Đồ án ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong công tác điều tra, theo dõi và quản lý thảm cây xanh, cây cổ thụ góp phần bảo vệ cảnh quan môi trường tại quận ba đình hà nội

Khóa luận tốt nghiệp Vũ thị Phương Thủy MTB - K49 Cơ sở dữ liệu quan hệ [19] - Quan hệ hay còn gọi là Relationships, là mối quan hệ giữa hai bảng dữ liệu với nhau, khi một hay nhiều Trường (Field) khoá từ một bảng dữ liệu này có liên quan đến một hay nhiều Trường (Field) khoá trên các bảng khác. - Quan hệ là sự cần thiết trong quá trình chuẩn hóa dữ liệu. Chuẩn hoá hay còn gọi là Nomalization là quá trình giới hạn sự trùng lặp dữ liệu trong hệ thống cơ sở dữ liệu. - Để chuẩn hoá dữ liệu sẽ tạo ra nhiều bảng dữ liệu và phát sinh ra nhiều mối quan hệ giữa các bảng với nhau. Nhưng thay vào đó, bảo đảm dữ liệu sẽ không bị trùng lặp. - Tuy nhiên, khi tách dữ liệu ra nhiều bảng với nhau, nhưng đối với người sử dụng, cần thiết phải trình bày dữ liệu dưới dạng một thực thể đơn. - Để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng trong công tác quản lý, cần phải tạo các quan hệ giữa các bảng. - Sau đó, sử dụng các đối tượng khác của cơ sở dữ liệu để kết hợp dữ liệu lại với nhau thành một bảng dữ liệu như người sử dụng mong đợi. - Để thực hiện quá trình này và cho kết quả như mong đợi, cần phải thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu với độ tối ưu, nhằm cho phép tạo liên kết giữa các bảng một cách logic, để kết xuất kết quả như mong đợi - Sau khi tạo quan hệ giữa các bảng với nhau, có thể xây dựng các đối tượng khác như Form, Query, Report ... để kết nối dữ liệu từ nhiều Table hay Query. - Bằng cách này, lợi ích của việc chuẩn hoá dữ liệu và thiết lập quan hệ để xuất thông tin như người sử dụng cần thiết. - Thông thường triển khai trong mạng cục bộ, tốc độ có độ ưu tiên sau chuẩn hoá dữ liệu và tính liên kết dữ liệu. 11 http://www.ebook.edu.vn Khóa luận tốt nghiệp Vũ thị Phương Thủy MTB - K49 2.2.5. Hệ thống định vị toàn cầu GPS Khái niệm chung GPS viết tắt từ chữ tiếng Anh: Global Positioning System, tạm dịch là Hệ thống định vị toàn cầu. Thực chất, một GPS là một hệ thống anten thu nhận tín hiệu vệ tinh, được nối với một máy tính đã cài sẵn phần mềm xử lý. Nguồn năng lượng cung cấp cho GPS thường là pin hoặc acqui [11]. Sơ lược lịch sử hình thành GPS Thời thượng cổ con người định vị bằng cách đánh dấu lên thân cây, vách hang, sau đó dựa vào vị trí các vì sao bằng các công cụ khá tinh xảo và các tính toán phức tạp, nhất là trong các chuyến đi biển. Năm 1960, không quân và hải quân Mỹ bắt đầu các dự án nghiên cứu việc dẫn đường và định vị bằng vệ tinh. Năm 1978 Block 1 với 11 vệ tinh trong hệ thống định vị toàn cầu GPS (Globe Positioning System) được Mỹ đưa lên quỹ đạo. Hai năm sau đó đồng hồ nguyên tử trên các vệ tinh mới bắt đầu hoạt động. Người Nga lập tức đặt vào quĩ đạo các vệ tinh đầu tiên của hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GLONASS vào năm 1982 [11]. Hiện nay Liên minh châu Âu (EU) cũng đã nghiên cứu, chế tạo hệ thống vệ tinh định vị, dẫn đường toàn cầu GALILEO hoàn toàn