BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG GIS VÀ PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ PHÂN
TÍCH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LẶP LẠI TAI NẠN GIAO
THÔNG TRÊN CÁC TUYẾN ĐƯỜNG CHÍNH TẠI ĐỊA BÀN
QUẬN 2

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Hân
Ngành: Hệ thống Thông tin Địa lý
Niên khóa: 2013 – 2017

Tháng 6/2016


TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG GIS VÀ PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ PHÂN

TÍCH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LẶP LẠI TAI NẠN GIAO THÔNG TRÊN
CÁC TUYẾN ĐƯỜNG CHÍNH TẠI ĐỊA BÀN QUẬN 2

Tác giả

Nguyễn Thị Ngọc Hân

Tiêu luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kĩ sư ngành Hệ thống thông tin Địa Lý

Giáo viên hướng dẫn:


cạnh chăm sóc cho con, nuôi dưỡng con thành người, dạy dỗ cho con những
điều hay lẽ phải, luôn động viên tạo điều kiện cho con học tập.
Nguyễn Thị Ngọc Hân
Khoa Môi Trường và Tài Nguyên
Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM
Email: [email protected]
iii


TÓM TẮT
Tiểu luận tốt nghiệp “ Ứng dụng GIS và phương pháp thống kê phân tích đánh
giá khả năng lặp lại tai nạn giao thông trên các tuyến đường chính tại địa bàn Quận2”
đã được thực hiện từ 03/2017 đến 06/2017
Đề tài đặt ra để giải quyết các mục tiêu:
-

Tìm hiểu thông tin về đường phố tại TPHCM
Thu thập và xử lý số liệu các vị trí TNGT xảy ra trên địa bàn Quận 2
Tìm hiểu về một số yếu tố không gian ảnh hưởng đến tai nạn giao thông: spatial
similary.
Tìm hiểu các lý do gây tai nạn do đặc thù của phương tiện, cụ thể là các loại xe
container trên địa bàn quận 2.
Tìm hiểu và xây dụng hệ thống web và cơ sở dữ liệu theo công nghệ mới có thể
áp dụng trên các di động và hiện đại theo chuẩn MVC trên ngôn ngữ Python.
Cơ bản xây dựng được trang web và các công cụ hỗ trợ tìm kiếm các thông tin
theo không gian và thời gian. Lọc các loại điểm tai nạn có tính chất tương tự
không gian để đề xuất khả năng lặp lại và phương hướng giải quyết tại các điểm
đen tai nạn.

Phương pháp

MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1.1. Thông tin đề tài và tính cấp thiết của đề tài ...................................................... 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 2
1.2.1.Mục tiêu chung ....................................................................................................................... 2
1.2.2.Mục tiêu cụ thể ....................................................................................................................... 2
1.3. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................. 2
Chương 2 ........................................................................................................................3
TỔNG QUAN .................................................................................................................3
2.1. Thông tin về địa bàn nghiên cứu .......................................................................... 3
2.1.1. Vị trí địa lý Quận 2 ............................................................................................................. 3
2.1.2. Các tuyến đường ở Quận 2 ............................................................................................. 5
2.2. Hiện Trạng ............................................................................................................. 9
2.2.1. Tình hình tai nạn giao thông ở quận 2, TP HCM năm 2016 ...........................9
2.3. Tình hình nghiên cứu .......................................................................................... 10
2.3.1. Các nghiên cứu về TNGT ............................................................................................... 10
2.3.2. Nghiên cứu về công cụ Similarity search trong arcgis......................................... 11
2.3.2.1. Sơ lược về lý thuyết độ đo ..............................................................................11
2.3.2.2. Nghiên cứu ngữ nghĩa không gian trong tìm kiếm không gian..................12
2.3.2.3. Similarity search: Tìm kiếm tương tự ..........................................................14
2.4. Công cụ và phần mềm ......................................................................................... 18
2.5. Khái niệm cơ bản về điểm đen, điểm mù ..................................................................... 20
2.5.1. Điểm đen .............................................................................................................20
2.5.2. Điểm mù..............................................................................................................21
Chương 3 ......................................................................................................................23
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................23
3.1. Sơ đồ phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 23
3.1.1. Phương pháp nghiên cứu gồm các bước: .................................................................. 23
3.1.2. Sơ đồ phương pháp nghiên cứu: .................................................................................. 23
3.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu ........................................................................................ 24
v


