Nghiên Cứu Xây Dựng Cơ Sở Dữ Liệu Tài Nguyên Nước Tỷ Lệ 1:100.000

và vận hành mạng lưới cấp nước tại phường 1, thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng”6. Nghiên cứu trên của Hoàng Đăng Nguyễn 2013 đã áp dụng hệ thống thông tin địa lý GIS kết hợp với hai phần mềm ArcGIS Diagrammer (chuyên về thiết kế cấu trúc dữ liệu) và Bentley WaterGEMS (phần mềm chuyên về cấp thoát nước) để tạo lên CSDL của mạng lưới cấp nước phường 1 thành phố Đà Lạt, phục vụ quá trình quản lý tài sản của nhà máy nước, đồng thời tạo cơ sở để thiết kế Geometric Network và tiến hành các bài toán trong vận hành mạng lưới cấp nước.

Tuy nhiên hạn chế của đề tài là chỉ xây dựng CSDL trên một số đối tượng chính của mạng lưới cấp nước là ống chuyển tải, ống phân phối, ống dịch vụ và chỉ áp dụng cho thành phố Đà Lạt.

- Báo cáo về “Nghiên cứu cơ bản và hình thành quy hoạch tổng thể phát triển và quản lý tài nguyên nước 14 lưu vực sông chính” 7. Là dự án do chính phủ Việt Nam hợp tác cùng chính phủ Nhật Bản tiến hành nghiên cứu trong khuôn khổ hợp tác kỹ thuật chung được ký vào tháng 10 năm 1998. Nghiên cứu đã phân tích kĩ lưỡng điều kiện khí tượng thủy văn của 14 lưu vực sông điển hình nước ta như phân tích dòng chảy tự nhiên và dòng chảy lũ theo lượng mưa. Từ đó, lập nên cơ sở dữ liệu theo chuỗi số liệu lưu lượng ngày và mưa. Từ hiện trạng phát triển nông nghiệp đưa ra phương hướng phát triển nông nghiệp tại 14 lưu vực sông và khung phát triển kinh tế xã hội chi tiết cho các lưu vực sông nói riêng và cả nước nói chung. Nhìn chung, báo cáo cho người đọc có cái nhìn tổng quát về nguồn tài nguyên nước trên 14 lưu vực sông chính trên cả nước, giúp nhà nước quản lý và có phương hướng sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên này.

- Đề tài “Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu và xây dựng phần mềm quản lý, phân tích cơ sở dữ liệu tài nguyên nước Việt Nam” 8. Đề tài đã khắc phục được

những khó khăn và hạn chế của việc lưu trữ và quản lý dữ liệu tài nguyên nước hiện nay bằng việc kết nối và tận dụng phần mềm WRDB 5.0 để xây dựng dữ liệu chuẩn hóa và quản lý dữ liệu có hệ thống, từ đó lập trình xây dựng lên phần mềm là MAWRD. Phần mềm này được xây dựng tạo tính kết nối với phần mềm “Water Resourees Database 5.0”, nhằm liên kết với các dữ liệu chuẩn hóa, quản lý dữ liệu dưới dạng số và bản đồ, tạo ra một số công cụ tính toán với dữ liệu.

Ưu điểm của của phần mềm này là có giao diện dễ sử dụng, có nhiều chức năng hỗ trợ nguồn dữ liệu như tự động nhận dạng loại dữ liệu, mã các trạm khí tượng thủy văn của cả nước, các chức năng bản đồ và chức năng tính toán giúp người sử dụng thực hiện nhiều phép phân tích thống kê trong thủy văn. Việc chuẩn hóa dữ liệu được thực hiện dựa trên việc xây dựng bảng Support trong phần mềm, nó chứa đựng các thông tin về hệ thống mạng lưới sông ngòi và mạng lưới các trạm khí tượng, thủy văn và môi trường, nó kết nối với tất cả các bảng dữ liệu khác trong phần mềm. Ưu điểm lớn nhất của nó là có thể dùng cho tất cả các lưu vực, các tỉnh, vùng khác nhau của nước ta để xây dựng và quản lý số liệu ở mọi định dạng, biểu mẫu khác nhau.

