CHƯƠNG 2 THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG NHƯ MỘT PHẦN TÀI NGUYÊN THÔNG TIN CỦA XÃ HỘI
2.5 Sự phân loại thông tin môi trường
Xét về phương diện lý luận cũng như thực tiễn, thông tin môi trường là một ngành khoa học mới hình thành - có các thành phần cấu trúc riêng. Tính cấp thiết phải phát triển hướng nghiờn cứu này là do ủũi hỏi của thực tiễn.
Trong trường hợp tổng quỏt, việc phõn loại thụng tin cú thể ủược thực hiện trờn cơ sở xỏc ủịnh loại ủối tượng, mục tiờu quản lý, thuộc tớnh ủối với khối chức năng của hệ thống thụng tin, hỡnh thức thu thập, chuyển giao, lưu trữ và phổ biến. Hoàn toàn cú thể hiểu ủược là sự phõn loại thụng tin cú lưu ý tới khớa cạnh ủịnh lượng, ngữ nghĩa và tớnh thực dụng của thông tin.
ðại ủa số cỏc khối thụng tin ủược phõn loại khụng trực tiếp liờn quan tới thụng tin mụi trường ủược xỏc ủịnh bởi thuộc tớnh của thụng tin ủối với khối chức năng nhất ủịnh của hệ thống.
Cú thể phõn chia thụng tin thành cỏc giai ủoạn: thu thập, chuyển giao, lưu trữ và phổ biến.
Thụng tin ủược thu thập trực tiếp bằng cỏc thiết bị ủo lường cú thể xem là thụng tin sơ cấp. Tớnh chất của loại thụng tin này là hoàn toàn phụ thuộc vào ủặc tớnh kỹ thuật của cỏc thiết bị ủo lường, vào cỏc nguyờn tắc tổ chức ủể thu thập thụng tin.
Dựa vào mục ủớch thu thập, cú thể phõn loại thụng tin sơ cấp theo nhiều hướng: khỏm phỏ, thu thập ủịnh kỳ và theo yờu cầu thực tiễn.
Dạng thụng tin khỏm phỏ thường ủược thu thập trong nghiờn cứu cơ bản dựa trờn cỏc giả thuyết mới (cỏc giải thiết này vẫn cú thể ở chừng mức nào ủú cũn ở mức tỡm tũi). ðặc ủiểm của loại thụng tin này là thường cú số lượng lớn và cú tớnh linh hoạt. Số lượng thụng tin thường rất lớn là do khi ủặt ra bài toỏn cú nhiều thụng số chưa xỏc ủịnh. Tớnh linh hoạt của thụng tin ủược xỏc ủịnh bằng khả năng hoỏn ủổi nhanh cỏc phương phỏp quan sỏt, ủảm bảo cho công tác khám phá khoa học mở rộng hơn.
Dạng thụng tin khoa học thu thập ủịnh kỳ thường cú trong nghiờn cứu thực nghiệm dựa trờn việc kiểm tra cỏc giả thuyết thực tế. ðặc ủiểm của loại thụng tin này là sự xỏc ủịnh rừ ràng các biến số, phương pháp và khối lượng thông tin thu thập. Loại nghiên cứu theo tiêu chuẩn này thường ủược thực hiện theo chương trỡnh.
ðặc ủiểm nổi bật của loại thụng tin sơ cấp là sự tuõn thủ chặt chẽ vào cỏc nhiệm vụ kinh tế quốc dõn. Trong thực tế người ta chỉ thu thập ủỳng loại thụng tin và với số lượng cần thiết, ủủ ủể tiến hành cỏc hoạt ủộng thực tiễn trong lĩnh vực nghiờn cứu.
19 Thông tin sơ cấp
Thông tin cấp 1
Thông tin cấp 2
Thông tin thứ cấp Thông tin môi trường
Hình 2.6. Sự phân loại của thông tin môi trường
Cũng như nhiều loại thông tin khác, các thông tin môi trường có tính phổ biến và luôn có thể phân ra một số bước chuyển tiếp.
Việc truyền thụng tin vào hệ thống xử lý cú thể ủược thực hiện bằng nhiều cỏch khỏc nhau. Trường hợp ủơn giản nhất là dựng sổ nhật ký hiện trường, cỏc ghi chộp trong quỏ trỡnh quan trắc. Hiện ủại hơn là dựng súng ủiện từ hay kờnh chuyển mạch từ xa. ðể chuyển giao thông tin khoa học người ta thường áp dụng nguyên tắc sao chép từng phần hay toàn bộ các kờnh. ðiều này hạn chế rủi ro thất thoỏt thụng tin quý hiếm và thường ủược chuyển tải bằng cỏc phương tiện hiện ủại nhất. Khi truyền thụng tin thực tế, nguyờn tắc làm bản sao ủược ỏp dụng trong trường hợp cỏc thụng tin sơ cấp chỉ ủược thu thập một lần, nếu mất ủi thỡ khụng thể thu thập lại ủược.
