Embed Size (px)
Citation preview
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA ĐỊA LÝ
-------------
NGUYỄN KIM ANH
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
PHƯƠNG PHÁP LUẬN XÂY DỰNG
CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU
Ô NHIỄM DẦU TRÊN BIỂN
Hà Nội, 10/2011
2
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA ĐỊA LÝ
-------------
NGUYỄN KIM ANH
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
PHƯƠNG PHÁP LUẬN XÂY DỰNG
CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU
Ô NHIỄM DẦU TRÊN BIỂN
Ngành : Bản đồ, Viễn thám và Hệ thông tin địa lý
Khóa : 2009-2011
Mã ngành : 60.44.76
Giáo viên hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Đình Dương
Hà Nội, 10/2011
3
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.
Tác giả luận văn
Nguyễn Kim Anh
4
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài.............................................................................................13
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài ........................................................14
2.1 Mục tiêu ..............................................................................................................14
2.2 Nhiệm vụ .............................................................................................................14
3. Phạm vi nghiên cứu...............................................................................................15
3.1 Phạm vi không gian.............................................................................................15
3.2 Phạm vi thời gian ................................................................................................15
4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................15
5. Cơ sở tài liệu thực hiện đề tài................................................................................16
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ..............................................................16
7. Các kết quả dự kiến đạt được của đề tài ...............................................................17
8. Cấu trúc luận văn ..................................................................................................17
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN MỘT SỐ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU............................19
1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu xây dựng CSDL phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên thế giới và ở Việt Nam................................................................................19
1.1.1 Trên thế giới .....................................................................................................19
1.1.2 Trong nước .......................................................................................................25
1.2 Tổng quan về chia sẻ cơ sở dữ liệu GIS qua hệ thống GIS Server....................27
1.2.1 Các thành phần của hệ thống GIS Server ........................................................27
1.2.1.1 Máy chủ GIS ( GIS server) ...........................................................................28
1.2.1.2 Máy chủ Web ( Web Server) ........................................................................29
1.2.1.3 Máy Khách ( Clients) ....................................................................................29
1.2.1.4 Dữ liệu máy chủ (Data Server) .....................................................................29
1.2.1.5 Quản lý và quản trị ( Manager and ArcCatalog administrators)...................29
1.2.1.6 Máy tác giả tài nguyên GIS (ArcGIS Desktop content authors) ..................30
5
1.2.2 Các ứng dụng của ArcGIS Server....................................................................30
1.2.2.1 Chia sẻ tài nguyên .........................................................................................30
1.2.2.2 Tạo ứng dụng Web........................................................................................33
1.2.2.3 Tạo ứng dụng GIS trên điện thoại di dộng....................................................34
1.3 Khái quát về vị trí địa lý và tình hình ô nhiễm dầu trên biển Đông....................35
1.3.1 Vị trí địa lý .......................................................................................................35
1.3.2 Tình hình ô nhiễm dầu .....................................................................................36
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM DẦU TRÊN BIỂN ........................................................41
2.1 Đánh giá kết quả xây dựng CSDL đề tài KC.09.22/06-10 .................................41
2.1.1 Đánh giá về số liệu sử dụng .............................................................................41
2.1.2 Đánh giá về phương pháp xây dựng ................................................................42
2.1.3 Đánh giá mức độ hiện đại của sản phẩm so với trong nước và trên thế giới ..42
2.2 Đề xuất phương pháp luận tối ưu xây dựng CSDL phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển..............................................................................................................44
2.2.1 Đề xuất phương pháp xây dựng CSDL............................................................44
2.2.1.1 Quy trình công nghệ xây dựng CSDL ..........................................................44
2.2.1.2. Lựa chọn công nghệ sử dụng .......................................................................46
2.2.1.3. Thiết kế nội dung và cấu trúc cơ sở dữ liệu .................................................46
2.2.2 Đề xuất phương pháp chia sẻ tài nguyên cơ sở dữ liệu ...................................55
2.2.2.1 Chia sẻ tài nguyên CSDL đa người dùng......................................................58
2.2.2.2 Chia sẻ thông tin ô nhiễm dầu.......................................................................59
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM DẦU CHO VÙNG BIỂN VIỆT NAM VÀ BIỂN ĐÔNG .......................................61
3.1 Thiết kế xây dựng cơ sở dữ liệu..........................................................................61
3.1.1 Hệ qui chiếu .....................................................................................................61
3.1.2.1 Lớp CSDL nền cơ bản...................................................................................61
3.1.2.2 Lớp CSDL về các cơ sở khai thác chế biến dầu khí .....................................68
6
3.1.2.3. Lớp CSDL về các sự cố tràn dầu trong quá khứ .........................................70
3.1.2.4 Lớp CSDL giao thông vận tải biển ...............................................................72
3.1.2.5 Lớp CSDL vùng có nguy cơ ô nhiễm dầu ....................................................74
3.1.2.6 Lớp CSDL về các hoạt động kinh tế - xã hội ven biển.................................76
3.1.2.7 Lớp CSDL thông tin bổ trợ ..........................................................................79
3.1.2.8 Lớp CSDL về điều kiện khí tượng thủy văn biển .......................................81
3.1.2.9 Lớp thông tin tổng hợp phục vụ phân tích vết dầu trên ảnh siêu cao tần .....84
3.2 Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu trong phần mềm ArcSDE.................................85
3.2.1 Lớp thông tin nền .............................................................................................86
3.2.2 Lớp thông tin về cơ sở khai thác chế biến dầu khí...........................................87
3.2.3 Lớp thông tin về các sự cố tràn dầu trong quá khứ..........................................89
3.2.4 Lớp thông tin về giao thông vận tải biển .........................................................90
3.2.5 Lớp thông tin về vùng có nguy cơ ô nhiễm dầu...............................................92
3.2.6 Lớp thông tin về hoạt động kinh tế - xã hội dải ven biển ................................93
3.2.7 Các lớp thông tin bổ trợ ...................................................................................94
3.2.8 Lớp thông tin cơ sở dữ liệu ảnh siêu cao tần ...................................................96
3.2.9 Lớp thông tin điều kiện khí tượng thủy hải văn...............................................97
3.2.10 Lớp thông vết dầu trên tư liệu vệ tinh............................................................99
3.2.11 Lớp thông tin phục vụ phân tích vết dầu trên ảnh siêu cao tần....................100
3.3 Chia sẻ cơ sở dữ liệu cho đa người dùng ..........................................................103
3.3.1 Chia sẻ tài nguyên CSDL thông qua dịch vụ chia sẻ dữ liệu.........................103
3.3.2 Chia sẻ tài nguyên CSDL thông qua ứng dụng Web .....................................104
KẾT LUẬN.............................................................................................................106
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ..............................................107
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................108
7
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
CSDL Cơ sở dữ liệu GIS Geographical Infomation System Hệ thống thông tin địa lý
SCTD Sự cố tràn dầu SQL Structured Query Language Ngôn ngữ truy vấn mang tính cấu trúc
KTTV Khí tượng thủy văn URL Universal Resource Locator Siêu liên kết tham chiếu tới địa chỉ nguồn trên Internet
MT Môi trường LAN Local Area Network Mạng máy tính cục bộ
ECS East China Sea Biển Đông Trung Quốc
WAN Wide Area Network Mạng diện rộng
SCS South China Sea Biển Nam Trung Hoa (Biển Đông)
SOM Server Objects Manager Các đối tượng máy chủ quản lý
IWS Image Web Server SOC Sever Object Containers Các đối tượng máy chủ chứa
Web ADF
Web Application Developer Framework
Web API
Web Application Developer Interface
IMO International Maritime Organization
8
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Các thông tin mô tả các sự cố thể biểu diễn trực tuyến .............................20
Hình 1.3 Hệ thống CSDL sự cố tràn dầu trên biển Địa Trung Hải phát hiện từ dữ liệu SAR ....................................................................................................................20
Hình 1.4 Bản đồ mật độ sự cố tràn dầu trên biển địa Trung Hải được phát hiện từ 9000 cảnh ảnh SAR với số lượng vụ tràn dầu là 5.530 vụ .......................................21
Hình 1.5 Sơ đồ của hệ thống OCEANIDES .............................................................22
Hình 1.6 Sơ đồ tổng thể dữ liệu ảnh vệ tinh các sự cố tràn dầu thuộc khu vực Tây bắc Thái Bình Dương................................................................................................23
Hình 1.7 Cơ sở dữ liệu ảnh vệ tinh cùng các sự cố tràn dầu thuộc khu vực Tây bắc Thái Bình Dương.......................................................................................................23
Hình 1.8 Mô hình chia sẻ dữ liệu hãng kongsberg trong dự án Oceanides ..............24
Hình 1.9 CSDL dầu tràn của hãng Kongsberg trong dự án Oceanides ....................25
Hình 1.10 Kiến trúc một hệ thống ArcGIS Server....................................................28
Hình 1.11 Trang ArcGIS Server Manager và các tính năng ứng dụng.....................31
Hình 1.12 Ví dụ về chia sẻ một dịch vụ....................................................................33
Hình 1.13 Một ví dụ tạo ứng dụng Web có sử dụng hyperlink để liên kết ảnh........33
Hình 1.14 Các tính năng bản đồ và tìm kiếm không gian trên điện thoại di động ...34
Hình 1.15 Bản đồ biển Đông và khu vực nghiên cứu...............................................36
Hình 1.16 Ước tính ô nhiễm dầu trên toàn cầu do tàu gây ra (triệu tấn/năm) từ IMO...................................................................................................................................37
Hình 2.1 Chia sẻ tài nguyên CSDL thông qua dịch vụ chia sẻ dữ liệu.....................58
Hình 2.2 Chia sẻ CSDL và thông tin qua một ứng dụng Web..................................59
Hình 2.3 Các chức năng hỗ trợ tùy chỉnh dữ liệu trên trang tạo ứng dụng Web ......60
Hình 3.1 Hệ thống CSDL xây dựng theo cấu trúc Personal Geodatabase và lưu trữ trong Database Sever.................................................................................................85
Hình 3.2 Tổ chức các lớp dữ liệu trong lớp thông tin nền........................................86
Hình 3.3 Thông tin đồ họa lớp ranh giới quốc gia....................................................86
Hình 3.4 Thông tin thuộc tính lớp đường bờ biển ....................................................87
9
Hình 3.5 Tổ chức các lớp dữ liệu trong lớp thông tin các cơ sở khai thác chế biến dầu khí .......................................................................................................................87
Hình 3.6 Ví dụ lớp thông tin các điểm mỏ dầu ở Việt Nam .....................................88
Hình 3.7 Thông tin thuộc tính lớp điểm mở dầu các nước khác...............................88
Hình 3.8 Tổ chức các lớp dữ liệu trong lớp thông tin tràn dầu quá khứ...................89
Hình 3.9 Ví dụ lớp thông tin các sự cố đắm tàu trong thế chiến thứ II ....................89
Hình 3.10 Ví dụ thông tin thuộc tính lớp sự cố tràn dầu ..........................................90
Hình 3.11 Tổ chức dữ liệu của các lớp thông tin về giao thông vận tải biến ...........90
Hình 3.12 Lớp thông tin về các cảng biển ................................................................91
Hình 3.13 Ví dụ bảng thông tin thuộc tính lớp cảng biển........................................91
Hình 3.14 Ví dụ lớp thông tin phân vùng nguy cơ ô nhiễm .....................................92
Hình 3.15 Ví dụ bảng thông tin thuộc tính lớp phân vùng nguy cơ ô nhiễm ...........93
Hình 3.16 Ví dụ lớp thông vùng sinh thái.................................................................93
Hình 3.17 Ví dụ thông tin thuộc tính của lớp các khu kinh tế, đô thị hóa ven biển .94
Hình 3.18 Cấu trúc các lớp dữ liệu trong lớp thông tin bổ trợ..................................94
Hình 3.19 Lớp thông tin bể trầm tích........................................................................95
Hình 3.20 Ví bụ thông tin thuộc tính lớp bể trầm tích..............................................95
Hình 3.21 Cấu trúc các lớp thông tin trong lớp CSDL ảnh vệ tinh ..........................96
Hình 3.22 Lớp thông tin sơ đồ ảnh vệ tinh Alos Palsar 2008...................................96
Hình 3.23 Ví dụ bảng thông tin thuộc tính lớp thông tin ảnh vệ tinh Alos Palsar 2008...........................................................................................................................97
Hình 3.24 Cấu trúc các lớp thông tin điêu kiện khí tượng thủy hải văn...................97
Hình 3.25 Ví dụ lớp thông tin trường gió ở dạng raster ...........................................98
Hình 3.26 Ví dụ lớp thông tin về trường sóng dạng raster .......................................98
Hình 3.27 Ví dụ lớp thông tin trường nhiệt ở dạng raster.........................................99
Hình 3.28 Cấu trúc các lớp thông tin trong lớp vết dầu trên tư liệu vệ tinh .............99
Hình 3.29 Ví dụ Lớp thông tin vết dầu trên ảnh vệ tinh .........................................100
Hình 3.30 Các vết dầu bị biến đổi trên mặt biển.....................................................101
10
Hình 3.31 Các vết dầu phổ biến được mô tả trong tệp Excel .................................101
Hình 3.32 Các vết dầu giả được mô tả trong tệp Excel ..........................................102
Hình 3.33 Chia sẻ tài nguyên dữ liệu qua dịch vụ chia sẻ dữ liệu..........................103
Hình 3.34 CSDL sơ đồ ảnh vệ tinh được chia sẻ qua một ứng dụng Web .............104
Hình 3.35 CSDL khai thác chế biến dầu khí được chia sẻ qua ứng dụng Web......104
11
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Các kiểu dịch vụ và yêu cầu tài nguyên GIS tương ứng ...........................31
Bảng 1.2 Thống kê phân bố và xả thải của các giếng dầu khí Trung Quốc năm 2000...................................................................................................................................38
Bảng 1.3 Cường độ thải của các nguồn vào biển Việt Nam .....................................38
Bảng 1.4 Các sự cố tràn dầu lớn ở Bà Rịa - Vũng Tàu.............................................39
Bảng 2.1 Các lớp thông tin nền cơ bản .....................................................................48
Bảng 2.2 Các lớp thông tin về các cơ sở khai thác chế biến dầu khí........................49
Bảng 2.3 Các lớp thông tin về các sự cố tràn dầu trong quá khứ trên vùng biển Đông và biển Việt Nam ......................................................................................................49
Bảng 2.4 Các lớp thông tin về giao thông vận tải biển.............................................50
Bảng 2.5 Các lớp thông tin về các hoạt động kinh tế - xã hội ven biển ...................51
Bảng 2.6 Các lớp thông tin về điều kiện khí tượng thủy văn biển...............................52
Bảng 2.7 Thông tin viễn thám bổ trợ cho phân tích vết dầu trên biển......................53
Bảng 2.8 Các lớp thông tin bổ trợ .............................................................................54
Bảng 3.1 Cấu trúc thông tin lớp ranh giới quốc gia..................................................62
Bảng 3.2 Cấu trúc thông tin lớp đường cơ sở ...........................................................62
Bảng 3.3 Cấu trúc thông tin lớp đường bờ biển........................................................63
Bảng 3.4 Cấu trúc thông tin lớp ranh giới lãnh hải...................................................64
Bảng 3.5 Cấu trúc thông tin lớp ranh giới vùng tiếp giáp lãnh hải...........................64
Bảng 3.6 Cấu trúc thông tin lớp ranh giới vùng đặc quyền kinh tế ..........................65
Bảng 3.7 Cấu trúc thông tin lớp ranh giới thềm lục địa............................................66
Bảng 3.8 Cấu trúc thông tin lớp địa chất biển...........................................................67
Bảng 3.9 Cấu trúc thông tin lớp phân vùng địa mạo biển ........................................67
Bảng 3.10 Cấu trúc thông tin lớp địa hình đáy biển .................................................67
Bảng 3.11 Cấu trúc thông tin lớp điểm mỏ dầu của Việt Nam và các nước khác ....68
Bảng 3.12 Cấu trúc lớp thông tin nhà máy chế biến hóa dầu Việt Nam và các nước lân cận .......................................................................................................................69
12
Bảng 3.13 Cấu trúc thông tin lớp tính chất lý hóa của một số loại dầu và sản phẩm hóa dầu phổ biến .......................................................................................................69
Bảng 3.14 Cấu trúc thông tin lớp các sự cố ô nhiễm dầu trong quá khứ ..................71
Bảng 3.15 Các cấp độ tràn dầu..................................................................................71
Bảng 3.16 Các kiểu sự cố tràn dầu............................................................................72
Bảng 3.17 Cấu trúc lớp thông tin các sự cố đắm tàu ................................................72
Bảng 3.18 Cấu trúc thông tin lớp cảng biển..............................................................72
Bảng 3.19 Cấu trúc lớp thông tin các tuyến giao thông nội địa................................73
Bảng 3.20 Cấu trúc lớp thông tin các tuyến giao thông quốc tế ...............................74
Bảng 3.21 Cấu trúc thông tin lớp vùng có nguy cơ ô nhiễm dầu .............................75
Bảng 3.22 Cấu trúc lớp thông tin lớp các điểm dân cư vùng ven biển.....................76
Bảng 3.23 Cấu trúc lớp thông tin lớp các khu công nghiệp vùng ven biển .................76
Bảng 3.24 Cấu trúc lớp thông tin lớp các khu kinh tế, đô thị hóa trên dải ven biển..77
Bảng 3.25 Cấu trúc lớp thông tin lớp các khu vực nuôi trồng đánh bắt thủy hải sản77
Bảng 3.26 Cấu trúc thông tin lớp sinh thái khu vực ven bờ .......................................78
Bảng 3.27 Cấu trúc lớp thông tin các khu du lịch, dịch vụ ven biển ........................78
Bảng 3.28 Cấu trúc thông tin lớp các khu vực làm muối ...........................................78
Bảng 3.29 Cấu trúc thông tin lớp các bể trầm tích .....................................................79
Bảng 3.30 Cấu trúc thông tin lớp các điểm lộ dầu .....................................................79
Bảng 3.31 Cấu trúc thông tin lớp gió mùa Đông Bắc và Tây Nam ...........................79
Bảng 3.32 Cấu trúc thông tin lớp dòng chảy biển tháng 1 và tháng 6 .......................80
Bảng 3.33 Cấu trúc thông tin lớp các vết dầu được giải đoán từ ảnh vệ tinh ...........80
Bảng 3.34 Cấu trúc thông tin lớp mật độ vết dầu .....................................................81
Bảng 3.35 Cấu trúc thông tin viễn thám bổ trợ cho phân tích vết dầu trên biển ......82
Bảng 3.36 Cấu trúc lớp thông tin các trạm quan trắc khí tượng...............................83
13
MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Ô nhiễm dầu trên biển hiện nay đang là vấn đề thời sự được dư luận đặc biệt
quan tâm. Gần đây, hàng loạt các vụ tràn dầu không rõ nguồn gốc trên vùng biển
Việt Nam và biển Đông được phát hiện. Điển hình như các vụ từ tháng 12 năm
2006 đến cuối tháng 04 năm 2007 đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường
sinh thái và thiệt hại nặng về kinh tế - xã hội. Vùng biển Việt nam, nơi được coi là
một trong những địa điểm nhộn nhịp nhất về hoạt động giao thông vận tải và khai
thác dầu khí sẽ có nguy cơ cao về ô nhiễm dầu. Việc xác định nguồn gốc, mức độ ô
nhiễm, sự phân bố ô nhiễm, xu thế của quá trình ô nhiễm cùng nhiều vấn đề phức
tạp khác đang là đề tài được các nhà khoa học, nhà quản lý chuyển môn và xã hội
đặc biệt quan tâm.
Ô nhiễm dầu có nhiều đặc thù riêng. Để phát hiện ra nguồn gốc ô nhiễm dầu đòi
hỏi cần có một hệ thống quan trắc thường xuyên, kể từ lúc phát hiện ra vết dầu,
trong một thời gian rất ngắn các thông tin sơ bộ về vết dầu cần phải được xác định
và tính toán. Kết hợp với các thông tin như điều kiện khí tượng hải văn, thông tin
vùng bờ và các thông tin bổ trợ khác, báo cáo và dự báo về sự cố ô nhiễm dầu cần
phải được xây dựng và cung cấp kịp thời cho các cơ quan có liên quan để ra các
lệnh ứng phó cần thiết. Để thỏa mãn những đòi hỏi cấp bách đó, yêu cầu cần phải có
sẵn một hệ thống cơ sở dữ liệu (CSDL) phục vụ cho việc phát hiện, phân vùng và
tính toán dự báo lan truyền ô nhiễm dầu.