- Dự án “Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tỉnh Đồng Nai” 9. Nghiên cứu của chuyên đề này đã thực hiện được nội dung chính là xây dựng cơ sở dữ liệu thuộc tính và kết nối giữa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian, cho phép người dùng truy cập, lấy thông tin một cách hợp lý. Cơ sở dữ liệu ở đây chủ yếu là tài nguyên nước mặt tỉnh Đồng Nai gồm: dữ liệu khí tượng thủy văn, dữ liệu về chất lượng nước, dữ liệu về công trình thủy lợi. Tuy nhiên, còn có hạn chế là dữ liệu đầu vào còn chưa hoàn chỉnh, các phần trích xuất dữ liệu sử dụng chưa hoàn toàn có thể kết nối một cách trực tiếp với đầu vào của mô hình mà phải qua thêm một số công đoạn xử lý khác.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 180 trang tài liệu này.

- Dự án “Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên và môi trường vùng ven biển tỉnh Hà Tĩnh” 10. Dự án xây dựng CSDL vùng ven biển Hà Tĩnh khá đa dạng về nội dung thông tin bao gồm 15 nhóm đối tượng (có thêm các mục về đa dạng sinh học và tài nguyên vùng bờ, tai biến thiên nhiên, biến đổi khí hậu và nước biển dâng) với bộ tài liệu bản đồ chi tiết về quỹ đạo các cơn bão nước biển dâng theo tần suất, bản đồ về nhiệt độ… Nói chung cơ sở dữ liệu tài nguyên môi trường tỉnh Hà Tĩnh khá đầy đủ, chi tiết, phục vụ tốt cho việc quản lý và định hướng sử dụng tài nguyên cũng như dự báo thiên tai và các nguy cơ bão lũ tại tỉnh. Tuy nhiên, chỉ có thể sử dụng được cho tỉnh Hà Tĩnh.

- Đề tài: “Ứng dụng GIS trong quản lý nước tại quản lộ Phụng Hiệp”

11. Trong đề tài này, nội dung thực hiện là trình bày các phương pháp thiết lập bản đồ GIS về xâm nhập mặn và sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản; lựa chọn được phương pháp mô hình toán thủy lực mô phỏng độ mặn theo không gian và thời gian. Thu thập được các thông tin xây dựng bản đồ sử dụng đất cho tỉnh, từ đó phân tích tiềm năng sử dụng nước mặn đối với nông nghiệp, đặc biệt là nuôi tôm và vùng lúa bị tác động tiêu cực bằng phương pháp chồng ghép bản đồ GIS. Từ đó, kiến nghị các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước mặn và giảm thiểu rủi ro.

Các báo cáo, chuyên đề đã xây dựng lên hệ thống cơ sở dữ liệu tài nguyên nước cơ bản phục vụ cho việc theo dòi, kiểm tra, bổ sung cũng như dự báo nguy cơ mức độ thiếu hụt và định hướng sử dụng nguồn tài nguyên này một cách hợp lý hiệu quả nhất. Tuy nhiên, vẫn còn một số mặt tồn tại chưa thống nhất nguồn dữ liệu, do đó cần sửa chữa và bổ sung hoàn thiện trong tương lai.

Nhận xét chung:

* Ưu điểm của cơ sở dữ liệu tài nguyên nước

Công nghệ GIS có thể xây dựng mô phỏng mạng lưới sông ngòi của khu vực, cùng các thông số đặc trưng cho mỗi dòng chảy và phân tích những ảnh hưởng mà chúng có thể chịu tác động.

Các đặc trưng cụ thể:

- Giao diện dễ nhìn, dễ tra cứu cập nhật bổ sung và truy xuất các thông tin.

- Trên cơ sở liên kết giữa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian cho phép người dung truy cập dữ liệu thuận tiện thông qua giao diện phù hợp.

- Lưu trữ tốt các dữ liệu dưới dạng các bảng biểu, chuyển qua dưới dạng các file khác nhau phục vụ cho việc xử lý tính toán tốt.

- Kết nối được với các phần mềm liên quan đến dữ liệu như: kết nối giữa CSDL bản đồ kỹ thuật số với các dữ liệu dạng bảng biểu, chuyển đổi dữ liệu theo ranh giới hành chính sang dữ liệu ranh giới thủy văn.