Sau khi ủó gia nhập vào hệ thống xử lý thụng tin, thụng tin mụi trường ủược biến ủổi.
Cú nhiều cỏch chế biến thụng tin sơ cấp. Cỏch ủơn giản và khả thi nhất là phõn loại ủể sắp xếp toàn bộ thụng tin theo một thụng số nào ủú, và nộn thụng tin nhờ vào việc giảm số lượng biến số , chỉ giữ lại ủủ thụng tin cần thiết ủể giải quyết cỏc mục tiờu cụ thể. Cỏch phõn loại ủơn giản nữa là xỏc ủịnh giỏ trị trung bỡnh trong cỏc số liệu quan sỏt, và sau ủú là ủỏnh giỏ cỏc thụng số thống kờ ủược.
Trong trường hợp tổng quỏt, mục ủớch của việc xử lý thụng tin mụi trường là làm rừ mối quan hệ giữa cỏc biến số. Cú nhiều phương phỏp phõn tớch khỏc nhau, nhưng chỳng ủều cú một mục tiờu chung là xỏc ủịnh sự phụ thuộc kinh nghiệm ủó biết.
Trong mọi trường hợp, thụng tin sơ cấp ủược chế biến thành thụng tin thứ cấp. Loại thụng tin này cú giỏ trị khoa học thực tiễn nhất ủịnh và tham gia vào nhiều lĩnh vực khỏc nhau.
20
Trong các hệ thống thông tin chỉ có một khối xử lý thông tin thì kết quả xử lý có thể ủược xem là cơ sở ủể thụng qua quyết ủịnh. Trong cỏc hệ thống phức tạp hơn, thụng tin thứ cấp lại ủược gia nhập vào cỏc khối xử lý và phõn tớch tiếp theo.
Một trường hợp thường hay gặp ở ủõy là tớch hợp thụng tin thứ cấp của cỏc biến số nào ủú với thụng tin sơ cấp hay dạng thụng tin tương tự theo cỏc biến số khỏc. Vớ dụ, việc liờn kết cỏc bản ủồ chuyờn ủề theo cỏc thành phần khỏc nhau của tự nhiờn.
Trong trường hợp ủiển hỡnh khỏc là sự tổng quỏt húa cỏc thụng tin kinh nghiệm thứ cấp ủược tổng kết thành lý thuyết, diễn giải theo bản chất của nú. Thao tỏc này ủược thực hiện trờn cơ sở kiểm nghiệm cỏc mụ hỡnh ủó cú, hoặc trờn cỏc mụ hỡnh ủược xõy dựng riờng cho mục ủớch này. Kết quả của nhiều lần thao tỏc sẽ làm cho thụng tin ủược nộn chặt hơn, và ủưa thụng tin về dạng cỏc phỏt biểu khẳng ủịnh ủơn giản.
Tương tự ta xem xét thông tin thứ cấp của thông tin cấp 2. Về chất lượng, loại thông tin này khác với thông tin thứ cấp của thông tin cấp 1, chúng là là sản phẩm chế biến trực tiếp của khối số liệu. Trong một số trường hợp, loại thông tin này liên quan tới mức cao hơn của tích hợp các biến số, còn trong trường hợp khác lại liên quan tới sự tổng quát hóa lý thuyết một cách sâu sắc.
Cuối cựng, thụng tin ủược chuyển sang bước chuẩn bị cho người sử dụng. Việc phõn tớch thụng tin sơ cấp cho phộp ta nộn loại thụng tin này ủến mức tối ủa, thành dạng dễ xem xột và ủỏnh giỏ. ðể sử dụng cỏc kết quả này cần phải xử lý thụng tin một lần nữa, sao cho với số lượng hạn chế cỏc yờu cầu cơ bản cú thể nhận ủược nhiều khẳng ủịnh phức tạp hơn – ủú là các hệ quả. Loại thông tin này là kết quả của việc mô hình hóa hay lý thuyết với ngôn ngữ có thể chấp nhận ủược.
