Cấu Trúc Nội Dung Của Cơ Sở Dữ Liệu Trong Môi Trường Gis

bước đầu ban hành được bộ quy chuẩn cơ sở quốc gia về thông tin địa lý cơ sở 14, danh mục các chuẩn xây dựng trong nội dung chuẩn hoá hệ thống thông tin địa lý cơ sở Quốc gia được trình bày dưới bảng 2.1.

Bảng 2.1. Danh mục các chuẩn xây dựng

Tên chuẩn	Cơ sở áp dụng
1	Chuẩn thuật ngữ	Terminology standard (ISO 19104)
2	Chuẩn về hệ thống tham chiếu không gian	Spatial Referencing by coordinate, by geographical identifiers (ISO 19111, 19112)
3	Chuẩn mô hình cấu trúc dữ liệu	Conceptual schema language, Data model (ISO 19103, 19107, 19108, 19109)
4	Chuẩn về phân loại đối tượng	Feature Cataloguing & Feature and Attribute Coding Catalogue – FACC
5	Chuẩn về trình bày, hiển thị	Portrayal and Symbolization (ISO 19117)
6	Chuẩn về chất lượng dữ liệu không gian	Quality principles (ISO 19113)
7	Chuẩn về siêu dữ liệu Metadata	Metadata (ISO 19115 and ANZLIC version 1, FGDC)
8	Chuẩn về mã hóa, trao đổi dữ liệu	Encoding, Dsata Exchange (ISO 19118, DIGEST)

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 180 trang tài liệu này.

Chuẩn thuật ngữ (Terminology Standard) có mục đích chuẩn hóa về các khái niệm, cụm từ sử dụng theo tài liệu chuẩn hóa; những thuật ngữ này được sử dụng như là những khái niệm cơ bản cho phép liên kết các nội dung chuẩn hóa với nhau. Chuẩn hóa thuật ngữ giúp cho các bên tham gia trong xây dựng và sử dụng TTĐL có cùng chung một ngôn ngữ.

Chuẩn về hệ thống tham chiếu không gian: ở Việt Nam hiện nay chuẩn về hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia VN-2000 đã được ban hành, tạo nền

tảng thống nhất về cơ sở quy chiếu cho dữ liệu đo đạc nói chung và dữ liệu thông tin địa lý nói riêng. Chuẩn này bao gồm các quy định về:

- Phạm vi áp dụng cho tất cả hệ thống toạ độ các cấp hạng, bản đồ địa hình, bản đồ nền, bản đồ địa chính, bản đồ hành chính quốc gia và các loại bản đồ chuyên dụng khác.

- Các tham số của hệ quy chiếu: Ellipsoid WGS-84 toàn cầu có các kích thước: tốc độ góc quay, hằng số trọng trường, định vị và điểm gốc toạ độ quốc gia.

- Lưới chiếu bản đồ: Sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 30 có hệ số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài k0 = 0,9999; kinh tuyến trục theo từng địa phương, từng vùng cụ thể.

Chuẩn mô hình cấu trúc dữ liệu địa lý: chuẩn về mô hình cấu trúc dữ liệu sẽ quy định cấu trúc của dữ liệu thông tin địa lý được tổ chức và được xây dựng như thế nào. Đối với các thông tin địa lý nền được áp dụng theo chuẩn mô hình cấu trúc dữ liệu địa lý quốc gia, các văn bản kỹ thuật và các quy phạm thành lập bản đồ địa hình các tỷ lệ bao gồm các quy định về biểu diễn mô hình cấu trúc, các kiểu dữ liệu nguyên thuỷ, các cấu trúc dữ liệu cơ bản, mô hình đối tượng địa lý tổng quát...

Chuẩn về phân loại đối tượng địa lý: chuẩn quy định phương pháp phân loại đối tượng, chuẩn về phân loại đối tượng sẽ định nghĩa những kiểu đối tượng địa lý cùng với thuộc tính và những mối quan hệ; chuẩn nêu rò cách phân loại, nhận dạng, nội dung ý nghĩa của từng loại đối tượng này đồng thời cũng mô tả cụ thể về quan hệ giữa các đối tượng và dữ liệu thuộc tính cần phải có của từng đối tượng.

Chuẩn thể hiện trình bày dữ liệu địa lý: chuẩn xác định một cơ chế cho phép trình bày bộ dữ liệu theo những cách khác nhau mà không làm thay đổi

nội dung dữ liệu; cách thức xây dựng dựa trên các chuẩn quy định về trình bày bản đồ số đã công bố và thiết kế, biên tập bộ ký hiệu chuẩn cho bộ cơ sở dữ liệu.

