Xây dựng bản đồ nhạy cảm đường bờ sông trên địa bàn tỉnh bình dương nhằm ứng phó sự cố tràn dầu

+ Ảnh vệ tinh được thu thập trong phạm vi khu vực nghiên cứu nhằm xác định dạng đường bờ, các tài nguyên nhân sinh như Cảng, di tích, khu công nghiệp… + Bản đồ sử dụng đất: Bản đồ hiện t

KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG

Tên báo cáo chuyên đề:

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ESI

Chủ nhiệm đề tài : ThS Đinh Quang Toàn

Người chủ trì thực hiện chuyên đề: ThS Đinh Quang Toàn, Khoa Tài

nguyên Môi trường – Đại học Thủ Dầu Một

Những người phối hợp thực hiện chuyên đề:

1 Phạm Đặng Mạnh Hồng Luân

2 ThS Nguyễn Huỳnh Ánh Tuyết

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG

Tên báo cáo chuyên đề:

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ESI

Bình Dương, 08/2015

MỤC LỤC 3

DANH MỤC BẢNG 4

DANH MỤC HÌNH 5

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 6

1 Đặt vấn đề 7

2 Phương pháp nghiên cứu 7

2.1 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu 7

2.2 Phương pháp khảo sát thực địa 8

2.3 Phương pháp GIS và viễn thám 8

2.4 Thiết lập cơ sở dữ liệu 9

3 Nội dung nghiên cứu và kết quả đạt được 9

3.1 Tổng quan về cơ sở dữ liệu GIS 9

3.2 Cấu trúc cơ sở dữ liệu ESI 13

4 Kết luận và kiến nghị 22

4.1 Kết luận 22

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Các loại cơ sở dữ liệu GIS một người dùng 10

Bảng 2: ID của từng loại đối tượng công trình nhân sinh 15

Bảng 3: Các lớp dữ liệu địa lý ESI cùng trường thuộc tính 18

Bảng 4: Bảng thuộc tính và các trường dữ liệu 20

Hình 1: Các bước xây dựng bản đồ nhạy cảm 8

Hình 2: Cơ sở dữ liệu GIS đa người dùng 10

Hình 3: Cơ sở dữ liệu GIS một người dùng 11

Hình 4: Các thành phần cơ bản của Geodatabase 12

Hình 5: Cấu trúc cơ sở dữ liệu ESI 14

Hình 6: Bảng dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian Lớp đường bờ 15

Hình 7: Bảng dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian Lớp TNNS 16

Hình 8: Bảng dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian Lớp thủy hệ 17

Với hệ thống sông Đồng Nai và sông Sài Gòn, là các sông sử dụng đa mục tiêu phục vụ tỉnh Bình Dương, sự cố tràn dầu xảy ra sẽ để lại các hậu quả nghiêm trọng tác động đến môi trường tự nhiên cũng như con người và tài nguyên nhân sinh Do đó, đặt

ra tính cấp thiết của đề tài là cần phải có bản đồ nhạy cảm đường bờ đề ứng phó với sự

cố tràn dầu, từ đó dựa vào bản đồ này, các nhà quản lý có thể xây dựng thứ tự ưu tiên

để thực thi các biện pháp kỹ thuật trong ứng phó sự cố tràn dầu Trong bối cảnh đó,

chuyên đề: “Xây dựng cơ sở dữ liệu ESI” là điều kiện tiên quyết trong xây dựng cũng

như cập nhật cho bản đồ nhạy cảm đường bờ trên địa bàn tỉnh Bình Dương

2 Phương pháp nghiên cứu

2.1 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu

Thu thập các nghiên cứu có cùng tính chất trong và ngoài nước, từ đó đánh giá rút các phương pháp, luận điểm có khả năng kế thừa trong nghiên cứu

Thu thập các bản đồ, ảnh vệ tinh là dữ liệu đầu vào Bao gồm:

+ Bản đồ địa hình: Bản đồ địa hình được thu thập từ sở Tài nguyên và Môi trường các địa phương Bình Dương, Đồng Nai và TP Hồ Chí Minh để xây dựng bản đồ

và đánh giá địa hình, độ dốc khu vực nghiên cứu

+ Ảnh vệ tinh được thu thập trong phạm vi khu vực nghiên cứu nhằm xác định dạng đường bờ, các tài nguyên nhân sinh như Cảng, di tích, khu công nghiệp…

+ Bản đồ sử dụng đất: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất được thu thập từ sở Tài nguyên và Môi trường các địa phương Bình Dương, Đồng Nai và TP Hồ Chí Minh để xác định loại hình sử dụng đất liên quan đến tài nguyên nước, từ đó thành lập và xác định khu vực có tính phơi nhiễm cao với sự cố tràn dầu