Như vậy, tất cả cỏc dạng thụng tin cú thể xỏc ủịnh như là cỏc tri thức. Thụng tin sơ cấp chẳng qua chỉ là tập hợp cỏc dữ liệu ủược thu thập và loại thụng tin này liờn quan ủến khớa cạnh ủịnh lượng của quỏ trỡnh thụng tin. Thụng tin thứ cấp của thụng tin sơ cấp là dạng cú ngữ nghĩa xỏc ủịnh, cũn loại thụng tin bậc 3 mở ra cấu trỳc của ngụn ngữ và quy tắc biến ủổi các phát biểu cơ bản (quy tắc rút ra hệ quả).
Mỗi loại thụng tin trờn cú giỏ trị thực tiễn riờng và ủược lưu trữ ủộc lập. Thờm vào ủú ta thấy rằng, ở mức ủộ xử lý thụng tin bất kỳ nào, sơ cấp hay thứ cấp, cú thể ỏp dụng rất nhiều phương phỏp biến ủổi khỏc nhau và khú cú thể núi chắc chắn xem phương phỏp ủược dựng là tối ưu nhất. Xột theo cỏc quan ủiểm này, thụng tin sơ cấp cú giỏ trị ứng dụng cao nhất, vỡ chỉ khi bảo lưu ủược thụng tin này mới cú thể từng bước hoàn thiện cỏc phương phỏp ủể nhận ủược thụng tin thứ cấp, và núi chung ủú là yếu tố chủ ủạo trong hệ thống nhận thức. Nếu như bảo lưu ủược thụng tin sơ cấp, thỡ luụn luụn cú thể nhận ủược bất kỳ loại thụng tin nào khỏc.
Nếu như làm thất lạc thông tin sơ cấp, thì trong phần lớn các trường hợp, không thể chế biến lại thông tin hay phát triển công tác nghiên cứu.
Cú thể phõn loại thụng tin mụi trường theo cỏc cơ sở ủộc lập sau ủõy:
- Xem xét các mối quan hệ trong phạm vi không gian và/hoặc thời gian.
- Xem xét các mối quan hệ theo các tỷ lệ trong không gian và/hoặc thời gian.
- Theo loại quan hệ.
- Theo ủối tượng – chức năng chủ ủạo.
- Theo biến số quan trọng nhất.
- Theo biến số phụ thuộc.
- Theo tập hợp các biến số.
- Theo ánh xạ các mối quan hệ trực tiếp và mối quan hệ ngược.
- Theo ủối tượng logic của cỏc hàm và biến số.
21
Do vậy, nguyờn tắc ủồng bộ cỏc quan sỏt cỏc biến số là ủiều kiện quan trọng nhất trong việc thu thập thụng tin sơ cấp, cũn phạm vi ủược xem như là cơ sở chủ ủạo.
Người ta phõn biệt 2 nguyờn tắc ủồng bộ ủiển hỡnh nhất là: quan sỏt ủồng bộ theo khụng gian và quan sỏt ủồng bộ theo thời gian. Theo lý thuyết chung, khụng thể kết hợp ủồng thời 2 nguyờn tắc ủồng bộ này với nhau trong cựng một hệ thống ủo lường. Tăng tớnh ủồng bộ theo thời gian sẽ làm giảm tớnh ủồng bộ theo khụng gian về chất lượng và khối lượng thụng tin và ngược lại. Nếu hệ thống ủồng bộ khụng gian – thời gian thực sự thể hiện ủược cả hai phương án này như nhau, thì mỗi loại trong số này tất yếu sẽ bị mất một phần thông tin. (ví dụ vệ tinh bay vũng quanh trỏi ủất khụng thể chụp ủược toàn bộ trỏi ủất trong một thời ủiểm)
Dạng thụng tin mụi trường, mà trong ủú cú sự quan trắc ủồng bộ của cỏc biến số theo khụng gian, cú thể gọi là dạng thụng tin ủịa lý, hay chớnh xỏc hơn là thụng tin ủịa lý – mụi trường; dạng ủồng bộ theo thời gian là thụng tin mụi trường.
Khi núi tới sự ủồng bộ của thụng tin theo khụng gian, tất nhiờn cú hàm ý là cỏc thụng tin này ủược thu thập trong cựng khoảng thời gian với sự sai biệt khụng quỏ lớn, giống như trong trường hợp ủồng bộ theo thời gian thỡ phải hiểu là cú sự khỏc biệt khụng quỏ lớn về cỏch bố trớ cỏc ủiểm quan trắc trong khụng gian. Trong trường hợp ủầu tiờn cần phải thu thập thông tin “cùng một lúc”, trong trường hợp thứ hai – “cùng một nơi”. Trong cả hai trường hợp, ủối tượng ủều cú dạng ủồng nhất tụpụ, nghĩa là cỏc phần tử của tập hợp thụng tin thu thập ủược trong phạm vi khụng gian của ủối tượng phải cú tớnh chất ủẳng cấu; nếu cho trước ủộ sai số cho phộp thỡ cỏc phần tử này khụng khỏc nhau.
