ArcGIS
Tools MCE Bản đồ nền và các
tiêu chí đánh giá
Bản đồ tiềm năng
Phƣơng pháp phân tích đa tiêu chuẩn (MCA) với kỹ thuật AHP trong ra quyết định nhóm AHP để xác định trọng số các yếu tố bền vững là giải pháp hợp lý, giảm đƣợc tính chủ quan, tranh thủ đƣợc tri thức của nhiều chuyên gia trong các lĩnh vực liên quan đến môi trƣờng, đất đai (kinh tế, xã hội, môi trƣờng…).
Mô hình tích hợp GIS và MCA góp phần đặc biệt quan trọng trong giải quyết bài toán quyết định đa tiêu chuẩn không gian nhƣ lựa chọn vùng thích nghi để chôn lấp rác thải… Trong đó, GIS đóng vai trò phân tích không gian, MCA với kỹ thuật AHP xác định trọng số các tiêu chuẩn, đánh giá mức độ ƣu tiên của các phƣơng án quyết định. Mô hình tích hợp đƣợc cơ sở tri thức của các lĩnh vực, biểu diễn không gian thích nghi, do vậy hỗ trợ ngƣời ra quyết định giải quyết bài toán ra quyết định đa mục tiêu không gian bố trí bãi chôn lấp rác thải một cách trực quan thông qua bản đồ số trong hệ GIS.
3.2. Công nghệ sử dụng
Với bài toán đề tài đặt ra thì có nhiều công cụ để giải quyết bài toán, trong luận văn này em xin đƣợc trình bày giải pháp là phần mềm AcrGIS, sử dụng công cụ Euclidean Distance trong bộ công cụ Spatial Analyst của hãng ESRI để phát triển giải quyết bài toán [6].
3.2.1. Giới thiệu ArcView GIS
Phần mềm ArcView GIS là phần mềm ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) của Viện nghiên cứu hệ thống môi trƣờng (ESRI), ArcView cho phép: Tạo và chỉnh sửa dữ liệu tích hợp (dữ liệu không gian tích hợp với dữ liệu thuộc tính); Truy vấn dữ liệu thuộc tính từ nhiều nguồn và bằng nhiều cách khác nhau; hiển thị, truy vấn và phân tích dữ liệu không gian; tạo bản đồ chuyên đề và tạo ra các bản đồ in có chất lƣợng trình bày cao.
3.2.2. Chức năng của ArcGIS
Tạo dữ liệu trong ArcView từ các phần mềm khác nhƣ Mapinfo, ARC/INFO, MicroStation, AutoCAD, MSAccess Data, DBASE file, Excel file.
Nội suy, phân tích không gian, ví dụ: từ đƣờng bình độ có thể tạo mô hình bề mặt không gian ba chiều; từ mô hình không gian 3 chiều nội suy ra hƣớng dòng chảy, hƣớng sƣờn, độ dốc. Hoặc, dựa vào giá trị đo đƣợc ở những trạm thủy văn trong một khu vực, bạn có thể nội suy bản đồ lƣợng mƣa, nhiệt độ tối cao, tối thấp… của khu vực đó.
Tạo ra những bản đồ thông minh đƣợc kết nối nhanh (hotlink) với nhiều nguồn dữ liệu khác nhau nhƣ: biểu đổ, bảng thuộc tính, ảnh và các file khác.
Phát triển những công cụ của ArcView bằng ngôn ngữ lập trình Avenue. c. Một số khái niệm cơ bản trong ArcView
Project: Là một căp tài liệu lớn, trong đó lƣu trữ 5 loại tài liệu tƣơng ứng với 5 cửa sổ làm việc: View, Tables, Charts, Layouts, Scripts. File Project là một file có
định dạng ASCII (mã nhị phân) mà thƣờng có đuôi (*.apr). hi Save Project là bạn ghi lại trạng thái làm việc hiện thời của tất cả các cửa sổ làm việc trên.
View: Là cửa sổ hiển thị và làm việc với dữ liệu không gian. Mỗi view có thể có nhiều lớp thông tin khác nhau (theme).
