a) Phương pháp phân tích
Sử dụng phƣơng pháp phân tích hệ thống (Nguyễn Hiếu Trung và Trƣơng Ngọc Phƣơng, 2014) nhằm lập sơ đồ hệ thống thể hiện các tiến trình, CSDL và dòng dữ liệu cho hệ thống:
Thiết kế sơ đồ tiến trình, thể hiện nguồn số liệu, nơi lƣu trữ dữ liệu, bộ phận xử lý và dòng dữ liệu trong hệ thống, xác định đầu vào và đầu ra quan trọng của hệ thống.
Khi tiến hành lập sơ đồ hệ thống, ta đi từ tổng quát đến cụ thể, xác định các thành phần chính của hệ thống trƣớc, sau đó mới phân tích từng thành phần chính đó, rồi tiếp tục phân tích các thành phần nhỏ hơn của hệ thống. Sơ đồ dữ liệu của hệ thống bao gồm các thành phần sau:
Bảng 3.1 Mô tả các kí hiệu sử dụng trong hệ thống
Kí hiệu Tên Ý nghĩa
Thành phần bên ngoài hệ thống Nơi cung cấp dữ liệu cho hệ thống hay nơi nhận dữ liệu của hệ thống.
Kho dữ liệu Nơi dùng để lƣu trữ dữ liệu và có ghi tên nơi lƣu trữ.
Bộ phận xử lý Nơi xử lý dòng dữ liệu vào và xuất dữ liệu ra. Bao gồm số thứ tự và ghi tên của bộ phận xử lý.
Dòng dữ liệu Mô tả sự lƣu chuyển của dữ liệu trong hệ thống.
b) Xây dựng dữ liệu
Cập nhật và biên tập lại bản đồ hành chánh tỉnh Trà Vinh,chuẩn hóa dữ liệu không gian trên phần mềm MapInfo, số hóa, nắn chỉnh và chuyển các lớp bản đồ không cùng hệ quy chiếu về một hệ quy chiếu với lƣới chiếu Universal Transverse Mercator (WGS84) và vùng lƣới chiếu là UTM Zone 48 – Northern Hemisphere (WGS84).
Chuyển mạng lƣới đƣờng ống cấp nƣớc của NMCN TP. Trà Vinh từ dữ liệu AutoCad sang dữ liệu MapInfo.
Phƣơng pháp chuyển đổi định dạng dữ liệu giữa AutoCad và MapInfo sử dụng phần mềm MapInfo:
Chuyển các lớp dữ liệu nền tạo nên bản đồ hành chính tỉnh Trà Vinh đã đƣợc chuẩn hóa từ dạng MapInfo sang dạng Autocad, lấy tọa độ file này làm chuẩn (Hình 3.2).
Hình 3.2 Chuyển dữ liệu từ dạng MapInfo sang AutoCad: Bƣớc 1
Trong Autocad điều chỉnh mạng lƣới đƣờng ống cấp nƣớc trùng khớp với bản đồ hành chính tỉnh Trà Vinh. Bƣớc này thực hiện rất dễ dàng và nhanh chóng với các công cụ hỗ trợ của Autocad.
Cuối cùng chuyển bản đồ vừa thu đƣợc dạng Autocad sang bản đồ dạng MapInfo (Hình 3.3).
Hình 3.3 Chuyển dữ liệu từ dạng AutoCad sang MapInfo: Bƣớc 2
Xây dựng CSDL cho hệ thống: Thu thập các CSDL không gian và dữ liệu thuộc tính về các thông tin không gian và môi trƣờng có liên quan sau đó ứng dụng công cụ MapInfo để liên kết, xây dựng CSDL nhằm lập bản đồ chuyên đề.
