Xây dựng cấu trúc CSDL địa chất và địa vật lý biển bằng phần mềm Arcgis 9.3 từ các kết quả nghiên cứu, điều tra, khảo sát của viện địa chất và địa vật lý biển

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>XÂY DỰNG CẤU TRÚC CSDL ĐỊA CHẤT & ĐỊA VẬT LÝ BIỂN </b>

<b>BẰNG PHẦN MỀM ARCGIS 9.3 TỪ CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, </b>

<b>ĐIỀU TRA, KHẢO SÁT CỦA VIỆN ĐỊA CHẤT & ĐỊA VẬT LÝ BIỂN </b>

<b>Trịnh Hoài Thu </b>

Email: ,
<i>Viện Địa chất và Địa vật lý Biển - </i>

<i>Viện Hàn lâm Khoa học và Cơng nghệ Việt Nam </i>

<i><b>Tóm tắt: </b></i>

<i>Bài viết này bước đầu nghiên cứu và đưa ra đề xuất về cấu trúc khung cơ sở dữ liệu </i>
<i>Địa chất – Địa vật lý biển bằng phần mềm ArcGIS 9.3 trong khuôn khổ các đề tài, dự án đã </i>
<i>được thực hiện tại Viện Địa chất – Địa vật lý biển. Với mục đích đưa ra các cách thức tổ </i>
<i>chức, lưu trữ dữ liệu không gian như bản đồ, số liệu không gian,… trên máy tính bằng phần </i>
<i>mềm ArcGIS 9.3 nhằm đem lại hiệu quả tối ưu trong quá trình khai thác, sử dụng dữ liệu, </i>
<i>phân tích dữ liệu phục vụ các cơng trình nghiên cứu trong viện. Hơn thế nữa cịn đảm bảo </i>
<i>tính cập nhật mới, tính đồng bộ, khả năng tích hợp cao giữa các dữ liệu thuộc các bộ, các </i>
<i>viện, ban ngành khác trên tồn quốc. </i>

<b>1. Mở đầu </b>

Cơng nghệ tin học là một bước tiến có tính đột phá của nhân loại, đánh dấu một thời
kỳ mới, một kỷ nguyên mới về sự phát triển của khoa học, kỹ thuật. Công nghệ tin học ngày
càng phát triển và được ứng dụng rộng rãi đối với hầu hết các ngành nghề và các lĩnh vực
trong cuộc sống. Ứng dụng công nghệ tin học cho nghiên cứu khoa học chuyên ngành Địa
chất – Địa vật lý biển cũng là một lĩnh vực khơng nằm ngồi sự tác động đó. Đối với cơng tác
nghiên cứu khoa học thì công nghệ tin học là một công cụ đắc lực hỗ trợ cho các nghiên cứu,
cũng như xây dựng các mơ hình thử nghiệm.

Cơ sở dữ liệu Địa chất – Địa vật lý biển là một hệ thống hợp nhất các dữ liệu của các
ngành thuộc lĩnh vực biển và tài nguyên biển, thuộc phạm vi quản lý của Viện Hàn Lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam. Cơ sở dữ liệu Địa chất – Địa vật lý biển được tổ chức theo mơ
hình dữ liệu không gian hướng đối tượng của hệ thống thông tin địa lý (GIS), các dữ liệu
được tích hợp trên nền thành phần cơ bản là hạ tầng thông tin địa lý (VSDI), các chức năng cơ
bản của hệ thống là cập nhật thơng tin, quản lý, phân tích, trình bày và phân phối thông tin
Địa chất – Địa vật lý biển nhằm phục vụ chính phủ và các cơ quan quản lý nhà nước và các tổ
chức ở cấp trung ương; các viện, bộ, ngành; các nhu cầu sử dụng trong nghiên cứu khoa học.
Cơ sở dữ liệu là đầu mối điện tử nhằm tập hợp các ngân hàng dữ liệu trong ngành và cung cấp
cơ chế để các đơn vị và cá nhân trong ngành trên phạm vi toàn quốc khai thác, sử dụng chung
với nhiều mức truy nhập khác nhau. Chính vì vậy, việc xây dựng dữ liệu cần phải tuân theo
một trình tự nhất định nhằm đảm bảo tính hiệu quả cho người sử dụng.

