Luận văn thạc sĩ Quản lý tài nguyên và môi trường: Ứng dụng Webgis chia sẻ cơ sở dữ liệu môi trường tại Thành phố Hồ Chí Minh

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS TRẦN THỊ VÂN

Cán bộ chấm nhận xét 1: GS TS Nguyễn Kim Lợi

Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS TS Lê Trung Chơn

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM, ngày 06 tháng 01 năm 2019

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1 Chủ tịch hội đồng: PGS TS Lê Văn Trung

2 Cán bộ nhận xét 1: GS TS Nguyễn Kim Lợi 3 Cán bộ nhận xét 2: PGS.TS Lê Trung Chơn 4 Ủy viên hội đồng: Th.S Lưu Đình Hiệp 5 Thư ký hội đồng: TS Võ Nguyễn Xuân Quế

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

VÀ TÀI NGUYÊN

PGS.TS Lê Văn Trung PGS.TS Võ Lê Phú

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: TRẦN PHÚ CƯỜNG MSHV: 1670387 Ngày sinh: 30/06/1993 Nơi sinh: TPHCM Chuyên ngành: Quản lý Tài Nguyên và Môi Trường Mã số: 60850101

I TÊN ĐỀ TÀI: Ứng dụng WebGIS chia sẻ cơ sở dữ liệu môi trường tại Thành

phố Hồ Chí Minh

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1 Nhiệm vụ: Xây dựng bộ CSDL môi trường chuyên về quan trắc (không khí và

nước) và sử dụng công nghệ WebGIS để chia sẻ bộ cơ sở dữ liệu này đến cộng đồng, từ đó đề xuất giải pháp quản lý và chia sẻ dữ liệu thông tin môi trường tại thành phố Hồ Chí Minh

2 Nội dung nghiên cứu:

(1) Tổng quan cơ sở khoa học về GIS, công nghệ WebGIS, đánh giá hiện trạng CSDL môi trường tại TPHCM

(2) Xây dựng bộ CSDL môi trường chuyên về quan trắc không khí và nước (3) Xây dựng WebGIS chia sẻ thông tin dữ liệu môi trường

(4) Đề xuất giải pháp quản lý và chia sẻ thông tin dữ liệu môi trường

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Trần Thị Vân

TP.HCM, ngày 12 tháng 12 năm 2019

TRƯỞNG KHOA

PGS.TS Võ Lê Phú

LỜI CẢM ƠN oOo

Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường với đề tài

“Ứng dụng WebGIS chia sẻ cơ sở dữ liệu môi trường tại Thành phố Hồ Chí Minh” là sự thể hiện những kiến thức của tôi đã thu nhận được trong suốt những

năm học đại học và cao học dưới sự dạy dỗ tận tình của các Thầy Cô, đặc biệt là các Thầy Cô Khoa Môi trường và Tài nguyên của trường Đại học Bách Khoa TPHCM

Tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn chân thành đến Cô Trần Thị Vân đã hết lòng dìu dắt, giúp đỡ, hướng dẫn tận tình để tôi có thể hoàn thành việc nghiên cứu khoa học của mình

Bên cạnh đó, tôi cũng xin cảm ơn đến Thầy Bùi Hồng Sơn, Giám đốc Trung tâm Công nghệ thông tin Tài nguyên và Môi trường và Thầy Cao Tung Sơn, Giám đốc Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường - Sở Tài nguyên và Môi trường TPHCM đã cung cấp cho tôi những dữ liệu, số liệu quan trọng để tôi có thể hoàn thiện luận văn

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, bạn bè, những người đã luôn ủng hộ, khích lệ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2019

Trần Phú Cường

TÓM TẮT

Hiện nay, các vấn đề về công tác quản lý đô thị, đặc biệt là tình trạng ô nhiễm môi trường (đất, nước, không khí) đang được cộng đồng ngày càng quan tâm Trong những năm gần đây, tình hình ô nhiễm môi trường dần trở nên phức tạp, khó quản lý hơn do không được chia sẻ, thông tin kịp thời từ các nhà quản lý đến cộng đồng dân cư Vì thế, để có thể chia sẻ thông tin môi trường một cách hiệu quả thì các thông tin về cơ sở dữ liệu môi trường cần được cung cấp một cách kịp thời, chính xác Luận văn trình bày kết quả nghiên cứu công nghệ GIS để xây dựng cơ sở dữ liệu và sử dụng WebGIS chia sẻ cơ sở dữ liệu môi trường đến cộng đồng dân cư Cơ sở dữ liệu được xây dựng bao gồm thông tin môi trường chuyên về quan trắc không khí và nước tại thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM), theo mô hình Geodatabase tạo nên tính thống nhất dữ liệu trong cơ sở dữ liệu Cùng với đó là hệ thống WebGIS được xây dựng thông qua công nghệ ArcGIS Server với các ưu điểm như khung GIS chuẩn, hỗ trợ đa nền tảng, hỗ trợ trên nhiều ngôn ngữ lập trình, thư viện công cụ Web, ứng dụng Web phong phú… Bên cạnh đó, luận văn đã xây dựng quy trình cập nhật, quản lý và chia sẻ cơ sở dữ liệu môi trường để hỗ trợ nhà quản lý trong công tác nghiệp vụ, giúp xử lý công việc được nhanh chóng và hiệu quả hơn Kết quả nghiên cứu là hệ thống chia sẻ thông tin môi trường hiệu quả, đơn giản và gần gũi hơn thay cho cách làm truyền thống hiện nay là hiển thị thông tin môi trường thông qua bảng điện tử đặt tại các tuyến đường quan trọng Điều này hỗ trợ hiệu quả cho các nhà quản lý vừa thông tin rộng rãi trong cộng đồng dân cư nhằm nâng cao ý thức bảo vệ môi trường, vừa giúp họ nhanh chóng ra những quyết định kịp thời để có thể tránh những sai lầm trong công tác quản lý

ABSTRACT

Nowadays, urban management, especially pollution (soil, water and air) attracts more and more attention by the community In recent years, pollution issue has become more complicated and more difficult to be managed as information did not being deliver on time from the management to the community Therefore, in order to effectively deliver environment information, environment data should be provided promptly and accurately The thesis presents the results of GIS technology research to build database and use WebGIS to share the environment data to the community The database was developed including monitoring data on air and water in Ho Chi Minh City (HCMC) following the Geodatabase model to create data consistency Along with that is the WebGIS system built through ArcGIS Server technology which have many advantages such as standard GIS framework, supporting multi-platform, various programing languages, various web tool libraries, and diversified Web applications In addition, the thesis also develops a process for updating, managing and sharing environment database to support the management, help them in enhancing their processing speed and efficiency The results of this thesis is a more efficient, simpler and closer sharing system instead of the current way of displaying environment information using digital board on main streets This will effectively support the management to communicate widely in the community to improve people sense of environment protection and help them make promptly decisions to avoid mistakes in management

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ

Tôi xin cam đoan luận văn với đề tài “Ứng dụng WebGIS chia sẻ cơ sở dữ liệu môi trường tại Thành phố Hồ Chí Minh” là công trình nghiên cứu của riêng

tôi với sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Trần Thị Vân Các số liệu và tài liệu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào Tất cả những khao khảo và kế thừa đều được trích dẫn và tham chiếu đầy đủ

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với lời cam đoan trên

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

ABSTRACT iii

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x

MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 2

2.2 Nội dung nghiên cứu 2

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

3.1 Đối tượng nghiên cứu 3

1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU WEBGIS CHIA SẺ CSDL MÔI TRƯỜNG 7

1.1.1 Nghiên cứu trên Thế giới 7

1.1.2 Nghiên cứu ở Việt Nam 10

1.2 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 18

1.2.1 Vị trí địa lý 19

1.2.2 Điều kiện tự nhiên 20

1.2.3 Điều kiện kinh tế - xã hội 21

1.2.4 Hiện trạng chất lượng môi trường tại TPHCM 22

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC 40

2.1 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ GIS 40

2.1.1 Giới thiệu về GIS 40

2.1.2 Nền tảng lưu trữ CSDL 43

2.2 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ WEBGIS 45

2.2.1 Giới thiệu WebGIS 45

2.2.2 Phân loại WebGIS 46

2.2.3 Các chiến lược phát triển 51

2.2.4 Các công nghệ WebGIS phổ biến hiện nay 54

2.2.5 So sánh và lựa chọn công nghệ 61

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 63

3.1 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CSDL MÔI TRƯỜNG TẠI TPHCM 63

