Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ địa chất phục vụ quản lý hoạt động khoáng sản bền vững khu vực bể than cẩm phả quảng ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LÊ THỊ THANH HƯƠNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU MỎ-ĐỊA CHẤT
PHỤC VỤ QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG KHOÁNG SẢN BỀN VỮNG
KHU VỰC BỂ THAN CẨM PHẢ - QUẢNG NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LÊ THỊ THANH HƯƠNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU MỎ-ĐỊA CHẤT
PHỤC VỤ QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG KHOÁNG SẢN BỀN VỮNG
KHU VỰC BỂ THAN CẨM PHẢ - QUẢNG NINH

Ngành: Kỹ thuật trắc địa - bản đồ
Mã số: 60520503

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Kiều Kim Trúc

HÀ NỘI - 2014


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các hình
Danh mục các bảng
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1. Tính cấp thiết của đề tài....................................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài ............................................................................................................... 3
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 3
4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................................... 3
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................................................ 4
6. Cấu trúc luận văn ................................................................................................................. 4
7. Lời cảm ơn............................................................................................................................. 5
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ VAI TRÒ CỦA CƠ SỞ DỮ LIỆU MỎ-ĐỊA
CHẤT TRONG QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG KHOÁNG SẢN ............................... 6
1.1. Khái niệm về dữ liệu mỏ-địa chất ................................................................................... 6
1.1.1. Khái niệm về mỏ khoáng sản ....................................................................... 6
1.1.2. Phân loại khoáng sản .................................................................................... 7
1.1.3. Hệ tọa độ ........................................................................................................ 8
1.1.4. Khái niệm về tài nguyên trữ lượng.............................................................. 9
1.2. Tổng quan về tình hình xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất .................................... 10
1.2.1. Khái quát tình hình xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất trên
thế giới. ................................................................................................................... 10
1.2.2. Khái quát tình hình xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất ở Việt Nam ... 12
1.3. Đặc điểm của cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất ....................................................................... 14

1.4. Sự cần thiết phải xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất phục vụ quản lý hoạt động
khoáng sản bền vững ............................................................................................................. 14


CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN
CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU MỎ-ĐỊA CHẤT PHỤC VỤ QUẢN LÝ
HOẠT ĐỘNG KHOÁNG SẢN BỀN VỮNG ................................................... 18
2.1. Giới thiệu chung về hệ thống thông tin địa lý GIS ...................................... 18
2.1.1. Khái niệm về GIS ........................................................................................ 18
2.1.2. Các thành phần của GIS ............................................................................ 19
2.1.3. Các nhiệm vụ của GIS ................................................................................ 22
2.1.4. Mơ hình dữ liệu của GIS ............................................................................ 26
2.1.5. Cấu trúc dữ liệu GIS ................................................................................... 27
2.2. Tổng quan về cơ sở dữ liệu GIS .................................................................................... 29
2.2.1. Khái niệm cơ sở dữ liệu GIS ...................................................................... 29
2.2.2. Ngôn ngữ xây dựng cơ sở dữ liệu GIS ...................................................... 30
2.2.3. Cấu trúc cơ sở dữ liệu GIS ......................................................................... 30
2.2.3.1. Dữ liệu khơng gian ..................................................................... 31
2.2.3.2. Dữ liệu thuộc tính ....................................................................... 40
2.2.3.3. Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian .. 40
2.2.4. Tổ chức cơ sở dữ liệu GIS .......................................................................... 41
2.2.5. Chuẩn cơ sở dữ liệu GIS............................................................................. 42
2.3. Các phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu GIS ........................................................... 45
2.4. Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu GIS.......................................................................... 45
2.5. Các phầm mềm sử dụng để thành lập cơ sở dữ liệu................................................... 48
2.5.1. Phần mềm số hóa bản đồ MicroStation .................................................... 48
2.5.2. Phần mềm MapInfo .................................................................................... 48
2.5.3. Phần mềm thành lập cơ sở dữ liệu ArcGis ............................................... 49
2.5.4. Một số phần mềm khác............................................................................... 58
2.5.5. Phần mềm chuyển đổi dữ liệu từ (.dgn) sang (.mdb)............................... 58

2.5.6. Phần mềm thu thập, chuẩn hóa, mã hóa thơng tin siêu dữ liệu địa lý


theo chuẩn VMP-Editor ....................................................................................... 58
2.5.7. Phần mềm kiểm tra chất lượng CSDL của công ty EK, ESRI ............... 59
CHƯƠNG 3 - THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU MỎ-ĐỊA
CHẤT KHU VỰC BỂ THAN CẨM PHẢ - QUẢNG NINH ............................. 61
3.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực bể than Cẩm Phả - Quảng Ninh ..... 61
3.1.1.Điều kiện tự nhiên ........................................................................................ 61
3.1.1.1.Vị trí địa lý .................................................................................. 61
3.1.1.2. Địa hình, địa mạo ....................................................................... 62
3.1.1.3 Khí hậu và thảm thực vật ............................................................. 63
3.1.1.4 Các nguồn tài nguyên .................................................................. 64
3.1.2. Khái quát về điều kiện kinh tế - xã hội ..................................................... 65
3.2. Mục đích và yêu cầu nhiệm vụ ...................................................................................... 67
3.3. Các nguồn cơ sở dữ liệu .................................................................................................. 68
3.4. Xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất bể than Cẩm Phả - Quảng
Ninh ......................................................................................................................................... 69
3.4.1. Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu .............................................................. 69
3.4.1.1. Phân nhóm đối tượng ................................................................. 69
3.4.1.2. Quy trình tổng qt xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất.............. 71
3.4.1.3. Quy trình thu thập, chuẩn hóa dữ liệu mỏ-địa chất...................... 72
3.4.2. Quản lý cơ sở dữ liệu .................................................................................. 73
3.5. Kết quả thực nghiệm....................................................................................................... 76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 87
A. Kết luận............................................................................................................................... 87
B. Kiến nghị ............................................................................................................................. 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 90

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CSDL

Cơ sở dữ liệu.