* Nhược điểm của cơ sở dữ liệu tài nguyên nước

Từ năm 2000 đến nay đã có rất nhiều cơ quan, tổ chức hoạt động trong lĩnh vực môi trường áp dụng “Cấu trúc Cơ sở dữ liệu Hệ thống thông tin địa lý Quốc gia về Môi trường” để xây dựng cơ sở dữ liệu và quản lý môi trường của mình như: Cục Bảo vệ Môi trường (Bộ Tài nguyên và Môi trường); dự án Việt Nam - Hà Lan Quản lý Tổng hợp Dải ven bờ (VNICZM) (dự án liên kết giữa Bộ Tài nguyên và Môi trường và Hà Lan); Trung tâm Khảo sát, Nghiên cứu, Tư vấn Môi trường Biển (Viện Cơ học); Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh Thái Nguyên, Nam Định, Ninh Bình, Nghệ An,Thừa Thiên - Huế Quảng Bình, Đà Nẵng, Quảng Nam, Bà Rịa - Vũng Tàu…

Tuy nhiên, từ khi áp dụng vào thực tế cho đến nay vẫn còn một số bất cập cần phải chỉnh sửa và cập nhật. Cụ thể là:

- Chưa có đánh giá rò ràng về chất lượng số liệu và không có tính kết nối giữa hệ thống các trạm đo đạc về số liệu và vị trí địa lý giữa các trạm.

- Chưa thể hiện được sự lồng ghép giữa tài nguyên nước với các nguồn tài nguyên, lưu trữ không đồng bộ với nhiều khuôn dạng khác nhau, khuôn thức lưu trữ cũng không thống nhất.

- Các quy định về hiển thị đồ họa được thiết kế để quản lý bằng phần mềm Arc/Info hoặc ArcGIS hầu như không được ứng dụng trong thực tế.

- Có nhiều trường dữ liệu không được áp dụng trong thực tế.

- Độ rộng của một số trường dữ liệu chưa phù hợp với thực tế.

- Trong các bảng dữ liệu chuyên đề, tên các trường dữ liệu chưa thể hiện được năm cập nhật dữ liệu; điều này rất khó khăn khi liên kết dữ liệu của nhiều năm với lớp dữ liệu không gian.

- Quy định về nội dung của một số trường dữ liệu chưa phù hợp với hệ thống phân loại áp dụng trong các chuyên ngành.

- Cấu trúc của dữ liệu được xây dựng nhằm phục vụ cho công tác theo dòi, đánh giá và dự báo môi trường cho 2 cấp lãnh thổ (Tỉnh và Quốc gia) và các lớp dữ liệu không gian được ấn định ở 3 loại tỷ lệ (1/1.000.000; 1/250.000; 1/50.000) nên rất khó khăn cho người xây dựng và quản lý dữ liệu khi áp dụng vào một khu vực cụ thể nào đó (do quy mô của khu vực nghiên cứu, mục đích xây dựng cơ sở dữ liệu khác nhau và do thực trạng của dữ liệu cần thu thập).

* Định hướng các nội dung cần tiếp tục nghiên cứu

Cơ sở dữ liệu tài nguyên nước bao gồm hai loại dữ liệu:

- Dữ liệu nền: dữ liệu cơ bản và gắn kết với các vấn đề nguồn nước như như thủy hệ, trạm khí tượng thủy văn, cơ sở hạ tầng…

- Dữ liệu chuyên đề: dữ liệu về các vấn đề tài nguyên nước như lưu lượng chảy, cấp độ ảnh hưởng dòng chảy…

Cấu trúc cơ sở dữ liệu phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Phản ánh được một cách đầy đủ các vấn đề liên quan đến nguồn tài nguyên nước;

- Có khả năng thu thập được dữ liệu; Cho phép cập nhật dữ liệu theo thời gian và không gian;

- Cấu trúc các trường dữ liệu của mỗi lớp thông tin chặt chẽ, rò ràng, phù hợp với nội dung của thông tin và tiết kiệm bộ nhớ máy tính;

- Dễ chuyển đổi dữ liệu giữa các phần mềm, dễ cập nhật, quản lý, biên tập bản đồ và in ấn;

Để đảm bảo các yêu cầu trên, “Cấu trúc Cơ sở dữ liệu Tài nguyên nước” được xây dựng trên cơ sở:

- Dựa trên các tài liệu, số liệu hiện có ở trong nước của các dự án về cấu trúc cơ sở dữ liệu HTTĐL cũng như các cơ quan/tổ chức có liên quan;

- Có tham khảo và phát huy các ưu điểm của “Khung cơ sở hệ thông tin địa lý phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ” của Cục Bảo vệ Môi trường xây dựng năm 2003;

Thiết kế cơ sở dữ liệu tài nguyên nước sẽ khắc phục được những thiếu sót đã nêu ở trên, cụ thể là:

- Bỏ những bảng hoặc trường dữ liệu không cần thiết;

- Thay đổi cấu trúc một số lớp dữ liệu để tiện lợi cho công tác cập nhật;

- Cập nhật thêm các chuyên đề cũng như nội dung của từng lớp dữ liệu.

