Ứng dụng mô phỏng đa tác tử để mô phỏng ngập địa hình do nước biển dâng tại thành phố đà nẵng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG open LÊ TỰ VIỆT THẮNG ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG ĐA TÁC TỬ ĐỂ MƠ PHỎNG NGẬP ĐỊA HÌNH DO NƯỚC BIỂN DÂNG TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐÀ NẴNG, NĂM 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LÊ TỰ VIỆT THẮNG ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG ĐA TÁC TỬ ĐỂ MƠ PHỎNG NGẬP ĐỊA HÌNH DO NƯỚC BIỂN DÂNG TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Chuyên ngành: HỆ THỐNG THÔNG TIN Mã số: 60 48 01 04 LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Nguyễn Trần Quốc Vinh ĐÀ NẴNG, NĂM 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những nội dung luận văn thực hướng dẫn trực tiếp thầy TS Nguyễn Trần Quốc Vinh Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn rõ ràng trung thực tên tác giả, tên cơng trình, thời gian, địa điểm cơng bố Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Tác giả luận văn Lê Tự Việt Thắng MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Tổng quan lịch sử nghiên cứu đề tài Mục tiêu nhiệm vụ luận văn Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Mục đích ý nghĩa luận văn Bố cục luận văn CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ MƠ HÌNH HĨA NƢỚC BIỂN DÂNG 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ GAMA VÀ GIS 1.1.1 Giới thiệu GAMA 1.1.2 Giới thiệu GIS 1.2 MÔ PHỎNG ĐA TÁC TỬ 10 1.2.1 Mơ hình hóa 11 1.2.2 Mô 14 1.2.3 Hệ GAMA 17 1.3 NƢỚC BIỂN DÂNG VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC BIỂN DÂNG 19 1.3.1 Nƣớc biển dâng 19 1.3.2 Kịch biến đổi khí hậu 19 1.3.3 Ảnh hƣởng nƣớc biển dâng 20 1.4 NGUỒN SỐ LIỆU THỰC TẾ VÀ TÍNH TỐN SỐ LIỆU 21 1.4.1 Nguồn số liệu thực tế 21 1.4.2 Xử lí tính tốn số liệu 22 1.5 ĐỘ CAO VÀ ĐỘ THẤM ĐỊA HÌNH 24 1.5.1 Độ cao địa hình 24 1.5.2 Độ thấm địa hình 25 1.6 XÂY DỰNG PHƢƠNG TRÌNH TÍNH TỐN CHO MƠ HÌNH NƢỚC BIỂN DÂNG 26 1.7 KẾT CHƢƠNG 27 CHƢƠNG ỨNG DỤNG GIS VÀ LẬP TRÌNH TRONG GAMA 28 2.1 ỨNG DỤNG GIS 28 2.2 TÍNH TỐN VÀ ÁP DỤNG GIẢI THUẬT CHO MƠ HÌNH 29 2.2.1 Giải thuật mô 29 2.2.2 Công cụ lập trình GAMA 31 2.3 KẾT CHƢƠNG 38 CHƢƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM MÔ PHỎNG 39 3.1 HIỂN THỊ KẾT QUẢ 39 3.2 HIỆN TRẠNG NƢỚC BIỂN DÂNG TRONG MỘT NĂM 41 3.2.1 Kết mô đồ ngập (mức cao) 41 3.2.2 Thống kê kết 41 3.3 HIỆN TRẠNG NƢỚC BIỂN DÂNG TỪ NĂM 2013 ĐẾN NAY 43 3.3.1 Kết mô đồ ngập (mức cao) theo mốc thời gian 43 3.3.2 Thống kê kết 46 3.4 KỊCH BẢN NƢỚC BIỂN DÂNG TỪ NAY ĐẾN 2050 48 3.4.1 Kết mô đồ nguy ngập theo kịch mức (thấp – trung bình - cao) 48 3.4.2 Thống kê kết kịch 51 3.5 KẾT CHƢƠNG 53 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CNTT Công nghệ thơng tin Một cơng cụ lập trình tảng mô - Hệ thống thông GAMA tin địa lý Mơ hình hóa kiến trúc dựa tác tử (Gis & Agent- based ModellingArchitecture) GAML Ngôn ngữ sử dụng GAMA GDP Tổng sản phẩm quốc nội (Gross Domestic Product) GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographical Information MSI System) Mơ hình hóa mơ máy tính (Modélisation Simulation Informatique) IFI Viện Pháp ngữ Khoa học máy tính (Institut de la Francophonie pour l'Informatique) IPCC Ban Liên Chính phủ biến đổi khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change) IRD Viện Nghiên cứu Phát triển (L’Institut de Recherche pour le Développement) Hội nghị quốc tế máy tính truyền thông công nghệ RIVF – IEEE (International Conference on Computing and Communication Technologies) Đơn vị nghiên cứu quốc tế Tốn học mơ hình hóa máy tính hệ thống phức tạp (Unité de Modélisation UMMISCO XML Mathématique et Informatique de Systèmes Complexes) Một ngơn ngữ lập trình mở rộng