DBMS

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu.

DEM

Digital Elevation Model - Mơ hình số độ cao.

GIS

Geographic Infomation System - Hệ thông tin địa lý.

GRID

Lưới ô vuông.

HTTĐL

Hệ thông tin địa lý.

HQTCSDL

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu.

KH&CN

Khoa học và công nghệ.

LHQ

Liên hiệp quốc.

NN&PTNT

Nông nghiệp và phát triển nông thôn.

TN&MT

Tài nguyên và Môi trường.

TIN

Triangulated Irregular Network - Lưới tam giác bất quy tắc.


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Mỏ than Tava Tolgoi - Mơng Cổ................................................... 11
Hình 1.2. Khai thác than tại mỏ than Tava Tolgoi-Mơng Cổ ........................ 12
Hình 1.3. Khu vực khai thác than trái phép, môi trường bị tàn phá nghiêm trọng ... 16
Hình 1.4. Khai thác lộ thiên gây ơ nhiễm nguồn nước Vịnh Hạ Long ........... 16
Hình 2.1. Sơ đồ tổ chức của hệ thống GIS .................................................... 19
Hình 2.2. Các thành phần thiết bị phần cứng của GIS.................................. 20
Hình 2.3. Các thành phần của GIS ............................................................... 22
Hình 2.4. Phân tích lân cận. ......................................................................... 25
Hình 2.5. Phân tích chồng xếp...................................................................... 25

Hình 2.6. Mơ hình các lớp dữ liệu vector ..................................................... 26
Hình 2.7. Cấu trúc dữ liệu raster và vector .................................................. 27
Hình 2.8. Mơ hình raster .............................................................................. 32
Hình 2.9. Biễu diễn thơng tin dạng điểm, đường, vùng theo cấu trúc ........... 34
Hình 2.10. Các mối quan hệ Topology trong khơng gian.............................. 37
Hình 2.11. Sự chuyển đổi dữ liệu giữa raster và vector ................................ 40
Hình 2.12. Liên kết dữ liệu khơng gian và phi khơng gian ............................ 40
Hình 2.13. Tổ chức cơ sở dữ liệu - GeoDatabase ......................................... 41
Hình 2.14. Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu GIS ......................................... 46
Hình 2.15. Kết nối Database connection trong ArcCatalog .......................... 53
Hình 2.16. Cách chuyển định dạng từ Microstaton ...................................... 54
Hình 2.17. Cách chọn đường dẫn lưu dữ liệu xuất ra ................................... 55
Hình 2.18. Cách tạo mới dữ liệu Shape file .................................................. 56
Hình 2.19. Cách tạo FeatureDataset trong Geodatabase ............................. 56
Hình 2.20. Cách tạo các FeatureClass trong Geodatabase .......................... 57


Hình 2.21. Cách tạo mới dữ liệu Table trong Geodatabase .......................... 57
Hình 2.22. Cách chuyển đổi dữ liệu từ (.dgn) sang (.mdb) ........................... 58
Hình 2.23. Thu thập, chuẩn hóa, mã thơng tin siêu dữ liệu địa lý ................. 59
Hình 3.1. Bản đồ hành chính thành phố Cẩm Phả - Quảng Ninh ................. 61
Hình 3.2. Hình ảnh cảng than tại Cẩm Phả năm 1917 ................................. 64
Hình 3.3. Quang cảnh một cơng trường khai thác than ở thành phố Cẩm Phả
thuộc Tổng cơng ty Đơng Bắc, Bộ Quốc phịng ............................................ 65
Hình 3.4. Các hoạt động kinh tế xã hội tại khu vực Cẩm Phả....................... 67
Hình 3.5. Thơng tin các mỏ than tại bể than Cẩm Phả - Quảng Ninh ........... 73
Hình 3.6. Cập nhật, liên kết và hiển thị dữ liệu............................................. 74
Bảng 3.3. Table thông tin các mỏ than tại bể than Cẩm Phả ........................ 75
Hình 3.7. Chuyển đổi dữ liệu từ các nguồn dữ liệu có sẵn ............................ 76
Hình 3.8. Tạo mới dữ liệu Geodatabase ....................................................... 77

Hình 3.9. Bản đồ nền địa hình thành phố Cẩm Phả - Quảng Ninh ............... 78
Hình 3.10. Vị trí các mỏ than tại bể than Cẩm Phả - Quảng Ninh ................ 79
Hình 3.11. Bình đồ trữ lượng vỉa than .......................................................... 81
Hình 3.12. Bản đồ đẳng trụ vỉa than ............................................................ 82
Hình 3.13. Thơng tin về mỏ than Tây nam Khe Tam-Tổng công ty Đông Bắc ..... 83
Hình 3.14. Cách truy xuất tìm kiếm thơng tin các điểm mỏ........................... 83
Hình 3.15. Chọn dữ liệu, thơng tin cần tra cứu ............................................ 84
Hình 3.16. Vị trí chính xác tên mỏ ................................................................ 84
Hình 3.17. Hiển thị kết quả tìm kiếm điểm mỏ .............................................. 85
Hình 3.18. Cách tìm kiếm thơng tin trong Select By Attribute....................... 85
Hình 3.19. Cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất bể than Cẩm Phả - Quảng Ninh ........ 86


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Các qui tắc tạo Topology với cơ sở dữ liệu trong ArcGIS ............ 38
Bảng 3.1. Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất .............................. 71
Bảng 3.2. Quy trình thu thập, chuẩn hóa dữ liệu mỏ-địa chất ...................... 72
Bảng 3.4. Bảng dữ liệu tọa độ lỗ khoan........................................................ 80


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cũng như nhiều nước trên thế giới, ở Việt Nam, cơng nghiệp khai
khống tiếp tục giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh
những đóng góp cho sự phát triển đất nước, tính hiệu quả của hoạt động
khống sản ở Việt Nam chưa được đánh giá cao. Theo chỉ số đánh giá MRMI
(Mineral Resource Management Index) của Tổ chức Asia Pacific Ikat
Program for the Revenue Watch Institute (USA), Việt Nam hiện đang đứng

thứ 41 trên 52 quốc gia về trình độ quản trị tài ngun trong hoạt động
khống sản, nằm trong số các quốc gia có trình độ hạn chế về quản trị tài
nguyên trong hoạt động khoáng sản. Hiệu quả quản lý hoạt động khoáng sản
phục thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, trong đó có sự đóng góp khơng nhỏ
của dữ liệu địa khơng gian. Kinh nghiệm trên thế giới cho thấy rằng: tính
chính xác, sự đầy đủ và kịp thời của hệ thống dữ liệu thông tin về điều kiện
địa chất-mỏ là cơ sở quan trọng đóng góp cho cơng tác quản lý, quản trị, điều
hành hoạt động khoáng sản hiệu quả, năng suất và an toàn.
Dữ liệu mỏ-địa chất là một ngân hàng khổng lồ, việc xây dựng cơ sở dữ
liệu đã là một vấn đề lớn, phức tạp nhưng việc quản lý các dữ liệu mỏ-địa
chất sẽ cịn phức tạp và khó khăn hơn. Quản lý dữ liệu mỏ-địa chất địi hỏi
phải có tính chất tổng quát đồng thời phải thiết kế các trường dữ liệu sao cho
phù hợp và hiệu quả trong công tác tìm kiếm, báo cáo thống kê. Việc xây
dựng dữ liệu phải đồng bộ với việc quản lý, tuy nhiên do trình độ khoa học
đang trên đà phát triển, cơng tác quản lý chưa đồng bộ với công tác xây dựng
cơ sở dữ liệu cho nên luôn đi sau khá xa. Các đơn vị, các tỉnh đã biên hội tài
liệu về mỏ-địa chất của tỉnh, đã thống kê lại các mỏ khoáng sản nhưng chưa
quản lý được dữ liệu. Việc quản lý vẫn cịn phụ thuộc vào q trình thống kê


2
trên giấy và việc tìm kiếm, tổng hợp thống kê mất rất nhiều thời gian. Hơn
nữa trong quản lý dữ liệu lại địi hỏi có tính chất tổng hợp mà hiện tại dữ liệu
mỏ-địa chất đã thống kê bao giờ cũng thiếu thông tin, không đồng bộ dữ liệu,
thất lạc dữ liệu… Quản lý dữ liệu còn đòi hỏi sự phù hợp với mục đích của cơ
quan quản lý và sử dụng dữ liệu.
Trong những năm gần đây, hệ thống thông tin địa lý (GIS - Geographic
Information System) đã được cơng nhận là một hệ thống với nhiều lợi ích
khơng chỉ trong công tác quản lý như các yếu tố cơ sở hạ tầng, thực vật thổ
nhưỡng, chất đất, thu thập đo đạc địa lý mà cịn trong cơng tác điều tra tài

nguyên thiên nhiên, phân tích hiện trạng và dự báo xu hướng diễn biến kinh tế
xã hội. Chính nhờ những khả năng này mà hệ thống thông tin địa lý đã được
đón nhận và áp dụng rộng rãi trong các cơ quan nghiên cứu cũng như cơ quan
quản lý ở nước ta. Tuy nhiên, hiện nay, các phần mềm đã và đang được sử
dụng rất rộng nên các cơ sở dữ liệu hết sức đa dạng. Vì vậy, việc trao đổi dữ
liệu trở nên hồn tồn khơng đơn giản. Chưa tồn tại một cấu trúc thống nhất
cho các dữ liệu chuyên ngành trong hệ thống thông tin về địa lý cho một địa
phương cụ thể. Ưu điểm nổi bật của GIS là khả năng thu thập, cập nhật, quản
lý, phân tích, hiển thị và chia sẻ thơng tin. Cơ sở dữ liệu xuyên suốt các quá
trình từ điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản và hoạt động khống sản làm
cơ sở góp phần quản trị tài nguyên, quản lý hoạt động khoáng sản hiệu quả
theo hướng phát triển bền vững nền cơng nghiệp khai khống ở Việt Nam.
Vùng than Cẩm Phả được coi là khu vực khai thác than lớn nhất trong
bể than Quảng Ninh, nơi tập trung các công ty than lớn của Việt Nam, đóng
góp phần lớn sản lượng than trong Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khoáng
sản Việt Nam - Vinacomin. Việc nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa
chất trong một hệ thống thơng tin hiện đại góp phần nâng cao hiệu quả quản