Chuẩn về chất lượng dữ liệu không gian: chuẩn này quy định quy trình đánh giá chất lượng, chất lượng dữ liệu được phân thành: chất lượng định lượng và chất lượng phi định lượng. Các yếu tố chất lượng dữ liệu định lượng bao gồm tính đầy đủ của các đối tượng, thuộc tính và quan hệ của chúng, tính nhất quán logic về khái niệm (concept), miền giá trị (domain), khuôn dạng (format), topology, quan hệ các thuộc tính, độ chính xác của giá trị, vị trí, thời gian..., các yếu tố chất lượng dữ liệu phi định lượng bao gồm mục đích, xuất xứ, ứng dụng mà bộ dữ liệu đã sử dụng.

Chuẩn siêu dữ liệu (Metadata): siêu dữ liệu là một loại dữ liệu mô tả các thông tin liên quan đến tình trạng dữ liệu trong CSDL; các thông tin này cho biết dữ liệu nào đang được lưu trữ trong CSDL, phương pháp thu thập, xử lý và tích hợp dữ liệu, mốc thời gian xây dựng, cập nhật dữ liệu, chất lượng dữ liệu, tính pháp lý của dữ liệu, phương thức lưu trữ dữ liệu, thủ tục truy cập và phân phối dữ liệu.

Chuẩn mã hóa và trao đổi dữ liệu: dữ liệu không gian cần được mã hóa dựa trên một quy tắc nhất định trong khuôn dạng máy tính có thể hiểu được, mã hóa dữ liệu được xem xét ở hai khía cạnh: để lưu giữ và để trao đổi. Các chuẩn về mô hình nội dung và cấu trúc dữ liệu như mô tả ở trên tạo ra cơ sở xây dựng một bộ dữ liệu chuẩn. CSDL HTTĐL cấp tỉnh về cơ bản tuân theo chuẩn kỹ thuật Quốc gia về thông tin địa lý do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành.

* Dữ liệu không gian của cơ sở dữ liệu tài nguyên nước sử dụng hệ quy chiếu và hệ toạ độ Quốc gia VN-2000:

- E-líp-xô-ít quy chiếu WSG-84 với kích thước:

+ Bán trục lớn: 6.378.137 m;

+ Độ dẹt: 298, 257223563;

Trong hệ thống phần mềm ArcGIS, các tham số hệ quy chiếu VN-2000 được quy định như sau:

Bảng 2.2. Các tham số hệ quy chiếu VN-2000

Projection: Transverse_Mercator

False_Easting: 500000.000000

False_Northing: 0.000000

Central_Meridian:

Scale_Factor: 0.999900

Latitude_Of_Origin: 0.000000

Linear Unit: Meter (1.000000)

Geographic Coordinate System: GCS_WGS_1984

Angular Unit: Degree (0.017453292519943299)

Prime Meridian: Greenwich (0.000000000000000000)

Datum: D_WGS_1984

Spheroid: WGS_1984

Semimajor Axis: 6378137.000000000000000000

Semiminor Axis: 6356752.314245179300000000

Trong đó tham số kinh tuyến trục (Central_Meridian) được thay đổi theo tham số kinh tuyến trục của từng tỉnh, từng khu vực theo quy định.

- Độ phân giải (XY Resolution) = 0.001 m.

2.3.1.4. Lựa chọn phần mềm xây dựng

Tùy theo mục đích và nguồn tài liệu sử dụng mà thiết CSDL tài nguyên nước phải lựa chọn trên nền phù hợp. Phần mềm lựa chọn phải đảm bảo:

- Phần mềm có tính thông dụng nhưng phải chuyên nghiệp cao trong việc tạo các cơ sở dữ liệu.

- Phần mềm phải xử lý tốt các bản đồ kỹ thuật số và đang sử dụng rộng rãi hiện nay trong các cơ quan nghiên cứu và sản xuất.

- Phần mềm dữ liệu và hiển thị có thể liên kết với nhau, chuyển đổi dữ liệu cho nhau.

- Có khuynh hướng muốn nối kết với các phần mềm xử lý bản đồ kỹ thuật số như ArcMap; MapInfo.

- Việc phân tích, chuyển đổi dữ liệu theo ranh giới đơn vị hành chính có thể chuyển đổi thành cơ sở dữ liệu theo đơn vị thuỷ văn và thực hiện thông qua các chức năng của các phần mềm xử lý bản đồ kỹ thuật số.

* Xây dựng các chức năng của cơ sở dữ liệu

Tuỳ theo các loại số liệu khác nhau mà chức năng cụ thể của từng loại số liệu cũng khác nhau. Tuy nhiên, vấn đề chính vẫn là lưu trữ, truy cập và chuyển đổi. Việc xây dựng các chức năng này được thực hiện trên quan điểm “thân thiện tối đa” để tiện lợi trong việc sử dụng cơ sở dữ liệu sau này với tiêu chí ít tham khảo sử dụng nhất (các giao diện cơ bản có thể xem trong phần các kết quả chính sau). Các chức năng của cơ sở dữ liệu được xây dựng tập

hợp thành các menu bằng cách viết các mã lệnh trong Visual Basic Application, Marcro, SQL của ACCESS...