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

mới giới hạn ở các lĩnh vực lưu trữ, in ấn các tư liệu bản đồ bằng công nghệ GIS. Các ứng
dụng GIS thuộc lĩnh vực quản lý, điều hành, trợ giúp quyết định hầu như mới dừng ở mức thử
nghiệm, còn cần thời gian và đầu tư mới có thể đưa vào ứng dụng chính thức. Do đó việc đưa
ra một cấu trúc cơ sở dữ liệu về Địa chất – Địa vật lý biển dựa trên phần mềm ArcGIS 9.3 là
rất cần thiết.

<b>2. Phương pháp xây dựng khung cơ sở dữ liệu Địa chất – Địa vật lý biển bằng phần mềm </b>
<b>ArcGIS 9.3 </b>

Cơ sở dữ liệu Địa chất – Địa vật lý biển được xây dựng dựa trên nền tảng là các đề tài,
dự án đã được thực hiện tại Viện Địa chất – Địa vật lý biển, với tham vọng đưa ra một cấu
trúc về dữ liệu có tính quy chuẩn cho tồn bộ dữ liệu thuộc viện, có đặc tính tương thích (có
thể tích hợp, đồng bộ hóa) với hệ thống dữ liệu thuộc các bộ, ban ngành, mặt khác cơ sở dữ
liệu phải đảm bảo được tính mở, tính cập nhật thường xuyên, tính phân tích và thực hiện được
các bài tốn. Do đó, ArcGIS 9.3 là một phần mềm đáp ứng được tương đối tốt các yêu cầu mà
cơ sở dữ liệu đặt ra.

Cơ sở dữ liệu Địa chất – địa vật lý biển bao gồm Siêu dữ liệu (Metadata) và dữ liệu
thực đo, trong đó Siêu dữ liệu là thành phần giới thiệu các thông tin chung liên quan đến dự
án. Các dữ liệu thực đo được phân tách thành hai loại là dữ liệu không gian và dữ liệu phi
không gian.

Dữ liệu không gian chứa đựng các thơng tin về vị trí, hình dạng của các đối tượng: địa
hình, địa mạo, địa chất, tài ngun khống sản và năng lượng, trầm tích đáy, cấu trúc đệ tam,
đẳng dày trầm tích Kainozoi, Đệ tứ, động đất, dị thường trọng lực Fai, dị thường trọng lực
Bughe, dị thường từ, cấu trúc kiến tạo.

Dữ liệu phi không gian (dữ liệu thuộc tính): diễn tả đặc tính, số lượng, mối quan hệ
của các hình ảnh bản đồ với vị trí địa lý của chúng. Các dữ liệu phi không gian tồn tại dưới
các định dạng bảng biểu, gắn kết trực tiếp với các đối tượng không gian hoặc kết nối bằng
một mã riêng cho từng đối tượng. Do đó, một yêu cầu đối với mỗi đối tượng trong cơ sở dữ
liệu là phải đảm bảo tính duy nhất về mã (ID). Các dữ liệu khơng gian phải được chuẩn hóa
và tn thủ các quy luật về không gian.

Cơ sở dữ liệu Địa chất - địa vật lý biển được xây dựng dựa trên nguyên tắc phân
nhánh dữ liệu, các lớp dữ liệu (Feature class) cùng chung những đặc tính lớn sẽ được quản lý
cùng một nhóm dữ liệu (Feature Dataset). Các nhóm dữ liệu sẽ được quản lý trong một kho
dữ liệu (Personal Geodatabase hoặc File Geodatabase). Đối với các dữ liệu phi không gian
không gắn kết trực tiếp với các dữ liệu khơng gian thì ngoài việc lưu trữ dưới dạng bdf trong
các kho dữ liệu (Personal Geodatabase hoặc File Geodatabase), thì các dữ liệu này cho phép
tồn tại ở rất nhiều định dạng khác nhau như excel, word, image,… Với cách thức tổ chức dữ
liệu này đảm bảo tính chặt chẽ, không trùng lặp dữ liệu và hiệu quả khai thác dữ liệu rất cao
[5, 3].