Trong thời gian từ năm 2008 đến năm 2010, đề tài khoa học cấp Nhà nước: “Ô
nhiễm dầu trên vùng biển Việt Nam và biển Đông, mã số: KC.09.22/06-10” đã
được triển khai thành công. Một trong các nhiệm vụ của đề tài là xây dựng được cơ
sở dữ liệu hỗ trợ công tác giám sát, phát hiện sớm vết dầu trên biển, tính toán và dự
báo lan truyền vết dầu và công tác ứng phó sự cố tràn dầu. Tuy nhiên, do thời gian
có hạn và không có điều kiện nghiên cứu một cách hệ thống các vấn đề liên quan
cho nên mặc dù các sản phẩm đã được xây dựng và đáp ứng được nhiệm vụ đặt ra
nhưng về căn bản các vấn đề lý luận khoa học vẫn chưa được tổng kết.
14
Xuất phát từ thực tế đó, học viên chọn đề tài: “Phương pháp luận xây dựng cơ
sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển”.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
2.1 Mục tiêu
• Xác lập cơ sở khoa học và phương pháp luận tối ưu xây dựng CSDL
phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển trong điều kiện thực tế ở
Việt Nam
• Xây dựng quy trình và phương thức khai thác hợp lý nội dung thông
tin và dữ liệu phục vụ công tác phát hiện, dự báo và giám sát hiện
trạng ô nhiễm dầu trên biển.
2.2 Nhiệm vụ
Để đạt được các mục tiêu đề ra luận vặn phải triển khai thực hiện các nhiệm vụ sau:
• Đánh giá lại công tác xây dựng CSDL đề tài KC.09.22/06-10 đã thực
hiện nhằm tối ưu hóa các số liệu sẵn có
• Nghiên cứu phương pháp luận tối ưu xây dựng CSDL phục vụ nghiên
cứu ô nhiễm dầu trên biển
• Xây dựng được cơ sở dữ liệu hoàn thiện phục vụ nghiên cứu ô nhiễm
dầu trên biển theo phương pháp đã đề xuất
• Bước đầu chia sẻ cơ sở dữ liệu đã xây dựng cho vùng biển Việt Nam
và biển Đông qua hệ thống mạng với sự trợ giúp của công nghệ
Arcgis Server.
15
3. Phạm vi nghiên cứu
3.1 Phạm vi không gian
Khu vực được chọn trong luận văn là vùng biển Việt Nam và biển Đông, một
trong những cửa ngõ của hoạt động giao thông vận tải và là nơi có các hoạt động
khai thác và chế biến dầu khí nhộn nhịp nhất sẽ có nguy cơ cao về ô nhiễm dầu.
Về giới hạn địa lý, vùng nghiên cứu nằm trong phạm vi từ 10 đến 25o vĩ bắc và
từ 990 đến 121o độ kinh đông.
3.2 Phạm vi thời gian
Các số liệu và khả năng công nghệ sử dụng trong luận văn được thu thập và
tổng hợp từ quá khứ đến thời điểm thực hiện luận văn năm 2010.
4. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài đã kết hợp giữa các phương pháp truyền thống và hiện đại. Có thể liệt kê
một số phương pháp được sử dụng trong quá trình thực hiện đề tài là:
• Phương pháp tổng quan tài liệu: thu thập tài liệu, tìm hiểu và tổng
hợp, đánh giá chung về tình hình nghiên cứu, xây dựng CSDL phục
vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên thế giới và ở Việt Nam
• Phương pháp thu thập số liệu: Với phương pháp này có thể kế thừa
được các kết quả nghiên cứu trước đó và giảm được đáng kể công sức
• Phương pháp phân tích hệ thống: Xử lý hệ thống hóa các thông tin về
khu vực nghiên cứu phục vụ cho quá trình xây dựng CSDL
• Phương pháp đánh giá tổng hợp: trên cơ sở tìm hiểu những công trình
nghiên cứu, đề tài, dự án liên quan đến nội dung đề tài, tiến hành tổng
hợp, đánh giá các kỹ thuật và lý luận, cơ sở của việc ứng dụng công
nghệ GIS trong nghiên cứu tràn dầu
• Phương pháp GIS: Đây là mục tiêu chính của đề tài, Phương pháp
GIS được sử dụng để biểu diễn đồ họa, hiển thị thông tin và xem xét
chúng một cách toàn diện. Các chuẩn dữ liệu và những nguyên tắc
16
xây dựng dữ liệu theo cấu trúc Personal Geodatabase cùng nhiều kỹ
thuật GIS khác sẽ được tích hợp sử dụng để xây dựng CSDL phục vụ
nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển.
5. Cơ sở tài liệu thực hiện đề tài
Để đề xuất được cơ sở khoa học và phương pháp luận tối ưu xây dựng CSDL
phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển, học viên cần nghiên cứu một cách có hệ
thống các công nghệ hiện đại, mô hình tối ưu nhất trên thế giới đã công bố và ở Việt
Nam đang ứng dụng đến đâu. Dựa trên điều kiện Việt Nam học viên đề xuất
phương pháp luận phù hợp để xây dựng CSDL và có tính khả thi cao.
Nghiên cứu ô nhiễm dầu cần có một hệ thống số liệu lớn và phải có tính kế thừa
các kết quả nghiên cứu đã được công nhận nên học viên dựa trên bộ số liệu đã được
xây dựng trong khuôn khổ Đề tài cấp Nhà nước: Ô nhiễm dầu trên vùng biển Việt
Nam và biển Đông, mã số KC.09.22/06-10 do PGS. TS. Nguyễn Đình Dương và
nhóm cộng sự Viện Địa lý, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam xây dựng. Trên
cơ sở đó hoàn thiện về mặt lý luận khoa học, xây dựng thành một hệ cơ sở dữ liệu
hoàn thiện, hiện đại.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa khoa học: Góp phần xây dựng cơ sở khoa học và phương pháp luận
trong việc nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu
trên biển.
- Ý nghĩa thực tiễn: Cơ sở dữ liệu và hệ thống chia sẻ dữ liệu được xây dựng có
ý nghĩa quan trọng trong công tác phối hợp giữa các cơ quan đơn vị để thực hiện
các mục tiêu như nâng cao chất lượng quản lý, hiệu quả các công tác cứu hộ cứu
nạn cũng như theo dõi, quan trắc môi trường. Với một hệ thống cơ sở dữ liệu đa
người dùng có thể cho một tập thể cán bộ làm việc trên quy mô tập trung hay phân
tán. Bên cạnh đó, hệ thống chia sẻ cở sở dữ liệu thông qua ứng dụng Web cũng đã
góp phần truyền tải thông tin ô nhiễm dầu, cho người dùng không chuyên nghiệp về
GIS cũng có thể khai thác sử dụng và chỉnh sửa thông tin trực tuyến thông qua trình
duyệt Web.
17
7. Các kết quả dự kiến đạt được của đề tài
- Tổng quan về các phương pháp xây dựng và chia sẻ cơ sở dữ liệu phục vụ
nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển dựa trên nền tảng GIS và WebGIS
- Phương pháp luận tối ưu xây dựng CSDL phục vụ phục nghiên cứu ô nhiễm
dầu trên biển
- CSDL và hệ thống chia sẻ dữ liệu phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên vùng
biển Việt Nam và biển Đông.
8. Cấu trúc luận văn
Bố cục của luận văn gồm: phần mở đầu, 3 chương, phần kết luận, kiến nghị và tài
liệu tham khảo với khối lượng 111 trang, 53 hình, 48 bảng.
18
LỜI CẢM ƠN
Đề tài luận văn là một lĩnh vực mới và phức tạp, thời gian nghiên cứu không
nhiều, trình độ kiến thức cũng như kinh nghiệm của bản thân cũng cần nghiên cứu
nhiều hơn và tích lũy dần. Do đó, luận văn không tránh khỏi những thiếu xót. Rất
mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các chuyên gia, các nhà khoa
học, các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để kết quả của luận văn hoàn thiện và
có tính ứng dụng cao.
Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới PGS. TS. Nguyễn Đình Dương,
trưởng phòng Nghiên cứu và Xử lý thông tin Môi trường, Viện Địa lý, Viện Khoa
học và Công nghệ Việt Nam, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tác giả trong
suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn.
19
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN MỘT SỐ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu xây dựng CSDL phục vụ nghiên cứu ô
nhiễm dầu trên thế giới và ở Việt Nam
Ô nhiễm dầu trên biển là một vấn đề mã tính, nó được ví như một câu chuyện
không có hồi kết. Cho đến thời điểm này, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu, xây
dựng hệ thống giám sát và cảnh báo sớm ô nhiễm dầu trên biển với công nghệ tiên
tiến, hiện đại. Trong đó, có sự đóng góp của viễn thám và GIS.
CSDL phục vụ cho nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển với những đòi hỏi toàn
diện từ xây dựng, biểu diễn, tìm kiếm đến chỉnh sửa đa phương tiện và điều quan
trọng là cảnh báo phải phát tán nhanh và rộng. Trong bối cảnh đó, công nghệ GIS
đã làm hài lòng các nghiên cứu.
1.1.1 Trên thế giới
Dự án tràn dầu Midiv của Châu Âu với hai báo cáo “The way forward: Towards
a European Atlas and Database” và “Developping an harmonised oil spill
reporting”, Oceanides Final Workshop, JRC - Annalia Bernardini, European
Commission, Joint Research, Institute for the protection and Security of the Citizen,
25-26 October và Nov, 2005 đã trình bày cách thức xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu
tràn dầu trực tuyến qua hệ thống GIS Server. GIS Server với một công cụ quản lý
GIS, ArcIMS được cài đặt bên ngoài tường lửa. Trang web bao gồm các chức năng:
Zoom đồ họa, truy vấn thuộc tính; Biểu diễn bản đồ kết hợp với nhiều thông tin bổ
trợ khác: sóng, gió, dòng chảy, mạng lưới hàng hải,…;Oracle db cài đặt bên trong
tường lửa giúp quản trị hệ cơ sở dữ liệu; ArcSDE cho GIS có khả năng truyền thông
kết nối an toàn; Tools : Công cụ để thực thi các cơ sở dữ liệu. Mô hình này đã được
dự án Midiv nghiên cứu đề xuất và đã ứng dụng để xây dựng dữ liệu tràn dầu cho
tất cả các biển thuộc Châu Âu: biển Baltic, biển Bắc, biển Địa Trung Hải và biển
Đen. Với tổng số vụ tràn dầu được thống kê qua vệ tinh, trên không và từ tàu lên tới
17.650 vụ. Số liệu này đã được thu thập từ năm 1998 cho đến khi kết thúc dự án
cuối năm 2005. Theo đó, các tác giả đã xây dựng một hệ thống cơ sở dữ liệu tràn
dầu trực tuyến và thành lập hệ thống các bản đồ mật độ tràn dầu cho năm vùng biển,
chi tiết có thể xem tại Website Oceanides (http://Oceanides.jrc.it/ ). Có thể nói, đây
20
là một sản phẩm hoàn thiện và hiện đại. Trong đó, đã thể hiện rõ quy luật phân bố ô
nhiễm dầu trên các vùng biển được thống kê từ một khối lượng ảnh SAR lớn.
Người dùng có thể tìm kiếm thông tin, truy vấn và xem trực tuyến, thậm chí có thể
tùy chỉnh thành bản đồ riêng cùng với các dữ liệu về gió, sóng và các tuyến hàng
hải từ hệ thống. Một vài ví dụ về hệ thống cơ sở dữ liệu xem hình 1.1, 1.2 và 1.3.
Hình 1.1 Các thông tin mô tả các sự cố thể biểu diễn trực tuyến
Hình 1.2 Hệ thống CSDL sự cố tràn dầu trên biển Địa Trung Hải phát hiện từ
dữ liệu SAR
21
Hình 1.3 Bản đồ mật độ sự cố tràn dầu trên biển địa Trung Hải được phát hiện
từ 9000 cảnh ảnh SAR với số lượng vụ tràn dầu là 5.530 vụ
Trong một báo cáo khác cũng trong khuôn khổ của dự án Midiv: “GMES
OCEANIDES: Report on harmonised oil spil lreporting system” được cung cấp bởi
QinetiQ cho Ủy ban châu Âu theo Hợp đồng số EVK2-CT-2002-00177, đã mô tả
chi tiết cơ sở dữ liệu tràn dầu qua hệ thống mạng. Mục tiêu chính của OCEANIDES
là sự phát triển hài hoà của một hệ thống giám sát tràn dầu, hệ thống báo cáo có khả
năng tích hợp, lưu trữ và biểu diễn dữ liệu tràn dầu có sẵn. Một hệ thống được phát
triển thông qua giám sát, phát hiện và đánh giá sự cố tràn dầu. Báo cáo thực hành
trong khuôn khổ các hoạt động hợp tác với các tổ chức hiện đang tham gia trong
giám sát tràn dầu. Dựa trên hợp tác và đánh giá này, một báo cáo được chuẩn hóa
danh pháp đã được thống nhất cùng với một hệ thống lưu trữ dữ liệu và siêu dữ liệu
tràn dầu. Xây dựng, biểu diễn và truyền tải dữ liệu được tràn dầu đã được kích hoạt
bằng cách sử dụng hệ thông tin địa lý. Hệ thống bản đồ dựa trên giao diện web. Hệ
thống báo cáo sự cố tràn dầu được thiết kế và thực hiện với mục đích tối ưu hóa các
thông tin có sẵn, cho phép phát triển những phân tích sâu hơn và đầy đủ hơn về bản
chất của sự cố tràn dầu trong vùng biển của Châu Âu. Có thể tham khảo tại địa chỉ
http://Oceanides.jrc.it/
22
Hình 1.4 Sơ đồ của hệ thống OCEANIDES
Trong một dự án khác có tên CEARAC được thực hiện bởi sự kết hợp của bốn
nước thành viên khu vực Tây bắc Thái Bình Dương (NOWPAP) gồm: Trung Quốc,
Nhật Bản, Hàn Quốc và Liên Bang Nga, thuộc chương trình môi trường biển của
Liên Hiệp Quốc, với mục tiêu giám sát, quản lý và phát triển bền vững môi trường
ven biển của khu vực. Dự án này đã xây dựng được một cơ sở dữ liệu lớn ảnh vệ
tinh, các sự cố tràn dầu được thu bởi nhiều vệ tinh khác nhau, (hình 1.5 và 1.6). Các
dữ liệu ảnh cùng các báo cáo phân tích chi tiết về các sự cố tràn dầu có thể xem trực
tuyến và tải về làm tài liệu tham khảo tại địa chỉ:
(http://cearac.poi.dvo.ru/en/main/about/). Điều đáng nói ở đây là trong các báo cáo
phân tích khá kỹ lưỡng về sự khác nhau của dấu hiệu các vết dầu với các báo động
giả trên ảnh SAR nó sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các chuyên gia phân tích
và phát hiện vết dầu trên biển trên tư liệu viễn thám siêu cao tần. Sản phẩm CSDL
của dự án còn cung cấp nhiều thông tin bổ trợ khác như địa hình đáy biển, đường
bờ, độ sâu, trường sóng,….cho phép người sử dụng có thể phân tích phối hợp nhiều
thông tin để đưa ra những đánh giá tin cậy.
23
Hình 1.5 Sơ đồ tổng thể dữ liệu ảnh vệ tinh các sự cố tràn dầu thuộc khu vực
Tây bắc Thái Bình Dương
Hình 1.6 Cơ sở dữ liệu ảnh vệ tinh cùng các sự cố tràn dầu thuộc khu vực Tây
bắc Thái Bình Dương
24
Trong bài báo: “Assessing the increasing risk of marine oil pollution spills in
China”, Lisa Woolgar, Techincal Support Co-ordinator-International Tanker
oweners Pollution Federation, London, Anh, Hội thảo quốc tế về dầu năm 2008.
Tác giả đã xem xét các rủi ro liên quan đến sự phát triển và gia tăng của giao thông
vận tải biển và các mối đe dọa của sự cố tràn dầu trên vùng biển Trung Quốc. Trong
đó, tác giả dựa trên nền tảng GIS biểu diễn đồ họa, hiển thị thông tin về các dữ liệu
quá khứ từ tàu chở dầu, CSDL sự cố tràn dầu, tích hợp thêm bộ dữ liệu về nhạy cảm
của các địa phương ven biển để có thể đánh giá được những rủi ro về ô nhiễm dầu
một cách toàn diện hơn và trình bày thông tin tổng hợp hiệu quả.
Hãng Kongsberg đã xây dựng một hệ thống hoàn thiện từ giám sát, phát hiện
đến cảnh báo và ứng phó đối với sự cố tràn dầu. Trong đó một CSDL hiện đại hỗ
trợ việc cảnh báo đã được xây dựng trên nền tảng GIS thông qua hệ thống Sensor
Web GIS. Từ hệ thống những tin nhắn thông báo về các sự cố ô nhiễm dầu có thể
gửi đến các cơ quan có liên quan qua tin nhắn điện thoại, qua email và qua hệ thống
mạng máy tính. Ngay lập tức, một báo chi tiết về sự cố được hệ thống thiết lập để
gửi đi chuẩn bị cho các hoạt động ứng phó cần thiết. Chi tiết tham khảo tại Website:
http://www.kongsberg.com
Hình 1.7 Mô hình chia sẻ dữ liệu hãng kongsberg trong dự án Oceanides
25
Hình 1.8 CSDL dầu tràn của hãng Kongsberg trong dự án Oceanides
1.1.2 Trong nước
Ở Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu, xây dựng cơ sở dữ liệu phục
vụ cho nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển ở các quy mô và khía cạnh khác nhau, tiêu
biểu có thể kể đến một số công trình:
Dự án: Xây dựng phần mềm OILSAS (Oil Spill Assisstant System/Software) 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, Nguyễn Hữu Nhân, 2004. Sản phẩm của dự án
gồm: Phần mềm trợ giúp quản lý SCTD OILSAS và Cơ sở dữ liệu đầu vào gồm:
• Dữ liệu về địa hình bờ, đáy biển và các thông số địa lý, địa chất liên
quan đến vết dầu loang trên biển ven bờ Khánh Hòa;
• Cơ sở dữ liệu về khí tượng hải văn;
• Dữ liệu về sự độc hại các dầu mỏ đối với một số đối tượng nuôi trồng,
khai thác quan trọng của vùng biển Khánh Hòa;
26
• Cơ sở dữ liệu và các bản đồ về nguồn lợi hải sản biển Khánh Hòa và
thuyết minh
• Bản đồ hiện trạng nuôi trồng thủy sản ven bờ hải đảo Khánh Hòa và
thuyết minh;
• Báo cáo khoa học về LC50 và EC50 của những sản phẩm chính của
dầu mỏ lên tôm sú và một số đối tượng khác.
Tuy nhiên, dự án vẫn còn một số vấn đề cần tiếp tục được hoàn thiện gồm:
• Bài toán tối ưu hóa công tác ứng phó SCTD và giảm thiểu tác động
• Nâng cao hiệu quả phần mềm OILSAS cho người dùng phải trong quá
trình tác nghiệp.
• Một vấn đề khác nữa là tính toán thiệt hại MT và kinh tế-xã hội do
SCTD chưa được giải quyết tốt do CSDL về giá trị trước mắt và lâu dài của
nguồn lợi và kinh tế-xã hội có độ tin cậy thấp, thậm chí hoàn toàn không có
số liệu. Đây cũng là tình hình chung của thế giới, trong đó có Việt Nam. Khi
độ tin cậy của sô liệu chưa cao thì kết quả thông tin có giá trị sử dụng thấp.
• Có được một CSDL biên KTTV tin cậy khi SCTD xảy ra cũng là một
thách thức không nhỏ. Nếu chất lượng số liệu chỉ riêng về gió và dòng chảy
biển kém, kết quả dự báo về sự lan truyền và phong hóa dầu trên OILSAS sẽ
sai lệch với thực tế, do đó các kiến nghị tư vấn trong ứng phó SCTD sẽ sai
lệch, rất nguy hiểm. Nhưng dự báo chính xác gió là vấn đề không đơn giản.