Báo cáo Chuyên đề: “Xây dựng cơ sở dữ liệu ESI”

Xây dựng bản đồ nhạy cảm môi trường đường bờ sông trên địa bàn tỉnh Bình Dương và một số địa điểm lân cận nhằm nhằm ứng phó sự cố tràn dầu 8

Thu thập các thông tin về hoạt động kinh tế xã hội, các thông tin về đa dạng sinh học… liên quan đến công tác đánh giá tính phơi nhiễm và tổn thương đối với tài nguyên nhân sinh và tài nguyên sinh học

2.2 Phương pháp khảo sát thực địa

Tiến hành khảo sát thực địa khu vực nghiên cứu nhằm đánh giá và kiểm chứng các kết quả giải đoán trên ảnh Viễn thám

Xác định tọa độ các tài nguyên nhân sinh: Cảng, khu công nghiệp, di tích…

2.3 Phương pháp GIS và viễn thám

Xây dựng các lớp bản đồ thông tin từ dữ liệu ảnh viễn thám và các dữ liệu tổng quan, sử dụng phương pháp giải đoán và phân tích các tư liệu ảnh Viễn thám để xác định các dạng đường bờ

2.4 Thiết lập cơ sở dữ liệu

Tạo file Geodatabase trong ArcCatalog để có không gian đưa cấu trúc CSDL đã tạo vào quản lý

Lựa chọn lần lượt các Feature Class và tiến hành đưa dữ liệu đã chuẩn bị vào các trường tương ứng trong Feature Class bằng công cụ Load Data

Kết quả thu được là cơ sở dữ liệu các yếu tố nhạy cảm môi trường: tài nguyên nhân sinh, ĐDSH, đường bờ, hiện trạng sử dụng đất…

3 Nội dung nghiên cứu và kết quả đạt đƣợc

3.1 Tổng quan về cơ sở dữ liệu GIS

3.1.1 Các thành phần của hệ cơ sở dữ liệu GIS

Cơ sở dữ liệu GIS bao gồm 2 thành phần là dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính (còn gọi là dữ liệu phi không gian) Dữ liệu không gian là mô hình hình học mô tả hình dạng và vị trí của các thực thể địa lý và sự phân bố của chúng trong thế giới thực

Dữ liệu thuộc tính mô tả những đặc điểm của các thực thể đó Dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của thực thể địa lý được liên kết với nhau thông qua mã (Code) đối tượng, mã đối tượng có tính chất duy nhất

3.1.2 Phân loại hệ cơ sở dữ liệu GIS

a) Cơ sở dữ liệu đa người dùng

Cơ sở dữ liệu GIS đa người dung tận dụng công nghệ ArcSDE thực thi trên nền tảng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ

Cung cấp cho các cơ quan hệ thống quản lý và lưu trữ dữ liệu tập trung

Tận dụng các tính năng mà cơ sở dữ liệu một người dung không có

Đảm bảo tính an toàn hơn cho dữ liệu (kiểm soát quyền truy cập), lưu trữ

Báo cáo Chuyên đề: “Xây dựng cơ sở dữ liệu ESI”

Xây dựng bản đồ nhạy cảm môi trường đường bờ sông trên địa bàn tỉnh Bình Dương và một số địa điểm lân cận nhằm nhằm ứng phó sự cố tràn dầu 10

Hình 2: Cơ sở dữ liệu GIS đa người dùng

b) Cơ sở dữ liệu một người dùng

Cơ sở dữ liệu một người dùng được xây dựng cho một người dùng GIS làm việc trên môi trường Desktop Có 2 dạng cơ sở dữ liệu một người dùng là Geodatabase và Microsoft Access Personal Geodatabase

Bảng 1: Các loại cơ sở dữ liệu GIS một người dùng

Lưu trữ Sử dụng cấu trúc lưu trữ File địa

Giới hạn dung lượng 1TB cho bảng

Hỗ trợ nhiều hơn 1 người truy cập đồng thời (miễn là người dùng biên tập dữ liệu trên các bảng, Feature Class hay Feature Dataset khác nhau)

Không hỗ trợ cập nhật phiên bản

Hỗ trợ tối đa 2Gb dữ liệu Chỉ hỗ trợ một người biên tập trong 1 thời điểm

Hình 3: Cơ sở dữ liệu GIS một người dùng

Báo cáo Chuyên đề: “Xây dựng cơ sở dữ liệu ESI”