3.1.1 Hiện trạng 63

3.1.2 Các thách thức, khó khăn 73

3.2 PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ HỆ THỐNG 74

3.2.1 Phân tích yêu cầu, chức năng của WebGIS 74

3.2.2 Thiết kế cấu trúc hệ thống 76

3.4 XÂY DỰNG WEBGIS CHIA SẺ CSDL MÔI TRƯỜNG 98

3.4.1 Thiết kế giao diện WebGIS 98

3.4.2 Các lớp dữ liệu bản đồ và ký hiệu 100

3.4.3 Phân tích tác nhân và Usecase hệ thống 101

3.4.4 Thiết kế chức năng WebGIS 107

3.5 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHIA SẺ CSDL, THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG 1143.5.1 Quy trình chia sẻ CSDL, thông tin môi trường 114

3.5.2 Các giải pháp trong công tác quản lý 117

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng không khí 23

Bảng 1.2 Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng nước mặt và thủy văn 24

Bảng 1.3 Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng nước kênh 25

Bảng 1.4 Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng không khí 26

Bảng 1.5 Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng nước biển ven bờ 27

Bảng 1.6 Số liệu quan trắc TSP 2018 (µg/m3) 28

Bảng 1.7 Số liệu quan trắc tiếng ồn 2018 (dBA) 28

Bảng 2.1 Các chức năng cung cấp bởi các loại dịch vụ WebGIS 49

Bảng 2.2 Kết quả trả về của các loại dịch vụ máy khách nhận được 50

Bảng 3.1 Thông tin bảng điện tử tại TPHCM 67

Bảng 3.2 Yêu cầu chức năng của WebGIS theo từng đối tượng sử dụng 75

Bảng 3.3 Các hoạt động trên ArcGIS Server 80

Bảng 3.4 Thông tin về dữ liệu thu thập 85

Bảng 3.5 Quy trình chuyển đổi, chuẩn hóa dữ liệu quan trắc không khí và nước 90

Bảng 3.6 Quy trình chuyển đổi, chuẩn hóa dữ liệu dạng giấy 91

Bảng 3.7 Quy trình chuyển đổi, chuẩn hóa dữ liệu dạng số 93

Bảng 3.8 Quy trình chuyển đổi, chuẩn hóa dữ liệu dạng số 97

Bảng 3.9 Các lớp dữ liệu bản đồ và ký hiệu 100

Bảng 3.10 Thông tin chi tiết về Usecase tương tác bản đồ 102

Bảng 3.11 Thông tin chi tiết về Usecase hiển thị bản đồ 104

Bảng 3.12 Thông tin chi tiết về Usecase tra cứu thông tin 105

Bảng 3.13 Thông tin chi tiết về Usecase thống kê, báo cáo 106

Bảng 3.14 Thông tin chức năng tương tác với bản đồ 114

Bảng 3.15 Ma trận SWOT đề xuất giải pháp cho công tác chia sẻ CSDL, thông tin môi trường 118

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Mô hình dữ liệu của hệ thống thông tin đất đai (Bùi Hồng Sơn, 2019) 16

Hình 1.2 Mô hình hệ thống ứng dụng trong hệ thống thông tin đất đai (Bùi Hồng Sơn, 2019) 17

Hình 1.3 Bản đồ hành chính TPHCM 20

Hình 1.4 Số liệu quan trắc của chỉ tiêu CO 30

Hình 1.5 Số liệu quan trắc của chỉ tiêu TSP 30

Hình 1.6 Số liệu quan trắc của chỉ tiêu PM10 31

Hình 1.7 Số liệu quan trắc của chỉ tiêu NO2 32

Hình 1.8 Số liệu quan trắc của chỉ tiêu tiếng ồn 32

Hình 2.1 Sáu thành phần cấu thành nên GIS (Trần Vĩnh Phước, 2015) 41

Hình 2.2 Hệ quản trị CSDL GIS (ESRI, 2004) 43

Hình 2.3 Các đối tượng hình học trong Geodatabase (Landviser, 2014) 44

Hình 2.4 Sơ đồ hoạt động của WebGIS (Abel Markos, 2014) 45

Hình 2.5 Sơ đồ hoạt động của MapServer (Open Source Geospatial Foundation, 2019) 57

Hình 3.1 Quy trình chia sẻ thông tin môi trường tại TPHCM 66

Hình 3.2 Cấu trúc tổng thể của WebGIS 82

Hình 3.3 Quy trình thực hiện đề tài 82

Hình 3.4 Mô hình tổng thể của WebGIS 85

Hình 3.5 Quy trình chuyển đổi, chuẩn hóa dữ liệu 90

Hình 3.6 Mô hình ý niệm của CSDL 95

Hình 3.7 Mô hình luận lý của CSDL 96

Hình 3.8 Cấu trúc CSDL 97

Hình 3.9 Giao diện tổng quan của WebGIS 99

Hình 3.10 Tác nhân của hệ thống 102

Hình 3.11 Usecase tương tác bản đồ 102

Hình 3.12 Usecase hiển thị bản đồ 104

Hình 3.13 Usecase tra cứu thông tin 105

Hình 3.14 Usecase thống kê, báo cáo 106

Hình 3.15 Lưu đồ xử lý chức năng đăng ký 108

Hình 3.16 Lưu đồ xử lý chức năng đăng nhập hệ thống 109

Hình 3.17 Lưu đồ xử lý chức năng hiển thị bản đồ 109

Hình 3.18 Giao diện của chức năng hiển thị bản đồ 110

Hình 3.19 Lưu đồ xử lý chức năng tìm kiếm 111

Hình 3.20 Giao diện của chức năng tìm kiếm thông tin 111

Hình 3.21 Giao diện của chức năng báo cáo, thống kê trong việc chia sẻ CSDL môi trường 112

Hình 3.22 Kết quả của chức năng Xuất dữ liệu và Báo cáo 112

Hình 3.23 Lưu đồ xử lý chức năng phân quyền và cập nhật dữ liệu 113

Hình 3.24 Giao diện của chức năng tương tác với bản đồ 113

Hình 3.25 Sơ đồ vận hành với trạm quan trắc thủ công 116

Hình 3.26 Sơ đồ vận hành với trạm quan trắc tự động 117

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AQI Air Quality Index – Chỉ số chất lượng không khí BOD Biochemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy sinh hóa

BTNMT Bộ Tài nguyên môi trường COD Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa học CSDL Cơ sở dữ liệu

GIS Geographic Information System Hệ thống thông tin địa lý

OGC Open Geospatial Consortium Tổ chức Không gian địa lý TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh

WQI Water Quality Index Chỉ số chất lượng nước

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường đang là chủ đề nóng trên các phương tiện truyền thông và nhận được rất nhiều sự quan tâm từ phía cộng đồng Trong đó, vấn đề ô nhiễm môi trường không khí và môi trường nước ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn Thông qua các phương tiện truyền thông, chúng ta có thể dễ dàng thấy được các hình ảnh, cũng như các bài báo phản ánh về thực trạng môi trường hiện nay Mặc dù các sở ban ngành, nhà quản lý ra sức kêu gọi bảo vệ môi trường, nhưng có vẻ là chưa đủ để cải thiện tình trạng ô nhiễm ngày càng trở nên trầm trọng hơn

Với sự tiến bộ mạnh mẽ của công nghệ thông tin, hiện nay hầu như tất cả các lĩnh vực hoạt động đều đã được tin học hóa Trong lĩnh vực môi trường, công nghệ thông tin cũng có những đóng góp quan trọng, đặc biệt là Hệ thống thông tin địa lý - GIS (Geographic Information System) trong việc hỗ trợ nhà quản lý đưa ra những quyết định kịp thời, chính xác