3
lý hoạt động khoáng sản khu vực bể than Cẩm Phả - Quảng Ninh là nhu cầu
cấp thiết. Xuất phát từ phân tích và luận giải trên đây, có thể khẳng định
rằng đề tài luận văn thạc sỹ: “Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa
chất phục vụ quản lý hoạt động khoáng sản bền vững khu vực bể than
Cẩm Phả - Quảng Ninh” được lựa chọn là xuất phát từ nhu cầu thực tế và
có ý nghĩa thực tiễn.
2. Mục tiêu của đề tài
Đề tài được thực hiện nhằm hai mục tiêu sau đây:
- Xác lập cơ sở khoa học và phương pháp luận xây dựng cơ sở dữ liệu
mỏ-địa chất trong hệ thống GIS phù hợp điều kiện thực tế của hoạt động

khoáng sản ở Việt Nam;
- Đề xuất quy trình xây dựng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu nền địa lý
và dữ liệu mỏ-địa chất giúp cơ quan quản lý nhà nước quản trị tài nguyên
khoáng sản một cách khoa học, thuận tiện, chặt chẽ và hiệu quả.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các dữ liệu thông tin về mỏ-địa
chất; phương pháp thành lập cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất phục vụ quản lý hoạt
động khoáng sản.
- Phạm vi của đề tài là nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa
chất phục vụ quản lý hoạt động khoáng sản cho khu vực bể than Cẩm Phả Quảng Ninh.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập, nghiên cứu, phân tích, tổng hợp: sử các nguồn tư
liệu đã thu thập được để phân tích, đánh giá tổng hợp và xử lý các thông tin, tư
liệu để quyết định phương pháp hoặc quy trình tiến hành công tác thực nghiệm.


4
- Phương pháp thực nghiệm: sử dụng các số liệu thực tế làm sáng tỏ cơ
sở lý thuyết đưa ra.
- Phương pháp mơ hình hóa: hệ thống hóa mơ hình quản lý cơ sở dữ
liệu địa lý và dữ liệu mỏ-địa chất nhằm cải tiến phương thức quản lý theo
hướng tin học hóa để đổi mới cơng tác tra cứu, tìm kiếm, cập nhật và phân
tích cơ sở dữ liệu nhanh chóng, chính xác, bảo mật, tránh sai sót, rủi ro.
- Phương pháp chuyên gia: xin ý kiến góp ý của giáo viên hướng dẫn,
các nhà khoa học, các đồng nghiệp về các vấn đề được nêu trong nội dung
luận văn.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Ý nghĩa khoa học: xác lập cơ sở khoa học và phương pháp luận xây
dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất trong hệ thống GIS phục vụ quản lý hoạt động
khoáng sản bền vững.

- Ý nghĩa thực tiễn: kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng cho các cơ
quan nhà nước quản lý, quản trị tài nguyên khoáng sản và hoạt động khống
sản, đồng thời giúp cho các cơng ty khai thác than vùng than Cẩm Phả thuộc
bể than Quảng Ninh.
6. Cấu trúc luận văn
Luận văn được hoàn thành với phần mở đầu, ba chương, kết luận - kiến
nghị và tài liệu tham khảo theo bố cục sau đây:
Mở đầu
Chương 1. Tổng quan về vai trò của cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất trong quản lý
hoạt động khoáng sản.
Chương 2. Cơ sở khoa học và phương pháp luận xây dựng cơ sở dữ liệu mỏđịa chất phục vụ hoạt động khoáng sản bền vững.


5
Chương 3. Thực nghiệm xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất khu vực bể than
Cẩm Phả - Quảng Ninh.
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
7. Lời cảm ơn
Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn TS. Kiều Kim Trúc, đã đưa ra định
hướng khoa học và tận tình hướng dẫn trong suốt q trình nghiên cứu và
hồn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Bộ môn Trắc địa Mỏ, khoa
Trắc địa, Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã chỉ dẫn, đóng góp nhiều ý kiến bổ
ích trong q trình hồn thành luận văn.
Tơi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đến các cán bộ, lãnh đạo Tổng cục
Địa chất và Khoáng sản Việt Nam - Bộ Tài nguyên và Môi trường, Sở Tài
nguyên và Mơi trường tỉnh Quảng Ninh, Tập đồn Cơng nghiệp Than Khoáng sản Việt Nam - Vinacomin đã giúp đỡ tơi trong q trình thu thập số
liệu cho luận văn.
Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã thường xun động viên,

giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn này.