Cảnh Sát Giao Thông

ĐH

Đại Học

KCN

Khu Công Nghiệp

KMS

National Mapping Agency of Denmark ( Hội Bản Đồ Đan Mạch )

GDP

Good Distribution Practices (thực hành tốt phân phối)

GIS

Geographic Information System (Hệ thống thông tin địa lý)

MVC

Model – View – Controller

TNGT

Tai Nạn Giao Thông


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Bản đồ ranh giới hành chính quận 2, TPHCM ...................................................4
Hình 2: Bản đồ các tuyến đường chính ở Quận 2, TPHCM ...........................................9
Hình 3: trường hợp này độ đo Hausdorff chính là chiều cao h .....................................12
Hình 4: Các hồ sơ cho cặp đầu của các thuộc tính rất giống nhau, Các hồ sơ cho cặp
dưới cùng là khá khác nhau. ..........................................................................................16
Hình 5: Minh họa cho công cụ Similary Search ...........................................................17
Hình 6: Công cụ Similarity Search trong ArcMap 10.3 ................................................18
Hình 8: Minh họa giao diện phần mềm Visual studio code 1.11.2 ...............................19
Hình 10: Minh họa giao diện Geoserver 2.11.1 ............................................................20
Hình 11: Thực tế vùng mù với xe tải, xe tgieets kế gầm cao như SUV, xe bán tải ......22
Hình 12: Sơ đồ phương pháp nghiên cứu ......................................................................23
Hình 13: Dữ Liệu đã được xử lý....................................................................................30
Hình 14: dữ liệu đã được xử lý ......................................................................................30
Hình 15: Toàn canht TNGT quận 2 ...............................................................................31
Hình 16: Khu vực Cầu Phú Mỹ .....................................................................................31
Hình 17: Khu vực Đồng Văn Cống – Nguyễn Thị Định...............................................32
Hình 18: Khu vực Xa lộ Hà Nội ....................................................................................32
Hình 19: Khu vực Mai Chí Thọ ....................................................................................33
Hình 20: Bản đồ phân bố TNGT trên địa bàn Quận 2 ..................................................34
Hình 21: Bản đồ hiển thị vị trí các tại nạn trên geoserver .............................................37
Hình 22: Bản đồ thể hiện mức độ thương vong tại các điểm xảy ra tai nạn trên
geoserver ........................................................................................................................38
Hình 23: Bản đồ hiển thị thời gian xảy ra tai nạn tại địa bàn quận 2 trên geoserver ....39
Hình 24: Bnar đồ thể hiện các tai nạn do phương tiện giao thông gây ra trên geoserver
.......................................................................................................................................40
Hình 25: Source code của thuật toán tính khả năng lặp lại tai nạn của các điểm đã từng
xảy ra tai nạn..................................................................................................................41
Hình 26: Giao diện webgis giao thông quận 2 ..............................................................42

người), 22 người bị thương (tăng 6 người).

1


Vì vậy luận văn với đề tài “Ứng dụng GIS và phương pháp thống kê phân tích
đánh giá khả năng lặp lại tai nạn giao thông trên các tuyến đường đường chính
tại địa bàn Quận 2” mong muốn tìm thấy và thống kê những điểm thường xuyên có
tai nạn giao thông xảy ra, từ đó có thể giúp nhà quản lý, các bộ, ngành đưa ra được
biện pháp hạn chế TNGT.
1.2.

Mục tiêu nghiên cứu

1.2.1. Mục tiêu chung
Nghiên cứu khả năng xảy ra tan nạn giao thông lần nữa tại các tuyến đường chính
trên địa bàn Quận 2.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
- Tìm hiểu thông tin về đường phố tại TPHCM
-

Thu thập và xử lý số liệu các vị trí TNGT xảy ra trên địa bàn Quận 2

-

Tìm hiểu về một số yếu tố không gian ảnh hưởng đến tai nạn giao thông: spatial
similary.

-


Giới hạn vị trí địa lý:
-

Phía Bắc quận 2 giáp quận Thủ Đức và Bình Thạnh ranh giới là sông Rạch
Chiếc và sông Sài Gòn.

-

Phía Nam quận 2 giáp với quận 7 và huyện Nhơn Trạch tỉnh Đồng Nai ranh
giới tự nhiên là sông Đồng Nai và sông Sài Gòn.

-

Phía Đông giáp quận 2 giáp với quận 4, quận 1, và quận Bình Thạnh ranh giới
là sông Sài Gòn.

-

Quận 2 chia thành 11 phường gồm:Thảo Điền, An Phú, An Khánh,Thủ Thiêm,
Bình Trưng Đông, Bình An, An Lợi Đông, Thạnh Mỹ Lợi, Bình Trưng Tây và
Cát Lái.

3


Hình 1: Bản đồ ranh giới hành chính quận 2, TPHCM

4




 Đường 11

 Đường 34

 Đường 12

 Đường 35

 Đường 13

 Phố 36

 Đường 14

 Đường 37A

 Đường 15

 Đường 38

 Đường 16

 Đường 39

 Đường 17

 Đường 4

 Đường 18


 Đường 25

 Đường 5

 Đường 26

 Đường 50

 Đường 27

 Đường 51

 Đường 28

 Đường 54

 Đường 29

 Đường 55

 Đường 3

 Phố 56

 Đường 30

 Đường 6

 Đường 31


 Đường G1

 Đường 7

 Đường Giang Văn Minh

 Đường 8

 Đường H

 Đường 80

 Đường Hà Quang

 Đường 83

 Đường Hàn Giang

 Đường 9

 Đường Hậu Lân

 Đường A2

 Đường Hiệp Thành 13

 Đường An Phú

 Đường Hương lộ 62


 Đường Lê Hữu Kiều

 Đường Đàm Văn Lễ

 Phố Lê Phụng Hiểu

 Đường Đặng Hữu Phổ

 Đường Lê Thước

 Đường Đặng Như Mai

 Đường Lê Văn Miến

 Đường Đặng Tiến Đông

 Đường Lê Văn Thịnh

 Đường Đỗ Pháp Thuận

 Đường Lộc Hòa

 Phố Đỗ Quang

 Phố Lương Định Của

 Đường Đỗ Xuân Hợp

 Đường Lý Ông Trọng


 Đường Nguyễn Đăng Đạo

 Đường Quốc Hương

 Đường Nguyễn Đăng Giai

 Đường Quốc lộ 1A

 Đường Nguyễn Địa Lô

 Đường Song Hành

 Đường Nguyễn Đôn Tiết

 Đường Sử Hy Nhan

 Đường Nguyễn Duy Hiệu

 Đường Tạ Hiện

 Đường Nguyễn Duy Trinh

 Đường Tân Chánh Hiệp 16

 Đường Nguyễn Hoàng

 Đường Tân Lập 2

 Đường Nguyễn Hương


 Đường Nguyễn Thanh Sơn

 Đường Thạnh Xuân 21

 Đường Nguyễn Thị Định

 Đường Thảo Điền

 Đường Nguyễn Trọng Quân

 Đường Thích Mật Thể

 Đường Nguyễn Trung Nguyệt

 Đường Tỉnh Lộ 10

 Đường Nguyễn Tư Nghiêm

 Đường Tỉnh lộ 25B

 Đường Nguyễn Tuyển

 Đường Tống Hữu Định

 Phố Nguyễn Ư Dĩ

 Đường Trại Gà

 Đường Nguyễn Văn Giáp


 Đường Quách Giai

 Đường Trương Văn Bang
8


 Đường Trương Văn Đa

 Đường Võ Văn Kiệt

 Phố Vạn Kiếp

 Đường Vũ Phương Đế

 Đường Vành Đai 2

 Phố Vũ Tông Phan

 Đường Vành Đai Đông

 Đường Xa Lộ Hà Nội

 Đường Võ Trường Toản

 Đường Xuân Thủy

Hình 2: Bản đồ các tuyến đường chính ở Quận 2, TPHCM
2.2. Hiện Trạng
2.2.1. Tình hình tai nạn giao thông ở quận 2, TP HCM năm 2016


169
385
1042
169
226

6

Bình
Trưng
Đông
Bình Trưng Tây
Cát Lái
Thạnh Mỹ Lợi
Thảo Điền
Thủ Thiêm
Quận 2

345

7
8
9
10
11

222
669
1283

3
77

Thành Phố có 36 điểm kẹt xe. Trong đó, các điểm kẹt xe của Quận 2 bao gồm:
-

Nút giao Mỹ Thủy đến cảng Cát Lái

-

Xa lộ Hà Nội – Thảo Điền – Quốc Hương

-

Ngã tư Thủ Đức (quận 2, 9): Dự kiến xây hầm chui

-

Nút giao An Phú (quận 2): Xây dựng nút giao khác mức.

2.3. Tình hình nghiên cứu
2.3.1. Các nghiên cứu về TNGT
- Khóa luận nghiên cứu tốt nghiệp của sinh viên Trần Minh Tiến năm 2016 với
đề tài “Nghiên cứu áp dụng mạng neuron nhân tạo phục vụ bài toán nhận dạng
trong GIS”. Mục tiêu của nghiên cứu là sử dụng mạng Neuron nhân tạo kết hợp
với GIS để nhận dạng tai nạn giao thông tại TPHCM.
-

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Hoàng Thị Thúy Kiều năm 2016 với đề tài:
“Ứng dụng GIS hỗ trợ phân tích đặc điểm tai nạn giao thông tại TPHCM”. Mục

trống và

là một metric (độ đo/khoảng cách) trên E. với các bản đồ tỷ lệ lớn và trung

bình, ta có thể chọn không gian Euclide 2 chiều xy (hoặc lat/lon) với các độ đo

thỏa

mãn 3 điều kiện trên.
Sau đây là một số định nghĩa và phương pháp tính toán độ đo “ tương tự hình học”
-

Khoảng cách Hausdorff: khoảng cách Hausdorff từ tập thứ 1 đến tập thứ 2 được

định nghĩa là khoảng cách lớn nhất từ một điểm trên hình thứ nhất đến tập thứ 2.
Khoảng cách Hausdorff không mang tính đối xứng. Nghĩa là khoảng cách Hausdorff
từ tập đối tượng thứ 1 đến tập đối tượng thứ 2 không bằng khoảng cách Hausdorff từ
tập đối tượng thứ 2 đến tập đối tượng thứ 1.
Ngoài ra, ta có độ đo Hausdorff giữa hai tập là giá trị lớn nhất của khoảng cách
Hausdorff từ tập 1 đến tập 2 và ngược lại. Ví dụ: dH(X,Y) là khoảng cách giữa tập X
và tập Y:

Với một phần khác biệt giữa hai đối tượng hình học là một đối tượng đa giác lồi và
mỏng (không “dày”), thì giá trị nhận dạng đối với Hausdorff sẽ lớn. Nhưng giá trị
11


khoảng Hamming sẽ nhỏ. Ngược lại một số trường hợp giá trị khoảng cách Hamming
sẽ tăng đáng kể nhưng giá trị khoảng cách Hausdorff sẽ ít bị ảnh hưởng.
-

tự giữ các đối tượng. bản đồ thảo mãn các tính chất:
12


-

Khoảng cách giữa hai đối tượng luôn dương

-

Nếu khoảng cách hai đối tượng bằng 0 thì hai đối tượng trùng nhau.

-

Khoảng cách từ đối tượng x đến đối tượng y sẽ bằng khoảng cách từ đối tượng
y đến đối tượng x (trong bản đồ).

-

Với một đối tượng z khác, ta có bất đẳng thức về chiều dài các cạnh trong tâm
giác xyz.

Do đó, đối với hàm khoảng cách, tính tưng tự trong không gian bản đồ GIS có thể
được xây dựng như tính tương tự trong không gian độ đo.
Bên cạnh đó, việc phân tích các đặc tính về hình học của tập đối tượng cần tìm kiếm
để rút trích các thông tin ngữ nghĩa không gian là một vấn đề cần thiết và quan trọng.
thông tin không gian về tập dữ liệu không những phục vị quá trình tìm kiếm mà còn
phục vụ quá trình tiền xử lý dữ liệu trước khi tìm kiếm: tổng quát hóa bản đồ.
Ngữ nghĩa không gian của một tập đối tượng không gian bao gồm các đặc tính cơ bản
của một tập hợp các đặc điểm riêng của các đối tượng ở trong đó như:

như sau:
-

Nhóm 1: nhóm hình học: về các tiêu chí hình học cơ bản. điểm hình là tiêu chí
đồng dạng: khu vực tìm kiếm được có thể nhỏ hơn hoặc lớn hơn bản đồ mẫu.
13


tuy nhiên, các đối tượng trong vùng tìm kiếm được sẽ đồng dạng theo cặp với
các đối tượng trong dữ liệu mẫu.
-