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN NƯỚC TỶ LỆ 1:100.000

2.1. KHÁI QUÁT NỘI DUNG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN NƯỚC

2.1.1. Mục đích của xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước

Xây dựng CSDL tài nguyên nước nhằm tạo ra khuôn dạng thống nhất để lưu trữ và quản lý dữ liệu mang tính hệ thống, tiến tới một hệ thống dữ liệu ưu việt và thuận lợi nhất cho người sử dụng. Cụ thể:

- Lưu trữ dữ liệu cần thiết để phục vụ việc truy cập, sử dụng trong các nghiên cứu liên quan.

- Chức năng chính của nó là nhập, cập nhật và truy xuất các số liệu cần thiết dưới dạng yêu cầu.

- Thể hiện ở dưới dạng các đồ thị, hình ảnh để tiện cho việc tham khảo lấy thông tin.

- Tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết nối với các phần mềm liên quan.

2.1.2. Nội dung xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước

* Thu thập các dữ liệu liên quan đến tài nguyên nước

Đối với việc nghiên cứu các vấn đề liên quan đến tài nguyên nước nói chung thiết kế nói riêng, các loại dữ loại sau đây cần thiết phải có:

- Số liệu về khí tượng, thủy văn: đây là loại dữ liệu quan trọng đối với các bài toán liên quan đến nguồn nước và là cơ sở căn bản để phân tích đánh giá khả năng nguồn nước, dùng để thiết kế các dự án cụ thể. Số liệu này được lưu trữ theo thời gian, số liệu trung bình, và các số liệu cực trị tại các trạm đo đạc, các số liệu tính toán ở cấp lưu vực, vùng…

- Số liệu về chất lượng nước: ngoài vấn đề về số lượng của nguồn nước các dữ liệu liên quan đến chất lượng nước là một trong những số liệu không

thể thiếu được để đánh giá về nguồn nước trong khu vực nghiên cứu. Số liệu này dùng để xem xét khả năng cung cấp của nguồn nước có được bảo đảm đúng chất lượng yêu cầu của người sử dụng không, ngoài ra nó còn là đầu vào cơ bản cho việc xem xét đánh giá tác động môi trường trong vùng nghiên cứu.

- Số liệu về địa hình địa chất, thủy văn: loại số liệu này dùng để đánh giá xem xét các vấn đề liên quan đến các yếu tố về nước ngầm trong khu vực nghiên cứu.

- Số liệu về sử dụng đất: loại số liệu này là các số liệu cơ bản dùng để đánh giá khả năng của vùng nghiên cứu về mặt canh tác cây trồng; trong đó xem xét đến sử dụng hiện tại, tiềm năng trong tương lai của tất cả các loại hình sử dụng đất. Loại số liệu này về cơ bản sẽ sử dụng để ước tính các nhu cầu sử dụng đất cho tưới, cấp nước cho công nghiệp, thủy sản…

- Số liệu về công trình thủy lợi: đây là một trong những số liệu căn bản của cơ sở dữ liệu bởi nó liên quan đến tất cả các số liệu khác trong khu vực nghiên cứu.

- Số liệu về nhu cầu sử dụng nước: số liệu này phần lớn được tính toán trên cơ sở các số liệu đã có. Tuy nhiên, có nhiều số liệu trong nhóm số liệu này ví dụ như số liệu tiêu chuẩn dùng nước cho công nghiệp, dân sinh theo các cấp khác nhau, mức tưới đối với các loại cây trồng khác nhau ở các vùng khác nhìn chung ít thay đổi và có thể lưu trữ truy cập sử dụng lúc cần thiết.

- Các văn bản, quy định, quyết định liên quan đến việc sử dụng, quản lý tài nguyên nước cũng như các tài nguyên khác trong khu vực cũng được xây dựng trong hệ thống cơ sở dữ liệu này.

Tuy nhiên, những số liệu liên quan thường được sử dụng xây dựng dựa trên cơ sở tập trung vào các dữ liệu chính sau: dữ liệu khí tượng thủy văn; dữ liệu về chất lượng nước và dữ liệu về công trình thủy lợi.