Nhiệm vụ nhà nước: “Quan trắc ô nhiễm dầu trên biển bằng công nghệ viễn
thám”, 2008 của Cục Bảo vệ Môi trường - Bộ Tài nguyên và Môi trường trong đó
đơn vị thực hiện chính là Trung tâm Quan trắc và Thông tin Môi trường có mục tiêu
là sử dụng công nghệ viễn thám kết hợp với GIS thử nghiệm theo dõi, giám sát các
vị trí trên biển có khả năng phát sinh ô nhiễm dầu phục vụ công tác quản lý và kiểm
soát môi trường biển bằng việc sử dụng kết hợp tư liệu quang học MODIS và tư
liệu viễn thám radar bao gồm tư liệu vệ tinh ALOS PALSAR và ENVISAT ASAR
được thu chụp để theo dõi định kỳ, còn tư liệu RADARSAT sẽ được đặt mua trong
trường hợp có sự cố tràn dầu khẩn cấp. Một CSDL hỗ trợ cũng đã bước đầu được
xây dựng. Tuy nhiên, học viên không có điều kiện để tiếp cận trực tiếp với CSDL.
27
Đề tài cấp Nhà nước “Ô nhiễm dầu trên vùng biển Việt Nam và biển Đông”, mã
số KC.09.22/06-10, do PGS. TS. Nguyễn Đình Dương làm chủ nhiệm, được thực
hiện trong 3 năm từ năm 2008 đến năm 2010, đã xây dựng một CSDL hỗ trợ công
tác dự báo và ứng phó sự cố tràn dầu và phân vùng nguy cơ ô nhiễm dầu theo các
nguồn gốc khác nhau. Trong đó, đề tài đã thu thập được một khối lượng ảnh vệ tinh
lớn, cùng nhiều số liệu bổ trợ khác. Các cộng sự Viện địa lý đã giải đoán vết dầu
trên các ảnh SAR và tích hợp với các thông tin thủy hải văn trong môi trường GIS
để đưa ra những đánh giá tin cậy. Có thể nói đây là một trong những sản phẩm quan
trọng được các chuyên gia đánh giá cao. Tuy nhiên, vì điều kiện thời gian nên Đề
tài chưa tổng kết đưa ra phương pháp luận và chắp nối các sản phẩm thành một hệ
thống CSDL hoàn hảo.
Từ những nghiên cứu trên có thể thấy rằng, mỗi công trình tuy có những cách
tiếp cận vấn đề khác nhau: về nguồn tư liệu sử dụng, phương pháp xây dựng CSDL,
cách thức truyền tải thông tin nhưng tất cả các nghiên cứu đều cho thấy cách thức
tối ưu để xây dựng CSDL hoàn thiện, đồng bộ phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu từ
giám sát, phát hiện, tính toán lan truyền đến cảnh báo và đánh giá thiệt hại đều dựa
trên tư liệu viễn thám và công cụ GIS.
1.2 Tổng quan về chia sẻ cơ sở dữ liệu GIS qua hệ thống GIS Server
1.2.1 Các thành phần của hệ thống GIS Server
Việc chia sẻ CSDL GIS qua hệ thống mạng dựa trên mô hình phân tán thông
qua máy khách/máy chủ GIS. Các máy khách sẽ được đáp ứng yêu cầu thông qua
giao diện Web hoặc các dịch vụ chia sẻ tài nguyên để tương tác với dữ liệu ở các
cấp độ khác nhau tùy thuộc vào sự phân quyền.
28
Hình 1.9 Kiến trúc một hệ thống ArcGIS Server
Các thành phần của một hệ thống ArcGIS Server cơ bản gồm: máy chủ GIS,
máy chủ Web, các máy khách, dữ liệu máy chủ, các công cụ quản lý và các máy tác
giả tài nguyên GIS.
1.2.1.1 Máy chủ GIS ( GIS server)
Máy chủ GIS là nguồn lực của các tài nguyên GIS, chẳng hạn như bản đồ,
CSDL tổng thể, địa chỉ định vị và chia sẻ chúng như là dịch vụ cho các ứng dụng
tới máy khách. Máy chủ GIS gồm hai phần riêng biệt: các đối tượng máy chủ quản
lý SOM (Server Objects Manager) và các đối tượng máy chủ SOCs (Server Object
Containers). Như tên của nó, SOM quản lý các dịch vụ đang chạy trên máy chủ.
29
SOM kết nối với một hoặc nhiều SOC. Các máy chủ SOC xác định các dịch vụ mà
SOM quản lý. Tùy thuộc vào cấu hình của máy và mục tiêu của mỗi dự án, có thể
chạy các SOM và SOC trên các máy khác nhau và cũng có nhiều máy SOC. Con số
trên cho thấy một máy SOM có thể kết nối với một hay nhiều máy SOC.
Mục đích chính của một máy chủ GIS là dịch vụ lưu trữ và phân phối chúng đến
các ứng dụng của khách hàng cần sử dụng chúng. Ngoài ra, máy chủ GIS cung cấp
một bộ công cụ cho phép quản lý các dịch vụ, ví dụ có thể sử dụng ArcGIS Server
Manager để quản lý ứng dụng để thêm và loại bỏ dịch vụ cũng như phân quyền và
giới hạn thời gian sử dụng dịch vụ.
Đó là hữu ích để hiểu làm thế nào một hệ thống máy chủ GIS được đặt lại với
nhau để bạn có thể xây dựng các ứng dụng có hiệu quả sử dụng ArcObjects đang
chạy trong một môi trường máy chủ.
1.2.1.2 Máy chủ Web ( Web Server)
Các máy chủ Web host các ứng dụng web và dịch vụ sử dụng các nguồn tài
nguyên đang chạy trên máy chủ GIS.
1.2.1.3 Máy Khách ( Clients)
Khách hàng có thể sử dụng từ các trình duyệt Web, điện thoại di động, và máy
tính để bàn có ứng dụng ArcGIS desktop kết nối với các tài nguyên từ máy chủ
thông qua dịch vụ mạng hoặc kết nối thông qua dịch vụ ArcGIS Server địa phương.
1.2.1.4 Dữ liệu máy chủ (Data Server)
Dữ liệu máy chủ, các máy chủ dữ liệu chứa các nguồn tài nguyên GIS đã được
công bố như các dịch vụ trên máy chủ GIS. Những nguồn này có thể là các tài liệu
bản đồ (map), địa chỉ định vị (address locators), tài liệu toàn cầu (globe documents),
cơ sở dữ liệu địa lý (geodatabase), và các hộp công cụ (toolboxes).
1.2.1.5 Quản lý và quản trị ( Manager and ArcCatalog administrators)
Quản lý và quản trị ArcCatalog - ArcGIS có thể sử dụng hoặc quản lý và dùng
ArcCatalog để xuất bản nguồn tài nguyên GIS như các dịch vụ. Manager là một ứng
dụng web có hỗ trợ dịch vụ xuất bản, quản lý máy chủ GIS, tạo ra các ứng dụng
Web, ArcGIS Explorer và xuất bản bản đồ trên máy chủ. ArcCatalog bao gồm một
nút để kết nối với máy chủ GIS, có thể được sử dụng để thêm các kết nối đến máy
30
chủ GIS với một máy chủ sử dụng chung hoặc quản lý tài sản và dịch vụ của một
máy chủ.
1.2.1.6 Máy tác giả tài nguyên GIS (ArcGIS Desktop content authors)
Các tác giả của của tài nguyên GIS trên ArcGIS Desktop, chẳng hạn như bản
đồ, công cụ xử lý dữ liệu, và dữ liệu toàn cầu sẽ được xuất bản cho máy chủ, chúng
ta sẽ cần phải sử dụng các ứng dụng của ArcGIS Desktop như: ArcMap,
ArcCatalog, và ArcGlobe. Ngoài ra, nếu chúng ta đang tạo ra một dịch vụ bản đồ
lưu trữ thì sẽ phải sử dụng đến ArcCatalog để tạo ra bộ nhớ đệm.
1.2.2 Các ứng dụng của ArcGIS Server
Khi đã tạo hoàn chỉnh nguồn tài nguyên GIS, chúng ta có thể xuất bản nó như là
một dịch vụ bằng cách sử dụng ArcGIS Server Manager. Cũng có thể sử dụng trang
Manager để xem các dịch vụ chúng ta đã tạo, tổ chức chúng trong các thư mục,
giám sát hoạt động của các máy khách và tạo các ứng dụng sử dụng dịch vụ.
Xuất bản một dịch vụ đòi hỏi một số chuẩn bị để đảm bảo nguồn tài nguyên GIS
có thể truy cập vào tất cả các thành phần cần thiết của máy chủ. Sao cho các tài
nguyên và tất cả dữ liệu trên máy chủ SOM có thể truy cập vào nó. Ngoài ra, cần
cung cấp cho các tài khoản SOC cho phép thích hợp để các thư mục chứa các tài
nguyên và dữ liệu hoạt động ổn định.
Hình 1.11 dưới đây là các ứng dụng trên trang ArcGIS Server Manager đã được
đánh dấu màu đỏ, bao gồm 3 dịch vụ (đánh số từ 1 đến 3) và các chức năng quản
lý, phân quyền đánh số từ 4 đến 5.
1.2.2.1 Chia sẻ tài nguyên
Nhìn vào hình 1.11 phần khoanh tròn màu đỏ và đánh số 1 là chức năng chia sẻ
tài nguyên GIS thành dịch vụ. Những loại tài nguyên nào có thể chia sẻ được và có
những kiểu dịch vụ gì, theo ESRI các dữ liệu có dạng như bảng 1.1 dưới đây có thể
chia sẻ thành một dịch vụ tương ứng.
31
Hình 1.10 Trang ArcGIS Server Manager và các tính năng ứng dụng
Bảng 1.1 Các kiểu dịch vụ và yêu cầu tài nguyên GIS tương ứng
Loại dịch vụ Yêu cầu tài nguyên GIS
Dịch vụ bản đồ (Map service)
Tài liệu bản đồ (Map document) theo dạng format (.mxd, .pmf)
Dịch vụ mã hóa địa lý (Geocode service)
Địa chỉ định vị (Address locator) theo dạng format (.loc, .mxs, SDE batch locator)
Dịch vụ dữ liệu địa lý (Geodata service)
Cơ sở dữ liệu kết nối dạng tệp tin theo format (.sde) của ArcSDE Personal Geodatabase (dạng này có thể chỉnh sửa trực tuyến) hoặc theo dạng file geodatabase (không cho phép chỉnh sửa trực tuyến)
Dịch vụ hình học (Geometry service)
Không yêu cầu tài nguyên GIS
Dịch vụ xử lý dữ liệu (Geoprocessing
service)
Bản đồ tài liệu với công cụ xử lý hoặc một hộp công cụ xử lý(.tbx)
Dịch vụ toàn cầu (Globe service)
Tài liệu toàn cầu (Globe document) dạng format (.3dd, .pmf)
Dịch vụ ảnh (Image service)
File dữ liệu Raster hoặc tham chiếu đến lớp một bộ dữ liệu raster, Raster dataset or layer file referencing a raster dataset or compiled image service definition (.ISCDef)
32
Khi tạo ra một dịch vụ, hệ thống luôn yêu cầu lựa chọn khả năng cũng như mức
độ truy cập của các nguồn tài nguyên GIS chúng ta muốn kích hoạt. Tất cả các loại
dịch vụ hỗ trợ một khả năng cơ bản nào đó đều liên quan chặt chẽ và phụ thuộc vào
loại tài nguyên GIS. Ví dụ, tất cả các dịch vụ bản đồ hỗ trợ khả năng lập bản đồ, và
các dịch vụ hỗ trợ khả năng sữa chữa, tìm kiếm, cập nhật đối tượng mới. Tuy nhiên,
các công cụ có thể có sẵn cho một dịch vụ hay không còn tùy theo loại tài nguyên
của GIS và những dữ liệu chứa các công cụ cho phép. Ví dụ, xuất bản một tài liệu
bản đồ có chứa một lớp công cụ, sẽ có tùy chọn để cho phép khả năng xử lý địa lý,
cho phép khách hàng chạy một mô hình trên máy chủ và xem kết quả trong dịch vụ
bản đồ. Một ví dụ khác về khả năng một - một mà có thể kích hoạt khi xuất bản bất
kỳ dịch vụ bản đồ - là truy cập dữ liệu di động, cho phép thiết bị di động có thể trích
xuất dữ liệu của bản đồ bằng cách sử dụng một dịch vụ web. Chúng ta cũng có thể
tìm thấy một danh sách đầy đủ các khả năng có sẵn trong chủ đề những loại dịch vụ
mà chúng ta muốn xuất bản.
Theo mặc định, các dịch vụ sẽ tự động được kích hoạt để truy cập web khi tạo
chúng. Nếu muốn, có thể vô hiệu hóa truy cập web hoặc giới hạn thiết lập vào
những gì khách hàng có thể làm với các dịch vụ qua Web. Ngoài ra, có thể chỉ định
người sử dụng trên mạng sẽ được tiếp cận với các dịch vụ.
ArcGIS Server Manager khá dễ dàng để xuất bản nhanh các dịch vụ bởi vì nó
tập hợp nhiều tính chất dịch vụ mặc định, tuy nhiên, nếu hàng trăm, hàng ngàn
người dùng sẽ được truy cập vào dịch vụ, hoặc nếu người dùng sẽ được thực hiện
hoạt động trạng thái chẳng hạn như thêm mới hoặc chỉnh sửa các dịch vụ. Lúc đó
cần phải thay đổi giá trị mặc định của dịch vụ tối ưu và phù hợp thì phần Pooled và
nonPooled sẽ cung cấp các chức năng có thể sử dụng để cấu hình dịch vụ tốt nhất.
Có thể sửa đổi các thuộc tính của dịch vụ để làm cho nó hoặc gộp (Pooled) hoặc
không gộp (nonpooled). Trường hợp của một dịch vụ gộp có thể được chia sẻ giữa
nhiều phiên ứng dụng. Khi một phiên ứng dụng dịch vụ trả về một trường hợp gộp
đến máy chủ, nó có sẵn để sử dụng phiên ứng dụng khác.
.
33
Hình 1.11 Ví dụ về chia sẻ một dịch vụ
1.2.2.2 Tạo ứng dụng Web
Hình 1.12 Một ví dụ tạo ứng dụng Web có sử dụng hyperlink để liên kết ảnh
ArcGIS Server Manager cho phép tạo và quản lý các ứng dụng bản đồ Web có
sử dụng đến các dịch vụ. Chúng ta có thể chọn các lớp có bản đồ sẽ hiển thị, cấu
hình các nhiệm vụ đó sẽ đơn giản hóa công việc GIS, và thiết lập các chủ đề và sự
34
xuất hiện của ứng dụng. Quản lý duy trì một danh sách các ứng dụng mà chúng ta
đã tạo ra, vì vậy chúng ta có thể xem, chỉnh sửa, liên kết ảnh hoặc loại bỏ bất cứ đối
tượng nào vào mọi thời điểm. Để bắt đầu tạo một ứng dụng web trước hết phải
login vào trang ArcGIS Server Manager và các bước tiếp sau cũng khá đơn giản.
Các đối tượng khách hàng chỉ cần có trình duyệt Web hoặc Firefox là có thể tương
tác được với tài nguyên GIS qua website mà không cần đến kiến thức GIS hoặc
phần mềm trên máy. Trên hình 1.11 phần khoanh tròn màu đỏ và đánh số 2 là chức
năng tạo ứng dụng Web trên trang ArcGIS Server Manger và hình 1.13 dưới đây là
một ví dụ.
1.2.2.3 Tạo ứng dụng GIS trên điện thoại di dộng
Có lẽ các dịch vụ của chúng ta sẽ được sử dụng trong lĩnh vực này trên các thiết
bị di động. Các WebADF (Web Application Developer Framework) điện thoại di
động, kèm với ArcGIS Server cho Microsoft NET. Framework, cung cấp các lớp và
các mẫu để xây dựng ứng dụng GIS cho các thiết bị di động như Pocket PC (máy
tính bỏ túi) và điện thoại thông minh. Chúng ta cũng có thể sử dụng quản lý để xây
dựng một trong ứng dụng di động. Bản đồ dịch vụ có thể bộc lộ khả năng truy cập
dữ liệu di động, cho phép các thiết bị di động trích xuất nội dung của một tài liệu
bản đồ thông qua một dịch vụ web. Trên hình 1.11 phần khoanh tròn màu đỏ và
đánh số 3 là chức năng tạo ứng dụng trên điện thoại di động. Ví dụ như hình 1.14
này minh họa làm thế nào để tạo một dự án “end-to-end” lĩnh vực chỉnh sửa tập
trung vào việc kiểm tra và thu thập các dấu hiệu đường bộ trong một khu vực đô thị.
Hình 1.13 Các tính năng bản đồ và tìm kiếm không gian trên điện thoại di động
35
1.3 Khái quát về vị trí địa lý và tình hình ô nhiễm dầu trên biển Đông
1.3.1 Vị trí địa lý
Biển Đông là một trong những biển rìa lớn nhất của Thái Bình Dương được bao
bọc bởi lục địa Trung Quốc, bán đảo Đông Dương, lục địa Thái Lan và các quần
đảo Malaysia, Indonesia, Philippines, Bruney, Singapore. Biển Đông được xem như
một biển kín với hai vịnh lớn là vịnh Bắc Bộ và vịnh Thái Lan.
Phạm vi khu vực nghiên cứu của đề tài trải dài từ vĩ độ 1o lên đến 25o độ vĩ Bắc
và từ kinh độ 99o đến 121o độ kinh Đông
Diện tích khoảng 3,4 triệu km2.
Thể tích 3,928 triệu km3.
Độ sâu trung bình 1.140 m, vực sâu nhất 5.016 m thuộc rìa lục địa Philippines.
Ranh giới phía Đông Bắc là đường nối điểm cực Bắc đảo Đài Loan kéo vào bờ
Trung Quốc, ranh giới phía Nam là khối nâng giữa các đảo Sumantra và Calimantan
ở khoảng 3 o05'S (theo Phòng Thuỷ đạc quốc tế).
Việt Nam có đường bờ biển kéo dài trên 13o vĩ tuyến án ngữ gần như toàn bộ
bờ phía Tây của Biển Đông. Các vùng biển của Việt Nam đã được Chính phủ tuyên
bố bao gồm vùng nội thủy (phía trong đường cơ sở), lãnh hải (rộng 12 hải lý tính từ
đường cơ sở), vùng tiếp giáp lãnh hải (rộng 24 hải lý tính từ đường cơ sở), vùng đặc
quyền kinh tế (rộng 200 hải lý tính từ đường cơ sở) và thềm lục địa (mở rộng đến
bờ ngoài của rìa lục địa, nơi nào hẹp hơn thì mở rộng đến 200 hải lý). Hầu hết các
ngành kinh tế mũi nhọn của nước ta đều gắn kết với biển như du lịch, dầu khí, thủy
sản, giao thông vận tải, công nghiệp tàu thuỷ… Năm 2003, tổng GDP từ kinh tế
biển và vùng ven biển ước tính đạt khoảng 197,3 nghìn tỷ đồng, tương đương
khoảng 1,54 tỷ USD, bằng khoảng 32,6% GDP của cả nước (GDP của năm 2003
đạt gần 336 nghìn tỷ đồng) và khu vực ven biển nước ta nuôi sống được khoảng 25
triệu người, bằng khoảng 31% dân số cả nước (Ủy ban biên giới quốc gia).
Vùng biển Đông và biển Việt Nam không chỉ là một trong các khu vực có
tầm quan trọng chiến lược đối với các nước trong khu vực Châu Á - Thái Bình
Dương nói riêng mà còn có ảnh hưởng lớn với các quốc gia khác trên thế giới. Đặc
biệt vùng biển này có nhiều mỏ dầu khí và nhiều tuyến hàng hải quốc tế đi qua, do
36
đó ở vùng biển này thường xuyên xảy ra các sự cố tràn dầu gây ảnh hưởng tới kinh
tế, xã hội của nhiều nước trong khu vực.
Hình 1.14 Bản đồ biển Đông và khu vực nghiên cứu
1.3.2 Tình hình ô nhiễm dầu
Theo báo cáo của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ năm 2004 con số ước
đoán, hàng năm có khoảng 3,2 triệu tấn dầu làm ô nhiễm biển từ các nguồn gốc
khác nhau. Trong báo cáo còn phản ảnh tỉ lệ phần trăm của các nguồn ô nhiễm đã
37
mang vào đại dương trong đó nguồn ô nhiễm lớn nhất xuất phát từ các cơ sở công
nghiệp và dân cư đô thị.
Cũng theo báo cáo, có khoảng 960.000 tấn dầu ô nhiễm từ nguồn này chiếm
30%. Đứng hàng thứ hai phải kể đến ô nhiễm do hoạt động của các tàu chở dầu với
mức đóng góp 22%, sau đó là các vụ tai nạn tàu chở dầu 13%.
Trong khi đó các hoạt động khai thác dầu khí trên biển chỉ đóng góp vào ô
nhiễm với một tỷ lệ khiêm tốn khoảng 2%. Ngạc nhiên hơn cả là ô nhiễm dầu tự
nhiên từ các đứt gãy, vận động của vỏ trái đất chiếm tới 8%, gấp bốn lần ô nhiễm từ
các hoạt động khai thác dầu khí trên biển.
Quan trọng hơn, cần để ý rằng nguyên nhân nào là lớn nhất hiện nay theo IMO
vào năm 1990, ước tính toàn cầu dầu ô nhiễm từ tàu là 568.500 tấn. Các đóng góp ô
nhiễm từ tàu hoạt động trên biển (tàu chở dầu hoạt động và xả đáy tàu dầu và nhiên
liệu) là khoảng 75%, trong khi vô ý làm ô nhiễm chiếm ít hơn 20%. Tuy nhiên, tình
cờ nhận được nhiều sự cố tràn dầu sự chú ý của công chúng, truyền thông và các
chính trị gia quá cố tràn dầu bất hợp pháp. Đây có lẽ là bởi vì sự cố tràn dầu được
đặc trưng bởi một số lượng lớn hơn dầu được phát tán vào một diện tích mặt nước
hạn chế trong một khoảng thời gian tương đối ngắn. Tuy nhiên, sự cố tràn dầu bất
hợp pháp lại là nguồn lớn nhất của ô nhiễm dầu trên biển và gây ra các nguy cơ dài
hạn lớn nhất cho môi trường biển và ven biển. Đặc biệt trong thời gian gần đây giao
thông vận tải biển phát triển và hoạt động khả nhộn nhịp. Biểu đồ hình 1.16 biểu
thị khá rõ điều này.
Hình 1.15 Ước tính ô nhiễm dầu trên toàn cầu do tàu gây ra (triệu tấn/năm) từ IMO
38
Trong một báo cáo của nhóm tác giả Li Daoji và Dag Daler có tên “Ocean
Pollution from Land-based Sources: East China Sea, China”. Đề cập đến lượng dầu
thải ra biển Đông tính riêng cho năm 2000 có tổng cộng 13,580,000 tấn dầu tràn ra
biển, riêng chỉ đối với vùng biển Nam Trung Quốc bị ô nhiễm nghiêm trọng với
tổng cộng 13,020,000 tấn dầu cụ thể xem bảng 1.2.
Bảng 1.2 Thống kê phân bố và xả thải của các giếng dầu khí Trung Quốc năm
2000
Vùng biển Số lượng phát triển giếng dầu khí
Lượng dầu xả thải (x104 tấn)
Lượng xả (x104 tấn)
Bột Hải 8 246 54 East China Sea 1 30 5 South China Sea 16 4372 1302 Tổng 25 4648 1358
Biển Việt Nam là một vùng biển hở là nơi trung chuyển giữa Ấn Độ Dương và
Thái Bình Dương, giữa Châu Âu, Trung Cận Đông với Trung Quốc, Nhật Bản và
các nước khác. Vì địa thế như vậy nên vùng biển Việt Nam có thể coi như là thùng
rác của khu vực, mọi loại rác và chất ô nhiễm đều có thể được gió và theo dòng
nước loang dạt vào vùng biển nước ta. Theo báo cáo “Nguồn nhiễm bẩn và tiềm
năng nhiễm bẩn dầu ở vùng biển Việt Nam” của PTS. Tạ Đăng Minh – Trung tâm
nghiên cứu môi trường - Viện KTTV, dầu xuất hiện trên vùng biển Việt Nam có thể
từ các nguồn như bảng 1.3:
Bảng 1.3 Cường độ thải của các nguồn vào biển Việt Nam
Loại nguồn Cường độ thải (tấn/năm)
Từ đất liền thải ra Dò rỉ trên tuyến hàng hải Các tai nạn giao thông trên biển Thăm dò và khai thác dầu Bốc dỡ dầu
4,038.5 23,001.2
500 910 370
Tổng cộng 28,819.7
Ở nước ta hiện nay chưa có số liệu thống kê đầy đủ về sự cố tràn dầu, nhất là dữ
liệu về các sự cố tràn dầu nhỏ (có lượng < 7 tấn). Trước năm 1990, không có thông
39
tin về các sự cố tràn dầu có lượng dầu tràn lớn hơn 100 tấn ở Việt Nam. Nhưng
trong khoảng thời gian từ năm 1992 đến nay, đã ghi nhận được nhiều sự cố tràn dầu
lớn, gây hậu quả nghiêm trọng, đặc biệt trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh và Bà
Rịa - Vũng Tàu (bảng 1.4 ).
Bảng 1.4 Các sự cố tràn dầu lớn ở Bà Rịa - Vũng Tàu
STT Loại dầu
Năm Vị trí Lượng (tấn)
1 DO 1994 Cảng Cát Lái, TP. Hồ Chí Minh 1,700
2 DO 2003 Cảng VICT, TP. Hồ Chí Minh 388
3 DO 2002 Phao số “0”, Vũng Tầu 200
4 DO 1992 Gần cảng Quy Nhơn, Bình Định 180 (ước
5 DO 1996 Cảng Cát Lái, TP. Hồ Chí Minh 177
6 FO 1999 Đảo Lý Sơn, Quảng Ngãi 150 (ước
7 FO 1994 S. Tắc Rói, TP. Hồ Chí Minh 137
8 DO 1997 Cảng Cát Lái, TP. Hồ Chí Minh 117
9 FO 1999 Mỏ Đại Hùng, Vũng Tàu 105
Đáng chú ý nhất là công bố gần đây của nhóm tác giả Viện Địa lý do
PGS.TS Nguyễn Đình Dương đứng đầu, phân tích từ 26 ảnh của vệ tinh Alos (Nhật
Bản) có bộ cảm Palsar từ tháng 12-2006 đến 4-2007, trong đó có bảy ảnh phát hiện
14 vệt dầu, cho thấy phần lớn dầu loang nằm ngoài lãnh hải Việt Nam và không xác
định được nguồn gốc.
Trong Báo cáo tổng hợp đề tài trọng điểm cấp Nhà nước; “Ô nhiễm dầu trên
vùng biển Việt Nam và biển Đông, mã số KC.09.22/06-10” PGS. TS. Nguyễn Đình
Dương và các tác giả đã tổng quan tình hình ô nhiễm dầu trên biển Việt Nam và
biển Đông, trong đó các tác giả đã phân tích khá kỹ nguy cơ ô nhiễm dầu từ sáu
nguồn ô nhiễm chính được thống kê:
• Ô nhiêm dầu nguồn gốc tự nhiên
• Các hoạt động khai thác, thăm dò dầu khí
• Giao thông vận tải biển
40
• Hoạt động sản xuất và phát triển ven bờ
• Tàu đắm trong quá khứ
• Ô nhiễm dầu không rõ nguồn gốc
Giáo sư David Rosenberg đã từng cảnh cáo rằng biển Đông sẽ trở thành cái bồn
chứa ô nhiễm môi trường trong khu vực. Trong bài viết mang tựa đề “The South
China Sea: A Sink for Regional Enviornmental Pollution?”, tác giả giải thích: “Do
lẽ các nước trong khu vực tiếp tục bành trướng kinh tế và tiêu thụ ngày càng nhiều
tài nguyên dầu hỏa, họ sẽ phải đối diện những quyết định sinh tử về mặt kỹ thuật và
hạ tầng sẽ có những hậu quả thay đổi môi trường lâu dài”.
Chính vì vậy việc đề xuất một phương pháp luận tối ưu để xây dựng CSDL
hỗ trợ giám sát, phát hiện, dự báo và xử lý sự cố tràn dầu là hết sức cấp thiết. Trong
đó việc phối hợp trao đổi thông tin giữa các cơ quan cần được quan tâm hơn nữa.
Việc nghiên cứu và thử nghiệm hệ thống chia sẻ dữ liệu qua hệ thống mạng máy
tính với sự trợ giúp của công nghệ ArcGIS Server nhằm đáp ứng cao nhu cầu công
việc và tăng hiệu quả hoạt động của cả hệ thống cần phải được phát triển và mở
rộng trong thời gian tiếp theo.
41
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ
NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM DẦU TRÊN BIỂN
2.1 Đánh giá kết quả xây dựng CSDL đề tài KC.09.22/06-10
2.1.1 Đánh giá về số liệu sử dụng
Sản phẩm cơ sở dữ liệu là một trong những sản phẩm quan trọng của đề tài.
Để thực hiện nội dung này nhóm nghiên cứu đã thu thập số liệu từ khi triển khai cho
tới lúc kết thúc đề tài và chủ yếu các số liệu dựa trên các nguồn sau:
- Các báo cáo, sản phẩm từ các đề tài, dự án, công trình nghiên cứu đã được
công bố trong nước và trên thế giới.
- Các số liệu thống kê
- Các bản đồ, dữ liệu địa không gian
- Các tư liệu ảnh vệ tinh phân tích vệt dầu
Các tư liệu này được thu thập từ nhiều phương thức khác nhau trong đó có sự
liên kết hợp tác với các cơ quan khác trong và ngoài nước như:
- Viện Địa chất và Địa Vật lý Biển, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
- Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội
- Trung tâm Quan trắc Môi trường, Cục Bảo vệ Môi trường, Bộ Tài nguyên và
Môi trường
- Ban Khoan và ban Khai thác, Tập đoàn dầu khí Quốc gia Việt Nam (PNV)
- Viện Dầu khí Việt Nam (PVI)
- Tổng công ty Thăm dò – Khai thác dầu khí (PVEP)
- Tổng công ty Khoan và Dịch vụ khoan (VP Drilling)
- Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro (VSP)
- Trung tâm Phân tích Dữ liệu và Quan trắc Trái đất Nhật bản (ERSDAC)
42
2.1.2 Đánh giá về phương pháp xây dựng
Bên cạnh các phương pháp chuyên môn cụ thể của từng nhóm nghiên cứu trong
các chuyên đề, đề tài đã sử dụng phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu hiện đại với
sự hỗ trợ của phần mềm ArcGIS, nhằm hỗ trợ thêm cho việc xác định các nguồn ô
nhiễm. Một số cơ sở dữ liệu đã được xây dựng như CSDL các cơ sở khai thác chế
biến dầu khí, CSDL về giao thông vận tải biển, CSDL về các sự cố tràn dầu trong
quá khứ trên vùng biển Đông và biển Việt Nam. Các cơ sở dữ liệu đã được xây
dựng đúng theo mục tiêu đặt ra của đề tài. Tuy nhiên, do thời gian hạn chế nên việc
tổng hợp ghép nối các CSDL rời rạc thành một hệ thống hoàn chỉnh và sử dụng
chúng như các dịch vụ cũng như chia sẻ tài nguyên trên mạng diện rộng là chưa
được đề cập.
Đối với dữ liệu ảnh, đề tài đã sử dụng phần mềm Image Web Server (IWS) để
chia sẻ bằng cách nhúng qua một giao diện web. Đây là một phần mềm rất mạnh
trong việc nén ảnh và cung cấp ảnh trên mạng. Với IWS, đề tài đã công bố kết quả
các cảnh ảnh đã được phân tích vết dầu cũng như những báo cáo chi tiết về các
thông số của từng vết dầu trên mỗi ảnh tại trang web của Đề tài:
http://www.oilspill.vn. Mặt hạn chế của IWS là không hỗ trợ thao tác với dạng dữ
liệu vector, do đó, việc chia sẻ cả một cơ sở dữ liệu (Database) là không thể thực
hiện trên phần mềm này.
Ngoài ra, Đề tài đã sử dụng phương pháp xử lý ảnh số để phân tích, giải đoán
vệt dầu trên ảnh vệ tinh, dựa trên các kết quả giải đoán đưa ra những nhận xét, dự
báo sơ bộ về nguyền nhân gây ô nhiễm. Dựa trên các dữ liệu thu thập được và cơ sở
khoa học xác định các nguồn ô nhiễm dầu, các tác giả đã vận dụng các phương pháp
thành lập bản đồ để xây dựng bản đồ phân bố không gian và phân loại các nguồn ô
nhiễm dầu trên biển Việt Nam và Biển Đông cùng một số bản đồ khác.
2.1.3 Đánh giá mức độ hiện đại của sản phẩm so với trong nước và trên thế giới
Hệ thống số liệu, cơ sở dữ liệu được thu thập và xây dựng dựa trên cơ sở kế
thừa những báo cáo, đề tài hiện có kết hợp với việc tìm kiếm, thu thập những bài
báo, tư liệu, thống kê mới để phục vụ cho công tác quản lý, giám sát và theo dõi ô
nhiễm dầu trên biển. Bộ số liệu và cơ sở dữ liệu này được lưu trữ ở nhiều dạng khác
43
nhau như vector, raster, bảng biểu v.v... Cơ sở dữ liệu bao gồm nhiều lớp thông tin
chuyên đề, trong mỗi lớp chuyên đề, có các trường dữ liệu cung cấp các thông tin
thuộc tính. Hệ thống số liệu, cơ sở dữ liệu bước đầu đã đưa ra được cái nhìn tổng
quan, trực diện hơn về một hệ thống cơ sở dữ liệu hoàn chỉnh và nhất quán góp
phần vạch ra được những đường lối, kế hoạch cụ thể từ khâu thu thập, khai thác
thông tin cho đến khâu quản lý, cập nhật, lưu trữ dữ liệu. Đây là một hợp phần quan
trọng trong bộ cơ sở dữ liệu chung của đề tài để góp phần hỗ trợ giải quyết nhiệm
vụ nghiên cứu, phát hiện và giám sát sự cố tràn dầu. Về cơ bản, nguồn số liệu thu
thập được phục vụ khá đầy đủ để xây dựng bản đồ, cơ sở dữ liệu cũng như hỗ trợ
nghiên cứu. Tuy nhiên, các số liệu chưa được nhất quán về khuôn dạng cũng như
chưa đồng nhất, hoặc có những con số thống kê ô nhiễm dầu chung chung, không
có tính định vị nên một số không triển khai thể hiện lên bản đồ được. Nhiều thông
tin đã được thiết kế trong cơ sở dữ liệu nhưng lại không có trong các báo cáo nên cơ
sở dữ liệu còn bị khuyết thông tin. Hầu hết các thông tin, số liệu tập trung nhiều ở
khu vực các tỉnh ven biển trọng điểm - nơi có nhiều cảng biển trung chuyển, nhiều
tuyến giao thông biển hoặc những nơi có nhiều mỏ dầu khí – trong khi đó các tỉnh
thành ven biển khác lại thiếu thông tin, do đó thông tin thuộc tính ở các vị trí phân
bố chưa đồng đều. Từ trước tới nay, việc thống kê các sự cố tràn dầu ở nước ta chưa
được hoàn chỉnh và thống nhất, do đó chưa có kế hoạch, phương án quản lý, giám
sát và ứng phó thích hợp cho từng loại sự cố tràn dầu. Đồng thời chưa thống kê, xác
định kịp thời tính chất và mức độ (lượng dầu tràn, vị trí dầu tràn) của các sự cố tràn
dầu để có những biện pháp xử lý phù hợp giảm nhẹ mức độ thiệt hại. Phần lớn
những thiệt hại lại không được bồi thường vì chính quyền địa phương không có
chuyên môn trong việc đánh giá mức độ thiệt hại. Hơn nữa, các sự cố tràn dầu lớn,
nhỏ đều do các cấp ngành trung ương và địa phương đề xuất và phân công ứng phó
khi có sự cố xảy ra do đó còn nhiều lúng túng và bị động trong khâu tổ chức, xử lý.
Trong khi đó, nếu xây dựng được đầy đủ bộ cơ sở dữ liệu các sự cố tràn dầu thì sẽ
có được cái nhìn tổng quan những nguyên nhân chính gây ra các sự cố tràn dầu ở
vùng biển nước ta và những khu vực, thời điểm hay xảy ra sự cố để đặt mức giám
sát ưu tiên cho những khu vực nhạy cảm và chủ động vạch ra những kế hoạch, giải
pháp sẵn sàng ứng phó khi sự cố tràn dầu xảy ra. Việc thống kê đầy đủ mức độ thiệt
44
hại và phạm vi ảnh hưởng do sự cố tràn dầu gây ra cũng góp phần phục vụ công tác
khắc phục sau sự cố đạt hiệu quả thiết thực hơn.
Đánh giá chung sản phẩm CSDL so với trong nước là một sản phẩm tương đối
hoàn hảo và có thể nói là đi tiên phong trong việc xây dựng và tổng hợp thông tin.
Tuy nhiên, để đạt mức ngang tầm với các CSDL trên thế giới hiện nay thì cần bổ
sung và khắc phục một số khiếm khuyết đã nêu ở trên để đồng thời cần triển khai
các ứng dụng dịch vụ để chia sẻ sử dụng dữ liệu như là các dịch vụ, phục vụ tối ưu
cho việc nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển.
2.2 Đề xuất phương pháp luận tối ưu xây dựng CSDL phục vụ nghiên cứu ô
nhiễm dầu trên biển
2.2.1 Đề xuất phương pháp xây dựng CSDL
CSDL cần thỏa mãn các yêu cầu sau:
• Các lớp thông tin được thiết kế hợp lý, tổ chức khoa học
• Chính xác về thông tin không gian và thuộc tính, đạt chuẩn về dữ liệu
• Các thông tin về siêu dữ liệu - metadata phải đầy đủ và chính xác
• Các lớp thông tin phải được xây dựng sao cho có thể cho phép chỉnh sửa trực
tuyến
• Cho phép cập nhật thông tin dễ dàng trong tương lai
2.2.1.1 Quy trình công nghệ xây dựng CSDL
Hình A dưới đây là sơ đồ đề xuất cấu trúc một hệ thống CSDL phục vụ nghiên
cứu ô nhiễm dầu trên biển. Hệ thống CSDL được xây dựng trên nguyên tắc cấu trúc
dạng Personal Geodatabase và các lớp thông tin lưu trữ trong Database Server SQL
Express của ArcSDE. Trong đó mỗi nhóm CSDL được tạo bởi một Feature Dataset
SDE và các lớp thông tin của mỗi nhóm được tạo bởi một Feature Class SDE. Bước
tiếp theo các lớp dữ liệu được biên tập về bản đồ ở khuôn dạng *.mxd. Các báo cáo
quan trắc vết dầu cho từng cảnh ảnh ở khuôn dạng *.pdf được liên kết theo ID tới
vết dầu và bản thân cảnh ảnh đó ở khuôn dạng geotiff.
