Nghiên Cứu Xây Dựng Cơ Sở Dữ Liệu Hệ Thống Thông Tin Địa Lý GIS Tỉnh Phú Thọ

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích hus nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa lý gis tỉnh phú thọ phục vụ bảo vệ môi, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề

• Tác giả: Trần Thanh Hà
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Văn Thụy
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS) tỉnh Phú Thọ phục vụ bảo vệ môi trường và phát triển bền vững
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU, SƠ ĐỒ
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢN ĐỒ
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS), những ứng dụng trong khoa học và thực tiễn
• 1.2. Nghiên cứu lựa chọn giải pháp xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên - môi trường
• 1.3. Nguyên tắc gắn kết dữ liệu không gian và thuộc tính trong phân tích dữ liệu
• 1.4. Tình hình nghiên cứu ứng dụng GIS trong lĩnh vực tài nguyên môi trường tỉnh Phú Thọ
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đánh giá khái quát đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội
• 3.1.1. Vị trí địa lý
• 3.1.2. Đặc điểm tự nhiên
• 3.1.3. Kinh tế - xã hội
• 3.2. Đánh giá khái quát tài nguyên - môi trường tỉnh Phú Thọ
• 3.2.1. Tài nguyên môi trường đất
• 3.2.2. Tài nguyên môi trường nước
• 3.2.3. Tài nguyên môi trường không khí
• 3.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ bảo vệ môi trường và phát triển bền vững
• 3.3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý
• 3.3.2. Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý
• 3.3.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề sinh thái tài nguyên môi trường
• 3.3.4. Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề sinh thái môi trường
• 3.3.5. Phát triển ứng dụng GIS trong bảo vệ môi trường và phát triển bền vững
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Cơ Sở Dữ Liệu GIS Tỉnh Phú Thọ

Cơ sở dữ liệu GIS (Hệ thống thông tin địa lý) là một công cụ quan trọng trong việc quản lý và bảo vệ môi trường. Tỉnh Phú Thọ, với vị trí địa lý đặc biệt, cần một hệ thống GIS hiệu quả để theo dõi và phân tích các vấn đề môi trường. Việc xây dựng cơ sở dữ liệu GIS không chỉ giúp quản lý tài nguyên thiên nhiên mà còn hỗ trợ phát triển bền vững cho tỉnh. Hệ thống này cho phép tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, từ đó cung cấp cái nhìn tổng quan về tình hình môi trường.

1.1. Khái Niệm Về Cơ Sở Dữ Liệu GIS

Cơ sở dữ liệu GIS là một hệ thống bao gồm phần cứng, phần mềm và dữ liệu, cho phép thu thập, lưu trữ và phân tích thông tin địa lý. Hệ thống này giúp các nhà quản lý có cái nhìn rõ ràng hơn về tài nguyên và môi trường, từ đó đưa ra các quyết định hợp lý.

1.2. Lịch Sử Phát Triển Của GIS Tại Việt Nam

GIS đã được đưa vào ứng dụng tại Việt Nam từ những năm 90. Từ đó, công nghệ này đã phát triển mạnh mẽ, hỗ trợ nhiều lĩnh vực như quy hoạch đô thị, quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường. Sự phát triển này đã giúp nâng cao hiệu quả trong việc quản lý và sử dụng tài nguyên thiên nhiên.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Môi Trường Tại Tỉnh Phú Thọ

Tỉnh Phú Thọ đang đối mặt với nhiều vấn đề ô nhiễm môi trường, bao gồm ô nhiễm không khí, nước và đất. Sự gia tăng dân số và phát triển công nghiệp đã dẫn đến việc khai thác tài nguyên thiên nhiên một cách không bền vững. Việc xây dựng cơ sở dữ liệu GIS sẽ giúp theo dõi và phân tích tình hình ô nhiễm, từ đó đưa ra các giải pháp hiệu quả.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ô Nhiễm Môi Trường

Nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường tại Phú Thọ bao gồm hoạt động sản xuất công nghiệp, sử dụng hóa chất trong nông nghiệp và sự gia tăng chất thải sinh hoạt. Những yếu tố này đã làm suy giảm chất lượng môi trường sống của người dân.

