Thiết lập, sử dụng cơ sỏ dữ liệu hệ thông tin địa lý và kết hợp ứng dụng viễn thám phục vụ qui hoạch môi trường bền vững các tỉnh ven biển Hải Phòng và Quảng Ninh

in thống kê đ−ợc đ−a vào bảng 11.3. Sự trang trí đồ thị bổ sung sử dụng bóng, kết cấu, những bức tranh, màu v.v., có thể đ−ợc giới thiệu để tạo ra đầu ra đầy ấn t−ợng. Hình 11.7. Nhiều loại biểu đồ với nhiều trang trí 102 Hình 11.3. Thống kê về tai nạn giao thông Thành phố Ng−ời đi bộ Xe đạp Xe máy Ô tô Tổng A 65 26 165 115 371 B 32 36 100 126 294 C 48 24 110 74 256 Tổng 145 86 375 315 921 Những bản đồ chuyên đề là sự biểu diễn của những thuộc tính hoặc lớp đối với quan hệ không gian địa lý. Vài sự biểu diễn đồ hoạ có thể phụ thuộc vào những đặc tr−ng của những thuộc tính nh− sau: bản đồ màu với 5~20 mã màu bản đồ dấu chấm với 5~10 mẫu chấm bản đồ kết cấu với 5~10 mẫu kết cấu kẻ bản đồ đ−ờng viền cho những giá trị liên tục mặt cắt cho bản đồ những giá trị liên tục dọc theo những mặt cắt bản đồ thống kê với nhiều kiểu đồ thị bản đồ ảnh cho trình bày biểu t−ợng bản đồ 3 chiều cho dễ hiểu hơn 11.5. Bản đồ màu Trực quan hóa sử dụng màu hiện nay sẵn sàng với màn hình màu hoặc máy in màu nối tới một máy tính. Tuy nhiên để lựa chọn những mã màu R, G, B cho đầu ra màu không phải dễ để tạo ra một hình ảnh màu đầy ý nghĩa và đẹp. Mục đích của bản đồ màu đ−ợc nhóm vào hai kiểu sau. Biểu diễn sự giống nhau Có hai kiểu; 1. Những giá trị số của tất cả d−ơng hoặc tất cả âm trong một sắp đặt nhất định. Độ cao hoặc chiều cao nền mặt đất thông th−ờng là tất cả d−ơng. Chiều sâu n−ớc là tất cả âm. Những giá trị nh− vậy sẽ đ−ợc biểu diễn liên tục bởi những mã màu t−ơng tự, đặc biệt bởi c−ờng độ hoặc độ chói. 2. Những giá trị số với số trừ và cộng hoặc trên và d−ới trung bình. Nhiệt độ là một ví dụ. Màu đỏ sẽ đ−ợc sử dụng cho những giá trị cao hơn trong khi màu xanh cho những giá trị thấp hơn. Trung bình sẽ là màu vàng hoặc xanh lục. Biểu diễn tính tách biệt Những mã màu khác nhau sẽ đ−ợc sử dụng tốt hơn để tăng c−ờng sự khác nhau của những thuộc tính, ví dụ đất sử dụng, thổ nh−ỡng, địa chất, cây cỏ vân vân. Để lựa chọn hơn hai m−ơi màu rất là khó để xác định màu khác nhau trên hình ảnh màu. Khoảng m−ời màu đ−ợc khuyến cao. Vì trong GIS nhiều ký tự và đ−ờng sẽ đ−ợc đ−a thêm lên bản đồ màu, độ chói của màu cần phải khá cao. Trong đa số các tr−ờng hợp, những màu sắc khác nhau với c−ờng độ và sự bão hòa gần nh− bằng nhau là một sự kết hợp màu tốt hơn trên bản đồ màu. 103 Bảng 11.4 cho thấy mã màu R, G, B của ba bảng màu cho sự giống nhau và hai bảng màu cho những trực quan hóa tách biệt. Bảngn 11.4. Mã màu của 5 bảng màu 11.6. Bản đồ địa hình Bản đồ địa hình là sự biểu diễn của sự biến đổi chiều cao với cấu trúc ba chiều. Có vài kỹ thuật tạo ra những bản đồ địa hình dựa vào hiệu ứng tâm lý học. ý t−ởng cơ bản là mắt con ng−ời sẽ nhận ra cảm giác không gian ba chiều hoặc khoảng cách của chiều sâu nếu có bóng hoặc bóng tạo bởi sự soi sáng với góc ph−ơng vị phía tây bắc (hoặc từ trên trái) và độ cao 45 độ. Các kỹ thuật sau đ−ợc sử dụng trong nhiều phần của những ứng dụng GIS. 104 Bản đồ đ−ờng viền với bóng: bề dày của những đ−ờng viễn h−ớng mặt dốc đông nam đ−ợc tăng lên, nó tạo ra hiệu ứng địa hình. Sự đánh bóng ngọn đồi với những đ−ờng nét chải: sự trình bày thuật vẽ bản đồ truyền thống bằng tay đ−ợc tạo ra bởi những ng−ời vẽ bản đồ chuyên nghiệp. Bản đồ lăng trụ: một loại cảnh quan từ mắt con chim với chiều cao không thay đổi đối với vùng. Hình ảnh bóng: hiệu ứng đánh bóng ngọn đồi của cosine của góc giữa vectơ bình th−ờng của bề mặt và ánh sáng tới. Cảnh quan lập thể: sự nhìn 3 chiều có thể nhìn thấy qua kính lập thể với một cặp ảnh lập thể mà có những thị sai nằm ngang phụ thuộc vào chiều cao hoặc khoảng cách chiều sâu. Hình 11.8 cho thấy vài ví dụ của bản đồ địa hình. Hình 11.8. Ví dụ của bản đồ địa hình 105 11.7. Cảnh quan từ mắt của con chim - phép chiếu song song Cảnh quan từ mắt của con chim là sự chiếu xiên bởi đó phong cảnh đ−ợc nhìn xuống xiên chéo từ bầu trời. Có hai phép chiếu để tạo ra cảnh quan mắt của con chim. Phép chiếu song song: phong cảnh đ−ợc chiếu có cấp độ không đổi với hệ thống tọa độ xiên song song. Phép toán chiếu đơn giản hơn nh−ng thực tế có khác một chút. Phép chiếu trung tâm: phép chiếu phối cảnh đ−ợc áp dụng tới những tọa độ 3 chiều của DEM, mà nó tạo ra thực tế cái nhìn của mắt con ng−ời trong khi những đối t−ợng gần hơn có tỷ lệ lớn hơn những đối t−ợng xa có tỷ lệ nhỏ hơn. Hình 11.9 cho thấy khái niệm hai phép chiếu ở trên. Trong phép chiếu song song cảnh quan từ mắt của con chim sẽ tạo ra lên trên cả mặt phẳng thẳng đứng hoặc mặt phẳng thẳng góc tới h−ớng nhìn. H−ớng nhìn với góc hạ thấp 30~40 độ đ−ợc sử dụng rộng rãi. Hình 11.9. Khái niệm cảnh quan từ mắt con chim Phép toán của sự chiếu song song với sự góc nổi l và góc ph−ơng vị q chính xác từ phía bắc hoặc trục Y, nh− trên Hình 11.10 nh− sau : x = s (X cosθ - Y cos θ sin) y = s (X sin θ tanl + Y cosθ tan l + Z) trong tr−ờng hợp mặt phẳng thẳng đứng y = s (X sinθ sinλ + Y cos sinλ + Z cosλ ) trong tr−ờng hợp mặt phẳng thẳng góc trong đó (x, y): toạ độ trong mặt phẳng chiếu s = tỷ lệ θ = góc ph−ơng vị λ = góc nổi Hình 11.10. Cơ sở toán học của phép chiếu song song 106 Những điểm bị khuất có thể đ−ợc phát hiện ra bởi sự kiểm tra liệu yi có lớn hơn hoặc không hơn ymax hiện thời giữa ( i - l) điểm dọc theo một mặt cắt từ i = 1 tới i = n, nh− cho thấy trong Hình 11.11. Hình 11.11. Xác định điểm bị khuất 11.8. Cảnh quan từ mắt của con chim - phép chiếu trung tâm Cảnh quan mắt của con chim trong phép chiếu trung tâm đ−ợc gọi là phối cảnh. Nguyên lý toán học cũng giống nh− với camêra và phim trắc đạc. Các phép toán của phối cảnh đ−ợc cho nh− sau (xem Hình 11.12) Hình 11.12. Nguyên lý của phép chiếu trung tâm trong đó (x, y): toạ độ phối cảnh 107 c: yếu tố tỷ lệ (Xo, Yo, Zo ): trung tâm phép chiều hay điểm mắt (X, Y, Z): điểm địa hình cần phải chuyển đổi α : góc quay xung quanh trục x β : góc đo xung quanh trục Z α = 0o : nhìn thẳng đứng (góc nổi = 90o ) α = 90o : nhìn ngang (góc nổi = 0o ) Tr−ớc hết sự quay xung quanh trục Z đã cho, rồi sự quay vòng quanh trục x đã cho. Cảnh quan mắt của con chim trong ảnh raster đ−ợc tạo ra bởi kết hợp DEM và dữ liệu chuyên đề t−ơng