QUY TRÌNH THỰC HIỆN XÂY DỰNG CSDL PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM DẦU TRÊN BIỂN
Số liệu và tài liệu bổ trợ Dữ liệu ảnh vệ tinh (Envisat Asar, Alos Palsar)
KTCB
Phần mềm xử lý ảnh
Bản đồ phân vùng nguy cơ ô nhiễm dầu
Bể TT
Lộ dầu
P vùng
Hướng gió
Trầm tích Nền KT-XH KTTV Tràn dầu GTVT
Ven biển
Du lịch
Thủy triều Tai nạn
Tuyến QT
Cảng
Tuyến NĐ
Mỏ dầu VN
Mỏ dầu khác
Tuyến DK
Lô KT
Bản đồ giao thông vận tải biển
Bản đồ khai thác và chế biến dầu khí
Bản đồ các sự cố tràn dầu trong quá khứ
Bản đồ phân bố không gian và phân loại nguồn
DATABASE SERVER
HỆ THỐNG LAYOUT CÁC BẢN ĐỒ BÁO CÁO QUAN TRẮC VẾT DẦU
Phần mềm ArcGIS destop ArcSDE
Feature dataset SDE Feature dataset SDE
Feature class SDE NMHD
Vết dầu Bổ trợ
Lãnh hải
Quyền KT Quỹ đạo VT
Mật độ VD
T/c Lý hóa D
2010
2009
2007
2008 Bờ biển
Cơ sở Làm muối
Vùng ST
Độ mặn
Sóng, gió
Dòng chảy
Đắm tàu
Sự cố khác
Gió mùa TN
Gió mùa DB
2006
Hình A Quy trình thực hiện xây dựng CSDL phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển
46
2.2.1.2. Lựa chọn công nghệ sử dụng
Dưới đây là các công nghệ sẽ được lựa chọn sử dụng:
• Microsoft ASP.net 2.0 with Ajax extensions 1.0, Microsoft.net
Framework 3.5 SP1: thiết lập môi trường để chạy ArcGIS Server dotnet
• ArcGIS Destop 9.3: xây dựng, biên tập và chỉnh sửa dữ liệu
• ArcGIS SDE 9.3, My SQL: xây dựng CSDL theo chuẩn cấu trúc
Personal Geodatabase phục vụ cho việc chia sẻ dữ liệu qua ứng dụng Web và
chỉnh sửa dữ liệu trực tuyến
• ArcGIS Server dotnet 9.3: Phục vụ chia sẻ tài nguyên cơ sở dữ liệu
thông qua một dịch vụ và tạo ứng dụng Web, phân quyền sử dụng tài nguyên
cho người dùng,…
• Internet Information Services (IIS) Manager: Kết nối và quản lí
các công cụ trên máy chủ có ứng dụng Web
• Mozilla Firefox và Microsoft Internet Explorer: trình duyệt sử
dụng để mở ứng dụng Web.
2.2.1.3. Thiết kế nội dung và cấu trúc cơ sở dữ liệu
a. Nội dung cơ sở dữ liệu: Cơ sở dữ liệu gồm các hợp phần sau
- Nhóm CSDL phục vụ phát hiện sớm sự cố tràn dầu: gồm dữ liệu ảnh vệ tinh
cho phép chiết xuất các thông tin về sự cố tràn dầu và các thông tin liên quan, các
dữ liệu cũng có thể khai thác từ ảnh vệ tinh là hướng gió, hướng dòng chảy, có hay
không hoạt động của tàu xung quanh sự cố tràn dầu; các thông tin bổ trợ như: bản
đồ quỹ đạo bay của các vệ tinh Alos Palsar, Envisat Asar và Radarsat cho biết lịch
thu ảnh vệ tinh của từng vị trí địa lý; dữ liệu hình ảnh các vết dầu phổ biến đã xảy ra
giúp cho việc xác định chính xác vết dầu và dựa vào hình thù của vết phần nào
phỏng đoán được nguyên nhân tránh trường hợp nhầm lẫn với các báo động giả
như: mưa, vùng lặng gió, bóng địa hình,..
- Nhóm CSDL phục vụ tính toán dự báo lan truyền vết dầu: dữ liệu về điều kiện
khí tượng thủy hải văn chứa các lớp thông tin về độ mặn, nhiệt độ, độ ẩm nước
47
biển, trường sóng, trường gió, thủy triều và dòng chảy biển; bản đồ lưới mịn độ sâu;
tính chất lý hóa của một số loại dầu phổ biến.
- Nhóm CSDL phục vụ tính toán, dự báo thiệt hại và thành lập bản đồ nhạy cảm
tràn dầu: nhóm này gồm các lớp thông tin về điều kiện kinh tế - xã hội của vùng
bờ: các cơ sở làm muối, điểm du lịch ven biển, vùng sinh thái và đa dạnh sinh học.
- Nhóm CSDL phục vụ phân vùng nguy cơ ô nhiễm dầu theo các nguồn gốc
khác nhau: gồm các dữ liệu tiềm ẩn khả năng gây ô nhiễm dầu trên biển như các lớp
thông tin về các tuyến giao thông vận tải biển, các cơ sở khai thác và chế biến dầu
khí, các điểm lộ dầu và bể trầm tích, các khu công nghiệp ven biển, dữ liệu về các
tàu đắm trong quá khứ - đây là nguồn thông tin khá quan trọng, các tàu bị đánh
chìm trong chiến tranh thế giới là một trong những nguyên nhân làm ô nhiễm dầu
không rõ nguồn gốc đã được xác định.
- Nhóm CSDL nền: nhóm này có chức năng giới hạn và mô tả địa lý, vùng lãnh
thổ: gồm các lớp thông tin như: đường cơ sở, vùng lãnh hải, vùng đặc quyền kinh
tế, đường bờ biển, ranh giới quốc gia,...
Ngoài ra, còn xây dựng thêm một số các lớp thông tin khác phục vụ cho việc
ứng phó sự cố tràn dầu như: địa chỉ liên lạc của các cơ quan có liên quan để kịp thời
gửi báo cáo sự cố tràn dầu.
b. Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu
CSDL phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu được tổ chức thành 2 dạng dữ liệu:
- Dữ liệu không gian: bao gồm các lớp thông tin ở dạng vector, raster. Các dữ
liệu ở dạng vector có kèm theo các thông tin thuộc tính được xây dựng và
cập nhật theo chuẩn cấu trúc các trường thông tin đã thiết kế. Các số liệu
dạng raster được lưu dưới dạng geotiff nên dễ dàng tích hợp với các lớp
thông tin khác.
- Dữ liệu phi không gian: bao gồm các loại số liệu ở dạng bảng biểu, hình ảnh,
text. Các số liệu dạng bảng biểu được xây dựng ở dạng file của Microsoft
48
Word hoặc Microsoft Excel. Những số liệu này dễ dàng chuyển thành dạng
dữ liệu mà các phần mềm mô hình yêu cầu.
• Lớp CSDL nền
Đây là các thông tin nền được sử dụng để hỗ trợ phân tích và trình bày chung
cho các layout bản đồ. Nhóm lớp thông tin nền cơ bản bao gồm các lớp sau
Bảng 2.1 Các lớp thông tin nền cơ bản
STT Lớp thông tin Nguồn khai thác thông tin Dạng dữ liệu
1 Ranh giới quốc gia Bản đồ địa hình toàn quốc, tỷ lệ 1/1.000.000 Đường, vùng
2 Đường bờ biển Bản đồ địa hình toàn quốc, tỷ lệ 1/1.000.000 Đường
3 Đường cơ sở Theo các tài liệu của Nhà nước Đường
4 Ranh giới lãnh hải Theo các tài liệu của Nhà nước Đường
5 Ranh giới vùng tiếp giáp lãnh hải
Theo các tài liệu của Nhà nước Đường
6 Ranh giới vùng đặc quyền kinh tế
Theo các tài liệu của Nhà nước Đường
7 Ranh giới thềm lục địa Theo các tài liệu của Nhà nước Đường
8 Địa danh Bản đồ địa hình toàn quốc, tỷ lệ 1/1.000.000 Text
9 Địa chất biển Từ các đề tài cấp nhà nước Điểm, đường,
vùng
10 Địa mạo Từ các đề tài cấp nhà nước Điểm, đường,
vùng
11 Địa hình đáy biển
- Từ các đề tài cấp nhà nước
- Download từ website http://www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data/
Điểm, đường, vùng, Raster
• Lớp CSDL về các cơ sở khai thác chế biến dầu khí
Các thông tin về các cơ sở khai thác chế biến dầu khí được sử dụng để hỗ trợ
nghiên cứu xác định các nguồn gây ô nhiễm dầu trên biển Việt Nam và biển Đông
và các nghiên cứu khác của đề tài đồng thời cũng là nguồn dữ liệu để thành lập
49
layout bản đồ chuyên đề phân bố các nguồn dầu, khí tự nhiên trên biển Việt Nam.
Nhóm lớp thông tin về các cơ sở khai thác chế biến dầu khí bao gồm các lớp sau
Bảng 2.2 Các lớp thông tin về các cơ sở khai thác chế biến dầu khí
STT Lớp thông tin Nguồn khai thác thông tin Dạng dữ liệu
1 Các điểm mỏ dầu của Việt Nam Từ chuyên đề 3.4 của Đề tài Điểm, Bảng biểu
2 Các điểm mỏ dầu của các nước lân cận nằm trong phạm vi nghiên cứu
Từ chuyên đề 3.4 của Đề tài Điểm
3 Các Nhà máy chế biến hoá dầu Việt Nam
Từ chuyên đề 3.4 của Đề tài Điểm, Bảng biểu
4
Tính chất lý hoá của một số loại dầu và sản phẩm hoá dầu đang sử dụng phổ biến trong vùng biển Đông và biển Việt Nam
Từ chuyên đề 2.12 của Đề tài Điểm, Bảng biểu
• Lớp CSDL về các sự cố tràn dầu trong quá khứ trên vùng biển Đông và
biển Việt Nam
Các thông tin về các sự cố tràn dầu trong quá khứ trên vùng biển Đông và biển
Việt Nam được sử dụng để hỗ trợ nghiên cứu phân vùng nguy cơ ô nhiễm dầu và
các nghiên cứu khác đồng thời cũng là một trong các nguồn dữ liệu để thành lập bản
đồ phân bố không gian và phân loại các nguồn ô nhiễm dầu trên biển Việt Nam và
Biển Đông. Nhóm lớp thông tin về các sự cố tràn dầu trong quá khứ trên vùng biển
Đông và biển Việt Nam bao gồm các lớp sau
Bảng 2.3 Các lớp thông tin về các sự cố tràn dầu trong quá khứ trên vùng biển Đông
và biển Việt Nam
STT Lớp thông tin Nguồn khai thác thông tin Dạng
dữ liệu
1 Các sự cố ô nhiễm dầu trong quá khứ Từ chuyên đề 3.5 của Đề tài Điểm, vùng,
2 Các sự cố đắm tàu trong quá khứ Từ chuyên đề 3.5 của Đề tài Điểm, vùng
50
• Lớp CSDL về giao thông vận tải biển
Các thông tin về giao thông vận tải biển được sử dụng để hỗ trợ nghiên cứu xác
định các nguồn gây ô nhiễm dầu trên biển Việt Nam và biển Đông và các nghiên
cứu khác của đề tài đồng thời cũng là nguồn dữ liệu để thành lập bản đồ giao thông
vận tải biển. Nhóm lớp thông tin về giao thông vận tải biển bao gồm các lớp sau
Bảng 2.4 Các lớp thông tin về giao thông vận tải biển
STT Lớp thông tin Nguồn khai thác thông
tin Dạng dữ liệu
1 Lớp thông tin các cảng Từ chuyên đề 3.6 của Đề tài
Điểm
2 Lớp thông tin các tuyến giao thông biển nội địa
Từ chuyên đề 3.6 của Đề tài Đường
3 Lớp thông tin các tuyến giao thông biển quốc tế
Từ chuyên đề 3.6 của Đề tài Đường
• Lớp CSDL vùng có nguy cơ ô nhiễm dầu
Phân vùng nguy cơ ô nhiễm dầu được đánh giá dựa trên các lớp thông tin về
nguồn ô nhiễm và mô hình chồng xếp có trọng số và được thực hiện trong môi
trường ArcGIS
STT Lớp thông tin Nguồn khai thác thông tin Dạng
dữ liệu
1 Lớp vùng có nguy cơ ô nhiễm dầu Từ chuyên đề 3.4 của Đề tài Vùng, raster
• Lớp CSDL về các hoạt động kinh tế - xã hội ven biển
Các thông tin về các hoạt động kinh tế - xã hội ven biển được sử dụng để phục
vụ công tác dự báo và ứng phó sự cố ô nhiễm dầu đồng thời cũng là nguồn dữ liệu
để hỗ trợ thành lập một số bản đồ chuyên đề khác. Nhóm lớp thông tin về các hoạt
động kinh tế - xã hội ven biển bao gồm các lớp sau
51
Bảng 2.5 Các lớp thông tin về các hoạt động kinh tế - xã hội ven biển
STT Lớp thông tin Nguồn khai thác thông tin Dạng dữ
liệu
1 Các điểm dân cư vùng ven biển - Từ chuyên đề 2.11 của Đề tài
- Atlas Việt Nam của Bộ Khoa học và Công nghệ
Điểm
2 Các khu công nghiệp vùng ven biển
- Từ chuyên đề 2.9 của Đề tài
- Atlas Việt Nam của Bộ Khoa học và Công nghệ
Điểm
3 Các khu kinh tế, đô thị ven biển - Từ chuyên đề 2.11 của Đề tài
- Atlas Việt Nam của Bộ Khoa học và Công nghệ
Điểm
4 Các khu nuôi trồng đánh bắt thủy hải sản
- Từ chuyên đề 2.10 của Đề tài
- Atlas Việt Nam của Bộ Khoa học và Công nghệ
Điểm
5 Các khu sinh thái - Atlas Việt Nam của Bộ Khoa học và
Công nghệ Vùng
6 Các khu du lịch, dịch vụ ven biển- Từ chuyên đề 2.10 của Đề tài
- Atlas Việt Nam của Bộ Khoa học và Công nghệ
Điểm
7 Các khu làm muối - Atlas Việt Nam của Bộ Khoa học và
Công nghệ Điểm
• Lớp CSDL về điều kiện khí tượng thủy văn biển
Các thông tin về điều kiện khí tượng thủy văn biển được xây dựng với mục đích
tập hợp số liệu và thuận tiện triết xuất, cập nhật theo yêu cầu của các bài toán dự
báo, kiểm soát lan truyền dầu. Sự cố tràn dầu có thể xảy ra ở bất kỳ vị trí nào trên
biển Đông và biển Việt Nam, vì vậy tại các tọa độ bất kỳ này các thông tin điều
kiện tự nhiên phải được chuẩn bị sẵn.
Các thông tin về điều kiện khí tượng thủy văn biển được thiết kế xây dựng với
nguồn số liệu được tập hợp từ hầu hết các cơ sở điều tra cơ bản về khí tượng, thuỷ
52
văn biển, các yếu tố động lực, môi trường phạm vi toàn biển Đông và ven bờ thềm
lục địa Việt Nam, bao gồm số liệu khí hậu - trung bình tháng, trung bình mùa, trung
bình theo obs. Đây là số liệu quan trắc trực tuyến của các hệ thống điều tra cơ bản
cố định ven bờ, trên vùng thềm lục địa bằng tàu Nghiên cứu biển Việt Nam.
Độ dài các loại số liệu khác nhau, có nhiều yếu tố được tập hợp với độ dài trên
30 năm liên tục.
Các số liệu dạng raster được download miễn phí từ các website chuyên cung cấp
các số liệu về điều kiện khí tượng thủy văn biển phổ biến trên thế giới, các số liệu
này được khai thác từ tư liệu vệ tinh.
Bảng 2.6 Các lớp thông tin về điều kiện khí tượng thủy văn biển
STT Lớp thông tin Nguồn khai thác thông tin Dạng dữ liệu
1 Trường gió
- Từ các đề tài cấp nhà nước - Download từ các website
http://manati.orbit.nesdis.noaa.gov/quikscat
- ftp://ftp.ifremer.fr/ifremer/medspiration/data/l4uhrsstfnd/eurd
Điểm, Raster
2 Trường sóng
- Từ các đề tài cấp nhà nước - Download từ website
http://manati.orbit.nesdis.noaa.gov/quikscat
- ftp://ftp.ifremer.fr/ifremer/medspiration/data/l4uhrsstfnd/eurd
Điểm, Raster
3 Nhiệt độ không
khí Từ các đề tài cấp nhà nước Điểm, Raster
4 Nhiệt độ nước
biển Từ các đề tài cấp nhà nước Điểm, Raster
5 Độ mặn nước biển Từ các đề tài cấp nhà nước Điểm, Raster
6 Thuỷ triều (mực
nước) Từ các đề tài cấp nhà nước Điểm, Raster
4 Trường nhiệt mặt
biển
- Từ các đề tài cấp nhà nước - Download từ website
http://manati.orbit.nesdis.noaa.gov/quikscat
- ftp://ftp.ifremer.fr/ifremer/medspiration/data/l4uhrsstfnd/eurd
Điểm, Raster
53
5 Dòng chảy ven bờ Từ chuyên đề 6.2 của đề tài Raster Ngoài ra còn có thể khai thác các thông tin về các điều kiện khí tượng hải văn biển
từ các dữ liệu viễn thám được cập nhật thường xuyên từ vệ tinh
Bảng 2.7 Thông tin viễn thám bổ trợ cho phân tích vết dầu trên biển
Loại Bộ cảm biến Tần xuất Độ phân
giải Nguồn
Scatterometry NASA QUICKSAT
Hai lần một ngày
25 km
12.5 km http://manati.orbit.nesdis.noaa.gov/quikscat/
http://manati.orbit.nesdis.noaa.gov/hires/
Nhiệt độ mặt biển
MEDSPIRATION Một lần một ngày
2 km ftp://ftp.ifremer.fr/ifremer/medspiration/data/l4uhrsstfnd/eurd
ENVISAT MERIS
Một lần một ngày
300 m
1200 m http://ewfs.eo.esa.int/
Tư liệu quang học
TERRA/AQUA MODIS
Hai lần một ngày
250 m http://rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov/realtime/
CSDL đề cập đến hầu hết các loại số liệu chuyên ngành Khí tượng Thuỷ văn,
Môi trường biển được quan trắc từng giờ, quan trắc theo các obs 1h, 7h, 13h, 19h.
CSDL này cũng mở rộng để tập hợp các loại số liệu quan trắc vệ tinh, rada, trạm
phao và tàu nghiên cứu biển.
CSDL về điều kiện khí tượng thủy văn biển gồm các lớp thông tin sau:
1. Hệ thống trạm khí tượng synop ven biển Đông và Việt Nam 2. Hệ thống trạm Khí tượng Thuỷ văn biển Việt Nam. 3. Số liệu khí tượng, hải văn khu vực biển Đông theo 1x1 độ kinh vĩ bao
gồm 305 ô. 4. Số liệu trường sóng, gió, nhiệt độ ở dạng raster. 5. Số liệu dự báo theo thời gian thực 6. Số liệu ban đầu về sự cố tràn dầu 7. Số liệu trạm tàu quan trắc khí tượng tự nguyên VOS 8. Số liệu trạm phao 9. Các dạng bảng EXCEL kèm theo các loại số liệu 305 ô biển Đông và vị
trí các trạm ven bờ thềm lục địa Việt Nam, biển Đông.
54
• Các lớp CSDL bổ trợ
Các thông tin bổ trợ được sử dụng để hỗ trợ các nghiên cứu của đề tài đồng
thời cũng là nguồn dữ liệu để thành lập các bản đồ. Nhóm lớp thông tin bổ trợ bao
gồm các lớp sau:
Bảng 2.8 Các lớp thông tin bổ trợ
STT Lớp thông tin Nguồn khai thác thông tin Dạng dữ liệu
1 Các bể trầm tích Từ chuyên đề 2.1 của Đề tài Vùng
2 Các điểm lộ dầu Từ Đề tài KC.09.11BS/06-10 Vùng
3 Gió mùa Đông Bắc Từ chuyên đề 2.4 của Đề tài Đường
4 Gió mùa Tây Nam Từ chuyên đề 2.4 của Đề tài Đường
5 Dòng chảy biển tháng 1 Từ chuyên đề 2.4 của Đề tài Đường
6 Dòng chảy biển tháng 6 Từ chuyên đề 2.4 của Đề tài Đường
7 Các vết dầu được giải đoán từ ảnh vệ tinh giai đoạn 2007-2010
Từ các chuyên đề phân tích 110 cảnh ảnh vệ tinh và nhiều ảnh khác của đề tài
Vùng
8 Mật độ vết dầu
Từ kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả thuộc trung tâm xử lý tư liệu ảnh vệ tinh trường đại học Quốc gia Singapore
Vùng
• Lớp CSDL tổng hợp phục vụ phân tích vết dầu trên ảnh siêu cao tần
Mặc dù có nhiều phương pháp tự động phát hiện vết dầu trên biển đã được
nghiên cứu thành công nhưng không có phương pháp nào cho phép loại bỏ hoàn
toàn các vết dầu mơ hồ trên ảnh, tạo ra bởi rất nhiều hiệu ứng phụ trên mặt biển như
địa hình đáy biển, nhiệt độ, trường gió, sóng... Do vậy trong thực tế việc phát hiện
các vết dầu trên biển vẫn được triển khai bán tự động kết hợp với kinh nghiệm của
các chuyên gia.
