Để quản lý, giám sát môi trường trên một địa bàn với hàng trăm CSSX gây ô nhiễm như KCN Biên Hòa 1 thì ban hành chính sách chưa đủ mà cần thiết phải xây dựng công cụ đủ mạnh. Tất cả những điều này đòi hỏi phải ứng dụng các phương pháp của CNTT.
Trong nhiều năm qua nghiên cứu ứng dụng CNTT nói chung và công nghệ Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System – GIS) nói riêng vào công tác quản lý môi trường đã được triển khai mạnh mẽ tại nhiều Trung tâm khoa học công nghệ của đất nước. Các kết quả đạt được cho phép xây dựng các công cụ tin học hỗ trợ cho công tác quản lý môi trường và thông qua quyết định. Phần dưới đây trình bày một số phần mềm gần với hướng của đề tài này.
Phần mềm CAP 1.0 (Computing Air Pollution) được thực hiện năm 1995 do Trung tâm Bảo vệ môi trường EPC (nay là Viện kỹ thuật nhiệt đới và môi trường) đặt hàng. Các tác giả thực hiện CAP 1.0 là Bùi Tá Long, Dương Anh Đức, Nguyễn Đình Long. CAP 1.0 gồm 10 mô đun có những chức năng khác nhau nhằm mục đích tự động hoá tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Gauss – Pasquill. Ở đây có các công cụ tính toán phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo chiều gió và vuông góc với chiều gió trong các điều kiện nông thôn và thành thị do một và nhiều nguồn thải (ống khói) gây ra; sự phụ thuộc của nồng độ cực đại một chất ô nhiễm và khoảng cách đạt giá trị cực đại này (tính từ nguồn thải theo chiều gió) vào tốc độ gió. Phần mềm này dễ sử dụng, có hướng dẫn sử dụng, tính nhanh, kết quả tính toán được thể hiện trên màn hình dưới dạng đồ thị và văn bản, có thể in ấn các kết quả này. Đã được Trung tâm Bảo vệ môi trường EPC sử dụng trong nhiều công trình, dự án.
CAP 2.0 được thực hiện năm 1998, đây là kết quả của đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp thành phố do Sở Khoa học, công nghệ và môi trường Thành phố Hồ Chí Minh đặt hàng. Các tác giả thực hiện CAP 2.0 là Bùi Tá Long, Nguyễn Minh Nam, Nguyễn Xuân Minh. Điểm nổi bật của CAP 2.0 so với CAP 1.0 là sử dụng công nghệ GIS để nhập số liệu và demo kết quả tính toán. CAP 2.0 thể hiện trực quan khu vực người sử dụng quan tâm với các chức năng phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển, thu vừa bản đồ… Người sử dụng có thể tạo lưới tính toán, thực hiện các tác vụ với ống khói: tạo ống khói, di chuyển ống khói, khoá ống khói để tính ảnh hưởng của riêng từng nguồn trong vùng, xoá nguồn thải… CAP 2.0 có giao diện thân thiện, tích hợp phần hướng dẫn sử dụng khá chi tiết, tốc độ tính toán cao. Kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng các đường đồng mức ngay trên bản đồ, nhờ đó người sử dụng dễ dàng thấy được ảnh hưởng ô nhiễm không khí tại các vùng khác nhau. Mô hình tính toán ô nhiễm không khí trong CAP 2.0 là mô hình Gauss cải tiến có tính đến sự ảnh hưởng của thảm thực vật và mưa. Đối với nhóm tác giả vào thời điểm những năm 1997-1998, đây là một bước tiến lớn về mặt công nghệ, và đây là sản phẩm mở đầu của hướng nghiên cứu gắn công nghệ GIS với mô hình toán của nhóm tác giả. Sản phẩm này đã được Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường Đà Nẵng sử dụng để tính toán ĐTM của nhiều dự án quy hoạch.
Phần mềm CAP 2.5 được thực hiện vào năm 2002. Các tác giả thực hiện CAP 2.5 là Bùi Tá Long, Lê Thị Quỳnh Hà, Trần Hữu Nhơn. Đây là một trong những kết quả của Đề tài cấp Trung tâm Khoa học Tự nhiên và công nghệ Quốc gia (nay là Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Mục tiêu của version này là tự động hoá tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Berliand. CAP 2.5 cho phép hiển thị kết quả tính toán dưới dạng các đường đồng mức có ghi chú (khi đó người sử dụng có thể sử dụng một số công cụ của GIS như phóng to, thu nhỏ…), đồ thị và dạng text - nồng độ chất ô nhiễm tại các mắt lưới dọc theo hướng gió, nồng độ tại một điểm bất kỳ dọc theo hướng gió. CAP 2.5 có giao diện đơn giản, thân thiện, dễ sử dụng, có hướng dẫn sử dụng, tốc độ tính toán cao.
Vào năm 2002, nhóm tác giả tại Viện Cơ học Ứng dụng, thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã xây dựng thành công phần mềm ENVIM 1.0 (ENVironmental Information Management Software) được thực hiện năm 2002, đây
là một trong những kết quả của đề tài "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS vào công tác quản lý chất lượng môi trường tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu". ENVIM là một phần mềm tích hợp CSDL môi trường, GIS và mô hình toán. ENVIM được xây dựng gồm nhiều mô đun khác nhau: mô đun quản lý các dữ liệu quan trắc môi trường. Do ứng dụng công nghệ GIS nên các dữ liệu quan trắc được gắn với các điểm có vị trí địa lý xác định (theo không gian) và bản thân các dữ liệu này thay đổi theo thời gian. ENVIM cho phép người sử dụng một công cụ để nhập các dữ liệu quan trắc một cách trực diện trên bản đồ điện tử và quản lý các dữ liệu này một cách có hiệu quả. Các thành phần khác của ENVIM bao gồm khối khối GIS với các chức năng GIS chuẩn, khối thực hiện báo cáo môi trường và khối tính toán mô phỏng theo mô hình toán. Các chức năng được trang bị trong ENVIM để hỗ trợ cho người sử dụng gồm: tìm kiếm trạm quan trắc, khai thác dữ liệu, tra cưứ văn bản môi trường.
Dựa trên những kinh nghiệm đầu tiên khi thực hiện ENVIM 1.0, vào năm 2003, các tác giả thực hiện đề tài trên đã có những cải tiến đáng kế để cho ra đời
phần mềm INSEMAG (INformation System for supporting Enviroronmental Management for An Giang). Đây cũng là sản phẩm chính của đề tài "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS vào công tác quản lý chất lượng môi trường không khí và nước bề mặt tại tỉnh An Giang". Điểm khác biệt nổi bật nhất của INSEMAG so với ENVIM 1.0 là sự tích hợp 2 mô hình khí Berliand và mô hình nước Paal trong cùng một phần mềm (trong ENVIM 1.0 các mô hình vẫn còn chưa được tích hợp chung với CSDL quan trắc môi trường)
INSEMAG kết hợp CSDL quan trắc chất lượng môi trường của địa phương; thông tin bản đồ gồm các lớp về sông ngòi, hành chính,...hệ thống ánh xạ CSDL thành dạng thông tin địa lý GIS và các mô hình toán học xử lý các CSDL này. Ba mô đun chính được tích hợp vào INSEMAG là : ANGIMOD – mô đun quản lý các dữ liệu quan trắc môi trường, ANGICAP – mô đun quản lý các nguồn thải điểm và tính toán phát tán ô nhiễm không khí theo mô hình Berliand, ANGIWASP – mô đun quản lý các cống thải xuống sông và tính toán phát tán ô nhiễm trong môi trường nước theo mô hình Paal đối với các nguồn thải hoạt động trong một khoảng thời gian xác định. INSEMAG được bổ sung nhiều chức năng mới so với ENVIM.
CHƯƠNG 3
3. ỨNG DỤNG TIN HỌC QUẢN LÝ CHẦT LƯỢNG
KHÔNG KHÍ KHU CÔNG NGHIỆP BIÊN HÒA I
Như đã trình bày ở phần tổng quan phía trên, việc áp dụng CNTT ở Việt Nam còn nhiều hạn chế rất lớn. Hiện nay việc ứng dụng CNTT trong công tác quản lý môi trường tại các địa phương là hầu như không có, hoặc có mà rất yếu kém, manh mún và không đồng bộ.
Việc xây dựng các phần mềm môi trường gắn với các chương trình quan trắc và thông qua quyết định là một vấn đề hết sức cấp thiết ở Việt Nam, hiện nay công tác này vẫn được thực hiện bằng phương pháp thủ công hoặc bằng các phần mềm không chuyên. Cách làm này đòi hỏi một đội ngũ khá lớn để thực hiện và khi cần thiết thì việc truy xuất dữ liệu là một công việc khó khăn và phức tạp (phải lục trong một phòng hồ sơ với hàng ngàn tài liệu khác nhau...). Đồ án này được thực hiện theo hướng tin học môi trường. Mục tiêu của tác giả là vận dụng một số công cụ tin học đang có sẵn áp dụng cho công tác giám sát ô nhiễm không khí tại KCN Biên Hòa 1. Công cụ được áp dụng trong đồ án này là phần mềm ENVIMAP 3.0. Các bước thực hiện được trình bày dưới đây gồm: khái quát về phần mềm ENVIMAP 3.0, xây dựng CSDL KCN Biên Hòa 1 (chương trình này dưới đây được gọi là ENVIMAP_BH), thu thập số liệu khí tượng cho ENVIMAP_BH, chạy các kịch bản khác nhau và đưa ra đánh giá kết quả chạy mô hình.