Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay, Hệ thống thông tin địa lý (HTTTĐL) đã được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Nghiên cứu này tìm hiểu các ứng dụng của Hệ HTTTĐL trong công tác quản lý thông tin cầu. Dữ liệu được thu thập qua hệ cơ sở dữ liệu National Bridge Invetory (NBI) và hệ cơ sở dữ liệu ArcGIS. Sau đó sử dụng Excel và ArcGIS để chuyển dữ liệu sang shapefile và tiến hành Quản lý, chỉnh sửa, biểu diễn, tạo bản đồ bằng ArcMap.
Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ XVI-2019, Khoa XD Cầu đường - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS TRONG QUẢN LÍ THƠNG TIN CẦU GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM (GIS) APPLICATIONS IN BRIDGE INFORMATION MANAGEMENT SVTH: Phạm Tiến Cường(1) (1)Lớp 17X3CLC, Khoa Xây Dựng Cầu Đường, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng; Email: ptiencuong23@gmail.com GVHD: TS.Đỗ Việt Hải(2) (2) Khoa Xây Dựng Cầu Đường, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng; Email: haibkdn@gmail.com Tóm tắt: Hiện nay, Hệ thống thông tin địa lý (HTTTĐL) ứng dụng phổ biến nhiều lĩnh vực đời sống Nghiên cứu tìm hiểu ứng dụng Hệ HTTTĐL công tác quản lý thông tin cầu Dữ liệu thu thập qua hệ sở liệu National Bridge Invetory (NBI) hệ sở liệu ArcGIS Sau sử dụng Excel ArcGIS để chuyển liệu sang shapefile tiến hành Quản lý, chỉnh sửa, biểu diễn, tạo đồ ArcMap Từ kết đánh giá hiệu việc ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý quản lý thông tin cầu Mỹ, liên hệ với Việt Nam thành phố Đà Nẵng Từ khóa: Hệ thống thơng tin địa lý (HTTTĐL), National Bridge Iventory (NBI), Quản lý thông tin cầu, ArcGIS, shapefile Abstract: Currently, Geographic Information System (GIS) has applicated in many fields of life This study investigates GIS applications in bridge information management Data is collected from National Bridge Invetory (NBI) database system and ArcGIS database system Then, we used Excel and ArcGIS to convert data to shapefile and managed, edited, performed, created maps in ArcMap Finnaly, we used the evaluation results of Geographic Information System applications in bridge information management in the US, correlated to Vietnam and Danang City Key words: Geographic Information System (GIS), National Bridge Invetory (NBI), Bridge Information Management, ArcGIS, shapefile Đặt vấn đề: Hệ thống thông tin địa lý GIS công nghệ quản lý thông tin đồ địa lý Công nghệ phát triển gắn liền với đời đồ sau đó, với phát triển cơng nghệ có liên quan công nghệ xây dựng đồ số, công nghệ định vị toàn cầu qua vệ tinh GPS tạo phát triển bùng nổ đồ số Do đặc điểm gần hoạt động người phải gắn liền với địa điểm đó, nghĩa với tọa độ địa lý xác định, GIS trở thành công cụ đặc biệt hữu dụng quản lý xử lý thông tin, đặc biệt công tác quản lý Hiện nay, Việt Nam, GIS ứng dụng số lĩnh vực, tiêu biểu như: Quy hoạch sử dụng đất, Quản lý sở hạ tầng đô thị, Hỗ trợ tìm đường, Dự báo thời tiết thiên tai Việt Nam nước có hệ thống giao thơng tương đối đa dạng: Đường bộ, đường thủy, đường sắt đường hàng khơng Song song với đó, hệ thống cầu nước ta ngày phát triển Tuy nhiên, công tác quản lý thông tin