng Raster

+ Hiệu chỉnh các thông số về mô hình như: h ệ thống toạ độ, các trường thuộc tính, thang độ cao,

+ Thể hiện mô hình DEM bằng thang màu độ cao Poiker

2.6 Th ể hiện các nhóm nội dung địa hình thành phố Lạng Sơn lên mô hình DEM

Việc đưa các đối tượng nội dung lên trên nền DEM nhằm thực hiện việc mô hình hoá

thể giới thực một cách trực quan hơn Công việc này được tiến hành lần lượt trên 7 nhóm đối tượng nội dung của bản đồ địa hình

2.7 Xây d ựng các lớp thông tin thuộc tính cho các đối tượng nội dung

Các đối tượng nội dung địa hình từ file dgn khi xuất sang sang hệ cơ sở dữ liệu GeoDatabase đều có một bảng thuộc tính kèm theo, tất cả các trường thuộc tính được giữ nguyên (ID, shape, entity, layer, level, text, color, shape_lenghth, shape_area,…) Lần lượt

nhập thông tin thuộc tính cho từng đối tượng trong các lớp nội dung bản đồ: lớp dân cư, giao thông, thủy hệ, thực vật, ranh giới,

3 K ết quả xây dựng cơ sở dữ liệu GIS3D thành phố Lạng Sơn

Sau khi hoàn thiện các công tác thiết kế và xây dựng theo quy trình công nghệ (hình 1)

sản phẩm GIS 3D khu vực thành phố Lạng Sơn như sau:

Hình 3: Toàn c ảnh thành phố Lạng Sơn khi hiển thị trên

cơ sở dữ liệu GIS3D bằng thang màu Poiker [2]

Hình 4: Mô hình Thành ph ố Lạng Sơn khi quan sát gần [2]

Hình 5: Ki ểm tra sự thông hướng giữa các điểm

Hình 6: Thành l ập bản đồ độ dốc

Từ các kết quả của quá trình xây dựng cơ sở dữ liệu ta có thể sử dụng, phân tích và

hiển thị mô hình địa hình 3D khu vực thành phố Lạng Sơn với các ứng dụng cụ thể khác nhau:

+ Kiểm tra sự thông hướng của tia ngắm giữa hai điểm bất kì trên mô hình

+ Tô bóng địa hình

+ Lập bản đồ độ dốc địa hình

+ Truy vấn dữ liệu dựa vào thuộc tính đối tượng

+ Và nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như: Quân sự, du lịch, giám sát thiên tai, thiết

kế - quy hoạch lãnh thổ,…

4 K ết luận

Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ GIS, ngành bản đồ nước ta đang hướng tới

việc phổ biến những sản phẩm bản đồ mới như bản đồ 3D và bản đồ động Việc ứng dụng công nghệ GIS vào sản xuất bản đồ 3D là một hướng đi cần thiết cho nhu cầu sử dụng bản đồ

hiện nay

Mô hình đ ịa hình 3D khu vực thành phố Lạng Sơn, tỷ lệ 1:25 000 được thành lập từ

mô hình đ ịa hình có sẵn với nội dung được lưu trữ và thể hiện ở mức độ chi tiết trung bình Trong quá trình thực hiện, nhiều phương án thể hiện nội dung được tiến hành thử nghiệm và

kết quả đã cho thấy sự hợp lý, tính khả thi của phương pháp cũng như qui trình thành lập Với

một chi phí thấp, chúng ta hoàn toàn có thể thực hiện việc xây dựng mô hình đ ịa hình 3D từ

các thông tin có sẵn trên bản đồ địa hình 2D truyền thống

Mô hình đ ịa hình 3D thành phố Lạng Sơn sau khi xây dựng và qua vận hành thử cho

thấy có thể: xem địa hình trực quan từ nhiều góc độ, nhận biết thông tin về khu vực lập bản đồ nhanh chóng, việc quản lý, tra cứu, cập nhật thông tin thuận tiện,…

Qua thực tế nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm xây dựng cơ sở dữ liệu GIS 3D khu

vực thành phố Lạng Sơn trên ArcScence cho thấy tính ưu việt của việc xây dưng cơ sở dữ liệu GIS 3D so với các mô hình 2D trư ớc đây như: mô tả các đối tượng, hiện tượng trên bề mặt

một cách trực quan, sinh động và gần với thế giới thực; có khả năng tra cứu, hỏi đáp thông tin;

có khả năng phân tích dữ liệu; có khả năng thành lập các loại bản đồ dẫn xuất; có khả năng ứng dụng thực tế cho các ngành kinh tế khác,

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Trần Trung Hồng, Trình bày và in bản đồ, Nhà xuất bản giao thông vận tải 2001

[2] Nguyễn Văn Lợi, ứng dụng ArcGis trong công tác xây dựng cơ sở dữ liệu GIS3D, luận văn tốt nghiệp, Trường đại học Mỏ - Địa Chất

[3] Cục bản đồ quân đội, Bộ tổng tham mưu, Giáo trình: Mô hình địa hình 3D, 2006

[4] http://www.brocku.ca/maplibrary/procedures/3d_view/3dview.htm

[5] http://www.ciren.gov.vn/

SUMMARY

Research and Application of ArcScence Software in building GIS3D database for

Lang Son city

Bui Ngoc Quy, Nguyen Van Loi, Nguyen Danh Duc

University of Mining and Geology

Boua vanh Chănbounmy

Pham Van Tuan

Oil service company – petrol heart

The map 3D products are attached with attribute information to create a GIS 3D product model now is rather new problem It not only bring to user the visual view but also it can query and analyse the information to deal with matters of reality For example, from data base of GIS 3D, you can define the areas which can happen flood as well as circulation between 2 points in reality and series of other matter about environment The article introduced the result of ArcSence software application in building GIS 3D data base for area

of Lang Son city

Người biên tập: TS Trần Vân Anh

S Ử DỤNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA KHÔNG GIAN

Nguyễn Thị Lan Phương, Cục Bản đồ/BTTM

Tóm t ắt: Bản đồ đa hiển thị hiện mới chỉ được một số quốc gia trên thế giới thành lập

và ứng dụng trong hệ thống quản lý chính phủ điện tử Việc thành lập các bản đồ này,

v ới khả năng tích hợp hiển thị đa chuyên đề và truy vấn đa thông tin trong l ĩnh vực quân

s ự, nhằm mục đích nâng cao khả năng tham mưu, hỗ trợ chỉ huy ra quyết định nhanh chóng và chính xác Đây là một dạng sản phẩm mới mẻ, chưa từng được đề xuất cho

l ĩnh vực quân sự tại Việt Nam Trong phạm vi bài báo, tác giả đề xuất mô hình và giải pháp công nghệ thành lập bản đồ quân sự đa hiển thị từ CSDL địa không gian Những

n ội dung nghiên cứu này là sự phát triển cơ sở phương pháp luận về thành lập bản đồ