6

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ VAI TRÒ CỦA CƠ SỞ DỮ LIỆU
MỎ-ĐỊA CHẤT TRONG QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG KHOÁNG SẢN
1.1. Khái niệm về dữ liệu mỏ-địa chất
1.1.1. Khái niệm về mỏ khoáng sản
Mỏ khoáng sản được hiểu là diện tích chứa tồn bộ khống sản có cùng
nguồn gốc, nằm trong một cấu trúc địa chất nhất định có thể khai thác và
mang lại hiệu quả kinh tế. Diện tích này có thể chỉ chiếm vài ha nhưng cũng
có thể kéo dài tới vài km trong diện tích đến vài chục km2. Trong thực tế, việc
cấp giấy phép thăm dò, khai thác mỏ ở Việt Nam thì ranh giới khu vực khai
thác mỏ phụ thuộc vào tình hình thực tế, phù hợp với khả năng kinh tế của
mỗi đơn vị khai thác, chính vì vậy, cùng với thời gian và điều kiện cụ thể,
khái niệm về mỏ khoáng sản đã có những sự thay đổi cả về bản chất lẫn nội
dung. Chắc chắn rằng với những khái niệm và thực tế áp dụng đã có sự sai
khác, như vậy dữ liệu khoáng sản trong các giai đoạn khác nhau sẽ được đánh
giá khác nhau. Một mỏ khoáng sản trong giai đoạn điều tra cơ bản địa chất
khác với một mỏ khoáng sản trong giai đoạn hoạt động khoáng sản bao gồm
các q trình thăm dị và khai thác. Một mỏ khống sản lớn có thể cấp cho
nhiều đơn vị, mỗi đơn vị lại có một giấy phép thăm dị, khai thác mỏ khác
nhau. Để thỏa mãn được điều này là q khó trong quản lý, chúng tơi đã
thống nhất quản lý trên cơ sở các giấy phép thăm dò, khai thác. Mỗi giấy phép
được coi là đơn vị cơ sở để quản lý.
Một mỏ khống sản có thể được cấp một hoặc nhiều diện tích. Ngồi
khống sản chính là đối tượng trọng tâm trong q trình thăm dị, khai thác,
một mỏ khống sản cũng có thể có các khống sản phụ và các khoáng sản đi
kèm. Việc xác định, quản lý tài nguyên khoáng sản trở nên phức tạp làm mất

rất nhiều thời gian trong công tác xây dựng, quản lý dữ liệu. Hiện nay, những


7
phần mềm có thể đảm bảo thỏa mãn những vấn đề nêu trên nhưng chưa thể
đồng nhất và cũng không thể đồng nhất được giữa dữ liệu điều tra và dữ liệu
thăm dò, khai thác. Tuy nhiên, dữ liệu điều tra là tài liệu tham khảo có giá trị
mặc dù mới chỉ đánh giá tài nguyên chưa phải là trữ lượng.
Nguyên tắc phân loại gọi tên mỏ:
- Mỏ, điểm khoáng sản được hiểu là khoáng sản đã được phát hiện, tìm
kiếm, thăm dị và được các văn liệu nhắc đến.
- Tên của mỏ được đặt tên theo loại khoáng sản - lĩnh vực sử dụng - địa
danh. Ví dụ như cùng là đá xây dựng nhưng có nhiều loại như: đá khối xây
dựng, đá ốp lát… hay như cùng là sét nhưng mục đích sử dụng khác nhau
như: sét gạch ngói, sét chịu lửa, sét gốm sứ…
- Việc lấy địa danh đặt sau tên mỏ, nhiều mỏ chỉ gọi tên khi khu mỏ đó
chỉ có một loại khống sản, khi nhiều loại khống sản thì phải gọi đủ cả 3 yếu
tố nêu trên.
1.1.2. Phân loại khống sản
Phân nhóm khống sản dựa trên Quy định về đo vẽ bản đồ địa chất và
điều tra tài nguyên khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 số 13/2008/QĐ-BTNMT của Bộ
Tài nguyên và Môi trường năm 2008, báo cáo "Thống kê, kiểm kê tài nguyên
khoáng sản rắn (trừ vật liệu xây dựng thông thường); đánh giá hiện trạng khai
thác, sử dụng và đề xuất biện pháp quản lý” năm 2007, phân nhóm khống
sản dựa trên cơ sở cuốn “Địa chất và Tài nguyên Việt Nam” của Cục Địa chất
và Khoáng sản Việt Nam (nay là Tổng cục Địa chất và Khống sản Việt
Nam) năm 2009.
Mơ hình quản lý khống sản: quản lý Nhóm khống sản - Loại khống
sản - Khống sản - Mỏ.
Chỉ tiêu và quy mơ khoáng sản trên cơ sở Quy định về đo vẽ bản đồ địa

8
chất và điều tra tài nguyên khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 năm 2008. Trữ lượng
được so sánh với các quy định quy mô mỏ lớn, vừa và nhỏ. Hiện tại, một số
khống sản chưa xác định quy mơ, khi nào có thì tiếp tục bổ xung, cập nhật.
1.1.3. Hệ tọa độ
Trong hệ thống dữ liệu bản đồ mỏ-địa chất, hệ tọa độ đóng vai trị quan
trọng. Trong q trình phát triển hệ thống bản đồ ở nước ta, một vài hệ tọa độ
đã được sử dụng. Các bản đồ địa chất, bản đồ khai thác trước đây chủ yếu
được thành lập trong hệ tọa độ UTM, HN-72. Trong những năm gần đây, hệ
thống dữ liệu nói chung và bản đồ nói riêng được thành lập trong hệ tọa độ
VN-2000. Sự khác nhau về tọa độ của các dữ liệu và của bản đồ gây ra những
khó khăn trong cơng tác chuẩn hóa định dạng các dữ liệu để bảo đảm quản lý
thống nhất các dữ liệu mỏ-địa chất trong đơn vị khai thác khống sản nói
chung và cho cơng tác quản lý Nhà nước về tài ngun khống sản nói riêng.
Hiện tại, các hệ tọa độ như: UTM, HN-72 load chuẩn phù hợp với nền
của hệ tọa độ WGS84. Riêng đối với hệ VN-2000 được xây dựng theo quyết
định số 05/2007/QĐ-BTNMT của bộ Tài nguyên và Môi trường ngày 27
tháng 2 năm 2007.
Tham số tính chuyển giữa Hệ tọa độ quốc tế WGS-84 và Hệ tọa độ
quốc gia VN-2000 như sau:
1. Tham số dịch chuyển gốc tọa độ: -191,90441429 m; -39,30318279
m; -111,45032835 m.
2. Góc xoay trục tọa độ: -0,00928836”; 0,01975479”; -0,00427372”.
3. Hệ số tỷ lệ chiều dài: k = 1,000000252906278.
Trong Mapinfow.prj cần khai báo các hệ tọa độ của Việt Nam đang sử dụng