GIS là một trong những công cụ tốt nhất để quản lý về lĩnh vực môi trường trong thời đại phát triển công nghệ thông tin hiện nay Nhiều quốc gia phát triển trên thế giới đã ứng dụng GIS để quản lý một cách đầy hiệu quả lĩnh vực môi trường của họ Điểm mạnh của GIS chính là có thể giúp người sử dụng nắm bắt được toàn bộ thông tin lưu trữ, tìm kiếm, truy vấn thông tin một cách dễ dàng, nhanh chóng để từ đó có thể đưa ra những quyết định quản lý chuẩn xác và hiệu quả Bên cạnh đó, việc chia sẻ thông tin sẽ hỗ trợ rất nhiều cho việc quản lý Vì thế, một khi thông tin đã được thống nhất, việc chia sẻ thông tin cho cộng đồng là hết sức cần thiết Và trong những năm gần đây, việc sử dụng mạng quốc tế (internet) để chia sẻ thông tin cho cộng đồng đã không còn là vấn đề khó khăn nữa Vì thế việc kết hợp giữa internet và GIS sẽ đem lại hiệu quả rất lớn trong việc quản lý, chia sẻ dữ liệu thông tin môi trường đến mọi người

Thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM) là thành phố lớn nhất Việt Nam xét về quy mô dân số và mức độ đô thị hóa, đồng thời cũng là đầu tàu kinh tế và là một trong những trung tâm văn hóa, giáo dục quan trọng của cả nước Hiện nay, TPHCM cùng với thủ đô Hà Nội là đô thị đặc biệt của Việt Nam Bên cạnh những thành tựu to lớn về kinh tế xã hội thì TPHCM cũng đang gặp phải những thách thức về công tác quản lý đô thị, đó là sự tăng nhanh dân số đô thị, quá trình đô thị hóa, hệ thống cơ sở hạ tầng không đáp ứng được tốc độ phát triển của đô thị, đặc biệt là tình trạng ô nhiễm môi trường (đất, nước, không khí) do không được chia sẻ, thông tin kịp thời từ các nhà quản lý đến cộng đồng dân cư Để có thể chia sẻ thông tin môi trường một cách hợp lý và hiệu quả thì các thông tin về cơ sở dữ liệu (CSDL) môi trường cũng như thông tin về kinh tế xã hội cần được cung cấp một cách kịp thời, chính xác CSDL môi trường tại TPHCM rất phong phú và đa dạng, có thể được chia ra thành nhiều mảng nhưng chủ yếu vẫn là ba mảng chính về nước, đất và không khí Hiện tại, việc thống nhất cấu trúc của bộ CSDL cũng như xây dựng một bộ CSDL dùng chung cho toàn thành phố đang được thực hiện và việc chia sẻ CSDL đến người dân vẫn còn nhiều hạn chế

Từ những yêu cầu cấp thiết về việc chia sẻ CSDL môi trường này, cần có một bộ CSDL thống nhất về cấu trúc cũng như có khả năng chia sẻ đến cộng đồng Trên

cơ sở đó, việc thực hiện đề tài: “Ứng dụng WebGIS chia sẻ cơ sở dữ liệu môi trường tại Thành phố Hồ Chí Minh” là cần thiết giúp hỗ trợ cho công tác quản lý,

chia sẻ dữ liệu môi trường của TPHCM

2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng bộ CSDL môi trường chuyên về quan trắc (không khí và nước) và sử dụng công nghệ WebGIS để chia sẻ bộ cơ sở dữ liệu này đến cộng đồng, từ đó đề xuất giải pháp quản lý và chia sẻ dữ liệu môi trường tại TPHCM

2.2 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu trên, luận văn sẽ thực hiện các nội dung nghiên cứu sau:

(i) Tổng quan cơ sở khoa học về GIS, công nghệ WebGIS, đánh giá hiện trạng CSDL môi trường tại TPHCM

(ii) Xây dựng bộ CSDL môi trường chuyên về quan trắc không khí và nước (iii) Xây dựng WebGIS chia sẻ thông tin dữ liệu môi trường

(iv) Đề xuất giải pháp quản lý và chia sẻ thông tin dữ liệu môi trường

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận văn bao gồm các chỉ tiêu quan trắc môi trường không khí và nước, cùng với đó là hệ thống WebGIS để chia sẻ cơ sở dữ liệu môi trường

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi không gian: khu vực TPHCM

Phạm vi nội dung: Mặc dù CSDL môi trường được chia làm ba nhóm về đất,

nước và không khí nhưng luận văn tập trung nghiên cứu và khai thác ở hai nhóm chính về nước và không khí, do thứ nhất là Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường - Sở Tài nguyên và Môi trường TPHCM chỉ cung cấp nguồn dữ liệu về môi trường không khí và nước để thực hiện luận văn, thứ hai là đối với mảng môi trường đất sẽ tạo ra khối lượng công việc cần thực hiện rất nhiều và mất nhiều thời gian để có thể xử lý dữ liệu hoàn chỉnh nên để kịp tiến độ luận văn chỉ tập trung ở

hai nhóm chính về không khí và nước

− Nhóm dữ liệu về nước: gồm dữ liệu về các trạm quan trắc nước sông, nước kênh, nước ngầm, nước biển và các chỉ tiêu về quan trắc nước như BOD5, COD, DO, pH, TSS…

− Nhóm dữ liệu về không khí: gồm dữ liệu về các trạm quan trắc không khí và các chỉ tiêu về quan trắc không khí như SO2, NO, PM2.5, PM10…

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

(1) Phương pháp tổng quan tài liệu, thu thập, tổng hợp dữ liệu

Phương pháp này sẽ được sử dụng để đạt được nội dung (i) và bổ sung thông tin cho nội dung (ii), (iii) thông qua việc thu thập các thông tin, các số liệu, tài liệu về GIS, WebGIS, hiện trạng CSDL tại TPHCM Các thông tin và số liệu trong luận văn cần thu thập bao gồm:

• Số liệu tổng quan về TPHCM: điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội: hiện trạng quản lý cơ sở dữ liệu môi trường tại TPHCM Những thông tin, số liệu này được tổng hợp, thu thập thông qua các tài liệu, số liệu hiện có tại Trung tâm Công nghệ thông tin - Sở Tài nguyên và Môi trường TPHCM, các báo cáo chuyên đề của các cơ quan chức năng và từ các trang web khác có liên quan

• Các tài liệu, nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước về việc ứng dụng WebGIS trong quản lý, chia sẻ cơ sở dữ liệu môi trường

• Dữ liệu về môi trường nước, không khí tại TPHCM Những thông tin, số liệu này được tổng hợp, thu thập thông qua các tài liệu, số liệu hiện có tại Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường - Sở Tài nguyên và Môi trường TPHCM

(2) Phương pháp sử dụng phần mềm

Phương pháp này sẽ được sử dụng để đạt được nội dung (ii), (iii) và (iv) thông qua việc sử dụng phần mềm ArcGIS để xây dựng, chuẩn hóa các lớp dữ liệu nền và dữ liệu chuyên đề theo mô hình Geodatabase phục vụ cho luận văn nghiên cứu Nguồn dữ liệu số này phải được chuyển đổi sang định dạng dữ liệu của phần mềm GIS theo hệ tọa độ VN2000 Bên cạnh đó, luận văn sẽ sử dụng một số ngôn ngữ lập trình Visual Basic, Net, C# để xây dựng WebGIS Các giải pháp phần mềm đều tuân thủ theo chuẩn của OGC

(3) Phương pháp phân tích và xử lý thông tin

Phương pháp này áp dụng để đạt được nội dung (iv) Hiện trạng quản lý CSDL môi trường tại TPHCM được phân tích theo 4 khía cạnh: Các Điểm mạnh (S) và Điểm Yếu (W), các Cơ hội (O) và Thách thức (T) của hệ thống Từ kết quả phân

tích, sẽ đề xuất các giải pháp xây dựng CSDL, quy trình cập nhật, quản lý chia sẻ CSDL và WebGIS hỗ trợ cho việc chia sẻ CSDL môi trường được hiệu quả hơn

(4) Phương pháp tham vấn chuyên gia

Phương pháp này áp dụng để đạt được nội dung (ii), (iii) và bổ sung thông tin cho nội dung (iv) thông qua việc trao đổi, hỏi ý kiến các chuyên gia trong ngành, các cán bộ đang làm việc tại Trung tâm Công nghệ thông tin và Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường - Sở Tài nguyên Môi trường TPHCM

Kết quả nghiên cứu hướng đến việc chủ động làm chủ các công nghệ hiện đại, công nghệ thông tin để tạo ra các sản phẩm hữu ích phục vụ công tác quản lý Nhà nước về bảo vệ môi trường dựa trên cơ sở tích hợp thế mạnh của GIS và WebGIS

Mô hình trong tương lai của đề tài hướng đến việc cung cấp, chia sẻ các thông tin, dữ liệu dưới dạng các dịch vụ web để các nhà khoa học, các tổ chức nghiên cứu và các nhà khởi nghiệp có thể khai thác làm gia tăng giá trị nghiên cứu và giá trị kinh tế

Bên cạnh đó, việc cập nhật dữ liệu và hoàn thiện WebGIS hơn trong tương lai sẽ là nơi cung cấp các thông tin về quan trắc môi trường và cảnh báo lan truyền ô

nhiễm môi trường, qua đó giúp giảm thiểu các tổn thất về kinh tế - xã hội và môi trường gây ra

5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Cung cấp nguồn CSDL GIS môi trường hoàn chỉnh cho Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường - Sở Tài nguyên Môi trường TPHCM khai thác, sử dụng trong công tác quản lý, cập nhật, chia sẻ CSDL môi trường

Cung cấp cho nhà quản lý và cộng đồng về công nghệ WebGIS quản lý, cập nhật, chia sẻ CSDL môi trường tại TPHCM

Đề xuất quy trình quản lý, cập nhật, chia sẻ CSDL môi trường góp phần giúp nhà quản lý làm việc hiệu quả, linh động, tiết kiệm kinh phí trong việc tổng hợp, phân tích, thống kê và báo cáo

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU WEBGIS CHIA SẺ CSDL MÔI TRƯỜNG

Công tác quản lý đô thị không những ở nước ta mà trên toàn thế giới đang đứng trước rất nhiều thử thách, đó là sự tăng nhanh dân số đô thị, quá trình đô thị hóa, hệ thống cơ sở hạ tầng không đáp ứng được tốc độ phát triển của đô thị, đặc biệt là tình trạng ô nhiễm môi trường (đất, nước, không khí) do không được chia sẻ, thông tin kịp thời từ các nhà quản lý đến cộng đồng dân cư Để có thể chia sẻ thông tin môi trường một cách hợp lý và hiệu quả thì các thông tin về CSDL môi trường cũng như thông tin về kinh tế xã hội cần được cung cấp một cách kịp thời, chính xác Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác quản lý, chia sẻ thông tin môi trường đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới và đạt được hiệu quả cao Trong đó, nổi bật là GIS, một công nghệ hữu ích trong quản lý và xử lý tích hợp các dữ liệu môi trường có toạ độ (bản đồ) với các dạng dữ liệu khác nhau để biến chúng thành thông tin hữu ích trợ giúp các người quản lý trong xác định địa điểm ô nhiễm, quản lý CSDL môi trường, hỗ trợ ra quyết định một cách hợp lý Với những ưu điểm nổi trội, công nghệ GIS đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới để quản lý và chia sẻ thông tin môi trường

1.1.1 Nghiên cứu trên Thế giới

Nghiên cứu xây dựng, chia sẻ cơ sở dữ liệu môi trường bằng công nghệ GIS đã có và được phát triển từ lâu trên thế giới Một số nghiên cứu về việc áp dụng các công nghệ này như sau:

Năm 2009, nghiên cứu “Khung WebGIS để chia sẻ dữ liệu không gian địa lý dựa trên các dự án mã nguồn mở” của 2 tác giả Fang Yin và Min Feng thực hiện Nội dung của nghiên cứu trình bày về các thách thức của việc dùng WebGIS để chia sẻ dữ liệu, dẫn đến việc hình thành một khung WebGIS để việc chia sẻ dữ liệu được thực hiện dễ dàng hơn Khung WebGIS trong nghiên cứu được xây dựng qua cấu trúc 4 lớp gồm lớp ứng dụng, lớp dịch vụ, lớp chức năng và lớp lưu trữ Trong đó,

máy chủ Ngoài ra, hệ thống còn có ưu điểm là quản lý và hiển thị dữ liệu không gian để cung cấp một giải pháp mới cho mọi người để chia sẻ dữ liệu không gian địa lý trên web Tất cả dữ liệu không gian địa lý được xuất bản lên WMS, và sau đó được hiển thị bởi Openlayers Tuy nhiên, hệ thống cũng còn tồn tại vài điểm cần cải thiện như về tốc độ tải bản đồ, dữ liệu cũng như khả năng về bảo mật, an toàn thông tin (Fang Yin and Min Feng, 2009)

Một nghiên cứu được thực hiện bởi Grazia Caradonna và cộng sự với tên gọi “Chia sẻ cơ sở dữ liệu không gian môi trường qua một WebGIS mã nguồn mở”, nội dung của nghiên cứu trình bày việc sử dụng công nghệ mã nguồn mở như MapServer và Pmapper để xây dựng hệ thống WebGIS với các tính năng nổi bật như tương tác bản đồ (phóng to, thu nhỏ, kéo bản đồ để lựa chọn), truy vấn dữ liệu theo không gian và thời gian trên nhiều lớp dữ liệu, in và xuất các kết quả truy vấn Hệ thống đã mang lại nhiều tác động tích cực, đặc biệt là đáp ứng được nhu cầu chia sẻ cơ sở dữ liệu, thông tin môi trường đến mọi người Bên cạnh đó, để hoàn thiện hơn, trong tương lai WebGIS sẽ được hoàn thiện hơn thông qua các tính năng, công cụ mở để thu thập dữ liệu từ người dân (Grazia Caradonna và cs, 2015) Một công trình nghiên cứu khác với tên gọi Cổng thông tin SEED (The Sharing and Enabling Environmental Data Portal) được thực hiện bởi chính phủ New South Wales ở Úc nhằm xây dựng một cổng thông tin trung tâm cung cấp cho cộng đồng các dữ liệu về tình hình môi trường địa phương, từ đó người dân tiếp cận được thông tin môi trường tại địa phương phục vụ cho công việc canh tác, vận chuyển và cả trong hoạt động nghiên cứu học tập Cổng thông tin có ưu điểm là cung cấp nhiều bộ dữ liệu như ranh giới hành chính, môi trường, khí hậu, kinh tế, độ cao, nông nghiệp, địa chất… Tuy nhiên, cổng thông tin hiện tại chỉ hiển thị thông tin dạng một trang web tìm kiếm và chia sẻ thông tin, dữ liệu chứ chưa có một bản đồ trực quan để người dùng có thể xem trước dữ liệu (The New South Wales Government, 2017)

Ở châu Âu, một công trình nghiên cứu với tên gọi Cổng thông tin dữ liệu châu Âu (The European Data Portal) được thực hiện bởi Ủy ban châu Âu và sự hỗ trợ của tập đoàn Intrasoft nhằm xây dựng một cổng thông tin trung tâm cung cấp dữ liệu,

thông tin cho cộng đồng qua hai hệ thống là hệ thống dữ liệu mở và hệ thống thông tin công cộng Cà hai hệ thống được vận hành và phát triển cho từng quốc gia với bộ CSDL và tiêu chí xây dựng được thống nhất, dẫn đến việc so sánh, đánh giá các tiêu chí dễ dàng hơn Điểm nổi bật của cổng thông tin là xây dựng được bộ CSDL của 36 quốc gia với kho dữ liệu lên đến hơn một triệu bộ CSDL liên quan đến các lĩnh vực như nông lâm ngư nghiệp, kinh tế tài chính, giáo dục văn hóa xã hội, năng lượng, môi trường… Bên cạnh những điểm nổi bật trên thì cổng thông tin cũng tồn tại khuyết điểm về phần bản đồ hiển thị và trực quan hóa dữ liệu (European Commission, 2019)

Một kết quả nghiên cứu khác của chính phủ Hoa Kỳ trong việc chia sẻ thông tin, dữ liệu là dự án TIGER (Topologically Integrated Geographic Encoding and Referencing database), ưu điểm nổi bật của dự án chính là dữ liệu ngoài việc chia sẻ, thông tin đến mọi người thì dữ liệu được làm sinh động, trực quan hơn thông qua bản đồ Với việc xây dựng thông qua công nghệ Flex của hãng ESRI cho phép người sử dụng có thể tương tác lập bản đồ chuyên đề về dữ liệu cần tìm hiểu theo yêu cầu Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích thì hệ thống cũng còn những điểm cần cải thiện như khả năng tương tác giữa các chỉ số và diễn biến tương quan chưa thực sự linh động và tùy biến mà dựa trên các công cụ đã được làm sẵn Đặc biệt là chưa có các công cụ biểu đồ, đồ thị theo thời gian (U.S Census Bureau, 2019)