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<i>Hình 1. Mơ hình tổ chức dữ liệu Địa chất & Địa vật lý biển </i>
<b>3. Khung cơ sở dữ liệu Địa chất – địa vật lý biển trên phần mềm ArcGIS </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

độ chi tiết, mức độ đầy đủ của dữ liệu nền địa lý và dữ liệu địa chất – địa vật lý biển; Thông
tin mô tả về mục đích sử dụng và hiện trạng của dữ liệu; Thông tin mô tả định dạng dữ liệu;
Thông tin về phạm vi không gian và thời gian của dữ liệu; Thông tin về đơn vị xây dựng siêu
dữ liệu; Ngày lập siêu dữ liệu [6, 1].

Theo mơ hình tổ chức dữ liệu như minh họa trên hình 1, dữ liệu Địa chất – Địa vật lý
biển được tổ chức thành ba cấp:

Cấp 1: Geodatabase hay còn gọi là kho dữ liệu, chứa đựng đối tượng dữ liệu dạng
khơng gian và thuộc tính của cơ sở dữ liệu Địa chất – Địa vật lý biển.

Cấp 2: Feature dataset là nhóm lớp thơng tin trong Geodatabase. Đây là nhóm các đối
tượng khơng gian có cùng chung một số thuộc tính có tính cơ bản tùy thuộc vào mục đích,
chun mơn của ngành. Các đối tượng này là các dạng dữ liệu được đo đạc thực tế từ viện
hoặc từ các đơn vị khác nhưng phục vụ cho công tác khai thác, nghiên cứu của viện nên sẽ
được đưa ra các quy định chuẩn về thông tin nhằm phù hợp với mục đích của viện. Căn cứ
vào dữ liệu cũng như mục tiêu thực tế, các nhóm dữ liệu trong CSDL bao gồm 14 nhóm
chính: Địa hình, Địa mạo, Địa chất, Tài nguyên khoáng sản và năng lượng, Trầm tích đáy,
Cấu trúc đệ tam, Đẳng dày trầm tích Kainozoi, Đệ Tứ, Động đất, Dị thường trọng lực Fai, Dị
thường trọng lực Bughe, Dị thường từ, Cấu trúc kiến tạo, Thông tin tư liệu.

Cấp 3: Feature class là các lớp thông tin của từng loại đối tượng được chứa đựng
trong các Feature dataset. Mỗi lớp thông tin sẽ chứa đựng các thơng tin thuộc tính của từng
đối tượng. Cụ thể:

Nhóm dữ liệu Địa hình gồm các lớp thơng tin về đường đẳng sâu, điểm độ sâu, phân
tầng độ sâu có các nội dung thơng tin về mã loại, giá trị độ sâu, các thông tin mô tả khác. Các
lớp thông tin về các dạng địa hình đặc biệt, hệ thống đường bờ, lòng sơng cổ, hướng dịng
chảy có nội dung thông tin về mã loại, các thông tin về mơ tả khác cho từng loại đối tượng.

Nhóm dữ liệu Địa mạo gồm các lớp thông tin về địa hình thềm lục địa, địa hình sườn
lục địa, địa hình chân lục địa, địa hình đáy biển thẳm và các đối tượng khác. Mỗi lớp thông tin
được quy định chặt chẽ về kiểu định dạng dữ liệu, các nội dung thuộc tính của từng lớp dựa
theo thơng tin thực tế của đối tượng.

Nhóm dữ liệu Địa chất gồm các lớp thông tin về địa tầng, thành tạo magma, đứt gẫy
và các đối tượng khác.

Nhóm dữ liệu Tài nguyên khoáng sản và năng lượng gồm các lớp thông tin về các
khống sản, mỏ dầu, mỏ khí.

Nhóm dữ liệu Trầm tích đáy gồm các lớp thơng tin về trầm tích, góc cắm.

Nhóm dữ liệu Cấu trúc Đệ Tam gồm các lớp thông tin về bể trầm tích Đệ Tam, mặt cắt
cấu trúc tuyến, vị trí mặt cắt cấu trúc.

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Nhóm dữ liệu Đệ Tứ gồm các lớp thông tin về cấu trúc đệ tứ, phun trào Bazan Đệ Tứ,
San hô Pliocen – Đệ Tứ, ranh giới địa chất, vị trí lấy mẫu tuổi tuyệt đối, đường cong dao động
mực nước biển.