9

Hiện các tài liệu đang sử dụng VN-2000 múi 6 độ và múi 3 độ sử dụng
nội bộ có nghĩa là dx=0, dy=0, dz=0, d=0, d=0, d=0, k=1 theo hệ WGS84.
Với các thơng số trên thì tọa độ vng góc khơng thay đổi cịn tọa độ địa lý
(vĩ độ, kinh độ) khơng đảm bảo chính xác. Nhiều chương trình sử dụng tọa độ
địa lý chuẩn không thể sử dụng đối với VN-2000 múi 6o và múi 3o nội bộ.
Chính vì vậy khi sử dụng VN-2000 múi 6o và múi 3o thì phải chuyển đổi ra
kinh độ, vĩ độ của hệ tọa độ VN-2000 múi 6o và múi 3o nội bộ.
1.1.4. Khái niệm về tài nguyên trữ lượng
- Tài nguyên khoáng sản rắn là những tích tụ tự nhiên của các khoáng
chất rắn bên trong hoặc trên bề mặt vỏ Trái đất, có hình thái, số lượng và chất
lượng đáp ứng những tiêu chuẩn tối thiểu để có thể khai thác, sử dụng một
hoặc một số loại khoáng chất từ các tích tụ này đem lại hiệu quả kinh tế tại
thời điểm hiện tại hoặc tương lai. Tài nguyên khoáng sản rắn được chia thành:
tài nguyên khoáng sản rắn xác định và tài nguyên khoáng sản rắn dự báo.
+ Tài nguyên khoáng sản rắn xác định là tài nguyên khoáng sản rắn đã
được đánh giá, khảo sát, thăm dò xác định được vị trí, diện phân bố, hình thái,
số lượng, chất lượng, các dấu hiệu địa chất đặc trưng với mức độ tin cậy
nghiên cứu địa chất từ chắc chắn đến dự tính.
+ Tài ngun khống sản rắn dự báo là tài ngun khống sản rắn
được dự báo trong q trình điều tra cơ bản địa chất về tài nguyên khoáng sản
trên cơ sở các tiền đề và dấu hiệu địa chất thuận lợi cho thành tạo khoáng sản
với độ tin cậy từ suy đoán đến phỏng đoán.
- Trữ lượng khoáng sản rắn là một phần của tài nguyên khoáng sản rắn
xác định đã được thăm dò, việc khai thác, chế biến chúng mang lại hiệu quả
kinh tế trong những điều kiện thực tiễn tại thời điểm tính trữ lượng.


10
1.2. Tổng quan về tình hình xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất
1.2.1. Khái quát tình hình xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất

trên thế giới.
Hệ thông tin địa lý (gọi tắt là GIS - Geographic Information System) được hình thành vào những năm 1960, và phát triển rất rộng rãi trong những
năm gần đây. Hiện nay, các quốc gia phát triển việc ứng dụng GIS đã chuyển
sang lĩnh vực thương mại và hướng dẫn phục vụ cộng đồng. Vấn đề quản lý dữ
liệu thông tin mỏ-địa chất hiện nay cũng là một vấn đề đang được các công ty
phần mềm tiếp cận và triển khai. Phần lớn các công ty phát triển các modul quản
lý trong phần mềm xây dựng, giao thông, … không tạo ra phần mềm riêng. Các
modul trong AutoCad, MapInfo, ArcInfo, ArcGIS… để quản lý các đối tượng
trong bản vẽ chưa hoàn toàn quản lý dữ liệu mỏ-địa chất. Cơ sở dữ liệu mỏ-địa
chất có khối lượng thơng tin rất lớn, đa dạng và mỗi nước lại có đặc thù khác
nhau, vì thế chưa có phần mềm riêng quản lý dữ liệu khoáng sản.
Hiện nay, trên thế giới, vấn đề khai thác và quản lý tài nguyên thiên
nhiên là vấn đề quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển bền vững của
mỗi quốc gia. Đối với những quốc gia có nền khoa học kỹ thuật phát triển
như: Hoa Kỳ, Canada, Nga, Ba Lan, Úc… việc ứng dụng những công nghệ kỹ
thuật tiên tiến vào công tác quản lý, khai thác và sử dụng tài nguyên thiên
nhiên đã được áp dụng và mang lại hiệu quả cao. Việc cung cấp những thơng
tin về mỏ-địa chất đang đóng góp giá trị rất lớn trong sự phát triển kinh tế - xã
hội, bảo vệ nguồn tài ngun trong lịng đất và ln là mục tiêu nghiên cứu
chiến lược của nhiều quốc gia. Việc quản lý tài ngun khống sản nói chung
và hoạt động khống sản nói riêng dựa trên cơng nghệ GIS và hệ thống CSDL
mỏ-địa chất. Sự ra đời và tính đa dạng của các phần mềm quản lý GIS xuất
phát từ nhu cầu ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau của công
nghệ ArcGis và nhu cầu xử lý dữ liệu mỏ-địa chất khác nhau của mỗi quốc
gia, mỗi khu vực. Tuy nhiên, việc phát triển GIS không dựa trên các chuẩn về


11
CSDL đã dẫn đến việc chia sẻ thông tin mỏ-địa chất giữa các GIS rất khó
khăn và việc sử dụng thông tin bị hạn chế một cách đáng kể.