Nhóm 2: Nhóm hình dáng: Về các tiêu chí hình dạng đối tượng. Điển hình là
tiêu chí về hình dạng đối tượng (shape index): với tiêu chí này, các đối tượng
tìm được sẽ có hình dáng tương đồng với các đối tượng mẫu về độ dẹt, về các
tỷ lệ giữa chu vi và diện tích.

-

Nhóm 3: Nhóm thống kê: Về các tiêu chí thống kê theo không gian cơ bản, điển
hình về tiêu chí phân bố thống kê không gian phân bố: Tiêu chí phân bố sẽ
quyết định tỉ lệ phân bố dữ liệu mẫu so với dữ liệu. Dữ liệu có thể là phân bố
ngẫu nhiên (randomize), phân bố theo cụm (cluster), phân bố đều (regular
distribution).

-

Nhóm 4: Nhóm giải tích: Theo các khoảng cách như độ đo Hausdorff khi đó,
chúng ta sẽ tìm kiếm một tập đối tượng trong bản đồ có từng cặp đôi đối tượng
tương ứng với tập bản đồ mẫu và tập con tìm được sẽ có độ đo Hausdorff cực

tương tự của đối tượng sẽ dựa trên mối quan hệ trung bình giữa các thuộc tính.
Lớp tính năng đầu ra sẽ chứa các tính năng của đối tượng mẫu với tất cả tính
năng của ứng cử viên (đối tượng muốn tìm kiếm) phù hợp đã được tìm thấy,
được sắp xếp theo tính tương tự (như được chỉ định bởi tham số tương tự). Số
lượng kết quả được trả về dựa trên giá trị cho tham số Number Of Besults.
-

Giá trị thuộc tính: Khi bạn chọn các giá trị thuộc tính cho tham số của phương
pháp so khớp, công cụ này sẽ chuẩn hóa tất cả các thuộc tính thu hút. Đối với
các ứng cử viên, nó sẽ trừ đi các giá trị đã được chuẩn hóa từ các giá trị mục
tiêu (giá trị thuộc tính của đối tượng mẫu), cộng thêm sự khác nhau bình
phương. Tham số này trở thành chỉ sooa tương tự cho ứng viên đó. Một khi tất
cả các ứng viên đã được xử lý, các ứng cử viên sẽ được xếp hạng từ chỉ số nhỏ
nhất (gần nhất) đến chỉ số lớn nhất (ít tương tự nhất). Tiêu chuẩn của các giá trị
thuộc tính liên quan đến biến đổi z, nghĩa là mỗi giá trị sẽ trừ đi giá trị trung
bình của tất cả các thuộc tính, chia cho độ lệch chuẩn của tất cả các giá trị (Tính
năng đầu vào phù hợp với các tính năng của ứng cửa viên được bao gồm trong
tính toán trung bình và độ lẹch chuẩn). Tiêu chuẩn đươc đặt ra cho tất cả các
thuộc tính là trên cùng quy mô, ngay cả khi chúng được đại diện bởi các loại số
khác nhau: tỷ lệ (từ 0 đến 1), Dân số (có giá trị hơn 1 triệu), khoảng cách (km).

-

Xếp hạng các giá trị thuộc tính: Khi chọn các giá trị thuộc tính để xếp hạng cho
tham số của phương pháp so khớp, công cụ sễ bắt đầu banwfng cách xếp hạng
từng thuộc tính quan tâm cho cả đối tượng địa lý và tất cả ứng viên. Đối với
mỗi ứng viên được tính là tổng bình phương cho mỗi thuộc tính liên quan đến
tính năng mà chúng ta hướng đến (tính năng đích). Nếu giá trị dân số cho mục
tiêu là lớn thứ 10 trong tất cả các ứng viên, và dân số cho ứng viên được xem là
lớn hơn 15, tổng bình phương dân số bình quân cho ứng cửa viên này là 10 – 15

16