2.2. Tác Động Của Ô Nhiễm Đến Sức Khỏe Cộng Đồng

Ô nhiễm môi trường không chỉ ảnh hưởng đến hệ sinh thái mà còn tác động trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng. Các bệnh liên quan đến hô hấp, da liễu và các bệnh mãn tính đang gia tăng, đòi hỏi cần có các biện pháp can thiệp kịp thời.

III. Phương Pháp Xây Dựng Cơ Sở Dữ Liệu GIS Tại Phú Thọ

Việc xây dựng cơ sở dữ liệu GIS tại Phú Thọ cần tuân thủ các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Các bước bao gồm thu thập dữ liệu, xử lý và phân tích thông tin, và cuối cùng là xây dựng các lớp dữ liệu chuyên đề. Điều này sẽ giúp tạo ra một hệ thống thông tin mạnh mẽ phục vụ cho công tác quản lý môi trường.

3.1. Thu Thập Dữ Liệu Từ Nhiều Nguồn

Dữ liệu cần được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau như bản đồ địa hình, ảnh viễn thám và số liệu thống kê. Việc tích hợp dữ liệu từ các nguồn này sẽ giúp tạo ra một bức tranh tổng thể về tình hình môi trường tại tỉnh.

3.2. Phân Tích Dữ Liệu Để Đưa Ra Giải Pháp

Sau khi thu thập dữ liệu, việc phân tích sẽ giúp xác định các vấn đề chính trong quản lý tài nguyên và môi trường. Các công cụ GIS sẽ hỗ trợ trong việc phân tích không gian và đưa ra các giải pháp hiệu quả.

IV. Ứng Dụng Của Cơ Sở Dữ Liệu GIS Trong Quản Lý Môi Trường

Cơ sở dữ liệu GIS có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ quản lý tài nguyên thiên nhiên đến quy hoạch đô thị. Việc sử dụng GIS sẽ giúp các nhà quản lý có cái nhìn rõ ràng hơn về tình hình môi trường, từ đó đưa ra các quyết định hợp lý và kịp thời.

4.1. Quản Lý Tài Nguyên Thiên Nhiên

GIS giúp theo dõi và quản lý tài nguyên thiên nhiên một cách hiệu quả. Các thông tin về đất đai, nước và không khí có thể được cập nhật thường xuyên, giúp các nhà quản lý đưa ra các quyết định chính xác.

4.2. Quy Hoạch Đô Thị Bền Vững

Sử dụng GIS trong quy hoạch đô thị sẽ giúp tạo ra các kế hoạch phát triển bền vững, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Các thông tin không gian sẽ hỗ trợ trong việc xác định các khu vực cần bảo vệ và phát triển.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Và Ứng Dụng Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc xây dựng cơ sở dữ liệu GIS tại Phú Thọ đã mang lại nhiều lợi ích trong việc quản lý môi trường. Các ứng dụng thực tiễn đã được triển khai, giúp nâng cao hiệu quả trong công tác bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

5.1. Đánh Giá Hiệu Quả Của Cơ Sở Dữ Liệu GIS

Cơ sở dữ liệu GIS đã giúp cải thiện khả năng quản lý tài nguyên và môi trường tại Phú Thọ. Các thông tin được cập nhật thường xuyên đã hỗ trợ các nhà quản lý trong việc đưa ra các quyết định kịp thời.

5.2. Các Ứng Dụng Thành Công Tại Phú Thọ

Nhiều ứng dụng thành công đã được triển khai, từ quản lý chất thải đến bảo vệ nguồn nước. Những kết quả này đã chứng minh tính hiệu quả của việc áp dụng công nghệ GIS trong quản lý môi trường.

VI. Kết Luận Và Định Hướng Tương Lai

Việc xây dựng cơ sở dữ liệu GIS tại Phú Thọ là một bước tiến quan trọng trong công tác bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Tương lai, cần tiếp tục đầu tư và phát triển hệ thống này để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong quản lý tài nguyên và môi trường.

6.1. Định Hướng Phát Triển Cơ Sở Dữ Liệu GIS

Cần tiếp tục mở rộng và cập nhật cơ sở dữ liệu GIS để đáp ứng nhu cầu quản lý ngày càng cao. Việc tích hợp công nghệ mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả trong công tác bảo vệ môi trường.