ứng hoặc ảnh màu vệ tinh. Những điểm khuất thông th−ờng đ−ợc xử lý bởi hai ph−ơng pháp sau: Phép chiếu từ xa gần: từ thứ tự những điểm xa hơn dọc theo một mặt cắt tất cả các điểm đều chiếu lên trên một ảnh phẳng hoặc hệ thống tọa độ phối cảnh. Điểm nhìn thấy gần nhất sẽ là kết quả đầu ra. (xem Hình 11.13 (a)) Kiểm tra từ gần đến xa: giá trị Z của một tia sáng đ−ợc kiểm tra ở khoảng cách nhỏ liệu giá trị Z lớn hơn chiều cao địa hình hay không. Sự giao nhau đầu tiên sẽ là đầu ra trên mặt phẳng ảnh. ( xem Hình 11.13 (b)) Hình 11.13. Nguyên lý của việc xử lý điểm bị khuất 108 Tài liệu tham khảo 1. NCGIA (National Center for Geographic Information and Analysis), University of California, Santa Barbara Core Curriculum; "Introduction to GIS" "Technical Issues in GIS", 1990 2. Konecny, Gottfried Basic Considerations for the Implementation of Spatially Based Information Systems, Proceeding of Third International Colloquium of LIESMARS, WTUSM, Wuhan, 1994 3. Korte, George B. The GIS Book, Third Edition Onward Press, 1993 4. Japan Association of Remote Sensing Remote Sensing Note, Edited by Shunji Murai Japan Association of Surveyors, 1993 5. Meijerink, Allard M.J. et al Introduction to the Use of Geographic Information Systems for Practical Hydrology, International Institute for Aerospace Survey and Earth Sciences (ITC), ITC Publication Number 23, Enschede, 1994 6. Shunji Murai, GIS Work Book, Japan, 1999 7. SIAGE-ALITEC Geocube, SIAGE, France, 1994 8. Bertin, Jacques Semiologie Graphique Mouton, 1967 9. Imhof, Eduard Kartographische Gelaende-Darstellung Walter de Gruyter & Co., 1965 10. Harvard University Mapping Software and Cartographic Data Bases, 1979 1 Kết hợp cơ sở dữ liệu phi không gian và không gian trong quản lý tổng hợp đới bờ biển Trần Đình Lân Phân viện Hải d−ơng học tại Hải Phòng 246 Đ−ờng Đà Nẵng, Hải Phòng Tel: 031-761523; Fax: 031-761521 Email: tdlan@hio.ac.vn Mở đầu Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin, ngày nay hầu hết các ngành kinh tế, khoa học tự nhiên, khoa học xã hội, công nghệ đều có chiến l−ợc ứng dụng công nghệ thông tin. Điểm mấu chốt cho bất kỳ một ứng dụng nào trong công nghệ này là phải xây dựng cho đ−ợc một cơ sở dữ liệu hoặc một hệ thống cơ sở dữ liệu. Thực sự khái niệm cơ sở dữ liệu (database) ra đời cùng với sự ra đời của máy tính điện tử. Do nhu cầu phát triển cơ sở dữ liệu, nhiều công ty sản xuất phần mềm đã cho ra đời các sản phẩm phần mềm hệ quản trị dữ liệu rất tiện dụng trong xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL), chẳng hạn PARADOX, Spans, ORACLE, DBASE, MS ACCESS, v.v. theo các qui mô khác nhau. Cùng với sừ bùng phát của công nghệ thông tin thì công nghệ không gian (Viễn thám và GIS) cũng phát triển mạnh trong những thập niên gần đây với mục tiêu phục vụ kinh tế, dân sinh. Sự phát triển kết hợp giữa khoa học địa lý với công nghệ thông tin đã cho ra đời hệ thông tin địa lý (GIS) và trong GIS một chức năng không thể thiếu là quản lý cơ sở dữ liệu. Và nh− vậy, ngày nay đã tồn tại hai loại cơ sở dữ liệu: phi không gian - quản lý các dữ liệu thuộc tính và không gian - quản lý các dữ liệu không gian (bản đồ, ảnh viễn thám). Trong xu thế phát triển chung của toàn thế gới, phát triển bền vững đã trở thành mục đích của tất cả các quốc gia, các khu vực, từ lục địa đến đại d−ơng. Nhiều công cụ đã đ−ợc phát triển ở các mức khác nhau để đạt đến mục đích đó. Trong số các công cụ đó thì Quản lý tổng hợp đới bờ biển là một công cụ đắc lực. Quản lý tổng hợp đới bờ biển (QLTHĐB) ra đời nhằm đáp ứng mục tiêu sử dụng lâu bền tài nguyên và bảo vệ môi tr−ờng đới bờ biển, cụ thể hơn, đó là duy trì các quá trình sinh thái cơ bản, các hệ thống đảm bảo đời sống trên trái đất và đa dạng sinh học. Đối t−ợng của QLTHĐB là tài nguyên và các hoạt động ở cả các vùng đất và vùng n−ớc ven bờ. Khi bắt đầu hình thành kế hoạch QLTHĐB, cần có các thông tin và t− liệu thuộc 4 nhóm: cơ sở tài nguyên (coastal resource base), tổ chức xã hội, các ch−ơng trình liên quan và năng lực về thể chế, luật pháp và tài chính. 1. Nhu cầu hệ thống hoá t− liệu về tài nguyên trong QLTHĐB QLTHĐB là một quá trình động và liên tục ra quyết định đúng việc sử dụng tài nguyên và bảo vệ môi tr−ờng bờ. Mục đích của quản lý tổng hợp là quản lý sự phát triển sao cho không gây ph−ơng hại tới tài nguyên môi tr−ờng. Nh− vậy QLTHĐB ở các phạm vi khác nhau có thể là một dự án, có thể là một ch−ơng trình, v.v. và để triển khai, ng−ời ta cần phải có các t− liệu (đó là nguyên liệu đầu vào). Khi bắt đầu tiến hành bất cứ một ch−ơng trình, dự án, kế hoạch phát triển, v.v. thì cơ sở đầu vào cho việc thiết kế, triển khai công việc đó chính là các dữ liệu, đối với một kế hoạch QLTHĐB cũng vậy. Thực tế cho thấy ở n−ớc ta các t− liệu th−ờng có đ−ợc từ nhiều nguồn, d−ới nhiều dạng, theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau và quản lý ở nhiều cơ quan khác nhau. Các thông tin, t− liệu th−ờng đ−ợc thu thập, quản lý theo các vùng lãnh thổ (th−ờng là hành chính), 2 hoặc theo các ngành có lợi ích trực tiếp hoặc gián tiếp đến khu vực, hoặc là theo hệ thống các cơ quan nghiên cứu, v.v. Đây là kết quả tất yếu của ph−ơng thức quản lý mang tính truyền thống, tức là quản lý đơn ngành và theo khu vực hành chính. Để có thể áp dụng ph−ơng thức quản lý mới - Quản lý tổng hợp - cho vịnh Bắc Bộ, cần phải có một hệ thống cơ sở dữ liệu thống nhất, đa lĩnh vực và th−ờng xuyên đ−ợc cập nhật. Trong đó t− liệu đ−ợc chuẩn hoá theo một tiêu chuẩn nhất định, đ−ợc l−u trữ và quản lý theo một ph−ơng thức thống nhất, hay nói chung là cần phải hệ thống hoá các t− liệu này. Trong quá trình triển khai hệ thống quản lý tổng hợp đới bờ, các t− liệu này cần đ−ợc đánh giá, lựa chọn theo các nội dung quản lý, sao cho có thể từ đó phát triển đ−ợc một bộ chỉ thị (indicators) về sử dụng lâu bền đới bờ biển phục vụ tr−ớc hết cho việc xây dựng bộ hồ sơ môi tr−ờng, sau đó cho việc đánh giá và giám sát môi tr−ờng tài nguyên cũng nh− dự án. 2. Các dạng t− liệu và ph−ơng pháp xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu về đới bờ biển 2.1. Các dạng t− liệu Hiện nay có hai dạng t− liệu đ−ợc sử dụng để nghiên cứu về đới bờ biển là các dữ liệu thuộc tính (phi không gian) và các dữ liệu không gian (geographic data). Dữ liệu dạng thuộc tính là các số liệu, các mô tả trong các báo cáo điều tra, v.v. đề cập đến các thuộc tính của các đối t−ợng tự nhiên nh− trữ l−ợng, số l−ợng, tốc độ phát triển, tăng tr−ởng, giá trị, v.v. cũng nh− các tác nhân liên quan, nh− hoạt động khai thác, sử dụng của con ng−ời, các tai biến tự nhiên. Dữ liệu không gian bao gồm chủ yếu là các bản đồ, sơ đồ, ảnh máy bay, ảnh vệ tinh, v.v. đề cập đến phân bố (theo không gian và thời gian), qui mô, hình thái, v.v. của các đối t−ợng. Với sự trợ giúp của công nghệ thông tin, ngày nay dạng dữ liệu không gian đ−ợc phát triển mạnh, có thể l−u trữ kết hợp với các dữ liệu thuộc tính trong cùng một hệ quản lý (sử dụng hệ thông tin địa lý). 