Theme: Là những lớp thông tin thể hiện hình dạng, phân bố không gian của các đối tƣợng. Mỗi một theme tƣơng ứng là một file dữ liệu của ArcView. Nó có thể là một shape file (*.shp); là một image (*.tif, *.jpg); là một GRID, là một TIN.
Shapefile: Là định dạng chuẩn của ArcVIew, lƣu trữ dữ liệu Vector. Mỗi một Shape file chứa một dạng dữ liệu duy nhất dƣới dạng điểm, đƣờng, hoặc vùng.
Image: Là file dữ liệu dạng ảnh. Các định dạng ảnh thông thƣờng của window nhƣ *.bmp, *.tif, *.jpg đều đƣợc mở trực tiếp trong ArcView
Grid: Là một dạng dữ liệu Raster mô tả một bề mặt mang giá trị liên tục. Giá trị mỗi ô lƣới(cell) là giá trị của bề mặt tại đó.
3.3. Thu thập dữ liệu địa lý của vùng nghiên cứu
Đây chính bƣớc chuẩn bị dữ liệu đầu vào cho bài toán, bao gồm bản đồ nền của thành phố Nam Định và các số liệu liên quan đến các tiêu chí đánh giá [5].
3.3.1. Vị trí địa lý
Thành phố Nam Định nằm ở phía Bắc của tỉnh Nam Định, thuộc trung tâm khu vực phía Nam đồng bằng sông Hồng. Trong phạm vi tọa độ địa lý:
- Từ 24024’ đến 20027’ vĩ độ Bắc;
- Từ 106007’ đến 106012’ kinh độ Đông.
Đơn vị hành chính tiếp giáp thành phố Nam Định nhƣ sau: - Phía Bắc giáp huyện Mỹ Lộc;
- Phía Nam giáp huyện Vụ Bản và huyện Nam Trực; - Phía Đông giáp huyện Nam Trực và tỉnh Thái Bình; - Phía Tây giáp huyện Mỹ Lộc và huyện Vụ Bản,
Thành phố Nam Định nằm tại vị trí trung tâm của tiểu vùng phía Nam đồng bằng sông Hồng, có diện tích tự nhiên là 4.625 ha; dân số 244.017 ngƣời, trong đó dân số nội thành là 194.905 ngƣời. Thành phố gồm 25 đơn vị hành chính (20 phƣờng, 5 xã).
3.3.2. Địa hình
Địa hình của Thành phố Nam Định tƣơng đối bằng phẳng độ cao từ 0,3 ÷ 5,7m. Thềm phía Nam sông Đào thuộc một địa hình bãi bồi cao, trong khi phần phía Bắc sông thuộc địa hình bãi bồi thấp có niên đại cổ hơn.
3.3.3. Giao thông
* Đƣờng bộ:
Hệ thống đƣờng hƣớng tâm. đƣờng vành đai đã đƣợc nâng cấp. cải tạo. Cụ thể: - Quốc lộ 10 từ Hải Phòng, Thái Bình đi Ninh Bình chạy qua. QL 10 có vai trò giao thông liên tỉnh, chạy dọc vùng duyên hải Bắc Trung Bộ. Quốc lộ 10 mới đƣợc nâng cấp đạt tiêu chuẩn cấp III đồng bằng (Bn = 12m). đoạn tuyến tránh qua TP. Nam Định có mặt cắt ngang nền rộng 19m. mặt rộng 14m.
- Quốc lộ 21A nối Nam Định với Quốc lộ 1A và đƣờng Hồ Chí Minh. Ngoài ra còn có các tuyến QL21B đi các huyện Nam Trực, Trực Ninh, Xuân Trƣờng, Hải Hậu. QL 21 có vai trò chiến lƣợc, nối trung tâm hành chính, chính trị của tỉnh với vùng kinh tế trọng điểm phía Nam tỉnh. Tuyến đã đƣợc nâng cấp đạt tiêu chuẩn cấp III, nền rộng 12m tuy nhiên khả năng thông xe trên đoạn Nam Định - Phủ Lý đã bị quá tải, gây ùn tắc giao thông.
- Quốc lộ 38 từ Hải Dƣơng. Hƣng Yên, Hà Nam xuống Nam Định, Ninh Bình. đang triển khai phóng tuyến năng cấp.
