- Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ công tác quản lý lớp phủ rừng tỉnh Quảng Ninh. - Nghiên cứu tổng quan về cơ sở dữ liệu: Khái niệm chung về cơ sở dữ liệu. - Cấu trúc cơ sở dữ liệu trong hệ thống. - Tổng quan về cấu trúc cơ sở dữ liệu nền địa lý. - Nghiên cứu tổng quan về Unified Modeling Language (UML) trong thiết kế cơ sở dữ liệu: Tổ chức cơ sở dữ liệu trong ArcGis. - Các bước thiết kế cơ sở dữ liệu đại lý. - Mô hình hóa dữ liệu. - Ứng dụng UML trong thiết kế cơ sở dữ liệu lớp phủ rừng phục vụ cho công tác quản lý lớp phủ rừng nói chung, lớp phủ rừng tỉnh Quảng Ninh nói riêng.. - Cơ sở dữ liệu. - Việc lập được cơ sở dữ liệu lớp phủ rừng thống nhất và hoàn chỉnh là điều cần thiết để quản lý rừng được chính xác và cập nhật nhanh chóng. - Vấn đề đặt ra là xây dựng cơ sở dữ liệu hợp chuẩn, dễ cập nhật, dễ sửa đổi và thao tác một cách dễ dàng. - Việc sử dụng UML trong thiết kế cơ sở dữ liệu phục vụ cho công tác quản lý lớp phủ rừng đã giảm bớt được nhiều thời gian trong việc thống kê, báo cáo về rừng hàng năm. - Việc thiết kế cơ sở dữ liệu bằng UML giúp cho quá trình cập nhật, tìm kiếm, sửa, xóa trở nên đơn giản hơn, giảm bớt công sức của con người, đưa ra được kết quả chính xác và hiệu quả cao. - Dựa trên việc xây dựng các mô hình cơ sở dữ liệu hướng đối tượng, người sử dụng có thể biết được mối tương quan giữa các đối tượng trong hệ thống quản lý rừng, đáp ứng được các yêu cầu cụ thể trong công tác quản lý biến động đối với từng loại rừng. - Vì vậy, luận văn thạc sỹ với đề tài “Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ công tác quản lý lớp phủ rừng tỉnh Quảng Ninh” là cần thiết.. - Xây dựng cơ sở dữ liệu lớp phủ rừng phục vụ công tác quản lý rừng tỉnh Quảng Ninh.. - Luận văn nghiên cứu úng dụng UML để thiết kế cơ sở dữ liệu phục vụ cho công tác quản lý lớp phủ, mà không đi sâu vào thiết kế những lớp mô tả đặc điểm đặc trưng của rừng.. - Nghiên cứu tổng quan về cơ sở dữ liệu và cấu trúc cơ sở dữ liệu - Nghiên cứu tổng quan về UML trong thiết kế cơ sở dữ liệu. - Phương pháp chuyên gia: học hỏi các chuyên gia trong ngành về việc xây dựng cơ sở dữ liệu lớp phủ rừng.. - Chương I: Tổng quan về cơ sở dữ liệu.. - Chương III: Thiết kế cơ sở dữ liệu thông tin địa lý. - Chương IV: Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ công tác quản lý lớp phủ rừng tỉnh Quảng Ninh.. - CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU. - Cơ sở dữ liệu là một bộ sưu tập rất lớn về các loại dữ liệu tác nghiệp, bao gồm các bộ dữ liệu âm thanh, tiếng nói, chữ viết, văn bản, đồ họa, hình ảnh tĩnh hay động. - Cấu trúc lưu trữ dữ liệu tuân theo các quy tắc dựa trên lý thuyết toán học.. - Cơ sở dữ liệu phản ánh trung thực thế giới dữ liệu hiện thực khách quan. - Cơ sở dữ liệu đã có ảnh hưởng rất lớn đến việc sử dụng máy tính. - Có thể nói rằng cơ sở dữ liệu đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực có sử dụng máy tính như giáo dục, thương mại, kỹ nghệ, khoa học, thư viện. - Thuật ngữ cơ sở dữ liệu trở thành một thuật ngữ phổ dụng. - Cơ sở dữ liệu được các hệ ứng dụng khai thác bằng ngôn ngữ con dữ liệu hoặc bằng các chương trình ứng dụng để xử lý, tìm kiếm, tra cứu, sửa đổi, bổ sung hay loại bỏ dữ liệu. - Tìm kiếm và tra cứu thông tin là một trong những chức năng quan trọng và phổ biến nhất của dịch vụ cơ sở dữ liệu. - Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (Database Management System - DBMS) là phần mềm điều khiển các chiến lược truy cập cơ sở dữ liệu, là phần chương trình để có thể xử lý, thay đổi dữ liệu.. - Đối tượng nghiên cứu của cơ sở dữ liệu là các thực thể và mối quan hệ giữa các thực thể. - Một cơ sở dữ liệu có thể phân thành các mức khác nhau. - Mô hình kiến trúc 3 lớp của cơ sở dữ liệu được phân thành: mức trong, mức mô hình dữ liệu (mức quan niệm) và mức ngoài. - Trung tâm của hệ thống