2.2. Ph−ơng pháp xây dựng Các ph−ơng pháp hoặc tổ hợp các ph−ơng pháp đ−ợc sử dụng để xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu phục vụ QLTHĐB là những hệ ph−ơng pháp đang đ−ợc nhiều ngành sử dụng hiện nay. Các ph−ơng pháp đ−ợc sử dụng d−ới đây đã đ−ợc đề cập chi tiết trong nhiều công trình. Ph−ơng pháp nghiên cứu tài liệu Ph−ơng pháp đánh giá nhanh môi tr−ờng Ph−ơng pháp viễn thám và hệ thông tin địa lý Ph−ơng pháp xây dựng cơ sở dữ liệu. 2.3. Sơ đồ kết hợp CSDL phi không gian và không gian Việc xây dựng các mô hình quản trị dữ liệu đã phát triển đến thế hệ thứ ba. Tuy nhiên mô hình sử dụng phổ biến hiện nay là mô hình thế hệ thứ hai - mô hình quan hệ (relational database management system) - với sự trợ giúp hiệu quả của các phần mềm máy tính điện tử. Hiện nay, việc sử dụng mô hình quản trị dữ liệu quan hệ khá thích hợp, thuận tiện trong việc phối hợp sử dụng các phần mềm quản trị dữ liệu thuộc tính với ứng dụng công nghệ hệ thông tin địa lý trong quản trị các dữ liệu không gian. Hầu hết dữ liệu về đặc tr−ng phân bố không gian của các đối t−ợng đều đ−ợc quản lý trong hệ quản trị dữ liệu không gian của một phần mềm GIS, còn các thông tin t− liệu khác đ−ợc quản lý d−ới dạng các bảng dữ liệu trong hệ quản trị dữ liệu quan hệ phi không gian. Ngày nay trong các phần mềm GIS, đều có phần quản lý các dữ liệu thuộc tính và có các trình liên kết với các CSDL phi không gian. Tuy nhiên thông th−ờng để dễ dàng trong qản lý, bảo trì và tăng tốc độ xử lý, ng−ời ta th−ờng quản lý riêng CSDL GIS và CSDL thuộc tính phi không gian. Quá trình liên kết t− liệu đ−ợc thực hiện thông qua các phần mềm cơ sở dữ 3 liệu, hoặc đ−ợc xây dựng thông qua một ch−ơng trình ứng dụng tin học. Liên kết t− liệu không gian và phi không gian Dữ liệu đầu vào (Đồng nhất toạ độ, dạng dữ liệu) Bổ trợ thông tin 3. Những kết quả ban đầu lồng ghép CSDL không gian và phi không gian phục vụ quản lý vùng bờ biển Trong những cố gắng tiếp cận sử dụng t− liệu viễn thám và công nghệ GIS phục vụ QLTHĐB Việt Nam, một số cơ sở dữ liệu GIS đã đ−ợc xây dựng theo mục tiêu này. Đáng chú ý là bốn tập cơ sở dữ liệu GIS đã và đang đ−ợc xây dựng, trong đó một tập do Phân viện Hải d−ơng học Hà Nội thực hiện trong khuôn khổ hợp tác ASEAN - Australia, ba tập còn lại do Phân viện Hải d−ơng học tại Hải Phòng xây dựng đều có các cơ sở dữ liệu thuộc tính đi kèm. Các tập này sẽ đ−ợc trình bày chi tiết hơn d−ới đây. 3.1. Cơ sở dữ liệu GIS về điều kiện tự nhiên vùng bờ tây Vịnh Bắc Bộ Trong cơ sở dữ liệu này, một tập cơ sở dữ liệu GIS về điều kiện tự nhiên đã đ−ợc xây dựng, và tập CSDL thuộc tính đ−ợc xây dựng và quản lý trong phần mềm VODC . Dựa trên các t− liệu đ−ợc thu thập trong hơn 40 năm tại Phân viện, các bản đồ chuyên đề tỉ lệ 1:250000 ở đới bờ đã đ−ợc chuẩn hoá và đ−a vào cơ sở dữ liệu dùng phần mềm ARCVIEW GIS. Ngoài bộ bản đồ nền tỉ lệ 1:250000 phù hợp việc qui hoạch ở cấp vùng và tỉnh, nhiều bản đồ chuyên đề đ−ợc xây dựng từ các lớp thông tin trong cơ sở dữ liệu đã đ−ợc sử dụng vào các dự án liên Dữ liệu viễn thám (ảnh) Dữ liệu GIS (bản đồ) Cơ sở dữ liệu GIS (các lớp thông tin nền, thông tin chuyên đề, ...) G iải đoán, phân loại Phân tích Cơ sở dữ liệu phi không gian (các bảng chứa thông tin thuộc tính) Dữ liệu thuộc tính (số liệu) H ệ thống hóa Kết nối, phân tích, mô hình hình hoá Các ứng dụng đầu ra phục vụ QLTHĐB (Bản đồ chuyên đề, phân vùng chức năng, mô hình dự báo, giám sát, đánh giá, hệ thống hỗ trợ hoạch định chính sách, v.v.) 4 quan đến quản lý tài nguyên và môi tr−ờng biển. Chẳng hạn, các bản đồ về tài nguyên và môi tr−ờng đầm phá Thừa Thiên - Huế đã đ−ợc chuyển giao cho Sở Khoa học, Công nghệ và Môi tr−ờng Thừa Thiên - Huế để lồng ghép vào việc qui hoạch quản lý đầm phá. Các bản đồ về điều kiện tự nhiên các vùng n−ớc ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh đã đ−ợc sử dụng cho phát triển nuôi trồng hải sản bền vững. D−ới đây là một số bản đồ đ−ợc xây dựng trong cơ sở dữ liệu. Vùng Hải Phòng 1. Cảnh quan địa hoá vùng bờ biển Hải Phòng 2. Địa mạo vùng bờ Hải Phòng và lân cận 3. Môi tr−ờng địa hoá trầm tích bãi triều vùng bờ Hải Phòng 4. Động lực vùng bờ Hải Phòng 5. Hiện trạng bãi triều vùng bờ Hải Phòng 6. Phân bố hàm l−ợng Sunphua trong trầm tích tầng mặt xám nâu vùng bãi triều Hải Phòng 7. Trầm tích đệ tứ bãi triều vùng bờ Hải Phòng 8. Phân bố trầm tích đáy vùng bờ Hải Phòng Vùng Thừa Thiên - Huế 1. Phân bố thành phần độ hạt lớn hơn 0,1mm trong trầm tích đáy đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 2. Phân bố thành phần độ hạt 0,1mm - 0,01mm trong trầm tích đáy đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 3. Phân bố thành phần độ hạt nhỏ hơn 0,01mm trong trầm tích đáy đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 4. Hình thái cấu trúc đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 5. Động lực hình thái đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 6. Địa mạo đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 7. Phân bố mầu sắc trầm tích đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 8. Hiện trạng môi tr−ờng đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 9. Môi tr−ờng trầm tích đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 10. Địa động lực nội sinh vùng đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 11. Phân bố trầm tích đáy đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 12. Phân bố đất −ớt đầm phá Tam Giang - Cầu Hai năm 1992 (từ t− liệu ảnh vệ tinh) 13. Phân bố đất −ớt đầm phá Tam Giang - Cầu Hai năm 1997 (từ t− liệu ảnh vệ tinh) 14. Phân bố đất −ớt đầm Lăng Cô năm 1992 (từ t− liệu ảnh vệ tinh) 15. Phân bố đất −ớt đầm Lăng Cô năm 1997 (từ t− liệu ảnh vệ tinh) Vùng Quảng Ninh 1. Các bản đồ phân bố khoáng vật nặng vùng bờ biển Quảng Ninh 2. Phân bố Sk của trầm tích vùng bờ biển Quảng Ninh 3. Phân bố màu sắc trầm tích vùng bờ biển Quảng Ninh Vùng Quảng Ninh - Thanh Hoá 1. Biến động đ−ờng bờ Cát Hải, Hải Phòng 2. Biến động xói lở bờ biển vùng Đầm hà - Móng Cái 3. Hiện trạng xói lở bờ biển vùng Tiên Yên - Cửa Lục 4. Biến động xói lở bờ biển vùng Hải Phòng - Hạ Long 5. Hiện trạng xói lở bờ biển vùng Móng Cái - Đồ Sơn 6. Biến động đ−ờng bờ vùng Móng Cái - Lạch Tr−ờng 7. Hiện trạng xói lở bờ biển miền bắc Việt Nam 8. Biến động đ−ờng bờ biển vùng châu thổ sông Hồng 9. Lớp phủ đất vùng Hải Hậu 10. Tai biến xỏi lở bờ biển ở Cát Hải (Hải Phòng) 5 11. Tai biến xói lở bờ biển miền bắc Việt Nam 12. Tai biến xói lở bờ biển ở Hải Hậu (Nam Định) Nguồn: Trần Đình Lân và nnk, 2000 [12] 3.2. Cơ sở dữ liệu GIS phục vụ nghiên cứu quản lý tổng hợp vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long và Đà Nẵng Trong cơ sở dữ liệu này có một tập CSLD thuộc tính đ−ợc quản lý trong MS ACCESS và một tập CSDL GIS dùng phần mềm MAPINFO. Tập CSDL GIS đã đ−ợc xây dựng với các dữ liệu đầu vào (ảnh vệ tinh và bản đồ) đ−ợc cung cấp từ nhiều cơ quan và ứng dụng đầu ra của cơ sở dữ liệu chủ yếu liên quan đến việc biên soạn các bản đồ khu vực về điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và phát triển kinh tế - xã hội, một số bản đồ về quy hoạch vùng ở hai khu vực Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long và Đà Nẵng. Phần lớn các lớp thông tin chuyên đề trong cơ sở dữ liệu GIS đã đ−ợc sử dụng để lập ra các bản đồ minh hoạ trong quá trình xây dựng hồ sơ môi tr−ờng ở hai khu vực. Sau đây là một số bản đồ đ−ợc xây dựng trong cơ sở dữ liệu. 1 Địa hình vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 2 Thuỷ hệ vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 3 Tai biến Tân kiến tạo và địa động lực nội sinh vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 4 Địa chất môi tr−ờng vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 5 Chất l−ợng n−ớc vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 6 Phân bố tài nguyên sinh vật vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 7 Phân bố rừng vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 8 Phân bố tài nguyên phi sinh vật vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 9 Nhạy cảm bờ vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 10 Chất l−ợng n−ớc Vịnh Hạ Long 11 Các hệ sinh thái vùng bờ biển Hải Phòng từ ảnh vệ tinh SPOT 1994 12 Habitat vùng bờ biển Hải Phòng 13 Sử dụng đất thành phố Hạ Long (từ ảnh vệ tinh) 14 Nhạy cảm bờ Việt Nam 15 Sử dụng đất vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 16 Tần xuất ngập lụt khi mực biển dâng 0m ở vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 17 Tần xuất ngập lụt khi mực biển dâng 1m ở vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 18 Sử dụng đất ở vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long khi mực biển dâng 0m 19 Sử dụng đất ở vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long khi mực biển dâng 1m 20 Môi tr−ờng địa chất thành phố Đà Nẵng 21 Nhạy cảm bờ vùng bờ biển Đà Nẵng 22 Ranh giới hành chính vùng bờ biển Hải Phòng - Cát Bà - Hạ Long 23 Hệ thống đ−ờng bộ vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 24 Dân số vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 25 Hệ thống Văn hoá, y tế, giáo giục và công nghiệp vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 26 Phát triển kinh tế - xã hội vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 27 Phân vùng bảo vệ môi tr−ờng vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 28 Phân vùng chức năng vùng bờ biển Đồ Sơn - Cát Bà - Hạ Long 29 Rang giới hành chính thành phố Đà Nẵng 30 Phân vùng lãnh thổ du lịch thành phố Đà Nẵng 6 31 Qui hoạch phát triển nông - lâm - ng− thành phố Đà Nẵng 32 Vị trí trạm quan trtắc môi tr−ờng vùng bờ biển Đà Nẵng 33 Phát triển văn hoá, xã hội đến 2010 thành phố Đà Nẵng 34 Qui hoạch lãnh thổ nông - lâm - ng− thành phố Đà Nẵng 35 Tổ chức du lịch th−ơng mại và dịch vụ đến 2010 thành phố Đà Nẵng 36 Tổ chức không gian hạ tầng cơ sở thành phố Đà Nẵng đến 2010 37 Phân bố các khu công nghiệp thành phố Đà Nẵng Nguồn: KHCN 06-07 [8] 3.3. Cơ sở dữ liệu về nguồn thải lục địa vùng ven biển miền bắc Việt Nam Tập CSDL thuộc tính trong CSDL này cũng đ−ợc xây dựng và quản lý trong MS ACCESS và tập CSDL GIS dùng phần mềm ARCVIEW GIS. Các lớp thông tin chuyên đề đã đ−ợc xâydựng và quản lý trong CSDL GIS này sau đó đ−ợc sử dụng để xây dựng các bản đồ phân bố hàm l−ợng một số chất ô nhiễm, các điểm nóng về ô nhiễm, các bãy ô nhiễm, v.v. Tập CSDL thuộc tính cũng quản lý các dữ liệu về nguồn gây ô nhiễm, chất l−ợng môi tr−ờng n−ớc và trầm tích, các hệ sinh thái, các chính sách và luật liên quan, các tiêu chuẩn môi tr−ờng... và các tính toán về tổng l−ợng thải, các chỉ số liên quan đến kim loại nặng... 4. Tiềm năng sử dụng t− liệu và công nghệ không gian trong quản lý tổng hợp đới bờ biển ở Việt Nam 4.1. Viễn thám và GIS sẽ là công cụ mạnh phục vụ lập kế hoạch QLTHĐB Ngày nay hệ thống quan trắc trái đất bằng vệ tinh và máy bay ngày càng đ−ợc cải tiến. Độ phân giải ngày càng cao và số kênh phổ càng nhiều và chi tiết, chẳng hạn độ phân giải đạt d−ới 1m và số kênh phổ có đến trên 10. Việc xử lý dữ liệu cũng đạt đ−ợc tiến bộ to lớn, trong đó có cả hệ thống siêu máy tính tốc độ cao và khả năng l−u trữ dữ liệu khổng lồ cùng với những phần mềm xử lý mạnh. Khả năng thông tin và trao đổi dữ liệu cũng nh− kinh nghiệm càng đ−ợc mở rộng và nhanh chóng thông qua hệ thống Internet. Tất cả những điều kiện thuận lợi trên tạo ra khả năng ứng dụng rộng rãi và ngày càng nhiều của viễn thám và công nghệ không gian vào nhiều lĩnh vực trên trái đất, đặc biệt trong nghiên cứu triển khai trong phạm vi biển và đại d−ơng, nơi mà con ng−ời gặp khó khăn trong thu thập t− liệu và liên kết thông tin ở phạm vi rộng. Đối với đới bờ biển Việt Nam, công nghệ viễn thám và hệ thông tin địa lý phối hợp với nhau có thể góp phần ngày càng nhiều vào việc xây dựng cơ sở dữ liệu về tài nguyên