Xử lý số liệu:
Dữ liệu vùng cấp nƣớc đƣợc xây dựng dựa trên các thông tin từ mạng lƣới đƣờng ống cấp nƣớc ở định dạng AutoCad nhƣ: vị trí NMCN, TCN, điểm cuối của các đƣờng ống cấp nƣớc,... (Hình 3.4) biểu hiện phạm vi nhà máy đang cấp nƣớc tại những khu vực mà đƣờng ống đƣợc lắp đặt. Nối những điềm cuối của các đƣờng ống cấp nƣớc trên ta tạo thành vùng cấp nƣớc của các nhà máy. Dữ liệu vùng cấp nƣớc vừa đƣợc tạo sẽ đƣợc chuyển qua MapInfo dƣới hệ quy chiếu với lƣới chiếu Universal Transverse Mercator (WGS84) và vùng lƣới chiếu là UTM Zone 48 – Northern Hemisphere (WGS84) nhằm tạo lớp dữ liệu.
Hình 3.4 Mô tả xây dựng dữ liệu vùng cấp nƣớc trên AutoCad
Dữ liệu tỉ lệ cấp nƣớc sạch (%) của NMCN TP. Trà Vinh đƣợc tính toán dựa trên số liệu về số hộ dân sử dụng nƣớc sạch do NMCN TP. Trà Vinh cung cấp (nphƣờng/xã) và số liệu về tổng số hộ dân của từng xã, phƣờng trên khu vực nội ô TP. Trà Vinh (Nphƣờng/xã):
Tỉ lệ cấp nƣớc = x 100
Sử dụng máy GPS và phần mềm Google Earth kiểm tra tọa độ chính xác của các đối tƣợng đƣợc tạo trên bản đồ chuyên đề.
Sử dụng phần mềm MapInfo thiết lập các bản đồ chuyên đề liên quan đến hệ thống cấp nƣớc:
Hiện trạng các NMCN, TCN trên địa bàn tỉnh Trà Vinh.
Hiện trạng vùng cấp nƣớc của các NMCN, TCN ở tỉnh Trà Vinh. Tỉ lệ cấp nƣớc sạch của NMCN TP. Trà Vinh.
Hiện trạng mạng lƣới đƣờng ống cấp nƣớc ở TP. Trà Vinh.
c) Nhập dữ liệu hiện trạng hệ thống cấp nước
Nhập các dữ liệu có liên quan đến hệ thống cấp nƣớc nhằm phục vụ cho công tác quản lý gồm:
Số hộ dân sử dụng nƣớc sạch của NMCN TP. Trà Vinh cung cấp. Chiều dài đƣờng ống cấp nƣớc.
Diện tích vùng cấp nƣớc của các NMCN, TCN trên địa bàn tỉnh Trà Vinh. nphƣờng/xã
Chƣơng 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 SƠ ĐỒ TỔNG QUAN HỆ THỐNG QUẢN LÝ CẤP NƢỚC
Sơ đồ tổng quan thể hiện nguồn số liệu, nơi lƣu trữ số liệu và dòng dữ liệu trong hệ thống (Hình 4.1). Hay nói cách khác là thể hiện mối quan hệ giữa bên cung cấp thông tin, bộ phận xử lý thông tin và bên tiếp nhận thông tin.
Hình 4.1 Sơ đồ tổng quan Sở Giao thông vận tải tỉnh Trà Vinh Sở Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Trà Vinh Cty TNHH MTN Cấp nƣớc Trà Vinh HỆ THỐNG QUẢN LÝ CẤP NƢỚC TỈNH TRÀ VINH Cơ sở dữ liệu hệ thống
Thông tin mạng lƣới đƣờng ống, nhà máy nƣớc, vùng cấp nƣớc, tỉ lệ cấp nƣớc Mạng lƣới đƣờng ống, NMCN, vùng cấp nƣớc, tỉ lệ cấp nƣớc Thông tin đƣờng giao thông Đƣờng giao thông Thông tin bản đồ hành chánh tỉnh Trà Vinh Bản đồ hành chánh tỉnh Trà Vinh Trung tâm nƣớc sạch và VSMT Nông thôn tỉnh Trà Vinh Trạm cấp nƣớc, số lƣợng đồng hồ Thông tin trạm cấp nƣớc, số lƣợng đồng hồ Cục thống kê tỉnh Trà Vinh Thông tin diện tích, dân số Diện tích, dân số Các cơ quan Nhà nƣớc Dòng dữ liệu Chiến lƣợc kinh doanh, kế hoạch phát triển, quy hoạch hạ tầng, phƣơng án tiết kiệm nƣớc, ...
