Ứng dụng GIS xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát công viên địa chất (Luận văn thạc sĩ)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

PHẠM DUY TÙNG

ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
PHỤC VỤ GIÁM SÁT CÔNG VIÊN ĐỊA CHẤT

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2019


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

PHẠM DUY TÙNG

ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
PHỤC VỤ GIÁM SÁT CÔNG VIÊN ĐỊA CHẤT

CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ
MÃ SỐ

: 8520503

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2019

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn: TS. Bùi Thị Hồng Thắm

Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS. Doãn Hà Phong

Cán bộ chấm phản biện 2: TS. Trịnh Thị Hoài Thu

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 19 tháng 01 năm 2019


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận
văn là hoàn toàn trung thực và chính xác.
Hà Nội, ngày 16 tháng 01 năm 2019
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Phạm Duy Tùng


ii
LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành theo chương trình đào tạo Cao học Khoa Trắc
địa - Bản đồ và Thông tin địa lý, chuyên ngành Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ tại

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội.
Để thực hiện luận văn này ngoài sự nỗ lực của bản thân, em xin được
bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Bùi Thị Hồng Thắm, người đã trực tiếp
hướng dẫn, giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện
đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Đào tạo cùng toàn thể
các thầy, cô thuộc khoa Trắc địa - Bản đồ, trường Đại học Tài nguyên và Môi
trường Hà Nội đã tạo một môi trường tốt cho em hoàn thành luận văn này.
Đề tài luận văn được hoàn thành với sự tài trợ của Bộ Tài nguyên và Môi
trường về nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp Bộ: “Nghiên cứu ứng dụng viễn
thám và GIS trong giám sát công viên địa chất”, mã số TNMT.2018.03.02 do
TS. Bùi Thị Hồng Thắm làm chủ nhiệm. Em trân trọng cảm ơn sự hỗ trợ nghiên
cứu này.
Xin trân trọng cảm ơn!


iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................... iii
TÓM TẮT LUẬN VĂN ...................................................................................... v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ...................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ..................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.......................................................................... viii
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ
GIÁM SÁT CÔNG VIÊN ĐỊA CHẤT .............................................................. 4
1.1. Khái quát về công viên địa chất ..................................................................... 4
1.1.1. Khái quát về di sản .................................................................................. 4

1.1.2. Khái quát về di sản địa chất và công viên địa chất ................................. 8
1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng cơ sở dữ liệu
phục vụ giám sát công viên địa chất ................................................................... 12
1.2.1. Trên thế giới .......................................................................................... 12
1.2.2. Ở Việt Nam ........................................................................................... 13
1.3. Vấn đề nghiên cứu của đề tài ....................................................................... 13
Chương 2. CƠ SỞ KHOA HỌC TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
PHỤC VỤ GIÁM SÁT CÔNG VIÊN ĐỊA CHẤT ........................................ 15
2.1. Mục đích, yêu cầu của cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát công viên địa chất . 15
2.1.1 Mục đích của việc xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát công viên
địa chất ................................................................................................................ 15
2.1.2 Yêu cầu của việc xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát công viên địa chất ...... 16
2.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu ................................................................................... 16
2.2.1. Các mô hình dữ liệu .............................................................................. 16
2.2.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát công viên địa chất ................. 21


iv
2.3. Thu thập dữ liệu ........................................................................................... 30
2.4. Chuẩn hóa dữ liệu ........................................................................................ 31
2.5. Cập nhật và khai thác sử dụng cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát công viên địa chất..... 31
Chương 3. THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ
GIÁM SÁT CÔNG VIÊN ĐỊA CHẤT ............................................................ 32
3.1. Khái quát về khu vực thực nghiệm .............................................................. 32
3.2. Khái quát nguồn dữ liệu đầu vào ................................................................. 34
3.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát công viên địa chất ..................... 36
3.3.1. Thiết kế cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát công viên địa chất ................. 36
3.3.2. Cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát công viên địa chất .............................. 42
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 60

PHỤ LỤC ............................................................... Error! Bookmark not defined.


v

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Họ tên học viên: Phạm Duy Tùng
Lớp: CH2BTĐ

Khóa: 2

Cán bộ hướng dẫn: TS. Bùi Thị Hồng Thắm
Tên đề tài: Ứng dụng GIS xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát công
viên địa chất.
Tóm tắt: Cơ sở dữ liệu phục vụ cho việc giám sát công viên địa chất tỷ lệ
1:50.000 khu vực công viên địa chất Đồng Văn đã được xây dựng bằng phần
mềm ArcGIS với các thông tin không gian và thuộc tính của các đối tượng từ
các nguồn tư liệu về địa hình và địa chất tại khu vực thực nghiệm. Cơ sở dữ liệu
được thiết kế, sắp xếp một cách có tổ chức thành 8 nhóm lớp đó là cơ sở đo đạc,
biên giới địa giới, địa hình, thủy hệ, giao thông, dân cư cơ sở hạ tầng, phủ bề mặt
và công viên địa chất. Việc xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ công tác giám sát
công viên địa chất bằng phần mềm ArcGIS là giải pháp rất hiệu quả để tổ chức
quản lý và triển khai các hệ thống thông tin lớn đem lại hiệu quả thiết thực cho
công tác quản lý Nhà nước về tài nguyên thiên nhiên nói chung, công viên địa
chất nói riêng, đặt biệt là vấn đề đồng bộ dữ liệu quản lý giữa các cấp.


vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

STT

Viết tắt

Giải thích

1

GIS

Geographic Information System - Hệ thống thông tin địa lý
United Nations Educational, Scientific and Cultural