đa hiển thị phù hợp với điều kiện trang bị và nhu cầu khai thác thông tin của quân đội

có nhiệm vụ chính là hỗ trợ ra quyết định trên cơ sở thu thập, phân tích và phân phối thông tin

từ cơ sở dữ liệu trên

Một trong những tính năng vượt trội của hệ thống là khả năng chiết xuất và hiển thị hoá thông tin dưới dạng các bản đồ hiện đại (như bản đồ đa hiển thị, bản đồ điện tử, bản đồ không gian 3 chiều, bản đồ động ) nhằm phục vụ các mục đích quân sự khác nhau nhanh chóng, chính xác

Ở Việt Nam hiện nay chưa xây dựng được bản đồ đa hiển thị cho mục đích q uốc phòng-an ninh Việc xây dựng các bản đồ này có ý nghĩa quan trọng trong công tác tham mưu,

hỗ trợ chỉ huy ra quyết định

1 Bản đồ đa hiển thị

Bản đồ đa hiển thị (tên quốc tế là OneMap) bao gồm nhiều bản đồ được tích hợp hiển

thị trong cùng một bản đồ và người dùng có thể thay đổi mức độ hiển thị các lớp bản đồ, các

bản đồ chuyên đề khác nhau bằng công cụ chuyên dụng (làm trong suốt) trong quá trình khai thác thông tin Bản đồ đa hiển thị còn là một sản phẩm bản đồ chuyên dụng của mô hình quản

lý chính phủ điện tử, đã mở ra một tầm nhìn mới đối với bản đồ hiện đại Một trong những

quốc gia có thành tựu lớn về xây dựng và ứng dụng sản phẩm trên, trong lĩnh v ực dân sinh

cũng như bảo đảm quốc phòng-an ninh đó là Singapore [1]

2 H ệ thống C4I,C4ISR và mô hình CSDL đ ịa không gian thông minh trong l ĩnh v ực quân sự

Đa số các nước có nền quốc phòng tiên tiến trên thế giới đã xây dựng được một hệ

thống C4I (Command, Control, Communications, Computers, Intelligence) để phục vụ các

mục đích quốc phòng [1]

Riêng Mỹ đã xây dựng hệ thống C4ISR (Command, Control, Communications, Computers, Intelligence, Surveillance and Reconnaissance), một trong những mô hình hiện đại nhất thế giới hiện nay, để thực hiện các nhiệm vụ quyết định, kiểm soát, truyền thông, xử

lý thông tin, tình báo, giám sát và trinh sát của Bộ Quốc phòng Mỹ [1]

Nền tảng thông tin không gian của hệ thống C4I, C4ISR là một cơ sở dữ liệu địa không gian thông minh, bao gồm các loại dữ liệu đa dạng như dữ liệu không gian vector (cơ

sở dữ liệu địa lý, CSDL chuyên đ ề), ảnh, bản đồ, mô hình số độ cao Cơ sở dữ liệu này có

thể được cập nhật theo định kỳ hoặc thường xuyên từ các nguồn thu thập thông tin không gian

trực tiếp thu được từ thiết bị di động, máy đo GPS, thông tin viễn thám vệ tinh, thông tin ảnh

số mặt đất thu được từ các máy ảnh kỹ thuật số gắn trên máy bay hoặc thiết bị bay không người lái (UAV) thông qua hệ thống xử lý thông tin (Computers) bằng các phần mềm chuyên biệt [4]

a) Th ực trạng hạ tầng cơ sở dữ liệu không gian của Việt Nam

Ở Việt Nam hiện nay, hệ thống bản đồ địa hình chính quy cơ b ản được sản xuất theo công nghệ Intergraph [3], tồn tại tách biệt với hệ thống cơ sở dữ liệu nền địa lý, mặc dù về

bản chất CSDL này được xây dựng từ bản đồ địa hình (với tỷ lệ được chọn làm cơ sở) và

quản lý theo công nghệ ARCGIS

Hệ thống các bản đồ chuyên đề cũng được xây dựng bằng nhiều công nghệ khác nhau như MapInfo, Coreldraw, Freehand, Geomedia, MicroStation và một số đã bắt đầu được thành lập từ CSDL theo công nghệ ARCGIS

Việc bản đồ số không đồng bộ với CSDL nền địa lý là chưa ngang t ầm quốc tế Đặc

biệt, trong điều kiện chiến tranh hiện đại ngày nay, nhu cầu phải đảm bảo cung cấp thông tin địa hình nhanh chóng, chính xác, đ ồng bộ và hiện đại theo xu hướng phát triển khoa học công nghệ của thế giới được đặt ra cấp thiết Việc nghiên cứu mô hình dữ liệu bản đồ đa hiển thị được xây dựng từ CSDL nền địa lý bằng phương pháp tổng quát hoá và thông tin viễn thám

cập nhật thường xuyên, kết hợp với các CSDL chuyên đề quân sự, nhằm tạo ra hệ thống thông tin bản đồ quân sự tiên tiến ngang tầm quốc tế, một trong những hợp phần hướng tới xây

dựng CSDL địa không gian thông minh phục vụ mục đích quân sự của Việt Nam, thực sự là

một hướng nghiên cứu cần thiết và cấp bách

b) Đề xuất mô hình khai thác thông tin địa không gian trong thành lập bản đồ đa hiển thị

* Mô hình quan h ệ giữa CSDL nền địa lý, CSDL chuyên đ ề và bản đồ

Công nghệ ARCGIS cho phép chiết xuất thông tin và trình bày bản đồ từ CSDL bằng bộ công

cụ chuyên dụng (Representation, Views và Visual Specifications) đảm bảo đồng nhất thông tin giữa

bản đồ và CSDL; đồng thời việc trình bày bản đồ được dựa trên các luật định nghĩa trước và không làm ảnh hưởng đến dữ liệu gốc [2]

Thông tin bản đồ được chiết xuất theo mảnh hoặc theo một khu vực từ CSDL nền địa lý và ký

hiệu hoá theo tỷ lệ in ra tương ứng CSDL nền địa lý có thể được quản lý theo mô hình toàn quốc, theo

tỉnh hoặc theo mảnh cũng đều áp dụng được công nghệ trên

Hình 1 Mô hình quan h ệ giữa CSDL nền địa lý, CSDL chuyên đề và bản đồ

* T ổng quát hoá dữ liệu

Căn cứ vào tiêu chí thu nhận đối tượng trong mô hình cấu trúc và nội dung CSDL,

việc tổng quát hoá cơ bản chia theo hai hệ thống là tổng quát hóa hình học và tổng quát hoá thuộc tính của đối tượng địa lý Để nâng cao khả năng tự động hoá trong quy trình tổng quát hoá đối tượng địa lý, cần thiết kế các công cụ (TOOL) đơn giản trên cơ sở xâu chuỗi các nhóm lệnh thực hiện liên tiếp một cách có hệ thống và áp dụng các yêu cầu kỹ thuật chi tiết

đối với từng đối tượng

Mô hình của quy trình TQH tự động theo các TOOL thiết kế trong ARCGIS cơ bản bao gồm các bước:

- Xử lý dữ liệu gốc: chính xác hoá thông tin dữ liệu gốc

- Tạo dữ liệu trung gian: nhằm tạo ra dữ liệu bản sao sử dụng để thực hiện các thao tác tổng quát

hoá, xác lập quan hệ không gian giữa các đối tượng liên quan sau tổng quát

- Dữ liệu kết quả: là dữ liệu sau tổng quát hoá và được chuẩn hoá đầy đủ thuộc tính, tổ chức theo

đúng khung quy định

Dưới đây là một ví dụ về mô hình thiết kế công cụ (Tool) hỗ trợ tổng quát hoá tự động

Hình 2 Ví dụ mô hình thiết kế Tool tổng quát hoá tự động đường bình độ

* C ập nhật thông tin

Cơ sở để cập nhật thông tin vào CSDL là việc tham chiếu chúng lên bình đồ ảnh vệ tinh, phát hiện đối tượng thay đổi để cập nhật các thông tin theo tiêu chí thu nhận Dữ liệu sau cập nhật thông tin địa lý từ nền ảnh vệ tinh (có thể kết hợp thêm các tài liệu điều tra thực địa hoặc các tài liệu tham khảo khác) phải được xác

d ữ liệu 3D DuongBinhDo 3D Đơn giản hoá đỉnh

DuongBinhDo làm trơn

lập lại chính xác các mối quan hệ không gian với các đối tượng địa lý liên quan, chuẩn hoá thông tin thuộc tính theo đúng quy định

Để cập nhật thông tin lên bản đồ thực chất là quá trình so sánh dữ liệu bản đồ trong CSDL c ũ và phiên bản mới cập nhật Theo quy trình truyền thống phải tạo ra một phiên bản bản đồ mới hoàn toàn, tách biệt với dữ liệu bản đồ cũ, làm tăng dung lượng lưu trữ, không tạo được mối quan hệ gắn kết giữa các đối tượng đa thời gian Còn trong quy trình đề xuất mới, các đối tượng thuộc khung thời gian c ũ vẫn được sử dụng có chọn lọc Các đối tượng thuộc khung thời gian mới được nhóm lại với nhau và khi đủ

một số lượng thông tin thay đổi theo quy định, người quản lý sản xuất sẽ chỉ định bản đồ đó cho một tác nghiệp viên thực hiện cập nhật Có ba loại thay đổi hiển thị là xoá, thêm và cập nhật Các đối tượng có trong phiên bản trước nhưng không có trong phiên bản hiện tại được tắt bỏ lớp trình bày Các đối tượng

mới được đặt chế độ hiển thị theo quy định của hệ thống luật trình bày đã định nghĩa trước và được kiểm tra mối quan hệ không gian với các đối tượng xung quanh trên cơ sở hiệu chỉnh các lớp đại diện

* Chi ết xuất thông tin

Tuỳ theo mục đích sử dụng, thông tin bản đồ có thể được chiết xuất theo mảnh (ở các tỷ lệ khác nhau) để xuất bản hoặc một khu vực cho các mục đích khác nhau (ví dụ như phục vụ diễn tập, điều tra

cơ bản…) Việc chiết xuất thông tin có thể chia thành 02 giải pháp tương ứng với 02 nhóm đối tượng cơ

bản là đối tượng hình học (điểm, đường, vùng) và đối tượng ghi chú (tên riêng, ghi chú thuyết minh, ghi chú tính chất…) Đối tượng hình học lọc thông tin theo hệ thống mã thuộc tính và mã trình bày gán bổ sung Giữ lại hoặc loại bỏ các đối tượng theo tiêu chí trình bày bản đồ Đối tượng ghi chú được chiết

xuất từ CSDL theo các tiêu chí trình bày bằng các luật định ngh ĩa trước

* Biên t ập bản đồ

Việc biên tập bản đồ dựa trên hệ thống các luật được định nghĩa trước, mẫu trình bày,

bộ ký hiệu số và các công cụ tự động hoá hoặc thủ công nhằm đem lại sản phẩm bản đồ đạt yêu cầu kỹ, mỹ thuật

- Luật trình bày bao gồm các giải pháp kỹ thuật về tự động hoá trình bày bản đồ (như

ký hiệu hoá và giải quyết xung đột giữa các ký hiệu) bằng phương pháp định nghĩa trước các

mối quan hệ không gian và kỹ thuật hiển thị đối tượng theo hệ thống ký hiệu thiết kế trước

đủ Những thông tin là đặc trưng riêng của khu vực sẽ được bổ xung trong quá trình biên tập

bản đồ Ví dụ: thông tin về đường xuất, bảng chắp, lược đồ địa giới, địa hình, tên mảnh, ghi chú tài liệu sử dụng.v.v… Việc trình bày tự động bản đồ địa hình chỉ đạt yêu cầu từ 60-80%

tuỳ theo đặc điểm địa hình từng khu vực Những yếu tố trình bày chưa đ ạt yêu cầu về kỹ, mỹ thuật sẽ được tiến hành biên tập bán tự động và thủ công Mức độ tự động hoá trong biên tập

bản đồ chuyên đề cao hơn (khoảng trên 85%) tuỳ theo mức độ phức tạp của nội dung

* Tích h ợp đa hiển thị

Các sản phẩm bản đồ sau khi được thành lập sẽ được tích hợp vào cùng một hệ thống

trực quan hoá Mô hình đ ề xuất lấy lớp nền tổng thể là bản đồ địa hình kết hợp vờn bóng mô hình số độ cao Mức hiển thị thứ hai (phóng to hơn) sẽ tập trung hiển thị phạm vi quản lý các quân khu, quân đoàn gắn với các điểm đóng quân, điểm đảm bảo vũ khí khí tài Mức hiển thị

thứ ba sẽ bao gồm hệ thống kho quân nhu, quân lương, điểm y tế quân sự Mức hiển thị thứ

tư bao gồm hệ thống thông tin liên lạc, tác chiến điện tử…

Chế độ ẩn/hiện/trong suốt hỗ trợ đa hiển thị các lớp chuyên đề khác nhau, kết hợp với các công cụ phân tích không gian sẽ giúp cho người dùng có được cái nhìn từ tổng thể đến chi

