ung dung gis thu gom chat thai

ứng dụng gis quản lý chất thải rắn

Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa SVTH: Nguyễn Hoài Thy Trang 1 Chương 1: MƠÛ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề – lý do chọn đề tài: hất thải rắn có từ những ngày đầu con người có mặt trên trái đất. Con người và động vật khai thác các nguồn tài nguyên trên trái đất để phục vụ cho đời sống của mình và thải ra môi trường chất thải rắn. Trong giai đoạn tiền sử, khi mà con người là một thành viên rất nhỏ bé trên trái đất với cuộc sống riêng lẻ, hoang dã thì chất thải rắn không ảnh hưởng lớn đến môi trường do diện tích đất rộng và khả năng tự làm sạch cao, thiên nhiên có thể nhận một khối lượng lớn rác mà không gây hại tới môi trường. Chỉ khi cách sống tập trung và các đô thò, thành phố ra đời thì rác mới trở thành mối quan tâm của cộng đồng con người do khối lượng lớn, thành phần phức tạp, khả năng phân huỷ chậm và sự tích tụ ngày càng cao của chúng. Có loại vật liệu mới chỉ ngày hôm qua phục vụ đắc lực cho con người thì hôm nay lại trở thành chất thải rắn có khả năng gây độc hại không chỉ cho con người mà còn cho môi trường. Đặc biệt trong giai đoạn phát triển công nghiệp hoá, hiện đại hoá kèm theo tình trạng dân số tăng nhanh trong khi rác không còn chỗ để tái sử dụng hoặc nhiều loại chất thải không có khả năng phân huỷ hay tồn tại rất lâu trong thiên nhiên tăng cao thì chất thải rắn càng ảnh hưởng xấu đến môi trường sống của con người. Thành phố Biên Hoà đang trong giai đoạn công nghiệp hoá – hiện đại hoá, vừa là trung tâm kinh tế, chính trò, văn hóa, xã hội của tỉnh Đồng Nai, vừa là đô thò loại hai. Có một vò trí hết sức quan trọng, Biên Hòa là cửa ngõ của thành phố Hồ Chí Minh – một trung tâm kinh tế lớn của cả phía Nam, với tốc độ đô thò hoá nhanh, do vậy dân số của thành phố Biên Hòa cũng tăng nhanh, tỉ lệ gia tăng dân số hàng năm khoảng 3.95%. Với tốc độ tăng trưởng kinh tế cao, bình quân hàng năm đạt 13%, cao gần gấp đôi mức trung bình của cả nước (7.2%). Cùng với việc C Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa SVTH: Nguyễn Hoài Thy Trang 2 khai thác nguồn tài nguyên, quá trình công nghiệp hoá, đô thò hoá mạnh kết hợp hạ tầng kỹ thuật phát triển làm nảy sinh hàng loạt vấn đề môi trường. Một trong số các vấn đề đó là vấn đề quản lý chất thải rắn đô thò – vấn đề nhức nhối đối với các nhà lãnh đạo, quy hoạch và quản lý. Lượng chất thải rắn này nếu không được quản lý tốt sẽ ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ cộng đồng và môi trường. Trong bối cảnh phát triển như Việt Nam hiện nay, việc từng bước ứng dụng GIS vào hoạt động quy hoạch, quản lý và giám sát trong các lónh vực tài nguyên, môi trường, giao thông, du lòch … là rất cần thiết. Nó giúp ta có được cái nhìn tổng thể cũng như nhận biết rất nhanh, rõ ràng và chính xác những thay đổi của đối tượng theo không gian và thời gian nhằm hổ trợ các nhà hoạch đònh ra quyết đònh sau cùng. Nhận thấy được những lợi ích do các ứng dụng GIS đem lại, nhiều đơn vò đã bắt đầu đưa GIS vào hoạt động của mình và xem như đó là một phần quan trọng không thể thiếu. Chính vì vậy, tôi chọn đề tài ng dụng GIS vào công tác quản lý thu gom – vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt tại thành phố Biên Hòa để hỗ trợ cho công tác quản lý CTR SH nhanh chóng và nhằm đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ thông tin đòa lý GIS vào công tác quản lý môi trường để nâng cao hiệu quả quản lý. Nhưng do những hạn chế về dữ liệu và thời gian nên tôi chỉ tiến hành thí điểm trên các phường nội thành của thành phố. Do vậy mà đề tài có thể đáp ứng được nhu cầu hiện tại và phù hợp với điều kiện thực tế của thành phố Biên Hòa, một thành phố đang trong giai đoạn CNH – HĐH, nên đề tài có tính thực tiễn cao. 1.2 Mục tiêu của đề tài:  Thu thập các thông tin về hệ thống thu gom – vận chuyển CTR SH tại thành phố Biên Hòa mà trọng tâm là các phường nội thành.  