Trên thế giới đã hình thành Tổ chức chuẩn hố quốc tế ISO/TC 211
(Technical Committee 211) với 33 quốc gia tham gia và Hiệp hội GIS mở
(OGC - Open GIS Consosium) nhằm mục đích đưa ra các bộ chuẩn cho thơng
tin địa lý số. Một số nước như Mỹ, Nhật, Nga, Trung Quốc… đã thành lập các
Ủy ban dữ liệu địa lý quốc gia để xây dựng cơ sở hạ tầng dữ liệu không gian
quốc gia phù hợp với chuẩn thông tin địa lý quốc tế.
Các Cục Bản đồ của Anh, Pháp, Đức đều đã xây dựng xong CSDL nền
địa lý quốc gia và đang tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện chuyển đổi CSDL
khơng gian từ các hệ thống GIS hiện có theo chuẩn mới ISO/TC211 của quốc
tế và chuẩn riêng của quốc gia.

Hình 1.1. Mỏ than Tava Tolgoi - Mơng Cổ


12

Hình 1.2. Khai thác than tại mỏ than Tava Tolgoi-Mơng Cổ
1.2.2. Khái quát tình hình xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất ở Việt Nam
Ở Việt Nam, GIS bắt đầu xuất hiện từ những năm 1990 thông qua các
dự án hợp tác quốc tế, các chương trình nghiên cứu của LHQ. Năm 1995, Bộ
KH&CN triển khai dự án ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên
và giám sát môi trường ở các tỉnh trên lãnh thổ Việt Nam. Hiện nay các bản
đồ GIS về hành chính của Việt Nam được phát triển nhiều trên các website
chính phủ và các bộ, ngành, địa phương. Hiện nay Website về tài nguyên
khoáng sản chủ yếu để giới thiệu cho cộng đồng có tính chất khái qt khơng
có tính chất chun sâu về quản lý các dữ liệu. Công tác quản lý khoáng sản
như trữ lượng, sản lượng, ranh giới tọa độ cấp phép là tài liệu tuyệt mật không
cho phép quảng bá cho nên chưa có phần mềm chuyên dụng để quản lý dữ
liệu tài nguyên khoáng sản.
Đến nay, Việt Nam chưa có chiến lược tổng thể về xây dựng cơ sở hạ

tầng về CSDL mỏ-địa chất cấp quốc gia. Một số dự án, đề tài nghiên cứu đã
xây dựng hệ thống GIS với đặc thù của các địa phương dựa trên nền CSDL


13
chuyên đề, theo các quy chuẩn riêng của ngành. Nhìn chung, các hệ thống
CSDL mỏ-địa chất đã từng bước đáp ứng có hiệu quả trong giải quyết các nhu
cầu sử dụng trước mắt của mỗi ngành, mỗi địa phương có liên quan đến quá
trình điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản và hoạt động khoáng sản. Tuy
nhiên việc trao đổi, giao lưu dữ liệu giữa các ngành, các địa phương trong các
hệ thống trên đã gặp khơng ít khó khăn do chưa có chuẩn chung về dữ liệu
nền không gian. Việc xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất một cách tự phát,
manh mún ở các ngành, các địa phương dẫn đến tình trạng khơng đồng nhất,
việc kế thừa các sản phẩm nói trên trong các hệ thống tổng thể hay cho các
ứng dụng đa ngành khó thực hiện và gây ra sự lãng phí.
Đã có dự án xây dựng cơ sở dữ liệu tích hợp tài nguyên và môi trường
Quốc gia được Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường phê duyệt tại quyết
định số 2821/QĐ-BTNMT ngày 30 tháng 12 năm 2005. Kế hoạch thực hiện
dự án từ năm 2005 đến hết năm 2008 với nguồn vốn sự nghiệp kinh tế. Chủ
đầu tư thực hiện dự án là Trung tâm Thông tin - Bộ Tài nguyên và Môi
trường, nay là Cục Công nghệ thông tin - Bộ Tài ngun và Mơi trường.
Trong đó Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam (nay là Tổng cục Địa chất và
Khống sản Việt Nam được giao chủ trì xây dựng CSDL tích hợp địa chất khống sản. Kết thúc dự án đã xây dựng được dữ liệu bản đồ địa chất khoáng sản (tỷ lệ 1:250.000 trên nền VN-2000) và thơng tin về một số mỏ đã
thăm dị, cấp phép khai thác (khoảng hơn 200 dữ liệu) nhưng chưa đáp ứng
yêu cầu tổng hợp thông tin phục vụ công tác quản lý. Đến nay, vẫn chưa xây
dựng được chuẩn cơ sở dữ liệu về mỏ-địa chất của cả nước.
Ngày 15 tháng 9 năm 2008, Chính phủ đã ban hành Nghị định số 102/
2008/NĐ-CP về việc thu thập, quản lý, khai thác và sử dụng dữ liệu về tài
nguyên và môi trường. Triển khai thực hiện Nghị định 102/2008/NĐ-CP nêu
trên, Bộ Tài nguyên và Môi tường đã phê duyệt Dự án “Xây dựng cơ sở dữ

