ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA SINH – MÔI TRƢỜNG
LÂM TRẦN TUẤN ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)
TRONG QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT TẠI
QUẬN CẨM LỆ, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đà Nẵng - Năm 2015
Đà Nẵng - Năm 2015
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp ―Ứng dụng hệ thống thông tin
địa lý GIS trong quản lý chất thải rắn sinh hoạt tại quận Cẩm Lệ, thành phố
Đà Nẵng‖ là kết quả của quá trình học tập, nghiên cứu khoa học độc lập và
nghiêm túc, không sao chép bất kỳ nguồn nào khác.
Các số liệu trong khóa luận được thu thập từ thực tế có nguồn gốc rõ
ràng, đáng tin cậy, được xử lý trung thực và khách quan.
Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về sự cam đoan này. Đà Nẵng, tháng 4 năm 2015
Tác giả Lâm Trần Tuấn
LỜI CẢM ƠN
Đƣợc sự phân công của khoa Sinh – Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Sƣ
phạm Đà Nẵng và sự đồng ý của Thầy hƣớng dẫn TS. Chu Mạnh Trinh tôi đã
thực hiện đề tài “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý GIS trong quản lý chất
thải rắn sinh hoạt tại quận Cẩm Lệ, thành phố Đà Nẵng”.
Để hoàn thành khóa luận này, tôi xin chân thành cảm ơn Thầy giáo
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1.TỔNG QUAN VỀ CTR SH 4
1.1.1. Khái niệm CTR SH 4
1.1.2. Quản lý CTR SH 4
1.2.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS 4
1.2.1. Khái niệm về GIS 4
1.2.2. Thành phần của GIS 5
1.2.3. Các chức năng cơ bản của GIS 7
1.3.TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG GIS
TRONG QUẢN LÝ CTR SH TẠI MỘT SỐ NƢỚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ
VIỆT NAM 8
1.3.1. Trên Thế giới 8
1.3.2. Tại Việt Nam 11
1.4.ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA QUẬN CẨM LỆ,
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 13
1.4.1. Điều kiện tự nhiên 13
1.4.2. Điều kiện kinh tế - xã hội 14
1.5.TÌNH HÌNH CÔNG TÁC QUẢN LÝ CTR SH TẠI QUẬN CẨM LỆ,
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 14
1.5.1. Nguồn phát thải CTR SH 14
1.5.2. Thành phần và khối lƣợng CTR SH 14
1.5.3. Quy trình thu gom CTR SH 15
1.5.4. Hình thức thu gom CTRSH theo giờ 16
1.5.5. Quy trình tiếp nhận CTR SH tại trạm trung chuyển 16
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU 17
VÀO THỰC TẾ 50
3.4.ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA PHẦN MỀM MAPINFO
TRONG QUẢN LÝ CTR SH TẠI QUẬN CẨM LỆ 52
3.4.1. Ƣu điểm 52
3.4.2. Nhƣợc điểm 53
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 55
PHỤ LỤC 58
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
CTR Chất thải rắn
CTR SH Chất thải rắn sinh hoạt
CNH – HĐH Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa
CNTT Công nghệ thông tin
GIS Geographical Information System
GTVT Giao thông vận tải
GPS Global Positioning System
MIS Management Information System
TN&MT Tài nguyên và môi trƣờng
TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên
UBND Ủy ban nhân dân
XNMT Xí nghiệp môi trƣờng
3.4
Lớp quản lý cơ cấu tổ chức nhân sự của Xí nghiệp
môi trƣờng Cẩm Lệ
28
3.5
Lớp quản lý điểm nâng CTR SH
29
3.6
Lớp dữ liệu quản lý trạm trung chuyển
30
3.7
Lớp dữ liệu quản lý các tuyến thu gom
31
3.8
Lớp dữ liệu quản lý vị trí đặt thùng rác
32
3.9
Kết quả khảo sát địa điểm đặt thùng
41 DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
Số hiệu
hình vẽ
Tên hình vẽ
Trang
1.1
Dữ liệu tuyến thu gom
31
3.8
Dữ liệu các điểm đặt thùng
32
3.9
Hộp thoại Create Thematic Map Step 1
34
3.10
Hộp thoại Create Thematic Map Step 2
34
3.11
Hộp thoại Create Thematic Map Step 3
35
3.12
Hộp thoại Create Thematic Map(Graduated) step 1
36
3.13
Hộp thoại Create Thematic Map(Graduated) step 2
36
3.14
Hộp thoại Create Thematic Map(Graduated) step 3
37
3.15
Khối lƣợng CTR SH sinh ra mỗi ngày trên các phƣờng
37
3.16
Quy mô khối lƣợng rác tại các điểm nâng
38
3.17
3.26
Thông tin thuộc tính của các điểm thùng đặt cố định
46
3.27
Hộp thoại Create Points
47
3.28
Hộp thoại Choose Projection
48
3.29
Vị trí các điểm thùng đƣợc thể hiện trên bản đồ
48
3.30
Thanh công cụ Main
49
3.31
Thông tin thuộc tính các điểm nâng rác
49
3.32
Hộp thông tin truy xuất dữ liệu
49
3.33
Bảng thông tin đƣợc truy xuất
50
1
MỞ ĐẦU
1. Mục tiêu đề tài
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là công cụ đắc lực trong việc quản lý và
ra các quyết định. GIS tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu nhận, lƣu trữ, tìm
kiếm, trao đổi thông tin cũng nhƣ đƣa ra một bức tranh tổng hợp trên cơ sở
tích hợp nhiều số liệu [10].
Nhƣ đã biết, đi cùng với tình hình phát triển chung của cả nƣớc, là một
quận của Thành phố Đà Nẵng đƣợc thành lập năm 2005 [7], riêng địa bàn
quận Cẩm Lệ thành phố Đà Nẵng đã đặt ra mục tiêu xây dựng quận Cẩm Lệ
trở thành “Quận môi trƣờng” vào năm 2020, tỷ lệ thu gom và xử lý hợp vệ
sinh CTR SH đạt 100% vào năm 2015 và trên 95% CTR SH đƣợc tái chế vào
năm 2020 [4]. Tuy nghiên hiện nay công tác thu gom, vận chuyển còn nhiều
hạn chế, việc kiểm tra các điểm đặt thùng còn gặp nhiều khó khăn, công nhân
tự ý thay đổi lộ trình thu gom, xe cuốn ép thƣờng xuyên hƣ hỏng, công tác
kiểm tra địa bàn chƣa sâu sát [4], [14] cùng với đó là việc CTR SH ngày càng
tăng nhanh [4], CTR SH nếu không đƣợc quản lý và giải quyết tốt sẽ dẫn đến
hàng loạt hậu quả tiêu cực đối với môi trƣờng sống. Hiện nay, GIS là một
công cụ hỗ trợ đắc lực trong quản lý tài nguyên và môi trƣờng. Do đó, việc
ứng dụng công nghệ GIS vào công tác quản lý, thu gom CTR SH là một yêu
cầu cấp thiết nhằm quản lý dữ liệu trên máy tính, cập nhật nhanh chóng các
dữ liệu, số liệu về CTR SH từ nguồn phát sinh, quá trình thu gom vận chuyển
đến nơi xử lý giúp cho các nhà quản lý đánh giá chính xác hoạt động quản lý
CTR SH đồng thời đƣa ra các giải pháp tốt nhất để quản lý có hiệu quả các
loại CTR SH trên địa bàn quận.
Xuất phát từ những thực tế trên, tôi đã chọn đề tài: “Ứng dụng hệ
thống thông tin địa lý (GIS) trong quản lý chất thải rắn sinh hoạt tại quận
Cẩm Lệ, thành phố Đà Nẵng”.
3
kinh tế, kỹ thuật, bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, giữ gìn cảnh quan đô thị và
hạn chế tất cả các vấn đề môi trƣờng liên quan [5].
1.2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS
1.2.1. Khái niệm về GIS
Hệ thống thông tin địa lý trong tiếng Anh là Geographical Information
System. Khái niệm “thông tin” đề cập đến phần dữ liệu đƣợc quản lý bởi GIS.
5
Đó là các dữ liệu về thuộc tính và không gian của đối tƣợng. GIS có tính “hệ
thống” tức là hệ thống GIS đƣợc xây dựng từ các mô đun. Việc tạo các mô
đun giúp thuận lợi trong việc quản lý và hợp nhất [10].
Theo Ducker (1979) định nghĩa, GIS là một trƣờng hợp đặc biệt của hệ
thống thông tin, ở đó có cơ sở dữ liệu bao gồm sự quan sát các đặc trƣng phân
bố không gian, các hoạt động sự kiện có thể đƣợc xác định trong khoảng
không nhƣ đƣờng, điểm, vùng [20].
Theo Burrough (1986) định nghĩa, GIS là những công cụ mạnh để tập
hợp, lƣu trữ, truy cập, khôi phục, biểu diễn dữ liệu không gian từ thế giới
thực, đáp ứng những yêu cầu đặc biệt [17].
Theo Lord Chorley (1987) định nghĩa, GIS là hệ thống thu nạp, lƣu trữ,
kiểm tra, tích hợp, vận dụng, phân tích và biểu diễn dữ liệu tham chiếu tới
mặt đất. Những dữ liệu này thông thƣờng là cơ sở dữ liệu tham chiếu không
gian dựa trên những phần mềm ứng dụng [18].