Tìm hiểu hiện trạng thu gom, vận chuyển CTR SH tại thành phố Biên Hòa, trên cơ sở đó đánh giá hiện trạng của hệ thống thu gom – vận chuyển này. Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa SVTH: Nguyễn Hoài Thy Trang 3  Thể hiện trực quan trên bản đồ thành phố Biên Hòa các thông tin về hệ thống thu gom – vận chuyển CTR SH tại các phường nội thành.  Đưa ra một số vấn đề phát sinh trong quản lý CTR SH tại các phường nội thành phố Biên Hòa và đề xuất hướng giải quyết gợi ý. 1.3 Nội dung nghiên cứu:  Khảo sát và phân tích hiện trạng hệ thống thu gom – vận chuyển CTR SH tại thành phố Biên Hòa để tìm ra những bất cập trong công tác thu gom và vận chuyển để từ đó đưa ra hướng khắc phục.  Tìm hiểu đặc trưng về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội thành phố Biên Hòa.  Nghiên cứu hệ thống thông tin đòa lý và phần mềm Map Info và Arcview .  Thiết kế mô hình dữ liệu bao gồm: dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính.  ng dụng chức năng phân tích mạng của Arcview nhằm đề xuất lộ trình thu gom tối ưu cho công tác thu gom CTR SH tại các phường nội thành thành phố Biên Hòa. 1.4 Đối tượng nghiên cứu:  Các thông tin về hệ thống quản lý CTR SH tại thành phố Biên Hòa.  Quy trình thu gom CTR SH tại thành phố Biên Hòa.  Các điểm hẹn lấy rác trên đòa bàn thành phố Biên Hòa và chủ yếu là các điểm hẹn trong các phường nội thành.  Các lộ trình vận chuyển CTR SH trong thành phố Biên Hòa.  Tình trạng của các thiết bò thu gom – vận chuyển CTR SH trong thành phố Biên Hòa. 1.5 Giới hạn của đề tài: Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa SVTH: Nguyễn Hoài Thy Trang 4  Do thời gian có hạn nên đề tài chỉ tập trung vào khảo sát hệ thống thu gom –vận chuyển CTR SH tại các phường nội thành thành phố Biên Hòa.  Có thể nghiên cứu sâu hơn để mở rộng mô hình cho toàn thành phố Biên Hòa và các khu vực có đặc điểm về tuyến thu gom – vận chuyển gần giống với điều kiện của thành phố Biên Hòa. 1.6 Tiến trình thực hiện: Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa SVTH: Nguyễn Hoài Thy Trang 5 Thành lập bản đồ tuyến thu gom, vận chuyển CTR SH tại các phường nội thành TP.Biên Hòa Đánh giá hiện trạng thu gom – vận chuyển CTR SH tại các phường nọâi thành và các vấn đề cần giải quyết  Tìm hiểu phần mềm ứng dụng MapInfo, Arcview: - Các ứng dụng và khả năng ứng dụng. - Các chức năng và công cụ.  Thu thập các dữ liệu không gian ( các lớp thông tin bản đồ thành phố Biên Hòa), dữ liệu thuộc tính cho các dữ liệu không gian.  Tìm hiểu, thu thập dữ liệu về đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội thành phố Biên Hòa.  Tìm hiểu, khảo sát, thu thập số liệu về hệ thống thu gom – vận chuyển CTR SH, đặc điểm và cách bố trí điểm hẹn và điểm dọc tuyến của thành phố Biên Hòa mà đặc biệt là các phường nội thành. Xây dựng bản đồ thành phố Biên Hòa và bản đồ nền các phường nội thành thành phố. Vạch lộ trình thu gom – vận chuyển CTR SH tối ưu cho các phường nội thành , phân chia số xe đẩy tay trên mỗi phường, bố tríù thùng composit trên các tuyến đường . ng dụng chức năng phân tích mạng của GIS kết hợp tính toán Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa SVTH: Nguyễn Hoài Thy Trang 6 Chương 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 2.1 Phương pháp luận ứng dụng hệ thống thông tin đòa lý (GIS): 2.1.1 Cơ sở khoa học của GIS: 2.1.1.1 Lòch sử hình thành và đònh nghóa GIS: Thu thập dữ liệu về vò trí phân bố trong không gian của các đặc tính quan trọng của trái đất từ lâu đã là các hoạt động quan trọng trong xã hội loài người. Từ xưa đến nay, các nhà hàng hải, các nhà đòa lý thu thập dữ liệu này, sau đó họa đồ can vẽ lại, tô màu để trở thành bản đồ. Ban đầu bản đồ được sử dụng để diễn tả những vò trí xa để trợ giúp cho việc đònh hướng trong không gian và sử dụng cho quân đội ( Hodgkiss 1981). Chỉ đến thế kỷ 18, nhu cầu về quản lý biên giới, lãnh thổ trở nên cấp bách thì các quốc gia bắt đầu công việc vẽ bản đồ một cách có hệ thống. Vấn đề dữ liệu bản đồ đã mang tính toàn cầu, vì vậy nó phải được xác đònh một cách chính xác và khách quan. Vào thế kỷ 20, nhu cầu về dữ liệu ảnh hàng không, ảnh vũ trụ đột ngột tăng lên và dẫn đến sự ra đời các phương pháp chụp ảnh stereo. Phương pháp phân loại ảnh không thể tránh được một khối lượng lớn các chỉ tiêu cho các dữ liệu phức tạp. Đến năm 1930 xuất hiện lần đầu tiên phương pháp thống kê và phân tích chuỗi. Đến những năm 1960 người ta mới có công cụ máy tính để thực hiện các phương pháp trên. Vào những năm 1960 – 1970, người ta sử dụng bản đồ ở hầu hết các lónh vực dẫn đến xuất hiện nhu cầu tổng hợp các bản đồ. Một trong số hai cách để thực hiện điều này: người ta cố gắng tìm những đối tượng xuất hiện một cách tự nhiên, có thể nhận biết, mô tả và hiển thò bản đồ theo các thuộc tính. Cùng với các yếu Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa SVTH: Nguyễn Hoài Thy Trang 7 tố tự nhiên này, yêu cầu phải được nhận biết, duy nhất và tổ hợp độc lập của các đặc trưng môi trường. Điều đáng quan tâm là khi sử dụng kết quả của bản đồ tài nguyên là đối với nhiều mục tiêu, chúng rất chung chung và khó tách ra được các thông tin cần thiết. Khi phạm vi của bản đồ chuyên ngành ngày càng rộng, người dùng muốn tìm cách tổng hợp thông tin sẵn có để có cái nhìn tổng quát hoặc phân loại thông tin theo cách riêng của mình. Đến đầu năm 1970, SYMAP, chương trình đầu tiên vẽ bản đồ đơn giản và in ra các số liệu thống kê ra đời. Chương trình GRID cũng được thành lập sử dụng khuôn dạng dữ liệu raster, các chương trình này đặc biệt phát triển dùng để chồng xếp bản đồ. Kể từ đó, đã có nhiều phương pháp xử lý bản đồ tự động được phát triển. Tất cả các cố gắng này nhằm phát triển các công cụ hữu ích phục vụ việc thu thập, lưu trữ, truy cập, chuyển đổi, tích hợp và hiển thò dữ liệu không gian. Tập hợp tất cả công cụ này cùng với một số thành phần khác cấu thành nên Hệ thống thông tin đòa lý( Geographic Information System – GIS). Tùy theo cách tiếp cận mà có nhiều đònh nghóa khác nhau về GIS, dưới đây là một số đònh nghóa của một vài tác giả: Theo Dueker (1979): GIS là một trường hợp đặc biệt của hệ thống thông tin với cơ sở dữ liệu gồm những đối tượng, những hoạt động hay những sự kiện phân bố trong không gian được biểu diễn như những điểm, đường, vùng trong hệ thống máy tính. GIS xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đường, vùng, phục vụ cho những hỏi đáp và phân tích đặc biệt. Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa SVTH: Nguyễn Hoài Thy Trang 8 Theo Pavlidis (1982): GIS là một hệ thống có chức năng xử lý thông tin đòa lý nhằm phục vụ quy hoạch, trợ giúp quyết đònh trong một lónh vực chuyên môn nhất đònh. Theo Burrough (1986): GIS là một hộp công cụ mạnh, dùng để lưu trữ, truy vấn tùy ý, biến đổi và hiển thò dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những mục tiêu đặc biệt. Theo Calkins và Tomlinson (1977), Marble (1984) và Star and Ester (1990): GIS là một hệ thống thông tin bao gồm một phụ hệ có khả năng biến đổi dữ liệu đòa lý thành những thông tin có ích. Theo Gilbert H.Castle (1993): Hệ thống thông tin đòa lý (HTTTĐL hay GIS) là một hệ thống bao gồm các phần mềm, phần cứng máy tính và một cơ sở dữ liệu đủ lớn, có chức năng thu thập, cập nhật, quản trò và phân tích, biểu diễn dữ liệu đòa lý phục vụ giải quyết lớp rộng lớn các bài toán ứng dụng có liên quan tới vò trí đòa lý trên bề mặt trái đất. 2.1.1.2 Thành phần của GIS: Hình 1: Thành phần của hệ GIS Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa SVTH: Nguyễn Hoài Thy Trang 9 Một hệ GIS được kết hợp bởi năm thành phần chính: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người và phương pháp. Năm thành phần này phải cân bằng, hoàn chỉnh để GIS có thể hoạt động hiệu quả . Phần cứng (Hardware): phần cứng là hệ thống máy tính, trên đó một hệ GIS hoạt động. Ngày nay, phần mềm GIS có khả năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng, từ máy chủ trung tâm đến các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng. Các thành phần chính của phần cứng của GIS bao gồm:  Bàn số hóa: thiết bò dùng để chuyển đổi thông tin ở dạng giấy vào thành dạng số và đưa vào máy tính.  Máy vẽ và thiết bò hiển thò trên màn hình: dùng biểu diễn kết quả tính toán tử máy tính.  Đóa cứng và tệp lưu trữ: lưu trữ dữ liệu hoặc chương trình trên băng từ hoặc để nối với hệ thống khác.  Máy tính có thể nối với nhau, chia sẻ tài nguyên và lập thành mạng thông tin qua cáp hay đường điện thoại với modem. Hình2 : Các thành phần của phần cứng trong hệ thống thông tin đòa lý Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa SVTH: Nguyễn Hoài Thy Trang 10 Phần mềm (Software): phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu trữ, phân tích và hiển thò thông tin đòa lý. Các thành phần chính trong phần mềm GIS là:  Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin đòa lý;  Hệ quản trò cở sở dữ liệu;  Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thò đòa lý;  Giao diện đồ họa người – máy để truy cập các công cụ dễ dàng; Hình 3: Các thành phần của hệ quản trò CSDL của GIS Ngoài ra, phần mềm còn phải đáp ứng yêu cầu của hệ thống mở, cho phép nâng cấp khi cần thiết và có thể liên kết với các hệ thống khác. Cũng như phần cứng, tùy theo mục tiêu nghiên cứu mà phần mềm trong hệ thống có thể được trang bò phù hợp và đáp ứng được nhu cầu chuyển đổi format dữ liệu giữa các phần mềm khác nhau. [...]... Hòa  Thu thập số liệu về:  Điều kiện tự nhiên, kinh tế – xã hội  Hiện trạng thu gom, khối lượng thu gom, thời gian thu gom, lực lượng thu gom – vận chuyển CTR SH tại Tp.BH  Phương tiện thu gom, dung tích, kích thước ngang đối với xe chuyên dụng  Quy trình thu gom CTR SH tại Tp.BH  Hiện trạng về các đọan đường như: chiều dài, chiều rộng, giờ cao điểm, chiều lưu thông  Thu thập bản đồ: thu thập... điểm hẹn thu gom chất thải rắn sinh hoạt trên bản đồ và do những điểm hẹn này là điểm bắt buộc xe chuyên dụng phải đi qua để thu gom CTR theo quy trình thu gom để từ đó đưa ra quy trình thu gom mà cụ thể là tuyến thu gom đề xuất Đồng thời tôi cũng tiến hành chồng hai lớp này lên lớp điểm dọc tuyến nhằm thể hiện trên bản đồ các đoạn đường mà xe chuyên dụng đi qua để đánh giá khối lượng rác thu gom tại... chính, …  Điều tra thực đòa: tiến hành khảo sát khối lượng thu gom