Ngoài ra còn có các trang chia sẻ thông tin khác như:

− GADM (gadm.org), trang cung cấp, chia sẻ dữ liệu hành chính của tất cả các nước

− EarthExplorer (earthexplorer.usgs.gov), trang chuyên về viễn thám, là nơi lưu trữ, chia sẻ ảnh viễn thám của Landsat, MODIS, Sentinel…

− Ventusky (ventusky.com), Windy (windy.com), các trang cung cấp thông tin về thời tiết trên Trái đất

1.1.2 Nghiên cứu ở Việt Nam

Những năm gần đây với sự phát triển nhanh của công nghệ GIS, viễn thám cũng như có thêm các nguồn cung cấp ảnh viễn thám đã giúp cho việc nghiên cứu xây dựng CSDL môi trường ngày càng được cập nhật và phát triển Một số nghiên cứu về việc ứng dụng này như sau:

Cổng thông tin GIS Chính phủ (gis.chinhphu.vn), là sản phẩm của Chính phủ nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam với nhiều ưu điểm như cung cấp hệ thống bản đồ điểm dân cư, vùng hạ tầng kinh tế xã hội, bến bãi, giao thông, thủy hệ và đặc biệt là ranh giới hành chính Việt Nam chi tiết đến cấp phường xã với giao diện bản đồ trực quan Cùng với đó, cổng thông tin cũng hỗ trợ việc truy vấn, tìm kiếm thông tin trên giao diện Website Tuy nhiên, để hoàn thiện cũng như thuận tiện cho việc chia sẻ dữ liệu, cổng thông tin cần hỗ trợ thêm tính năng tải dữ liệu, chia sẻ dữ liệu để mọi người có thể tiếp cận được nguồn dữ liệu này (Chính phủ, 2016)

Cổng thông tin MGIS (mgis.vn), hệ thống thông tin địa lý Đồng bằng sông Cửu Long là hệ thống thông tin tổng hợp quản lý hiệu quả diễn biến về kinh tế - xã hội, tài nguyên thiên nhiên, môi trường và thiên tài nhằm cung cấp thông tin nhanh, chính xác và góp phần tạo các giải pháp phát triển bền vững cho vùng Tây Nam Bộ với ưu điểm là xây dựng được hệ thống với các tính năng đầy đủ để quản lý, truy xuất thông tin, báo cáo hiệu quả Bên cạnh đó, hệ thống cần hoàn thiện cập nhật dữ liệu trong thời gian sắp tới để hỗ trợ mạnh mẽ hơn trong công tác quản lý, bảo vệ môi trường tại khu vực (Trung tâm Địa Tin học, 2016)

Cổng thông tin HCMGIS (hcmgis.vn), là sản phẩm của Trung tâm Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý Hồ Chí Minh, một đơn vị trực thuộc Sở Khoa học Công nghệ TPHCM Điểm nổi bật của cổng thông tin là cung cấp các nền tảng như:

− HCMGIS Portal cung cấp nền tảng tích hợp và chia sẻ dữ liệu không gian địa lý, tài liệu và bản đồ trong hệ thống HCMGIS, trong đó, người dùng khai thác dữ liệu có thể tìm kiếm, truy cập, tải dữ liệu từ hệ thống hoặc khai thác dữ liệu thông qua dịch vụ Web Mô hình HCMGIS Portal là nền tảng để xây dựng hạ tầng dữ liệu không gian (Spatial Data Infrastructure – SDI), phục vụ

tích hợp và chia sẻ dữ liệu, làm cơ sở để triển khai các ứng dụng GIS cấp tỉnh/ thành, khu vực hoặc quốc gia

− HCMGIS Maps cung cấp nền tảng tìm kiếm, thống kê theo không gian và thuộc tính, hiển thị các lớp dữ liệu từ hệ thống HCMGIS Portal Người dùng có thể truy cập dịch vụ bản đồ HCMGIS thông qua các dịch vụ theo chuẩn OGC, đồng thời có thể sử dụng các API được cung cấp bởi hệ thống để truy vấn, phân tích dữ liệu không gian trong các ứng dụng GIS tùy biến

− HCMGIS GeoSurvey cung cấp nền tảng thu thập dữ liệu thực địa, hỗ trợ thiết kế tùy biến cấu trúc, biểu mẫu dữ liệu cần thu thập; quản lý tiến trình triển khai các dự án thu thập dữ liệu thực địa theo không gian và thời gian nhằm thu thập, khảo sát ý kiến, phản ánh của người dân, khách hàng, cộng đồng; quản lý dịch vụ chăm sóc khách hàng, kiểm tra định kỳ, xử lý sự cố (điện, nước, hạ tầng, ); thiết kế và triển khai các dự án thu thập dữ liệu GIS thực địa chuyên nghiệp

− HCMGIS GeoReference cung cấp nền tảng đăng ký tọa độ cho các ảnh raster (bản đồ quét, bản vẽ, ảnh viễn thám…) Các ảnh đã đăng ký tọa độ có thể được hiển thị và chia sẻ trên Web hoặc download sử dụng trong các phần mềm GIS HCMGIS GeoReference đồng thời là cổng thông tin địa lý lưu trữ và chia sẻ các bản đồ đã được đăng ký tọa độ, chồng khớp với các dịch vụ bản đồ hiện thời để làm kho tư liệu bản đồ phục vụ cho nghiên cứu, giáo dục đào tạo về lịch sử, địa lý, kinh tế văn hóa xã hội

− HCMGIS OpenData ung cấp nền tảng chia sẻ dữ liệu và tài liệu GIS mở cho cộng đồng, phục vụ đào tạo, nghiên cứu, thử nghiệm và các dự án mang tính cộng đồng Các lớp dữ liệu GIS, các tài liệu, mã nguồn từ cơ bản đến nâng cao về GIS, viễn thám, GPS và khoa học máy tính (sách, giáo trình, bài báo khoa học…), được thu thập, biên tập, cập nhật và chia sẻ miễn phí HCMGIS OpenData hoạt động vì cộng đồng, phát triển nhờ cộng đồng, nhằm kiến tạo môi trường chia sẻ dữ liệu GIS mở, cộng tác và kết nối

− HCMGIS StoryMaps nền tảng biên tập và trình bày chuỗi thông tin liên quan

Từ đó các ứng dụng dựa trên các nền tảng được xây dựng phục vụ cho việc lên chiến lược, kế hoạch xây dựng, vận hành và phát triển hệ thống thông tin địa lý phục cụ công tác quản lý Nhà nước tại TPHCM với nhiều ứng dụng cụ thể như hệ thống quản lý lâm sản và động vật hoang dã, quản lý CSDL môi trường ngành công thương, quản lý các khu chế xuất, khu công nghiệp ở TPHCM (HCMGIS, 2016)

Cổng thông tin quy hoạch (thongtinquyhoach.hochiminhcity.gov.vn) là một ứng dụng được phát triển và quản lý bởi Sở Quy hoạch - Kiến trúc nhằm cung cấp thông tin quy hoạch đô thị tại TPHCM đến người dân, tổ chức và doanh nghiệp một cách trực tuyến thông qua ứng dụng web hoặc trên thiết bị smartphone, tablets Thông tin quy hoạch được cung cấp là quy hoạch sử dụng đất trong hồ sơ quy hoạch phân khu tỷ lệ 1/2000 được phê duyệt trên địa bàn thành phố (24 quận huyện) Điểm quan trọng của cổng thông tin là người dùng có thể xác định vị trí của khu đất thông qua việc nhập toạ độ của khu đất (các thông số này có thể tìm thấy trong giấy chứng nhận quyền sử dụng đất hoặc bản đồ hiện trạng vị trí khu đất), hoặc xác định vị trí khu đất thông qua định vị GPS có sẵn trong thiết bị di động thông minh Ngoài ra, người dùng còn có thể tải về các bản đồ quy hoạch và quyết định phê duyệt quy hoạch để có thể tham khảo một cách cụ thể hơn Nội dung thông tin quy hoạch cung cấp thông qua các ứng dụng là các hồ sơ quy hoạch đã được cơ quan có thẩm quyền phê duyệt và có đầy đủ căn cứ pháp lý để áp dụng Tuy nhiên, hiện nay, dữ liệu trên cổng thông tin vẫn chưa hoàn thiện ở một vài khu vực như quận 12, huyện Hóc Môn, Củ Chi, Bình Chánh (Sở Quy hoạch – Kiến trúc TPHCM, 2017)

