Nghiên cứu ứng dụng gis trong công tác quản lý mạng lưới giao thông đường bộ trên địa bàn tỉnh vĩnh phúc (tt)

1 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - ĐINH THỊ PHƯỢNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS TRONG CÔNG TÁC QUẢN LÝ MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘTRÊN ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH PHÚC Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số: : 60.48.01 Người hướng dẫn khoa học: TS PHÙNG VĂN ỔN TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT HÀ NỘI – 2012 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Thông tin địa lý thông tin quan trọng để đưa định cách nhanh chóng Các phân tích GIS phụ thuộc vào chất lượng, giá trị tính tương thích liệu địa lý dạng số Việc chia sẻ liệu kích thích phát triển nhu cầu sản phẩm dịch vụ GIS GIS công nhận hệ thống với nhiều lợi ích khơng công tác thu thập đo đạc địa lý mà cịn cơng tác điều tra tài nguyên thiên nhiên, phân tích trạng quản lý hạ tầng giao thông vận tải Vĩnh Phúc tỉnh có hệ thống giao thơng vận tải tương đối đa dạng bao gồm: đường bộ, đường sắt đường sông Hệ thống giao thơng Vĩnh Phúc có khả liên kết rộng rãi địa bàn tỉnh với tỉnh lân cận nước; hoạt động vận tải địa bàn tỉnh chủ yếu giao thông đường bộ, chiếm 80-85% tổng giá trị sản xuất ngành vận tải Nghiên cứu GIS ứng dụng Quản lý giao thông đường tỉnh Vĩnh Phúc GIS để nâng cao lực quản lý nhà nước giao thơng đường tỉnh Vĩnh Phúc nói chung quy hoạch giao thông đường tỉnh Vĩnh Phúc nói riêng Mục đích nghiên cứu + Hỗ trợ quản lý trạng hạ tầng giao thông đường tỉnh Vĩnh Phúc + Hỗ trợ quản lý thông tin quy hoạch giao thông đường tỉnh Vĩnh Phúc Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống thông tin địa lý GIS, sở hạ tầng giao thông đường - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu hệ thống thông tin địa lý GIS ứng dụng để quản lý mạng lưới giao thông đường tỉnh Vĩnh Phúc Phương pháp nghiên cứu Kết hợp nghiên cứu lý thuyết tìm hiểu mạng lưới giao thơng đường địa bàn tỉnh để xây dựng ứng dụng quản lý mạng lưới giao thông đường cho tỉnh Vĩnh Phúc NỘI DUNG Chương 1: TỔNG QUAN VỀ GIS Chương giới thiệu tổng quan hệ thống thông tin địa lý GIS Hệ thống thơng tin địa lý GIS có nhiều ứng dụng, người biết sử dụng khai thác tiềm GIS lắp thêm đôi mắt, đôi tay, đôi cánh giúp người nhìn giới xung quanh trực quan hơn, xác nhanh chóng thu phục giới tiềm vốn có nói chung ngành giao thơng vận tải nói riêng 1.1 Hệ Thông tin địa lý GIS (Geographical Information System) cơng cụ máy tính để lập đồ phân tích vật, tượng thực trái đất Công nghệ GIS kết hợp thao tác sở liệu thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, phép phân tích địa lý hình ảnh cung cấp từ đồ Những khả phân biệt GIS với hệ thống thơng tin khác khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng nhiều lĩnh vực khác (phân tích kiện, dự đốn tác động hoạch định chiến lược) 1.2 Các thành phần GIS GIS kết hợp năm thành phần chính: phần cứng, phần mềm, liệu, người phương pháp Phần cứng: Phần cứng hệ thống máy tính hệ GIS hoạt động Phần mềm: Phần mềm GIS cung cấp chức công cụ cần thiết để lưu giữ, phân tích hiển thị thơng tin địa lý Các thành phần phần mềm GIS là: + Công cụ nhập thao tác