Việc thiết lập sơ đồ cho quy trình dòng dữ liệu từ các cơ quan đến hệ thống là cần thiết. Với sơ đồ này giúp ta định hƣớng việc thu thập dữ liệu từ các cơ quan, đảm bảo đầy đủ thông tin đáp ứng cho yêu cầu đặt ra. Các nguồn cung cấp số liệu của hệ thống:
Sở Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Trà Vinh là nơi lƣu trữ và cung cấp thông tin nhƣ: bản đồ hành chính, bản đồ giải thửa (bản đồ địa chính), bản đồ quy hoạch của từng khu vực và toàn tỉnh Trà Vinh, …
Sở Giao thông vận tải là cơ quan quản lý những thông tin về hệ thống giao thông của tỉnh Trà Vinh nhƣ: đƣờng quốc lộ, tỉnh lộ.
Công ty TNHH MTV CTN Trà Vinh là nơi cung cấp số liệu rất quan trọng về hiện trạng mạng lƣới đƣờng ống cấp nƣớc ở tỉnh Trà Vinh, vùng cấp nƣớc, số hộ dân sử dụng nƣớc sạch, …
Dữ liệu đƣợc lƣu trữ và đƣa vào hệ thống để xử lý và xuất ra các thông tin, văn bản phục vụ cho nhu cầu quản lý, báo cáo của các cơ quan ban ngành có liên quan.
4.2 ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ HỆ THỐNG CẤP NƢỚC TỈNH TRÀ VINH
Để tiến hành xây dựng CSDL về hệ thống cấp nƣớc, nghiên cứu đã thu thập CSDL gồm có bản đồ hành chính, mạng lƣới đƣờng ống.
Đề tài đã xây dựng đƣợc CSDL không gian và thuộc tính nhƣ sau:
4.2.1 Dữ liệu không gian
Bảng 4.1 Các đối tƣợng không gian
Đối tƣợng Dạng Nhà máy cấp nƣớc, trạm cấp nƣớc Điểm Đƣờng ống cấp nƣớc Đường Đƣờng lộ, sông Vùng, đường Quận, Huyện Vùng Xã, Phƣờng Vùng Vùng cấp nƣớc của nhà máy Vùng 4.2.2 Dữ liệu thuộc tính
Để xây dựng bảng thuộc tính cho các bản đồ, những thông tin nội dung mà một bản đồ cần phải cung cấp đặc biệt phục vụ cho công tác quản lý hệ thống cấp nƣớc đƣợc thiết lập. Trên cơ sở đó xác định các trƣờng cần xây dựng trong bảng thuộc tính.
Các đối tƣợng liên quan đến công tác quản lý hệ thống cấp nƣớc đƣợc thể hiện theo từng lớp thông tin nền và chuyên đề thông qua các bảng dữ liệu thuộc tính sau:
a) Lớp thuộc tính quận huyện (Bảng 4.2)
Lớp thuộc tính quận huyện do Sở Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Trà Vinh cung cấp đã đƣợc chuẩn hóa dƣới dạng dữ liệu MapInfo rất thuận tiện cho việc ứng dụng, chỉ cần biên tập lại thông tin thuộc tính cho các lớp: tên đƣờng, hẻm, tên sông, kênh, rạch, ... phục vụ tốt cho công tác biên tập bản đồ và công tác quản lý.
Bảng 4.2 Cấu trúc bảng thuộc tính về quận huyện
Tên trƣờng Kiểu định dạng Chiều
dài Mô tả Đơn vị
MA_QH Float Mã quận huyện
TEN_QH Character 30 Tên quận huyện
DAN_SO Float Dân số quận huyện
DIEN_TICH Float Diện tích quận huyện km2
MAT_DO_DAN_SO Decimal (8,0) Mật độ dân số quận huyện ngƣời/km2
b) Lớp thuộc tính xã phường (Bảng 4.3)
Lớp thuộc tính xã phƣờng tƣơng tự nhƣ lớp thuộc tính quận huyện, đã đƣợc chuẩn hóa dƣới dạng dữ liệu MapInfo.
Bảng 4.3 Cấu trúc bảng thuộc tính về xã phƣờng
Tên trƣờng Kiểu định dạng Chiều
dài Mô tả Đơn vị
MA_XP Float Mã xã phƣờng
TEN_XP Character 30 Tên xã phƣờng
DAN_SO Float Dân số xã phƣờng
DIEN_TICH Float Diện tích xã phƣờng km2
c) Lớp thuộc tính đường lộ (Bảng 4.4)
Lớp thuộc tính đƣờng lộ đƣợc xây dựng trên cơ sở số liệu của Sở Giao thông vận tải tỉnh Trà Vinh chứa các thông tin: tên đƣờng, điểm đầu, điểm cuối, chiều dài tuyến đƣờng, chiều rộng tuyến đƣờng, chiều rộng vĩa hè, …
Bảng 4.4 Cấu trúc bảng thuộc tính đƣờng lộ
Tên trƣờng Kiểu định dạng
Chiều
dài Mô tả Đơn vị
MA_DUONG Character 8 Mã đƣờng
MA_DOAN Character 5 Mã đoạn, một đƣờng có thể chia làm nhiều đoạn
TEN_DUONG Character 30 Tên đƣờng DIEM_DAU Character 20 Điểm đầu DIEM_CUOI Character 24 Điểm cuối
L_m Float Chiều dài của tuyến m
d) Lớp thuộc tính đường ống (Bảng 4.5)
Lớp dữ liệu đƣờng ống cấp nƣớc do Công ty TNHH MTV CTN Trà Vinh cung cấp dƣới dạng dữ liệu AutoCad (Hình 4.2), chƣa chuẩn hóa hệ tọa độ nên cần chuyển sang MapInfo để số hóa dữ liệu.
Dữ liệu mạng lƣới đƣờng ống dạng AutoCad đƣợc tạo ra trên cơ sở tổng hợp các bản vẽ công trình, kinh nghiệm chuyên môn và các hồ sơ quyết toán công trình (Hình 4.3). Đƣờng ống cấp nƣớc là công trình ngầm nên gặp rất nhiều khó khăn trong công tác cập nhật và xác minh tọa độ ngoài thực địa bằng máy GPS (Hình 4.4).
Hì n h 4.3 B ản vẽ đ ƣờ n g ốn g c ấp n ƣớ c
Hình 4.4 Công nhân đang lắp đặt các ống nƣớc ngầm
Các bƣớc tạo ra lớp dữ liệu này rất mất thời gian vì phải kiểm tra đối chiếu tọa độ cho phù hợp với các lớp dữ liệu nền khác. Vì khi chuyển nhƣ vậy thì bản đồ đƣợc chuyển không trùng khớp tọa độ với Bản đồ hành chính tỉnh Trà Vinh do đó phải có thời gian để điều chỉnh tọa độ của chúng trùng khớp lại với nhau.
Đƣờng ống cấp nƣớc là dữ liệu quan trọng của hệ thống và là phần dữ liệu cần có thời gian để tiến hành cập nhật. Đƣờng ống cấp nƣớc có rất nhiều loại, phân loại theo đƣờng kính đƣợc cập nhật từ ống 60 mm đến 700 mm. Phân loại theo vật liệu thì có ống gang, thép, PVC, HDPE, firô xi măng,….