tại các điểm hẹn và các điểm dọc tuyến, quy trình thu gom xem có đúng với quy trình trên văn bản không  Thống kê số liệu: thống kê các số liệu thu được tại các điểm, lọc ra giá trò để sử dụng bằng phần mềm Excel  Phân tích và đánh giá hiện trạng về kinh tế, xã hội và công tác thu gom – vận chuyển CTR SH tại thành phố Biên Hòa Chương 3:... cấu trúc DBMS khác nhau, nhưng trong GIS cấu trúc quan hệ tỏ ra hữu hiệu nhất Trong cấu trúc này, dữ liệu được lưu ở dạng các bảng Các trường thu c tính chung trong các bảng khác nhau được dùng để liên kết các bảng lại với nhau  Hỏi đáp và phân tích: khi đã có hệ GIS lưu giữ các thông tin đòa lý, có thể tiến hành các câu hỏi đơn giản và câu hỏi phân tích GIS cung cấp cả khả năng hỏi đáp đơn giản “... dụng công nghệ GIS và Viễn thám trong quản lý, phát triển nuôi trồng thu sản  Nguyễn Thò Hồng Điệp ng dụng phương pháp thống kê đòa lý và thu t nội suy trong nghiên cứu Arsenic trong nước ngầm tại huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng  Nguyễn Minh Tùng ng dụng GIS phục vụ cho công tác điều chỉnh quy hoạch chung thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2025  TS Nguyễn Văn Nhân cùng các cộng tác ng dụng GIS vào công... Những ứng dụng trong nghiên cứu tai biến thiên nhiên  Ths Võ Khiếm trung tâm ứng dụng KHCN&Tin học Lâm Đồng ng dụng viễn thám trong nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất thò xã Bảo Lộc, tỉnh Lâm Đồng 2.1.3 ng dụng GIS trong quản lý thu gom- vận chuyển chất thải rắn: 2.2.3.1 ng dụng chức năng chồng lớp của GIS: Thông tin về thế giới thực được GIS lưu trữ, quản lý dưới dạng tập hợp của nhiều lớp chuyên đề riêng... năng này để phân tích nhằm đưa ra quy trình đề xuất dựa trên cơ sở lý thuyết đã được học Do những hạn chế về kiến thức lập trình GIS nên tôi chỉ ứng dụng được chức năng mạng của GIS để đưa ra quy trình hoặc sẽ tối ưu về thời gian hoặc sẽ tối ưu về đoạn đường mà chưa thể kết hợp cả hai phần Sản phẩm của khâu này là bản đồ vạch tuyến thu gom – vận chuyển chất thải rắn trên cơ sở tính toán bằng tay kết hợp... đồng thời trong mối quan hệ giữa các ngành với nhau Con người (People): công nghệ GIS sẽ bò hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế Người sử dụng GIS có thể là:  Những chuyên gia kỹ thu t: người thao tác trực tiếp trên các thiết bò phần cứng, phần mềm để thu thập, nhập, tổ chức lưu trữ và hiển thò dữ liệu hay thực hiện các thao tác khác... quả, báo cáo của GIS để ra quyết đònh Nhóm này đặt ra mục tiêu, yêu cầu hoạt động cho hệ thống Phương pháp (Methods): một hệ GIS thành công theo khía cạnh thiết kế và luật thương mại là được mô phỏng và thực thi duy nhất cho mỗi tổ chức 2.1.1.3 Chức năng của GIS: Mục đích chung của các HTTTĐL là thực hiện sáu chức năng sau:  Nhập dữ liệu: trước khi dữ liệu đòa lý có thể được dùng cho GIS, dữ liệu này... đối cao, nhưng độ chênh lệch trung bình giữa các tháng ít Kết quả quan trắc nhiệt độ tại trạm Biên Hoà như sau: - Nhiệt độ trung bình ở Biên Hoà tăng từ 26oC đến 26.7oC, nhiệt độ cao nhất giảm, nhiệt độ thấp nhất tăng, như vậy mùa khô ít nóng, mùa đông ấm hơn - Nhiệt độ cao nhất trung bình năm : 32.5oC - Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm là 23oC Bảng 1: Bảng nhiệt độ trung bình tháng tại Biên Hoà( oC . 18  Thu thập số liệu về:  Điều kiện tự nhiên, kinh tế – xã hội.  Hiện trạng thu gom, khối lượng thu gom, thời gian thu gom, lực lượng thu gom –. đi qua để thu gom CTR theo quy trình thu gom để từ đó đưa ra quy trình thu gom mà cụ thể là tuyến thu gom đề xuất. Đồng thời tôi cũng tiến hành