là mức quan niệm, tức là mức mô hình dữ liệu. - Tập hợp các thông tin được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu tại một thời điểm cụ thể được gọi là một thể hiện của cơ sở dữ liệu. - Bản thiết kế tổng thể của cơ sở dữ liệu được gọi lược đồ cơ sở dữ liệu.. - Trong đó, những mô hình cơ sở dữ liệu này thường thông qua mô hình dữ liệu phân cấp, mô hình mạng, và cơ sở dữ liệu quan hệ. - Có 4 loại mô hình cơ sở dữ liệu:. - Cơ sở dữ liệu hiện nay được xây dựng theo các chuẩn, với từng ngành có những chuẩn cơ sở dữ liệu khác nhau. - Chuẩn thông tin địa lý là hệ thống các tiêu chuẩn về cách thức, qui định cách mô tả, biểu thị, cách xây dựng cơ sở dữ liệu từ nhận thức thế giới thực đến cơ sở dữ liệu địa lý được lưu trữ theo cấu trúc, khuôn dạng nào đó.. - Các thành phần trong cơ sở dữ liệu và các phần tử trong mô hình, tất cả các yếu tố này đều được qui định theo các chuẩn thống nhất. - Các chuẩn được thực hiện trong cơ sở dữ liệu (về cơ bản tuân theo chuẩn kỹ thuật quốc gia về thông tin địa lý do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành):. - Chuẩn về tham chiếu không gian - Chuẩn về mô hình cấu trúc dữ liệu. - Chuẩn mã hóa và trao đổi dữ liệu. - Mỗi mô hình cơ sở dữ liệu đều có cấu trúc và kiểu dữ liệu riêng tủy thuộc vào yêu cầu của mô hình. - Các phần tử này chính là thành phần cơ bản xây dựng nên cấu trúc dữ liệu. - Kiểu dữ liệu (data type): kiểu dữ liệu của một biến là tập hợp các giá trị mà biến đó có thể nhận.. - Như chúng ta đã biết, cơ sở dữ liệu chiếm khoảng 70% giá trị của hệ thông tin địa lí, hay nói cách khác cơ sở dữ liệu chính là “linh hồn” của hệ thông tin địa lí.. - Cơ sở dữ liệu của hệ thông tin địa lí là tập hợp dữ liệu có liên quan với nhau được lưu trữ dưới dạng số. - Vì cơ sở dữ liệu của hệ thống có mối liên quan với các điểm đặc trưng trên bề mặt trái đất nên nó bao gồm hai nhóm là cơ sở dữ liệu không gian và cơ sở dữ liệu thuộc tính. - Cơ sở dữ liệu không gian là cơ sở dữ liệu có chứa trong nó những thông tin về định vị của đối tượng. - Nó là những dữ liệu phản ánh, thể hiện những đối tượng có kích thước vật lý nhất định. - Nếu là những cơ sở dữ liệu không gian địa lý thì đó là những dữ liệu phản ánh những đối tượng có trên bề mặt hoặc ở trong vỏ quả đất.. - Cơ sở dữ liệu thuộc tính hay còn gọi là cơ sở dữ liệu phi không gian là cơ sở dữ liệu phản ánh tính chất của các đối tượng khác nhau. - Dữ liệu thuộc tính được sắp xếp theo hàng và cột, mỗi hàng bao gồm nhiều loại thông tin về một đối tượng nào đó như tên, diện tích. - CHƢƠNG II: THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU THÔNG TIN ĐỊA LÝ Trong những năm gần đây, hai xu hướng nổi bật đã tác động sâu sắc và làm thay đổi việc lưu trữ và quản lý dữ liệu GIS. - Thứ hai là việc ứng dụng các cơ sở dữ liệu GIS phân tán ngày một tăng. - Cơ sở dữ liệu phân tán là nguồn dữ liệu cho những người sử dụng có thể truy cập tới các vị trí lưu trữ thông. - Chính vì vậy, phần mềm ArcGIS đã thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu GIS Geodatabase nhằm cung cấp các công cụ dùng để triển khai xây dựng và quản lý một hệ thông tin địa lý thông minh.. - vào một cơ sở dữ liệu Geodatabase. - Geodatabase là một cơ sở dữ liệu chứa dữ liệu thuộc tính, dữ liệu không gian và quan hệ tồn tại giữa chúng. - Có thể nói Geodatabase còn là một cơ sở dữ liệu địa lý hướng đối tượng và được quản lý thông qua một chuẩn Hệ quản trị cơ sở dữ liệu.. - Geodatabse là một tập lưu trữ dữ liệu địa lý. - Tất cả các thành phần trong Geodatabase được quản lý trong các bảng DBMS chuẩn và sử dụng kiểu dữ liệu SQL chuẩn. - Tập dữ liệu đối tượng địa lý. - Tập dữ liệu đo đạc (Survey dataset). - Chứa các phép đo được sử dụng trong việc tính toán tọa độ hình học đối tượng địa lý trong các lớp đối tượng địa lý được đo đạc Tập dữ liệu Raster. - Là một tập dữ liệu Raster biểu