6.2. Tầm Quan Trọng Của Việc Bảo Vệ Môi Trường

Bảo vệ môi trường không chỉ là trách nhiệm của chính quyền mà còn là của toàn xã hội. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các bên liên quan để đảm bảo sự phát triển bền vững cho tỉnh Phú Thọ.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa nhanh chóng đang tạo ra sức ép to lớn lên hệ sinh thái tự nhiên của tỉnh Phú Thọ. Với tổng diện tích tự nhiên đạt khoảng 353.000 ha và tốc độ tăng trưởng kinh tế duy trì trên 9% mỗi năm, tỉnh đối mặt với nhiều xung đột môi trường gay gắt. Sự bùng nổ của 19.736 cơ sở sản xuất công nghiệp cùng hơn 4 triệu lượt khách du lịch mỗi năm đã làm gia tăng đáng kể lượng chất thải xả trực tiếp ra môi trường. Thực trạng này đe dọa nghiêm trọng tới 272.179,32 ha đất nông nghiệp và hệ thống 3.940 ha mặt nước ao, hồ, đầm trên toàn địa bàn.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm là sự thiếu hụt một hệ thống dữ liệu số hóa đồng bộ, có khả năng tích hợp không gian và thuộc tính để quản trị môi trường đa ngành. Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu cơ sở phương pháp luận, xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa lý và thiết lập các lớp bản đồ chuyên đề sinh thái tài nguyên môi trường. Phạm vi không gian nghiên cứu bao phủ 11 đơn vị hành chính cấp huyện trọng điểm của tỉnh Phú Thọ như Đoan Hùng, Hạ Hòa, Thanh Ba, Phù Ninh, Yên Lập, Cẩm Khê, Tam Nông, Lâm Thao, Thanh Sơn, Thanh Thủy, Tân Sơn cùng thành phố Việt Trì và thị xã Phú Thọ. Phạm vi thời gian tập trung vào chuỗi dữ liệu điều tra quan trắc thực địa và số liệu không gian cập nhật từ năm 2006 đến 2011.

Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi thiết lập một hệ thống quản lý dữ liệu thông minh, giúp giảm thiểu 50% thời gian tra cứu và nâng cao độ chính xác trong công tác cảnh báo ô nhiễm. Đây là nền tảng kỹ thuật số quan trọng phục vụ quy hoạch bảo vệ môi trường và bảo đảm mục tiêu phát triển bền vững của địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng lý thuyết hệ thống thông tin địa lý hiện đại kết hợp với mô hình tổ chức dữ liệu không gian Geodatabase theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 19100 của Ủy ban Kỹ thuật ISO/TC211 và quy chuẩn thông tin địa lý cơ sở quốc gia theo Quyết định số 06/2007/QĐ-BTNMT. Hệ thống kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết quan trắc môi trường học và lý thuyết sinh thái cảnh quan nhằm đánh giá mức độ suy thoái của các thành phần tự nhiên.

Nghiên cứu làm rõ 4 khái niệm chuyên ngành then chốt bao gồm: Cấu trúc quan hệ không gian Topology nhằm bảo đảm tính toàn vẹn hình học giữa các thực thể; Dữ liệu Vector biểu diễn ranh giới dạng điểm, đường, vùng; Mô hình số độ cao địa hình thể hiện đặc trưng bề mặt; và Lớp thông tin chuyên đề môi trường tích hợp thuộc tính hóa lý định lượng với tọa độ không gian thực tế.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được tổng hợp từ hệ thống bản đồ địa hình số tỷ lệ 1:10.000 kết hợp ảnh vệ tinh viễn thám SPOT có độ phân giải không gian 2,5m và 5m toàn sắc cùng 10m đa phổ. Nguồn dữ liệu thuộc tính bao gồm kết quả quan trắc định kỳ chất lượng đất, nước, không khí giai đoạn 2006-2010 do cơ quan chuyên trách địa phương thực hiện.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ mạng lưới quan trắc tại hơn 20 điểm xả thải then chốt dọc lưu vực sông Hồng, sông Lô, sông Đà cùng các ao đầm lớn. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu theo không gian phân tầng đại diện cho 3 tiểu vùng sinh thái: vùng núi cao, vùng gò đồi trung du và dải đồng bằng ven sông.