Xây dựng bản đồ nhạy cảm môi trường đường bờ sông trên địa bàn tỉnh Bình Dương và một số địa điểm lân cận nhằm nhằm ứng phó sự cố tràn dầu 12

3.1.3 Thông tin lưu trữ trong Geodatabase

Geodatabase hỗ trợ xây dựng và lưu trữ tất cả các dạng dữ liệu GIS bao gồm:

- Dữ liệu thuộc tính

- Các đối tượng địa lý

- Ảnh vệ tinh và hàng không (dữ liệu Raster)

- Dữ liệu CAD

- Dữ liệu 3D và mô phỏng bề mặt

- Hệ thống tiện ích và giao thông

- Tọa độ GPS

- Dữ liệu đo lường, khảo sát

3.1.4 Các thành phần cơ bản của Geodatabase

Hình 4: Các thành phần cơ bản của Geodatabase

- Nhãn (Annotation): một dạng Feature Class đặc biệt lưu trữ các chuỗi hay hình ảnh thể hiện thông tin chú thích cho các đối tượng trên bản đồ

- Thông tin chiều (Dimension): một dạng Annotation đặc biệt thể hiện kích thước hay khoảng cách trên bản đồ

- Feature Class: tập hợp các đối tượng địa lý với cùng dạng hình học (Geometry) gồm điểm, đường, vùng, cùng trường thuộc tính và hệ quy chiếu

- Feature Dataset: tập hợp các Feature Class có chung 1 hệ quy chiếu và không gian địa lý

- Bảng (Table): tập hợp dữ liệu sắp xếp theo hàng và cột Mỗi hàng đại diện cho 1 đối tượng, mỗi cột thể hiện một trường

- Geometric Network: hỗ trợ các đối tượng có dạng mạng lưới theo chiều ví dụ như hệ thống cáp quang hay mạng thủy văn

- Locator: Dataset chứa thông tin địa chỉ hỗ trợ thao tác Geocoding nhằm chuyển

dữ liệu địa chỉ thành vị trí trên bản đồ

- Relationship Class: quản lý các mối quan hệ giữa các đối tượng (ví dụ như quan

hệ giữa các bảng và lớp dữ liệu địa lý)

- Topology: quy định cách mà các đối tượng địa lý (điểm, đường, vùng) chia sẻ thuộc tính không gian

3.2 Cấu trúc cơ sở dữ liệu ESI

Cơ sở dữ liệu ESI có thể được chia thành 7 lớp cơ bản bao gồm:

- Lớp ESI

- Lớp đường bờ

- Lớp công trình nhân sinh

- Lớp tài nguyên sinh vật

- Lớp thủy hệ

- Lớp sử dụng đất

- Lớp ranh giới hành chính

- Lớp phân mảnh bản đồ 1/50.000

Báo cáo Chuyên đề: “Xây dựng cơ sở dữ liệu ESI”

Xây dựng bản đồ nhạy cảm môi trường đường bờ sông trên địa bàn tỉnh Bình Dương và một số địa điểm lân cận nhằm nhằm ứng phó sự cố tràn dầu 14

3.2.1 Các lớp thông tin địa lý

Lớp ESISG_A01 và ESIDN_A01 lần lượt mang giá trị ESI của khu vực nhánh sông Sài Gòn và Đồng Nai Giá trị ESI được chứa trong trường ESI Trường NHANH mang 2 giá trị là SG (cho nhánh sông Sài Gòn) và DN (cho nhánh sông Đồng Nai)

Đường bờ ở khu vực nghiên cứu được thể hiện bằng 2 lớp là Đường bờ dạng vùng (DBO_A02) và Đường bờ dạng đường (DBO_L02) Lớp đường bờ tham chiếu đến bảng nguồn dữ liệu (NGUON) thông qua trường IDNGUON, trường LOAI mang 2 giá trị 1 và 2, với giá trị 1 gán cho đường bờ tự nhiên và giá trị 2 gán cho đường bờ công trình

Hình 6: Bảng dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian Lớp đường bờ

Công trình nhân sinh được thể hiện qua 2 lớp là Công trình nhân sinh dạng vùng (CTNS_A03) và Công trình nhân sinh dạng điểm (CTNS_P03) Lớp công trình nhân sinh mang 3 trường thuộc tính là CODE, LOAI và IDNG Trường CODE là 1 chuỗi 7

ký tự, mỗi đối tượng công trình nhân sinh mang 1 giá trị CODE riêng biệt

Trường CODE trong lớp công trình nhân sinh được tạo thành bởi chuỗi 8 ký tự,

1 ký tự đầu thể hiện số thứ tự của lớp dữ liệu địa lý trong Geodatabase (giá trị là 3 đối với lớp công trình nhân sinh), 2 ký tự tiếp theo thể hiện loại công trình nhân sinh tương

tự như trong trường LOAI

Bảng 2: ID của từng loại đối tượng công trình nhân sinh

Báo cáo Chuyên đề: “Xây dựng cơ sở dữ liệu ESI”