* Kiểm tra cơ sở dữ liệu: việc kiểm tra các chức năng của cơ sở dữ liệu đã thực hiện lồng ghép trong quá trình xây dựng cơ sở dữ liệu.

2.3.1.5. Cấu trúc nội dung của cơ sở dữ liệu trong môi trường GIS

Cơ sở dữ liệu tài nguyên nước được xây dựng trong môi trường GIS là hệ thống phần mềm thông tin địa lý do công ty Esri (Mỹ) phát triển, dự kiến sử dụng phiên bản ArcGIS 10.2.2, quản lý trong hệ tọa độ quốc gia VN-2000 sử dụng phần mềm ArcGIS có tính mở, cho phép dễ dàng cập nhật, chỉnh sửa bổ sung, phân quyền quản lí, truy cập và khai thác thông tin.

Cơ sở dữ liệu tài nguyên nước bao gồm 2 khối thông tin chính là dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Để hình thành cấu trúc nội dung CSDL trong môi trường GIS cần thực hiện:

* Thu thập, xác định yêu cầu phần mềm

- Mục đích: xác định yêu cầu chức năng và phi chức năng của phần mềm.

- Các bước thực hiện

+ Thu thập yêu cầu phần mềm: Thu thập yêu cầu chức năng. Thu thập yêu cầu phi chức năng.

+ Xác định yêu cầu chức năng:

Xác định và mô tả các tác nhân của phần mềm. Xác định và mô tả các trường hợp sử dụng.

Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến độ phức tạp của từng trường hợp sử dụng bao gồm: số lượng giao dịch, ứng dụng công nghệ GIS, tính kế thừa.

+ Xác định yêu cầu phi chức năng:

Xác định nhu cầu xây dựng phần mềm.

Xác định độ phức tạp về cài đặt phần mềm. Xác định yêu cầu về tính bảo mật.

Xác định yêu cầu về tính đa người dùng. Xác định các yêu cầu phi chức năng khác.

+ Quy đổi trường hợp sử dụng.

* Mô hình hóa chi tiết nghiệp vụ

- Mục đích: mô hình hóa chi tiết các quy trình, nghiệp vụ của tổ chức đơn vị bằng ngôn ngữ UML.

- Các bước thực hiện:

+ Mô hình hóa chi tiết quy trình, nghiệp vụ: Xác định danh mục các quy trình nghiệp vụ. Mô tả chi tiết từng quy trình nghiệp vụ.

+ Xây dựng biểu đồ TH sử dụng nghiệp vụ (business use - case diagram): Xác định các trường hợp sử dụng nghiệp vụ.

Xác định các tác nhân nghiệp vụ.

Xác định mối quan hệ giữa tác nhân nghiệp vụ và trường hợp sử dụng nghiệp vụ.

Xác định mối quan hệ giữa các trường hợp sử dụng nghiệp vụ.

* Thiết kế

- Mục đích: thiết kế chi tiết phần mềm dựa trên các kết quả thu thập phân tích ở các bước trên. Sản phẩm của bước này được sử dụng cho giai đoạn lập trình và kiểm thử.

- Các bước thực hiện:

+ Thiết kế kiến trúc phần mềm.

+ Thiết kế biểu đồ trường hợp sử dụng.

+ Thiết kế biểu đồ hoạt động (activity diagram).

+ Thiết kế biểu đồ tuần tự (sequence diagram).

+ Thiết kế biểu đồ lớp (class).

+ Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu (thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu; nhập dữ liệu mẫu để kiểm tra mô hình cơ sở dữ liệu).

+ Thiết kế giao diện phần mềm.

- Sản phẩm:

+ Mô hình cơ sở dữ liệu dưới dạng XML.

+ Báo cáo thuyết minh mô hình cơ sở dữ liệu.

+ Báo cáo thiết kế giao diện phần mềm.

* Lập trình

- Mục đích: viết mã nguồn dựa trên các bản thiết kế chi tiết phần mềm.

- Các bước thực hiện:

+ Viết mã nguồn.

+Tích hợp mã nguồn.

* Kiểm thử

- Mục đích: phát hiện các lỗi trong phần mềm để tiến hành sửa chữa nhằm đảm bảo phần mềm đáp ứng các yêu cầu đã đặt ra.

- Các bước thực hiện:

+ Kiểm tra mã nguồn theo quy tắc lập trình (coding convention).

+ Kiểm tra mức thành phần.

+ Kiểm tra mức hệ thống.

2.3.2. Phương pháp nhập và xử lý dữ liệu

Cơ sở dữ liệu tài nguyên nước được xây dựng từ 04 tài liệu như sau:

- Cơ sở dữ liệu địa chính (từ cơ sở dữ liệu đất đai chọn lọc lấy dữ liệu tài nguyên nước như các dữ liệu liên quan đến thủy văn: hồ, đập, đê điều; các công trình thủy điện dạng điểm; đối chiếu hệ thống sông ngòi);