Phương pháp phân tích dựa trên bộ công cụ ArcGIS và phần mềm MicroStation để biên tập, hiệu chỉnh hình học, xây dựng trường thuộc tính và phân tích chồng lớp không gian. Việc lựa chọn phương pháp này xuất phát từ khả năng quản trị đồng thời hàng trăm lớp dữ liệu, thiết lập mối liên kết hai chiều giữa tọa độ bản đồ và chỉ số phân tích môi trường, từ đó giải quyết bài toán phân vùng ô nhiễm một cách trực quan và khoa học.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu đã xây dựng thành công cơ sở dữ liệu nền địa lý chuẩn hóa bao gồm 6 nhóm lớp dữ liệu không gian: hệ thống thủy hệ, phủ bề mặt, mạng lưới giao thông, mô hình độ cao địa hình, điểm dân cư cơ sở hạ tầng và đường biên giới địa giới hành chính. Hệ thống đồng thời thiết lập 4 gói dữ liệu chuyên đề tài nguyên môi trường hoàn chỉnh.

Thứ hai, kết quả phân tích chất lượng môi trường đất chỉ ra sự thoái hóa và ô nhiễm nghiêm trọng do hoạt động nông nghiệp thiếu kiểm soát. Tại hai xã Yên Tập và Thanh Nga thuộc huyện Cẩm Khê, nồng độ dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong đất vượt ngưỡng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia từ 36,3 đến 37,1 lần. Hiện tượng xói mòn, rửa trôi và đá ong hóa cũng diễn ra gay gắt trên diện tích hơn 272.000 ha đất canh tác gò đồi tại Thanh Ba và Tam Nông.

Thứ ba, môi trường nước mặt ghi nhận mức độ ô nhiễm hữu cơ và chất rắn lơ lửng rất cao. Tại hệ thống 3.940 ha ao, hồ, đầm, chỉ số BOD5 vượt tiêu chuẩn từ 1,2 đến 4,0 lần, chỉ số COD vượt từ 1,0 đến 3,4 lần, và nồng độ ion amoni NH4+ vượt từ 1,2 đến 5,2 lần. Trên dòng chính sông Hồng, đoạn chảy qua thành phố Việt Trì tiếp nhận nước thải công nghiệp dệt nhuộm và hóa chất có hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS vượt tới 3,58 lần và BOD5 vượt 2,60 lần so với ngưỡng an toàn. Nước sông Lô tại khu vực khai thác cát sỏi ở Phù Ninh ghi nhận hàm lượng chất rắn lơ lửng dao động từ 76 đến 172 mg/l, cao gấp 2,53 lần quy chuẩn.

Thứ tư, về tài nguyên rừng, độ che phủ toàn tỉnh đạt 49,4% với tổng trữ lượng gỗ ước tính khoảng 3,5 triệu m3. Tuy nhiên, diện tích rừng già tự nhiên chỉ còn khoảng 16.000 ha, tập trung chủ yếu tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, huyện Yên Lập và Hạ Hòa.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự suy thoái môi trường bắt nguồn từ sự gia tăng của 19.736 đơn vị sản xuất tiểu thủ công nghiệp và chế biến nhưng thiếu hệ thống xử lý nước thải tập trung. Thêm vào đó, thói quen lạm dụng phân bón vô cơ và bao bì thuốc trừ sâu vứt bừa bãi đã phá hủy hệ vi sinh vật đất.

So sánh với các nghiên cứu quản lý lưu vực sông quốc tế như lưu vực sông Drava tại Croatia hay sông Torrent tại Pakistan, việc ứng dụng công nghệ Geodatabase tại Phú Thọ đã chứng minh hiệu quả vượt trội trong việc kiểm soát các nguồn xả thải phân tán. Dữ liệu ô nhiễm được trực quan hóa tối ưu thông qua các biểu đồ phân tích chuỗi thời gian so sánh giữa mùa khô và mùa mưa, kết hợp các bản đồ chuyên đề thể hiện nồng độ chất ô nhiễm theo dải màu phân cấp trên nền tỷ lệ 1:10.000, giúp cơ quan quản lý phát hiện ngay các điểm nóng sinh thái để kịp thời xử lý.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, hoàn thiện và chuyển giao hệ thống cơ sở dữ liệu GIS cho Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Phú Thọ nhằm số hóa 100% hồ sơ quản lý tài nguyên đất và cấp phép xả thải. Mục tiêu đến năm 2015 kiểm soát chặt chẽ 1.000 ha đất quy hoạch khu công nghiệp tập trung tại Việt Trì, Lâm Thao và Tam Nông.