Bảng 4.5 Cấu trúc lớp đƣờng ống cấp nƣớc
Tên trƣờng Kiểu định dạng Chiều
dài Mô tả Đơn vị
MA_DUONG_ONG Character 7 Mã đƣờng ống, mã đƣờng lộ MA_HEM Character 10 Mã hẻm chứa đƣờng ống TEN_DUONG_ONG Character 100 Tên đƣờng ống
VI_TRI Character 100 Vị trí đƣờng ống VAT_LIEU Character 10 Vật liệu đƣờng ống
DUONG_KINH Float Đƣờng kính đƣờng ống mm
CHIEU_DAI Float Chiều dài đƣờng ống m
Một hệ CSDL ngoài việc cung cấp đầy đủ các thông tin hiện tại thì còn phải trả lời đƣợc câu hỏi liên quan đến việc so sánh số liệu thu thập đƣợc qua nhiều năm. Để trả lời
đƣợc câu hỏi nhƣ vậy, đòi hỏi phải lƣu đƣợc dữ liệu thu thập qua nhiều năm. Để giải quyết vấn đề này thì dữ liệu của một năm sẽ đƣợc lƣu trữ trong một bảng, sang năm mới dữ liệu mới sẽ đƣợc thu thập và lƣu vào một bảng mới, số liệu cũ sẽ trở thành dữ liệu lịch sử vẫn đƣợc lƣu giữ và đƣợc liên kết với nhau thông qua các mã quận huyện, đƣờng lộ và đƣờng ống. Với cách lƣu trữ này số liệu của các năm trƣớc sẽ không bị mất đi và việc truy xuất dữ liệu theo thời gian sẽ trở nên dễ dàng.
e) Lớp thuộc tính vị trí nhà máy cấp nước, trạm cấp nước (Bảng 4.7)
Tọa độ NMCN, TCN đƣợc xác minh tọa độ ngoài thực địa bằng máy GPS và kiểm tra bằng phần mềm Google Earth.
Tọa độ của các NMCN, TCN đã xác minh bằng máy GPS đƣợc dùng xây dựng CSDL.
Tọa độ của các NMCN, TCN đã xác mình bằng phần mềm Google Earth đƣợc dùng để kiểm tra độ chính xác của CSDL đƣợc xây dựng.
Bảng 4.6 Tọa độ bằng máy GPS và phần mềm Google Earth
Tên NMCN/TCN Máy GPS Phần mềm Google Earth
NMCN TP. Trà Vinh. 106°20'26.9"E 9°55'07.8"N 106°20'26.4"E 9°55'07.3"N NMCN TT Cầu Ngang,
huyện Cầu Ngang. 106°27'10.6"E 9°48'22.7"N 106°27'07.6"E 9°48'19.7"N NMCN TT Mỹ Long,
huyện Cầu Ngang. 106°30'32.3"E 9°48'37.8"N 106°30'28.3"E 9°48'33.8"N TCN TT Cầu Kè,
huyện Cầu Kè. 106°03'20.4"E 9°52'20.5"N 106°03'18.2"E 9°52'18.3"N TCN TT Tiểu Cần,
huyện Tiểu Cần. 106°11'22.9"E 9°48'47.7"N 106°11'18.8"E 9°48'43.6"N TCN TT Cầu Quan,
huyện Tiểu Cần. 106°07'51.4"E 9°46'17.8"N 106°07'50.2"E 9°46'16.6"N TCN TT Châu Thành,
huyện Châu Thành. 106°20'57.2"E 9°51'56.1"N 106°20'53.9"E 9°51'52.8"N TCN TT Trà Cú, huyện
Trà Cú. 106°15'36.0"E 9°41'38.0"N 106°15'34.0"E 9°41'36.0"N TCN TT Duyên Hải,
Bảng 4.7 Cấu trúc lớp vị trí nhà máy cấp nƣớc, trạm cấp nƣớc
Tên trƣờng Kiểu định dạng Chiều
dài Mô tả Đơn vị
MA_NMCN_TCN Character 5 Mã nhà máy, trạm TEN_NMCN_TCN Character 10 Tên nhà máy, trạm VI_TRI_NMCN_TCN Character 100 Vị trí nhà máy, trạm
DIA_CHI Character 20 Địa chỉ
CONG_SUAT Float Công suất trung bình m3/ngày.đêm
f) Lớp thuộc tính vùng cấp nước (Bảng 4.8)
Vùng cấp nƣớc của NMCN, TCN sẽ cung cấp cho chúng ta biết đƣợc phạm vi cung cấp nƣớc của NMCN, TCN. Qua đó sẽ có định hƣớng cấp nƣớc trong tƣơng lai cũng nhƣ phân quyền và trách nhiệm của từng NMCN, TCN về lƣu lƣợng và chất lƣợng nƣớc.
