Hiện nay, tại nhiều nước trên thế giới, công nghệ thông tin địa lý đang được các chính phủ quan tâm vì đó là công cụ trợ giúp quyết định hữ hiệu nhất để quản lý nhà nước trong nhiều lĩnh vực như: quản lý tài nguyên và môi trường, quản lý đất đai, quy hoạch quản lý đô thị, quy hoạch phát triển kinh tế…
Hệ thống thông tin địa lý ngày càng tỏ ra là một hệ thống trợ giúp quyết định tốt với những thông tin trực quan, đầy đủ những thuộc tính mang tính chất động theo thời gian và vị trí. Những ứng dụng công nghệ thông tin địa lý phát triển từ những lĩnh vực liên quan ngày càng nhiều hơn với con người.
Các lĩnh vực được ứng dụng hệ thống thông tin địa lý gồm: - Lập chính sách, quy hoạch, quản lý thành phố.
- Quy hoạch vùng, quy hoạch đất đai.
GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 33 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình - Quản lý, chống tội ác.
- Quản lý thuế.
- Khoa học môi trường.
- Giám sát hiểm họa môi trường. - Mô hình xả lũ (Storm Water RunOff)
- Quản lý lưu vực, vùng ngập,vùng đất ướt, rừng tầng ngập nước. - Đánh giá tác động môi trường.
- Thông tin về các nhà máy, thiết bị độc hại. - Mô hình nước ngầm.
- Kỹ thuật công chánh
- Định vị các công trình ngầm. - Thiết kế tuyến giao thông. - Bảo quản cơ sở hạ tầng. - Kinh doanh, tiếp thị. - Phân tích dân số. - Phân tích thị trường. - Chọn vị trí.
- Hành chính giáo dục. - Phân vùng trường học. - Dự báo số lượng học sinh. - Tuyến xe buýt.
- Địa ốc.
- Dự báo giá đất.
- Đánh giá ảnh hưởng của giao thông tới giá địa ốc. - Tối ưu sử dụng.
- Y tế.
GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 34 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình - Phân tích nhu cầu y tế.
- Thống kê tài sản y tế. Nhận xét:
Công nghệ thông tin địa lý là một công nghệ hiện đại, trợ giúp hữu hiệu và nhanh chóng trong công tác quy hoạch sử dụng và quản lý không gian. Sự liên thông dữ liệu không gian và phí không gian trong hệ thống thông tin địa lý không những tiết kiệm ngân sách nhờ sử dụng những tài nguyên dữ liệu mà còn tránh được những vướng mắc trong do trong tiến trình trao đổi thông tin giữa các ngành khác nhau.
Tăng cường công tác quản lý dữ liệu trong hệ thống cung đồng thời với khả năng phổ biến những thông tin công cộng sẽ góp phần nâng cao dịch vụ và chất lượng phcu nhân dân của các cơ quan quản lý nhà nước.
Hệ thống thông tin địa lý không những là một công nghệ mới mà còn là công nghệ cao, đầu tư rất tốn kém, Sự thành công của một hệ thống thông tin địa lý phụ thuộc rất nhiều tới con người, bao gồm những người thực hiện dự án xây dựng hệ thống và những người làm việc trong hệ thống (chuyên viên chuyên ngành, chuyên viên công nghệ thông tin địa lý, quản trị viên hệ thống thông tin địa lý).
Trong xu thế phát triển của đất nước, tiến trình công nghệ hóa hiện đại hóa sẽ phát sinh nhu cầu sử dụng công nghệ thông tin địa lý để hiện đại hóa công tác quy hoạch phát triển kinh tế một cách bền vững và quản lý lãnh thổ trên nhiều phương tiện.
2.2. NGÀNH RÊU (PRYOPHYTA) 2.2.1. Đặc Điểm Chung
Cấu tạo cơ quan dinh dưỡng
Ngành rêu tiến hóa từ Tảo, theo hướng thích nghi với đời sống ở cạn (sinh sản bằng bào tử) nhưng còn nhiều quan hệ với tảo (thụ tinh vẫn còn phải nhờ nươc).
Ngành rêu gồm những thực vật bậc cao ở cạn đơn giản. Cơ thể đã phân hóa thành thân lá nhưng chưa có rễ thật. Chức năng của rễ được các rễ giả đơn bào đảm nhiệm. Chưa có mô dẫn điển hình; vì vậy chúng phải sống ở nơi ẩm ướt, thường tập
GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 35 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình trung thành một tản dày để tạo ra một vùng tiểu khí hậu phù hợp với điều kiện sống của chúng.
Sinh sản
Có 3 cách sinh sản:
- Sinh sản sinh dưỡng bằng rổ (chén) truyền thể, tách nhánh tản. - Sinh sản vô tính bằng bào tử.
- Sinh sản hữu tính bằng noãn giao.
Ø Sinh sản sinh dưỡng gặp ở nhóm rêu tản
Trên tản nhô lên một phiếng mỏng màu lục, dạng chén trong đó chứa nhiều mẩu mô nhỏ hình số 8, màu lục, gọi là thể truyền giống. Các thể này rơi xuống đất gặp điều kiện thuận lợi phát triển thành rêu mới.
Ø Sinh sản vô tính
Nhờ bào tử chứa trong thể đặc biệt gọi là Tử Nang Thể (thể túi bào tử), mọc trên cây rêu. Các bào tử (1n) chín rơi xuống đất gặp điều kiện thuận lợi phát triển cho một sợi phân nhánh gọi là nguyên ti (hay sợi nguyên), nảy mầm mọc lên cây rêu con.
Ø Sinh Sản Hữu Tính
Ở giai đoạn trưởng thành trên ngọn cây rêu sinh ra túi tinh và túi noãn. Túi tinh hình thành các tinh trùng có 2 roi; túi noãn hình chai, sinh ra noãn cầu ở đáy. Nhờ nước, tinh trùng bơi đến túi noãn và kết hợp với noãn cầu tạo thành hợp tử (2n), nằm trên cây rêu, phát triển thành phôi và cho TBT trên đỉnh cây rêu.
Chu trình sống gồm hai giai đoạn xen kẽ thế hệ, gồm TGT- là những cây rêu đơn tính, sống độc lập và TBT- có cấu tạo đơn giản, chỉ làm chức năng sinh sản, không có cơ quan dinh dưỡng riêng nên phải sống nhờ trên các cây rêu cái. Như vây ở rêu TGT phát triển hơn rêu TBT.
GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 36 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình
2.2.2. Phân Loại Rêu
Ngành rêu có khoảng 26.000 loài thuộc 930 chi, phân bố rộng rãi, nhất là vùng ôn đới lạnh và các đỉnh núi cao vùng nhiệt đới, có khi tạo thành những sinh cảnh đặc biệt như Đồng rêu vùng cực (Tudra). Việt Nam có 793 loài.
Ngành Rêu gồm 3 lớp: là rêu sừng (Anthoceropsida), rêu tản (Marchantiopsida) và rêu (Bryopsida).
Ø Lớp rêu sừng (Anthoceropsida)
Chỉ có một bộ Anthocerotales, một họ Anthocerotaceae với 5-6 chi và 320 loài. Cơ thể là một tản dẹt màu lục,
tương tự như tản của Tảo, thể túi bào tử dài 6-15cm, trông như cái sừng. Ngoài ra chúng còn có nhiều đặc điểm nguyên thủy như: có hạch tạo bột. TBT phát triển không có giới hạn do có miền phân sinh ở gốc của túi bào tử; cơ quan sinh sản hữu tính có cấu tạo thô sơ; sinh sản sinh dưỡng bằng cách tách nhánh tản.
Việt Nam có các loài: Anthoceros fuscus St., Anthoceros lamellisporus St., Anthoceros bruneae St., A. tonkinensis St., A. communis St.
Ø Lớp rêu tản (Marchantiopsida)
Các đại diện tiến hóa thấp của rêu tản có cơ thể dạng bảng mỏng màu lục, có mặt lưng và mặt bụng, phân nhánh theo kiểu rẽ đôi. Cấu tạo mặt lưng và mặt bụng khác nhau: mặt bụng mang nhiều rễ giả tiếp xúc với mặt đất, mặt lưng gồm nhiều tế bào có diệp lục làm nhiệm vụ quang hợp, tiếp xúc với không khí bởi nhiều lỗ mở. Các đại diện tiến hóa cao hơn, cơ thể đã phân hóa thành than, là và có rễ giả.
Rêu tản sinh sản sinh dưỡng bằng truyền thể, đựng trong những bộ phận trông như cái rổ. Các truyền thể rơi ra ngoài, gặp điều kiện thuận tiện phát triển thành một rêu tản mới.
GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 37 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình Rêu tản sinh sản hữu tính nhờ những bộ phận gọi là mũ mang các cơ quan sinh sản hữu tính, ở trên các cây khác nhau. Mũ đực hình sao, mặt trên có nhiều lỗ nhỏ, mỗi lỗ đựng một túi tinh hình trứng, trong chứa rất nhiều tinh trùng hình xoắn ốc, có hai roi. Mũ cái hình cái ô mở nửa chừng, mặt dưới mang túi noãn, hình cái bình có cổ dài, bụng đựng một noãn cầu. Vì vậy rêu tản mang các giao tử đực (tinh trùng) và cái (noãn cầu) cho nên gọi là TGT.
Các tinh trùng nhờ nước (do sống ở nơi ẩm thấp) bơi sang ngọn của túi noãn để vào thụ tinh noãn cầu thành một hợp tử. Hợp tử phát triển ngay trong túi noãn thành một tử nang thể. Tử nang thể cấu tạo bởi một chân ngắn mang một túi bào tử, đựng nhiều bào tử xen lẫn với các sợi co giãn có nhiệm vụ hất tung các bào tử đi xa.
Tử nang thể mang các bào tử nên gọi là TBT (thể bào tử). Bào tử rơi trên đất ẩm nảy mầm thành sợi gọi là sợi nguyên (nguyên ti), và phát triển thành một rêu tản mới.
Rêu tản thường mọc ở nơi ẩm như sân, bờ giếng, khe ẩm, bờ sông, trên đá hoặc vỏ cây.
Có 4 bộ, 225 chi với khoảng 8.500 loài. Việt Nam có 50 chi, 266 loài. Ø Lớp rêu (Bryopsida)
Cơ thể (TGT) phân chia thành thân, lá và rễ giả. Thân có cấu tạo đối xứng tỏa tròn, mang nhiều hàng lá. TBT có cuống dài, đầu mang túi bào tử, sống bám trên đỉnh cây rêu trưởng thành. Gồm ba phân lớp.
v Phân lớp rêu nước (Sphagnobrydae)
Hình 2.11. Rêu tản Marchantia
Polymorpha
GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 38 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình - Bộ rêu nước (Sphagnales)
- Họ rêu nước - Sphagnaceae Dumort.,1829
Thân dài, nhỏ, phân nhánh nhiều và phủ bởi những lá nhỏ. Lá chỉ có một lớp tế bào, không có gân giữa. Sinh sản sinh dưỡng bằng các đoạn cây. Tử nang thể có cuống giả.
Chỉ có một chi Sphagnum với 336 loài. Việt Nam có 6 loài, it phổ biến. Chi Sphagnum- rêu nước (6/336): Lá
nhỏ, cấu tạo bởi những tế bào diệp lục bao quanh những tế bào to, rỗng, chứa đầy nước, thấm vào qua một lỗ thủng. Mọc ở các nơi đồng lầy. Sau khi chết tạo ra than bùn, làm phân bón. Loài Sphagnum cuspidatum C.M.: có ở Sa Pa.
v Phân lớp rêu đen (Andreaebrydae)
Có vị trí tiến hóa trung gian giữa rêu nước và rêu thật.
Chỉ có một bộ Andreaeales, 1 họ Andreaeaceae với 2 chi, 91 loài. Sống trên các mỏm đá ở núi cao và hai cực của trái đất.
v Phân lớp rêu (rêu thật- Eubrydae)
Tử nang thể có cuống ở ngọn. Là phân lớp lớn nhất trong lớp rêu, gồm 15 bộ, 80 họ, 671 chi và 14.218 loài.
- Bộ rêu than (Funariales)
- Họ rêu than – Funariaceae Schwaegr.,1830
Cây nhỏ mọc trên đất. Lá hình trứng ngược, có đầu nhọn, ngắn, mép lá nguyên. Gân lớn, thường kết thúc ở đầu lá. Túi bào tử thẳng hay cong, không đối xứng. Lông răng 1-2 hàng.
Có 9 chi, 280 loài. Phân bố rộng trên khắp thế giới. Việt Nam có 2 chi, 5 loài.
Hình 2.13. Calliergon giganteum (Rêu thật sự)
GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 39 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình Chi Funaria- rêu than (2/280): Cây cao 1-3cm, mọc trên đất, mùn hoặc lò đốt than bỏ hoang. Thân mảnh mang nhiều lá và rễ giả, chưa có mạch dẫn nhựa.
2.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC
Ø Hầu hết các thành phố lớn trên thế giới, nhất là ở các nước đang phát triển, vấn đề ô nhiễm không khí đang trở nên hết sức nghiêm trọng. Từ những viễn cảnh về một hệ sinh thái bị ô nhiễm, độc hại không xa, chúng ta có thể thấy rằng tất cả những hợp chất hóa học, những chất ô nhiễm thải ra môi trường là kết quả của những hoạt động của con người và cũng chính điều này đã gây nguy hại đến hệ thực vật sống và gây một sức ép về sự ô nhiễm môi trường.
Ø Viêc sử dụng toàn bộ hệ sinh vật để thẩm định sự ô nhiễm trong những thập niên gần đây đã phát triển đáng kể. Sinh vật được dùng để nhận biết các chất ô nhiễm môi trường và cũng là thực vật chỉ thị trong các nghiên cứu, đánh giá và so sánh mức độ ô nhiễm không khí ở những khu vực khác nhau.
Ø Việc dùng các thực vật chỉ thị sinh học trong các nghiên cứu, điều tra là cần thiết; bởi vì chính những thực vật chỉ thị như vậy mới là công cụ chính xác trong việc đánh giá chất lượng của không khí.
Italian
Năm 1866, một nghiên cứu được công bố về địa y biểu sinh được dùng làm vật chỉ thị sinh học. Địa y là loài được nghiên cứu nhiều nhất về chất chỉ thị cho biết sự ô nhiễm của không khí. Chúng được định nghĩa là “hệ thống kiểm soát vĩnh cửu” cho việc đánh giá mức độ ô nhiễm không khí (Nylander, 1866).
1970, nghiên cứu của Leblanc và Sloover (index of atmospheric purity _IAP) chỉ ra rằng, sự thay đổi về thành phần cấu tạo của quần thể địa y liên quan đến sự thay đổi ở các mức độ ô nhiễm không khí. Nghiên cứu này làm sự việc trở nên khả thi khi vạch ra chất lượng không khí ở một vùng xác định. IAP đưa ra một phương pháp đánh giá mức độ ô nhiễm không khí dựa trên số lượng (n), mức độ (f) và khả năng chịu đựng của loài địa y trong khu vực trong quá trình nghiên cứu. Và phương pháp này thì dễ tiên liệu mức độ của 8 nhân tố gây ô nhiễm không khí đo được khi sử dụng trạm kiểm soát tự động (SO2. NOx, Cl, Cd, Pb, Zn, Mn và bụi bẩn; Amman et al 1987).
GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 40 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình @ Công thức IAP được cho là một thông số của loài địa y xuất hiện thường xuyên
(F) ở một mạng lưới vật mẫu gồm 10 khu vực:
• F: mức độ thường xuyên (tối đa 10) của mỗi loài được tính bằng số hình chữ nhật trong một mạng lưới ( một hình chữ nhật có kích thước 30x50Cm được chia ra thành 10 khu vực có kích thước 15x10 cm) với 1 loài đặc trưng.
Nghiên cứu chỉ ra rằng việc dùng phương pháp thường xuyên sẽ dự đoán được mức độ ô nhiễm với độ chính xác lên đến 97 . Vấn đề khó khăn của phương pháp này nằm ở chỗ là phải tìm những giống cây giống nhau ở những nơi nghiên cứu để có thể thực hiện quan sát đồng nhất. Ví dụ ở Italy những cây thuộc họ tilia, Acer, Quercus…). Trong những trường hợp mà các loài không đồng nhất với nhau, việc quan sát có thể khác đi một chút. Khi lựa chọn những cây phù hợp, việc xem xét mức độ, tình trạng hư hại của vỏ cây cũng rất cần thiết ( phải ) và chu vi tối thiểu 70cm.
Tất cả những loài địa y có trong mạng lưới được ghi chép chép lại cẩn thận từng thời kỳ (chủ yếu là theo tuần hoặc theo tháng). Giá trị thường xuyên của (F) được ghi chú cho mỗi loài và điều này tương ứng với số lượng siêu phân tử hiện hữu trong mạng lưới (tối thiểu 1, tối đa 10). Sau đó IAP sẽ được tính cho mỗi cây và mỗi khu vực.
Giá trị đạt được sẽ được thể hiện rõ nhằm tạo ra một sơ đồ quản lý chất lượng không khí. Các giá trị IAP được chia làm 5 nhóm chất lượng khác nhau căn cứ vào (bảng 1.8).
Bảng 2.1. Bảng giá trị IAP Quality Levels Of Index Of Purity (IAP)
GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 41 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình Level A
0 ≪ IAP ≪ 12.5
Very high level of polution
Level B
12.5 ≪ IAP ≪ 25
High level of polution
Level C
25 ≪ IAP ≪ 37.5
Moderate level of polution
Level D
37.5 ≪ IAP ≪ 50
Low level of polution Level E IAP > 50 Very low level of polution
Sau này nhiều nghiên cứu liên quan đến việc đánh giá chất lượng nguồn không khí ở Italian, cơ bản tập trung vào so sánh sự ô nhiễm không khí ở khu vực thành thị hay là những vùng, khu vực vị trí địa lý lớn có những ảnh hưởng, tác động lớn; những vị trí khác nhau ở Italy: Thành phố Trieste (Nimis 1985); thành phố Udine (Nimis 1986); thành phố Isernia (Manuppelle và Carlomagno 1990); vùng Potenza (Loporto et al 1992); thành phố Pistoia( Loppi et al 1992)…vv
Pháp
Nghiên cứu của Gombert và Asta năm 1997, tiến hành nghiên cứu quan trắc sinh học sử dụng Rêu (địa y) được thực hiện trên 26 địa điểm ở thành phố
GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 42 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình Fontainbleau. Đã làm nổi bậc, sáng tỏ sự thật là khả năng tích tụ Pb của Rêu. Điều này chỉ ra rằng kim loại này vẫn còn được thải ra với một lượng khá cao bởi xe cộ giao thông. Giao thông có vẻ là nguồn gốc chính của lượng: Cr, Cu, Pb trong không khí ở