Một kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Kim Lợi và nhóm nghiên cứu với tên gọi “Nghiên cứu việc triển khai tích hợp hệ thống giám sát biến đổi khí hậu cho mạng lưới quan trắc môi trường thành phố Hồ Chí Minh” thực hiện năm 2018 với các mục tiêu nghiên cứu như nghiên cứu, phân tích, xác định mối liên hệ, tương tác cơ bản giữa biến đổi khí hậu với các thành phần môi trường (không khí, nước), nghiên cứu, đề xuất các thông số, hình thức quan trắc, số lượng và vị trí quan trắc tối ưu cần bổ sung cho hệ thống quan trắc môi trường TPHCM nhằm thực hiện công tác giám sát và đánh giá diễn biến biến đổi khí hậu, nghiên cứu, xây dựng các

quy trình, phương pháp thu thập và xử lý dữ liệu của hệ thống tích hợp nhằm phục vụ công tác phân tích, đánh giá diễn biến chất lượng môi trường có liên hệ với diễn biến biến đổi khí hậu và ngược lại Bên cạnh những kết quả đạt được, nghiên cứu cũng còn những tồn tại và hướng cải thiện trong tương lại như tích hợp thêm CSDL địa hình, thỗ nhưỡng, sử dụng đất… vào CSDL nghiên cứu, chuỗi số liệu khí tượng thủy văn cần thu thập thêm về thời gian để mối liên hệ, tương tác giữa biến đổi khí hậu với các thành phần môi trường tại TPHCM được rõ rang (Nguyễn Kim Lợi, 2019)

Cổng thông tin tiếp nhận thông tin sự cố hạ tầng kỹ thuật (1022.tphcm.gov.vn) được Sở Thông tin và Truyền thông xây dựng, cùng 84 đơn vị (Sở ngành, Ủy ban nhân dân 24 quận/huyện và các đơn vị quản lý/sở hữu/duy tu hạ tầng) tham gia giải quyết xử lý các sự cố do người dân phản ánh Ưu điểm của hệ thống là tiếp nhận thông tin sự cố hạ tầng kỹ thuật tại TPHCM thông qua các mảng như hạ tầng giao thông, cấp và thoát nước, chiếu sáng, cây xanh, điện lực viễn thông và giao thông công cộng phục vụ trong thời gian 24/7 các phản ánh của người dân thông qua 5 phương thức:

− Tổng đài 1022: cung cấp thông tin sự cố qua hình thức gọi điện thoại đến số tổng đài 1022

− Mobile App “Tổng đài 1022” (phiên bản trên Android và trên iOS), cho phép chụp hình và chọn địa điểm xảy ra sự cố trên bản đồ để phản ánh

− Nhắn tin SMS: nhắn tin SMS phản ánh thông tin sự cố và và gửi đến số tổng đài 1022

− Cổng thông tin điện tử: Truy cập cổng thông tin https://1022.tphcm.gov.vn Để phản ánh về sự cố

− Hộp thư điện tử (email): Gửi thông tin phản ánh đến hộp thư điện tử 1022@tphcm.gov.vn

Ngoài ra, cổng thông tin còn cho phép người dân theo dõi được quá trình xử lý; nhận được thông báo về kết quả xử lý sau khi hoàn tất giải quyết xử lý sự cố; người dân đối chiếu thực tế xử lý và tiếp tục phản ánh lại hệ thống trong trường hợp

tương lai, hệ thống cần hoàn thiện hơn trong công tác phối hợp với các bên liên quan để thông tin về tình trạng khắc phục sự cố đối với một khu vực cụ thể trong thời gian dài (Sở Thông tin và Truyền thông, 2019)

Cổng dữ liệu mở TPHCM (data.hochiminhcity.gov.vn) là một bộ phận quan trọng của kho dữ liệu dùng chung của TPHCM, nền tảng quan trọng trong việc triển khai xây dựng đô thị thông minh, phục vụ triển khai các hệ thống thông tin, ứng dụng phục vụ người dân, doanh nghiệp và công tác quản lý, chỉ đạo điều hành của thành phố, đồng thời đây là nguồn cung cấp dữ liệu làm cơ sở phát triển hệ sinh thái dữ liệu mở cho thành phố Trên cơ sở kho dữ liệu dùng chung, Cổng dữ liệu mở của TPHCM được phát triển để tạo ra phương thức chia sẻ tài nguyên dữ liệu từ kho dữ liệu dùng chung với người dân, doanh nghiệp và tổ chức Với ưu điểm phân quyền cổng dữ liệu mở cho người dân, doanh nghiệp và cổng dữ liệu mở cho cơ quan nhà nước sẽ giúp cho việc quản lý dữ liệu được chính xác, đồng thời phát triển và hoàn thiện kho dữ liệu dùng chung của TPHCM trong tương lai (Ủy ban nhân dân TPHCM, 2019)

Ngoài ra, còn có các trang chia sẻ, cổng thông tin khác như Thông tin giao thông (giaothong.hochiminhcity.gov.vn), cổng thông tin PAMAir (pamair.org), cổng thông tin FAirNet (fairnet.vn), Hệ thống thông tin nông nghiệp của Trung tâm ứng dụng công nghệ vũ trụ STAC (Space Technology Application Center)…

Đối với ngành Tài nguyên và môi trường trong lĩnh vực quản lý đất đai, để giảm thiểu những sai sót trong quá trình cập nhật, chỉnh lý biến động đất đai và đảm bảo khả năng xử lý những bài toàn lớn quy mô liên quận huyện, bao phủ địa bàn TPHCM với hiệu quả cao, tính thống nhất và pháp lý như đã quy định bởi pháp luật trên toàn địa bàn TPHCM Một hệ thống với tên gọi “Hệ thống thông tin đất đai TPHCM” nhằm xây dựng mô hình CSDL đất đai theo kiểu tập trung (Hình 1.1), do Văn phòng đăng ký đất đai TPHCM chịu trách nhiệm thu thập, xây dựng, quản lý, cập nhật dữ liệu liên quan đến đất đai (Bùi Hồng Sơn, 2019) Dữ liệu đất đai bao gồm các dữ liệu:

− Dữ liệu bản đồ địa chính và các hồ sơ địa chính kèm theo − Dữ liệu quy hoạch sử dụng sử dụng dất và các hồ sơ kèm theo

− Dữ liệu bản đồ kế hoạch sử dụng đất − Dữ liệu bản đồ giá đất

− Dữ liệu giao đất, thuê đất

− Dữ liệu liên quan đến đất đai khác

Dữ liệu về đất đai nói trên được thu thập từ nhiều nguồn và từ nhiều tổ chức khác nhau:

− Được cung cấp bởi nhân dân thông qua việc nộp hồ sơ thủ tục hành chính để đăng ký biến động hay đề nghị cấp mới hoặc cấp đổi giấy chứng nhận

− Là kết quả, sản phẩm của công tác quản lý của các phòng ban trực thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường; sản phẩm các dự án, nhiệm vụ chuyên môn của Sở Tài nguyên và Môi trường

− Là các hồ sơ từ các đơn vị khác như Phòng Tài nguyên và Môi trường các quận huyện, các đơn vị khác trên địa bàn Thành phố

Bên cạnh đó, các dữ liệu chính phủ điện tử đều được tiếp nhận bằng nhiều hình thức: Nộp trực tiếp tại Văn phòng đăng ký đất đai TPHCM, nộp trực tuyến qua hệ thống dịch vụ công trực tuyến, hoặc qua trục kết nối, liên thông của TPHCM… Và được xử lý bằng các phần mềm như quản lý văn bản, một cửa điện tử đất đai… Trong quá trình xử lý hồ sơ, văn bản hành chính, các nhân viên có thể tham khảo các dữ liệu kỹ thuật liên quan qua môi trường điện tử chia sẻ, trao đổi dữ liệu từ các cơ sở dữ liệu không chỉ thuộc Văn phòng đăng ký mà còn từ các cơ sở dữ liệu khác trong và ngoài ngành tài nguyên và môi trường (Bùi Hồng Sơn, 2019)