2

UNESCO Organization - Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa
Liên Hiệp Quốc

3

CVĐC

Công viên địa chất

4

DSĐC

Di sản địa chất

5

CSDL

Cơ sở dữ liệu

6

HTTTĐL Hệ thống thông tin địa lý

7

IUGS

8

WHC

9

IUCN

10

CNTT

International Union of Geological Sciences - Hiệp hội địa
chất Quốc tế
World Heritage Committee - Uỷ ban di sản thế giới
International Union for Conservation of Nature - Hiệp hội

bảo tồn thiên nhiên Quốc tế
Công nghệ thông tin


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Các lớp thông tin cơ sở dữ liệu công viên địa chất ............................ 23


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1. Cấu trúc CSDL phục vụ giám sát công viên địa chất ......................... 21
Hình 2.2. Lớp cơ sở dữ liệu công viên địa chất .................................................. 23
Hình 3.1. Hình ảnh khu vực thực nghiệm cao nguyên đá Đồng Văn ................. 32
Hình 3.2. Hóa thạch Tay cuộn, phát hiện tại xã Ma Lé, huyện Đồng Văn ......... 33
Hình 3.3. Hóa thạch Cá cổ ở Lũng Cú, Đồng Văn ............................................. 33
Hình 3.4. Hệ quy chiếu........................................................................................ 37
Hình 3.5. Cơ sở đo đạc ........................................................................................ 37
Hình 3.6. Biên giới địa giới ................................................................................. 38
Hình 3.7. Địa hình ............................................................................................... 38
Hình 3.8. Thủy hệ ................................................................................................ 39
Hình 3.9. Giao thông ........................................................................................... 39
Hình 3.10. Dân cư, cơ sở hạ tầng ........................................................................ 40
Hình 3.11. Phủ bề mặt ......................................................................................... 40
Hình 3.12. Công viên địa chất ............................................................................. 41
Hình 3.13. Lựa chọn công cụ chuyển đổi dữ liệu ............................................... 42
Hình 3.14. Chuyển đổi dữ liệu từ định dạng *.tab sang định dạng *.shp ........... 43
Hình 3.15. Đường dẫn để nhập dữ liệu vào lớp đối tượng ................................. 43

Hình 3.16. Lựa chọn dạng đối tượng tương thích ............................................... 44
Hình 3.17. Cách kiểm tra lỗi Topology............................................................... 45
Hình 3.18. CSDL của lớp điểm cơ sở quốc gia .................................................. 45
Hình 3.19. Thuộc tính của lớp điểm cơ sở quốc gia ........................................... 46
Hình 3.20. Thuộc tính của lớp đường biên giới .................................................. 46
Hình 3.21. CSDL của lớp đường địa giới ........................................................... 47
Hình 3.22. Thuộc tính của lớp đường địa giới .................................................... 47
Hình 3.23. CSDL của lớp địa danh sơn văn........................................................ 47
Hình 3.24. Thuộc tính của lớp địa danh sơn văn ................................................ 48
Hình 3.25. CSDL lớp điểm độ cao ...................................................................... 48


ix
Hình 3.26. Thuộc tính lớp điểm độ cao............................................................... 48
Hình 3.27. CSDL lớp đường bình độ .................................................................. 49
Hình 3.28. Thuộc tính lớp đường bình độ........................................................... 49
Hình 3.29. CSDL lớp thủy hệ ............................................................................. 50
Hình 3.30. Thuộc tính lớp thủy hệ ...................................................................... 50
Hình 3.31. CSDL lớp đường nội bộ .................................................................... 51
Hình 3.32. Thuộc tính lớp đường nội bộ............................................................. 51
Hình 3.33. CSDL lớp nhà.................................................................................... 51
Hình 3.34. Thuộc tính lớp nhà ............................................................................ 52
Hình 3.35. CSDL lớp ranh giới phủ bề mặt ........................................................ 52
Hình 3.36. Thuộc tính lớp ranh giới phủ bề mặt ................................................. 52
Hình 3.37. CSDL lớp điểm di sản ....................................................................... 53
Hình 3.38. Thuộc tính lớp điểm di sản................................................................ 53
Hình 3.39. CSDL lớp cụm di sản ........................................................................ 54
Hình 3.40. Thuộc tính lớp cụm di sản ................................................................. 54
Hình 3.41. CSDL lớp địa tầng............................................................................. 55
Hình 3.42. Thuộc tính lớp địa tầng ..................................................................... 55

Hình 3.43. CSDL lớp đứt gãy ............................................................................. 56
Hình 3.44. Thuộc tính lớp đứt gãy ...................................................................... 56
Hình 3.45. CSDL lớp ranh giới địa chất ............................................................. 56