Xây dựng bản đồ nhạy cảm môi trường đường bờ sông trên địa bàn tỉnh Bình Dương và một số địa điểm lân cận nhằm nhằm ứng phó sự cố tràn dầu 16

Khu vui chơi giải trí 03

Di tích văn hóa, lịch sử 04

4 ký tự tiếp theo là ID của riêng từng đối tượng trong lớp thông địa lý

Lớp công trình nhân sinh tham chiếu đến bảng Công trình nhân sinh (CTNS) qua trường IDNG

Hình 7: Bảng dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian Lớp TNNS

Lớp thủy hệ (THE_A04) có trường LOAI mang 2 giá trị 1 cho đối tượng thủy hệ (sông, suối, ao hồ) và 2 cho đối tượng đất

Hình 8: Bảng dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian Lớp thủy hệ

Lớp sử dụng đất (SDD_A05) có trường LOAI mang thông tin tên loại sử dụng đất, tham chiếu đến bảng thông tin sử dụng đất thông qua trường RuleID

Hình 9: Bảng dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian Lớp sử dụng đất

Báo cáo Chuyên đề: “Xây dựng cơ sở dữ liệu ESI”

Xây dựng bản đồ nhạy cảm môi trường đường bờ sông trên địa bàn tỉnh Bình Dương và một số địa điểm lân cận nhằm nhằm ứng phó sự cố tràn dầu 18

Lớp ranh giới hành chính (RGHC_A06) có trường LOAI mang 3 giá trị , 1 cho ranh giới tỉnh, 2 cho ranh giới quận, huyện và 3 cho ranh giới phường, xã Trường TENHC mang giá trị tên hành chính của đơn vị hành chính tương ứng.Lớp phân mảnh bản đồ 1:50.000 (PMANH50K_A07) thể hiện các phân mảnh bản đồ 1:50.000, trường TENMANH mang giá trị tên mảnh bản đồ

Hình 10: Bảng dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian Lớp ranh giới hành chính

Bảng 3: Các lớp dữ liệu địa lý ESI cùng trường thuộc tính

Lớp

Tên Feature Class

thuộc tính

Định dạng dữ liệu

LOAI Short Integer Đường bờ dạng đường DBO_L02 Polyline IDNG Short Integer

LOAI Shor Integer

Công trình nhân sinh

LOAI Short Integer IDNG Short Integer

Công trình nhân sinh

LOAI Short Integer IDNG Short Integer

Ranh giới hành chính RGHC_A06 Polygon LOAI Short Integer

Báo cáo Chuyên đề: “Xây dựng cơ sở dữ liệu ESI”

Xây dựng bản đồ nhạy cảm môi trường đường bờ sông trên địa bàn tỉnh Bình Dương và một số địa điểm lân cận nhằm nhằm ứng phó sự cố tràn dầu 20

Trường ID mạng giá trị gán cho từng nguồn dữ liệu, giá trị này là duy nhất Trường N_XB chứa thông tin về cơ quan xuất bản, trường MTA liệt kê chi tiết thông tin

về cơ quan xuất bản, trường TGIAN thể hiện thời gian dữ liệu được xuất bản, trường TEN thể hiện tên sản phẩm dữ liệu được trích, trường DDANG thể hiện định dạng của

dữ liệu, có Trường TILE thể hiện tỉ lệ bản đồ nếu định dạng dữ liệu là bản đồ giấy và bản đồ số

Bảng NGUON liên hệ đến lớp thông tin địa lý đường bờ (DBO_A02 và DBO_L02) và lớp công trình nhân sinh (CTNS_A03 và CTNS_P03) qua trường thuộc tính ID

Bảng công trình nhân sinh (CTNS) có 5 trường thuộc tính là CODE, LOAI, TEN, LLAC, và NGUON Trường CODE mang giá trị ID độc nhất cho từng đối tượng công trình nhân sinh, giá trị CODE là 1 chuổi gồm 7 kí tự, 1 kí tự đầu thể hiện số thứ tự của lớp công trình nhân sinh trong cơ sở dữ liệu (3), 2 kí tự tiếp theo thể hiện loại công trình nhân sinh và 4 kí tự cuối là ID của các đối tượng Bảng công trình nhân sinh liên

hệ đến lớp thông tin địa lý công trình nhân sinh (CTNS_A03 và CTNS_P03) qua trường thuộc tính CODE