Phạm vi tuyến tớnh thực tế và thời gian ủồng bộ ủược xỏc ủịnh bằng cỏc mối quan hệ khụng gian và thời gian của chớnh ủối tượng, và trong từng trường hợp, ủể xỏc ủịnh cỏc tỷ lệ này phải cú cỏc nghiờn cứu cụ thể. Ở ủõy, tỷ lệ ủược xỏc ủịnh bằng chớnh tớnh chất của ủối tượng: ủối với cõy là một tỷ lệ, cỏ – là một tỷ lệ khỏc. Tuy nhiờn cú thể xỏc ủịnh tỷ lệ theo quan ủiểm tổ chức khụng gian và thời gian quan trắc. Trong trường hợp này cho phộp cú cỏc quỏ trỡnh dao ủộng theo chu kỳ cú ủộ dài thời gian và khoảng cỏch khỏc nhau.
Khi nói về không gian, thường nói về phạm vi thu thập thông tin cục bộ (khoảng cách giữa cỏc ủiểm quan trắc trong hệ thống thường là vài km) phạm vi vựng, khu vực và toàn cầu.
Khi nói về thời gian, trong thực tế sử dụng khái niệm thời gian môi trường ngắn, dài,…Tất nhiờn, ủú chỉ là cỏch diễn giải rất thụ về phạm vi khụng gian – thời gian.
Phạm vi thực tế của chỳng rộng hơn và chớnh là phạm vi ủối tượng nghiờn cứu của khoa học mụi trường và thụng tin mụi trường. Khỏi niệm “ủịa phương”, “khu vực”, “toàn cầu” chỉ cú tớnh chất tương ủối mang tớnh ước lệ cho sự phõn loại thụng tin theo phạm vi khụng gian. Và ủối với cỏc tỷ lệ thời gian cũng ủỳng như vậy.
Mối quan hệ xỏc ủịnh giữa cỏc dạng khụng gian và thời gian chớnh là một nguyờn tắc chung có tầm quan trọng. Ví dụ, thật vô lý khi nói về thông tin có tính chất cục bộ trong phạm vi tiến triển của thời gian, vỡ phạm vi cục bộ chỉ là một ủiểm rất nhỏ trong tiến trỡnh thời gian. Và ngược lại cũng vậy. ðối với nhiều quá trình sinh thái thực tế, khi nói về các thay ủổi trờn phạm vi toàn cầu, thật vụ lý nếu dựng cỏc khoảng thời gian quan trắc là ngày, năm, thập kỷ, và ủối với một số quỏ trỡnh, thật vụ lý khi dựng khoảng thời gian thế kỷ hay thiờn niờn kỷ. Túm lại khi xem xột vấn ủề mụi trường cụ thể cần phải ủặt nú theo những phạm vi không gian và thời gian phù hợp.
Vớ dụ, khi núi về những thay ủổi khớ hậu trờn phạm vi toàn cầu, ta ngầm hiểu khoảng thời gian xảy ra thay ủổi ủú là vài chục năm. Nhưng nếu liờn hệ sự thay ủổi khớ hậu ủến những biến ủổi trờn phạm vi toàn cầu về cơ cấu vựng của lớp phủ thực vật hay thổ nhưỡng thỡ khoảng thời gian ủược núi ủến là hàng ngàn, trăm ngàn, triệu năm.
22
Việc phõn loại thụng tin mụi trường theo từng ủối tượng nghiờn cứu cần phải phản ỏnh ủược tập hợp cỏc biến số. Hoàn toàn dễ hiểu là mỗi biến số phải ủược phản ỏnh bắc ủầu từ mức tổng thể nhất.
Ở ủõy, ủể giải thớch rừ hơn nờn dựng học thuyết lý luận của V.I. Vernadxki.