tiết về mọi mặt của khu vực cần nghiên cứu

Công nghệ ứng dụng đề xuất là ARCGIS for Desktop và ARCGIS for Server

Hình 3 Mô hình gi ải pháp công nghệ ứng dụng

Trong đó, ArcGIS for Desktop với chức năng xây dựng CSDL bằng phương pháp tổng quát hoá từ CSDL tỷ lệ lớn hơn; chiết xuất thông tin, biên tập các loại bản đồ thành phần (bản đồ địa hình, bản đồ chuyên đề); tổ chức các loại tư liệu nền (mô hình số độ cao, ảnh viễn thám…) Còn ArcGIS for Server sử dụng để xuất bản bản đồ đa hiển thị theo giải pháp bản đồ mạng Các gói dữ

liệu nền (Base Maps) được tổ chức dưới dạng Cache Các chuyên đề được tổ chức dưới dạng bản đồ động (Dynamic Maps) với mức độ hiển thị khác nhau và thường xuyên được cập nhật từ CSDL trung tâm Kỹ thuật trực quan hoá dữ liệu (Visualization) sử dụng trong trình bày một số nhóm thông tin cần tổng hợp cao (phục vụ báo cáo) với các hình thức hiển thị đa dạng theo hệ thống mầu

sắc, ký hiệu tượng trưng hay các biểu đồ thống kê…

Cơ sở dữ liệu trung tâm và hệ thống mạng được xây dựng chuyên biệt cho riêng quân đội Hệ thống bảo mật được phân cấp với các mức phân quyền khác nhau từ hệ thống máy

chủ (server) cho đến từng đầu mối và đối tượng được phép truy cập, khai thác thông tin

3 Kết luận

Việc kết hợp thông tin phân tích địa hình gắn với các yếu tố quân sự khác như hệ

thống quản lý con ngư ời, thông tin tác chiến điện tử, vũ khí, khí tài, quân y, quân lương… trên bản đồ đa hiển thị có ý nghĩa vô cùng quan trọng, góp phần đảm bảo thông suốt hệ thống huyết mạch trong thực hiện nhiệm vụ sẵn sàng chiến đấu và chiến đấu Điều này cũn g chính

là một trong những cơ sở hỗ trợ chỉ huy ra quyết định nhanh chóng, chính xác

Cùng với xu thế chung của công nghệ quân sự thế giới, việc xây dựng mô hình dữ liệu

và thành lập hệ thống bản đồ quân sự đa hiển thị là cơ sở hướng tới xây dựng CSDL địa không gian thông minh và hệ thống C4ISR thuộc lĩnh vực quân sự của Việt Nam trong tương lai Tuy nhiên, đây là một bài toán lớn cần có sự nghiên cứu đầy đủ về cơ sở lý luận và thực

tiễn, sự đầu tư ngang tầm về con người và công nghệ, sự phối kết hợp chặt chẽ của các chuyên gia quân sự và tin học theo một lộ trình phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam

SUMMARY THE USE OF GEODATABASE FOR MILITARY

MAPPING IN MULTI- DISPLAY

Nguyen Thi Lan Phuong

Defense Mapping Agency of Vietnam (DMAV)

The OneMap is about the battlespace vision of Geospatial operations Some countries established onemap for e-government management It is an system effective, timely, for efficient collaboration, problem solving, and decision-making This is a form of new products has never been proposed for the Vietnamese army Article introduced new model and

mapping solution technology of multi-display geospatial database The contents are the development of the base methodology for the Vietnamese army’s multi-display map

TÀI LI ỆU THAM KHẢO

HI ỆN TRẠNG CƠ SỞ DỮ LIỆU KHÔNG GIAN TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ KHẢ NĂNG, NHU CẦU PHỤC VỤ CÔNG

NHÂN DÂN LÀO

Sisomphone Insisiengmay, C ục Bản đồ Quốc gia Lào

V ũ Việt Anh,B ộ Tài Nguyên và Môi trường

Phạm Văn Hiệp, Trường đại học Mỏ - Địa chất

Tóm t ắt: Đối với mỗi quốc gia trên thế giới, hệ thống cơ sở dữ liệu không gian là một thành t ố hết sức quan trong trong hạ tầng kỹ thuật cơ bản Hệ thống cơ sở dữ liệu không gian qu ốc gia của CHDCND Lào đóng vai trò rất lớn trong công tác quản lý tài nguyên, phát tri ển kinh tế xã hội Sự phát triển của hệ thống này hiện đang là mối quan tâm và đầu tư của chính phủ Bài bào này trình bày hiện trạng hệ thống cơ sở dữ

li ệu không gian trong hệ thống thông tin địa lý và khả năng cũng như nhu cầu phát tri ển phục vụ công tác phát triển kinh tế của CHDCND Lào

1 M ở đầu

Đo đạc và bản đồ là hoạt động điều tra cơ bản phải được đi trước một bước nhằm bảo đảm hạ tầng thông tin địa lý cho nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường trong nước, đáp ứng nhu cầu tham gia hợp tác để giải quyết các bài toán toàn cầu và khu vực về nghiên cứu khoa học trái đất, về giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường trong quá trình hội nhập kinh tế quốc tế của CHDCND Lào Hệ thống thông tin đo đạc và bản đồ phải bảo đảm chuẩn quốc gia thống nhất, phù hợp chuẩn quốc tế, đủ phục vụ nhu cầu quản lý nhà nước về lãnh thổ, quản lý các hoạt động kinh tế - xã hội, quy hoạch phát triển bền vững nền kinh tế - xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh, phòng, chống thiên tai, giám sát khai thác tài nguyên thiên nhiên, kiểm soát t ình trạng môi trường, đáp ứng nhu cầu

sử dụng thông tin của cộng đồng phục vụ quản lý sản xuất, dịch vụ, giáo dục, đào tạo, nghiên

cứu khoa học và nâng cao dân trí [1] Phát huy nội lực và được sự trợ giúp của các quốc gia trong khu vực Đông Nam Á và trên thế giới để phát triển và ứng dụng công nghệ đo đạc và

bản đồ, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ phần mềm về xử lý thông tin địa lý, đi đôi với tăng cường và mở rộng hợp tác quốc tế về đo đạc và bản đồ CHDCND Lào đã và đang được sự hỗ

trợ của các quốc gia trong khu vực và quốc tế để từng bước xây dựng hệ thống thông tin, tư

liệu đo đạc và bản đồ nền địa lý phục vụ các mục tiêu trên trong thời gian tới là rất cần thiết

2 Hi ện trạng cơ sở dữ liệu không gian

2.1 H ệ thống lưới tọa độ quốc gia

2.1.1 Hệ thống lưới tọa độ quốc gia[2]

H ệ tọa độ 1982: Từ năm 1981 đến năm 1986 với sự giúp đỡ của Liên Xô cũ đã thành

lập lưới đường chuyền hạng II từ Vientiane đến Napong dọc Quốc lộ 13 và từ Seeno đến Lao

Bảo (biên giới Việt Nam) dọc theo Quốc lộ 9 với tổng số: 81 điểm (Trong đó có 12 điểm được đo thiên văn) Định vị Ellipsoid thực dụng theo 1 điểm thiên văn Vientiane, đây là điểm

gốc tọa độ của lưới tọa độ 1982 (quốc gia Lào) Lưới tọa độ 1982 được xây dựng bằng công nghệ cổ truyền, Ellipsoid quy chiếu: Krassovski; điểm gốc tại Vientiane

H ệ tọa độ 1993: Năm 1993, Liên hiệp Khoa học sản xuất Trắc địa Bản đồ (nay là

Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ, Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam) đã thiết lập hệ quy chiếu tọa độ mới, xây dựng lưới tọa độ cơ sở phủ trùm trong cả nước và lưới tọa độ hạng

II khu vực đồng bằng Vientiane và đồng bằng Nam Lào bằng công nghệ GPS Lưới tọa độ cơ

sở bao gồm 25 điểm được phân bố đều trong cả nước và được đo bằng máy thu GPS loại 2 tần

số; lưới tọa độ hạng II Vientiane và Nam Lào bao gồm 66 điểm (Lưới Vientiane: 30 điểm,

mật độ khoảng 400km2/điểm; lưới Nam Lào: 36 điểm, mật độ khoảng 700km2/điểm) Lưới được xây dựng trên cơ sở Ellipsoid quy chiếu Krassovski có điểm gốc định vị tại Paksan

H ệ tọa độ 1997: Năm 1997, trong khuôn khổ thành lập hệ thống bản đồ địa chính ở

quốc gia Lào, với sự giúp đỡ của chuyên gia tư vấn Australia đã tiến hành đo GPS kiểm tra lại

một số điểm của lưới GPS cơ sở, lưới tọa độ hạng II xây dựng năm 1993 và tiến hành đo GPS liên tục trong 23h để xác định tọa độ tuyệt đối trên 13 điểm của lưới tọa độ cơ sở xây dựng năm 1993 và tính toán lại hệ tọa độ 1993 trong hệ quy chiếu WGS-84 quốc tế Đồng thời

cũng tiến hành tính chuyển các giá trị tọa độ trong hệ 1982 về hệ tọa độ 1997, về cơ bản hệ

tọa độ 1997 giống với hệ tọa độ 1993 Hệ tọa độ 1997 với Ellipsoid quy chiếu Krassovski; điểm gốc tại Vientiane

Hệ tọa độ Vientiane 2000: Hệ tọa độ Vientiane 2000 được xây dựng nhằm thiết lập

một hệ tọa độ quốc gia thống nhất có độ chính xác cao và được xây dựng trên cơ sở khoa học

và quy trình xử lý toán học hiện đại chính xác Hệ tọa độ Vientiane 2000 về cơ bản là sự hoàn thiện và hiện đại hóa lưới tọa độ hiện có Hệ tọa độ Vientiane 2000 bao gồm: đo nối tọa độ

quốc gia Lào (7 điểm) với lưới trắc địa khu vực châu Á – Thái Bình Dương n hằm xác định các điểm tọa độ quốc gia có độ chính xác cao; Xử lý toán học các lưới GPS hệ tọa độ WGS-

84 quốc tế; định vị lại điểm gốc Vientiane trên cơ sở các dữ liệu lưới GPS độ chính xác cao Xác lập mô hình Geoid phù hợp với lãnh thổ quốc gia Lào Tính chuyển giữa các hệ tọa độ

1982 về Vientiane-2000 Kết quả các quá trình trên đã tính toán bình sai toàn b ộ lưới tọa độ

hạng II xây dựng 1982 (81 điểm) và tọa độ năm 1993 gồm 25 điểm cơ sở và 66 điểm hạng II

về hệ tọa độ Vientiane với Ellipsoid Krasovski; điểm gốc tại Vientiane

2.1.2 Lưới độ cao

Th ời kỳ 1981-1983 do Liên Xô (cũ) giúp: Điểm gốc độ cao và hệ độ cao: Hòn Dấu -

Hải phòng, Việt Nam Trên lãnh thổ quốc gia Lào đã xây d ựng 4 đường thủy chuẩn hạng II

với tổng số chiều dài 1573km, trong đó các đường thủy chuẩn hạng II của quốc gia Lào được

đo nối trực tiếp với lưới độ cao Việt Nam qua cửa khẩu Lao Bảo (Quảng Trị), Mường Xén (Nghệ An) tạo thành các vòng khép kín Sai số khép vòng của các đường thủy chuẩn hạng II này đạt được là 13,2mm (cho phép = 195,6mm) Ngoài các đường thủy chuẩn hạng II, trong giai đoạn này quốc gia Lào cũng đã xây d ựng lưới thủy chuẩn hạng III ở các khu vực Vientiane và Nam Lào phục vụ cho đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10000 và 1/25000 Các lưới

thủy chuẩn hạng II, hạng III trên chủ yếu tập trung ở Trung Lào và Nam Lào và có độ chính

Th ời kỳ 1996-2000: Nhằm phủ trùm cả quốc gia Lào hệ thống độ cao thống nhất,

trong các năm từ 1996-2000, Việt Nam cũng đã tiến hành xây dựng giúp quốc gia Lào lưới độ cao hạng II ở 8 tỉnh Bắc Lào Lưới được đo nối với lưới độ cao của Việt Nam ở các cửa khẩu Tây Trang (Điện Biên) và cửa khẩu Cò Nòi (Sơn La) t ạo thành các vòng khép kín Lư ới có

tổng số chiều dài là 2500km Độ chính xác của lưới đạt 5mm ) Như vậy, về cơ bản

phủ trùm lãnh thổ quốc gia Lào có hệ thống lưới độ cao hạng II và hạng III đủ độ chính xác

và mật độ điểm phục vụ cho đo vẽ thành lập bản đồ địa hình Tổng số điểm mốc độ cao cơ

bản là 54 mốc, mốc độ cao thường là 404 mốc

2.1.3 Lưới trọng lực

Từ năm 1983-1984 Liên Xô (cũ) đã giúp qu ốc gia Lào thiết lập lưới trọng lực hạng II trên toàn lãnh thổ Lưới trọng lực hạng II gồm 16 điểm trong đó có 3 đ iểm Vientiane, LuangPrabang và Savannakhet được đo bằng máy con lắc AGAT, các điểm còn lại đo bằng máy GAG-2, GK/K2… Độ chính xác: MΔg ≤ 0,15 mGal; độ chính xác trên tương đương với lưới trọng lực hạng III của Việt Nam Điểm gốc trọng lực tại Vientiane được đo nối với điểm

trọng lực gốc Liodovo (Nga) bằng bộ máy con lắc AGAT với hai lần đo riêng biệt theo

chương trình A-B-A Độ chính xác đạt: MΔg ≤ 0,05 mGal Ngoài ra, dọc theo các đường thủy chuẩn hạng II đều có đo trọng lực chi tiết phục vụ công tác cải chính