Bảng 4.8 Cấu trúc lớp vùng cấp nƣớc của nhà máy
Tên trƣờng Kiểu định dạng Chiều
dài Mô tả Đơn vị
MA_NMN Character 10 Mã nhà máy nƣớc
TEN_NHA_MAY_NUOC Character 30 Tên nhà máy nƣớc
DIEM_CUOI_DUONG_ONG Character 24 Điểm cuối đƣờng ống g) Lớp thuộc tính tỉ lệ cấp nước sạch (Bảng 4.9) Bảng 4.9 Cấu trúc lớp tỉ lệ cấp nƣớc sạch Tên trƣờng Kiểu định dạng Chiều
dài Mô tả Đơn
vị
MA_XP Character 10 Mã xã phƣờng
TEN_XP Character 30 Tên xã phƣờng
DAN_SO Float Dân số xã phƣờng
TONG_SO_HO_DAN Float Tổng số hộ dân
SO_HO_SU _DUNG_NUOC Float Tổng số hộ dân sử dụng nƣớc
TI_LE_CAP_NUOC_SACH Decimal (8,0) Tỉ lệ cấp nƣớc sạch
Ngoài nhu cầu về quản lý, phân tích thông tin năm hiện tại thì số liệu của những năm trƣớc cũng là một nguồn tƣ liệu quý giá, là căn cứ quan trọng để sữa chữa, bổ sung những thông tin, số liệu về mạng lƣới đƣờng ống, vùng cấp nƣớc hoặc tỉ lệ cấp nƣớc. Vì vậy, để thuận tiện trong công tác quản lý và phát triển bộ CSDL thì ngƣời quản lý cần cập nhật số liệu liên tục qua các năm.
4.3 BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ
4.3.1 Bản đồ chuyên đề hiện trạng mạng lƣới đƣờng ống cấp nƣớc ở TP. Trà Vinh
Bản đồ chuyên đề hiện trạng mạng lƣới đƣờng ống cấp nƣớc TP. Trà Vinh (Hình 4.5) thể hiện vị trí lắp đặt các đƣờng ống cấp nƣớc, tên của từng loại ống, cho thấy mật độ các đƣờng ống và phạm vi đƣờng ống đang cấp nƣớc trên địa bàn TP. Trà Vinh. Từ bản đồ này, thông tin về tổng chiều dài, đƣờng kính, chất liệu của từng loại đƣờng ống cũng có thể đƣợc thể hiện.
Hình 4.5 Bản đồ chuyên đề hiện trạng mạng lƣới đƣờng ống cấp nƣớc ở TP. Trà Vinh
CHÚ THÍCH ỐNG GANG D450 (14.452 m) ỐNG GANG D300 (13.267 m) ỐNG PVC D250 (650 m) ỐNG GANG D200 (10.636 m) ỐNG GANG & PVC D150 (14.627 m) ỐNG STK D100 & PVC D114 (41.584 m) ỐNG STK D90 (62.147 m) ỐNG PVC D80 (37.214 m) ỐNG PVC D60 & PE D63 & PE D50 & PE D40 (84.445 m) TP. TRÀ VINH CÀNG LONG CHÂU THÀNH
4.3.2 Bản đồ chuyên đề hiện trạng các NMCN, TCN trên địa bàn tỉnh Trà Vinh