- Ngoài ra là hệ thống đƣờng tỉnh có dạng hƣớng tâm (ĐT 486, 487, 488, 490, 490B, 490C) hƣớng đi các huyện quy mô đạt cấp IV ÷ II đồng bằng.
* Đƣờng vành đai:
- Đọan 1: Nền đƣờng 19m, mặt đƣờng 14m, đáp ứng nhu cầu giao thông tuy nhiên chƣa có hệ thống đƣờng gom nên các đấu nối trực tiếp ảnh hƣởng đến an toàn giao thông trên QL10.
- Đọan 2: Có đƣờng gom, an toàn về giao thông, có tổ chức đấu nối. gom các điểm giao cắt với QL 10.
* Đƣờng sắt: Đƣờng sắt Bắc Nam chạy qua TP Nam Định hiện đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách của tỉnh đến thủ đô Hà Nội, các tỉnh Miền Trung, miền Nam và kết nối với với các tuyến đƣờng sắt khác, khổ đƣờng sắt 1m. Đoạn qua khu vực nghiên cứu có ga Nam Định là ga kết hợp hành khách và hàng hóa với 9 đƣờng ray, diện tích sân ga 4.292 m2.
* Đƣờng sông: Trong khu vực nghiên cứu có tuyến vận tải chính qua hệ thống sông Đào: tuyến Quảng Ninh – Ninh Bình. Cảng Nam Định có công suất thiết kế cảng là 1 triệu tấn/năm nhƣng chƣa bao giờ đạt đƣợc 40% công suất thiết kế, việc xây dựng cầu cứng mới qua hạ nguồn sông Đào đã làm cho cảng hàng hoá Nam Định hiện nay bị hạn chế nhiều trong việc lƣu thông bằng đƣờng sông (do cảng nằm giữa 2 cầu Đò Quan và cầu Cứng mới).
* Giao thông nội thị:
Không gian đô thị đƣợc phân thành 3 khu vực có cấu trúc giao thông khu vực khác nhau:
- Khu vực trung tâm thành phố: Cấu trúc mạng đƣờng ô cờ. mặt cắt chủ yếu có bề rộng < 20m.
- Khu vực làng xóm: Cấu trúc mạng đƣờng tự do, ngoài hệ thống đƣờng chính là QL 21B. đƣờng tỉnh 490 và đƣờng S2 thì chủ yếu là đƣờng bê tông và đƣờng cấp phối. đƣờng đất có mặt cắt nhỏ từ 2÷4m.
- Khu vực đô thị mới, khu công nghiệp: Cấu trúc mạng đƣờng ô cờ, các trục song song với trục đƣờng chính phát triển bám theo trục đƣờng vành đai (QL 10, QL 21, đƣờng S2).
- Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật mạng lƣới đƣờng nội thị của thành phố: Bình quân đất giao thông:13,97 m2 / ngƣời; Tỉ lệ chiếm đất giao thông so với đất đô thị:24,05 %; Mật độ mạng lƣới đƣờng chính trong đô thị (B≥11,5):11,63 km/km2
- Nam Định hiện nay có 3 tuyến xe buýt phục vụ đi lại giữa trung tâm thành phố và các huyện lân cận, có 4 hãng taxi (370 đầu xe taxi), có các tuyene khách nội tỉnh và liên tỉnh. Tỷ lệ phục vụ hành khách công cộng đạt 20,40%. cơ đáp ứng nhu cầu đi lại.
* Công trình giao thông:
- Bến xe: Hiện nay tại thành phố Nam Định đã có 2 bến xe trung tâm, một bến ở trung tâm Thành phố Nam Định diện tích 4.000 m2 và một bến ở phía Đông cầu Đò Quan diện tích 3.800 m2. Hai bến xe hiện nay đều nằm trong phạm vi thành phố, diện tích nhỏ, trong tƣơng lai khi thành phố đƣợc mở rộng sẽ không đảm bảo an toàn cũng nhƣ không thuận lợi cho việc tổ chức giao thông.