2.2 H ệ thống tư liệu bản đồ

2.2.1 B ản đồ địa hình

- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50000 và tỷ lệ 1/100000: Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50000 và tỷ

lệ 1/100000 bao trùm khắp lãnh thổ nước Lào do Mỹ thành lập từ năm 1961-1970 Đây là hệ

thống bản đồ địa hình lư ới chiếu UTM do quân đội Mỹ thành lập trong thời kỳ chiến tranh ở khu vực Đông Nam Á Bản đồ được thành lập bằng ảnh hàng không nhưng do các số liệu đo đạc thực địa ít nên bản đồ này về độ chính xác độ cao đạt 20m-30m thậm chí còn có khu vực

chỉ đạt 40m Do thời gian thành lập bản đồ đã trên 40 năm nên tại một số khu vực đã có thay đổi gần như hoàn toàn, vì vậy hệ thống bản đồ này chỉ còn mục đích dùng để tham khảo

- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/100.000 (lưới chiếu Gauss) do Liên Xô cũ thành l ập trên cơ

sở hiện chỉnh bản đồ địa hình lư ới chiếu UTM tỷ lệ 1/100000 bằng ảnh hàng không tỷ lệ 1/60000 và tỷ lệ 1/30000 (để điều vẽ) Hệ thống bản đồ này được thành lập từ năm 1981-1986,

bản đồ được thành lập chính quy có chất lượng tốt, nội dung bản đồ được cập nhật đầy đủ, tuy nhiên về độ chính xác độ cao cơ bản như hệ thống bản đồ lưới chiếu UTM cùng tỷ lệ do Mỹ thành lập, bản đồ được thành lập dưới dạng giấy, hệ thống bản đồ này hiện nay vẫn được sử

dụng ở nước Lào, tuy vậy địa vật đã thay đổi tương đối nhiều cần được hiện chỉnh bằng các tư

liệu ảnh mới chụp

- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/100000 mới: Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/100000 do Nhật Bản giúp đỡ trong dự án thành lập cơ sở dữ liệu bản đồ cơ bản lưu vực sông Mekong giai đoạn từ năm 1998 – 2003 bản đồ được xây dựng bằng công nghệ số trên cơ sở hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ 1/100000 do Liên Xô cũ xây d ựng bằng ảnh hàng không và ảnh vũ trụ chiếm diện tích 90% lãnh thổ nước Lào, các dữ liệu bản đồ được tổ chức theo chuẩn cơ sở dữ liệu GIS

- Bản đồ tỷ lệ 1/50000 khu vực 4 tỉnh Nam Lào và cao nguyên Boloven: Trong các năm 1997 – 1999, Viện Nghiên cứu Địa chính, (nay là Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ, Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam) đã giúp Lào hi ện chỉnh bản đồ địa hình UTM tỷ lệ 1/50000 bằng ảnh viễn thám độ phân giải 20m (Ảnh SPOT 4), tổng diện tích của khu vực là 44.049km2 Trong đó, khu vực cao nguyên Boloven diện tích 10000km2 được thành lập bản

đồ địa hình tỷ lệ 1/25000 bằng máy ảnh bay tỷ lệ 1/40000, các loại bản đồ này đều ở trên giấy

- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50000 dọc biên giới Việt Nam – Lào, biên giới Lào - Mianma, Lào – Trung Quốc, Lào – Thái Lan được thành lập đến nay, độ rộng của bản đồ tính từ đường biên giới ra hai bên mỗi nước từ 2km đến 10km ở dạng giấy và dạng số, được sử dụng để cập

nhật vào cơ sở dữ liệu

- Các sản phẩm đo đạc và bản đồ được đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50000 do Chính

phủ Phần Lan hỗ trợ cho quốc gia Lào là cung cấp sự hỗ trợ cho Cục Bản đồ Quốc gia Lào để thành lập, duy trì, quản lý, cung cấp và phân phối các dịch vụ dữ liệu địa lý đáng tin cậy cho các doanh nghiệp tư nhân và kế hoạch, ngân sách và quản lý các dịch vụ thông tin địa lý tại

CHDCND Lào Năm tỉnh của khu vực ở nam Lào sẽ được phủ trùm bởi các bản đồ địa hình

mới nhất, chính xác, tỷ lệ 1/50000 dưới dạng số và dạng giấy, sẽ kết thúc vào cuối năm 2014

Sản phẩm của dự án ở Nam Lào gồm ảnh mầu hàng không phủ trùm nhằm tạo ra các bình đồ

trực ảnh với độ chính xác 0,5 m trên mặt đất tương đương với tỷ lệ 1/5000 dạng số và dạng

giấy vào cuối năm 2012 và mô hình s ố độ cao phủ trùm toàn bộ 5 tỉnh Nam Lào, chêm dày

mạng lưới khống chế trắc địa mặt đất

- Các bản đồ địa hình tỷ lệ lớn từ 1/10000 đến 1/500 thưa thớt, tập trung ở một số vùng đô thị có tốc độ phát triển kinh tế xã hội nhanh

2.2.2 B ản đồ hành chính, địa chính, chuyên đề: vẫn chưa được quan tâm và phát triển

nhiều, số lượng các bản đồ còn rời rạc không nhiều do thiếu nền bản đồ địa hình tỷ lệ cơ bản

2.3 Hệ thống tư liệu ảnh

- Năm 1995, Nhật Bản chụp ảnh ở tỉnh Bolikhamxai để thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25000, ảnh chụp tỷ lệ 1/40000

- Năm 1997, Viện Nghiên cứu Địa chính (Việt Nam) chụp ảnh cao nguyên Bolooven

để thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25000, ảnh chụp ở tỷ lệ 1/40000