dùng cho mục đích dân sự. GALILEO sẽ trở thành hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu chính xác nhất thế giới. Nhưng hiện nay GPS vẫn đang giữ địa vị độc tôn, thiết bị và công nghệ thu GPS được Mỹ bán rộng rãi cho các nước [11]. Nguyên lý hoạt động Nguyên lý xác định toạ độ của hệ thống GPS là thiết bị thu GPS nhận tín hiệu radio từ các vệ tinh định vị với đầy đủ thông tin chính xác về quĩ đạo cũng như thời gian. Dựa trên các thông số đó, toạ độ chính xác của thiết bị thu GPS được xác định. 12 http://www.ebook.edu.vn Khóa luận tốt nghiệp Vũ thị Phương Thủy MTB - K49 GPS là một hệ thống gồm 27 vệ tinh (kể cả 3 cái dự bị) chuyển động trên các quỹ đạo chung quanh trái đất, mạng lưới theo dõi và người sử dụng GPS [27]. Mỗi vệ tinh quay quanh trái đất 2 vòng một ngày đêm. Quỹ đạo của các vệ tinh được tính toán sao cho ở bất kỳ nơi nào trên trái đất, vào bất kỳ thời điểm nào, cũng có thể “nhìn thấy” từ 4-8 vệ tinh với góc cao lớn hơn 150. Mỗivệ tinh phát 2 tín hiệu trên dải sóng L (L1=1575.42MHZ, L2=1227,60MHZ) [27]. Mạng lưới theo dõi bao gồm một trạm chủ, 5 trạm theo dõi và 3 trạm kiểm soát mặt đất. Nhiệm vụ của mạng lưới này là báo trước các quỹ đạo, chuẩn hóa các đồng hồ, nạp dữ liệu cho vệ tinh và theo dõi chúng [27]. 2.2.6. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Khái niệm Hệ thống thông tin địa lý - HTTĐL (Geographic Information System gọi tắt là GIS) [12]. HTTĐL là một nhánh của công nghệ thông tin, được hình thành vào những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh mẽ trong những năm gần đây. HTTĐL được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian (bản đồ) gắn với các thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạt động theo lãnh thổ [12]. Ngày nay, HTTĐL đã trở thành công cụ trợ giúp quyết định trong hầu hết các hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. HTTĐL có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân …đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở toạ độ của dữ liệu đầu vào. Có nhiều quan niệm khác nhau khi định nghĩa HTTĐL: 13 http://www.ebook.edu.vn Khóa luận tốt nghiệp Vũ thị Phương Thủy MTB - K49 “Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống thông tin bao gồm một số hệ con (subsystem) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành thông tin có ích” - theo Calkin và Tomlinson, 1977 [12]. Theo định nghĩa của ESRI (Enviroment System Research Institute) thì “Hệ thông tin địa lý là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu địa lý và con người, được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích và kết xuất”[12]. Cho đến nay, đã thống nhất quan niệm chung là: “HTTĐL là một hệ thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để phục vụ một mục đích nghiên cứu nhất định” [12]. Nếu xét dưới góc độ hệ thống, thì HTTĐL có thể được hiểu như một hệ thống các hợp phần: Phần cứng, Phần mềm, Cơ sở dữ liệu và Cơ sở trí thức chuyên gia, nơi tập hợp các định hướng, chủ trương ứng dụng của nhà quản lý, các kiến thức chuyên ngành và các kiến thức về công nghệ thông