đánh dấu (Extensible Markup Language) DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng 3.1 Tên bảng Diện tích ngập cho mốc thời gian 2013 2015 (%) Trang 46 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình hình Trang 1.1 Nền tảng công cụ GAMA 1.2 Hệ thống sông, mƣơng đƣợc xây dựng từ GIS 10 1.3 Sơ đồ phân loại mơ hình 11 1.4 Meta-model hƣớng tác tử 13 1.5 Mơ hình tác tử 16 1.6 Số liệu mực nƣớc trung bình ngày Hịa Hải 22 1.7 Số liệu đƣợc chuẩn hóa 23 1.8 Số liệu tính tốn cho năm sau 24 1.9 Xây dựng độ thấm địa hình 25 1.10 Sơ đồ xây dựng phƣơng trình 26 2.1 Hệ thống sơng, kênh, mƣơng phƣờng Hòa Hải 28 2.2 Độ thấm địa hình cell 29 2.3 Sơ đồ thực xử lý mô 30 3.1 Bản đồ nguy ngập theo tháng 39 3.2 Thống kê diện tích ngập qua tháng qua năm 40 3.3 Thống kê diện tích ngập Tổ qua tháng qua 40 năm 3.4 Bản đồ ngập (mức cao) cho tháng cao năm 2015 41 3.5 Thống kê diện tích bị ngập(cao –trung bình –thấp) năm 2015 42 3.6 Thống kê diện tích ngập(mức cao) Tổ năm 2015 43 3.7 Bản đồ ngập (mức cao) cho tháng cao năm 2013 44 Số hiệu Tên hình hình Trang 3.8 Bản đồ ngập (mức cao) cho tháng cao năm 2015 45 3.9 Thống kê diện tích ngập từ năm 2013 - 2015( thấp- trung 47 - cao) 3.10 Thống kê diện tích ngập Tổ từ năm 2013 đến 2015 48 3.11 Bản đồ nguy ngập theo mức cao năm 2020 49 3.12 Bản đồ nguy ngập theo mức cao năm 2030 50 3.13 Bản đồ nguy ngập theo mức cao năm 2040 50 3.14 Bản đồ nguy ngập theo mức cao năm 2050 51 3.15 Thống kê diện tích ngập đến năm 2050 52 3.16 Thống kê diện tích ngập theo đơn vị Tổ đến năm 2050 53 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Thế giới bƣớc vào kỷ 21 với phát triển nhanh đạt đƣợc nhiều thành tựu lớn tất lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật, văn hoá, xã hội, … Cùng với phát triển này, ngành công nghệ thơng tin đóng vai trị vơ to lớn, hỗ trợ hiệu lĩnh vực kinh tế, trị, xã hội … việc dự báo tƣợng thiên nhiên Vì ngành, tầng lớp xã hội dành nhiều thời gian vào việc nghiên cứu, ứng dụng công nghệ thông tin vào lao động sản xuất hƣớng đến nhiều mục đích khác Trong việc ứng dụng cơng nghệ thơng tin để đƣa giải pháp, cảnh báo hiểm họa thiên tai gây làm ảnh hƣởng đến trình sản xuất ngƣời dân việc làm cấp thiết Nhƣ biết biến đổi khí hậu tƣợng trái đất nóng dần lên hiệu ứng nhà kính làm cho nhiệt độ đại dƣơng tăng dần lên, làm tan băng vùng cực đới, dẫn tới khí hậu trái đất biến đổi, hạn hán bão lũ xảy ngày nhiều hơn, nƣớc biển ngày dâng cao Hiện nay, tình trạng nƣớc biển dâng mối hiểm họa toàn cầu, nƣớc biển dâng tác động ảnh hƣởng mạnh mẽ tới tài nguyên thiên nhiên, ngƣời, kinh tế - xã hội, vv…ở nhiều quốc gia giới quốc gia có biển vùng ven biển Các quốc gia giới chung sức nghiên cứu đƣa biện pháp, xây dựng mơ hình nhằm giảm thiệt hại nƣớc biển dâng Nƣớc biển dâng dẫn đến tình trạng nƣớc mặn xâm nhập, diện tích đất bị thu hẹp ngày ảnh hƣởng đến đời sống, định cƣ, sinh hoạt, kinh tế, sản xuất,… ngƣời Biến đổi khí hậu làm cho diễn biến thời tiết ngày xấu tác động ngày nặng nề đời sống sinh hoạt sản xuất ngƣời dân Những yếu tố biến đổi khí hậu làm cho nƣớc ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LÊ TỰ VIỆT THẮNG ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG ĐA TÁC TỬ ĐỂ MƠ PHỎNG NGẬP ĐỊA HÌNH DO NƯỚC BIỂN DÂNG TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Chuyên ngành: HỆ THỐNG THÔNG... đổi hình học đƣa dạng hình học cho tác tử, để quản lý liệu [4] Hình 1.2 Hệ thống sông, mương xây dựng từ GIS 1.2 MÔ PHỎNG ĐA TÁC TỬ Trong hoạt động xây dựng mơ hình nƣớc biển dâng thành phố Đà Nẵng, ... Mục tiêu Mục tiêu luận văn nghiên cứu mô đa tác tử ứng dụng mơ q trình ngập địa hình nƣớc biển dâng Xây dựng đề xuất kịch nƣớc biển dâng: Mô trình nƣớc biển dâng qua giai đoạn khứ (khoảng năm đến