thiên nhiên và môi tr−ờng, lập mô hình dự báo các tai biến môi tr−ờng và mô hình sử dụng lâu bền và quản lý tài nguyên đới bờ biển. Đặc biệt trong hệ thống quản lý tổng hợp tài nguyên đới bờ biển, điều phối lại việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên là một trong những hành động thiết yếu. Do vậy giám sát việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên rất cần thiết ở tất cả các cấp. May thay, kể từ nay, nhiều nội dung trong quá trình giám sát này có thể đ−ợc giải quyết nhờ những ứng dụng của viễn thám và GIS. Ví dụ, nh− có thể thực hiện việc đánh giá biến động quĩ đất và các hệ sinh thái, sau đó lập mô hình dự báo biến động của các loại tài nguyên đó và hoạch định chính sách ứng phó nhanh chóng. Có thể lấy một ví dụ khác là trong quản lý và bảo vệ môi tr−ờng đới bờ biển, viễn thám và GIS phối hợp có thể giúp chúng ta phát hiện và dự báo sự gia tăng của các tai biến môi tr−ờng nh− lũ lụt, tràn dầu, xói lở và sa bồi, thuỷ triều đỏ, v.v. sau đó xây dựng các mô hình dự báo và ứng phó. Trong t−ơng lai viễn thám và GIS có thể đ−ợc ứng dụng trong giám sát môi tr−ờng đới bờ biển. Tất cả những thông tin thu đ−ợc từ việc xử lý và phân tích t− liệu viễn thám đều đ−ợc lồng ghép vào các hồ sơ môi tr−ờng mà là một trong những bộ tài liệu rất cần thiết trong quá trình thực hiện kế hoạch QLTHĐB. Trong điều kiện hiện nay của Việt Nam, việc trang bị đồng bộ các phần cứng, phần mềm cũng nh− đào tạo nhân lực cho những ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu triển khai ở lĩnh vực biển là vấn đề cần hết sức chú ý. Hơn nữa, ảnh vệ tinh là t− liệu đầu vào cho các ứng 7 dụng này th−ờng đắt, đặc biệt là ảnh cập nhật. Tuy nhiên xét về lâu dài thì những ứng dụng viễn thám và GIS lại là ph−ơng pháp rẻ và hiệu quả trong nghiên cứu biển và đại d−ơng. Trong nghiên cứu ứng dụng liên quan đến hàng loạt các ảnh vệ tinh phục vụ đánh giá biến động tài nguyên thiên nhiên theo thời gian chẳng hạn, ph−ơng pháp phối hợp viễn thám và GIS rất hiệu quả, đặc biệt khi biết sử dụng những kinh nghiệm kết hợp hàng loạt dữ liệu có đ−ợc từ tr−ớc đến nay của các nhà chuyên môn. 4.2. Lồng ghép t− liệu viễn thám và GIS vào các b−ớc QLTHĐB Về cơ bản việc lập kế hoạch cho một hệ thống QLTHĐB trải qua 8 b−ớc: 1) khởi thảo, 2) phân tích, 3) hình thành, 4) ra quyết định, 5) phê duyệt, 6) thực hiện, 7) giám sát và đánh giá, 8) tổng hợp kế hoạch. Trong đó ba b−ớc đầu tiên rất cần cơ sở dữ liệu nh− cơ sở dữ liệu phục vụ đánh giá nhanh môi tr−ờng đới bờ biển, ở b−ớc thứ bảy, những thông tin thu đ−ợc từ cơ sở dữ liệu phục vụ QLTHĐB là đầu vào cốt yếu. Để có đ−ợc quá trình hoạch định chính sách đúng đắn, các nhà hoạch định chính sách và lập kế hoạch cần tất cả các thông tin phải ở dạng dễ hiểu và rõ ràng. Công nghệ GIS thực hiện việc này rất hiệu quả, đặc biệt trong ba b−ớc đầu khi lập kế hoạch cho một hệ thống QLTHĐB ở một khu vực. Đối với b−ớc thứ bảy, t− liệu viễn thám sẽ là những đầu vào rất có lợi và hiệu quả. Những t− liệu này cho thấy những biến đổi chung trong vùng dự án cũng nh− những thay đổi cụ thể tại những khu vực thuộc phạm vi dự án một cách định kỳ. Kỹ thuật xử lý t− liệu viễn thám và hiển thị chúng theo các dạng khác nhau đ−ợc thực hiện trên hệ thống máy tính mạnh với các phần mềm viễn thám và GIS. ở Việt Nam, viễn thám và GIS đã b−ớc đầu đ−ợc sử dụng và lồng ghép trong quá trình triển khai 3 b−ớc đầu của việc lập kế hoạch QLTHĐB. Kết luận Sự lồng ghép hai loại CSDL không gian và phi không gian để phục vụ cho mục tiêu QLTHĐB đã giúp cho việc xây dựng các ứng dụng nh− các loại bản đồ, các mô hình dự báo, v.v. nhanh chóng hơn. Đồng thời việc cập nhật, quản lý, bảo trì các CSDL cũng dễ dàng hơn do chỉ thực hiện trên từng CSDL riêng biệt. Những ứng dụng rộng rãi của t− liệu viễn thám và công nghệ không gian thực sự phát triển mạnh trong thập kỷ 90 khi mà công nghệ thông tin đ−ợc đ−a và sử dụng rộng rãi ở Việt Nam. Khoảng 5 năm trở lại đây, viễn thám và hệ thông tin địa lý đã đ−ợc đ−a vào sử dụng trong các lĩnh vực biển. Sự kết hợp viễn thám và hệ thông tin địa lý đã bổ trợ ngày càng nhiều vào lĩnh vực nghiên cứu động lực đới bờ, tài nguyên đới bờ và tai biến ở đới bờ. T− liệu viễn thám và kỹ thuật GIS gần đây đã đ−ợc áp dụng để xây dựng các cơ sở dữ liệu phục vụ mục tiêu quản lý tổng hợp đới bờ biển. Trong số các cơ sở dữ liệu đó, các CSDL do Phân viện Hải d−ơng học tại Hải Phòng xây dựng đề gồm hai tập: Tập CSDL GIS - xây dựng trong MAPINFO hoặc ARCVIEW và tập CSDL thuộc tính - th−ờng đ−ợc xây dựng tron MS ACCESS. Tài liệu tham khảo 1. Aronoff, Stan. 1995. Geograhic information Systems: A Management Perspective. WDL Publications, Ottawa, Canada. 291p. 2. Chua Thia-Eng, Huming Yu & Chen Guoqiang. 1997. From Sectoral to Integrated Coastal Management: a Case in Xiamen, China. Ocean & Coastal Management, Vol. 37, No.2, pp. 233-251. 3. Nguyễn Đình Hoè, Nguyễn Thị Loan, 1998. Đánh giá nhanh môi tr−ờng và dự án. Sở Khoa học, Công nghệ và Môi tr−ờng Ninh Thuận. 206 trang. 4. Nguyễn Đình Hoè, 1999. Viễn thám: Ph−ơng pháp giải đoán bằng mắt th−ờng. ứng dụng Viễn thám và Hệ thông tin địa lý trong qui hoạch môi tr−ờng. Viện địa lý, Khoa sinh thái 8 nhân văn, Đại học Tự do, Bỉ và khoa Môi tr−ờng, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Hà Nội 10/1999. Trang 174-182. 5. ITTXDP, 1996. The Coastal Environmental Profile of Xiamen. MPP-EAS Technical Report No.6, 110 p. GEF/UNDP/IMO Regional Programme for the Prevention and Management of Marine Pollution in the East Asian Seas, Quezon City, Philippines. 6. Jan C. Post and Carl G. Lundin, Editors, 1996. Environmentally Sustainable Development Studies and Monographs Series No.9. The World Bank, Washington D.C. 7. Trần Đình Lân, 1999. Nội dung cơ sở dữ liệu phục vụ đánh giá nhanh môi tr−ờng đới bờ biển Việt Nam. Tài nguyên và môi tr−ờng biển, Tập VI. NXB Khoa Học và Kỹ thuật, Hà Nội. 8. Hoàng Ngọc Liên, 1998. ACCESS thiết kế và xây dựng ứng dụng cơ sở dữ liệu. NXB Giao thông vận tải, 956 trang. 9. Trần Minh, 1999. Hệ thông tin địa lý - Phần cơ sở. Viện Địa lý, Khoa sinh thái nhân văn, Đại học Tự do, Bỉ và khoa Môi tr−ờng, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Hà Nội 10/1999. Trang 183-210. 10. Nguyễn Hồng Ph−ơng, 1998. Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS cho khu vực vịnh Văn Phong (Khánh Hoà) phục vụ quản lý tài nguyên và môi tr−ờng dải ven biển. Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ biển toàn quốc lần thứ IV, Hà Nội, 12-13 tháng 11 - 1998. 11. Raghu Ramakrishnan, 1998. Database Management Systems. WCB/McGaw-Hill, USA. 727 p. 12. Nguyễn Ngọc Thạch, Bùi Công Quế, Ngô Bích Trâm, Trịnh Hoài Thu, 1999. áp dụng Viễn thám và Hệ thông tin địa lý để nghiên cứu quản lý tổng hợp vịnh Văn Phong, tỉnh Khánh Hoà. Viện Địa lý, Khoa sinh thái nhân văn, Đại học Tự do, Bỉ và khoa Môi tr−ờng, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Hà Nội 10/1999. Trang 308-314. 13. Nguyễn Tiến, Đặng Xuân H−ờng, Nguyễn Văn Hoài, 1998. H−ớng dẫn lập trình Microsoft Access 97 từ A đến Z. Tập 1 và 2. NXB Giáo Dục. 14. Đỗ Trung Tuấn, 1998. Cơ sở dữ liệu (DataBase). NXB Giáo Dục, 369 trang. 1 ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu biển và đại d−ơng Trần Đức Thạnh Phân viện Hải d−ơng học tại Hải Phòng 246 Đ−ờng Đà Nẵng, Hải Phòng Tel: 031-761523; Fax: 031-761521 Email: tdthanh@hio.ac.vn 1. Mở đầu Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và kỹ thuật, việc ứng dụng kỹ thuật Viễn thám và GIS ngày càng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, trong đó có nghiên cứu biển và đại d−ơng. Việc ứng dụng nhóm kỹ thuật thông tin không gian này không chỉ nâng cao hiệu quả điều tra nghiên cứu cơ bản, mà còn tạo ra những b−ớc tiến nhảy vọt trong trong quản lý tài nguyên và môi tr−ờng ven biển và đại d−ơng, ngăn ngừa và phòng tránh thiên tai. ở Việt Nam, ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu biển và đại d−ơng mới chỉ gần đây và kết quả đạt đ−ợc còn rất khiêm tốn. Tuy nhiên, công việc này có triển vọng rất to lớn và cần đ−ợc quan tâm phát triển. 2. ứng dụng viễn thám 2.1. Những vấn đề chung Viễn thám là ph−ơng pháp nghiên cứu các đối t−ợng trên bề mặt trái đất và bầu khí quyển bao quanh nhờ những t− liệu quan trắc từ xa nhờ hệ thống vệ tinh tầng cao và tầng thấp, bóng thám không và máy bay. Hiện nay, t− liệu ảnh vệ tinh (ví dụ: Landsat, Spot, Radasate, NOAA, v.v.) đ−ợc sử dụng t−ơng đối phổ biến, chủ yếu là ảnh số. ứng dụng tài liệu ảnh vệ tinh nghiên cứu các đối t−ợng, quá trình ở bề mặt trái đất có nhiều −u việt: • Chi phí rẻ và thời gian thực hiện nhanh so với các ph−ơng pháp khảo sát mặt đất. • Có thể tiếp cận các đối t−ợng mà d−ới mặt đất khó có thể tới gần. • Có khả năng phủ trên diện rất rộng trên một cảnh chụp từ hàng trăm dến hàng chục nghìn km2 tuỳ tính chất đầu chụp nên đảm bảo đ−ợc tính đồng thời của các quá trình tự nhiên trên một diện rộng. • Có khả năng cập nhật thông tin, tài liệu nghiên cứu mới nhất phục vụ cho những nghiên cứu nhanh và đáp ứng yêu cầu bất th−ờng nhờ đặt ảnh trên mạng từ nhiều vệ tinh có quỹ đạo đã định luân đổi nhau bay trên khu vực nghiên cứu. • Có tính chất đa thời gian (multitime) do vệ tinh có khả năng bay chụp lặp lại quỹ đạo sau một thời khoảng nhất định, giúp ích cho theo dõi nghiên cứu biến động các đối t−ợng, các quá trình tự nhiên hay nhân tác. • Có tính chất đa phổ (multi spectral), do các cảnh chụp đồng thời ở nhiều kênh phổ khác nhau, nhờ thế, có thể giải đoán và xác định nhiều đối t−ợng mặt đất, mặt biển và quan hệ không gian của chúng với nhau. Các kênh phổ có thể trong dải nhìn thấy nh− lam và lục đỏ, có thể cận hồng ngoại - hồng ngoại nhiệt. • Có khả năng đặt đa đầu chụp (multi sensors) trên cùng một vệ tinh (platform) với các tính chất khác nhau về độ phân giải không gian, độ phân giải phổ, diện phủ và thời gian chụp lặp lại để giải quyết đồng bộ nhiều vấn đề khác nhau. Đó là các đầu chụp ảnh quang học ở các kênh sóng ánh sáng hoặc rađa ở các dải tần khác nhau. 2 2.2. Những ứng dụng trong nghiên cứu biển và đại d−ơng • Nghiên cứu địa hình và trầm tích dải ven bờ biển Các ảnh đa phổ kết hợp với ảnh toàn sắc có độ phân giải không gian cao có thể cho phép xác định các kiểu bờ biển với đặc tr−ng về hình thái và vật chất cấu tạo; có thể phân biệt rõ các đối t−ợng hình thái nh− bãi cát biển, bãi triều, cồn cát cổ và hiện đại, hệ thống lạch triều, cửa sông, đầm phá và vũng vịnh. Có thể phân định trầm tích vùng triều với các thành phần cơ bản nhơ bùn, bùn cát và cát. Trong những điều kiện thuận lợi, có thể giải đoán đ−ợc địa hình và trầm tích mặt đáy ở độ sâu nhỏ hơn vài chục mét. • Đánh giá ảnh h−ởng của vật chất từ lục địa đ−a ra dải ven biển ảnh h−ởng phù sa sông ra vùng biển ven bờ theo mùa và biến đông năm có thể nhận biết bằng các ảnh đa phổ. Nếu kết hợp với phân tích và quan trắc mặt đất có thể thành lập bản đồ phân bố phù sa với nồng độ bùn cát đ−ợc định l−ợng. Vật chất dinh d−ỡng ven bờ cũng có thể đ−ợc đánh giá nhờ xác định phân bố “vật chất màu vàng”. • Kiểm kê và giám sát biến động đất ngập n−ớc và các hệ sinh thái ven bờ ven bờ Đất ngập n−ớc ven bờ là một dạng tài nguyên quan trọng, sử dụng vào nhiều mục đích phát triển kinh tế xã hội, là nơi c− trú của sinh vật, bãi đẻ, bãi giống và là đối t−ợng bảo vệ tự nhiên. Đất ngập n−ớc ven bờ gồm bốn nhóm: đất phủ thực vật, đất không phủ thực vật, đất ngập n−ớc th−ờng xuyên và đất do con ng−ời sử dụng. Rất đáng chú ý, trong đất phủ thực vật có rừng ngập mặn, trong đất ngập n−ớc th−ờng xuyên có các rạn san hô và thảm cỏ biển và đất do con ng−ời sử dụng. Do tự nhiên và nhân tác, quĩ đất ngập n−ớc th−ờng xuyên thay đổi và cần đ−ợc kiểm kê, giám sát. Kinh nghiệm cho thấy tài liệu ảnh vệ tinh quang học và radar phối hợp có thể đảm nhiệm rất tốt nhiệm vụ này. • Đánh giá hiện trạng, giám sát các hoạt động sử dụng đất và tình hình khai thác một số dạng tài nguyên ven biển Tài liệu viễn thám giúp cho đánh gía hiện trạng và biến động diện tích các đầm nuôi, đồng muối và khu khai hoang lấn biển làm nông nghiệp và một số hoạt động khác nh− xây dựng công trình, bến cảng, v.v. để từ đó kịp thời có những giáp pháp điều chỉnh quy hoạch phát triển. • Giám sát hiện trạng và biến động một số yếu tố môi tr−ờng Một số yếu tố nh− dòng đục ảnh h−ởng đến hệ sinh thái san hô và cỏ biển, bãi tắm du lịch, tình hình ô nhiễm các váng dầu có thể phát hiện và giám sát bằng tài liệu đa phổ và radar. • Nghiên cứu và đánh giá một số yếu tố và quá trình động lực ven bờ ảnh radar, toàn sắc phân giải cao