- Trong thời gian từ năm 1998-2003 để thực hiện dự án thành lập cơ sở dữ liệu bản đồ

cơ bản lưu vực sông Mê Kông ở Lào, Nhật Bản đã bay chụp ảnh tỷ lệ 1/50000 với độ phủ dọc 60%, độ phủ ngang 20% để hiện chỉnh bộ bản đồ tỷ lệ 1/100000 phủ trùm toàn bộ lưu vực sông Mê Kông ở nước Lào, phần ảnh chụp chiếm 90% diện tích lãnh thổ (tính cả ảnh 4 tỉnh Nam Lào)

2.3.2 Ảnh vệ tinh

- Hệ thống bản đồ địa hình của Lào hiện đã quá cũ, trên thực tế bộ bản đồ phủ trùm tốt

nhất hiện có ở tỷ lệ 1/100000 nhưng cũng đã được thành lập và đưa vào sử dụng từ năm 1986

Do vậy, hệ thống bản đồ này có giá trị sử dụng không cao và sẽ được sử dụng chủ yếu trong

việc tham khảo các thông tin về địa danh, địa giới… khi xây dựng hệ thống bản đồ mới

Đánh giá tổng quan về khả năng hỗ trợ tư liệu

Với tình hình tư liệu, tài liệu hiện tại, trừ khu vực phía Nam đã được Phần Lan giúp đỡ xây dựng mới bản đồ địa hình, có thể đưa ra một số kết luận sau:

- Tư liệu ảnh phần lớn cũng đã được bay chụp từ cách đây gần 30 năm nhìn chung

cũng không còn giá trị sử dụng Các khu vực có tư liệu ảnh mới hơn đều thuộc Nam Lào

- Lưới độ cao của Lào đã đư ợc xây dựng dọc theo các trục quốc lộ chính, tuy nhiên,

mật độ các điểm này vẫn chưa thực sự đầy đủ, số lượng điểm bị mất cũng nhiều, việc đo nối các điểm khống chế ảnh độ cao về cơ bản chỉ có thể được thực hiện bằng công nghệ GNSS do

phần lớn các điểm khống chế ảnh không có khả năng đo nối thủy chuẩn hình học Do vậy, vấn

đề xây dựng và nâng cao độ chính xác của mô hình Geoid đóng vai trò quan tr ọng trong việc thành lập bản đồ địa hình

- Việc thành lập bộ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50000 cũng như bộ bình đồ trực ảnh có độ phân giải mặt đất 0,5m phủ trùm toàn bộ nước Lào đóng vai trò r ất quan trọng và cần thiết trong việc thúc đẩy các hoạt động có liên quan đến hệ thống thông tin địa lý ở Lào cũng như công tác quy hoạch, quản lý tài nguyên thiên nhiên của CHDCND Lào trong tương lai Cơ sở

dữ liệu nền địa lý tỷ lệ 1/50000 sẽ trợ giúp rất hữu ích cho các ngành xây dựng cơ sở dữ liệu

phục vụ quản lý trên cả nước như giao thông, nông nghiệp, kinh tế xã hội, quy hoạch đô thị,

quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ thống công ích, lộ trình, nhân khẩu, bản đồ, giám sát các công trình thủy lợi, cứu hỏa và bệnh tật tại Lào

3 Đánh giá về khả năng và nhu cầu

3.1 Kh ả năng

GIS là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượng thực,

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 không gian Những khả năng này có ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược) Việc áp dụng công nghệ thông tin trong lĩnh vực dữ liệu không gian đã tiến những bước dài: từ hỗ trợ lập

bản đồ (CAD mapping) sang hệ thống thông tin địa lý (GIS) Cho đến nay, nhu cầu tích hợp

thông tin địa lý để phân tích, dự báo, quy hoạch và hỗ trợ quản lý tại CHDCND Lào rất lớn

phục vụ cho tiến trình phát triển kinh tế xã hội trong nước cũng như xu hướng hội nhập với các nước trong khu vực và thế giới

3.2 Nhu c ầu

Trong bối cảnh hội nhập và xu hướng phát triển hiện nay của đất nước, cơ sở dữ liệu

nền địa lý tỷ lệ 1/50000 rất cần thiết và cấp bách để quản lý trong cả nước phục vụ phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường tại quốc gia Lào:

- Quản lý tài nguyên thiên nhiên: mô hình hóa rừng, mô hình hóa khí/nước, theo dõi thông tin những cây gỗ phát triển, lập dự án khai thác rừng, quản lý rừng theo nhiều mục địch

gồm cả v iệc tái tạo lại, q u an trắc môi trường , thàn h lập bản đ ồ p hân vùng n h ạy cảm môi trường, phân tích tác động môi trường, chọn vị trí chôn lấp chất thải, giám sát sự thay đổi môi trường theo thời gian…

- Xây dựng các dự án phục vụ tiện ích công cộng như điện lực, nước, thoát nước, truyền thông, đường xá…

- Quản lý trong kinh doanh, bán hàng hiệu quả như vị trí có khả năng cạnh tranh, gán địa chỉ và tìm kiếm vị trí…

- Quản lý đăng ký đất, sở hữu đất đai, bản đồ địa chính…

- Nghiên cứu phòng chống thiên tai như lũ quét ở vùng hạ lưu, xác định tâm bão, dự đoán các luồng chảy, xác định mức độ ngập lụt, nghiên cứu về đất trồng, kế hoạch tưới tiêu,

kiểm tra nguồn nước từ đó đưa ra các biện pháp phòng chống kịp thời

- Giám sát quy hoạch đô thị, quy hoạch sử dụng đất, quản lý sử dụng đất

- Đánh giá rủi ro và mục đích bảo hiểm, xác định với độ chính xác cao hơn những khu

vực có độ rủi ro lớn nhất hay thấp nhất Lĩnh vực này đòi hỏi những dữ liệu cơ sở khác nhau như hình thức vi phạm luật pháp, địa chất học, thời tiết và giá trị tài sản

- Quản lý mạng giao thông, duy trì đèn tín hiệu giao thông, tìm các điểm nguy hiểm, tuyến giao thông du lịch, quản lý hệ thống ô tô, bãi đỗ xe…

- Tăng cường sử dụng các bản đồ chi tiết và theo dõi mùa vụ, phân tích sản lượng, xây

dựng kế hoạch áp dụng hóa chất bảo vệ thực vật hoặc hợp chất hóa học, kỹ thuật dự báo nông nghiệp…

- Xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu…

nền thông tin địa lý ở tỷ lệ 1/50000 thống nhất, đồng bộ trong thời gian sớm nhất có thể