- Cầu cống: Hệ thống cầu đã nâng cấp. đầu tƣ xây dựng mới qua các sông lớn trên các quốc lộ đạt tiêu chuẩn H30 - XB80 nhƣ: cầu Tân Đệ qua sông Hồng; cầu Đò Quan và cầu Nam Định qua sông Đào.
3.3.4. Khí hậu
Thành phố Nam Định mang đầy đủ những đặc điểm của tiểu khí hậu vùng đồng bằng Sông Hồng, là khu vực nhiệt đới, gió mùa, nóng ẩm, mƣa nhiều, có 4 mùa rõ rệt (xuân, hạ, thu, đông).
+ Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình năm từ 23 24oC; mùa đông nhiệt độ trung bình là 19,5oC, có thể xuống tới 12o
C; mùa hè nhiệt độ trung bình là 27,8oC, nhiệt độ có thể lên tới 39o
C.
+ Độ ẩm không khí tƣơng đối cao, trung bình từ 84%, tháng có độ ẩm cao nhất là 94% vào tháng 3, tháng có độ ẩm thấp nhất là 65% vào tháng 11.
+ Lƣợng mƣa: Lƣợng mƣa hàng năm trung bình từ 1.470 mm, trong năm lƣợng mƣa phân bố không đều, mùa nóng mƣa nhiều từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm khoảng 70% 75% lƣợng mƣa cả năm, đặc biệt là vào tháng 7, 8 ,9. Do lƣợng nƣớc mƣa không đều nên vào mùa mƣa thƣờng có úng, lụt gây thiệt hại cho sản xuất nông
nghiệp. Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa này lƣợng nƣớc mƣa chiếm khoảng 10% lƣợng mƣa cả năm.
+ Nắng: Hàng năm trung bình có tới 250 ngày nắng, tổng số giờ nắng từ 1.650
1.700 giờ, Vụ hè thu có số giờ nắng cao từ 1.100 – 1.200 giờ chiếm 70% số giờ nắng trong năm.
+ Gió: Hƣớng gió thay đổi theo mùa, mùa đông hƣớng gió thịnh hành là gió Bắc với tần suất 60 70%, tốc độ gió trung bình 2,4m/s, những tháng cuối mùa đông gió có xu hƣớng chuyển dần về phía Đông. Mùa hè gió thịnh hành là gió Đông Nam, với tần suất 50 70%, tốc độ gió trung bình 1,9 2,2 m/s do nằm trong vùng vịnh Bắc Bộ nên hàng năm thành phố Nam Định thƣờng chịu ảnh hƣởng của gió bão hoặc áp thấp nhiệt đới bình quân 4 6 trận/ năm.
Nhìn chung khí hậu rất thuận lợi cho môi trƣờng sống của con ngƣời, sự phát triển của hệ sinh thái động thực vật và du lịch.
3.3.5. Thủy văn
Thành phố Nam Định có hệ thống sông ngòi khá dày đặc với mật độ sông vào khoảng 0,5 0,7 km/km2. Do đặc điểm địa hình các dòng chảy đều theo hƣớng Tây bắc - Đông nam, Chế độ thuỷ văn chịu ảnh hƣởng chính của sông Hồng, nhánh sông Đào và chế độ thuỷ chiều.
* Theo tài liệu của trạm khí tƣợng thủy văn Nam Định chế độ thủy văn sông Đào tại Nam Định nhƣ sau:
- Chế độ mực nƣớc: Mực nƣớc trung bình năm: 1,52m; Mực nƣớc cao nhất: 5,77m; Mực nƣớc thấp nhất: -0,4m;
- Lƣu lƣợng: Trung bình: 896m3/s; Lớn nhất: 6,650m3/s; Nhỏ nhất: 0m3/s (nƣớc ngừng chảy);
- Độ dốc trung bình sông: 0,00120; - Cao độ đáy sông: -0,6m đến -0,8m;
- Mực nƣớc báo động theo các cấp trên sông Đào: Cấp I: +3,2m; Cấp II: +3,9m; Cấp III: +4,4m,
* Mực nƣớc báo động theo các cấp trên sông Hồng đoạn qua Nam Định: Cấp I: +3,8m; Cấp II: +4,8m; Cấp III: +5,8m,
* Ngoài những con sông hệ thống nƣớc mặt của thành phố Nam Định còn bao gồm 3 yếu tố chính: Các hồ nƣớc, hệ thống kênh rạch và rất nhiều những ao nhỏ trong các khu làng.