kết hợp đa phổ có thể quan trắc h−ớng, độ cao, chiều dài b−ớc sóng của sóng biển và đặc điểm chung tr−ờng sóng. • Phát hiện và theo dõi các tai biến ven biển Đây là một −u thế của ứng dụng viễn thám. Các tai biến nh− xói lở, sa bồi, chuyển lấp cửa biển có thể đ−ợc phát hiện, theo dõi và dự báo. Đặc biệt khả năng của ảnh radar chụp đ−ợc trong điều kiện m−a bão, trời nhiều mây mù cho phép nghiên cứu và giám sát lũ ngập ven bờ rất có hiệu quả. ảnh ra đa kết hợp với đa phổ và toàn sắc phân giải cao chụp lập thể có thể xây dựng mô hình số địa hình, tính toán mức ngập lũ, thể tích khối n−ơcá lũ và dự báo lũ trong những điều kiện dự báo đ−ợc điều kiện khí t−ợng thuỷ văn. • Nghiên cứu và đánh giá các yếu tố khí t−ợng thuỷ văn biển 3 Một số đầu chụp chuyên dụng nghiên cứu khí t−ợng hải văn biển (Ví dụ, SeaWind, OCTS/ADEOS, GLI, , NOAA) có khả năng nghiên cứu và dự báo các tr−ờng khí t−ợng hải văn biển nh− gió mặt biển, dòng chảy, độ trong, tỷ trọng, nhiệt độ, độ mặn n−ớc biển, thậm chí quan sát đ−ợc sự dịch chuyển của các dong hải l−u. • Phân tích và dự báo các ng− tr−ờng Dựa vào phân tích các yếu tố hoá lý của n−ớc biển, hàm l−ợng chất dinh d−ỡng (vật chất màu vàng), các vệ tinh màu n−ớc còn cho phép xác định hàm l−ợng Clorophyll, để từ đó tính toán sinh khối thực vật nổi, năng xuất sơ cấp và dự báo ng− tr−ờng phục vụ nghề cá biển rất có hiệu quả. Các vệ tinh màu n−ớc có thể chụp lặp lại trong 4 ngày/lần giúp cho theo dõi diến biến ng− tr−ờng. • Giám sát môi tr−ờng và theo dõi các sự cố trên biển Các vụ tràn dầu do sự cố giàn khoan hay tai nạn tầu thuyền có thể giám sát bằng ảnh vệ tinh để theo dõi sự lan truyền của màng dầu. Tài liệu quan trắc từ tài liệu ảnh vệ tinh Radarsat trong khoảng thời gian 9/1995-5/1998 của các nhà khoa học Singapor cho thấy khu vực nhiễm dầu nặng nhất trên con đ−ờng hàng hải quốc tế, toạ độ 4030’ - 12030’B và 107030’ - 110030’Đ (15-20 vết dầu/10.000km2 trên nền 3 vệt/10.000 km2). Tiếp đến là vùng n−ớc ven bờ phía nam Cà Mau (ng− tr−ờng) và vùng cảng Cam Ranh, Đà Nẵng. 3. ứng dụng GIS 3.1. Những vấn đề chung Định nghĩa một cách đầy đủ, GIS là một hệ thông tin đặc biệt áp dụng cho các dữ liệu địa lý, chủ yếu sử dụng các phần cứng, phần mềm và các thiết bị ngoại vi giúp cho cập nhật, quản lý, thao tác, phân tích, mô hình hoá và trình diễn các dữ liệu không gian nhằm giải quyết những vấn đề phức tạp về quy hoạch và quản lý (Burroughs, 1986). Nói một cách đơn giản hơn, hệ thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống máy tính thiết kế cho l−u trữ, quản lý, thao tác, phân tích và trình diễn các dữ liệu tra cứu địa lý. Nền tảng của công nghệ GIS đ−ợc Charles Colby thiết lập từ năm 1936. Trong quá trình phát triển, công nghệ GIS đã trải qua ba thời kỳ cơ bản. Thời kỳ khởi đầu vào cuối những năm 50 đến đầu những năm 70; thời kỳ nghiên cứu và phát triển phục vụ lợi ích quốc gia vào đầu những năm 70 đến đầu những năm 80 và thời kỳ phát triển th−ơng mại vào đầu những năm 80 đến nay. GIS có những chức năng cơ bản là cập nhật và l−u trữ dữ liệu, tra cứu, đánh gía biến động và phân tích - tổng hợp lựa chọn các ph−ơng án quản lý - quy hoạch tối −u. GIS bao gồm các dữ liệu không gian và phi không gian. Nguồn tài liệu cho GIS bao gồm t− liệu ảnh vệ tinh và máy bay, tài liệu bản đồ, biểu bảng và tài liệu điều tra khảo sát. GIS hình thành nên các bộ dữ liệu, ví dụ: Dữ liệu tài nguyên thiên nhiên dải ven bờ, vùng biển; dữ liệu kinh tế xá hội dải ven biển; dữ liệu đánh bắt và nuôi trồng thuỷ sản, dữ liệu về ô nhiễm môi tr−ờng, dữ liệu về tai biến ven bờ, v.v. 3.2. Những ứng dụng trong nghiên cứu biển và đại d−ơng GIS hiện nay đ−ợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, trong đó có nghiên cứu biển và đại d−ơng. Những ứng dụng của GIS đối với biển và daie ven biển có thể gộp thành các nhóm cơ bản nh− sau: • Điều tra và nghiên cứu cơ bản - Hệ thống cơ sở dữ liệu về biển và dải ven biển giúp cho việc tham khảo, tra cứu nhanh chóng, thuận tiện, đặc biệt là với các tông tin không gian. Nhờ đó, có thể lập kế hoạch điều tra khảo sát với hệ thống trạm vị nhanh, khách quan, hợp lý và tiến độ nghiên cứu, phân tích tổng hợp số liệu nhanh. Nhiều sản phẩm điều tra nghiên cứu đ−ợc GIS hoá tiện lợi cho sửa chữa, biên tập, tổng hợp và l−u trữ. 4 - Đánh gía biến động nhờ GIS cho những kêt quả định l−ợng, cho phép có những nhận định đúng đắn về biến động, xu thế diễn biến và đ−a ra các dự báo. • Quản lý tài nguyên và môi tr−ờng - Hệ thống tài liệu đ−ợc cập nhật cho phép quản lý có hiệu quả các nguồn tài nguyên thiên nhiên nh− các hệ sinh thái rừng ngập mặn, rạn san hô, thảm cỏ biển, bãi tắm du lịch, kuồng vào cảng bến, các loại khoáng sản, các ng− tr−ờng. - Những vấn đề về môi tr−ờng nh− tình trạng đổ thải, ô nhiễm, sự huỷ hoại habitat, những diễn biến đe doạ các khu bảo tồn tự nhiên và các hệ sinh thái, qui mô và diễn biến của các tai biến nh− ngập lụt, xói lở, sa bồi, lấp cửa sông cửa đầm phá đ−ợc đánh giá và theo dõi để kiểm soát và đ−a ra ph−ơng án ứng sử. • Quy hoạch phát triển kinh tế xã hội Các lớp thông tin đ−ợc chồng phủ và phân tích, tổng hợp để tìm ra các ph−ơng án tối −u cho quy hoạch lãnh thổ hoặc quy hoạch phát triển các ngành kinh tế, ví dụ nh− làm muối, nuôi trồng thuỷ sản, khai hoang nông nghiệp, phòng chống ngập lụt, quy hoạch các khu làng cá, dịch vụ nghề cá. • Quản lý tổng hợp vùng biển và dải ven biển Quản lý tổng hợp dải ven biển là xu h−ớng đang đ−ợc quan tâm vì những lợi ích phát triển bền vững, bảo vệ tài nguyên và môi tr−ờng, bảo đảm lợi ích cồng đồng và giảm thiểu - dung hoà các mẫu thuẫn lợi ích sử dụng. GIS trở thành một công cụ dắc lực cho quản lý tổng hựp dải ven biển nhừ các thuộc tính và chức năng quý giá của nó. 3.3. Kết hợp Viễn thám và GIS Viễn thám là một nguồn t− liệu quan trọng cho GIS, thoả mãn đ−ợc nhiều thông tin không gian đồng bộ trên diện rộng và có khả năng cập nhật cao. T− liệu viễn thám sau khi phân tích đ−ợc chuyển sang l−u trữ GIS sẽ đ−ợc làm tăng giá trị và hiệu quả sử dụng, nhất là khả năng đánh giá biến động tài nguyên và môi tr−ờng và dải ven bờ vốn rất nhạy cảm. Vì vậy, trong một số phần mềm xử lý ảnh số viễn thám, ng−ời ta đ−a vào một số modules GIS. 4. Kết luận Lợi ích ứng dụng Viễn thám và GIS trong nghiên cứu biển và đại d−ơng rất to lớn. Tuy nhiên, thành tựu về các lĩnh vực này ở Việt Nam còn khiêm tốn, đặc biệt là đói với ứng dụng viễn thám nghiên cứu đại d−ơng. Đối với GIS, khả năng ứng dụng phần nhiều dừng ở mức cập nhật, l−u trữ và tra cứu, phân tích biến động còn ít và khả năng phân tích lựa chọn các ph−ơng án quy hoạch và quản lý tôí −u thực thu d−ờng nh− ch−a có. Việc ứng dụng Viễn thám và GIS trong nghiên cứu biển và đại d−ơng ở Việt Nam cần đ−ợc đẩy mạnh hơn nữa để v−ợt qua tính hình thức nhầm đạt đ−ợc những kết quả thực chất. Tài liệu tham khảo 1. CEOS (Committee on Earth Observation Sattellite), 1995. Coordination for the next decade. Published by Smith System Engineering Limited. UK.Pp. 1-133. 