Khả năng của tư liệu hiện có tại CHDCND Lào mới chỉ đáp ứng được cho một bộ

phận nhỏ các ngành kinh tế xã hội n hư giao thô ng , thủy lợi, khai thác khoáng sản… Các ngành quản lý đất đai, quản lý sử dụng đất, địa chính và các ngành khác chưa có bộ bản đồ

phủ trùm thống nhất trên toàn quốc để phục vụ quản lý, sử dụng và khai thác hợp lý Cần thiết

lập bộ bản đồ địa hình nền tỷ lệ 1/50000 cũng như bộ bình đồ trực ảnh, ảnh vệ tinh và hàng không các tỷ lệ, độ phân giải cao phủ trùm toàn bộ quốc gia Lào đóng vai trò c ực kỳ quan

trọng trong việc thúc đẩy các hoạt động có liên quan đến nền thông tin địa lý ở Lào cũng như công tác quy hoạch, quản lý tài nguyên thiên nhiên, phát triển kinh tế xã hội và một số nhu

cầu khác của CHDCND Lào

TÀI LI ỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Ngọc Thạch, “Hệ thống thông tin địa lý” Trư ờng đại học Tự nhiên – Đại học

Sisomphone Insisiengmay, Lao’s National Cartography department

Vu Viet Anh, Ministry of Natural Resources and Environment, Viet Nam

Pham Van Hiep, University of Mining and Geology

The spatial database is one of important factor in basic technical infrastructures for each country over the world The spatial database of Laos PDR is making an important role

in natural resources management and economic development The development of spatial database is having the interest and investment from the government This paper presents the status of spatial database in Laos national GISsystem and the development demand to serve the economic expansion

Người biên tập: Nguyễn Thế Việt

NGHIÊN C ỨU SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG KÍ HIỆU

ẢN ĐỒ TRONG BẢN ĐỒ HỌC

Nguy ễn Thế Việt, Trường Đại học Mỏ- Địa chất

truy ền đạt toàn bộ những thông tin chứa đựng trên bản đồ về hiện thực của vùng lãnh

th ổ bản đồ thể hiện Chức năng cơ bản của các ký hiệu trên bản đồ là thể hiện phân

lo ại theo đặc trưng số lượng, chất lượng và vị trí của đối tượng trong không gian,

c ũng như xác định đặc điểm phân bố trong không gian của các hiện tượng Các ký

hi ệu bản đồ có thể có ý nghĩa vật thể lẫn cả về khái niệm Tuy nhiên để sử dụng bản

đồ cần phải nắm được ý nghĩa của các ký hiệu, tức là tương quan của chúng đối với các đối tượng và hiện tượng được biểu thị phù hợp mục đích sử dụng bản đồ trong

t ừng giai đoạn phát triển của bản đồ học

1 S ự phát triển và biến đổi của ký hiệu bản đồ trong bản đồ học[ ]1

- Các bản đồ cổ thường đặc trưng bằng lối biểu hiện thực địa theo lối tranh vẽ, trên đó

sử dụng các hình vẽ phối cảnh của núi, thực vật, các điểm dân cư và các đối tượng khác

Hình 1 B ản đồ dạng tranh vẽ thường dễ hiểu không cần các giải thích đặc biệt

- Vào khoảng giữa thế kỷ thứ XVIII, khi bản đồ bắt đầu được sử dụng để đo khoảng cách và diện tích, khi nhu cầu của quân đội đòi hỏi phải phản ánh chính xác đồ hình mặt bằng

của các điểm dân cư, rừng…thì các ký hiệu phối cảnh bắt đầu nhường chỗ cho các phương pháp biểu hiện theo đồ hình mặt bằng của các đối tượng

Hình 2 Bản đồ quân sự châu Âu thế kỷ 18

- Trên các bản đồ hiện đại ngoài việc phản ánh sự phân bố các đối tượng còn có thể

biểu diễn động thái biến động của các hiện tượng Để thực hiện các chức năng của ký hiệu

bản đồ việc thiết kế các hệ thống ký hiệu bản đồ địa lý rất đa dạng, người ta sử dụng một số lượng các phương pháp thể hiện nội dung bản đồ

- Về ý nghĩa, ký hiệu bản đồ là phương tiện để thể hiện nội dung thông tin của bản

đồ Nó cũng là hình thức để qua đó người ta nhận biết được mức độ tổng quát hóa nội dung

bản đồ Hệ thống ký hiệu bản đồ cùng các quy tắc sử dụng chúng tạo nên Ngôn ngữ bản đồ

(ngôn ngữ mang tính chất bản đồ)

Hình 3 Trích m ảnh Bản đồ địa hình

2 Đặc điểm của hệ thống các ký hiệu bản đồ

- Ký hiệu bản đồ là hệ thống các ký hiệu có kết cấu đặc trưng riêng, gồm hai thành

phần, đó là nội dung mang ý nghĩa, và hình thức mang tính đồ họa

- Khi các ký hiệu được vẽ lên bản đồ, nó có khả năng cho ta biết các thông tin như sau: vị trí địa lý và ý nghĩa (Phân l oại, tính chất, lượng, trạng thái, thuộc tính) của đối tượng,

và mối quan hệ không gian giữa các đối tượng

- Về mặt hình thức, ký hiệu là những hình vẽ có hình dạng, kích thước, mầu sắc, và

cấu trúc khác nhau Có thể có những phần tử của ngôn ngữ khác được dùng làm ký hiệu như:

chữ, số, ký hiệu toán học, …

Trên bản đồ, sự kết hợp của ký hiệu bản đồ, màu sắc trên bản đồ và các ghi chú, chú

giải theo nguyên tắc nhất định (Cú pháp, ngữ nghĩa, ngữ dụng)[ ]2 đã tạo nên hình ảnh bản đồ cho ta biết thông tin về các đối tượng, hiện tượng được thể hiện, mối quan hệ giữa chúng,

rộng hơn là các khái niệm, hiểu biết về nội dung của bản đồ

Ngày nay, trên các bản đồ đa phương tiện (multimedia), sự kết hợp của các phương

tiện truyền tin (âm thanh, hình ảnh, phim ảnh, hiệu ứng ánh sáng ) làm tăng khả năng truyền đạt thông tin và sự hấp dẫn của các sản phẩm bản đồ (đặc biệt là với các bản đồ phổ thông, tuyên truyền quảng bá, giáo dục)

3 C ấu tạo của ký hiệu bản đồ

Ký hiệu bản đồ được cấu tạo từ 6 kiểu phần tử đồ họa[ ]4 (còn gọi là 6 biến trị trực quan) như sau: hình d ạng, kích thước, hướng, mầu sắc, độ sáng, cấu trúc Mỗi ký hiệu có thể được cấu tạo nên từ một hoặc một số phần tử đã nêu

- Hình d ạng: Các ký hiệu với hình dạng khác nhau thường được dùng để biểu thị

các đối tượng khác nhau về nghĩa Người ta phân biệt các đối tượng biểu thị trên bản đồ ra