Hình 1.1 Mô hình dữ liệu của hệ thống thông tin đất đai (Bùi Hồng Sơn, 2019)

Các dữ liệu chính phủ điện tử và các dữ liệu kỹ thuật về đất đai của Văn phòng đang ký đất đai cần phải được cung cấp cho các tổ chức trong và ngoài ngành khác khai thác theo nội dung và quy chế đã được thỏa thuận và ban hành Các dữ liệu này không phải là tất cả các dữ liệu hiện có của Văn phòng đăng ký đất đai, chỉ là một phần dữ liệu mà các đơn vị, tổ chức, cá nhân cần khai thác và sử dụng

Các dữ liệu được cung cấp qua môi trường điện tử phục vụ công tác chia sẻ, trao đổi dữ liệu theo kiến trúc tổng thể công nghệ thông tin nói chung của hệ thống thông tin quản lý ngành tài nguyên và môi trường Các dịch vụ Web theo tiêu chuẩn đã được quy định sẽ được xây dựng để cung cấp các dữ liệu đất đai cho môi trường điện tử Tất cả các dịch vụ Web cung cấp dữ liệu đất đai đều phải được mô tả, đăng ký và công bố tại hệ thống đăng ký dịch vụ và dữ liệu tài nguyên và môi trường

Từ đó, mô hình hệ thống ứng dụng cho hệ thống thông tin đất đai (Hình 1.2) được thiết kế trên mô hình client/servers với 3-tier trên nền tảng công nghệ Web và

Desktop Các ứng dụng phục vụ cho nghiệp vụ cung cấp dữ liệu, nghiệp vụ đăng ký và công bố dịch vụ và dữ liệu cần phải áp dụng cho hệ thống thông tin đất đai nói riêng và cho tất cả các hệ thống thông tin nói chung trong ngành tài nguyên và môi trường Các ứng dụng nói trên có thể được phát triển và xây dựng hoặc có thể được đầu tư mua sắm các phần mềm đóng gói có sẵn trên thị trường trong và ngoài nước Các ứng dụng Web, máy chủ và cơ sở dữ liệu đất đai được lưu trữ, quản lý và vận hành tại hệ thống máy chủ (Data Center) của Văn phòng đăng ký đất đai TPHM Các ứng dụng được phát triển và vận hành trong hệ thống thông tin đất đai dựa vào nền tảng công nghệ Web, GIS, viễn thám và dựa vào các công nghệ khác được khuyến cáo ở phần kiến trúc an ninh và công nghệ (Bùi Hồng Sơn, 2019)

Hình 1.2 Mô hình hệ thống ứng dụng trong hệ thống thông tin đất đai (Bùi Hồng Sơn, 2019)

Đối tượng sử dụng chính trong hệ thống là tất cả các chuyên viên thuộc Văn phòng đăng ký đất đai TPHCM (bao gồm cả các chi nhánh tại các quận huyện):

− Các chuyên viên sử dụng các ứng dụng để thu thập các dữ liệu, là kết quả,

tử quản lý đất đai) và tiến hành chuẩn hóa, cập nhật các dữ liệu có tính pháp lý vào trong hệ thống cơ sở dữ liệu đất đai theo đúng quy định

− Các chuyên viên sử dụng các ứng dụng để thu thập các dữ liệu do các phòng ban, đơn vị chuyên môn chủ trì tạo lập để đánh giá chuẩn hóa và xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên ngành cho hệ thống Bên cạnh đó, có thể sử dụng các ứng dụng để xử lý dữ liệu, xây dựng các bản đồ chuyên đề theo yêu cầu của lãnh đạo và phục vụ nhu cầu của nền kinh tế và xã hội

− Các chuyên viên tại chi nhánh sử dụng các ứng dụng qua Web hoặc các ứng dụng Desktop như GIS, CAD… để thực hiện các nhiệm vụ được giao như: Tiếp nhận hồ sơ; tra cứu dữ liệu, thông tin cần thiết để xử lý hồ sơ; tải xuống dữ liệu cần thiết để xử lý, biên tập, đo vẽ khi cần; thực hiện thống kê, báo cáo theo quy định và đột xuất; tạo các bản đồ chuyên đề khi có yêu cầu của lãnh đạo và xã hội;…

Tất cả ứng dụng ngày càng phải tiếp cận đến từng vị trí việc làm của Văn phòng đăng ký trên nguyên tắc: Quy trình hóa ISO điện tử và ứng dụng phải phục vụ đúng người đúng nhiệm vụ được giao Trong đó, thiết lập và triển khai quy trình ISO điện tử là điểm mấu chốt để định hướng phát triển hay đầu tư các ứng dụng kỹ thuật tài nguyên và môi trường Trong đó:

− Các chuyên viên của các phòng ban liên quan có thể sử dụng các ứng dụng để tra cứu, khai thác và sử dụng dữ liệu đất đai để phục vụ cho công việc của mình

− Nhân dân và cộng đồng có thể tham gia ở vai trò tìm kiếm thông tin trên các ứng dụng Web của hệ thống để thực hiện quyền giám sát của mình đối với hoạt động quản lý về đất đai

− Các tổ chức trong và ngoài ngành tài nguyên và môi trường có thể tham gia với vai trò người khai thác và sử dụng dữ liệu đất đai để phục vụ cho mục đích riêng của mình theo đúng quy định (Bùi Hồng Sơn, 2019)

1.2 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

TPHCM là thành phố đông dân nhất, đồng thời cũng là trung tâm kinh tế, văn hóa, giáo dục quan trọng bậc nhất của Việt Nam Giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam, TPHCM chiếm 21,3% GDP và 29,38% tổng thu ngân sách của cả nước Vào năm 2014, thành phố đón khoảng 4.4 triệu khách du lịch quốc tế, tức 56% lượng khách quốc tế đến Việt Nam Các lĩnh vực giáo dục, truyền thông, thể thao, giải trí, TPHCM đều giữ vai trò quan trọng bậc nhất (Cục thống kê TPHCM, 2014)

1.2.1 Vị trí địa lý

TPHCM có tọa độ 10°10' - 10°38' Bắc và 106°22' - 106°54' Đông − Phía Bắc giáp tỉnh Bình Dương

− Phía Tây Bắc giáp tỉnh Tây Ninh

− Phía Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai − Phía Đông Nam giáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

− Phía Tây và Tây Nam giáp tỉnh Long An và Tiền Giang − Phía Nam giáp Biển Đông với đường bờ biển dài 15km

TPHCM cách thủ đô Hà Nội gần 1.730 km đường bộ, nằm ở ngã tư quốc tế giữa các con đường hàng hải từ Bắc vào Nam, từ Đông sang Tây, là trung tâm của khu vực Đông Nam Á, cách bờ biển Đông 50 km đường chim bay Đây là đầu mối giao thông nối liền các tỉnh trong vùng và là cửa ngõ quốc tế với hệ thống cảng và sân bay lớn nhất cả nước (HEPZA, 2011)

Hình 1.3 thể hiện bản đồ TPHCM với 24 quận huyện, cùng 317 phường xã, trong đó, khu vực nội thành gồm 19 quận và khu vực ngoại thành gồm 5 huyện, diện tích tự nhiên thành phố 2.095,10 km2, nội thành 494,01 km2 chiếm 23,58%, ngoại thành 1.601 km2 chiếm 76,42% (Cục thống kê TPHCM, 2014)

Hình 1.3 Bản đồ hành chính TPHCM 1.2.2 Điều kiện tự nhiên

Địa hình

Nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long, địa hình thành phố thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Đông sang Tây Vùng cao nằm ở phía Bắc - Đông Bắc và một phần Tây Bắc, trung bình 10 đến 25 mét Xen kẽ có một số gò đồi, cao nhất lên tới 32 mét như đồi Long Bình ở quận 9 Ngược lại, vùng trũng nằm ở phía Nam - Tây Nam và Ðông Nam thành phố, có độ cao trung bình trên dưới một mét, nơi thấp nhất 0,5 mét Các khu vực trung tâm, một phần các quận Thủ Đức, quận 2, toàn bộ huyện Hóc Môn và quận 12 có độ cao trung bình, khoảng 5 đến 10 mét (Cục thống kê TPHCM, 2014)