55
Nhằm giúp người phân tích tránh được các vết dầu mơ hồ, chúng tôi xây dựng
các lớp thông tin tổng hợp phục vụ phân tích vết dầu trên ảnh Radar, để kết quả
phân tích cuối cùng có kết quả chính xác hơn, hạn chế tối đa các báo động giả về ô
nhiễm dầu. Các lớp thông tin được tổ chức ở cả hai dạng vec tơ và điểm ảnh. Các
thông tin được hiển thị trên nhiều cửa sổ khác nhau cho phép người phân tích luôn
tham khảo được thuận tiện. Các lớp thông tin tổng hợp phục vụ phân tích vết dầu
trên ảnh Radar được chia ra làm 2 phần:
Phần 1 - Lớp thông tin không thay đổi. Lớp thông tin này sẽ được tổ chức thành
các file mô tả với các đường link liên kết đến các tệp ảnh mẫu, bao gồm các lớp sau
- Lớp thông tin các vết dầu phổ biến - Lớp thông tin những vết dầu giả do các hiệu ứng phụ trên mặt biển. - Lớp thông tin giúp loại bỏ khả năng nhầm lẫm khi giải đoán vết dầu trên
biển: Gần bờ, khu vực kín gió... - Lớp thông tin các tuyến hàng hải - Địa hình đáy biển
Phần 2 - Lớp thông tin được cập nhật thường xuyên, theo kết quả xử lý các cảnh
ảnh radar:
- Thông tin bổ trợ: Nhiệt độ; trường gió, sóng; Số liệu thời tiết
Phần lớn các lớp thông tin trên sẽ được khai thác từ cơ sở dữ liệu chung của đề
tài. Còn lớp thông tin các vết dầu phổ biến, những vết dầu giả do các hiệu ứng phụ
trên mặt biển là một hệ thống các vết dầu và vết dầu giả đã được tìm thấy và kiểm
chứng chính xác trên các ảnh vệ tinh radar.
Lớp thông tin này được tổ chức thành các tệp mô tả trong chương trình Excel.
Với mỗi loại vết dầu sẽ có những mô tả và các đường link đến các ảnh ví dụ của các
loại vết dầu đó. Các ảnh ví dụ là các tệp ảnh có khuôn dạng Jpg không có các thông
số về tọa độ.
2.2.2 Đề xuất phương pháp chia sẻ tài nguyên cơ sở dữ liệu
Khi đã xây dựng hoàn chỉnh nguồn tài nguyên GIS, chúng ta có thể xuất bản nó
như là một dịch vụ bằng cách sử dụng trang ArcGIS Server Manager. Cũng có thể
56
sử dụng trang Manager để xem các dịch vụ chúng ta đã tạo, tổ chức chúng trong các
thư mục, giám sát hoạt động của các máy khách và tạo các ứng dụng sử dụng dịch
vụ như: ứng dụng Web, ứng dụng trên điện thoại di động,....
Hình B dưới đây là sơ đồ đề xuất hệ thống chia sẻ CSDL đa người dùng. Hệ
thống hoạt động trên nguyên tắc máy chủ và máy khách. Dữ liệu tài nguyên trên
máy chủ được chia sẻ đến các máy khách thông qua hệ thống ArcGIS Server dotnet
và Internet Information Service (IIS).
Việc chia sẻ CSDL GIS qua hệ thống mạng dựa trên mô hình phân tán thông
qua máy khách/máy chủ GIS. Các máy khách sẽ được đáp ứng yêu cầu thông qua
giao diện Web hoặc các dịch vụ chia sẻ tài nguyên để tương tác với dữ liệu ở các
cấp độ khác nhau tùy thuộc vào sự phân quyền.
Xuất bản một dịch vụ đòi hỏi một số chuẩn bị để đảm bảo nguồn tài nguyên GIS
có thể truy cập vào tất cả các thành phần cần thiết của máy chủ. Sao cho các tài
nguyên và tất cả dữ liệu trên máy chủ GIS có thể truy cập vào nó. Ngoài ra, cần
cung cấp cho các tài khoản SOC (Server Object Containers) cho phép thích hợp để
các thư mục chứa các tài nguyên và dữ liệu hoạt động ổn định.
Trong nghiên cứu này, tác giả đã sử dụng trang ArcGIS Server Manager trong
ArcGIS Server dotnet 9.3 để chia sẻ tài nguyên dữ liệu cho đa người dùng dưới hai
cấp: mức 1 là chia sẻ tài nguyên CSDL đa người dùng và mức hai là mang tính chất
truyền tải thông tin ô nhiễm dầu qua dịch vụ web
57
. ArcGIS Server sử dụng ArcSDE
để hiển thị bản đồ tới máy khách (Clients) Tường lửa (Firewall)
DATABASE SERVER
- Bản đồ (mxd) - Các lớp DL
HỆ THỐNG CHIA SẺ CSDL PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM DẦU TRÊN BIỂN
Khai thác DK
Thư viện ArcSDE Dotnet
ODBC (CSDL mở) (Open database connectivity)
Tràn dầu quá khứ
Kinh tế Xã hội ven biển
Cơ sở dữ liệu nguồn (Original Geodatabase)
Ảnh vệ tinh, vết
dầu
Giao thông biển
Khí tượng
TV
Dịch vụ: WebGIS, Mobile
Internet Server
IIS + ArcGIS Server
Dịch vụ DL đa người dùng
Thông tin nền
Trầm tích, bổ
trợ
Web Server
Map Server
Dữ liệu được tải bởi chức năng của dotnet
Báo cáo quan trắc vết dầu, ảnh vệ tinh
Hình B Hệ thống chia sẻ CSDL phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển
58
2.2.2.1 Chia sẻ tài nguyên CSDL đa người dùng Mức chia sẻ này qua các máy khách có cài đặt ArcGIS Destop, người dùng có
thể kết nối với CSDL trên máy chủ và tiến hành các thao tác với dữ liệu. Mức này
đòi hỏi người khai thác tài nguyên phải am hiểu kiến thức về GIS cũng như phải
thành thạo các thao tác trên phần mềm ArcGIS.
Hình 2.1 Chia sẻ tài nguyên CSDL thông qua dịch vụ chia sẻ dữ liệu Trong bước này quá trình cài đặt các thông số, người quản trị hoàn toàn có thể
giới hạn khả năng của người dùng về phương diện can thiệp dữ liệu cũng như thời
gian sử dụng dữ liệu và cho ghi hay không ghi những chỉnh sửa vào CSDL gốc,....
Mức chia sẻ dữ liệu này các máy khách cần cài đặt phần mềm ArcGIS Destop
cộng thêm điều kiện là phải được cấp User Name và Password mới có thể kết nối
tới máy chủ và khai thác sử dụng dữ liệu.
59
2.2.2.2 Chia sẻ thông tin ô nhiễm dầu
Mức chia sẻ này thông qua một dich vụ Web trên trang ArcGIS Server
Manager, các lớp dữ liệu cũng như các bản đồ được đưa lên một trang Web với các
công cụ được cung cấp đầy đủ cho phép người dùng thao tác chỉnh sửa dữ liệu trực
tuyến mà không cần có kiến thức về ArcGIS. Đồng thời cập nhật các thông tin ô
nhiễm dầu từ các báo cáo quan trắc được liên kết từ Website.
Hình 2.2 Chia sẻ CSDL và thông tin qua một ứng dụng Web Trong quá trình tạo web người quản trị có thể cấu hình cho phép các tính năng nào
có thể hoạt động và không thể hoạt động trên Web, gồm các chức năng như hình 2.3
dưới đây:
• Editor: Chỉnh sửa dữ liệu
• Find address: tìm địa chỉ
• Find Place: tìm địa điểm
• Geoprocessing: xử lỹ dữ liệu địa lý
60
• Print: In
• Query Attributes: truy vấn dữ liệu qua thuộc tính
• Search Attributes: tìm kiếm dữ liệu qua thuộc tính
Hình 2.3 Các chức năng hỗ trợ tùy chỉnh dữ liệu trên trang tạo ứng dụng Web Mức chia sẻ này các máy tính chỉ cần cài đặt phần mềm để mở trình duyệt web như
Mozilla Firefox và Microsoft Internet Explorer là có thể sử dụng hoặc tìm kiếm
thông tin trên dữ liệu qua dịch vụ web
61
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU Ô
NHIỄM DẦU CHO VÙNG BIỂN VIỆT NAM VÀ BIỂN ĐÔNG
3.1 Thiết kế xây dựng cơ sở dữ liệu
3.1.1 Hệ qui chiếu
Sau khi tham khảo các công trình nghiên cứu trước đây về biển đã thực hiện ở
trong và ngoài nước, học viên nhận thấy hầu hết đều sử dụng hệ qui chiếu Mercator,
elipsoid WGS-84. Hơn nữa, hệ qui chiếu Mercator, elipsoid WGS-84 là hệ qui
chiếu chuẩn chuyên được dùng cho nghiên cứu hải dương học, cho ngành hàng hải,
hàng không khí tượng thủy văn. Sai số do hệ quy chiếu này đối với vùng biển Việt
Nam là rất nhỏ, đặc biệt đối với những bản đồ có tỷ lệ nhỏ hơn 1/1.000.000. Theo
quy định của Tổng cục Địa chất trong Thông tư 973/2001/TT-TCĐC thì những bản
đồ như vậy được dùng mô hình elipsoid WGS-84 không cần quy đổi sang hệ tọa độ
VN-2000. Ngoài ra, các hải đồ, các bản đồ địa hình đáy biển, các bản đồ về điều
kiện hải văn, khí tượng biển,...của nước ta cũng như của nước ngoài cũng đều được
thành lập theo hệ qui chiếu Mercator, elipsoid WGS-84. Do đó, việc thu thập xử lý
những tư liệu, số liệu này sẽ dễ dàng, tiện lợi và đảm bảo độ chính xác cần thiết.
3.1.2 Thiết kế cấu trúc các trường thông tin
Dựa theo phương pháp và nội dung cấu trúc các lớp cơ sở dữ liệu đề xuất như ở
chương 2 chi tiết các lớp thông tin được thiết kế như sau.
3.1.2.1 Lớp CSDL nền cơ bản
a. Lớp thông tin Ranh giới quốc gia
Cấu trúc chi tiết các trường thông tin lớp ranh giới quốc gia được thiết kế như bảng
3.1 dưới đây
62
Bảng 3.1 Cấu trúc thông tin lớp ranh giới quốc gia
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Ten_nuoc Tên quốc gia Text 50
3 Ghi_chu Đường ranh giới đã được xác
định hay chưa xác định Text 50
b. Lớp thông tin đường cơ sở
Công ước Liên hiệp quốc về luật biển năm 1982 đặt ra giới hạn cho nhiều khu
vực, tính từ một đường cơ sở (baseline) được định nghĩa rõ ràng. (Thông thường,
một đường biển cơ sở chạy theo đường bờ biển khi thủy triều xuống, nhưng khi
đường bờ biển bị thụt sâu, có đảo ven bờ, hoặc đường bờ biển rất không ổn định, có
thể sử dụng các đường thẳng làm đường cơ sở)
Bảng 3.2 Cấu trúc thông tin lớp đường cơ sở
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Toa_do_X_dau Toạ độ X của điểm đầu đoạn đường cơ sở, đơn vị là độ
Double 10
3 Toa_do_Y_dau Toạ độ Y của điểm đầu đoạn đường cơ sở, đơn vị là độ
Double 10
4 Toa_do_X_cuoi Toạ độ X của điểm cuối đoạn đường cơ sở, đơn vị là độ
Double 10
5 Toa_do_Y_cuoi Toạ độ Y của điểm cuối đoạn đường cơ sở, đơn vị là độ
Double 10
6 Co_quan Tên cơ quan thành lập đường cơ sở Text 50
63
c. Lớp thông tin đường bờ biển
Bảng 3.3 Cấu trúc thông tin lớp đường bờ biển
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Thuoc_tinh Tên tỉnh mà đường bờ biển thuộc về Text 50
3 Do_dai Độ dài dài của đoạn đường bờ biển,
đơn vị tính là km Double 7
4 Toa_do_X_dau Tọa độ X của điểm đầu đoạn đường
bờ biển, đơn vị là độ Double 10
5 Toa_do_Y_dau Tọa độ Y của điểm đầu đoạn đường
bờ biển, đơn vị là độ Double 10
6 Toa_do_X_cuoi Tọa độ X của điểm cuối đoạn đường
bờ biển, đơn vị là độ Double 10
7 Toa_do_Y_cuoi Tọa độ Y của điểm cuối đoạn đường
bờ biển, đơn vị là độ Double 10
d. Lớp thông tin ranh giới lãnh hải
Vùng nằm ngoài đường cơ sở có chiều ngang 12 hải lý. Tại đây, quốc gia ven
biển được quyền tự do đặt luật, kiểm soát việc sử dụng, sử dụng mọi tài nguyên.
Các tàu thuyền nước ngoài được quyền "qua lại không gây hại" mà không cần xin
phép nước chủ. Đánh cá, làm ô nhiễm, dùng vũ khí, và do thám không được xếp
vào dạng "không gây hại". Nước chủ cũng có thể tạm thời cấm việc "qua lại không
gây hại" này tại một số vùng trong lãnh hải của mình khi cần bảo vệ an ninh.
64
Bảng 3.4 Cấu trúc thông tin lớp ranh giới lãnh hải
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ
liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short
Integer
2 Toa_do_X_dau Toạ độ X của điểm đầu đoạn đường ranh
giới lãnh hải, đơn vị là độ Double 10
3 Toa_do_Y_dau Toạ độ Y của điểm đầu đoạn đường ranh
giới lãnh hải, đơn vị là độ Double 10
4 Toa_do_X_cuoi Toạ độ X của điểm cuối đoạn đường
ranh giới lãnh hải, đơn vị là độ Double 10
5 Toa_do_Y_cuoi Toạ độ Y của điểm cuối đoạn đường
ranh giới lãnh hải, đơn vị là độ Double 10
6 Co_quan Tên cơ quan thành lập đường ranh giới
lãnh hải Text 50
e. Lớp thông tin ranh giới vùng tiếp giáp lãnh hải
Ranh giới vùng tiếp giáp lãnh hải: Bên ngoài giới hạn 12 hải lý của lãnh hải là
một vành đai có bề rộng 12 hải lý, đó là vùng tiếp giáp lãnh hải. Tại đây, nước chủ
có thể vẫn thực thi luật pháp của mình đối với các hoạt động như buôn lậu hoặc
nhập cư bất hợp pháp.
Bảng 3.5 Cấu trúc thông tin lớp ranh giới vùng tiếp giáp lãnh hải
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Toa_do_X_dau Toạ độ X của điểm đầu đoạn đường
ranh giới vùng tiếp giáp lãnh hải, đơn vị là độ
Double 10
3 Toa_do_Y_dau Toạ độ Y của điểm đầu đoạn đường Double 10
65
ranh giới vùng tiếp giáp lãnh hải, đơn vị là độ
4 Toa_do_X_cuoi Toạ độ X của điểm cuối đoạn đường ranh giới vùng tiếp giáp lãnh hải, đơn
vị là độ Double 10
5 Toa_do_Y_cuoi Toạ độ Y của điểm cuối đoạn đường ranh giới vùng tiếp giáp lãnh hải, đơn
vị là độ Double 10
6 Co_quan Tên cơ quan thành lập đường ranh
giới vùng tiếp giáp lãnh hải, đơn vị là độ
Text 50
f. Lớp thông tin ranh giới vùng đặc quyền kinh tế
Rộng 200 hải lý tính từ đường cơ sở. Trong vùng này, quốc gia ven biển được
hưởng độc quyền trong việc khai thác đối với tất cả các tài nguyên thiên nhiên. Khái
niệm vùng đặc quyền kinh tế được đưa ra để ngừng các cuộc xung đột về quyền
đánh cá, tuy rằng khai thác dầu mỏ cũng đã trở nên một vấn đề quan trọng. Trong
vùng đặc quyền kinh tế, nước ngoài có quyền tự do đi lại bằng đường thủy và
đường không, tuân theo sự kiểm soát của quốc gia ven biển. Nước ngoài cũng có
thể đặt các đường ống ngầm và cáp ngầm.
Bảng 3.6 Cấu trúc thông tin lớp ranh giới vùng đặc quyền kinh tế
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Toa_do_X_dau
Toạ độ X của điểm đầu đoạn
đường ranh giới vùng đặc quyền
kinh tế, đơn vị là độ
Double 10
3 Toa_do_Y_dau
Toạ độ Y của điểm đầu đoạn
đường ranh giới vùng đặc quyền
kinh tế, đơn vị là độ
Double 10
4 Toa_do_X_cuoi Toạ độ X của điểm cuối đoạn Double 10
66
đường ranh giới vùng đặc quyền
kinh tế, đơn vị là độ
5 Toa_do_Y_cuoi
Toạ độ Y của điểm cuối đoạn
đường ranh giới vùng đặc quyền
kinh tế, đơn vị là độ
Double 10
6 Co_quan Tên cơ quan thành lập đường ranh
giới vùng đặc quyền kinh tế Text 50
g. Lớp thông tin ranh giới thềm lục địa
Được định nghĩa là vành đai mở rộng của lãnh thổ đất cho tới mép lục địa
(continental margin), hoặc 200 hải lý tính từ đường cơ sở, chọn lấy giá trị lớn hơn.
Thềm lục địa của một quốc gia có thể kéo ra ngoài 200 hải lý cho đến mép tự nhiên
của lục địa, nhưng không được vượt quá 350 hải lý, không được vượt ra ngoài
đường đẳng sâu 2500m một khoảng cách quá 100 hải lý. Tại đây, nước chủ có độc
quyền khai thác khoáng sản và các nguyên liệu không phải sinh vật sống.