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Công viên địa chất là một khu vực có ranh giới địa lý - hành chính rõ ràng
và đủ rộng để hỗ trợ các hoạt động phát triển kinh tế và văn hóa ở địa phương
(chủ yếu dưới hình thức phát triển du lịch). Nó gồm một số di sản địa chất quan
trọng tầm cỡ quốc gia hoặc quốc tế ở mọi kích cỡ, hoặc tập hợp các thực thể địa
chất đặc biệt về mặt khoa học, vẻ đẹp hoặc độ hiếm gặp, đại diện cho lịch sử
phát triển, các sự kiện cũng như quá trình địa chất hình thành nên khu vực đó.
Bên cạnh các giá trị địa chất - địa mạo, trong phạm vi công viên địa chất còn hội
tụ được các giá trị khác về cảnh quan, đa dạng sinh học, văn hóa, lịch sử, khảo
cổ, kinh tế,… và đặc biệt, khác với một khu bảo tồn thiên nhiên thông thường.
Việt Nam là một trong những quốc gia ở khu vực Đông Nam Á rất giàu
tiềm năng du lịch di sản, trong đó có công viên địa chất. Quá trình hình thành và
phát triển địa hình, địa chất, tạo hóa đã ban cho nước ta nhiều cảnh quan thiên
nhiên kỳ vĩ, đó là những cảnh quan địa mạo, các di chỉ cổ sinh, các hang động,
hẻm vực, sông hồ tự nhiên, các thác nước đã lộ diện hay đang tiềm ẩn chưa phát
lộ. Theo định nghĩa của UNESCO, tất cả những cảnh quan đó được gọi chung là
phần tài nguyên có giá trị nổi bật về khoa học, giáo dục, thẩm mỹ và kinh tế.
Cũng như các di sản khác, di sản địa chất là tài nguyên không tái tạo, một khi
mất đi là khó có thể phục hồi. Do đó, di sản địa chất cần phải được bảo vệ, bảo
tồn, quản lý, khai thác hợp lý và phát huy các giá trị nổi bật của nó để phục vụ
phát triển kinh tế - xã hội của đất nước nói chung, của các địa phương sở hữu di
sản địa chất nói riêng.
Ngày nay, sự phát triển kinh tế xã hội, cùng với sự gia tăng dân số đặc

biệt là sự phát triển của ngành công nghiệp và quá trình đô thị hóa kèm theo đó
là sự ô nhiễm môi trường đã và đang hủy hoại các công viên địa chất nói chung,
di sản địa chất nói riêng. Nhu cầu cấp thiết hiện nay là bảo vệ và giữ gìn các
công viên địa chất nói chung, di sản địa chất nói riêng. Để đạt được yêu cầu đó
thì việc xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát công viên địa chất là hết sức
cần thiết.
Ngày nay, hệ thống thông tin địa lý (GIS - Geographical Information
System) là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế - xã hội,


2
quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. GIS có khả năng trợ giúp các cơ
quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân,... đánh giá
được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông
qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông
tin được gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở toạ độ của các
dữ liệu đầu vào. Do các ứng dụng GIS trong thực tế quản lý nhà nước có tính đa
dạng và phức tạp xét cả về khía cạnh tự nhiên, xã hội lẫn khía cạnh quản lý,
những năm gần đây GIS thường được hiểu như một hệ thống thông tin đa quy
mô và đa tỷ lệ. Tuỳ thuộc vào nhu cầu của các người sử dụng mà hệ thống có
thể phải tích hợp thông tin ở nhiều mức khác nhau, nói đúng hơn, là ở các tỷ lệ
khác nhau, nói cách khác là tuỳ thuộc vào các định hướng do cơ sở tri thức đưa
ra. Chính vì vậy, GIS được sử dụng trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ
cho việc giám sát công viên địa chất của đề tài luận văn.
2. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài luận văn là xây dựng được cơ sở dữ liệu tỷ lệ 1:50.000
phục vụ giám sát công viên địa chất tại khu vực công viên địa chất Đồng Văn.
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát công
viên địa chất.

Phạm vi nghiên cứu của đề tài cơ sở dữ liệu phục vụ giám sát tại khu vực
công viên địa chất Đồng Văn.
4. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục đích của đề tài, luận văn đi vào nghiên cứu các vấn đề
cơ bản như sau:
- Nghiên cứu tìm hiểu công viên địa chất.
- Nghiên cứu cơ sở dữ liệu và phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu.
- Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cho giám sát công viên địa
chất (nội dung, thiết kế,...).
- Nghiên cứu ứng dụng phần mềm phục vụ cho việc xây dựng cơ sở dữ
liệu về công viên địa chất khu vực thực nghiệm.


3
5. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:
- Phương pháp tổng hợp, phân tích và kế thừa: Thu thập các tài liệu đã có;
cập nhật các thông tin trên mạng internet; tổng hợp, phân tích các tài liệu và các
kết quả nghiên cứu, kế thừa có chọn lọc các thành quả có liên quan đến đề tài;
tổng hợp, đánh giá các kết quả nghiên cứu của đề tài.
- Phương pháp thu thập tư liệu: Thu thập các thông tin và các tư liệu có
liên quan phục vụ cho thực nghiệm của đề tài.
- Phương pháp ứng dụng công nghệ tin học: Sử dụng phần mềm để xây
dựng cơ sở dữ liệu.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Cơ sở dữ liệu phục vụ cho giám sát công viên địa chất tỷ lệ 1:50.000 bằng
phần mềm ArcMap lần đầu tiên được xây dựng tại Việt Nam (trước đây cơ sở
dữ liệu công viên địa chất được xây dựng bằng phần mềm MapInfo
Professional). Kết quả nghiên cứu của đề tài luận văn góp phần phục vụ cho việc
quản lý và giám sát công viên địa chất tại khu vực thực nghiệm.

7. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung chính của
luận văn được trình bày trong 3 chương, bao gồm:
Chương 1. Tổng quan về xây dựng cơ sở dữ liệu công viên địa chất.
Chương 2. Cơ sở khoa học trong xây dựng cơ sở dữ liệu công viên địa chất.
Chương 3. Thực nghiệm xây dựng cơ sở dữ liệu công viên địa chất.