Địa chất

Địa chất TPHCM bao gồm chủ yếu là hai tướng trầm tích Pleistocen và Holocen lộ ra trên bề mặt Trầm tích Pleistocen chiếm hầu hết phần Bắc, Tây Bắc và Đông Bắc thành phố Dưới tác động của các yếu tố tự nhiên và hoạt động của con người, trầm tích phù sa cổ hình thành nhóm đất đặc trưng riêng: đất xám Ngoài ra còn có một diện tích khoảng hơn 400 ha là "giồng" cát gần biển và đất feralite vàng nâu bị xói mòn trơ sỏi đá ở vùng đồi gò (Cục thống kê TPHCM, 2014)

Khí hậu

Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, TPHCM có nhiệt độ cao đều trong năm và hai mùa mưa - khô rõ rệt Mùa mưa được bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, trong đó 2 tháng có lượng mưa cao nhất là tháng 6 và tháng 9, còn mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Lượng mưa trung bình của thành phố đạt 1.949 mm/năm với số ngày mưa trung bình trong năm lên đến 159 ngày, trong đó năm 1908 đạt cao nhất 2.718 mm, thấp nhất xuống 1.392 mm vào năm 1958 Trung bình, TPHCM có 160 đến 270 giờ nắng một tháng, nhiệt độ trung bình 27°C, cao nhất lên tới 40°C, thấp nhất xuống 13,8°C Hàng năm, thành phố có 330 ngày nhiệt độ trung bình 25 đến 28°C (Cục thống kê TPHCM, 2014)

Chế độ thuỷ văn

TPHCM có hệ thống sông rạch phức tạp, chúng được nối kết với nhau thành một hệ thống có mối tương quan chặt chẽ về mặt chế độ thủy văn và chịu ảnh hưởng mạnh của chế độ bán nhật triều từ biển Đông vào

1.2.3 Điều kiện kinh tế - xã hội

TPHCM là trung tâm văn hóa, kinh tế phát triển năng động, có hệ thống cơ sở hạ tầng tương đối hoàn chỉnh và nguồn nhân lực dồi dào, đồng thời là trung tâm công nghiệp lớn của phía Nam

Về tổ chức hành chính, TPHCM có 19 quận và 5 huyện, đó là:

− Có 13 quận nội thành hạn chế phát triển là: quận 1, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 11, Gò Vấp, Tân Bình, Tân Phú, Bình Thạnh và Phú Nhuận

− Có 6 quận nội thành phát triển là: quận 2, 9, 7, 12, Thủ Đức và Bình Tân

− Có 5 huyện còn lại là: Củ Chi, Hóc Môn, Bình Chánh, Nhà Bè và Cần Giờ

Tổng sản phẩm trên địa bàn (Gross Regional Domestic Product - GRDP)

GRDP của TPHCM năm 2018 đạt giá trị 1,3 triệu tỷ đồng, tương đương 57 tỷ USD và chiếm hơn 23% quy mô nền kinh tế cả nước Trong cơ cấu các ngành kinh tế, dịch vụ chiếm 62,4%, công nghiệp và xây dựng chiếm 22,9%, còn lại là nông nghiệp và các khu vực khác Tỷ trọng các ngành dịch vụ chất lượng cao, ngành có hàm lượng giá trị gia tăng lớn, có lợi thế cạnh tranh liên tiếp tăng dần trong các năm qua Riêng chỉ số sản xuất công nghiệp tăng 4,1%, trong đó 4 ngành công nghiệp trọng yếu đạt mức tăng 9,2% Thu hút vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài trong năm đạt 7,07 tỷ USD, tăng hơn 7% so với năm 2017, chiếm 22% tổng thu hút FDI của cả nước Tổng thu ngân sách đạt 378,5 nghìn tỷ đồng (tăng 6% so với mức thực hiện năm 2017), hoàn thành nhiệm vụ thu ngân sách được giao, đồng thời chiếm 27,2% tổng thu ngân sách cả nước (Cục thống kê TPHCM, 2018)

1.2.4 Hiện trạng chất lượng môi trường tại TPHCM

a Tổng quan về hệ thống quan trắc chất lượng môi trường tại TPHCM Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng không khí

Trải qua quá trình xây dựng và phát triển từ 6 trạm quan trắc đặt tại 6 cửa ngõ chính của TPHCM năm 1993 Đến nay, hệ thống quan trắc chất lượng không khí tại TPHCM đã dần hoàn thiện với quy mô bao gồm 20 vị trí nằm rải rác các quận huyện tại TPHCM, thông tin chi tiết các trạm quan trắc được thể hiện trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng không khí

KK0012 Đường N - Nam, Tân Phú, Quận 7, Hồ Chí Minh

13 Hội Liên Hiệp Phụ

18 Trạm Thống Nhất KK0018 1 Lý Thường Kiệt, Phường 7, Tân Bình, Hồ Chí Minh

19 Trạm Tân Sơn Hòa KK0019 57 Trương Quốc Dung, Phường 10, Phú Nhuận, Hồ Chí Minh

20 Thảo Cầm Viên KK0020 1Bis Nguyễn Thị Minh Khai, Bến Nghé, Quận 1, Hồ Chí Minh

Tần suất và thông số đo đạc: Đo 10 ngày trong tháng vào 2 thời điểm (7h30

– 8h30 và 15h – 16h) với các thông số nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió, hướng gió, tiếng ồn, TSP, PM10, SO2, NO2, CO, O3 (Quy chuẩn so sánh: QCVN 05:2013/BTNMT về chất lượng không khí xung quanh và QCVN 26:2010/BTNMT về tiếng ồn) (Trung tâm quan trắc tài nguyên và môi trường, 2019)

Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng nước mặt và thủy văn

Bảng 1.2 thể hiện hệ thống quan trắc chất lượng nước mặt bao gồm 20 vị trí nằm rải rác trên tuyến sông Sài Gòn – Đồng Nai

Bảng 1.2 Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng nước mặt và thủy văn

22 Tam Thôn Hiệp NS0022 622246.7 1172986

Tần suất và thông số đo đạc

− Thủy văn: đo mỗi tháng một đợt vào một trong hai kỳ nước cường nhất trong tháng tại cùng vị trí thu mẫu nước mặt Đo đạc các thông số thủy văn: mực nước đỉnh triều và chân triều; lưu tốc cực đại nước lớn và nước ròng; lưu lượng trung bình (Trung tâm quan trắc tài nguyên và môi trường, 2019) − Nước mặt:

+ Tần suất quan trắc: tháng 1 lấy mẫu vào các ngày 1, 7, 15 và 22; Từ tháng 2 trở đi, tần suất giảm còn 2 lần/tháng Mẫu nước được lấy vào hai thời điểm chân triều thấp và đỉnh triều cao

+ Thông số quan trắc: Hệ thống các chỉ tiêu phân tích bao gồm nhiệt độ, pH, TSS, độ mặn, độ đục, Ammonia, COD, BOD5, DO, Pb, Cu, Cd, dầu, tổng Coliform, E Coli Các phương pháp phân tích được áp dụng theo tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn phân tích hiện đang áp dụng tại đa số các phòng thí nghiệm môi trường trong nước cũng như trong khu vực

Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng nước kênh

Bảng 1.3 thể hiện hệ thống quan trắc chất lượng nước kênh bao gồm 24 vị trí nằm rải rác tại các kênh rạch nội thành TPHCM

Bảng 1.3 Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng nước kênh

Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng nước dưới đất

Bảng 1.4 thể hiện hệ thống quan trắc chất lượng nước dưới đất bao gồm 14 vị trí nằm rải rác tại các quận huyện tại TPHCM

Bảng 1.4 Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng không khí

− Quan trắc chất lượng nước: 3 tháng/lần trong năm

Các thông số phân tích: pH, TDS, Độ cứng (CaCO3), NO3-, NH4+, SO42-, Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Cd, As, Cr, CN-, Coliform, Fecal coliform (Tiêu chuẩn so sánh: QCVN 09: 2008/BTNMT) (Trung tâm quan trắc tài nguyên và môi trường, 2019)

Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng nước biển ven bờ

Bảng 1.5 thể hiện hệ thống quan trắc chất lượng nước biển ven bờ bao gồm 9 vị trí nằm rải rác tại huyện Cần Giờ, TPHCM

Bảng 1.5 Hệ thống các trạm quan trắc chất lượng nước biển ven bờ