Bảng 3.7 Cấu trúc thông tin lớp ranh giới thềm lục địa
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Toa_do_X_dau Toạ độ X của điểm đầu đoạn đường ranh giới thềm lục địa, đơn vị là độ
Double 10
3 Toa_do_Y_dau Toạ độ Y của điểm đầu đoạn đường ranh giới thềm lục địa, đơn vị là độ
Double 10
4 Toa_do_X_cuoi Toạ độ X của điểm cuối đoạn đường ranh giới thềm lục địa, đơn vị là độ
Double 10
5 Toa_do_Y_cuoi Toạ độ Y của điểm cuối đoạn đường ranh giới thềm lục địa, đơn vị là độ
Double 10
6 Co_quan Tên cơ quan thành lập đường ranh giới
thềm lục địa Text 50
67
h. Lớp thông tin địa danh
Lớp thông tin này là các đối tượng text để mô tả các địa danh trên biển.
i. Lớp thông tin địa chất biển
Bảng 3.8 Cấu trúc thông tin lớp địa chất biển
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Thanh_tao Loại thành tạo địa chất Text 50
3 Tuoi Tuổi địa chất Text 50
4 Phan_bo Vùng phân bố Text 50
5 Cau_truc Loại cấu trúc địa chất Text 50
j. Lớp thông tin địa mạo
Bảng 3.9 Cấu trúc thông tin lớp phân vùng địa mạo biển
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Kieu_Dmao Kiểu địa hình-địa mạo Text 50
3 Tuoi Tuổi địa hình Text 50
4 Huong_di_chuyen Hướng di chuyển vật liệu Text 50
5 Dang_Ctruc_ktao Dạng cấu trúc - kiến tạo Text 50
6 Chat_lieu Chất liệu bờ hoặc đáy biển Text 50
k. Lớp thông tin địa hình đáy biển
Bảng 3.10 Cấu trúc thông tin lớp địa hình đáy biển
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
68
2 Do_sau Độ sâu, đơn vị tính là mét Long Integer
3 Dang_Dhinh Đạng địa hình đáy biển Text 50
4 Anh_huong Khả năng ảnh hưởng của dạng địa
hình Text 150
3.1.2.2 Lớp CSDL về các cơ sở khai thác chế biến dầu khí
Cấu trúc chi tiết của các lớp thông tin trong lớp CSDL về các cơ sở khai thác
chế biến dầu khí được thiết kế như sau
a. Lớp thông tin điểm mỏ dầu của Việt Nam và các nước khác
Bảng 3.11 Cấu trúc thông tin lớp điểm mỏ dầu của Việt Nam và các nước khác
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Ten_mo_dau Tên mỏ Text 20
3 Nha_thau Nhà điều hành Text 15
4 Lo_HD Lô hợp đồng Text 10
5 Khai_thac Khai thác Text 10
6 Kinh_do Kinh độ Double
7 Vi_do Vĩ độ Double
8 TL_khi_TH Trữ lượng khí thu hồi Text 50
9 TL_khi_TM Trữ lượng khí tại vỉa Text 50
10 TL_dau_TV Trữ lượng dầu tại vỉa Text 50
11 Thoi_diem Thời điểm phát hiện Text 30
12 San_luong Sản lượng khai thác Text 50
13 Thoi_gian Thời gian khai thác Text 50
14 Loai_dau_KT Loại dầu khai thác Text 20
15 Cong_nghe Công nghệ khai thác Text 50
16 Do_sau_KT Độ sâu khai thác Long integer
17 Nha_dieu_hanh Nhà điều hành Text 20
69
b. Lớp thông tin lớp nhà máy chế biến hóa dầu Việt Nam và các nước lân cận
Bảng 3.12 Cấu trúc lớp thông tin nhà máy chế biến hóa dầu Việt Nam và các
nước lân cận
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Ten_nha_may Tên nhà máy Text 70
3 Vi_tri Vị trí Text 50
4 Thoi_diem Thời điểm vận hành Text 50
5 SP_chinh Sản phẩm chính Text 100
6 Cong_suat Công suất Text 50
7 Chu_DT Chủ đầu tư Text 100
8 Von_DT Vốn đầu tư Text 50
9 Nha_dieu_hanh Nhà điều hành Text 50
10 Quy_mo_XD Quy mô xây dựng Text 50
11 Nuon_Nlieu Nguồn nguyên liệu Text 100
12 Phan_Phoi Phân phối sản phẩm Text 50
13 Kinh_do Kinh độ Double
14 Vi_do Vĩ độ Double c. Lớp thông tin lớp tính chất lý hoá của một số loại dầu và sản phẩm hoá dầu phổ biến Bảng 3.13 Cấu trúc thông tin lớp tính chất lý hóa của một số loại dầu và sản phẩm hóa dầu phổ biến
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Ten Tên của các loại dầu và sản phẩm hoá
dầu Text 50
3 Ty_trong Tỷ trọng của các loại dầu và sản
phẩm hoá dầu Double 5, 3
70
4 Do_nhot
Độ nhớt động lực của các loại dầu và
sản phẩm hoá dầu. Đơn vị tính: cm2/s
hoặc Pl
Double 7, 1
5 Suc_cang
Sức căng mặt ngoài của các loại dầu
và sản phẩm hoá dầu. Đơn vị tính:
N/m
Double 7, 3
6 Chu_ky_BPH
Chu kỳ bán phân huỷ của các loại
dầu và sản phẩm hoá dầu. Đơn vị
tính: Ngày
Double 4, 1
7 Suc_ngam_nuoc
Khả năng ngậm nước của các loại
dầu và sản phẩm hoá dầu. Đơn vị
tính: %
Double 4, 1
8 Ty_le_boc_hoi Tỷ lệ bốc hơi của các loại dầu và sản
phẩm hoá dầu. Đơn vị tính: % Double 4, 1
9 Nhiet_do_soi Nhiệt độ sôi của các loại dầu và sản
phẩm hoá dầu. Đơn vị tính: oC Double 5, 1
10 Do_doc_hai Độ độc hại của các loại dầu và sản
phẩm hoá dầu Text 20
11 Kha_nang_chay_no Khả năng gây chấy nổ của các loại
dầu và sản phẩm hoá dầu Text 20
3.1.2.3. Lớp CSDL về các sự cố tràn dầu trong quá khứ
a. Cấu trúc thông tin lớp sự cố ô nhiễm dầu trong quá khứ
71
Bảng 3.14 Cấu trúc thông tin lớp các sự cố ô nhiễm dầu trong quá khứ
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài Đơn vị
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Vi_tri Địa điểm, vị trí xảy ra tràn dầu
Text 150
3 Thoi_gian Thời gian xảy ra tràn dầu
Text 10
4 Loai_dau Loại dầu Text 20
5 Luong_dau Lượng dầu Double 10 Tấn
6 Muc_do Mức độ nghiêm trọng, phạm vi ảnh hưởng
Double 254
7 Nguyen_nhan Nguyên nhân cụ thể Text 254
8 Cap_do Cấp độ tràn dầu Integer
Trong đó quy định:
- Cấp độ tràn dầu của các sự cố được đặt tương ứng theo các cấp độ trong
quyết định số 129/2001/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ như sau:
Bảng 3.15 Các cấp độ tràn dầu
CAP_DO Khối lượng dầu tràn
0 Chưa xác định được
1 Dưới 100 tấn
2 Từ 100 – 2,000 tấn
3 Trên 2,000 tấn dầu thô
72
- Mã ID được gán theo các kiểu sự cố tràn dầu:
Bảng 3.16 Các kiểu sự cố tràn dầu
ID Kiểu sự cố tràn dầu
1 Sự cố ô nhiễm dầu có nguồn gốc tự nhiên
2 Sự cố tràn dầu do vận chuyển và khai thác dầu khí
3 Sự cố tràn dầu do giao thông vận tải trên biển
4 Sự cố ô nhiễm dầu ven bờ do các cơ sở sản xuất và khu dân
cư
5 Sự cố tràn dầu không rõ nguồn gốc
b. Lớp thông tin lớp các sự cố đắm tàu Bảng 3.17 Cấu trúc lớp thông tin các sự cố đắm tàu
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài Đơn vị
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Vi_do Vĩ độ Double 10 Độ
3 Kinh_do Kinh độ Double 10 Độ
3.1.2.4 Lớp CSDL giao thông vận tải biển
a. Lớp thông tin cảng biển
Bảng 3.18 Cấu trúc thông tin lớp cảng biển
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
Đơn vị
1 ID Mã đối tượng Short Integer
73
2 Ten_cang Tên cảng Tetx 20
3 Loai Loại Short Integer
4 Vi_tri Tọa độ cảng Tetx 40
5 Diem_hoa_tieu Tọa độ điểm đón trả hoa tiêu
Tetx 40
6 Dai Độ dài luồng vào cảng Double 10 km
7 Sau Độ sâu luồng vào cảng Tetx 10 m
8 Tai_trong Cỡ tàu lớn nhất tiếp nhận được
Text 50
9 Tong_DT_cang Tổng diện tích mặt bằng
Double 15 m2
10 Dtich_kho Diện tích kho Double 15 m2
11 Dtich_bai Diện tích bãi Double 15 m2
12 Dia_chi Địa chỉ cảng, thuộc huyện nào, tỉnh nào
Text 254
13 Dien_thoai Điện thoại Text 30
14 Fax Fax Text 30
15 Website Địa chỉ website Text 150
b. Lớp thông tin lớp các tuyến giao thông nội địa
Bảng 3.19 Cấu trúc lớp thông tin các tuyến giao thông nội địa
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ
liệu Độ dài Đơn vị
1 ID Mã đối tượng Integer
74
2 Ten_tuyen Tên tuyến Tetx 30
3 Do_dai Độ dài tuyến Double 10 km
4 Mat_do Mật độ lượt tàu lưu
thông trên tuyến Double 10 lượt/ngày
5 Loai_hang Loại hàng lưu thông trên
tuyến Text 40
c. Lớp thông tin lớp các tuyến giao thông quốc tế
Bảng 3.20 Cấu trúc lớp thông tin các tuyến giao thông quốc tế
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài Đơn vị
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Ten_tuyen Tên tuyến Text 30
3 Do_dai Độ dài tuyến Double 10 Km
4 Mat_do Mật độ lượt tàu lưu
thông trên tuyến Double 10 lượt/ngày
5 Loai_hang Loại hàng lưu thông trên
tuyến Tetx 40
3.1.2.5 Lớp CSDL vùng có nguy cơ ô nhiễm dầu
a. Lớp thông tin vùng có nguy cơ ô nhiễm dầu
75
Bảng 3.21 Cấu trúc thông tin lớp vùng có nguy cơ ô nhiễm dầu
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ
liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short
Integer
2 Ten Tên các vùng có nguy cơ ô nhiễm
dầu Text 50
3 Dien_tich_ha Diện tích của các vùng có nguy cơ ô
nhiễm dầu Double 7
4 Muc_do Mức độ ô nhiễm của vùng Text 50
5 Nguyen_nhan Nguyên nhân ô nhiễm, dự đoán là từ
các điểm khai thác nào Text 150
6 Huong_gio Chịu ảnh hưởng của hướng gió
chính Text 50
7 Mua_onhiem Mùa hay bị ô nhiễm (liệt kê các
tháng) Text 50
8 Vungbo_ahuong Vùng bờ có nhiều khả năng chịu ảnh
hưởng khi có sự cố ô nhiễm dầu xảy ra Text 100
9 Kha_nang_lan_truyenKhả năng lan truyền dầu của vùng
khi bị ô nhiễm Text 50
10 DK_KTHV Đặc trưng về điều kiện khí tượng
hải văn của vùng Text 150
11 Lichsu_Suco Lịch sử về các sự cố ô nhiễm dầu đã
xảy ra trong vùng Text 250
76
3.1.2.6 Lớp CSDL về các hoạt động kinh tế - xã hội ven biển
a. Lớp thông tin lớp các điểm dân cư vùng ven biển
Bảng 3.22 Cấu trúc lớp thông tin lớp các điểm dân cư vùng ven biển
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Ten Tên các điểm dân cư Text 50
3 Tinh Tên tỉnh mà các điểm dân cư thuộc
về Text 50
4 So_dan Số dân của các điểm dân cư Short Integer
5 Nghe_chinh Ngành nghề chính của nhân dân
trong các điểm dân cư Text 150
6 Khanang_Onhiem Khả năng gây ô nhiễm cho vùng
biển của các điểm dân cư Text 150
b. Lớp thông tin lớp các khu công nghiệp vùng ven biển
Bảng 3.23 Cấu trúc lớp thông tin lớp các khu công nghiệp vùng ven biển
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ
liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short
Integer
2 Ten Tên các khu công nghiệp Text 50
3 Dien_tich_ha Diện tích của các khu công nghiệp Double 7
4 San_pham Sản phẩm của khu công nghiệp Text 50
5 Khanang_Onhiem Khả năng gây ô nhiễm cho vùng
biển của các khu công nghiệp Text 150
77
c. Lớp thông tin lớp các khu kinh tế, đô thị hóa trên dải ven biển
Bảng 3.24 Cấu trúc lớp thông tin lớp các khu kinh tế, đô thị hóa trên dải ven biển
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài Đơn vị
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 TINH Tên tỉnh Text 20
3 SO_TX_TP Số thị xã, thành phố ven
biển (năm 2003)Short Integer
4 DSO_TX_TP Dân số thị xã, thành phố
ven biển (năm 2003) Short Integer người
5 DT88_97 Đầu tư giai đoạn 88-97 Float
6 DT97 Đầu tư năm 97 Float
7 HL_Dau Hàm lượng dầu mỡ TB
năm 2007 quan trắc tại các
cửa biển
Float mg/kg
d. Lớp thông tin lớp các khu vực nuôi trồng đánh bắt thủy hải sản
Bảng 3.25 Cấu trúc lớp thông tin lớp các khu vực nuôi trồng đánh bắt thủy hải sản
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ
liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short
Integer
2 Ten_tinh Tên tỉnh Text 30
3 Danh_bat Sản lượng đánh bắt thủy hải sản Float
4 Nuoi_trong Sản lượng nuôi trồng thủy hải sản Float
78
e. Lớp thông tin lớp sinh thái khu vực ven bờ Bảng 3.26 Cấu trúc thông tin lớp sinh thái khu vực ven bờ TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Ten Tên vùng sinh thái Text 80
f. Lớp thông tin các khu du lịch, dịch vụ ven biển Bảng 3.27 Cấu trúc lớp thông tin các khu du lịch, dịch vụ ven biển
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Ten Tên khu du lịch Text 30
3 Dia_chi Địa chỉ khu du lịch Text 30
4 Loai_hinh_DL Loại hình du lịch Short Integer
5 Dac_diem Đặc điểm khu du lịch Text 100
g. Lớp thông tin lớp các khu vực làm muối
Bảng 3.28 Cấu trúc thông tin lớp các khu vực làm muối
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Ten_tinh Tên tỉnh Text 30
3 San_luong Sản lượng muối Float
79
3.1.2.7 Lớp CSDL thông tin bổ trợ
a. Lớp thông tin các bể trầm tích
Bảng 3.29 Cấu trúc thông tin lớp các bể trầm tích
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã lớp Interger
2 Ten Tên bể trầm tích Character 50
3 Ki_hieu Ký hiệu Character 50
b. Lớp thông tin các điểm lộ dầu
Khả năng gây ô nhiễm dầu khí tự nhiên được đánh giá thông qua các khu vực có
các điểm lộ dầu
Bảng 3.30 Cấu trúc thông tin lớp các điểm lộ dầu
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã lớp Interger
2 Khu_vuc Khu vực điểm lộ dầu Character 100
c. Lớp thông tin hướng gió chính
Ở Việt Nam có 2 mùa gió chính, đó là gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây
Nam, do vậy có 2 lớp thông tin về hướng gió chính được xây dựng như bảng 3.31
Bảng 3.31 Cấu trúc thông tin lớp gió mùa Đông Bắc và Tây Nam
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Integer
2 Huong_gio Hướng gió Character 20
80
3 Tocdo_Gio Tốc độ gió Character 20
c. Lớp thông tin dòng chảy chính
Bảng 3.32 Cấu trúc thông tin lớp dòng chảy biển tháng 1 và tháng 6
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ
liệu Độ dài
1 ID Mã đối tượng Integer
2 Huong_dong_chay Hướng dòng chảy biển Character 20
3 Tocdo_Dong_chay_Haily_Gio Tốc độ dòng chảy (Tính
theo đơn vị Hải lý/Giờ) Character 20
d. Các vết dầu được giải đoán từ ảnh vệ tinh
Tọa độ các vết dầu đã tìm thấy được lấy từ chuyên đề Phân tích nhận dạng vết
dầu trên ảnh vệ tinh radar của Đề tài. Kèm theo đó là các thông tin về diện tích,
chiều dài vệt dầu và một số thông tin khác về tư liệu ảnh sử dụng để phân tích
Bảng 3.33 Cấu trúc thông tin lớp các vết dầu được giải đoán từ ảnh vệ tinh
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài Đơn
vị
1 ID Mã đối tượng Short Integer
2 Ngay_chup Ngày chụp của ảnh Date
3 Tam_X Vĩ độ tâm vết dầu (O’ “) Text 20
4 Tam_Y Kinh độ tâm vết dầu (O’ “) Text 20
5 Tam_X_D Vĩ độ tâm vết dầu Double 10,3 Độ
6 Tam_Y_D Kinh độ tâm vết dầu Double 10,3 Độ
7 Dtich_Ha Diện tích Double 10,3 Ha
8 Chu_vi Chu vi Double 10,3 Km
9 CH_dai_Km Chiều dài Double 10,3 Km
10 Cho_rong_nhat Chỗ rộng nhất Double 10,3 Km
11 Luong_dau Lượng dầu tràn Double 10,3 Tấn
81
12 Loai_dau Loại dầu Double 50
13 Nguon_TL Nguồn tư liệu phân tích ra
vết dầu Double 50
14 TG_Ptich Thời gian phân tích Double 50
e. Lớp thông tin mật độ vết dầu
Lớp thông tin mức độ ô nhiễm dầu trên khu vực biển Việt Nam và biển Đông
được xây dựng dựa trên kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả thuộc trung tâm xử lý
tư liệu ảnh vệ tinh trường đại học Quốc gia Singapore. Nghiên cứu này đã thống kê
được số vết dầu có trên biển dựa trên một khối lượng lớn tư liệu ảnh radar ERS thu
chụp trong khoảng thời gian từ tháng 9/1995 đến tháng 5/1998. Mỗi cảnh ảnh ERS
có độ phủ trùm là 100 x 100 km. Các vết dầu được phân ra làm 3 loại tương ứng với
3 kiểu hình dạng vệt dầu: dạng tuyến (linear), dạng tròn (curved), dạng mảng
(patch). Tiếp đó tiến hành đếm tổng số vệt dầu có trên cảnh ảnh dựa trên các kích
thước vệt dầu và phân loại theo 4 nhóm: ≥10 km, 5-10 km, 1-5 km, <1 km. Trên cơ
sở số lượng vết dầu trên mỗi cảnh ảnh tính ra mật độ dầu trung bình trên vùng biển
nghiên cứu (số vệt dầu/10.000km2). Dựa trên kết quả phân tích vết dầu trên ảnh
radar, phân loại ra thành 7 cấp độ ô nhiễm dầu từ cao đến thấp
Bảng 3.34 Cấu trúc thông tin lớp mật độ vết dầu
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài Đơn vị
1 ID Mã đối tượng Integer
2 Mat_do_dau Mật độ dầu trên
biểnDecimal 10,3 Số vết
dầu/10000km2
3 Dien_tich Diện tích Decimal 10,3 Km2
3.1.2.8 Lớp CSDL về điều kiện khí tượng thủy văn biển
a. Lớp thông tin viễn thám bổ trợ cho phân tích vết dầu trên biển
82
Bảng 3.35 Cấu trúc thông tin viễn thám bổ trợ cho phân tích vết dầu trên biển
Loại Bộ cảm biến Tần xuất Độ phân
giải Nguồn
Scatterometry NASA
QUICKSAT
Hai lần
một
ngày
25 km
12.5 km
http://manati.orbit.nesdis.noaa.gov/quikscat/
http://manati.orbit.nesdis.noaa.gov/hires/
Nhiệt độ mặt
biển
MEDSPIRAT
ION
Một lần
một
ngày
2 km ftp://ftp.ifremer.fr/ifremer/medspiration/data/l
4uhrsstfnd/eurd
ENVISAT
MERIS
Một lần
một
ngày
300 m
1200 m http://ewfs.eo.esa.int/
Tư liệu quang
học TERRA/AQU
A MODIS
Hai lần
một
ngày
250 m http://rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov/realtime/
CSDL đề cập đến hầu hết các loại số liệu chuyên ngành Khí tượng Thuỷ văn,
Môi trường biển được quan trắc từng giờ, quan trắc theo các obs 1h, 7h, 13h, 19h.
CSDL này cũng mở rộng để tập hợp các loại số liệu quan trắc vệ tinh, rada, trạm
phao và tàu nghiên cứu biển.
CSDL về điều kiện khí tượng thủy văn biển gồm các lớp thông tin sau:
10. Hệ thống trạm khí tượng synop ven biển Đông và Việt Nam
11. Hệ thống trạm Khí tượng Thuỷ văn biển Việt Nam.
12. Số liệu khí tượng, hải văn khu vực biển Đông theo 1x1 độ kinh vĩ bao
gồm 305 ô.
13. Số liệu trường sóng, gió, nhiệt độ ở dạng raster.
14. Số liệu dự báo theo thời gian thực
15. Số liệu ban đầu về sự cố tràn dầu
83
16. Số liệu trạm tàu quan trắc khí tượng tự nguyên VOS
17. Số liệu trạm phao
18. Các dạng bảng EXEL kèm theo các loại số liệu 305 ô biển Đông và vị trí
các trạm ven bờ thềm lục địa Việt Nam, biển Đông.
b. Lớp thông tin lớp các trạm quan trắc khí tượng
Bảng 3.36 Cấu trúc lớp thông tin các trạm quan trắc khí tượng
TT Tên trường Mô tả Kiểu dữ liệu Độ dài
1 Tentram Tên trạm hoặc tàu quan trắc Text 20
2 Kinhdo Kinh độ trạm quan trắc Double 8.4
3 Vido Vĩ độ trạm quan trắc Double 8.4
4 Gio Giờ quan trắc Short Integer
5 Ngay Ngày quan trắc Short Integer
6 Thang Tháng quan trắc Short Integer
7 Nam Năm quan trắc Short Integer
8 Hgio Hướng gió quan trắc Double 8.2
9 Vgio Vận tốc gió quan trắc Double 8.2
10 P áp suất không khí Double 8.2
11 Ta Nhiệt độ không khí Double 8.2
12 Tw Nhiệt độ mặt nước biển Double 8.2
13 Bao Tên cơn bão Text 20
84
3.1.2.9 Lớp thông tin tổng hợp phục vụ phân tích vết dầu trên ảnh siêu cao
tần
Mặc dù có nhiều phương pháp tự động phát hiện vết dầu trên biển đã được
nghiên cứu thành công nhưng không có phương pháp nào cho phép loại bỏ hoàn
toàn các vết dầu mơ hồ trên ảnh, tạo ra bởi rất nhiều hiệu ứng phụ trên mặt biển như
địa hình đáy biển, nhiệt độ, trường gió, sóng... Do vậy, trong thực tế việc phát hiện
các vết dầu trên biển vẫn được triển khai bán tự động kết hợp với kinh nghiệm của
các chuyên gia.