4
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
PHỤC VỤ GIÁM SÁT CÔNG VIÊN ĐỊA CHẤT
1.1. Khái quát về công viên địa chất
1.1.1. Khái quát về di sản
a. Khái niệm về di sản
Một số khái niệm về di sản được trình bày như sau:
Di sản là một khái niệm mở, có thể hiểu là những giá trị vật thể hoặc phi
vật thể được để lại từ xa xưa và tồn tại có giá trị cho đến ngày nay.
Di sản là tài sản tinh thần hoặc tài sản vật chất do lịch sử để lại hoặc do
thiên nhiên tạo ra.
b. Phân loại di sản
* Di sản văn hóa.
Theo Công ước Di sản thế giới di sản văn hóa là:
- Các di tích: Các tác phẩm kiến trúc, tác phẩm điêu khắc và hội họa, các
yếu tố hay các cấu trúc có tính chất khảo cổ học, ký tự, nhà ở trong hang đá và
các công trình sự kết hợp giữa công trình xây dựng tách biệt hay liên kết lại với
nhau mà do kiến trúc của chúng, do tính đồng nhất hoặc vị trí cảnh quan, có giá
trị nổi bật toàn cầu xét theo quan điểm lịch sử, nghệ thuật và khoa học.
- Các di chỉ: Các tác phẩm do con người tạo nên hoặc các tác phẩm có sự
kết hợp giữa thiên nhiên và nhân tạo và các khu vực trong đó có các di chỉ khảo
cổ có giá trị nổi bật toàn cầu xét theo quan điểm thẩm mỹ, dân tộc học hoặc

nhân chủng học.
* Di sản thiên nhiên.
Theo Công ước di sản thế giới thì di sản thiên nhiên là:
Các đặc điểm tự nhiên bao gồm các hoạt động sáng tạo vật ký hoặc sinh
học hoặc các nhóm các hoạt động kiến tạo có giá trị nổi bật toàn cầu xét theo
quan điểm thẩm mỹ hoặc khoa học.
Các hoạt động địa chất hoặc địa lý tự nhiên và các khu vực có ranh giới
được xác định chính xác tạo thành môi trường sống của các loài động thực vật đang


5
bị đe dọa có gia trị nổi bật toàn cầu xét theo quan điểm khoa học hoặc bảo tồn.
* Di sản hỗn hợp.
Năm 1992, Ủy ban di sản thế giới đưa ra khái niệm di sản hỗn hợp hay
còn gọi là cảnh quan văn hóa để miêu tả các mối quan hệ tương hỗ nổi bật giữa
văn hóa và thiên nhiên của một số khu di sản. Một địa danh được công nhận là
di sản thế giới hỗn hợp phải thỏa mãn ít nhất là một tiêu chí về di sản văn hóa và
một tiêu chí về di sản thiên nhiên.
c. Tiêu chuẩn
Để được ghi vào danh sách di sản thế giới của UNESCO, một tài sản phải
đáp ứng các tiêu chuẩn về văn hoá hoặc thiên nhiên theo Công ước di sản thế
giới đã được Ủy ban về di sản thế giới của UNESCO duyệt lại.
Một di tích văn hóa phải xác thực, có ảnh hưởng sâu rộng hoặc có bằng
chứng độc đáo với sự phát triển của nghệ thuật kiến trúc, hoặc di tích đó phải
gắn liền với tư tưởng hay tín ngưỡng có ý nghĩa phổ biến, hoặc là điển hình nổi
bật của một lối sống truyền thống đại diện cho một nền văn hóa nào đó.
Một di chỉ thiên nhiên có thể điển hình cho một giai đoạn, các quá trình
tiến hóa địa cầu, hoặc cho những biến đổi sinh thái học, hoặc bao gồm những
vùng cư trú tự nhiên các loài cực kỳ nguy cấp. Di chỉ thiên nhiên có thể là một
khung cảnh đẹp khác thường, một cảnh quan ngoạn mục, hoặc là một khu bảo

tồn số lượng lớn các động vật hoang dã.
Cho đến cuối năm 2004, có 6 tiêu chí cho di sản văn hóa và 4 tiêu chí cho
di sản thiên nhiên. Đến năm 2005, điều này đã được sửa đổi để chỉ có một bộ 10
tiêu chí, trong đó 6 tiêu chí đầu thuộc về di sản văn hóa, còn các tiêu chí 7 đến
10 thuộc về di sản thiên nhiên.
* Tiêu chuẩn văn hóa.
(I) - Là một tuyệt tác về tài năng sáng tạo của con người.
(II) - Thể hiện một sự giao lưu quan trọng giữa các giá trị của nhân loại,
trong một khoảng thời gian hoặc trong phạm vi một vùng văn hoá của thế giới,
về các bước phát triển trong kiến trúc hoặc công nghệ, nghệ thuật tạo hình, quy
hoạch đô thị hoặc thiết kế cảnh quan.


6
(III) - Là một bằng chứng độc đáo hoặc duy nhất hoặc ít ra cũng là một
bằng chứng đặc biệt về một truyền thống văn hoá hay một nền văn minh đang
tồn tại hoặc đã biến mất.
(IV) - Là một ví dụ nổi bật về một kiểu kiến trúc xây dựng hoặc một quần
thể kiến trúc cảnh quan minh hoạ cho một hay nhiều giai đoạn có ý nghĩa trong
lịch sử nhân loại.
(V) - Là một ví dụ tiêu biểu về sự định cư của con người hoặc một sự
chiếm đóng lãnh thổ mang tính truyền thống và tiêu biểu cho một hoặc nhiều
nền văn hóa, nhất là khi nó trở nên dễ bị tổn thương dưới tác động của những
biến động không thể đảo ngược được.
(VI) - Gắn bó trực tiếp hoặc cụ thể với những sự kiện hoặc truyền thống
sinh hoạt với các ý tưởng, hoặc các tín ngưỡng, các tác phẩm văn học nghệ thuật
có ý nghĩa nổi bật toàn cầu.
* Tiêu chuẩn tự nhiên.
(VII) - Chứa đựng các hiện tượng, địa điểm tự nhiên hết sức nổi bật hoặc
các khu vực có vẻ đẹp tự nhiên độc đáo và tầm quan trọng về thẩm mỹ.