Nhóm dữ liệu Động đất gồm các lớp thông tin về phân vùng động đất, yếu tố dạng
điểm.

Đối với nhóm dữ liệu Dị thường trọng lực Fai gồm các lớp thông tin về đường đẳng
trị dị thường trọng lực Fai, phân tầng dị thường trọng lực Fai.

Đối với nhóm dữ liệu Dị thường trọng lực Bughe gồm các lớp thông tin về đường
đẳng trị dị thường trọng lực Bughe, phân tầng dị thường trọng lực Bughe.

Nhóm dữ liệu Dị thường từ gồm các lớp thông tin về phân tầng dị thường từ, dị
thường từ.

Nhóm dữ liệu Cấu trúc kiến tạo gồm các lớp thông tin về phân vùng các kiểu vỏ, phân
vùng kiến tạo, các pha kiến tạo

Nhóm dữ liệu Metadata gồm các lớp thơng tin về tư liệu ảnh Viễn Thám, tư liệu ảnh
khác, tư liệu bản đồ, tư liệu khác.

Đối với mỗi lớp thông tin được quy định bởi định dạng dữ liệu tùy thuộc vào đặc điểm
đồ hình của đối tượng hoặc theo quy định cũng như tiêu chí của ngành là điểm, đường, vùng
hay text. Ví dụ như lớp thông tin về đứt gãy, các đường đẳng trị trọng lực, đường đẳng sâu, có
định dạng dữ liệu là đường; các lớp thông tin về phân tầng dị thường, phân vùng kiến tạo có
định dạng dữ liệu là vùng; các điểm độ sâu, góc cắm có định dạng dữ liệu là điểm.

<b>4. Cấu trúc các lớp thông tin trong cơ sở dữ liệu Địa chất – Địa vật lý biển </b>

Mỗi lớp thông tin trong cơ sở dữ liệu Địa chất – Địa vật lý biển chứa đựng các nội
dung thông tin đặc trưng cho các đối tượng hay cịn gọi là thơng tin thuộc tính. Việc xây dựng
các thơng tin thuộc tính được quy định theo một quy chuẩn nhất định, được chi tiết hóa bằng
các trường thơng tin. Mỗi trường thông tin này cũng phải tuân theo quy tắc cụ thể về kiểu dữ
liệu (Text, Interger, Double, Float, Date, ...) độ dài trường tùy thuộc thông tin thuộc tính từng
loại đối tượng.

Ví dụ cấu trúc một bảng thuộc tính của lớp thơng tin đường đẳng sâu thuộc nhóm địa hình
như Bảng 1 dưới đây:

<i>Bảng </i>

<i>1</i>

<i>: Thơng tin thuộc tính cơ sở dữ liệu Địa chất – Địa vật lý biển</i>

<i><b>Thơng tin thuộc tính </b></i>

<i><b>Kiểu dữ liệu </b></i>

<i><b>Tên trường </b></i> <i><b>Mô tả </b></i>

Ma_loai Mã nhận dạng đường đẳng sâu Integer

Mota Mô tả Text (50)

Dosau Giá trị độ sâu Double

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

<b>5. Giới thiệu về phần mềm ArcGIS 9.3 với các chức năng quản lý và phân tích dữ liệu </b>
Với ưu thế hơn hẳn các phần mềm quản lý dữ liệu khác, ngoài khả năng quản lý và lưu
trữ dữ liệu không gian, phi không gian bằng modul ArcCatalog, ArcGIS 9.3 còn có modul
ArcToolbox hỗ trợ trực tiếp cho q trình tìm kiếm, phân tích, thống kê dữ liệu, kết nối dữ
liệu không gian với dữ liệu phi không gian. Dưới đây là một số minh họa về khung CSDL Địa
chất – Địa vật lý biển trên phần mềm ArcGIS 9.3 (Hình 2 - Hình <i><b>6</b></i>) [2].

<i>Hình 2. Siêu dữ liệu (Metadata) </i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

<i>Hình 4. Cấu trúc các lớp thơng tin trong nhóm lớp thơng tin cơ sở dữ liệu </i>

</div>

<!--links-->