Thứ hai, thiết lập mạng lưới trạm quan trắc tự động kết nối trực tiếp với cơ sở dữ liệu không gian. Chi cục Bảo vệ Môi trường cần giám sát liên tục 24/7 các chỉ số TSS, COD, BOD5 tại các cống xả thải của doanh nghiệp dệt may, hóa chất và giấy, đặt chỉ tiêu giảm 30% lượng phát thải vượt chuẩn trong giai đoạn 2012-2015.

Thứ ba, triển khai dự án xử lý triệt để ô nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu. Ủy ban nhân dân huyện Cẩm Khê cùng các đơn vị khoa học cần khoanh vùng và tiêu độc khử trùng đất tại xã Yên Tập và Thanh Nga, phấn đấu đưa nồng độ hóa chất về dưới ngưỡng quy chuẩn cho phép trước năm 2014.

Thứ tư, mở rộng diện tích khoanh nuôi bảo vệ 16.000 ha rừng tự nhiên đầu nguồn và nâng tỷ lệ che phủ rừng lên trên 50%. Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn chịu trách nhiệm quản lý ranh giới lâm phận thông qua ảnh viễn thám SPOT định kỳ hàng năm.

Thứ năm, tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về vận hành phần mềm ArcGIS cho cán bộ môi trường tại 11 huyện thị, bảo đảm dữ liệu biến động tài nguyên được cập nhật định kỳ mỗi quý một lần.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường cấp tỉnh, huyện: Luận văn cung cấp mô hình cơ sở dữ liệu chuẩn hóa giúp các chuyên viên quy hoạch nhanh chóng xây dựng bản đồ phân vùng xả thải, cấp phép môi trường và giám sát tài nguyên đất đai.

Nhóm viện nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Khoa học Môi trường và Địa lý: Đây là tài liệu tham khảo giá trị về quy trình tích hợp ảnh viễn thám SPOT độ phân giải cao với công nghệ Geodatabase và chuẩn hóa quan hệ không gian Topology.

Nhóm doanh nghiệp và ban quản lý các khu, cụm công nghiệp: Luận văn giúp các nhà đầu tư hạ tầng nắm rõ hiện trạng thủy văn, địa chất và mức độ tiếp nhận nước thải của các dòng sông để thiết kế trạm xử lý nước thải đạt chuẩn kỹ thuật.

Nhóm các tổ chức bảo tồn và phát triển bền vững: Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu nền về 16.000 ha rừng nguyên sinh và hệ thống 3.940 ha mặt nước, hỗ trợ đắc lực cho việc xây dựng các dự án bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển sinh thái cộng đồng.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thống cơ sở dữ liệu GIS tỉnh Phú Thọ trong nghiên cứu này giải quyết bài toán gì? Hệ thống giải quyết triệt để tình trạng dữ liệu môi trường bị phân tán, rời rạc và thiếu tính liên kết không gian. Bằng cách tích hợp dữ liệu bản đồ 1:10.000 với kết quả phân tích hóa lý, hệ thống hỗ trợ truy vấn nhanh hiện trạng ô nhiễm trên 353.000 ha diện tích tự nhiên của tỉnh.

Dữ liệu viễn thám nào được sử dụng để xây dựng bản đồ nền địa lý? Nghiên cứu sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh SPOT thu nhận từ Trung tâm Viễn thám Quốc gia với độ phân giải không gian 2,5m và 5m toàn sắc cùng 10m đa phổ. Nguồn ảnh này cho phép giải đoán chính xác các đối tượng nhân tạo và cập nhật kịp thời biến động thảm phủ thực vật.

Tình trạng ô nhiễm môi trường nước tại Phú Thọ nghiêm trọng ở những chỉ số nào? Ô nhiễm hữu cơ và chất rắn lơ lửng diễn ra phổ biến. Tại các ao hồ đầm, chỉ số BOD5 vượt quy chuẩn từ 1,2 đến 4,0 lần và NH4+ vượt tới 5,2 lần. Đoạn sông Hồng qua Việt Trì ghi nhận chỉ số TSS vượt 3,58 lần do tiếp nhận nước thải công nghiệp.