(VIII) - Là những ví dụ nổi bật đại diện cho những giai đoạn lớn trong
lịch sử của Trái Đất, trong đó có lịch sử về sự sống, các quá trình địa chất quan
trọng đang tiếp diễn trong sự phát triển của các địa mạo, hoặc các đặc điểm quan
trọng về địa chất hoặc địa lý tự nhiên.
(IX) - Là những ví dụ tiêu biểu cho quá trình sinh thái và sinh học đang
tiếp diễn trong quá trình tiến hoá và phát triển của các dạng địa hình, vùng nước
ngọt, biển và ven biển và các quần xã động vật, thực vật.
(X) - Là những nơi cư trú tự nhiên quan trọng nhất và tiêu biểu nhất,
mang giá trị bảo tồn nguyên trạng sự đa dạng sinh học, trong đó có những môi
trường sống chứa đựng những loài động vật hoặc thực vật đang bị đe dọa, có giá
trị nổi bật toàn cầu xét theo quan điểm khoa học hoặc bảo tồn.
* Tính toàn vẹn.
Ngoài các tiêu chuẩn như trên, những địa điểm đó còn phải đáp ứng về
tính toàn vẹn được quy định dưới đây:


7
Những địa điểm mô tả ở tiêu chuẩn (VII) phải bao gồm toàn bộ hoặc phần
lớn những thành phần chủ yếu liên quan với nhau và phụ thuộc lẫn nhau trong
mối quan hệ tự nhiên; chẳng hạn như thuộc "thời kỳ đóng băng" thì phải bao
gồm bãi tuyết, sóng băng cũng như các dạng điển hình của xói mòn do sóng
băng, các trầm tích và các di thực thực vật (các vết băng tích, giai đoạn diễn thế
của thực vật).
Những địa điểm mô tả ở mục (VIII) phải khá rộng lớn và bao gồm những
thành phần cần thiết cho việc minh họa những khía cạnh chủ yếu của địa danh
đó. Vì thế, một miền rừng nhiệt đới ẩm thì phải có một số độ cao khác nhau so
với mực nước biển, có sự biến đổi địa hình, loại đất, bờ sông, nhánh sông để
minh họa cho sự đa dạng và phức tạp.
Những địa điểm mô tả ở mục (IX) phải bao gồm những thành phần của hệ
sinh thái cần thiết cho sự bảo tồn của các loài, hay là sự nối tiếp các quá trình

hoặc thành phần thiên nhiên cần được bảo tồn. Những thành phần thay đổi tùy
từng trường hợp như khu vực được bảo vệ của một thác nước phải bao gồm toàn
bộ hoặc đại bộ phận khu vực cung cấp nước cho nó về phía thượng lưu hoặc một
địa điểm ám tiêu san hô thì phải bao gồm các khu vực bảo vệ chống lại sự bồi
lấp hay gây nhiễm mà các dòng sông đổ ra, các dòng đại dương có thể gây ảnh
hưởng tới quá trình cung cấp dinh dưỡng cho ám tiêu san hô.
Những địa điểm chứa đựng những loài bị đe dọa nhưng các loài được mô
tả trong tiêu chuẩn (X) phải khá rộng lớn, bao gồm những yếu tố về nơi trú ẩn
cần thiết cho sự sống của các cá thể loài tồn tại.
Trường hợp đối với các loài di cư, những vùng cư trú theo mùa cần thiết
cho sự tồn tại các loài, bất kể chúng ở đâu tới phải được bảo vệ thích đáng. Ủy
ban di sản thế giới phải đảm bảo bằng các biện pháp cần thiết để bảo vệ các loài
suốt chu kỳ sống của chúng. Việc này được thỏa thuận thông qua việc tham gia
Công ước quốc tế hoặc dưới hình thức thỏa thuận giữa hai hay nhiều bên.
Mỗi địa điểm tự nhiên phải được đánh giá một cách tương đối, nghĩa là
phải được so sánh với những địa điểm khác cùng loại, cả trong và ngoài quốc
gia chủ quyền của địa danh đó, thuộc cùng một vùng địa lý sinh vật hay trên
cùng một đường di trú.
* Biểu tượng di sản thế giới.


8
Những di sản được xếp trong danh mục Di sản thế giới sẽ được gắn biển
đồng có biểu tượng của di sản thế giới và được hưởng các quy chế đặc biệt của
Công ước quốc tế về bảo tồn các di sản cũng như của Quỹ di sản thế giới.
Biểu tượng di sản thế giới là một hình vuông nội tiếp trong một hình tròn
nối liền. Trong đó, hình vuông là biểu hiện kiệt tác do loài người sáng tạo còn
hình tròn biểu hiện cho thiên nhiên và cũng là Trái Đất, nó thể hiện thái độ trân
trọng bảo vệ các di sản của nhân loại. Hình vuông và hình tròn nối liền nhau thể
hiện sự hài hòa và thống nhất.

1.1.2. Khái quát về di sản địa chất và công viên địa chất
a. Di sản địa chất và công viên địa chất
* Di sản địa chất.
Di sản địa chất là dạng di sản quan trọng hàng đầu trong số các di sản
thiên nhiên. Đó là phần tài nguyên địa chất có giá trị nổi bật về khoa học, giáo
dục, thẩm mỹ và kinh tế, bao gồm các cảnh quan địa mạo, các di chỉ cổ sinh, hoá
thạch, các miệng núi lửa đã tắt hoặc đang hoạt động, các hang động, hẻm vực
sông, hồ tự nhiên, thác nước, các diện lộ tự nhiên hay nhân tạo của đá và quặng,
các thành tạo, cảnh quan còn ghi lại những biến cố, bối cảnh địa chất đặc biệt,
các địa điểm mà tại đó có thể quan sát được các quá trình địa chất đã và đang
diễn ra hàng ngày, thậm chí cả các khu mỏ đã ngừng khai thác,... Cũng như các
di sản khác, di sản địa chất là tài nguyên không tái tạo nên cần được bảo tồn,
khai thác và sử dụng bền vững. Di sản địa chất gắn liền với một số khái niệm
liên quan như Đa dạng địa chất (Geodiversity); Bảo tồn địa chất
(Geoconservation); Các địa điểm, vị trí địa chất đặc biệt (Geosite, geotope),...
Bảo tồn di sản địa chất là một xu hướng rất mới của Khoa học Địa chất,
đã trở thành vấn đề khoa học được nhiều quốc gia và tổ chức khoa học trên thế
giới quan tâm, ngày càng trở thành đề tài được thảo luận rộng rãi tại các Hội
nghị quốc tế và khu vực về địa chất cũng như về chủ đề bảo tồn và phát huy di
sản, và đang được UNESCO và Hiệp hội Địa chất Quốc tế (IUGS) quan tâm và
tích cực triển khai trong khoảng thời gian khoảng hơn chục năm trở lại đây. Bảo
tồn di sản địa chất được hiểu là việc nghiên cứu, phân loại những phần tiêu biểu
của tài nguyên địa chất, đưa chúng phục vụ lợi ích của con người, qua đó nâng
cao kiến thức về thiên nhiên, tình cảm và trách nhiệm công dân của mọi người


9
đối với việc khai thác bền vững nguồn tài nguyên địa chất.
Những năm đầu, người ta xác định các di sản địa chất riêng lẻ và tìm cách
bảo tồn chúng một cách nghiêm ngặt, tương tự như cách làm truyền thống đối

với các loài động, thực vật quý hiếm hoặc có nguy cơ tuyệt chủng. Năm 1996
Hiệp hội Địa chất Quốc tế (IUGS) đã triển khai một chương trình kiểm kê toàn
cầu các vị trí có giá trị khoa học cao về địa chất, địa mạo (IUGS GeoSite) nhằm
hỗ trợ các sáng kiến quốc tế và quốc gia trong việc bảo tồn các tài nguyên địa
chất phục vụ cho nghiên cứu và giáo dục. Chương trình đã đưa ra một số tiêu
chuẩn để đánh giá một địa điểm “ứng cử viên”, như tính đại diện; tính duy nhất;
tính tương hợp; mức độ phức tạp và đa dạng địa chất (dùng để lựa chọn vị trí khi
tính đại diện của chúng ngang nhau),...
* Công viên địa chất.
Công viên địa chất là một khu vực có ranh giới địa lý - hành chính rõ ràng
và đủ rộng để hỗ trợ các hoạt động phát triển kinh tế và văn hóa ở địa phương
(chủ yếu dưới hình thức phát triển du lịch). Nó gồm một số di sản địa chất quan
trọng tầm cỡ quốc gia hoặc quốc tế ở mọi kích cỡ, hoặc tập hợp các thực thể địa
chất đặc biệt về mặt khoa học, vẻ đẹp hoặc độ hiếm gặp, đại diện cho lịch sử
phát triển, các sự kiện cũng như quá trình địa chất hình thành nên khu vực đó.
Bên cạnh các giá trị địa chất - địa mạo, trong phạm vi công viên địa chất còn hội
tụ được các giá trị khác về cảnh quan, đa dạng sinh học, văn hóa, lịch sử, khảo
cổ, kinh tế,... và đặc biệt, khác với một khu bảo tồn thiên nhiên thông thường, tất
cả các giá trị đó cùng được nghiên cứu, đánh giá, bảo tồn và khai thác, sử dụng
một cách bền vững. Như thế, công viên địa chất hướng tới bảo tồn thiên nhiên
một cách tổng thể, toàn diện hơn, đồng thời công viên địa chất cũng trở nên
mềm dẻo, linh động hơn, khắc phục được một số quy định, hạn chế khá nghiêm
khắc của các khái niệm như di sản thế giới, vườn quốc gia hoặc khu bảo tồn
thiên nhiên. Và cũng vì thế công viên địa chất đã nhanh chóng nhận được sự ủng
hộ rộng rãi của UNESCO cũng như nhiều quốc gia trên thế giới. Đến nay, cùng
với di sản thế giới, công viên địa chất là một trong 3 nhánh bảo tồn thiên nhiên
được UNESCO chính thức công nhận, bảo trợ và bảo tồn.
Các công viên địa chất hướng tới 3 mục tiêu cụ thể là:
- Bảo tồn các di sản địa chất.