Mặc dù có sự khác nhau về mặt tiếp cận, nhƣng các định nghĩa về GIS
đều có các đặc điểm giống nhau nhƣ sau: GIS là một hệ thống thông tin đƣợc
thiết kế để làm việc với các dữ liệu trong một hệ toạ độ quy chiếu. GIS bao
gồm một hệ cơ sở dữ liệu và các phƣơng thức để thao tác với dữ liệu đó,
nhằm thu thập, lƣu trữ, kiểm tra, tích hợp, thao tác, phân tích và hiển thị dữ
liệu đƣợc quy chiếu cụ thể vào trái đất.
trình vận hành và khai thác hệ thống thông tin địa lý, do đó việc nâng cao
trình độ khoa học kỹ thuật của cán bộ vận hành, khai thác và phát triển hệ
thống là rất cần thiết.
Phƣơng pháp: Một hệ GIS thành công theo khía cạnh thiết kế và luật
thƣơng mại là đƣợc mô phỏng và thực thi duy nhất cho mỗi tổ chức.
1.2.3. Các chức năng cơ bản của GIS
Bất cứ hệ thông tin địa lý nào cũng cần phải có những khả năng thực
hiện các phép toán cơ bản giúp tìm ra các giải pháp cho các vấn đề trong thế
giới thực, các chức năng đó là: nhập, lƣu trữ, phân tích, truy vấn, hiển thị và
xuất dữ liệu [10].
Nhập dữ liệu: Nguồn dữ liệu GIS đƣợc thu thập chủ yếu từ các nguồn:
Số hóa từ bản đồ giấy, các số liệu tọa độ thu đƣợc từ các máy đo đạc,
số liệu thống kê, ảnh vệ tinh, hệ thống định vị toàn cầu (GPS).
Lƣu trữ dữ liệu: Dữ liệu thuộc tính có thể đƣợc lƣu trữ gắn kết trong
mỗi bảng thuộc tính của đối tƣợng không gian hoặc là các bảng dữ liệu hoàn
toàn độc lập, khi cần thiết thì bảng dữ liệu này mới kết nối vào bảng thuộc
tính của đối tƣợng không gian tạo thành dữ liệu địa lý.
8
Truy vấn dữ liệu: Truy vấn đối tƣợng không gian tìm ra thuộc tính của
chúng. Ngƣời sử dụng phải xác định đƣợc vị trí của đối tƣợng cần quan tâm,
sau đó xem thuộc tính của chúng. Truy vấn từ dữ liệu thuộc tính để truy tìm vị
trí của đối tƣợng trong không gian bằng cách xây dựng các biểu thức dựa vào
các điều kiện ràng buộc.
Phân tích dữ liệu: Trả lời các câu hỏi về sự tác động lẫn nhau của
những mối quan hệ không gian và thuộc tính giữa nhiều tập dữ liệu.
Hiển thị dữ liệu: GIS cung cấp công cụ để hiển thị những đối tƣợng địa lý sử
dụng nhiều ký hiệu diễn đạt tƣợng trƣng. Biểu diễn đối tƣợng không gian, các
quản lý (MIS) và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) trong quản lý CTR SH
trong bài báo đƣợc đăng tải trên Internet. Theo quan điểm của Senthil
Shanmugan, tính cấp thiết cần ứng dụng GIS trong công tác quản lý CTR SH
là:
- 80% thông tin đƣợc sử dụng liên quan tới quản lý CTR SH có liên quan
tới dữ liệu không gian.
- Sự tích hợp thông tin từ những mức độ cần nền chung là GIS.
- GIS là môi trƣờng thuận lợi cho tích hợp một số lƣợng lớn thông tin.
Trong bài toán quản lý CTR SH số lƣợng thông tin này là rất lớn.
- Bản đồ và các dữ liệu không gian không còn là sự quí hiếm nữa mà đã
trở thành công việc hằng ngày.
- Rất nhiều dữ liệu liên quan tới CTR SH liên quan tới vị trí không gian
nhƣng vẫn chƣa đƣợc ứng dụng vào GIS. Không có sự cập nhập chính xác dữ
liệu.
- Không thể xử lý bằng tay hay bằng công cụ không chuyên một khối
lƣợng lớn dữ liệu liên quan tới chất thải rắn.
- Một hệ thống ứng dụng GIS sẽ tạo cơ sở cho sự đầu tƣ vào cơ sở hạ
tầng, sử dụng máy móc có hiệu quả và các phƣơng tiện chuyên chở hiện đại.
10
Từ đó các chuyên gia thành phố Bangalore Agenda, Ấn độ đã xây dựng
dự án ứng dụng GIS trong công tác quản lý CTR SH cho thành phố
Bangalore. Mục tiêu đƣợc đặt ra cho dự án này là:
- Biến GIS thành công cụ giúp cho ra quyết định đầu tƣ vào cơ sở hạ
tầng một cách thuận lợi.
- Quản lý tổng hợp và thống nhất hệ thống các vị trí đặt thùng rác theo
các tuyến đƣờng.
- Tìm ra lộ trình ngắn nhất từ các điểm trung chuyển tới các bãi chôn lấp.
Tính cấp thiết phải ứng dụng GIS – GPS
- Số lƣợng bãi chôn lấp tăng lên.
- Vị trí bãi chôn lấp nằm ở các vị trí khác nhau trong thành phố.
- Sức chứa bãi chôn lấp là một đại lƣợng xác định.
Lợi ích của việc ứng dụng GIS – GPS
- Giám sát và theo dõi các xe tải ở mọi nơi, mọi lúc.
- Nhận dạng và biết đƣợc biến cố lạc đƣờng trong quá trình hoạt động.
- Nhận dạng các phƣơng tiện không làm việc trong suốt quá trình hoạt
động.
- Ƣớc tính số km hoạt động bằng bộ phận đo km trong xe tải.
- Tối ƣu hoá các tuyến đƣờng ngắn nhất từ điểm thu gom đến bãi chôn
lấp [28].
1.3.2. Tại Việt Nam
Hệ thống thông tin địa lý đã và đang đƣợc công nhận là một hệ thống
với nhiều lợi ích không chỉ trong công tác thu thập đo đạc địa lý mà còn trong
vấn đề quản lý tài nguyên thiên nhiên, phân tích hiện trạng và dự báo xu
hƣớng diễn biến môi trƣờng. Vì thế, GIS đƣợc đón nhận và áp dụng rộng rãi
trong các cơ quan nghiên cứu ở nƣớc ta. Hiện nay, ứng dụng GIS trong quản
lý môi trƣờng đƣợc đẩy mạnh nhằm phát hiện, đánh giá, dự báo mức độ gây ô
nhiễm cho khu vực để đƣa ra hƣớng giải quyết nhanh và có hiệu quả.
12
Năm 2005, ứng dụng GIS trong việc quản lý rác thải ở các tỉnh thành,
điển hình là quận 4 và quận 10 thành phố Hồ Chí Minh bằng phần mềm
TISWAM 1.0. Với GIS, ta có thể dễ dàng nhập và tìm kiếm dữ liệu vị trí các
điểm tập kết, các điểm trung chuyển và quan sát sự vận chuyển các chất thải
trên bản đồ [12], [13].
Năm 2006, thành công trong việc ứng dụng CNTT để xác định bãi chôn
không gian, dữ liệu thuộc tính và xây dựng bản đồ hệ thống thu gom chất thải.
Hệ thống thùng rác đƣợc sắp xếp dựa trên kết quả phân tích không gian lớp
thùng rác hiện có. Theo đó, lớp thùng mới đƣợc hình thành từ hai mảng: điều
chỉnh vị trí và định vị thùng rác thêm mới. Sử dụng phần mềm MapInfo 8.0
để ghép nối hai mảng và lƣu thành bảng ghi thùng rác mới căn cứ vào đặc
điểm riêng của từng tiểu vùng đồng thời, tập trung ứng dụng phân tích không
gian kết hợp các phƣơng pháp đánh giá nhanh nguồn phát sinh chất thải và
tham khảo ý kiến cộng đồng để quyết định [9].
Ứng dụng GIS sắp xếp lại hệ thống thu gom chất thải giúp đánh giá
đƣợc chi tiết hiện trạng hệ thống thu gom và sắp xếp lại hệ thống thùng rác ở
nhiều khu vực; kết hợp công nghệ GIS với các phƣơng pháp khác để giải
quyết đầy đủ mối quan hệ giữa hệ thống thu gom và các yếu tố tác động; cho
hiệu quả cao khi thành lập bản đồ, đặc biệt khi yêu cầu nhanh chóng, chính
xác; khắc phục đƣợc nhƣợc điểm của phƣơng pháp lập bản đồ truyền thống
thu gom rác [9].
1.4. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA QUẬN CẨM
LỆ, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
1.4.1. Điều kiện tự nhiên
Quận Cẩm Lệ đƣợc thành lập vào ngày 5/8/2005 theo Nghị định số
102/2005/NĐ-CP của Chính phủ gồm có 6 phƣờng: Khuê Trung, Hoà Thọ
Tây, Hoà Thọ Đông, Hoà Phát, Hoà An, Hoà Xuân.
Tổng diện tích tự nhiên 35.3 km
2
, dân số trung bình 105.743 ngƣời, mật độ
dân số trung bình 2995 ngƣời/km
2
[6].
14
Copyright: Tài liệu đại học ©