Quy tắc Topology đóng vai trò gì trong cấu trúc cơ sở dữ liệu của luận văn? Topology thiết lập các ràng buộc logic hình học nghiêm ngặt, như quy tắc không cho phép các vùng chồng đè lên nhau hoặc đường biên giới phải khép kín. Điều này giúp loại bỏ 100% lỗi số hóa dữ liệu và bảo đảm sự thống nhất khi tích hợp các lớp chuyên đề.

Cơ sở dữ liệu này hỗ trợ ra quyết định bảo vệ môi trường như thế nào? Hệ thống cho phép hiển thị các lớp bản đồ chuyên đề về nồng độ ô nhiễm đất, nước, không khí kết hợp mô hình số độ cao. Lãnh đạo địa phương có thể tra cứu tức thời vị trí vi phạm, đánh giá nguy cơ lan truyền chất thải và định hướng quy hoạch công nghiệp an toàn.

Kết luận

• Xây dựng thành công cơ sở dữ liệu GIS toàn diện tỉnh Phú Thọ trên nền bản đồ 1:10.000 và ảnh viễn thám SPOT.
• Đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng đất, nước, không khí và tài nguyên rừng trên diện tích 353.000 ha.
• Khoanh vùng chính xác các điểm nóng ô nhiễm như dư lượng thuốc trừ sâu vượt 37,1 lần tại Cẩm Khê và nước mặt vượt chuẩn BOD5 4,0 lần.
• Thiết lập quy trình chuẩn hóa dữ liệu không gian theo tiêu chuẩn ISO 19100 và quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
• Đề xuất hệ thống giải pháp giám sát thông minh gắn liền lộ trình thực thi giai đoạn 2012-2015.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là cung cấp một công cụ số hóa hiện đại, kết nối chặt chẽ giữa nghiên cứu khoa học và thực tiễn quản lý môi trường tại vùng trung du Bắc Bộ. Để phát huy tối đa giá trị thực tiễn, các cơ quan ban ngành tỉnh Phú Thọ cần sớm đưa hệ thống Geodatabase này vào khai thác thực tế và mở rộng tích hợp phiên bản GIS trực tuyến phục vụ phát triển kinh tế bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Ngày nay, trên thế giới cùng với sự bùng nổ về dân số, là sự phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa cũng nhƣ việc khai thác tài nguyên thiên nhiên một cách quá mức, làm cho các nguồn tài nguyên dần dần cạn kiệt. Các quá trình đó thải ra môi trƣờng một lƣợng lớn chất thải các loại làm cho môi trƣờng sống trên trái đất bị mất cân bằng sinh thái, ô nhiễm nguồn nƣớc, không khí, ô nhiễm đất… gây nên tình trạng lũ lụt, lở đất, hạn hán trên toàn thế giới. Chính vì vậy, ô nhiễm môi trƣờng là vấn đề đang đƣợc sự quan tâm của toàn nhân loại. Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, đặc biệt trong việc thu nhận và xử lý số, việc tích hợp từ dữ liệu Viễn thám (Remote Sensing-RS), hệ thống định vị toàn cầu (Global Possition System - GPS), hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) đã và đang đƣợc áp dụng trong nhiều lĩnh vực nhƣ nghiên cứu tài nguyên môi trƣờng, nghiên cứu các tai biến, thiên tai…và thu đƣợc những kết quả đáng ghi nhận Phú Thọ là tỉnh thuộc vùng miền núi trung du Bắc Bộ, nằm trong khu vực giao lƣu giữa vùng Đông Bắc, đồng bằng sông Hồng và vùng Tây Bắc, Phú Thọ có vị trí địa lý mang ý nghĩa là trung tâm của tiểu vùng Tây - Đông - Bắc; cách trung tâm Hà Nội 80km, cách sân bay Nội Bài 60km, Phú Thọ nằm ở trung tâm các hệ thống giao thông đƣờng bộ, đƣờng sắt và đƣờng sông từ các tỉnh thuộc Tây - Đông - Bắc đi Hà Nội, Hải Phòng và các nơi khác, là nơi trung chuyển hàng hóa thiết yếu, cầu nối giao lƣu kinh tế - văn hóa - khoa học, kỹ thuật giữa các tỉnh của đồng bằng Bắc Bộ với các tỉnh Trung du miền núi Bắc Bộ.