diễn các hiện tượng địa lý liên tục. - Tài liệu siêu dữ liệu (Metadata document). - Là một tập luồng dữ liệu và luồng công việc quản lý, phân tích và mô hình hóa dữ liệu. - Bảng 1: Các cấu trúc của Geodatabase Thiết kế cơ sở dữ liệu thông tin địa lý thông qua 3 bước:. - Có 3 mức mô hình hóa dữ liệu:. - Hiện nay các ứng dụng của GIS sử dựng công nghệ của ESRI đều sử dựng UML là ngôn ngữ mô hình hóa chuẩn để thiết kế cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính.. - Có thể tạo lược đồ Geodatabase cho mô hình dữ liệu sử dụng ESRI Schema Wizard trong ArcCatalog.. - Ngôn ngữ mô hình hóa UML cũng được Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định là ngôn ngữ biểu diễn mô hình cấu trúc dữ liệu địa lý.. - CHƢƠNG IV: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUẢ LÝ LỚP PHỦ RỪNG TỈNH QUẢNG NINH. - Đặc biệt chỉ trong ArcInfo mới có các công cụ để nhập và xuất các định dạng dữ liệu khác nhau.. - ArcGIS có hệ quản trị cơ sở dữ liệu là DB2, Dbase, DS, Foxbase, Infomix, Info, Ingres, Oracle, RDB, Inernal database.. - Các chuẩn dữ liệu của ArcGIS cũng phù hợp với các tiểu chuẩn quốc tế về thông tin địa lý. - Luận văn này sử dụng chương trình Microsoft Visio (MS.Visio) để thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu. - Lược đồ ArcInfo UML Model bao gồm các đối tượng cần thiết sử dụng UML để mô hình hóa cơ sở dữ liệu không gian.. - Cơ sở dữ liệu nền địa lý được xây dựng từ bản đồ địa hình tỉnh Quảng Ninh có tỷ lệ 1/50.000. - Dữ liệu nền bản đồ lớp phủ rừng tỉnh Quảng Ninh gồm có 7 lớp được thiết kế trong MS.Visio như sau:. - Hình 3 Các lớp dữ liệu nền địa lý. - Thiết kế các đối tượng của dữ liệu nền ta sử dụng các mẫu sẵn có trong ArcInfo UML Models (Visio 2003) tích hợp sẵn trong bộ cài ArcGIS.. - Hình 4: Các gói cơ sở dữ liệu lớp nền địa lý trong ArcCatalog. - Cơ sở dữ liệu về lớp phủ rừng được xây dựng dựa trên bản đồ hiện trạng rừng tỉnh Quảng Ninh tỷ lệ 1/50.000.. - Kết quả của quá trình thực nghiệm là cơ sở dữ liệu lớp phủ rừng tỉnh Quảng Ninh trên nền cơ sở dữ liệu địa lý trong hệ thống ArcGIS.. - Hệ thông tin địa lý với những tính năng đa dạng phong phú của nó đang ngày càng phát huy vai trò quan trọng của mình trong các hoạt động của đời sống xã hội và cơ sở dữ liệu là một thành phần quan trọng nhất trong một hệ cơ sở dữ liệu GIS.. - Hệ thông tin địa lý có khả năng chuẩn hóa ngân hàng dữ liệu để có thể đưa vào các hệ thống xử lý khác nhau nên khả năng khai thác dữ liệu là rất lớn.. - ArcGIS được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng GIS và việc thiết kế các ứng dụng trên ArcGIS hiện nay là đưa toàn bộ các dữ liệu không gian vào Geodatabase, Geodatabase là cơ sở dữ liệu hướng đối tượng. - ngày càng trở thành công cụ thiết kế cơ sở dữ liệu hữu hiệu. - Đề tài đã nghiên cứu một cách tương đối toàn diện những vấn đề cơ bản có liên quan đến việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý như: GIS, cơ sở dữ liệu nền, cơ sở dữ liệu lớp chuyên đề rừng từ bản đồ 1/50.000. - Đề tài áp dụng thành công mô hình cấu trúc dữ liệu nền địa lý và lớp phủ rừng từ bản đồ tỷ lệ 1/50.000 của tỉnh Quảng Ninh. - Metadata tạo ra nguồn cơ sở dữ liệu cung cấp các thông tin liên quan đến quá trình thiết kế, xây dựng, cập nhật và phân phối dữ liệu. - Việc xây dựng và khai thác sử dụng cơ sở dữ liệu này sẽ phục vụ cho công tác lập quy hoạch và công tác quản lý vĩ mô các vấn đề có liên quan.. - Cần mở rộng nghiên cứu công nghệ xây dựng cơ sở dữ liệu lớp phủ rừng để nâng cao độ chính xác đáp ứng yêu cầu xây dựng cơ sở dữ liệu lớp phủ rừng ở các tỷ lệ lớn hơn.. - Quy trình công nghệ còn khá phức tạp, cần nghiên cứu một phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu sử dụng phần mềm tích hợp được các chức năng hỗ trợ thực hiện quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu một cách đơn giản hơn.