thông tin địa lý + Hệ quản trị sở liệu (DBMS) + Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích hiển thị địa lý + Giao diện đồ hoạ người-máy (GUI) để truy cập cơng cụ dễ dàng Dữ liệu: Có thể coi thành phần quan trọng hệ GIS liệu Các liệu địa lý liệu thuộc tính liên quan người sử dụng tự tập hợp mua từ nhà cung cấp liệu thương mại Hệ GIS kết hợp liệu không gian với nguồn liệu khác, chí sử dụng DBMS để tổ chức lưu giữ quản lý liệu Con người: Công nghệ GIS bị hạn chế khơng có người tham gia quản lý hệ thống phát triển ứng dụng GIS thực tế Người sử dụng GIS chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế trì hệ thống, người dùng GIS để giải vấn đề công việc Phương pháp: Một hệ GIS thành công theo khía cạnh thiết kế luật thương mại mô thực thi cho tổ chức 1.3 GIS làm việc nào? GIS lưu giữ thông tin giới thực dạng tập hợp lớp chuyên đề liên kết với nhờ đặc điểm địa lý Điều đơn giản vô quan trọng công cụ đa chứng minh có giá trị việc giải nhiều vấn đề thực tế, từ thiết lập tuyến đường phân phối chuyến xe, đến lập báo cáo chi tiết cho ứng dụng quy hoạch, hay mô lưu thông khí tồn cầu 1.4 Các nhiệm vụ GIS Mục đích chung Hệ Thơng tin địa lý thực nhiệm vụ sau: + Nhập liệu + Thao tác liệu + Quản lý liệu + Hỏi đáp phân tích + Hiển thị 1.5 Dữ liệu cho GIS Những liệu đồ cần thiết? Nhìn chung có số loại liệu đồ phổ biến sau: Bản đồ nền: bao gồm đồ đường phố, đường quốc lộ; đường ranh giới hành chính, ranh giới vùng dân cư; sông, hồ; mốc biên giới; tên địa danh đồ raster Bản đồ liệu thương mại: Bao gồm liệu liên quan đến dân số/nhân khẩu, người tiêu thụ, dịch vụ thương mại, bảo hiểm sức khoẻ, bất động sản, truyền thông, quảng cáo, sở kinh doanh, vận tải, tình trạng tội phạm Bản đồ liệu môi trường: Bao gồm liệu liên quan đến môi trường, thời tiết, cố môi trường, ảnh vệ tinh, địa hình nguồn tài nguyên thiên nhiên 9 Bản đồ tham khảo chung: Bản đồ giới quốc gia; liệu làm cho sở liệu riêng 1.6 Ứng dụng GIS Vì GIS thiết kế hệ thống chung để quản lý liệu không gian, có nhiều ứng dụng việc phát triển đô thị môi trường tự nhiên là: quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ thống cơng ích, lộ trình, nhân khẩu, đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả y tế, … - Một số giải pháp ứng dụng tiêu biểu ngành giao thông vận tải: + Giải pháp công nghệ Intergraph + Giải pháp công nghệ ESRI (Environmental Systems Research Institute) Hệ thống thông tin địa lý GIS có nhiều ứng dụng, người biết sử dụng khai thác tiềm GIS lắp thêm đơi mắt, đơi tay, đơi cánh giúp người nhìn giới xung quanh 10 trực quan hơn, xác nhanh chóng thu phục giới tiềm vốn có nói chung ngành giao thơng vận tải nói riêng Chương 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ CỦA TỈNH VĨNH PHÚC 2.1 Hiện trạng giao thông đường đỉa bàn tỉnh Vĩnh Phúc Hệ thống quốc lộ: Tổng chiều dài QL 105,3 km, đạt từ cấp đường phố chính, đường cấp I đồng đến cấp V miền núi, nhựa hố, chất lượng mặt đường loại tốt có 48 km, chiếm 45,6%; trung bình có 45 km, chiếm 42,7% Thậm chí cịn 12,25 km mặt đường loại xấu đoạn cuối QL2C Hệ thống đường tỉnh : Tỉnh Vĩnh Phúc có 18 tuyến đường, phân bố khắp huyện tỉnh, có 05 tuyến nối thơng ngoại tỉnh có chiều 11 dài 93,5km với loại đường từ cấp II đến cấp V miền núi Đường sắt: Hiện tại, Vĩnh Phúc có 01 đường sắt đơn khổ m chạy qua, thuận lợi lớn cho việc vận chuyển hành khách hàng hóa đường dài 2.1.1 Mạng lưới giao thơng đường đối nội Hệ thống Quốc lộ: QL2B (Km33 QL.2 - Thị trấn Tam Đảo): chiều dài 25km, trạng cấp đường chất lượng: Hệ thống đường tỉnh Vĩnh Phúc có 18 tuyến đường có tổng chiều dài 297,55 km Về chất lượng mặt đường rải nhựa bê tông xi măng (BTXM): mặt đường loại tốt 160,25 km chiếm 52,2%, mặt đường loại trung bình 114,9 km chiếm 40%, cịn có 22,4 km (có km thi cơng mặt mặt đường loại xấu) Hệ thống đường thị: 12 Vĩnh Phúc có đô thị lớn thuộc tỉnh, hệ thống đường đô thị có 103,5 km, chiếm 2,6% tổng chiều dài hệ thống đường tỉnh, bề rộng đường từ 7,5m đến 40,5m, bề rộng mặt đường từ 3,5m đến 22m, có 90,7km rải nhựa BTXM chiếm 87,6%; 12,8km đường cấp phối thuộc thị xã Phúc Yên chiếm 12,4% Hệ thống đường giao thông nông thơn: Đường huyện: Hệ thống đường huyện Vĩnh Phúc có tổng chiều dài 426km (khơng tính huyện Mê Linh), chiếm 10,5% tổng chiều dài hệ thống đường tỉnh Tỉ lệ rải nhựa mặt đường huyện đạt 68,2% (290,5 km), chủ yếu tập trung cao huyện Yên Lạc, Bình Xuyên, Tam Đảo, Lập Thạch, Vĩnh Tường 2.1.2 Mạng lưới giao thông đường đối ngoại Hiện có quốc lộ đối ngoại QL2 QL 2C có chiều dài 84,75 km với cấp đường đạt từ Đường đô thị, đường cấp I đến cấp IV 13 2.3 Đánh giá thực trạng hệ thống giao thông đường tỉnh Vĩnh Phúc Vĩnh Phúc tỉnh có hệ thống giao thơng vận tải tương đối đa dạng bao gồm: đường bộ, đường sắt đường sông Hệ thống giao thơng Vĩnh Phúc có khả liên kết rộng rãi địa bàn tỉnh với tỉnh lân cận nước; hoạt động vận tải địa bàn tỉnh chủ yếu giao thông đường bộ, chiếm 80-85% tổng giá trị sản xuất ngành vận tải 2.4 Xác định phân tích nhu cầu cụ thể công tác quản lý mạng lưới giao thông đường tỉnh Vĩnh Phúc Hệ thống ứng dụng GIS việc quản lý hạ tầng giao thông đường cung cấp cho người quản lý, lãnh đạo thông tin đặc thù mà khó cung cấp hệ thống khác mối tương quan hạ tầng giao thông với đối tượng địa lý Vì việc ứng dụng GIS việc quản lý hạ tầng giao thông đường tách rời GIS 14 công cụ đắc lực việc trợ giúp định người lãnh đạo Chương 3: ỨNG DỤNG GIS ĐỂ QUẢN LÝ HỆ THỐNG GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH PHÚC Việc phát triển quản lý mạng lưới giao thông đường tỉnh nhiều hạn chế: quản lý thông tin rời rạc, chưa khoa học; công nghệ thấp; chế, sách, quy hoạch cịn thiếu chưa đồng bộ; số quy định chưa cụ thể khả thi; cơng tác thực thi pháp luật cịn hạn chế ;… Điều đặt tốn cho cơng tác quản lý, việc quản lý trạng, thông tin quy hoạch mạng lưới giao thông đường Nếu phương pháp khai thác thông tin truyền thống qua bảng biểu, đồ thị, người lãnh đạo khó khăn cho việc xác định thơng tin chi tiết tuyến đường, thông tin liên quan đến đơn vị hành chính, phạm vi triển khai, thơng tin qui hoạch … 15 Để khắc phục tồn trên, hệ thống GIS hệ thống thích hợp để cung cấp thông tin tổng quan trạng sở hạ tầng triển khai mang tính không gian địa lý Hệ thống GIS xây dựng mang đến cho người quản lý điều hành thơng tin tồn diện trạng hạ tầng giao thơng đường gắn với vị trí địa lý, liệu cung cấp dạng đơn giản xúc tích đầy đủ thơng tin 3.1 Mơ hình chức tổng quan hệ thống 16 3.2 Phân tích đề xuất giải pháp 3.3.1 Giải