2. Dien, T.V., T.D.Thanh, et all, 2001. Detecting the inlet change in Tam Giang - Cau Hai lagoon, Vietnam Centre, and a contribution from remote sensing data. 3. Nguyễn Đình D−ơng, 1997. Kỹ thuật viễn thám và hệ thông tin địa lý trong vấn đề đánh giá tác dộng môi tr−ờng ở Việt nam. Tuyển tập báo cáo hội thảo lần thứ nhất về đào tạo và đánh giá tác động môi tr−ờng. Hà Nôi 6-7 tháng 6 năm 1997. 5 4. Nguyễn Đình D−ơng, 1999. Quản lý môi tr−ờng và công nghệ viễn thám. Tuyển tập hội thảo ứng dụng viễn thám trong quản lý môi tr−ờng Việt Nam. Hà Nội. tr. 18-33. 5. ESCAP, 1996. Manual on GIS for planners and decision maker. New York. Pp.1-153. 6. Huy D. V. & T.D. Thanh, 1996. Preliminary application of remote sensing data for mangrove mapping in Bach Dang Estuary ( North Vietnam) . Proc. Reforestation and management of mangrove ecosystems in Vietnam. MERC, HIO, ACTMANG. Doson, 8- 10 Oct., 1996. P. 183-187. 7. Đinh Văn Huy, Trần Đức Thạnh và nnk, 1999. ứng dụng tài liệu viễn thám thành lập bản đồ habitat khu vực đảo Bạch Long Vỹ. Tuyển tập hội thảo: ứng dụng viễn thám trong quản lí môI tr−ờng Việt Nam. Hà Nội, 10/1999. Tr.112-116. 8. Trần Đức Thạnh, Nguyễn Chu Hồi, Đinh Văn Huy và nnk, 1996. Một số kết quả ứng dụng t− liệu viễn thám trong nghiên cứu dải ven bờ ở Phân Viện HảI D−ơng Học tại Hải Phòng. Tài nguyên và Môi tr−ờng biển. Tập III. Nxb. Khoa học và Kỹ thuật. Tr.93- 102. 9. Trần Đức Thạnh, Đinh Văn Huy, Nguyễn Văn Tiến, Nguyễn Huy Yết, 1998. Kết quả b−ớc đầu sử dụng tài liệu ảnh vệ tinh nghiên cứu phân bố cỏ biển, rong biển và san hô ở miền Trung Việt Nam. Tài nguyên và môi tr−ờng biển, tập V- Nxb. KH&KT. Hà Nội. Tr.94-102. 10. Thanh T.D., D.V. Huy, T.D. Lan, et all, 1999. Application of ADEOS AVNIR data to the study of tidal wetland distribution in the Da Nang – Hoi An Area. Asian-Pacific remote sensing and GIS Journal. Vol.12, No.1, p. 23-30. 11. Nguyễn Văn Thảo, 2000. ứng dụng viễn thám thành lập bản đồ đát ngập n−ớc hệ đầm phá Tam Giang-Cầu Hai. Tài nguyên và Môi tr−ờng biển. T.VII. NXb. KH&KT. Hà Nội, tr. 256-266. 1 H−ớng dẫn sử dụng Cơ sở dữ liệu GIS phục vụ qui hoạch môi tr−ờng bền vững các tỉnh ven biển hải phòng và quảng ninh Copy toàn bộ dữ liệu trên CD tới ổ đĩa cứng của máy C:\ • Các file trong th− mục: C:\GIS_HPQN\ANH_KSTT\ C:\ GIS_HPQN\ANH_VT\ có thể mở bằng các phần mềm xem và xử lý ảnh nh− PhotoShop, Painshop Pro, ACDSee, MS Photo Editor, v.v. • Các file trong th− mục: C:\GIS_HPQN\VAN_BAN\ có thể mở bằng các phần mềm đọc văn bản Adobe Acrobat. • Các lớp thông tin bản đồ nền ở th− mục C:\ GIS_HPQN\BD_NEN\ Các lớp thông tin bản đồ điểm khảo sát ở th− mục C:\ GIS_HPQN\SD_THUMAU\ Các lớp thông tin bản đồ chuyên đề ở th− mục C:\ GIS_HPQN\BD_CDE\ Bản đồ nền và bản đồ chuyên đề, điểm khảo sát mở bằng phần mền ArcView GIS bằng cách: - Copy phần mềm ArcView GIS 3.2 vào ổ C:\ - Tạo một biểu t−ợng ShortCut cho ArcView GIS trên màn hình từ file C:\ ArcViewGIS\Bin32\ Arcview.exe - Khởi động Arcview GIS, cửa số ArcView xuất hiện - Mở các bản đồ đã tạo sẵn, từ Menu File chọn Open Project + Chuyển đến th− mục chứa file có đuôi *.apr, chọn tên file và nhấn chuột vào OK. Nếu cửa sổ chọn tập tin MSAccess (*.mdb), chọn tên tập tin xuất hiện ở cùng th− mục hoặc ở th− mục Tables rồi kích OK + Để xem bản đồ, từ Menu Windows chọn Layout, + Để truy vấn thông tin từ cơ sở dữ liệu, từ Menu Windows chọn View, dùng nút (i) trên thanh công cụ của ArcView và kích chuột vào đối t−ờng cần truy vấn thông tin. + Để tìm kiến đối t−ợng theo những chỉ số, chọn công cụ Query Builder, nhập các thông số cần thiết rồi kích newset. Các đối t−ợng đ−ợc lựa chọn sẽ chuyển sang màu vàng. - Lập một View mới và đ−a các lớp dữ liệu vào để khai thác: + Từ cửa sổ Project của ArcView, chọn Views và nhấn nút New - một cửa số View mới đ−ợc mở ra. 2 + Từ menu View chọn Add Theme (hoặc kích chuột vào biểu t−ợng (+) trên thanh công cụ). + Xác định th− mục chứa các lớp thông tin cần đ−a vào (*.shp), chọn lớp thông tin cần hiển thị. + Kích chuột lên nút lựa chọn bên cạnh tên lớp thông tin ở bên trái màn hình, lớp thông tin đ−ợc hiển thị trên cửa sổ View. + Nháy đúp chuột vào tên lớp thông tin ở cửa bên trái màn hình, cửa sổ Legend editor xuất hiện. Chọn loại chú giải, màu và loại ký hiệu cho đối t−ợng thể hiện. Nhấn chuột vào nút apply. + Từ Menue View, chọn Properties, chọn Map Units là Meters và Distance Units là Kilometers + Sử dụng các công cụ phóng to, thu nhỏ, kéo, v.v. để thay đổi tỷ lệ xem bản đồ, hoặc gõ tỷ lệ muốn xem vào ô Scale trên thanh công cụ. + Bổ sung chữ vào bản đồ dung công cụ T ở hàng thứ 2, gõ chữ vào cửa sổ Text Properties. Chọn phông và cỡ chữ từ cửa sổ Show Symbol. - Tạo một bản đồ với đầy đủ các chú giải, tên, th−ớc tỷ lệ để in ấn: + Từ cửa sổ Project, chon Layout và kích chuột vào New - một cửa sổ Layout mới đ−ợc mở ra. + Dùng lệnh Layout Page Setup để đặt kích th−ớc trang in. + Trên thanh công cụ (dòng 2) chuyển chuột đến nút cuối có dòng chữ View Frame, kích chuột rồi rê chuột thành hình chữ nhật trong khung trang giấy - cửa sổ chọn chọn view để làm bản in xuất hiện, chọn view sẽ làm bản đồ, tỷ lệ rồi nhấn OK. + Làm chú giải bản đồ bằng kích chuột vào công cụ Legend Frame, chọn vị trí đặt chú giải bằng cách khéo chuột thành khung hình chữ nhật. + Viết tên bản đồ bằng công cụ T ở hàng thứ 2. + Đặt th−ớc tỷ lệ bằng công cụ Scale Bar Frame. Chỉnh sữa các thông số của th−ớc tỷ lệ bằng lệnh Graphics\ Properties. + Dùng lệnh Files\ Print Setup để đặt trang giấy và chọn máy in. + Dùng lệnh File\Print để in bản đồ.