Trong tiền ủề lý luận ủầu tiờn, ụng khẳng ủịnh là với quan niệm ủơn giản nhất thỡ cỏc lớp vỏ quả ủất ủó phản ảnh trạng thỏi cõn bằng ủộng của nhiều biến số ủộc lập là nhiệt ủộ, ỏp suất, các tính chất vật lý và thành phần hóa học của vật chất,…
Tiền ủề thứ hai khẳng ủịnh rằng “tất cả cỏc lớp vỏ trỏi ủất (ủịa quyển) hỡnh thành theo thời gian cú thể là minh họa ủặc trưng cho một số biến số ủó ở trạng thỏi cõn bằng ằ. Cỏc biến số này là ủộng lực học (nhiệt ủộ và ỏp suất), biến số pha (tớnh chất vật lý của vật chất –pha khí, rắn và lỏng), biến số hóa học (thành phần hóa học của vật chất).
Tiền ủề thứ ba cho rằng, trong hệ thống này ủó bỏ qua một biến số ủộc lập – vật chất hữu sinh, ủõy là một trường nhiệt ủộng lực ủộc lập cú cấu trỳc riờng và cỏc mối cõn bằng bờn của của tất cả các biến số, cho phép tách sinh vật hữu sinh,các sinh vật sống như là một biến số ủộc lập khỏc nữa.
Hoàn toàn dễ hiểu là, sự tỏc ủộng tương hỗ của tất cả cỏc biến số ủược thực hiện trong dũng bức xạ của vũ trụ và mặt trời (cũng là một biến số ủộc lập) và trong trọng trường.
Việc xỏc ủịnh cỏc biến số về thực chất cho phộp phõn loại ủầu tiờn cỏc cơ sở dữ liệu mụi trường theo cỏc ủối tượng “chức năng”: cơ sở dữ liệu sinh học, cơ sở dữ liệu ủịa vật lý mụi trường (cỏc biến nhiệt ủộng lực, trạng thỏi pha), cơ sở ủịa húa mụi trường, cơ sở dữ liệu năng lượng bức xạ vũ trụ.
Hoàn toàn dễ hiểu là, cú thể hoặc ủó tồn tại hay hỡnh thành cỏc cơ sở dữ liệu trong từng ủối tượng mà khụng cần xỏc ủịnh thuật ngữ “mụi trường”. Nhưng trong cỏc CSDL này không phản ảnh các mối quan hệ giữa các thành phần của môi trường.
Vớ dụ, trong cỏc số liệu cơ sở về khớ hậu cú lưu trữ cỏc số liệu về ỏp suất trờn trỏi ủất trong cỏc khoảng thời gian khỏc nhau, về nhiệt ủộ, về lượng nước ngưng tụ, …trong cỏc trạm cũng như mạng quan trắc, nhưng trong các số liệu này không có thông tin về trạng thái của sinh vật, hay thông tin về thành phần khí của khí quyển và ngược lại.
Tất nhiờn, trong một số ủiều kiện xỏc ủịnh cú thể liờn kết cỏc CSDL này và nghiờn cứu các mối quan hệ. Tuy nhiên, mối liên kết này không thể thực hiện chỉ bằng biện pháp cơ học: thứ nhất, cần phải quan trắc ủồng thời nhiều thành phần khỏc nhau; thứ hai, khi liờn kết cỏc số liệu, khụng phải liờn kết toàn bộ cỏc số liệu mà cần phải chọn lọc; thứ ba, dự sao ủồng bộ cũng khụng thể là lý tưởng nhất và chỉ cú thể chấp nhận với một số ủiều giả thiết nhất ủịnh. Bằng cỏch này hay cỏch khỏc, việc tạo ra cỏc số liệu mụi trường – hoàn toàn là vấn ủề chuyên môn và theo lý thuyết phải xây dựng bài toán này trên cơ sở các quan trắc thực sự ủồng bộ, mà chỳng ta hiện nay chỉ mới núi ủến ủiều này.
Phụ thuộc vào sự lựa chọn xem biến nào ủược xỏc ủịnh là hàm số, cũn biến nào là ủối số sẽ xỏc ủịnh ủược loại thụng tin mụi trường. Nếu chỳng ta xỏc ủịnh vật chất sinh học là hàm số, thỡ cỏc thụng tin về ủịa vật lý và ủịa húa học và cỏc thụng tin về năng lượng bức xạ là cỏc ủối số. Nếu chỳng ta xem khớ hậu là hàm số, thỡ tương ứng khối lượng và nội dung thụng tin cũng thay ủổi.
Bởi vì hạt nhân của thông tin môi trường các cơ thể sống và con người, cho nên sự phân loại tiếp theo nên tiến hành theo các biến số này.
Cấu trúc phân tầng của tổ chức sinh vật ở mức trên như sau: