2.1.Hệ thống thông tin địa lý - HTTTĐL ( Geographic
Information System - GIS):
HTTĐL được hình thành vào những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh mẽ trong những năm gần đây. HTTĐL được sử dụng các phép xử lý thông tin không gian kèm với các thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạt động của tự nhiên và con người. Ngày nay, HTTĐL đã trở thành công cụ trợ giúp ra quyết định trong hầu hết các hoạt động kinh tế-xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. HTTĐL có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các
nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân v.v... đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế-xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền hình học (bản đồ)nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu đầu vào.
2.2.Phần mềm ArcGIS:
ArcGIS (ESRI Inc. - http://www.esri.com): là hệ thống GIS hàng đầu hiện nay, cung cấp một giải pháp toàn diện từ thu thập / nhập số liệu, chỉnh lý, phân tích và phân phối thông tin trên mạng Internet tới các cấp độ khác nhau như CSDL địa lý cá nhân hay CSDL của các doanh nghiệp. Về mặt công nghệ, hiện nay các chuyên gia GIS coi công nghệ ESRI là một giải pháp mang tính chất mở, tổng thể và hoàn chỉnh, có khả năng khai thác hết các chức năng của GIS trên các ứng dụng khác nhau như: desktop (ArcGIS Desktop), máy chủ (ArcGIS Server), các ứng dụng Web
(ArcIMS, ArcGIS Online), hoặc hệ thống thiết bị di động
SVTH: Phạm Tiến Cường; GVHD: TS Đỗ Việt Hải
Hình 5:Bản đồ cầu thép ở bang California
4.2.Quản lý, chỉnh sửa, cập nhật, biểu diễn tích hợp dữ liệu: liệu:
4.2.1.Quá trình thực hiện:
• ArcGIS cung cấp cho chúng ta hơn 70 định dạng dữ liệu, người dùng có thể tích hợp tất cả các loại dữ liệu để hiển thị và phân tích.
• Các thuộc tính được lưu dưới dạng bảng (Attribute Table) cho phép người dùng quyền chỉnh sửa, tính toán, lọc dữ liệu một cách dễ dàng.
• Để ví dụ cho việc sử dụng GIS để quản lý và phân tích dữ liệu, từ bảng tổng hợp thuộc tính cầu NBI của Mỹ, Sử dụng công cụ lọc theo thuộc tính ( Select by Attributes) và công cụ thống kê (Statistic) của ArcGIS lọc ra những cây cầu thép, sau đó phân loại cầu theo hệ số phục vụ (Sufficiency Rating-SF) và theo độ tuổi để đánh giá tỉ lệ hư hỏng của cầu.
4.2.2.Kết quả:
• Bảng thống kê tỉ lệ hư hỏng của cầu:
Tuổi( Năm XD) Sốlượng
cầu hư hỏng Tổng số cầu Tỉ lệ cầu hư hỏng (%) <10 (2009-2018) 117 10143 1.15 11-20 (1999-2008) 354 16576 2.14 21-30 (1989-1998) 852 19120 4.46 31-40 (1979-1988) 1165 18750 6.21 41-50 (1969-1978) 1982 26036 7.61 51-60 (1959-1968) 3721 32250 11.54 61-70 (1949-1958) 4225 20919 20.20 71-80 (1939-1948) 2756 9133 30.18 81-90 (1929-1938) 5317 13788 38.56 91-100 (1919-1928) 2078 4379 47.45 >100 ( trước 1918) 3029 5750 52.68 Total 25596 176844 14.47
• Biểu diễn trực quan bằng ArcGIS ( Các điểm màu đỏ thể hiện những cây cầu bị hư hỏng, các điểm màu tím thể hiện những cây cầu ở điều kiện hoạt động bình thường):
Hình 6:Biểu diễn tỉ lệ cầu thép ( từ 11 đến 20 tuổi) bị hư hỏng trên bản đồ.
5.Bàn luận
5.1.Ưu điểm của việc áp dụng ArcgGIS trong quản lý thông tin cầu: thông tin cầu:
• Về mặt quản lý: ArcGIS cho phép thu thập số liệu với số lượng lớn, số liệu lưu trữ có thể cập nhật hóa một cách dễ dàng. Dữ liệu số giúp đơn giản hóa công tác quản lý, đảm bảo tính đồng bộ và chính xác cao.
• Về mặt kinh tế:Giảm đáng kể chi phí cho công tác quản lý và cập nhật dữ liệu so với quản lý bằng tay trước đây.
• Về mặt xã hội:Nếu được triển khai rộng rãi dưới dạng cơ sở dữ liệu bản đồ số, người dân có thể truy cập dễ dàng và xem xét thông tin trực quan để vạch ra lộ trình đi lại thuận tiện, phù hợp nhất. Các đơn vị liên quan có thể nắm bắt thông tin để đánh giá và sửa chữa các công trình cầu có nguy cơ bị xuống cấp, cần sửa chữa một cách kịp thời.
5.2.Nhược điểm:
Mặc dù có nhiều ưu điểm vượt trội, nhưng khi áp dụng GIS cho những nước kém phát triển và đang phát triển như Việt Nam, cần phải cân nhắc các vấn đề sau: • Chi phí và những vấn đề kỹ thuật đòi hỏi trong việc chuẩn bị lại các số liệu thô hiện có, nhằm có thể chuyển từ bản đổ dạng giấy truyền thống sang dạng kỹ thuật số trên máy tính (thông qua việc số hoá, quét ảnh...)
• Đòi hỏi nhiều kiến thức của các kỹ thuật cơ bản về máy tính, và yêu cầu lớn về nguồn tài chính ban đầu.
• Chi phí của việc mua sắm và lắp đặt thiết bị và phần mềm GIS khá cao
6.Kết luận:
• Qua bài nghiên cứu về hệ thống quản lý thông tin cầu tại Mỹ, có thể thấy việc ứng dụng GIS đã góp phần tin học hóa và nâng cao chất lượng công tác quản lý các công trình giao thông nói chung và công trình cầu
nói riêng. Hiện nay, GIS đã và đang được sử dụng ở các nước phát triển và đang phát triển, và nó mang lại những hiệu quả khả quan. Tuy nhiên, ở Việt Nam nói chung và địa bàn Đà Nẵng nói riêng, việc ứng dụng
GIS trong các lĩnh vực còn khá hạn chế.Nghiên cứu về việc ứng dụng GIS, đặc biệt cho cầu, mở ra tiềm năm quản lý thông tin cầu một cách có hệ thống. Để có thể ứng dụng đề tài này đối trong phạm vi thành phố Đà Nẵng cũng như các địa phương khác, cần phải có một kế hoạch cụ thể trong việc nghiên cứu, thu thập dữ liệu đầu vào và sự chuẩn bị kĩ càng về kinh phí, máy móc và nhân lực.
• Các hướng nghiên cứu tiếp theo:
Đề xuất các cơ quan quản lý thiết lập hệ thống thông tin cầu ở Việt Nam, bổ sung thêm dữ liệu và các báo cáo kiểm định cầu, dựa trên mô hình hệ thống NBI của Mỹ.
Từ các báo cáo kiểm định cầu và GIS xây dựng ứng dụng quản lýcầu và ứng dụng thiết lập hành trình
xe quá tải.
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/en- us/arcgis/about-arcgis/overview
[4]“Introduction to Geographic Information Systems”.
School of Natural Resources, University of Nebraska-
Lincoln, Fall 2015.
Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ XVI-2019, Khoa XD Cầu đường - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN