Luận Văn Thạc Sĩ: Ứng Dụng WebGIS Quản Lý Dữ Liệu Địa Chất Trên Địa Bàn TP Hồ Chí Minh

Luận văn thạc sĩ ứng dụng công nghệ mã nguồn mở xây dựng WebGIS quản lý dữ liệu địa chất tại TP Hồ Chí Minh, kết hợp viễn thám và hệ thống thông tin địa lý.

• Tác giả: Nguyễn Thị Diễm
• Người hướng dẫn: TS. Trần Trọng Đức
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thông tin địa lý
• Đề tài: Ứng dụng công nghệ mã nguồn mở xây dựng WebGIS quản lý dữ liệu địa chất trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. MỤC TIÊU – NỘI DUNG ĐỀ TÀI
• 1.1.1. Mục tiêu của đề tài
• 1.1.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.2. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
• 1.2.1. Thu thập dữ liệu
• 1.2.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.2.3. Công nghệ thực hiện
• 1.2.4. Sản phẩm của luận văn
• 1.3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
• 1.3.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.4. KẾT CẤU LUẬN VĂN
• 2. CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT TRÊN ĐỊA BÀN TP. HỒ CHÍ MINH
• 2.1. TỔNG QUAN ĐỊA CHẤT TẠI TP. HỒ CHÍ MINH
• 2.1.1. Trầm tích Pleistocen
• 2.1.2. Trầm tích Holocen
• 2.2. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ GIS QUẢN LÝ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT
• 2.2.1. Nghiên cứu thế giới
• 2.2.2. Nghiên cứu trong nước
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG WEBGIS
• 3.1. GIỚI THIỆU VỀ WEBGIS
• 3.1.1. Khái niệm WebGis
• 3.1.2. Mô hình và thành phần của hệ thống WebGis
• 3.1.3. Các chuẩn giao tiếp của dữ liệu địa lý
• 3.1.4. GisServer mã nguồn đóng
• 3.1.5. GisServer mã nguồn mở
• 3.1.6. So sánh giữa GisServer mã nguồn mở và GisServer mã nguồn đóng
• 3.2. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ GEOSERVER
• 3.3. GIỚI THIỆU THƯ VIỆN OPENLAYERS
• 3.4. GIỚI THIỆU NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH PHP
• 3.4.1. Lịch sử hình thành
• 3.5. GIỚI THIỆU HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU POSTGRESQL
• 4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG HỆ THỐNG WEBGIS QUẢN LÝ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT
• 4.1. THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 4.2. THIẾT KẾ CHỨC NĂNG
• 4.2.1. Chức hiển thị bản đồ
• 4.2.2. Chức năng phóng to, thu nhỏ bản đồ
• 4.2.3. Chức năng xem thông tin
• 4.2.4. Chức năng tìm kiếm thông tin đối tượng
• 4.2.5. Chức năng thống kê
• 4.2.6. Chức năng buffer
• 4.2.7. Chức năng tra cứu các văn bản quy phạm pháp luật liên quan đến khảo sát địa chất công trình
• 4.2.8. Chức năng In bản đồ
• 4.2.9. Chức năng biên tập
• 4.2.10. Chức năng quản trị
• 4.3. GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT
• 4.3.1. Các đối tượng và thuộc tính liên quan của hệ thống quản lý dữ liệu địa chất
• 4.3.2. Mô hình cơ sở dữ liệu ở mức ý niệm
• 4.3.3. Mô hình cơ sở dữ liệu ở mức luận lý
• 4.3.4. Mô hình cơ sở dữ liệu ở mức logic
• 4.4. THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH
• 4.4.1. Thiết kế giao diện
• 4.5. GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH WEBGIS QUẢN LÝ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT TẠI TP. HỒ CHÍ MINH
• 4.5.1. Truy cập trang Web
• 4.5.2. Các chức năng của chương trình
• 4.5.3. Trang quản trị
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• 5.1.1. Kết quả ứng dụng
• 5.1.2. Kiến thức đạt được
• 5.2. HẠN CHẾ VÀ KHÓ KHĂN
• 5.3. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• DANH SÁCH HÌNH
• DANH SÁCH BẢNG
• DANH SÁCH CÁC THUẬT NGỮ

Tóm tắt

I. Luận Văn Thạc Sĩ

Luận văn thạc sĩ của Nguyễn Thị Diễm tập trung vào việc ứng dụng công nghệ mã nguồn mở để xây dựng hệ thống WebGIS quản lý dữ liệu địa chất tại TP Hồ Chí Minh. Nghiên cứu này nhằm giải quyết vấn đề quản lý dữ liệu địa chất hiện đang phân tán và thiếu thống nhất. Luận văn đã sử dụng các công nghệ như GeoServer, PostgreSQL, và PHP để phát triển hệ thống, giúp cải thiện hiệu quả quản lý và khai thác dữ liệu địa chất.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn là xây dựng một hệ thống WebGIS quản lý dữ liệu địa chất trên địa bàn TP Hồ Chí Minh. Hệ thống này cho phép hiển thị bản đồ, truy vấn, thống kê, và cập nhật dữ liệu địa chất thông qua Internet. Nghiên cứu cũng nhằm đánh giá hiện trạng quản lý dữ liệu địa chất hiện nay và đề xuất giải pháp công nghệ phù hợp.

1.2. Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm. Các công nghệ mã nguồn mở như GeoServer, PostgreSQL, và PHP được nghiên cứu và ứng dụng để xây dựng hệ thống. Dữ liệu địa chất được thu thập từ các nguồn khác nhau và tích hợp vào hệ thống WebGIS.

II. Ứng Dụng WebGIS

Ứng dụng WebGIS trong luận văn này được thiết kế để quản lý và chia sẻ dữ liệu địa chất một cách hiệu quả. Hệ thống sử dụng kiến trúc Client-Server, với OpenLayers ở phía Client và GeoServer ở phía Server. Các chức năng chính bao gồm hiển thị bản đồ, truy vấn thông tin, và thống kê dữ liệu địa chất.

2.1. Kiến trúc hệ thống

Hệ thống WebGIS được xây dựng dựa trên kiến trúc Client-Server. Phía Client sử dụng thư viện OpenLayers và ngôn ngữ JavaScript để hiển thị bản đồ và tương tác với người dùng. Phía Server sử dụng GeoServer để quản lý và cung cấp dữ liệu địa chất. Dữ liệu được lưu trữ trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL.

2.2. Chức năng hệ thống

Hệ thống cung cấp các chức năng như hiển thị bản đồ, truy vấn thông tin về hố khoan địa chất, thống kê dữ liệu theo khu vực và độ sâu, và cập nhật dữ liệu. Ngoài ra, hệ thống còn hỗ trợ tra cứu các văn bản pháp luật liên quan đến khảo sát địa chất.

III. Quản Lý Dữ Liệu Địa Chất

Quản lý dữ liệu địa chất là một trong những trọng tâm của luận văn. Hệ thống WebGIS được xây dựng nhằm giải quyết vấn đề quản lý dữ liệu địa chất hiện đang phân tán và thiếu thống nhất tại TP Hồ Chí Minh. Hệ thống cho phép lưu trữ, cập nhật, và khai thác dữ liệu địa chất một cách hiệu quả.

3.1. Hiện trạng quản lý dữ liệu

Hiện nay, dữ liệu địa chất tại TP Hồ Chí Minh được lưu trữ phân tán tại nhiều cơ quan khác nhau như Sở Xây Dựng, Sở Quy Hoạch, và các đơn vị tư vấn. Việc quản lý dữ liệu chủ yếu dựa trên giấy tờ, dẫn đến khó khăn trong việc khai thác và sử dụng dữ liệu.

3.2. Giải pháp công nghệ

Luận văn đề xuất giải pháp sử dụng hệ thống WebGIS để quản lý dữ liệu địa chất. Hệ thống này cho phép tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau và cung cấp các công cụ để truy vấn, thống kê, và cập nhật dữ liệu một cách hiệu quả.

IV. Phân Tích Dữ Liệu Địa Chất

Phân tích dữ liệu địa chất là một phần quan trọng trong luận văn. Hệ thống WebGIS được xây dựng không chỉ để quản lý mà còn để phân tích dữ liệu địa chất, giúp đưa ra các quyết định chính xác trong quy hoạch và xây dựng.

4.1. Phân tích dữ liệu không gian

Hệ thống cho phép phân tích dữ liệu không gian thông qua các công cụ như truy vấn, thống kê, và tạo báo cáo. Các thông tin về hố khoan địa chất, mặt cắt địa chất, và các tiêu chuẩn khảo sát được tích hợp và phân tích một cách hệ thống.

4.2. Ứng dụng thực tiễn

Hệ thống WebGIS có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như quy hoạch đô thị, quản lý tài nguyên địa chất, và xây dựng cơ sở hạ tầng. Việc phân tích dữ liệu địa chất giúp giảm thiểu rủi ro trong xây dựng và nâng cao hiệu quả quản lý đô thị.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển đô thị nhanh chóng tại TP. Hồ Chí Minh, công tác khảo sát và quản lý dữ liệu địa chất công trình (ĐCCT) trở nên cấp thiết nhằm đảm bảo an toàn và chất lượng các công trình xây dựng. Theo ước tính, hiện tượng lún, nghiêng và nứt công trình xảy ra ngày càng phổ biến, gây thiệt hại nghiêm trọng về tài sản và đe dọa tính mạng người dân. Ví dụ điển hình như sự cố sụp vỉa hè và nghiêng chung cư Nguyễn Siêu năm 2007, hay hàng chục căn nhà bị lún nghiêng tại quận Bình Thạnh năm 2012. Nguyên nhân chủ yếu được xác định là do khảo sát địa chất chưa đầy đủ hoặc sai lệch, thiết kế móng không chính xác, và thi công không đúng quy trình.

Mục tiêu của luận văn là xây dựng hệ thống WebGIS sử dụng công nghệ mã nguồn mở để quản lý dữ liệu địa chất trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh, nhằm nâng cao hiệu quả quản lý, hỗ trợ công tác quy hoạch, thiết kế và giám sát xây dựng. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào toàn bộ địa bàn TP. Hồ Chí Minh với dữ liệu địa chất công trình được thu thập từ Trung tâm Thông tin và Dịch vụ Xây dựng thuộc Sở Xây Dựng, cùng dữ liệu bản đồ nền do Sở Giao Thông Vận Tải cung cấp. Hệ thống WebGIS được thiết kế để cung cấp các chức năng xem bản đồ, truy vấn, thống kê, cập nhật dữ liệu và quản trị hệ thống qua Internet, góp phần giảm thiểu chi phí khảo sát trùng lặp và nâng cao chất lượng các dự án xây dựng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS): GIS là công nghệ quản lý, phân tích và trình bày dữ liệu không gian, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học và quản lý đô thị.
• WebGIS: Là sự kết hợp giữa GIS và công nghệ Web, cho phép truy cập và chia sẻ dữ liệu địa lý qua Internet theo mô hình kiến trúc Client-Server.
• Chuẩn dịch vụ OGC (Open Geospatial Consortium): Bao gồm các chuẩn như WMS (Web Map Service), WFS (Web Feature Service), và SLD (Styled Layer Descriptor) để đảm bảo tính tương thích và mở rộng của hệ thống WebGIS.
• Mã nguồn mở trong GIS: Sử dụng phần mềm mã nguồn mở như GeoServer, PostgreSQL/PostGIS, OpenLayers và PHP để xây dựng hệ thống WebGIS với chi phí thấp, khả năng tùy biến cao và bảo mật tốt.

Các khái niệm chính bao gồm: dữ liệu không gian và phi không gian, mô hình cơ sở dữ liệu địa chất, các lớp bản đồ hành chính, hố khoan địa chất, và các chức năng thao tác bản đồ như phóng to, thu nhỏ, truy vấn và thống kê.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Dữ liệu địa chất công trình được thu thập từ Trung tâm Thông tin và Dịch vụ Xây dựng TP. Hồ Chí Minh, bao gồm thông tin hố khoan, mặt cắt địa chất, bảng tổng hợp cơ lý đất đá, cùng dữ liệu bản đồ nền do Sở Giao Thông Vận Tải cung cấp.
• Phương pháp phân tích: Luận văn sử dụng phương pháp phân tích hệ thống để thiết kế và xây dựng hệ thống WebGIS, kết hợp với kỹ thuật lập trình web và quản trị cơ sở dữ liệu không gian.
• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Toàn bộ dữ liệu địa chất công trình trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh được sử dụng làm mẫu nghiên cứu nhằm đảm bảo tính toàn diện và thực tiễn.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng 6 tháng, từ tháng 1 đến tháng 6 năm 2013, bao gồm các bước thu thập dữ liệu, nghiên cứu lý thuyết, thiết kế hệ thống, lập trình và thử nghiệm.
• Công nghệ sử dụng: Phần mềm GeoServer 2.2 làm máy chủ bản đồ, PostgreSQL 9.1 kết hợp PostGIS làm hệ quản trị cơ sở dữ liệu, thư viện OpenLayers cho phía client, và ngôn ngữ lập trình PHP cho xử lý phía server.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng dữ liệu địa chất tại TP. Hồ Chí Minh còn phân tán và chưa được quản lý thống nhất: Dữ liệu được lưu trữ rời rạc tại nhiều cơ quan như Sở Xây Dựng, Sở Quy Hoạch, các phòng quản lý đô thị, và các đơn vị khảo sát. Việc này gây khó khăn trong khai thác và chia sẻ thông tin.
2. Hệ thống WebGIS mã nguồn mở có thể đáp ứng hiệu quả nhu cầu quản lý dữ liệu địa chất: Hệ thống được xây dựng cho phép hiển thị bản đồ với các lớp dữ liệu như hành chính, đường giao thông, hố khoan địa chất; hỗ trợ các chức năng phóng to, thu nhỏ, truy vấn thông tin đối tượng, thống kê số liệu theo khu vực và độ sâu khảo sát.
3. Tính năng phân quyền người dùng giúp bảo mật và quản lý dữ liệu hiệu quả: Người quản trị có thể cập nhật, chỉnh sửa và xóa dữ liệu, trong khi người dùng chỉ được phép xem và truy vấn, đảm bảo an toàn dữ liệu.
4. Ứng dụng công nghệ mã nguồn mở giúp giảm chi phí và tăng tính linh hoạt: So với các giải pháp GIS mã nguồn đóng, hệ thống sử dụng GeoServer, PostgreSQL, OpenLayers và PHP không tốn phí bản quyền, dễ dàng cập nhật và phát triển thêm các chức năng mới.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của hiện trạng quản lý dữ liệu địa chất phân tán xuất phát từ việc lưu trữ truyền thống trên giấy và các phần mềm không tích hợp GIS, gây khó khăn trong việc truy cập và phân tích dữ liệu không gian. Việc ứng dụng WebGIS mã nguồn mở đã khắc phục được hạn chế này, cho phép truy cập dữ liệu qua Internet mà không cần cài đặt phần mềm chuyên dụng, phù hợp với xu hướng công nghệ hiện đại.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế như hệ thống WebGIS quản lý hố khoan tại Seoul (Hàn Quốc) và dự án eEarth tại châu Âu, hệ thống xây dựng cho TP. Hồ Chí Minh có nhiều điểm tương đồng về chức năng và kiến trúc, nhưng ưu thế hơn về chi phí và khả năng tùy biến nhờ sử dụng mã nguồn mở. Việc tích hợp các chuẩn OGC như WMS, WFS và SLD giúp hệ thống dễ dàng mở rộng và tương tác với các dịch vụ GIS khác.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ thống kê số lượng hố khoan theo đơn vị hành chính và độ sâu khảo sát, cũng như bản đồ tương tác thể hiện vị trí các hố khoan và các lớp địa chất. Các bảng dữ liệu thuộc tính chi tiết hỗ trợ việc truy vấn và cập nhật thông tin nhanh chóng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai rộng rãi hệ thống WebGIS quản lý dữ liệu địa chất trên toàn TP. Hồ Chí Minh: Đề nghị các sở ban ngành liên quan phối hợp để đưa hệ thống vào sử dụng chính thức, nâng cao hiệu quả quản lý và chia sẻ dữ liệu. Thời gian thực hiện trong vòng 12 tháng.
2. Đào tạo và nâng cao năng lực cho cán bộ quản lý và người dùng: Tổ chức các khóa đào tạo về sử dụng hệ thống WebGIS, kỹ năng phân tích dữ liệu địa chất và bảo mật thông tin nhằm đảm bảo vận hành hiệu quả. Thời gian đào tạo liên tục hàng năm.
3. Cập nhật và mở rộng dữ liệu địa chất thường xuyên: Thiết lập quy trình thu thập, cập nhật dữ liệu mới từ các dự án khảo sát, đồng thời tích hợp thêm các lớp dữ liệu liên quan như địa chất thủy văn, địa hình để phục vụ đa dạng mục đích quản lý. Chủ thể thực hiện là Trung tâm Thông tin và Dịch vụ Xây dựng.
4. Phát triển thêm các chức năng phân tích không gian nâng cao: Nghiên cứu tích hợp các công cụ phân tích địa chất chuyên sâu như mô phỏng lún, phân tích rủi ro tai biến địa chất để hỗ trợ công tác quy hoạch và thiết kế công trình. Thời gian nghiên cứu và phát triển trong 18 tháng tiếp theo.
5. Khuyến khích ứng dụng công nghệ mã nguồn mở trong các lĩnh vực quản lý nhà nước khác: Tận dụng ưu điểm của mã nguồn mở để giảm chi phí đầu tư phần mềm, tăng tính linh hoạt và bảo mật trong quản lý dữ liệu chuyên ngành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng và quy hoạch đô thị: Hệ thống WebGIS giúp các sở ban ngành như Sở Xây Dựng, Sở Quy Hoạch – Kiến Trúc dễ dàng truy cập, quản lý và chia sẻ dữ liệu địa chất phục vụ công tác thẩm định và giám sát dự án.
2. Các đơn vị khảo sát, tư vấn thiết kế xây dựng: Hỗ trợ tra cứu nhanh thông tin hố khoan, mặt cắt địa chất, giúp thiết kế móng và xử lý nền móng chính xác, giảm thiểu rủi ro công trình.
3. Các nhà nghiên cứu và học thuật trong lĩnh vực địa chất, GIS: Cung cấp cơ sở dữ liệu và công cụ phân tích không gian để nghiên cứu đặc điểm địa chất, tai biến địa chất và phát triển các giải pháp kỹ thuật mới.
4. Nhà đầu tư và doanh nghiệp xây dựng: Giúp đánh giá sơ bộ điều kiện địa chất công trình, giảm chi phí khảo sát trùng lặp, rút ngắn thời gian chuẩn bị dự án và nâng cao hiệu quả đầu tư.

Câu hỏi thường gặp

1. WebGIS là gì và có ưu điểm gì so với GIS truyền thống?
   WebGIS là hệ thống GIS hoạt động trên nền tảng Internet, cho phép người dùng truy cập dữ liệu địa lý qua trình duyệt web mà không cần cài đặt phần mềm chuyên dụng. Ưu điểm gồm khả năng chia sẻ dữ liệu rộng rãi, truy cập nhanh chóng, và hỗ trợ cập nhật dữ liệu thời gian thực.

2. Tại sao chọn công nghệ mã nguồn mở để xây dựng hệ thống?
   Công nghệ mã nguồn mở như GeoServer, PostgreSQL, OpenLayers và PHP giúp giảm chi phí bản quyền, tăng tính linh hoạt trong phát triển, dễ dàng cập nhật và sửa lỗi, đồng thời có cộng đồng hỗ trợ rộng lớn.

3. Hệ thống WebGIS quản lý dữ liệu địa chất có thể hỗ trợ những chức năng gì?
   Hệ thống cung cấp các chức năng xem bản đồ, phóng to thu nhỏ, truy vấn thông tin hố khoan, thống kê số liệu theo khu vực và độ sâu, cập nhật dữ liệu trực tiếp qua web, và phân quyền người dùng để bảo mật.

4. Dữ liệu địa chất được lưu trữ và quản lý như thế nào trong hệ thống?
   Dữ liệu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu PostgreSQL kết hợp PostGIS, bao gồm dữ liệu không gian (vị trí hố khoan, ranh giới hành chính) và dữ liệu phi không gian (thuộc tính kỹ thuật, báo cáo khảo sát), đảm bảo tính toàn vẹn và dễ dàng truy xuất.

5. Làm thế nào để các cơ quan và cá nhân có thể truy cập hệ thống?
   Người dùng chỉ cần có kết nối Internet và trình duyệt web để truy cập địa chỉ trang WebGIS. Hệ thống hỗ trợ phân quyền, người dùng có thể đăng nhập để xem, truy vấn hoặc cập nhật dữ liệu tùy theo quyền hạn được cấp.

Kết luận

• Hệ thống WebGIS mã nguồn mở được xây dựng thành công, đáp ứng các yêu cầu quản lý dữ liệu địa chất công trình trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh.
• Giải pháp giúp khắc phục tình trạng lưu trữ dữ liệu phân tán, nâng cao hiệu quả khai thác và chia sẻ thông tin địa chất.
• Ứng dụng các chuẩn OGC và công nghệ mã nguồn mở đảm bảo tính mở rộng, bảo mật và tiết kiệm chi phí.
• Hệ thống cung cấp các chức năng đa dạng như xem bản đồ, truy vấn, thống kê, cập nhật dữ liệu và phân quyền người dùng.
• Đề xuất triển khai rộng rãi, đào tạo nhân lực và phát triển thêm các chức năng phân tích nâng cao trong giai đoạn tiếp theo.

Các cơ quan quản lý và đơn vị liên quan nên phối hợp để đưa hệ thống vào vận hành chính thức, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng ứng dụng WebGIS trong quản lý tài nguyên và quy hoạch đô thị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu -8- Chương 3: Hệ thống WebGis: Trình bày các định nghĩa về hệ thống WebGis, mô hình cấu trúc của hệ thống này. Giới thiệu các chuẩn dịch vụ chuẩn OGC, giới thiệu về Gis mã nguồn mở và Gis mã nguồn đóng, giới thiệu các phần mềm cũng như bộ thư viện mã nguồn mở sử dụng trong luận văn (GeoServer, PHP, OpenLayers, PostgreSQL) Chương 4: Xây dựng hệ thống WebGis quản lý dữ liệu địa chất trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh: Trình bày chi tiết các bước từ khâu thiết kế cơ sở dữ liệu, thiết kế trang Web đến khâu hoàn thành và chạy thử nghiệm chương trình. Chương 5: Kết luận và hướng phát triển: Chương này sẽ tổng kết lại những việc đã làm được, sau đó đưa ra những đóng góp và hướng phát triển của luận văn Chương 1: Mở đầu -9- Chương 2: HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT TẠI TP.

HỒ CHÍ MINH 2. 1 Tổng quan địa chất tại TP. Hồ Chí Minh 2. 2 Hiện trạng quản lý địa chất tại TP.

Hồ Chí Minh 2. 3 Ứng dụng công nghệ thông tin và Gis trong quản lý dữ liệu địa chất Chương 2: Hiện trạng quản lý dữ liệu địa chất tại TP. Hồ Chí Minh -10- 2. 1 TỔNG QUAN ĐỊA CHẤT TẠI TP.

HỒ CHÍ MINH Địa chất Thành phố Hồ Chí Minh bao gồm chủ yếu là hai hướng trầm tích Pleistocen và Holocen: 2.1 Trầm tích Pleistocen Trầm tích Pleistocen còn gọi trầm tích phù sa cổ. Trầm tích này chiếm hầu hết phần Bắc, Tây Bắc và Đông Bắc thành phố. Dưới tác động của các yếu tố tự nhiên và hoạt động của con người, trầm tích phù sa cổ hình thành nhóm đất đặc trưng riêng là đất xám. Đất xám ở Thành phố Hồ Chí Minh có ba loại: đất xám cao, đất xám có tầng loang lổ đỏ vàng và hiếm hơn là đất xám gley.

Chủ yếu phân bố trên vùng đất cao, đất gò ở huyện Củ Chi, huyện Hóc Môn, quận Thủ Đức, quận 9 và phía Bắc huyện Bình Chánh. Trầm tích Pleistocen có thành phần hạt thô đến hạt trung là chủ yếu, kết khối chặt. Do đó, khi xây dựng công trình trên loại đất đá tầng này, việc xử lý móng đỡ tốn kém, độ bền công trình, độ an toàn được bảo đảm, an tâm hơn.2 Trầm tích Holocen Trầm tích Holocen còn gọi trầm tích phù sa trẻ hay tầng đất yếu theo cách phân loại theo địa chất công trình. Trong phạm vi thành phố, đây là tầng địa chất nhạy cảm do đặc điểm, nguồn gốc và do thời gian thành tạo trẻ hơn, cách nay khoảng vài chục ngàn năm đến vài ngàn năm nên mức độ gắn kết đất, cát rất yếu, có nơi di tích thực vật chưa hóa than bùn hoàn toàn.

Trầm tích này chủ yếu phân bố vùng phía Nam Bình Chánh, vùng phía nam Hóc Môn, phạm vi các quận nội thành. Trầm tích Holocen ở TP. Hồ Chí Minh có nhiều nguồn gốc: biển, vũng vịnh, sông, bãi bồi…hình thành nhiều loại đất khác nhau: đất phù sa, đất phèn, đất phèn mặn. Ngoài ra, còn có một phần nhỏ là “giồng” cát gần biển và đất feralite vàng nâu bị xói mòn trơ sỏi đá ở vùng đồi gò.

Với bản chất của tầng đất yếu, trầm tích Holocen trong phạm vi thành phố đã gặp rất nhiều sự cố (tai biến địa chất) đối với các công trình xây dựng, các đoạn bờ sông, gây nhiều thiệt hại về của cải và cả tính mạng con người. Đã có không ít tư liệu phản ánh về mức độ thiệt hại và cảnh báo trước thiệt hại, sự cố có thể xảy ra đối với các công trình kiên cố xây dựng trên nền đất yếu Holocen. Một số dẫn chứng về tai biến xảy ra trong tầng đất yếu (trầm tích Holocen) như sau: Chương 2: Hiện trạng quản lý dữ liệu địa chất tại TP. Hồ Chí Minh -11- - Đã có hàng chục lần xảy ra sụt lở gây thiêt hại nhà, đất, tài sản và cả tính mạng ở vùng đất yếu dọc bờ sông Sài Gòn vùng Thanh Đa (thuộc quận Bình Thạnh) chỉ từ 1992 đến 2002.

- Năm 2000 và 2003, đã xảy ra lún chìm 2 kho chứa sắt thép (1.200 tấn và 900 tấn mỗi kho) trên nền đết yếu xuống sâu 20m ở quận Bình Chánh và quận Bình Thạnh. [3] - Tháng 03-2009, bài báo cáo có tựa đề lớn: Sẽ mất thêm 250 đến 550 tỉ đồng để cứu đường Nguyễn Hữu Cảnh: đoạn dài 3,7km, thường xuyên ngập nước, lún 3-5cm/năm. Đây là đoạn đường bê tông hiện đại, xây dựng trên nền đất yếu (Holocen), được xử lý móng không bảo đảm, chiều dày tầng đất yếu lớn >40m. Phương án chống lún đưa ra trước mắt là lún tới đâu sẽ bù đắp nền đường tới đó.

Tuy nhiên phương án sẽ không xử lý triệt để độ lún vì lớp bùn nhão bên dưới có khả năng trôi dạt, dễ gây nứt nhà dân [4] Qua những hiện tượng sự cố nói trên cho thấy tầng Holocen (tầng đất yếu) có nhiều đặc điểm không thuận lợi để xây dựng công trình kiên cố. 2 HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TẠI TP. HỒ CHÍ MINH Hiện nay, công tác lưu trữ, quản lý dữ liệu ĐCCT là trách nhiệm của các cơ quan, đơn vị nhà nước. Dữ liệu ĐCCT được lưu trữ, khai thác sử dụng tại các nơi như: + Các đơn vị trực thuộc Sở Xây Dựng như Phòng Quản lý Khảo sát – Thiết Kế, công ty Kiểm định xây dựng Sài Gòn.

+ Các sở ban ngành liên quan như: Sở Quy Hoạch – Kiến Trúc, Sở Tài Nguyên – Môi Trường, Sở Giao Thông – Công Chánh, Sở Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn… + Các Ban Quản lý dự án – đầu tư xây dựng và phòng Quản lý các quận huyện + Các đơn vị chuyên ngành khảo sát của thành phố và thuộc các bộ ngành trung ương đống trên địa bàn Thành phố. + Các cá nhân là chủ nhiệm khảo sát, tư vấn, thiết kế. Riêng tại Trung Tâm Thông tin và Dịch vụ Xây Dựng trực thuộc Sở Xây Dựng TP. Hồ Chí Minh đã tổng hợp các nguồn tài liệu ĐCCT từ các đơn vị nhà nước cũng như các tổ chức, cá nhân khảo sát, thiết kế xây dựng.

Các báo cáo khảo sát ĐCCT Chương 2: Hiện trạng quản lý dữ liệu địa chất tại TP. Hồ Chí Minh -12- (hoặc khảo sát địa kỹ thuật) này phục vụ cho công tác thiết kế cho các công trình dân dụng, công nghiệp và xây dựng cầu đường. Tài liệu ĐCCT được lưu trữ như: Sơ đồ vị trí hố khoan, mặt cắt địa chất công trình, các bảng tổng hợp cơ lý của các lớp đất đá, các hình trụ hố khoan địa chất….Dữ liệu ĐCCT được xây dựng trên hệ quản trị cơ sở dữ liệu Oracle. Hệ thống quản lý dữ liệu ĐCCT gồm có 3 bảng: công trình khảo sát, hố khoan, lớp đất đá tổng hợp…Về bản đồ kỹ thuật số để thể hiện vị trí các công trình khảo sát địa chất được thực hiện trên phần mềm AutoCAD chưa triển khai được trên nền GIS.

Các tài liệu ĐCCT tại đây chủ yếu phục vụ trong ngành xây dựng. 3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ GIS QUẢN LÝ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT. Nghiên cứu thế giới Đối với lĩnh vực địa chất, thế giới đã có những ứng dụng quan trọng như: việc ứng dụng WebGis để quản lý sạn lở đất, ứng dụng WebGis quản lý hố khoan khai thác dầu mỏ, hố khoan khoáng sản… Sau đây là một số nghiên cứu mà học viên được biết qua quá trình tìm hiểu: 1. Nghiên cứu “Phát triển một hệ thống WebGis để quản lý hố khoan và dữ liệu địa chất” của nhóm tác giả Yoon-Seop Chang, Hyeong-Dong Park vào năm 2004 tại Hàn Quốc [5], nghiên cứu cho thấy: WebGis được ứng dụng hiệu quả để quản lý hiệu quả dữ liệu hố khoan và địa chất tại khu vực thuộc thủ đô Seoul của Hàn Quốc.

Ứng dụng này cung cấp các công cụ tìm kiếm thông tin về dữ liệu địa chất, dữ liệu hố khoan, dữ liệu địa hình, dữ liệu các lớp đất đá, dữ liệu địa vật lý và thủy văn. Đây là một nghiên cứu của Viện Công Nghệ Xây Dựng Hàn Quốc (KICT). KICT phát triển một hệ thống WebGis dựa trên các dữ liệu điều tra được trên các trang web công trình xây dựng đường sắt, đường bộ, đường cao tốc ở Hàn Quốc. KICT đã chuẩn hoá số liệu hố khoan địa chất theo một tiêu chuẩn thích hợp.

Dữ liệu hố khoan bao gồm các thông tin về độ sâu, tổng số mét khoan, độ sâu khảo sát, mực nước ngầm ổn định và các thuộc tính từ thí nghiệm như bảng cơ lý, các lớp đất đá tổng hợp. Trong ứng dụng này các tác giả đã sử dụng công nghệ WebGis mã nguồn đóng: + ArcIMS ESRI(3.1) cho bản đồ và dịch vụ dữ liệu trên nền web. + Dữ liệu hố khoan được lưu vào cơ sở Oracle DBMS (8.6) Chương 2: Hiện trạng quản lý dữ liệu địa chất tại TP. Hồ Chí Minh -13- + Trang web được viết bằng ngôn ngữ ASP.net Nghiên cứu hoàn thành cung cấp các chức năng như sau:  Chức năng thể hiện bản đồ: thể hiện các lớp bản đồ như hành chính, hố khoan, đường giao thông, thủy hệ.

 Chức năng thao tác trên bản đồ: phóng to, thu nhỏ.  Chức năng tìm kiếm thông tin: bao gồm việc tìm kiếm các thông tin về hố khoan, tìm kiếm dựa trên bản đồ.  Chức năng vẽ mặt cắt địa chất công trình.  Chức năng thống kê: thống kê toàn bộ số hố khoan có trên bản đồ, thống kê số hố khoan theo từng dự án, thống kê hố khoan theo từng đơn vị hành chính, thống kê và vẽ đồ thị sự thay đổi số lượng hố khoan từ năm 1990 đến năm 2003.

 Chức năng quản trị: admin quản lý việc cập nhật và xóa dữ liệu hố khoan. Người dùng có thể đăng nhập vào trang web và truy cập các thông tin, người dùng có thể cập nhật thêm số liệu hố khoan mới. Như vậy, quản lý dữ liệu hố khoan ở thời gian thực sẽ tiết kiệm được chi phí và thời gian cho việc xây dựng công trình. Các công ty, đơn vị có thể tham khảo trang web này để làm tài liệu đánh giá sơ bộ vị trí hố khoan trước khi khoan khảo sát địa chất.

Ngoàn ra, nghiên cứu này là một cơ sở cung cấp thông tin cho các ứng dụng khác có liên quan như ứng dụng quản lý về môi trường, quy hoạch đô thị, thiết kế giao thông vận tải. Nghiên cứu “Kết nối kho dữ liệu địa chất quốc gia thông qua ứng dụng WebGis và có thể đọc bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau ” của nhóm tác giả A. Rapsevicius, tại các quốc gia Châu Âu vào năm 2005 [6] .