cầu tay nhiều hạn chế, tương đối tốn thời gian chi phí Nhận thấy tiềm việc ứng dụng GIS quản lý thông tin cầu, nhóm nghiên cứu định thực đề tài Từ đưa nhận xét đánh giá hợp lí, hỗ trợ cho việc quản lý quy hoạch giao thơng vận tải nói chung cầu nói riêng Phương pháp để xây dựng liệu GIS thu thập liệu, chuyển liệu thành shapefile đặt lên GIS Vì việc thu thập liệu cầu Viêt Nam gặp nhiều khó khăn hạn chế nên nghiên cứu sử dụng liệu cầu cho nước Mỹ Dữ liệu thu thập từ hệ sở liệu National Bridge Inventory (NBI) NBI biên soạn Cơ quan quản lý đường cao tốc liên bang, với thông tin tất cầu đường hầm Hoa Kỳ Cơ sở liệu bao gồm thông tin nhận dạng, loại cầu thông số kỹ thuật, điều kiện hoạt động Giới thiệu GIS phần mềm ArcGIS 2.1 Hệ thống thông tin địa lý - HTTTĐL ( Geographic Information System - GIS): HTTĐL hình thành vào năm 60 kỷ trước phát triển mạnh mẽ năm gần HTTĐL sử dụng phép xử lý thông tin không gian kèm với thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch quản lý hoạt động tự nhiên người Ngày nay, HTTĐL trở thành công cụ trợ giúp định hầu hết hoạt động kinh tế-xã hội, quốc phòng nhiều quốc gia giới HTTĐL có khả trợ giúp quan phủ, nhà quản lý, doanh nghiệp, cá nhân v.v đánh giá trạng trình, thực thể tự nhiên, kinh tế-xã hội thông qua chức thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích tích hợp thơng tin gắn với hình học (bản đồ) quán sở toạ độ liệu đầu vào 2.2 Phần mềm ArcGIS: ArcGIS (ESRI Inc - http://www.esri.com): hệ thống GIS hàng đầu nay, cung cấp giải pháp toàn diện từ thu thập / nhập số liệu, chỉnh lý, phân tích phân phối thông tin mạng Internet tới cấp độ khác CSDL địa lý cá nhân hay CSDL doanh nghiệp Về mặt công nghệ, chuyên gia GIS coi công nghệ ESRI giải pháp mang tính chất mở, tổng thể hồn chỉnh, có khả khai thác hết chức GIS ứng dụng khác như: desktop (ArcGIS Desktop), máy chủ (ArcGIS Server), ứng dụng Web (ArcIMS, ArcGIS Online), hệ thống thiết bị di động 84 SVTH: Phạm Tiến Cường; GVHD: TS Đỗ Việt Hải • Biểu diễn trực quan ArcGIS ( Các điểm màu đỏ thể cầu bị hư hỏng, điểm màu tím thể cầu điều kiện hoạt động bình thường): Hình 6: Biểu diễn tỉ lệ cầu thép ( từ 11 đến 20 tuổi) bị hư hỏng đồ Bàn luận 5.1 Ưu điểm việc áp dụng ArcgGIS quản lý thơng tin cầu: • Về mặt quản lý: ArcGIS cho phép thu thập số liệu với số lượng lớn, số liệu lưu trữ cập nhật hóa cách dễ dàng Dữ liệu số giúp đơn giản hóa cơng tác quản lý, đảm bảo tính đồng xác cao • Về mặt kinh tế: Giảm đáng kể chi phí cho cơng tác quản lý cập nhật liệu so với quản lý tay trước • Về mặt xã hội: Nếu triển khai rộng rãi dạng sở liệu đồ số, người dân truy cập dễ dàng xem xét thơng tin trực quan để vạch lộ trình lại thuận tiện, phù hợp Các đơn vị liên quan nắm bắt thơng tin để đánh giá sửa chữa cơng trình cầu có nguy bị xuống cấp, cần sửa chữa cách kịp thời Hình 5: Bản đồ cầu thép bang California 4.2 Quản lý, chỉnh sửa, cập nhật, biểu diễn tích hợp liệu: 4.2.1 Q trình thực hiện: • ArcGIS cung cấp cho 70 định dạng liệu, người dùng tích hợp tất loại liệu để hiển thị phân tích • Các thuộc tính lưu dạng bảng (Attribute Table) cho phép người dùng quyền chỉnh sửa, tính tốn, lọc liệu cách dễ dàng • Để ví dụ cho việc sử dụng GIS để quản lý phân tích liệu, từ bảng tổng hợp thuộc tính cầu NBI Mỹ, Sử dụng công cụ lọc theo thuộc tính ( Select by Attributes) cơng cụ thống kê (Statistic) ArcGIS lọc cầu thép, sau phân loại cầu theo hệ số phục vụ (Sufficiency Rating-SF) theo độ tuổi để đánh giá tỉ lệ hư hỏng cầu 4.2.2 Kết quả: • 5.2 Nhược điểm: Mặc dù có nhiều ưu điểm vượt trội, áp dụng GIS cho nước phát triển phát triển Việt Nam, cần phải cân nhắc vấn đề sau: • Chi phí vấn đề kỹ thuật đòi hỏi việc chuẩn bị lại số liệu thơ có, nhằm chuyển từ đổ dạng giấy truyền thống sang dạng kỹ thuật số máy tính (thơng qua việc số hố, qt ảnh ) • Địi hỏi nhiều kiến thức kỹ thuật máy tính, u cầu lớn nguồn tài ban đầu • Chi phí việc mua sắm lắp đặt thiết bị phần mềm GIS cao Bảng thống kê tỉ lệ hư hỏng cầu: Tuổi( Năm XD) 100 ( trước 1918) Total Số lượng cầu hư hỏng Tổng số cầu 117 354 852 1165 1982 3721 4225 2756 5317 2078 3029 25596 10143 16576 19120 18750 26036 32250 20919 9133 13788 4379 5750 176844 Tỉ lệ cầu hư hỏng (%) 1.15 2.14 4.46 6.21 7.61 11.54 20.20 30.18 38.56 47.45 52.68 14.47 Kết luận: • Qua nghiên cứu hệ thống quản lý thông tin cầu Mỹ, thấy việc ứng dụng GIS góp phần tin học hóa nâng cao chất lượng cơng tác quản lý cơng trình giao thơng nói chung cơng trình cầu nói riêng Hiện nay, GIS sử dụng nước phát triển phát triển, mang lại hiệu khả quan Tuy nhiên, Việt Nam nói chung địa bàn Đà Nẵng nói riêng, việc ứng dụng 87 Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ XVI-2019, Khoa XD Cầu đường - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN GIS lĩnh vực hạn chế Nghiên cứu việc ứng dụng GIS, đặc biệt cho cầu, mở tiềm năm quản lý thơng tin cầu cách có hệ thống Để ứng dụng đề tài đối phạm vi thành phố Đà Nẵng địa phương khác, cần phải có kế hoạch cụ thể việc nghiên cứu, thu thập liệu đầu vào chuẩn bị kĩ kinh phí, máy móc nhân lực • Các hướng nghiên cứu tiếp theo: Đề xuất quan quản lý thiết lập hệ thống thông tin cầu Việt Nam, bổ sung thêm liệu báo cáo kiểm định cầu, dựa mơ hình hệ thống NBI Mỹ Từ báo cáo kiểm định cầu GIS xây dựng ứng dụng quản lý cầu ứng dụng thiết lập hành trình xe tải Lincoln, Fall 2015 Tài liệu tham khảo: [1] Recording and Coding Guide for the Structure Inventory and Appraisal of the Nation's Bridges (Report) PD-96-001 FHWA December 1995 [2] NBI official website: https://www.fhwa.dot.gov/bridge/nbi.cfm [3] ArcGIS official website: https://www.esri.com/enus/arcgis/about-arcgis/overview [4] “Introduction to Geographic Information Systems” School of Natural Resources, University of Nebraska- 88 ... quan quản lý thiết lập hệ thống thông tin cầu Việt Nam, bổ sung thêm liệu báo cáo kiểm định cầu, dựa mơ hình hệ thống NBI Mỹ Từ báo cáo kiểm định cầu GIS xây dựng ứng dụng quản lý cầu ứng dụng. .. hệ thống quản lý thông tin cầu Mỹ, thấy việc ứng dụng GIS góp phần tin học hóa nâng cao chất lượng cơng tác quản lý cơng trình giao thơng nói chung cơng trình cầu nói riêng Hiện nay, GIS sử dụng. .. vực hạn chế Nghiên cứu việc ứng dụng GIS, đặc biệt cho cầu, mở tiềm năm quản lý thơng tin cầu cách có hệ thống Để ứng dụng đề tài đối phạm vi thành phố Đà Nẵng địa phương khác, cần phải có kế