tin. Chính tập hợp các trí thức chuyên gia này sẽ quyết định xem HTTĐL sẽ được xây dựng ứng dụng theo mô hình nào, lộ trình và phương thức tổ chức thực hiện như thế nào. Chỉ trên cơ sở đó mới quyết định xem HTTĐL định xây dựng đảm đương các chức năng trợ giúp quyết định gì và cũng mới có thể quyết định về nội dung, cấu trúc hợp phần còn lại còn hệ thống cũng như cơ cấu tài chính cần đầu tư cho việc hình thành và phát triển HTTĐL [12]. Xét dưới góc độ là công cụ, GIS dùng để thu thập, lưu trữ, biến đổi, hiển thị các thông tin không gian nhằm thực hiện các mục đích cụ thể Xét dưới góc độ là phần mềm, GIS làm việc với các thông tin không gian, phi không gian, thiết lập quan hệ không gian giữa các đối tượng. Có thể nói các chức năng phân tích không gian đã tạo ra diện mạo riêng cho GIS. 14 http://www.ebook.edu.vn Khóa luận tốt nghiệp Vũ thị Phương Thủy MTB - K49 Xét dưới góc độ ứng dụng trong quản lý nhà nước, HTTĐL có thể được hiểu như là một công nghệ xử lý các dữ liệu có tọa độ (bản đồ) để biến chúng thành các thong tin trợ giúp quyết định cho các nhà quản lý. Xét dưới góc độ hệ thống, GIS là hệ thống gồm các hợp phần: Phần cứng, Phần mềm, Cơ sở dữ liệu và Cơ sở tri thức chuyên gia [12]. Do các ứng dụng HTTĐL, trong thực tế quản lý nhà nước có tính đa dạng và phức tạp xét về cả khía cạnh tự nhiên, xã hội khía cạnh quản lý, những năm gần đây HTTĐL thường được hiểu như một hệ thống thông tin đa quy mô và đa tỷ lệ. Tùy thuộc vào nhu cầu của người sử dụng mà hệ thống có thể phải tích hợp thông tin ở nhiều mức khác nhau, nói đúng hơn, là các tỷ lệ khác nhau. 15 http://www.ebook.edu.vn Khóa luận tốt nghiệp Vũ thị Phương Thủy MTB - K49 Các ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý Hệ thống thông tin địa lý thông qua chức năng xử lý phân tích dữ liệu có những ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực [12]. Bảng 2.1. Các ứng dụng của Hệ thống thông tin địa lý Lĩnh vực 1. Hỗ trợ trong quản lý Ứng dụng - Hỗ trợ trong định vị ống ngầm, cáp ngầm. - Hỗ trợ trong quy hoạch - Trong mạng lưới dịch vụ viễn thông - Trong quy hoạch theo dõi sử dụng năng lượng 2.Quản lý tài nguyên và môi - Nghiên cứu thích hợp mùa vụ trường - Trong quản lý đất nông nghiệp, quản lý rừng nguồn nước và đất ẩm ướt - Phân tích các tác động môi trường - Giám sát các thảm họa thiên nhiên và giảm nhẹ các ảnh hường - Giám sát chất thải môi trường 3. Mạng lưới giao thông - Hướng dẫn, điều khiển giao thông (lịch trình, tuyến đường) - Vị trí nhà và đường - Lựa chọn khu vực - Dịch vụ y tế - Quy hoạch giao thông 4. Quy hoạch và xây dựng - Quy hoạch đô thị - Quy hoạch vùng - Tuyến, vị trí xa lộ - Phát triển dịch vụ công cộng 5. Hệ thồng thông tin về đất - Quản lý địa chính - Thuế - Quy hoạch sử dụng đất - Hiệu quả sử dụng đất 2.3. Những vấn đề tồn tại cần được nghiên cứu Mặc dù, cây cổ thụ có giá trị về nhiều mặt nhưng chưa có nhiều ban ngành quan tâm đến chúng một cách đặc biệt. Hiện tại, công cụ quản lý cây xanh nói chung còn rất đơn giản, do đó cần ứng dụng phương pháp tin học để quản lý cây xanh tốt hơn. 16 http://www.ebook.edu.vn