Nhằm giúp người phân tích tránh được các vết dầu mơ hồ, chúng tôi xây dựng
các lớp thông tin tổng hợp phục vụ phân tích vết dầu trên ảnh Radar, để kết quả
phân tích cuối cùng có kết quả chính xác hơn, hạn chế tối đa các báo động giả về ô
nhiễm dầu. Các lớp thông tin được tổ chức ở cả hai dạng vec tơ và điểm ảnh. Các
thông tin được hiển thị trên nhiều cửa sổ khác nhau cho phép người phân tích luôn
tham khảo được thuận tiện. Các lớp thông tin tổng hợp phục vụ phân tích vết dầu
trên ảnh Radar được chia ra làm 2 phần:
Phần 1 - Lớp thông tin không thay đổi. Lớp thông tin này sẽ được tổ chức thành
các file mô tả với các đường link liên kết đến các tệp ảnh mẫu, bao gồm các lớp sau:
- Lớp thông tin các vết dầu phổ biến
- Lớp thông tin những vết dầu giả do các hiệu ứng phụ trên mặt biển.
- Lớp thông tin giúp loại bỏ khả năng có dầu trên biển: Gần bờ, khu vực kín
gió...
- Lớp thông tin các tuyến hàng hải
- Địa hình đáy biển
Phần 2 - Lớp thông tin được cập nhật thường xuyên, theo kết quả xử lý các cảnh
ảnh radar:
- Thông tin bổ trợ: Nhiệt độ; trường gió, sóng; Số liệu thời tiết
85
Phần lớn các lớp thông tin trên sẽ được khai thác từ cơ sở dữ liệu chung của đề
tài. Còn lớp thông tin các vết dầu phổ biến, những vết dầu giả do các hiệu ứng phụ
trên mặt biển là một hệ thống các vết dầu và vết dầu giả đã được tìm thấy và kiểm
chứng chính xác trên các ảnh vệ tinh radar.
Lớp thông tin này được tổ chức thành các tệp mô tả trong chương trình Excel.
Với mỗi loại vết dầu sẽ có những mô tả và các đường link đến các ảnh ví dụ của các
loại vết dầu đó. Các ảnh ví dụ là các tệp ảnh có khuôn dạng Jpg không có các thông
số về tọa độ.
3.2 Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu trong phần mềm ArcSDE
Cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển được lưu trong 01 cây
CSDL (Personal Geodatabase) hình 3.1 có tên: CSDL_tonghop
Trên hình 3.1 là hệ thống CSDL mở hay còn gọi là DBO (Database Open), từ ứng
dụng ArcMap trên một máy không chứa dữ liệu có thể kết nối tới CSDL thông qua
công cụ GIS Server\ Add ArcGIS Server để trực tiếp thao tác với dữ liệu.
Hình 3.1 Hệ thống CSDL xây dựng theo cấu trúc Personal Geodatabase và lưu trữ
trong Database Sever
86
3.2.1 Lớp thông tin nền
Lớp thông tin nền được tổ chức trong 01 dataset SDE với tên đặt là:
THONG_TIN_NEN gồm các feature class SDE như hình 3.2
Hình 3.2 Tổ chức các lớp dữ liệu trong lớp thông tin nền
Hình 3.3 Thông tin đồ họa lớp ranh giới quốc gia
87
Hình 3.4 Thông tin thuộc tính lớp đường bờ biển
3.2.2 Lớp thông tin về cơ sở khai thác chế biến dầu khí
Lớp thông tin cơ sở khai thác chế biến dầu khí được tổ chức trong 01 dataset SDE
có tên: CS_KHAI_THAC_CHE_BIEN_DAU_KHI gồm các lớp thông tin như hình
3.5 dưới đây
Hình 3.5 Tổ chức các lớp dữ liệu trong lớp thông tin các cơ sở khai thác chế biến
dầu khí
88
Hình 3.6 Ví dụ lớp thông tin các điểm mỏ dầu ở Việt Nam
Hình 3.7 Thông tin thuộc tính lớp điểm mở dầu các nước khác
89
3.2.3 Lớp thông tin về các sự cố tràn dầu trong quá khứ
Lớp thông tin về các sự cố tràn dầu trong quá khứ được tổ chức trong 01 dataset
SDE có tên: TRAN_DAU_QK gồm các lớp thông tin như hình 3.8 dưới đây:
Hình 3.8 Tổ chức các lớp dữ liệu trong lớp thông tin tràn dầu quá khứ
Hình 3.9 Ví dụ lớp thông tin các sự cố đắm tàu trong thế chiến thứ II
90
Hình 3.10 Ví dụ thông tin thuộc tính lớp sự cố tràn dầu
3.2.4 Lớp thông tin về giao thông vận tải biển
Lớp thông tin giao thông vận tải biển được tổ chức trong 01 dataset SDE có tên:
GTVT_BIEN trong đó có các lớp thông tin như hình 3.11 dưới đây
Hình 3.11 Tổ chức dữ liệu của các lớp thông tin về giao thông vận tải biến
91
Hình 3.12 Lớp thông tin về các cảng biển
Hình 3.13 Ví dụ bảng thông tin thuộc tính lớp cảng biển
92
3.2.5 Lớp thông tin về vùng có nguy cơ ô nhiễm dầu
Phân vùng nguy cơ ô nhiễm dầu trên vùng biển Việt Nam và biển Đông, dạng dữ
liệu bao gồm cả vector và raster .
Mức độ nguy cơ ô nhiễm dầu được chia làm 5 cấp:
Không có nguy cơ ô nhiễm
Nguy cơ ô nhiễm rất ít
Nguy cơ ô nhiễm ít
Nguy cơ ô nhiễm trung bình
Nguy cơ ô nhiễm cao.
Hình 3.14 Ví dụ lớp thông tin phân vùng nguy cơ ô nhiễm
93
Hình 3.15 Ví dụ bảng thông tin thuộc tính lớp phân vùng nguy cơ ô nhiễm
3.2.6 Lớp thông tin về hoạt động kinh tế - xã hội dải ven biển
Các lớp thông tin về các hoạt động kinh tế - xã hội ven biển được tổ chức trong 01 dataset SDE có tên KINHTE_XAHOI trong đó có các lớp thông tin như hình 3.16
Hình 3.16 Ví dụ lớp thông vùng sinh thái
94
Hình 3.17 Ví dụ thông tin thuộc tính của lớp các khu kinh tế, đô thị hóa ven biển
3.2.7 Các lớp thông tin bổ trợ
Lớp thông tin các thông tin bổ trợ được tổ chức trong 01 dataset SDE có tên:
THONG_TN_BO_TRO bao gồm các lớp thông tin như hình 3.18
Hình 3.18 Cấu trúc các lớp dữ liệu trong lớp thông tin bổ trợ
95
Hình 3.19 Lớp thông tin bể trầm tích
Hình 3.20 Ví bụ thông tin thuộc tính lớp bể trầm tích
96
3.2.8 Lớp thông tin cơ sở dữ liệu ảnh siêu cao tần
Lớp thông tin cơ sở dữ liệu ảnh siêu cao tần được tổ chức theo dạng sơ đồ
phân bố ảnh vệ tinh trên toàn bộ khu vực nghiên cứu, cho một cách nhìn tổng quan
về vị trí không gian các cảnh ảnh hiện có phục vụ cho việc tìm kiếm thông tin được
dễ dàng. Lớp thông tin này được tổ chức trong 01 dataset SDE có tên:
CS_ANH_VE_TINH gồm các lớp thông tin quản lý theo từng loại ảnh và theo năm
như hình 3.21
Hình 3.21 Cấu trúc các lớp thông tin trong lớp CSDL ảnh vệ tinh
Hình 3.22 Lớp thông tin sơ đồ ảnh vệ tinh Alos Palsar 2008
97
Hình 3.23 Ví dụ bảng thông tin thuộc tính lớp thông tin ảnh vệ tinh Alos Palsar
2008 3.2.9 Lớp thông tin điều kiện khí tượng thủy hải văn
Các lớp thông tin về các điều kiện khí tượng thủy văn biển được tổ chức trong 01 dataset SDE có tên KHI_TUONG_THUY_VAN_BIEN trong đó có các lớp thông tin như hình 3.24
Hình 3.24 Cấu trúc các lớp thông tin điêu kiện khí tượng thủy hải văn
98
Hình 3.25 Ví dụ lớp thông tin trường gió ở dạng raster
Hình 3.26 Ví dụ lớp thông tin về trường sóng dạng raster
99
Hình 3.27 Ví dụ lớp thông tin trường nhiệt ở dạng raster
3.2.10 Lớp thông vết dầu trên tư liệu vệ tinh
Hình 3.28 Cấu trúc các lớp thông tin trong lớp vết dầu trên tư liệu vệ tinh
100
Hình 3.29 Ví dụ Lớp thông tin vết dầu trên ảnh vệ tinh 3.2.11 Lớp thông tin phục vụ phân tích vết dầu trên ảnh siêu cao tần
Trước hết, người phân tích vết dầu phải hiểu được những thể hiện bên ngoài
của lớp dầu khi lan toả trên mặt biển. Mỗi loại dầu khác nhau khi lan toả trên biển
sẽ thể hiện khác nhau. Dầu nhẹ sẽ lan toả rất nhanh tạo nên các lớp váng dầu đồng
nhất và mỏng. Chúng sẽ mất đi hoàn toàn trong vài ngày hoặc đôi khi chỉ vài giờ.
Các váng dầu này chỉ có thể quan sát được với một góc nhìn nhỏ như các dải sáng
chói. Các sản phẩm dầu nặng hoặc dầu thô lan toả không đều trên biển tạo nên các
vệt dầu dày hoặc các dải có màu đen hoặc nâu đậm bao quanh bởi lớp dầu mỏng với
màu đen liên tục. Hình dạng các vết dầu phụ thuộc vào điều kiện khí tượng hải văn
và thời gian đã tồn tại trên biển. Trong CSDL, các thư viện về vết dầu trên mặt biển
được chúng tôi mô tả trong tệp Excel, các ảnh ví dụ được đánh số thứ tự 1 và 2 như
hình 3.30 sau:
101
Hình 3.30 Các vết dầu bị
biến đổi trên mặt biển
2. Các vết dầu phổ biến
CSDL các vết dầu phổ biến do hãng Boost Technology tổng hợp. Nhằm hỗ trợ cho việc nhận dạng vết dầu trên ảnh SAR, công ty BOOST đã thiết lập một hệ thống các kiểu mẫu vết dầu trên biển. Đây là một công cụ rất hữu ích trợ giúp cho các phân tích viên nhanh chóng đưa ra kết luận về các vết dầu. Các vết dầu được phân loại dựa trên hình dạng như dạng tuyến liên tục, dạng mảng với độ tương phản trên mỗi cạnh khác nhau v.v.
Hình 3.31 Các vết dầu phổ biến được mô tả trong tệp Excel
102
3. Các vết dầu giả do các hiệu ứng phụ trên mặt biển
Trong thực tế có rất nhiều hiệu ứng phụ trên mặt biển tạo nên dấu hiệu tương tự như sự thể hiện của các vết dầu ô nhiễm. Người quan sát cần phải học hỏi và rút ra kinh nghiệm. Có nhiều loại ô nhiễm trông giống như dầu mỏ nhưng không phải dầu mỏ, ví dụ các loại dầu ăn hay một số hoá chất khác. Một số hiện tượng tự nhiên cũng có thể tạo nên các dấu hiệu gây nhầm lẫn như: bóng mây tạo ra những vùng tối trên mặt biển, khi biển lặng gió hoặc sự giao nhau giữa hai khối nước có nhiệt độ khác nhau, nước đục vùng cửa sông, tảo biển trôi dạt trên mặt biển, vùng nước nông v.v. Cần tiến hành quan sát với các góc nhìn khác nhau hoặc sử dụng máy bay trực thăng để quan sát ở khoảng cách gần hơn.
Việc phân tích và nhận dạng các vết dầu trên biển bị phức tạp lên rất nhiều bởi các hiệu ứng bề mặt biển thường dẫn đến sự nhầm lẫn. CSDL này giúp người phân tích loại trừ các dấu hiệu giả đó.
Các vết dầu giả do các hiệu ứng phụ trên mặt biển có thể là:
- Hiệu ứng sóng katabatic tại khu vực gần bờ. - Hiệu ứng front khí quyển và mưa cục bộ. - Hiệu ứng từ các vết lằn do các chân vịt hay tuốc-bin của các tàu có tốc độ
cao để lại trên mặt biển. - Hiệu ứng những khối nước trồi do địa hình đáy biển tạo ra, thể hiện giống
như vết dầu trên biển. Để có thể loại bỏ những hiệu ứng này trên ảnh siêu cao tần, các chuyên gia phải kết hợp trường nhiệt độ mặt biển với bản đồ địa hình đáy biển ở tỷ lệ phù hợp.
Hình 3.32 Các vết dầu giả được mô tả trong tệp Excel
103
3.3 Chia sẻ cơ sở dữ liệu cho đa người dùng
Trong nghiên cứu này, học viên đã sử dụng trang ArcGIS Server Manager trong
ArcGIS Server dotnet 9.3 để chia sẻ tài nguyên dữ liệu cho đa người dùng dưới hai
hình thức:
• Một là qua dịch vụ chia sẻ dữ liệu mức này đòi hỏi các máy khách phải cài
được đặt ArcGIS Destop, người khai thác tài nguyên phải am hiểu kiến thức về
GIS cũng như phải thành thạo các thao tác trên phần mềm ArcGIS. Sau khi
được máy chủ xác nhận password chính xác người dùng có thể kết nối với
CSDL trên máy chủ và tiến hành các thao tác với dữ liệu.
• Hai là qua một dich vụ Web, sử dụng chức năng tạo ứng dụng Web trên trang
ArcGIS Server Manager, các lớp dữ liệu cũng như các bản đồ được đưa lên
một trang Web với các công cụ được cung cấp đầy đủ cho phép người dùng
thao tác chỉnh sửa dữ liệu trực tuyến mà không cần có kiến thức về ArcGIS.
3.3.1 Chia sẻ tài nguyên CSDL thông qua dịch vụ chia sẻ dữ liệu
Hình 3.33 Chia sẻ tài nguyên dữ liệu qua dịch vụ chia sẻ dữ liệu
Hình 3.33 là một ví dụ về ứng dụng chức năng chia sẻ tài nguyên dữ liệu thành dịch
vụ trên trang ArcGIS Server Manager. Mức chia sẻ dữ liệu này các máy khách cần
104
cài đặt phần mềm ArcGIS Destop cộng thêm điều kiện là phải được cấp tên truy cập
và mật khẩu mới có thể kết nối tới máy chủ và khai thác sử dụng dữ liệu
3.3.2 Chia sẻ tài nguyên CSDL thông qua ứng dụng Web
Hình 3.34 CSDL sơ đồ ảnh vệ tinh được chia sẻ qua một ứng dụng Web
Hình 3.35 CSDL khai thác chế biến dầu khí được chia sẻ qua ứng dụng Web
Online Database http://kimanh/sd/default.aspx
Online Database http://kimanh/dk/default.aspx
105
Mức chia sẻ này các máy tính chỉ cần cài đặt phần mềm để mở trình duyệt web
như Mozilla Firefox và Microsoft Internet Explorer là có thể sử dụng hoặc tìm
kiếm thông tin trên dữ liệu qua dịch vụ trang web.
106
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
a. KẾT LUẬN
Kết quả nghiên cứu đề tài ”Phương pháp luận xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ
nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển ” đã minh chứng cơ sở khoa học và phương pháp
luận hợp lý cho quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát ô nhiễm dầu
trên biển trong điều kiện thực tế của Việt Nam và rút ra một số kết luận sau đây:
1. Phương pháp luận xây dựng CSDL đề tài đã đưa ra đã tối ưu khả năng chia sẻ
dữ liệu ở cả hai dạng raster và vector với việc kết hợp hai phần mềm ArcGIS
Server và IWS
2. Đề tài đã đề xuất cách thức chia sẻ CSDL hợp lý và đã nâng cao tính bảo mật
của CSDL bằng việc chia sẻ dữ liệu ở hai cấp
3. CSDL được thiết kế theo hướng mở, có khả năng cập nhật dữ liệu, đặc biệt là
cập nhật dữ liệu trực tuyến. Quan trọng hơn là việc cập nhật các vết dầu mới, kết
hợp với CSDL tràn dầu quá khứ để có được bức tranh tổng quan về sự phân bố
không gian của ô nhiễm dầu trên khu vực. CSDL các vết dầu phổ biến và các
báo động giả được xây dựng là cơ sở hỗ trợ cho việc nhận dạng và phân tích vết
dầu.
107
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ
LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN
I. Bài báo, Báo cáo hội nghị 1. Nguyễn Kim Anh, Nguyễn Đình Dương (2011), Development of database for
marine oil pollution study, báo cáo khoa học sinh viên quốc tế tổ chức bởi ISPRS, Jhongli, Taiwan.
2. Nguyễn Kim Anh, Nguyễn Đình Dương (2011), Phương pháp luận xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu ô nhiễm dầu trên biển, Hội nghị Khoa học và Công nghệ Mỏ, Nha Trang – Khánh Hòa.
3. Đặng Nam Chinh, Nguyễn Kim Anh (2007), Khả năng ứng dụng công nghệ GIS trong công tác đánh giá chất lượng môi trường tại các vùng mỏ, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất số 19, Hội nghị Khoa học và Công nghệ mỏ, Sapa – Lào Cai.
108
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Nguyễn Đình Dương và nnk (2010), Báo cáo tổng kết Đề tài trọng điểm cấp Nhà nước, ”Ô nhiễm dầu trên vùng biển Việt Nam và biển Đông, mã số KC.09.22/06-10”.
2. Nguyễn Hữu Nhân (2004), Báo cáo tổng kết đề tài, ”Xây dựng phần mềm OILSAS (Oil Spill Assisstant System/Software) 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”.
3. Nguyễn Thị Việt Liên và nnk (2001), Mô phỏng dầu tràn do sự cố vùng biển Hải Phòng – Quảng Ninh và phầm mềm dự báo qũy đạo vệt dầu, chuyên đề 9 thuộc nhiệm vụ bảo vệ môi trường cấp Nhà nước: ”Cơ sở khoa học và kế hoạch ứng cứu sự cố tràn dầu Hải Phòng- Quảng Ninh”, Trung tâm khảo sát, nghiên cứu, tư vấn môi trường biển.
4. Lê Đức Tố và nnk (2004), Quản lý biển, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
Tiếng Anh
3. Annalia Bernardini-JRC, (2005), The way forward: Towards a European Atlas and Database, “Oceanides Final Workshop”, European Commission, Joint Research, Institute for the protection and Security of the Citizen.
4. Ispra, (2005), Developping an harmonised oil spill reporting, Oceanides Final Workshop.
5. Philippe Careau -JRS, (2004), User manual & Database description, Oceanides.
6. Lisa Woolgar, ( 2008), Assessing the increasing risk of marine oil pollution spills in China, “Techincal Support Co-ordinator-International Tanker oweners Pollution Federation”, London, UK, International oil spill conference
7. GMES OCEANIDES, QinetiQ, Ủy ban châu Âu, (2002), Report on harmonised oil spillreporting system.
8. Kees (C.J.) Camphuysen, Chronic oil pollution in Europe, Royal Netherlands Institute for Sea Research.
9. Environmental Consequences and Response Technologies, “Oil Spills in the Australian Marine Environment”.
109
10. ScanEx, Moscow, 2009, Use of satellite technology for operational pollution monitoring source detection and indentification.
11.http://infopedia.nl.sg/articles/SIP_1101_2010-09-06.htm