pháp hạ tầng kỹ thuật 3.3.2 Giải pháp hệ quản trị sở liệu 17 Lựa chọn sở liệu SQL Server phù hợp 3.3.3 Giải pháp GIS Xử lý đồ học: + Quản lý đồ hệ thống toạ độ lưới chiếu khác chuyển đổi từ hệ sang hệ khác theo yêu cầu + Các thao tác biên tập, chia mảnh, tạo khung, đặt nét, tơ màu, vv trình bày đồ lọai tỷ lệ khác + In ấn đồ Xử lý GIS : Bằng công nghệ ArcGIS phần mềm Desktop GIS 3.3 Thiết kế hệ thống quản lý giao thông đường tỉnh Vĩnh Phúc 3.3.1 Kiến trúc hệ thống giao thông đường 3.3.2 Thiết kế sở liệu GIS giao thông đường 18 Mơ hình CSDL khơng gian: - Mơ hình CSDL thuộc tính TTDuong ObjectID TTDuAn TTCau Column Name Condensed Type bigint TTNguoiDung TTDonVi ObjectID ColumnCondensed Name Type MaDV Code ID TenDonVi Code MaDA LoaiDuong TenDA nvarchar(50) SoNhip TenDangNhap nchar(100) DiaChi DiemDau ChuDauTu nvarchar(50) NamXayDung MatKhau nchar(100) GiayPhep DiemCuoi DonViThiCong nvarchar(50) KetCauDam TenDayDu nvarchar(50) MoTa ChieuDai DonViThietKe nvarchar(50) KetCauMo Email nchar(100) nchar(10) ChieuRongMatDuong NgayKhoiCong bigint KetCauTru SoDienThoai nchar(10) BeRongMatDuong ThoiGianThucHien nchar(10) KietCau DonVi nvarchar(100) HanhLangAnToan TienDoDuAn nchar(10) DonViQuanLy SoLuongCau LoaiDuAnnchar(10) NamKhoiCong DonViQuanLy NamKhaiThac NamKhoiCong GhiChu NamKhaiThac GhiChu 19 3.3.3 Thiết kế phân hệ quản lý trạng giao thông đường Quan ly he thong duong giao thong Quan ly he thong cau Tac nghiep ban Quan ly giao thong duong bo Nguoi quan tri he thong (from Tac nhan he thong) Quan ly ban chuyen de Tien ich Quan ly du an quy hoach 3.4 Xây dựng hệ thống thử nghiệm 20 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn ” Nghiên cứu ứng dụng GIS công tác quản lý mạng lưới giao thông đường địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc ” đạt số kết sau : Kết lý thuyết : Đã tổng hợp, nghiên cứu kiến thức GIS ứng dụng GIS lĩnh vực khác nhau, đặc biệt ngành Giao thông vận tải Kết ứng dụng : Qua tìm hiểu trạng nhu cầu quản lý giao thông đường dựa GIS cho Sở GTVT Vĩnh phúc, luận văn đề xuất phương án, đưa giải pháp sở liệu, giải pháp hạ tầng kỹ thuật, giải pháp GIS để từ xây dựng phần mềm phù hợp trạng Tỉnh Hạn chế cần khắc phục : Hệ thống sơ sài, tập trung quản lý trạng giao thông đường bộ, chưa hỗ trợ nhiều cho công tác quản lý quy 21 hoạch mạng lưới giao thơng đường Tỉnh Ngồi ra, hệ thống chưa cơng khai hóa Internet Do thời gian lực hạn chế, thời gian tới học viên tiếp tục nghiên cứu theo hướng ứng dụng GIS quản lý giao thông vận tải địa bàn tỉnh để kết nghiên cứu luận văn hồn thiện ứng dụng thực tế Sở Giao thông vận tải Vĩnh Phúc  ... địa lý GIS ứng dụng để quản lý mạng lưới giao thông đường tỉnh Vĩnh Phúc Phương pháp nghiên cứu Kết hợp nghiên cứu lý thuyết tìm hiểu mạng lưới giao thông đường địa bàn tỉnh để xây dựng ứng dụng. .. Luận văn ” Nghiên cứu ứng dụng GIS công tác quản lý mạng lưới giao thông đường địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc ” đạt số kết sau : Kết lý thuyết : Đã tổng hợp, nghiên cứu kiến thức GIS ứng dụng GIS lĩnh... bàn tỉnh chủ yếu giao thông đường bộ, chiếm 80-85% tổng giá trị sản xuất ngành vận tải Nghiên cứu GIS ứng dụng Quản lý giao thông đường tỉnh Vĩnh Phúc GIS để nâng cao lực quản lý nhà nước giao thông