Sự cần thiết khi ứng dụng công nghệ GIS trong công tác quản lý và quy hoạch

thị trong từng giai đoạn và việc định hƣớng phát triển lâu dài cho đô thị đó về các mặt sau:

 Tổ chức sản xuất

 Tổ chức đời sống

 Tổ chức không gian kiến trúc, cảnh quan và môi trƣờng đô thị

3.3 Sự cần thiết khi ứng dụng công nghệ GIS trong công tác quản lý và quy hoạch hoạch

Công nghệ GIS có thể coi là một ứng dụng đa ngành và nhƣ là một công cụ không thể thiếu cho quản lý trong công việc hàng ngày. Hầu hết các nƣớc phát triển ở Châu Âu, Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan... đã ứng dụng công nghệ GIS để xây dựng các cơ sở dữ liệu tài nguyên môi trƣờng, các hệ thống thông tin chuyên ngành, trợ giúp quyết định cho lãnh đạo trong quản lý.

Một đô thị mới và hiện đại thì không thể thiếu một kiến trúc quy hoạch về cơ sở hạ tầng, bao gồm xây dựng các công trình công cộng, nhà ở, hệ thống thoát

nƣớc và xử lý nƣớc thải, hệ thống cung cấp nƣớc sạch, và vì vậy việc áp dụng các phƣơng pháp và công nghệ hiện đại sẽ đem lại rất nhiều tiện ích.

Hệ thống GIS khi ứng dụng sẽ đạt đƣợc yêu cầu sau:

 Phục vụ tốt cho công tác chỉ đạo việc quy hoạch tổng thể và chi tiết đô thị. Trợ giúp lãnh đạo, các nhà quản lý quy hoạch và ngƣời sử dụng để ra đƣợc các quyết định phù hợp.

 Tạo ra môi trƣờng thuận lợi, hoạt động có hiệu quả cho các ngành, các đơn vị sử dụng GIS, đặc biệt cho những nhà quản lý quy hoạch đô thị, giảm chi phí về thời gian, công sức, tiền của của nhà nƣớc và trợ giúp quyết định đúng đắn.

 Liên kết đƣợc các cơ sở dữ liệu đơn độc, nâng cao việc sử dụng thông tin nhƣ nguồn tài nguyên chiến lƣợc.

 Vào thông tin nhanh chóng (bản đồ, thuộc tính, ảnh...)

 Quản lý, tìm kiếm các đối tƣợng trên bản đồ, lƣu trữ và phục hồi các thông tin tối ƣu trên cơ sở vị trí không gian thực của nó.

 Cập nhật bổ sung và điều chỉnh thông tin trong hệ thống đơn giản và thuận tiện.

 Liên kết các module chƣơng trình để mở rộng và phát triển hệ thống.

 Xử lý thông tin trong hệ thống (phân tích tổng hợp và mô hình hóa) một cách nhanh chóng và tin cậy. Cho phép chồng lớp bản đồ tạo ra các bản đồ chuyên đề dựa trên các lớp thông tin đã có một cách thuận tiện và nhanh chóng. Với những ƣu điểm trong cách thể hiện và các hàm quan hệ giữa các thông tin thuộc tính gắn liền có tính hệ thống, có khả năng phần tích cao ta có thể tạo đƣợc một công cụ mạnh cho công tác dự báo và quy hoạch đúng đắn hơn so với nhiều công cụ khác.

 Là một hệ thống mở, dễ dàng trao đổi các nguồn thông tin đã có sẵn của hệ thống và đơn vị khác.

 Đảm bảo an toàn dữ liệu và bảo mật thông tin hệ thống.

Nhƣ vậy, Công nghệ GIS có ý nghĩa ứng dụng to lớn trong rất nhiều lĩnh vực và ngành nghề khác nhau. Trong khuôn khổ thời gian thực hiện luận văn và điều kiện thực tế cho phép, tôi xin đƣợc trình bày một phần trong rất nhiều ứng dụng của công nghệ GIS trong công tác quản lý cấp nƣớc sạch cho sinh hoạt, đó là xây dựng ”Hệ thống quản lý cấp nước trên nền GIS”, trong đó phân hệ “Đăng ký đường ống – Pipe Registration” là phân hệ áp dụng các phép toán cơ bản của GIS trên bản đồ để thực hiện các thao tác trong việc xây dựng một mạng lƣới đƣờng ống sử dụng trong hệ thống. Hệ thống đã đƣợc xây dựng và triển khai tại thành phố Seremban, Malaysia năm 2008.

3.4 Mô tả ứng dụng

Hệ thống cấp thoát nƣớc là cơ sở hạ tầng đặc biệt quan trọng, ở cả nông thôn và thành thị. Hiện nay tại các đô thị lớn của Việt Nam có khá nhiều khu vực dân cƣ không đủ nƣớc sạch để dùng thì vẫn tồn tại một lƣợng thất thoát nƣớc sạch đáng kể.

Qua thực tiễn quan sát, thì ở Hà nội, lƣợng nƣớc thất thoát trung bình hàng năm - NRW (theo số liệu thống kê của hiệp hội cấp thoát nƣớc Việt nam) là khoảng 40% đến 45%, ở Kuala Lumpur là 39%, trong khi đó ở Paris là 6%, ở Đan Mạch, tỉ lệ trung bình của cả nƣớc là 4%

Seremban, một thành phố ở phía nam, cách 50km so với thủ đô Kuala Lumpur, Malaysia, với 0,9 triệu dân, và 320 nghìn điểm tiêu thụ nƣớc sinh hoạt đang hoạt động. Mạng lƣới cấp nƣớc đang hoạt động hiện có khoảng 6 nghìn km đƣờng ống đƣợc lắp đặt. Với mức thất thoát nƣớc là 39%, tƣơng đƣơng với 133 triệu m3

nƣớc trong một năm

Mục tiêu khi xây dựng và áp dụng hệ thống WDMS là:

Lắp đặt và quản lý khoảng 62 nghìn điểm kết nối cho việc tiêu thụ nƣớc

Diện tích bao phủ áp dụng của dự án là khoảng 50% diện tích của thành phố, chủ yếu nằm ở phía đông

Tổng chiều dài đƣờng ống dự kiến lắp đặt khoảng 90 nghìn km.

Giảm lƣợng nƣớc thất thoát từ 39% xuống 24% trong vòng 18 tháng hoạt động và quản lý (giảm 15%)

Sử dụng GIS, ở đây là việc đăng ký đƣờng ống để trợ giúp cho quá trình lắp đặt.

Nhận thấy việc giảm lƣợng nƣớc thất thoát có thể tiết kiệm đƣợc một lƣợng rất lớn nƣớc sạch hàng năm, đồng thời mang lại nguồn lợi nhuận to lớn, nâng cao năng lực quản lý cấp nƣớc, và tăng khả năng chia sẻ dữ liệu giữa các phòng ban.

Hệ thống quản lý cấp nƣớc sạch WDMS ra đời là kết quả nghiên cứu và nỗ lực hoạt động, cơ sở kinh nghiệm, khảo sát nhiều năm của các chuyên gia cấp nƣớc và chuyên gia GIS tại Việt Nam và ở các nƣớc nhƣ Thái Lan, Trung Quốc, Đan Mạch, Philipines, với mục tiêu chính là kiểm soát lƣợng nƣớc rò rỉ và thất thoát do các nguyên nhân chủ quan và khách quan.

 Nguyên nhân chủ quan, đó là do cách thức quản lý cũ kỹ, chƣa áp dụng các công nghệ hiện đại, công việc tính toán lƣợng nƣớc cũng nhƣ áp lực đƣờng ống thủ công, dẫn đến thiếu chính xác

 Nguyên nhân khách quan do thƣờng xuyên xảy ra các sự cố nhƣ rò rỉ tại các điểm nối, hay bị vỡ ống dẫn nƣớc...mà không kiểm soát đƣợc thƣờng xuyên, dẫn đến thất thoát.

 Kiểm soát rò rỉ, thất thoát - Leakage Auditing: Hỗ trợ các phƣơng pháp khác nhau để tìm ra các điểm bị rò rỉ, kiểm soát lƣu lƣợng dòng chảy

 Kiểm soát áp lực đƣờng ống, áp lực đầu vào – Pressure Management: Tìm ra vùng nào áp lực đƣờng ống tăng hay giảm một cách bất kỳ để có phƣơng pháp điều chỉnh

 Đăng ký đƣờng ống – Pipe Registration: Áp dụng GIS để quản lý hệ thống mạng lƣới đƣờng ống, đồng hồ..và các thành phần trên bản đồ.

 Quản lý đồng hồ, hóa đơn – Meter and Billing management: Nhận dữ liệu hoá đơn từ hệ thống khác để kiểm tra, thống kê, phục vụ cho mục đích quản lý.

 Quản lý các điểm sự cố - Burst Management: Ghi nhận và xử lý các điểm sự cố, rò rỉ trong hệ thống mạng lƣới cấp nƣớc.

 Dịch vụ khách hàng – Customer Service: Tiếp nhận và xử lý thông tin phàn nàn của khách hàng về các vấn đề cấp nƣớc, nhƣ Hoá đơn, áp lực nƣớc, vấn đề kỹ thuật khác…

 Xây dựng kế hoạch bảo trì, bảo dƣỡng hệ thống – Rehabilitation Planning: Lên kế hoạch, thời gian, kinh phí dự trù để thực hiện một kế hoạch cải tạo, nâng cấp hay mở rộng mạng lƣới cấp nƣớc.

 Báo cáo thống kê – Report Management: Kết xuất các dạng báo cáo thống kê trợ giúp cho việc quản lý để nhìn thấy các vấn đề xảy ra trong toàn hệ thống.

 Dịch vụ tính toán tự động – Calculation Service Dƣới đây là mô hình kiến trúc tổng thể của hệ thống:

Trong khuôn khổ thời gian thực hiện luận văn, tôi xin phép đƣợc trình bày phần phân hệ liên quan nhiều đến các thao tác và chức năng của GIS, đó là phân hệ “Đăng ký đƣờng ống PR– Pipe Registration”.