10
- Góp phần quảng bá, nâng cao nhận thức cộng đồng về vai trò và giá trị
của các khoa học Trái Đất, khuyến khích học tập và nghiên cứu địa chất và giáo
dục lòng yêu thiên nhiên và trách nhiệm công dân trong việc bảo vệ và khai thác
bền vững các di sản địa chất, góp phần vào chiến lược nâng cao dân trí, phát
triển kinh tế và văn hóa của địa phương và đất nước.
- Thúc đẩy các hoạt động phát triển kinh tế bền vững, hài hòa với bảo tồn
như tham quan, du lịch và các hoạt động kinh tế phụ trợ khác, tạo nguồn thu
nhập bổ sung cho các cộng đồng địa phương.
b. Phân loại di sản địa chất và công viên địa chất
Năm 1972 UNESCO đã soạn thảo “Công ước về việc bảo tồn các di sản
văn hóa và thiên nhiên thế giới”. Đến những năm 1989 - 1990 thì Ủy ban Di sản
Thế giới (WHC) của UNESCO khởi xướng việc chuẩn bị một danh sách dự kiến
toàn cầu các vị trí địa chất (có giá trị nổi bật) (Global Indicative List of
Geological Sites - GILGES) để giúp cho việc xét công nhận các Di sản Thiên
nhiên Thế giới theo các tiêu chí địa chất - địa mạo và cảnh quan. Ủy ban này sử
dụng “Tiêu chuẩn phân loại tạm thời các di sản địa chất” với 10 kiểu di sản.
Năm 1996, khi triển khai Chương trình Geosites Hiệp hội Địa chất Quốc
tế (IUGS) đã đưa ra Khung phân loại chung để đánh giá một vị trí địa chất lý thú
tiềm năng.
Năm 2005, Hiệp hội Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN) - cơ quan tư
vấn độc lập giúp UNESCO thẩm định các hồ sơ đăng ký xét công nhận di sản
Thiên nhiên Thế giới - đã soạn thảo hướng dẫn đối với các khu vực có giá trị địa
chất - địa mạo nổi bật toàn cầu. Theo đó, có thể phân ra 13 loại khu vực.
Ở Việt Nam, theo thông tư số 50/2017/TT-BTNMT, di sản địa chất, công
viên địa chất được phân loại như sau [4]:
* Di sản địa chất gồm các kiểu sau:
- Di sản cổ sinh (ký hiệu Kiểu A) là một điểm hoặc tập hợp điểm trong tự
nhiên, chứa một hoặc nhiều loại hóa thạch đặc trưng có giá trị định tuổi, chỉ thị

cho điều kiện cổ môi trường tại một khu vực và là kết quả của một giai đoạn lịch
sử địa chất khu vực.
- Di sản địa mạo (ký hiệu Kiểu B) là cảnh quan địa mạo (ký hiệu Kiểu


11
B1) hoặc hang động (ký hiệu Kiểu B2) có giá trị thẩm mỹ đặc sắc, độc đáo và
thể hiện lịch sử địa chất khu vực.
- Di sản cổ môi trường (ký hiệu Kiểu C) là một điểm hoặc tập hợp điểm lộ
địa chất chứa những dấu tích rõ ràng, đặc trưng về môi trường thành tạo đá trong
lịch sử địa chất khu vực.
- Di sản đá (ký hiệu Kiểu D) là một hoặc tập hợp điểm lộ địa chất thể hiện
các thành tạo đá đặc trưng cho một giai đoạn lịch sử địa chất khu vực.
- Di sản địa tầng (ký hiệu Kiểu E) là một điểm lộ hoặc tập hợp điểm lộ địa
chất hoặc mặt cắt địa chất thể hiện đặc điểm, trật tự, ranh giới của một hoặc
nhiều phân vị địa tầng.
- Di sản khoáng vật, khoáng sản (ký hiệu Kiểu F) là một điểm lộ hoặc tập
hợp điểm lộ địa chất có khoáng vật hoặc khoáng sản đặc trưng về thành phần,
nguồn gốc và điều kiện thành tạo.
- Di sản kinh tế địa chất (ký hiệu Kiểu H) là mỏ khoáng sản đã dừng khai
thác có cảnh quan đẹp, đặc trưng về quy mô, thành phần quặng, đá và lưu giữ
đầy đủ các tư liệu lịch sử về hoạt động, phát triển mỏ khoáng sản.
- Di sản kiến tạo (ký hiệu Kiểu I) là một điểm lộ hoặc tập hợp điểm lộ địa
chất thể hiện rõ các dấu tích cấu trúc kiến tạo, dấu tích dịch chuyển tương đối
của một hoặc nhiều quá trình chuyển động kiến tạo khu vực.
- Di sản vũ trụ (ký hiệu Kiểu K) là khu vực còn lưu giữ các sản phẩm, dấu
tích thiên thạch hoặc dấu tích các va đập có nguồn gốc vũ trụ.
- Di sản lục địa, đại dương (ký hiệu Kiểu L) là khu vực lưu giữ dấu tích
những biến động lớn liên quan đến hình thành, biến đổi vỏ lục địa và đại dương.
* Công viên địa chất gồm các kiểu sau:

- Karst: Tổ hợp di sản địa chất trong đó đặc trưng nổi bật là các di sản địa
mạo độc đáo, hình thành do quá trình tiến hóa karst; lưu giữ các hình thái địa
mạo karst và hệ thống hang động.
- Núi lửa: Tổ hợp di sản địa chất trong đó đặc trưng nổi bật bởi các di sản
địa mạo có giá trị do các hoạt động núi lửa tạo nên.
- Đầm phá, hạ lưu sông, biển: khu vực tập hợp các đầm phá, hạ lưu sông,


12
khu vực biển đặc trưng cho quá trình địa chất có giá trị nổi bật.
- Kiến tạo, cấu tạo: Tổ hợp di sản địa chất trong đó đặc trưng nổi bật bởi
các di sản kiến tạo.
- Cổ sinh, địa tầng, khoáng vật - khoáng sản: Tổ hợp di sản địa chất trong
đó đặc trưng nổi bật bởi các di sản cổ sinh, địa tầng, khoáng vật, khoáng sản.
- Thạch học: Tổ hợp di sản địa chất trong đó đặc trưng nổi bật bởi các di
sản đá.
- Đồng bằng sông, hệ thống sông: Một khu vực có tổ hợp các di sản địa
chất có giá trị nổi bật, là kết quả của quá trình khảo sát điều tra, đánh giá từ vùng
rộng lớn liên quan đến hệ thống sông, được quy hoạch thống nhất quản lý.
- Đới khô, bán khô: Khu vực có môi trường khô nóng đặc trưng, đất đai
khô cằn, sa mạc hóa, muối hóa bề mặt xảy ra.
1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng cơ sở dữ liệu
phục vụ giám sát công viên địa chất
1.2.1. Trên thế giới
Việc bảo tồn di sản nói chung, công viên địa chất nói riêng luôn là vấn đề
được các nhà quản lý cũng như các nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu, đặc biệt
trong thời đại ngày nay, công nghệ được khai thác ứng dụng một cách mạnh mẽ
trong việc quản lý, giám sát, nghiên cứu, bảo tồn các di sản. Sử dụng hệ thống
thông tin địa lý nhằm hỗ trợ việc quản lý, giám sát, khai thác các di sản đã và
đang được triển khai tại nhiều nước trên thế giới. Tại Malaysia, GIS đã được

được sử dụng để phát triển, lưu trữ, quản lý, phân tích và hiển thị số lượng lớn
dữ liệu không gian và phi không gian liên quan đến các hoạt động và tài nguyên.
Một hệ thống hỗ trợ quyết định không gian dựa trên GIS ứng dụng tích hợp các
chức năng GIS và thiết kế giao diện đồ họa thân thiện với người dung giúp du
khách của đảo Langkawi lựa chọn và lên kế hoạch cho các hoạt động của họ
hiệu quả hơn, theo sở thích cá nhân và mối quan tâm của họ [14]. Phương pháp
GIS và phương pháp phân loại ảnh đã được sử dụng để tìm kiếm các vấn đề về
địa chất phục vụ cho việc xây dựng bộ bản đồ địa chất tại khu vực Công viên địa
chất toàn cầu Bakony ở Hungary [9], [13]. Tại Hy Lạp, trong khuôn khổ của dự
án với tên gọi “Vị trí địa lý, địa chất góp phần vào sự phát triển bền vững”, một


13
trong những nhiệm vụ quan trọng của dự án là sử dụng công nghệ GIS để xây
dựng cơ sở dữ liệu cho các đối tượng địa lý, địa kỹ thuật và địa chất tiềm năng
của quốc gia. Sản phẩm của dự án phục vụ cho các mục đích khác nhau về việc
khai thác sử dụng nguồn dữ liệu góp phần bảo tồn thiên nhiên, du lịch và giáo
dục cấp quốc gia, quốc tế [15]. Tại Mexico, theo [6], phương pháp GIS đã được
sử dụng để xây dựng cơ sở dữ liệu về công viên địa chất phục vụ cho việc bảo
tồn, nghiên cứu, quản lý, giáo dục du lịch. Tại hội thảo về công viên địa chất ở
Châu Âu tháng 3 năm 3015 [16], GIS là một trong những công nghệ được sử
dụng rộng rãi hỗ trợ cho việc quản lý, bảo tồn và giáo dục về công viên địa chất
tại Châu Âu. Đặc biệt, web GIS còn được cho là công nghệ tốt nhất để phát triển
các sản phẩm địa lý và du lịch địa lý trong công viên địa chất [11].
Ngoài ra, GIS còn được ứng dụng để xây dựng cơ sở dữ liệu tại nhiều các
quốc gia khác như: xây dựng cơ sở dữ liệu để bảo tồn di sản địa chất tại Algeria
[10]; tích hợp GIS, phương pháp đa chỉ tiêu và logic mờ nhằm xây dựng cơ sở
dữ liệu phục vụ cho việc du lịch sinh thái tại Iran [12]; sử dụng GIS xây dựng cơ
sở dữ liệu địa kỹ thuật mô tả tính chất của đá [7],…
1.2.2. Ở Việt Nam

Tại Việt Nam, các phần mềm hệ thống thông tin địa lýđã và được ứng
dụng để xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cho đa ngành nghề và đa mục đích rất
đa dạng và phong phú.
Đối với vấn đề xây dựng cơ sở dữ liệu về công viên địa chất, một trong ác
phần mềm về địa lý là phần mềm MapInfo Professional thường được sử dụng ở
nước ta. Một số cơ sở dữ liệu về công viên địa chất đã được xây dựng bằng phần
mềm Mapinfor Professional như cơ sở dữ liệu công viên địa chất Đồng Văn [5],
[3], cơ sở dữ liệu công viên địa chất Cao Bằng,…
1.3. Vấn đề nghiên cứu của đề tài
Từ các nghiên cứu tại mục 1.2 cho thấy, việc nghiên cứu xây dựng cơ sở
dữ liệu công viên địa chất tại Việt Nam đã được các nhà khoa học và tổ chức
quan tâm nghiên cứu. Phần mềm Mapinfo Professional đã được sử dụng trong
quá trình xây dựng cơ sở dữ liệu. Phần mềm này là một phần mềm của hệ thống
tin địa lý GIS cho phép quản lý, tạo ra một cơ sở dữ liệu vừa và nhỏ đồng thời