Bảng thông tin sử dụng đất (SDD) chứa thông tin về các loại sử dụng đất trong khu vực nghiên cứu Bảng gồm 8 trường thuộc tính: LOAI, TEN, NHOM, TSO, MAU_R, MAU_G, MAU_B, IDSDD Trường IDSDD chứa ID độc nhất của từng loại hình sử dụng đất Trường LOAI chứa tên viết tắt của các loại sử dụng đất (ví dụ ODT cho loại hình sử dụng đất ở đô thị), trường TEN thể hiện tên đầy đủ của các loại sử dụng đất trường NHOM thể hiện nhóm sử dụng đất mà loại sử dụng đất được phân ra., trường MAU_R, MAU_G, MAU_B lần lượt là chỉ số thể hiện màu đỏ, lục, xanh trong thang màu RGB

Bảng sử dụng đất liên hệ đến lớp sử dụng đất qua trường thuộc tính IDSDD

Bảng 4: Bảng thuộc tính và các trường dữ liệu

LLAC Text(200)

Báo cáo chuyên đề: Xác định các yếu tố xây dựng bản đồ nhạy cảm đường bờ

- Tạo lập được CSDL các yếu tố cấu thành nên bẩn đồ nhạy cảm đường bờ

- Xây dựng được bảng dữ liệu, xác định dữ liệu thuộc tính của các đối tượng thuộc các lớp

- Thiết lập được mối quan hệ giữa các lớp Lớp ESI, Lớp đường bờ, Lớp công trình nhân sinh, Lớp tài nguyên sinh vật, Lớp thủy hệ, Lớp sử dụng đất, Lớp ranh giới hành chính, Lớp phân mảnh bản đồ 1/50.000

4.2 Kiến nghị

Nghiên cứu không gian phân bố của các tài nguyên sinh vật, xác định tập tính loài, thời gian phân bố để kết nối dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian, tạo cơ sở khoa học cho biết đánhh giá và xây dựng bản đồ nhạy cảm đường bờ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Việt

1 Nguyễn Tác An và Tống Phước Hoàng Sơn, 2004 Sử dụng hệ thống thông

tin địa lý trong quản lý tổng hợp vùng ven bờ Nhà xuất bản đại học

quốc gia thành phố Hồ Chí Minh

2 Phạm Văn Cự, 2007 Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý và viễn thám

trong quản lý môi trường và tài nguyên ở Việt Nam Trung tâm Viễn Thám

và Geomatics VTGEO

3 Nguyễn Quốc Khánh, 2014 Ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp với GIS

phục vụ giám sát sự cố ô nhiễm dầu ở Việt Nam Tạp chí tài nguyên môi

trường số 07/2014

4 Đỗ Tiến Lanh, 2010 Quản lý tổng hợp tài nguyên nước hệ thống sông Đồng

Nai Viện Khoa học thủy lợi miền Nam

5 Nguyễn Thị Việt Liên, Nguyễn Thị Kim Nga, Trịnh Thị Thu Thủy, Lê Thị

Hồng Vân, 2011 Phương pháp xây dựng bản đồ nhạy cảm môi trường

đường bờ đối với dầu tràn và áp dụng cho một số vùng biển Việt Nam Hội

nghị Khoa học và Công nghệ biển toàn quốc lần thứ V, quyển 5 sinh thái, môi trường và quản lý biển Nhà xuất bản khoa học tự nhiên và công nghệ

Hà Nội, tr 426 – 433

6 Phạm Đặng Mạnh Hồng Luân, 2011 Xây dựng bản đồ nhạy cảm vịnh Gành

Rái Phân viện khí tượng thủy văn và môi trường phía Nam

7 Lê Thị Ngọc Mai, 2004 Bước đầu xây dựng bản đồ nhạy cảm vùng ven

biển tây nam từ mũi Cà Mau đến cửu Tiểu Dừa phục vụ kế hoạch ứng cứu

sự cố tràn dầu Luận án thạc sĩ chuyên ngành sinh thái môi trường Trường

đại học khoa học tự nhiên

8 Nguyễn Hữu Nhân, 2004 Phần mềm oilasas Dự án: xây dựng phần mềm

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 Ủy ban nhân dân tỉnh Khánh Hòa

9 Phùng Chí Sĩ, 2005 Nghiên cứu đề xuất biện pháp phòng ngừa và phương

án ứng phó sự cố tràn dầu mức I tại thành phố Đà Nẵng Phân viện nhiệt đới

– Môi trường