14
liệu quốc gia về Tài nguyên và Môi trường”, trong đó có nội dung xây dựng
CSDL quốc gia về địa chất - khoáng sản. Tuy nhiên đến nay Dự án này vẫn
đang trong gia đoạn nghiên cứu thử nghiệm.
1.3. Đặc điểm của cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất
Toàn bộ ngành cơng nghiệp khống sản có thể chia làm hai giai đoạn:
Giai đoạn điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản và giai đoạn hoạt động
khoáng sản. Việc quản lý hoạt động khoáng sản cần phải dựa trên dữ liệu và
thơng tin của cả hai giai đoạn. Có thể khái quát dữ liệu mỏ-địa chất trong một
số loại hình dữ liệu chính sau đây:
- Các báo cáo điều tra khống sản trình bày kết quả tìm kiếm thăm dị,
đánh giá khoáng sản tại các mỏ, điểm quặng gồm các bản thuyết minh về kết
quả điều tra địa chất mỏ, cấu trúc mỏ, các thân quặng, trữ lượng, tài nguyên
dự báo khoáng sản, chất lượng quặng,... các đánh giá về giá trị và điều kiện
khai thác mỏ;
- Các loại bản đồ địa hình, bản đồ chun đề địa chất - khống sản,
các bình đồ mặt cắt tính trữ lượng khống sản, các phụ lục trình bày về các
số liệu phân tích quặng, các kết quả nghiên cứu kỹ thuật làm giầu và chế
biến khoáng sản;
- Bản đồ ranh giới các điểm mỏ, tọa độ các lỗ khoan, các cơng trình
thăm dị…
- Các bảng tính và thống kê trữ lượng khống sản, các số liệu về địa
chất thuỷ văn, địa chất công trình, trắc địa phục vụ cho việc nghiên cứu điều
kiện khai thác mỏ.
1.4. Sự cần thiết phải xây dựng cơ sở dữ liệu mỏ-địa chất phục vụ quản lý
hoạt động khoáng sản bền vững
Khả năng ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên khoáng sản là rất lớn.

15
So với các hệ thông tin khác ưu điểm nổi trội của GIS là khả năng thu thập,
lưu trữ, quản lý, phân tích, hiển thị và chia sẻ thơng tin. Ngồi ra, ứng dụng
cơng nghệ GIS tiết kiệm được thời gian trong việc lưu trữ số liệu, có thể cập
nhật và lưu trữ số liệu với một khối lượng lớn. Chất lượng dữ liệu được quản
lý, xử lý và hiệu chỉnh tốt, dễ dàng truy cập, phân tích số liệu từ nhiều nguồn,
nhiều loại khác nhau. Có thể tổng hợp một lần được nhiều loại số liệu khác
nhau để phân tích và nhanh chóng tạo ra một lớp số liệu tổng hợp mới. Trên
màn hình máy tính, dựa vào các cơ sở dữ liệu lưu trữ chỉ cần nhấp “con
chuột” lên đó ta sẽ có được thơng tin chi tiết về nhiều lĩnh vực cần tìm.
Quy hoạch khống sản cấp Trung ương chưa có sự thống nhất với quy
hoạch khống sản cấp địa phương; công tác quản lý cấp phép hoạt động
khoáng sản chưa chặt chẽ. Việc quản lý chồng chéo, gián đoạn (giữa Bộ
TN&MT, Bộ Công Thương, Bộ Xây dựng, Bộ NN&PTNT, chính quyền địa
phương các cấp…) tạo kẽ hở để các tổ chức, cá nhân lợi dụng khai thác,
khơng kiểm sốt được sản lượng khai thác, xuất khẩu, khơng tn thủ quy
trình kỹ thuật và bảo vệ mơi trường; tiến độ lập, thẩm định và phê duyệt các
chiến lược, các quy hoạch khoáng sản triển khai chậm chưa đáp ứng được yêu
cầu thực tế.
Việc quản lý, khai thác, sử dụng tài nguyên khoáng sản thời gian qua
diễn biến rất phức tạp gây ra nhiều tác động bất lợi về môi trường và ảnh
hưởng đến kinh tế, an ninh xã hội vùng khai khoáng. Theo các chuyên gia
hiện nay, cơng tác quản lý tài ngun khống sản, đặc biệt là ở cấp địa
phương cịn nặng về lợi ích kinh tế, mới chỉ quan tâm đến tăng trưởng GDP,
chưa thực sự chú trọng yếu tố phát triển bền vững. Tình trạng cấp phép khai
thác khống sản khơng theo quy hoạch hoặc vượt quy hoạch và chồng chéo
với quy hoạch các ngành kinh tế khác diễn ra khá phổ biến. Một số địa
phương cấp phép nhưng không giám sát hoặc không đủ năng lực để giám sát

16
kỹ thuật, đặc biệt là quản lý, giám sát về môi trường khiến môi trường ngày
càng bị hủy hoại và gây ra nhiều hệ lụy xã hội khác.

Hình 1.3. Khu vực khai thác than trái phép, môi trường bị tàn phá nghiêm trọng

Hình 1.4. Khai thác lộ thiên gây ơ nhiễm nguồn nước Vịnh Hạ Long