Ngoài ra, Phú Thọ còn có các yếu tố khác để phát triển kinh tế - xã hội nhƣ con ngƣời, tài nguyên, các khu công nghiệp, khu du lịch văn hoá lịch sử Đền Hùng, khu du lịch sinh thái Xuân Sơn… Trong những năm gần đây, cùng với việc tăng thêm các cơ sở sản xuất, các khu tập trung dân cƣ phát triển ngày càng nhiều, nhu cầu tiêu dùng các sản phẩm vật chất cũng ngày càng lớn, những điều đó tạo điều kiện kích thích các ngành sản xuất, kinh doanh và dịch vụ mở rộng và phát triển nhanh chóng, nâng cao mức sống chung của xã hội; mặt khác cũng gây ra sự ô nhiễm, suy thoái các thành phần tài nguyên - môi trƣờng ngày một nghiêm trọng. Trong thời gian tới, mục tiêu cơ bản Trần Thanh Hà - Lớp Cao học Môi trường K17 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS) tỉnh Phú Thọ phục vụ bảo vệ môi trường và phát triển bền vững về bảo vệ môi trƣờng của Tỉnh Phú Thọ là tăng cƣờng công tác quản lý tài nguyên - môi trƣờng, ngăn ngừa ô nhiễm môi trƣờng nƣớc, không khí, quản lý chất thải rắn. cải thiện hiện trạng sử dụng đất, phục hồi và bảo tồn đa dạng sinh học, từng bƣớc nâng cao chất lƣợng môi trƣờng ở các khu công nghiệp, đô thị và nông thôn, góp phần phát triển bền vững. Muốn có các hoạt động bảo vệ môi trƣờng và sử dụng tài nguyên thiên nhiên hiệu quả, cần phải có một cơ sở dữ liệu đầy đủ và đƣợc xây dựng trong một hệ thống thông tin hiện đại, đáp ứng đƣợc các nhu cầu diễn biến mạnh mẽ trong thời đại hiện nay.

Trong những năm gần đây, GIS đã đƣợc sử dụng phổ biến ở nƣớc ta. Với ƣu điểm nổi trội về khả năng cập nhật, lƣu trữ, phân tích, hiển thị và chia sẻ thông tin, GIS thực sự đã trở thành công cụ hiện đại và có hiệu quả nhất hỗ trợ công tác xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên môi trƣờng. Với ý nghĩa khoa học và thực tiễn nêu trên, chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cƣ́u khoa ho ̣c cho luận văn thạc sỹ của mình là: “ Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS) tỉnh Phú Thọ phục vụ bảo vệ môi trường và phát triển bền vững” Cơ sở dữ liệu GIS tỉnh Phú Thọ đƣợc xây dựng dựa trên nền cơ bản của bản đồ địa hình, kết hợp xƣ̉ lý tƣ liệu ảnh viễn thám, số liệu thống kê hiện trạng môi trƣờng và các nguồn tài liệu có liên quan, sẽ thể hiện đầy đủ và chi tiết tất cả các dữ liệu, thông tin phục vụ đắc lực cho công tác bảo vệ môi trƣờng và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên hiện tại và trong tƣơng lai, đảm bảo tính bền vững cho sự phát triển kinh tế - xã hội của Tỉnh. Đề tài luận văn nhằm đáp ứng các mục tiêu sau: -Nghiên cứu cơ sở khoa học và phƣơng pháp luận xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý cơ bản tỉnh Phú Thọ - Xây dựng các lớp cơ sở dữ liệu chuyên đề về sinh thái tài nguyên môi trƣờng Trần Thanh Hà - Lớp Cao học Môi trường K17 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS) tỉnh Phú Thọ phục vụ bảo vệ môi trường và phát triển bền vững -Phát triển các ứng dụng GIS bằng việc cập nhật, truy cập, và xử lý thông tin nhằm phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên môi trƣờng của tỉnh theo hƣớng phát triển bền vững.

Trong quá trình thƣ̣c hiê ̣n luâ ̣n văn , chúng tôi đã hoàn thành các nội dung chính là: - Thu thập và tổng hợp tài liệu có liên quan đến đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. - Cơ sở khoa học và phƣơng pháp xây dựng cơ sở dữ liệu GIS - Nghiên cứu lựa chọn giải pháp xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên môi trƣờng - Đánh giá khái quát tài nguyên - môi trƣờng tỉnh Phú Thọ. - Xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý tỉnh Phú Thọ. - Xác định các chuyên đề về sinh thái tài nguyên - môi trƣờng.

- Xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề sinh thái tài nguyên môi trƣờng Các tư liệu và thiết bị được sử dụng bao gồm: - Bản đồ địa hình tỉ lệ 1:10.000 tỉnh Phú Thọ - Ảnh viễn thám SPOT độ phân giải 5m và 2,5m toàn sắc và 10m đa phổ để cập nhật các đối tƣợng địa lý mới xuất hiện (nguồn Trung tâm Viễm Thám Quốc gia, năm chụp 2008). - Tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội, dữ liệu hiện trạng môi trƣờng tỉnh Phú Thọ - Một số đề tài đã nghiên cứu có liên quan. Hy vo ̣ng nhƣ̃ng kế t quả nghiên cƣ́u của đề tài không nhƣ̃ng đáp ƣ́ng các yêu cầ u của luâ ̣n văn tha ̣c sỹ mà còn góp phầ n xây dƣ̣ng các cơ sở khoa ho ̣c cho viê ̣c biên tâ ̣p các chuyên khảo về tài nguyên môi trƣờng tin ̉ h Phú Tho ̣. Trần Thanh Hà - Lớp Cao học Môi trường K17 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS) tỉnh Phú Thọ phục vụ bảo vệ môi trường và phát triển bền vững Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS), những ứng dụng trong khoa học và thực tiễn 1.1 Khái niệm về GIS và lịch sử phát triển Theo ESRI (Enviromental System Reseach Institute - Viện Nghiên cứu hệ thống Môi trƣờng): Hệ thống thông tin địa lí (Geographic Information System - GIS) "Là một hệ thống bao gồm phần cứng, phần mềm, dữ liệu và con ngƣời nhằm thu thập, lƣu trữ, cập nhật, xử lí, phân tích và hiển thị các thông tin địa lí trên bề mặt trái đất ".

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một công cụ máy tính để thu thập, lƣu trữ và phân tích các sự vật, hiện tƣợng trên trái đất. Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thƣờng (nhƣ cấu trúc hỏi đáp) và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh đƣợc cung cấp duy nhất từ các bản đồ. Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lƣợc). Ở mỗi khía cạnh khác nhau GIS đƣợc nhìn nhận một cách khác nhau: - Cơ sở dữ liệu địa lý (Geodatabase): GIS là một cơ sở dữ liệu không gian chuyển tải thông tin địa lý theo quan điểm gốc của mô hình dữ liệu GIS (yếu tố, topology, mạng lƣới, raster,.

- Hình tƣợng hoá (Geovisualization): GIS là tập các bản đồ thông minh thể hiện các yếu tố và quan hệ giữa các yếu tố trên mặt đất. Dựa trên thông tin địa lý có thể tạo nhiều loại bản đồ và sử dụng chúng nhƣ là một cửa sổ vào trong cơ sở dữ liệu để hỗ trợ tra cứu, phân tích và biên tập thông tin. - Xử lý (Geoprocessing): GIS là các công cụ xử lý thông tin cho phép tạo ra các thông tin mới từ thông tin đã có. Các chức năng xử lý thông tin địa lý lấy thông tin từ các tập dữ liệu đã có, áp dụng các chức năng phân tích và ghi kết quả vào một tập mới.

Trần Thanh Hà - Lớp Cao học Môi trường K17 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS) tỉnh Phú Thọ phục vụ bảo vệ môi trường và phát triển bền vững Những năm đầu của thập kỷ 60 (1963-1964), các nhà khoa học Canada đã xây dựng hệ GIS đầu tiên với tên gọi “Canada Geographic Information System”, đƣợc sử dụng trong công tác quản lý tài nguyên ở Canada. Ban đầu, GIS chủ yếu dùng để phục vụ công tác điều tra và quản lý tài nguyên. Đến giữa thập kỷ 60, GIS đã phát triển để phục vụ cho công tác khai thác và quản lý đô thị. Trong những năm của thập kỷ 70, công nghệ phần cứng máy tính phát triển, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của GIS (giá thành máy tính giảm, tốc độ xử lý và dung lƣợng bộ nhớ tăng lên…).

Nhờ đó mà GIS dần đƣợc thƣơng mại hóa. Trong thời kỳ này, nhờ sự phát triển của công nghệ thông tin mà những khả năng xử lý đồ họa trên máy tính trở thành dễ dàng và thuận tiện.