Mực nƣớc trong kênh, hồ ngoại thành phụ thuộc vào chế độ tƣới tiêu trong vùng Bắc Hà Nam. Trong mùa mƣa các trạm bơm tiêu có nhiệm vụ khống chế mực nƣớc ngập không quá +1,4m, Trong thực tế mực nƣớc kênh từ ngoại thành hàng năm ngập lớn hơn +1,4m. Các hồ trong nội thị bị ngập cao trong phạm vi thành phố có 3 hồ lớn:
+ Hồ Vị Xuyên: Hmax = +2,0m; Hđáy = +0,8m; Hbờ = +2,5m; F = 6,95ha; + Hồ Năng Tĩnh: Hmax = +2,0m; Hđáy = +0,78m; Hbờ = +2,2m; F = 4,96ha; Hệ thống hồ ao dày đặc tạo ra một kiểu địa hình nhƣ một miếng bọt biển, có tác dụng trữ nƣớc và chống úng rất hữu hiệu vào mùa mƣa và cấp nƣớc vào mùa khô. Đây cũng là những yếu tố cảnh quan đặc trƣng, tạo ra thế mạnh cảnh quan của thành phố.
3.3.6. Tài nguyên đất
Theo kết quả điều tra. khảo sát xây dựng tài liệu bản đồ thổ nhƣỡng tỉnh Nam Định theo tiêu chuẩn Quốc tế (FAO-UNESCO) phân loại đất Thành phố Nam Định bao gồm nhóm đất nhƣ sau:
* Nhóm đất phèn – Thionic Fluvisols (FLt)
+ Gồm đất phù sa có phèn tiềm tàng, có glây và đất phèn tiềm tàng sâu diện tích 105.35 ha; nhóm đất này có nguồn gốc từ đất phù sa, đất mặn và đất glây. Đất có thành phần cơ giới trung bình và nặng kết cấu hạt, cục và tảng phù hợp trồng lúa 2 vụ /năm.
* Nhóm đất phù sa – Fluvisols (FL)
+ Gồm đất phù sa trung tính ít chua, đất phù sa glây, chua và đất phù sa có tầng đốm rỉ, diện tích 3.256.4 ha. phân bố ở tất cả các phƣờng. xã trên địa bàn thành phố, đây là nhóm đất có diện tích lớn nhất trên địa bàn thành phố Nam Định, nhóm đất này đƣợc hình thành do quá trình lắng đọng các vật liệu phù sa của hệ thống sông Hồng và sông Đào. Hệ thống đê của các dòng sông chia đất phù sa thành hai vùng: Vùng đất ngoài đê đƣợc bồi đắp phù sa hàng năm và vùng đất trong đê rộng lớn không đƣợc bồi đắp hàng năm. Phù hợp trồng lúa 2 vụ /năm và các loại cây hàng năm khác trên địa bàn thành phố.
* Nhóm đất Glây – Gleysols (GL)
+ Gồm có đất glây chua đọng nƣớc diện tích 296.21 ha chủ yếu đƣợc phân bổ ở các xã của thành phố. Thành phần cơ giới của đất thay đổi từ trung bình đến nặng. Đất có phản ứng trung tính hoạch chua ít và ó BS (%)>50%. Hàm lƣợng chất hữu cơ tổng số trong đất cao. tầng canh tác có OC%>50%. Đạm tổng số trung bình. Lân tổng số và dễ tiêu nghèo và rất nghèo. Ka li dễ tiêu trung bình. Dung tích hấp thụ của đất trung bình CEC biến động xug quanh 101lđl/100g đất.
3.3.7. Tài nguyên nƣớc
- Nguồn nước mặt: Do hệ thống các sông, hồ, mƣơng máng và nguồn nƣớc mƣa
cung cấp.
Nguồn nƣớc sông: Khu vực nghiên cứu có nguồn nƣớc mặt phong phú với 2 con sông lớn có khả năng cung cấp nƣớc cho mục đích sinh hoạt là sông Đào và sông