Bài LuậnỨng dụng Gis vào công tác quản lí
thu gom - vận chuyển chất thải rắn
sinh hoạt tại thành phố Biên Hòa
Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa
SVTH: Nguyễn Hoài Thy
Trang 1
Chương 1: MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề – lý do chọn đề tài:
hất thải rắn có từ những ngày đầu con người có mặt trên trái đất. Con
người và động vật khai thác các nguồn tài nguyên trên trái đất để phục
vụ cho đời sống của mình và thải ra môi trường chất thải rắn. Trong
giai đoạn tiền sử, khi mà con người là một thành viên rất nhỏ bé trên trái đất với
cuộc sống riêng lẻ, hoang dã thì chất thải rắn không ảnh hưởng lớn đến môi trường
do diện tích đất rộng và khả năng tự làm sạch cao, thiên nhiên có thể nhận một
khối lượng lớn rác mà không gây hại tới môi trường. Chỉ khi cách sống tập trung
và các đô thò, thành phố ra đời thì rác mới trở thành mối quan tâm của cộng đồng
con người do khối lượng lớn, thành phần phức tạp, khả năng phân huỷ chậm và sự
tích tụ ngày càng cao của chúng. Có loại vật liệu mới chỉ ngày hôm qua phục vụ
đắc lực cho con người thì hôm nay lại trở thành chất thải rắn có khả năng gây độc
hại không chỉ cho con người mà còn cho môi trường. Đặc biệt trong giai đoạn phát
triển công nghiệp hoá, hiện đại hoá kèm theo tình trạng dân số tăng nhanh trong
khi rác không còn chỗ để tái sử dụng hoặc nhiều loại chất thải không có khả năng
phân huỷ hay tồn tại rất lâu trong thiên nhiên tăng cao thì chất thải rắn càng ảnh
hưởng xấu đến môi trường sống của con người.
Hòa, một thành phố đang trong giai đoạn CNH – HĐH, nên đề tài có tính thực tiễn
cao.
1.2 Mục tiêu của đề tài:
Thu thập các thông tin về hệ thống thu gom – vận chuyển CTR SH tại
thành phố Biên Hòa mà trọng tâm là các phường nội thành.
Tìm hiểu hiện trạng thu gom, vận chuyển CTR SH tại thành phố Biên Hòa,
trên cơ sở đó đánh giá hiện trạng của hệ thống thu gom – vận chuyển này.
Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa
SVTH: Nguyễn Hoài Thy
Trang 3
Thể hiện trực quan trên bản đồ thành phố Biên Hòa các thông tin về hệ
thống thu gom – vận chuyển CTR SH tại các phường nội thành.
Đưa ra một số vấn đề phát sinh trong quản lý CTR SH tại các phường nội
thành phố Biên Hòa và đề xuất hướng giải quyết gợi ý.
1.3 Nội dung nghiên cứu:
Khảo sát và phân tích hiện trạng hệ thống thu gom – vận chuyển CTR SH
tại thành phố Biên Hòa để tìm ra những bất cập trong công tác thu gom và
vận chuyển để từ đó đưa ra hướng khắc phục.
Tìm hiểu đặc trưng về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội thành phố Biên
Hòa.
Nghiên cứu hệ thống thông tin đòa lý và phần mềm Map Info và Arcview .
Thiết kế mô hình dữ liệu bao gồm: dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính.
ng dụng chức năng phân tích mạng của Arcview nhằm đề xuất lộ trình
thu gom tối ưu cho công tác thu gom CTR SH tại các phường nội thành
thành phố Biên Hòa.
1.4 Đối tượng nghiên cứu:
Các thông tin về hệ thống quản lý CTR SH tại thành phố Biên Hòa.
Quy trình thu gom CTR SH tại thành phố Biên Hòa.
Các điểm hẹn lấy rác trên đòa bàn thành phố Biên Hòa và chủ yếu là các
điểm hẹn trong các phường nội thành.
cụ.
Thu thập các dữ liệu không
gian ( các lớp thông tin bản
đồ thành phố Biên Hòa), dữ
liệu thuộc tính cho các dữ
liệu không gian.
Tìm hiểu, thu thập dữ liệu về
đặc điểm tự nhiên, kinh tế,
xã hội thành phố Biên Hòa.
Tìm hiểu, khảo sát, thu thập
số liệu về hệ thống thu
gom – vận chuyển CTR SH,
đặc điểm và cách bố trí điểm
hẹn và điểm dọc tuyến của
thành phố Biên Hòa mà đặc
biệt là các phường nội thành.
Xây dựng bản đồ thành phố
Biên Hòa và bản đồ nền các
phường nội thành thành phố.
Vạch lộ trình thu gom – vận
chuyển CTR SH tối ưu cho các
phường nội thành , phân chia số
xe đẩy tay trên mỗi phường, bố
tríù thùng composit trên các
tuyến đường .
ng dụng chức năng phân tích
mạng của GIS kết hợp tính
toán
Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa
SVTH: Nguyễn Hoài Thy
nguyên là đối với nhiều mục tiêu, chúng rất chung chung và khó tách ra được các
thông tin cần thiết.
Khi phạm vi của bản đồ chuyên ngành ngày càng rộng, người dùng muốn
tìm cách tổng hợp thông tin sẵn có để có cái nhìn tổng quát hoặc phân loại thông
tin theo cách riêng của mình. Đến đầu năm 1970, SYMAP, chương trình đầu tiên
vẽ bản đồ đơn giản và in ra các số liệu thống kê ra đời. Chương trình GRID cũng
được thành lập sử dụng khuôn dạng dữ liệu raster, các chương trình này đặc biệt
phát triển dùng để chồng xếp bản đồ. Kể từ đó, đã có nhiều phương pháp xử lý
bản đồ tự động được phát triển.
Tất cả các cố gắng này nhằm phát triển các công cụ hữu ích phục vụ việc thu
thập, lưu trữ, truy cập, chuyển đổi, tích hợp và hiển thò dữ liệu không gian. Tập
hợp tất cả công cụ này cùng với một số thành phần khác cấu thành nên Hệ thống
thông tin đòa lý( Geographic Information System – GIS).
Tùy theo cách tiếp cận mà có nhiều đònh nghóa khác nhau về GIS, dưới đây
là một số đònh nghóa của một vài tác giả:
Theo Dueker (1979): GIS là một trường hợp đặc biệt của hệ thống thông tin
với cơ sở dữ liệu gồm những đối tượng, những hoạt động hay những sự kiện phân
bố trong không gian được biểu diễn như những điểm, đường, vùng trong hệ thống
máy tính. GIS xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đường, vùng, phục vụ cho những
hỏi đáp và phân tích đặc biệt.
Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa
SVTH: Nguyễn Hoài Thy
Trang 8
Theo Pavlidis (1982): GIS là một hệ thống có chức năng xử lý thông tin đòa
lý nhằm phục vụ quy hoạch, trợ giúp quyết đònh trong một lónh vực chuyên môn
nhất đònh.
Theo Burrough (1986): GIS là một hộp công cụ mạnh, dùng để lưu trữ, truy
vấn tùy ý, biến đổi và hiển thò dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những mục
tiêu đặc biệt.
Theo Calkins và Tomlinson (1977), Marble (1984) và Star and Ester
Máy tính có thể nối với nhau, chia sẻ tài nguyên và lập thành mạng thông
tin qua cáp hay đường điện thoại với modem. Hình2 : Các thành phần của phần cứng trong hệ thống thông tin đòa lý
Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa
SVTH: Nguyễn Hoài Thy
Trang 10
Phần mềm (Software): phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ
cần thiết để lưu trữ, phân tích và hiển thò thông tin đòa lý. Các thành phần chính
trong phần mềm GIS là:
Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin đòa lý;
Hệ quản trò cở sở dữ liệu;
Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thò đòa lý;
Giao diện đồ họa người – máy để truy cập các công cụ dễ dàng;
Hình 3: Các thành phần của hệ quản trò CSDL của GIS
Ngoài ra, phần mềm còn phải đáp ứng yêu cầu của hệ thống mở, cho phép nâng
cấp khi cần thiết và có thể liên kết với các hệ thống khác. Cũng như phần cứng,
tùy theo mục tiêu nghiên cứu mà phần mềm trong hệ thống có thể được trang bò
phù hợp và đáp ứng được nhu cầu chuyển đổi format dữ liệu giữa các phần mềm
SVTH: Nguyễn Hoài Thy
Trang 12
Những người dùng các kết quả, báo cáo của GIS để ra quyết đònh. Nhóm
này đặt ra mục tiêu, yêu cầu hoạt động cho hệ thống.
Phương pháp (Methods): một hệ GIS thành công theo khía cạnh thiết kế và luật
thương mại là được mô phỏng và thực thi duy nhất cho mỗi tổ chức.
2.1.1.3 Chức năng của GIS:
Mục đích chung của các HTTTĐL là thực hiện sáu chức năng sau:
Nhập dữ liệu: trước khi dữ liệu đòa lý có thể được dùng cho GIS, dữ liệu
này phải được chuyển sang dạng số thích hợp. Quá trình chuyển dữ liệu từ bản đồ
giấy sang các file dữ liệu dạng số được gọi là quá trình số hóa. Dữ liệu là phần đắt
tiền nhất (chiếm khoảng 80% kinh phí dự án) và tồn tại lâu đời của một hệ thống
thông tin đòa lý. Việc thu thập dữ liệu để đưa vào sử dụng trong hệ thống là bước
đầu quan trọng.
Lưu trữ dữ liệu: các đối tượng không gian đòa lý có thể được lưu trữ trong
hệ thống GIS bằng một trong hai dạng cấu trúc: dữ liệu vector ( biểu diễn các đối
trượng đòa lý trên mặt đất bằng những điểm, đường, vùng trong mặt phẳng tọa độ
Descartes với mỗi điểm được xác đònh bởi cặp tọa độ (x,y), đường được tuyến tính
bằng từng đoạn, vùng được đònh nghóa là một đường khép kín); dữ liệu rastor ( mô
hình ấn đònh vò trí của các đối tượng không gian vào các ô lưới có kích thước bằng
nhau gọi là pixel, được xác đònh vò trí bằng tọa độ (x,y) với x biểu diễn số hàng, y
biểu diễn số cột của pixel. Với cấu trúc này, đường được biểu diễn bằng những
pixel có cùng giá trò, vùng được biểu diễn bằng một mảng gồm nhiều pixel có
cùng giá trò thuộc tính trải rộng theo nhiều phương.
Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa
SVTH: Nguyễn Hoài Thy
Trang 13
Có những trường hợp các dạng dữ liệu đòi hỏi được chuyển dạng và thao
tác theo một số cách để có thể tương thích với một hệ thống nhất đònh. Công nghệ
GIS cung cấp nhiều công cụ cho các thao tác trên dữ liệu không gian như:
sáng và phép phối cảnh)
Hiển thò: với nhiều thao tác trên dữ liệu đòa lý, kết quả cuối cùng được hiển
thò tốt nhất dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ. Bản đồ hiển thò còn có thể được kết
hợp với các bản báo cáo, hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác.
Xuất dữ liệu: việc chia xẻ kết quả đạt được là một ưu điểm và là một trong
những tiêu chí chủ yếu khi sử dụng các nguồn tài nguyên trong GIS. Dữ liệu GIS
có thể được xuất ra dưới dạng khác nhau như trên giấy, xuất ra thành tập tin ảnh,
đưa vào các báo cáo, chuyển tải lên internet…
2.1.2 Các ứng dụng của GIS trong quản lý môi trường:
Bước vào thế kỷ XXI, Công nghệ thông tin đã và đang phát triển như vũ bão
với các ứng dụng khoa học vào các ngành và lónh vực khác nhau, đặc biệt là về
công nghệ thông tin đòa lý. Theo Phó giáo sư Tiến só Trần Vónh Phước, nếu thế kỹ
XX được gọi là thế kỷ bùng nổ của công nghệ thông tin thì có thể nói thế kỷ XXI
được nhận đònh là “ Thế kỷ của Công nghệ thông tin đòa lý”. Với những đột phá
về thành tựu trong việc nghiên cứu, chuyển giao công nghệ và phát triển kỹ thuật,
GIS ngày càng trở thành một công cụ hổ trợ đắc lực cho các nhà quản lý trong việc
phát triển kinh tế, xã hội. Một số nghiên cứu mới từ năm 2004 đến nay như:
Dr . David Fraser (RMIT). Mô hình hóa thủy học hệ thống nước tự nhiên
của Việt Nam và Úc.
Dr. David Fraser và Dr Trần Vónh Phước. Mô hình hóa môi trường về khả
năng duy trì nông nghiệp tại tỉnh Bến Tre.
Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa
SVTH: Nguyễn Hoài Thy
Trang 15
Nguyễn Mạnh Hùng. ng dụng công nghệ GIS và Viễn thám trong quản lý,
phát triển nuôi trồng thuỷ sản.
Nguyễn Thò Hồng Điệp. ng dụng phương pháp thống kê đòa lý và thuật
nội suy trong nghiên cứu Arsenic trong nước ngầm tại huyện Long Phú, tỉnh
Sóc Trăng.
Nguyễn Minh Tùng. ng dụng GIS phục vụ cho công tác điều chỉnh quy
mất rất nhiều thời gian mới có thể phân tích được, từ đó nó tạo điều kiện thuận lợi
cho việc quản lý và ra quyết đònh đối với các vấn đề thực tế đã đặt ra vì qua chồng
ghép lớp thông tin ta có thể rút ra nhiều thông tin từ dữ liệu ban đầu.
Trong đồ án, tôi thực hiện chồng lớp bản đồ nền ( gồm lớp đường giao
thông, lớp sông, lớp hành chính, lớp cầu, …) lên lớp điểm hẹn nhằm thể hiện các
điểm hẹn thu gom chất thải rắn sinh hoạt trên bản đồ và do những điểm hẹn này là
điểm bắt buộc xe chuyên dụng phải đi qua để thu gom CTR theo quy trình thu
gom để từ đó đưa ra quy trình thu gom mà cụ thể là tuyến thu gom đề xuất. Đồng
thời tôi cũng tiến hành chồng hai lớp này lên lớp điểm dọc tuyến nhằm thể hiện
trên bản đồ các đoạn đường mà xe chuyên dụng đi qua để đánh giá khối lượng rác
thu gom tại các điểm hẹn và điểm dọc tuyến .
GIS có khả năng lưu trữ , quản lý và làm việc với dữ liệu đòa lý theo hai
dạng: mô hình Raster và mô hình Vector. Trong đề tài này, mô hình vector được
sử dụng trong quá trình chồng ghép lớp. Mô hình vector là mô hình mà dữ liệu
không gian như điểm, đường, vùng được mã hóa và lưu trữ dưới dạng tập hợp các
tọa độ x, y. Vò trí của đối tượng điểm được thể hiện bởi tọa độ đơn x, y; đối tượng
đường như sông, suối, đường giao thông được đònh nghóa như một chuỗi các cặp
Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa
SVTH: Nguyễn Hoài Thy
Trang 17
tọa độ (x
i
,y
i
). Đối tượng dạng vùng được đònh nghóa là một đường khép kín, được
biểu diễn bởi một chuỗi các cặp tọa độ (x
i
,y
i
) có tọa độ điểm đầu và điểm cuối
Phương tiện thu gom, dung tích, kích thước ngang đối với xe
chuyên dụng
Quy trình thu gom CTR SH tại Tp.BH.
Hiện trạng về các đọan đường như: chiều dài, chiều rộng, giờ
cao điểm, chiều lưu thông.
Thu thập bản đồ: thu thập dữ liệu, số hóa bản đồ nền gồm các lơp giao
thông, lớp sông, ranh giới hành chính, …
Điều tra thực đòa: tiến hành khảo sát khối lượng thu gom tại các điểm hẹn
và các điểm dọc tuyến, quy trình thu gom xem có đúng với quy trình trên
văn bản không.
Thống kê số liệu: thống kê các số liệu thu được tại các điểm, lọc ra giá trò
để sử dụng bằng phần mềm Excel.
Phân tích và đánh giá hiện trạng về kinh tế, xã hội và công tác thu gom –
vận chuyển CTR SH tại thành phố Biên Hòa.
Chương 3: TỔNG QUAN THÀNH PHỐ BIÊN HÒA
Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa
SVTH: Nguyễn Hoài Thy
Trang 19
3.1 Điều kiện tự nhiên Tp.Biên Hòa:
3.1.1 Vò trí đòa lý:
Thành phố Biên Hoà là trung tâm kinh tế, chính trò, văn hóa, xã hội của tỉnh
Đồng Nai, có tầm quan trọng trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam. Thành phố
Biên Hoà là đô thò loại 2 cách thành phố Hồ Chí Minh 30 km theo quốc lộ 1A,
cách Bà Ròa – Vũng Tàu 90 km theo quốc lộ 51, là cửa ngõ của thành phố Hồ Chí
Minh, nằm trong vùng kinh tế trọng điểm Phía Nam, có các khu công nghiệp lớn,
là đầu mối giao thông quan trọng của các tuyến đường bộ và đường sắt quốc gia.
Khu vực Tp. Biên Hòa có cấu tạo đòa chất vùng rìa Đông – Nam miền kiến tạo
Nam Trung Bộ, thuộc ranh giới rìa Tây – Nam của đới sụt Mejojo – nâng
Kainôjôi với đới sụt Kainôjôi Cửu Long, bao gồm:
Đá cổ nhất thấy được là trầm tích, trầm tích núi lửa phun trào và xâm nhập
Mejojoi với bề dày 100 -150m, khu Bửu Long với cao độ 47m. Lớp phong
hóa dày 3 – 5m.
Trầm tích lục nguyên J sớm lộ ra ở phía Đông Bắc trên diện rộng và chìm
dần theo hướng Nam và Tây Nam.
Các trầm tích phun trào có tuổi Jura muộn đến Kreta (J3 – K ) lộ ra ở Bửu
Long, Bửu Hòa với thành phần chính là các kết, cuội kết, Andejit.
Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa
SVTH: Nguyễn Hoài Thy
Trang 21
Trầm tích trước đệ tứ duy nhất trong vùng ( Plioxen N ) nằm ở khu vực Hố
Nai, Long Bình, lộ ra dưới dạng đồi gốm sét, sét pha với cao độ đỉnh 5 –
10m đến -50m, chiều dày thay đổi từ 30 – 70m.
Trầm tích sông Pleitoxen sớm (aQ1 - +b ) chủ yếu ở khu vực Long Bình, Hố
Nai có cao độ bề mặt từ 10 – 50m.
b. Đòa chất thủy văn: có thể chia thành 3 khu vực:
Khu vực phát triển phức hệ chứa nước nằm trong trầm tích lục nguyên Jura
(J1 ) có khoảng 80 km
2
về phía Đông Bắc thành phố. Bề dày tầng chứa
nước khoảng 60 -80m.
Khu vực phát triên các phân vò chứa nước Kainôjoi và Mejôjôi. Trong đó
phân vò chứa nước Kainôjôi dày từ 20 – 40m với diện tích khoảng 90 km
2
tại Biên Hòa, Hố Nai, Tam Hiệp, lưu lượng khai thác ước chừng khoảng
30 – 40 m
.
- Lớp 3: lớp bùn sét xám tro, xám nâu vàng ở trạng thái dẻo chảy, độ sâu
5 – 10m. C = 0.15 kg/cm
2
, 0
o
34’.
- Lớp 4: lớp sét xám trắng, xám vàng trạng thái dẻo, dẻo chảy, độ sâu 8 –
12 m, C = 0.25 – 0.65kg/cm
2
, 12 -14
o
.
Khu vực phía Bắc thành phố và khu vực Long Bình:
- Lớp 1: lớp cát pha, hạt mòn màu trắng, xám vàng đất ẩm, bở rời, có độ
dày từ 1 – 3m.
- Lớp 2: lớp cát pha sét Kaolin màu xám trắng lẫn ít sỏi sạn thạch anh, sỏi
sạn laterit. Đất ẩm ướt, dẻo ở độ sâu từ 1.7m, C = 0.18 -0.35 kg/cm
2
,
22 – 24
o
.
- Lớp 3: lớp cát pha và cát sạn thạch anh màu xám trắng, đỏ vàng loang lổ.
Đất ẩm trạng thái dẻo ở độ sâu từ 6 – 12m, C = 0.45 – 0.5 kg/cm
2
, 11
o
.
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
26.3
26.2
27.6
28.7
28.3
27.4
27.7
26.5
26.6
26.5
26
25.2
Nguồn Viện Kỹ Thuật Nhiệt Đới và BVMT năm 2003
3.1.3.2 Chế độ gió:
Tốc độ gió trung bình tại Biên Hoà là 2m/s.
- Gió Tây Nam thổi vào mùa mưa( từ tháng 6 đến tháng 10) với tần suất 70%.
Đồ án tốt nghiệp GVHD : Lê Thanh Hòa
SVTH: Nguyễn Hoài Thy
Trang 24
- Gió Đông Bắc thổi vào mùa khô ( các tháng từ 11 đến tháng 2 năm sau) với
kết thúc vào tháng 11.
Bảng 3: Lượng mưa trung bình tháng tại Biên Hoà (mm)
Tháng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
7.9
4.4
1.6
45.1
157.2
238
264.8
276.7
293.3
203.1
81.1
28.3
Nguồn Viện Kỹ Thuật Nhiệt Đới và BVMT năm 2003