ĐẶT VẤN ĐỀ Từ khi con ngƣời có mặt trên trái đất cũng là lúc rác thải xuất hiện. Con ngƣời và động vật sử dụng các nguồn tài nguyên trên trái đất để phục vụ cho đời sống của mình và thải ra môi trƣờng rác thải. Trong giai đoạn tiền sử, khi con ngƣời chỉ là một phần nhỏ bé trên trái đất với cuộc sống riêng lẻ, hoang dã, sống dựa vào thiên nhiên là chủ yếu thì rác thải không ảnh hƣởng lớn đến môi trƣờng do diện tích đất rộng, khả năng tự làm sạch cao, thiên nhiên có thể nhận một lƣợng lớn rác mà không gây hại tới môi trƣờng. Nhƣng đến nay, khi mà con ngƣời không còn quá phụ thuộc vào thiên nhiên cùng với sự gia tăng dân số nhanh chóng mặt đã hình thành nên các đô thị, thành phố với dân số đông sống trong một không gian chật hẹp, nhu cầu về sinh hoạt cao khiến cho lƣợng rác thải ngày càng tăng.
Đồng thời sự phát triển của khoa học công nghệ đã tạo ra nhiều loại vật liệu, chất liệu mới làm cho thành phần của rác thải cũng phức tạp hơn. Có loại vật liệu mới chỉ ngày hôm qua còn phục vụ đắc lực cho con ngƣời thì hôm nay đã trở thành rác thải có khả năng gây độc hại không chỉ cho con ngƣời mà còn cho môi trƣờng. Trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay cùng với 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 hủy hay tồn tại lâu trong tự nhiên tăng cao thì rác thải ngày càng ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng sống của con ngƣời. Thành phố Lai Châu là trung tâm hành chính, kinh tế, chính trị của tỉnh Lai Châu, và hiện đang là đô thị loại ba.
Là một thành phố còn tƣơng đối non trẻ, đang trên con đƣờng phát triển kinh tế xã hội, xây dựng cơ sở hạ tầng nên là một khu vực thu hút đƣợc một lƣợng lớn dân số, cùng với phúc lợi xã hội tốt hơn nên dân số ở đây tăng cao, tỉ lệ gia tăng dân số trong 5 năm từ 2012 đến 2016 lên đến 20,78%. Sau 5 năm thực hiện Nghị quyết Đại hội Đảng bộ thành phố lần thứ II, kinh tế của thành phố đã có bƣớc phát triển toàn diện. Tốc độ tăng trƣởng kinh tế 22,5%/năm. Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hƣớng xác 1 định, tỷ trọng ngành thƣơng mại, dịch vụ chiếm 55%; Công nghiệp, xây dựng chiếm 38%; Nông lâm nghiệp chiếm 7%.
Du lịch phát triển khá, doanh thu đạt 97 tỷ đồng. Chính từ định hƣớng và sự phát triển nhƣ trên của thành phố Lai Châu đã nảy sinh nhiều vấn đề thách thức đối với thành phố, một trong số đó là vấn đề về quản lý rác thải. Lƣợng rác thải này nếu không đƣợc quản lý tốt sẽ gây ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe của cộng đồng và môi trƣờng. Trong bối cảnh phát triển nhƣ Việt Nam hiện nay, việc ứng dụng các công nghệ vào công tác quản lý, vận hành của cơ quan nhƣ GIS và GPS vào các hoạt động quy hoạch, quản lý và giám sát trong các lĩnh vực tài nguyên, môi trƣờng, giao thông, du lịch,… là rất cần thiết.
Nó giúp ta có đƣợc cái nhìn tổng thể cũng nhƣ nhận biết rất nhanh, rõ ràng và chính xác những thay đổi của đối tƣợng theo không gian và thời gian nhằm hỗ trợ các nhà hoạch định ra quyết định sau cùng. Nhận thấy đƣợc lợi ích do các ứng dụng GIS và GPS đem lại, nhiều đơn vị đã bắt đầu đƣa GIS và GPS vào hoạt động của mình và xem nhƣ đó là một phần quan trọng không thể thiếu. Chính vì vậy, tôi chọn đề tài Xây dựng cơ sở dữ liệu quản lý rác thải sinh hoạt dưới sự trợ giúp của GIS và GPS tại Thành phố Lai Châu để hỗ trợ cho công tác quản lý rác thải sinh hoạt nhanh chóng và nhằm đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ thông tin địa lý GIS và GPS vào công tác quản lý môi trƣờng để nâng cao hiệu quả quản lý. Nhƣng do những hạn chế về dữ liệu và thời gian nên đề tài chỉ tiến hành thí điểm trên các phƣờng nội thành của thành phố.
Do vậy đề tài có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu hiện tại và phù hợp với điều kiện thực tế của thành phố Lai Châu, một thành phố trẻ đang trong giai đoạn phát triển, nên đề tài có tính thực tiễn cao. 2 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Khái niệm về GIS và GPS 1. Lịch sử hình thành và định nghĩa của GIS Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin và nhu cầu số hóa và lƣợng hóa thông tin trên bản đồ ngày càng cao.
Đặc biệt là những bản đồ chuyên đề đã cung cấp những thông tin hữu ích để khai thác và quản lý tài nguyên. Nhƣng sự mô tả định lƣợng bị ngăn trở lớn do khối lƣợng của số liệu và những quan trắc định lƣợng. Ngoài ra, cũng còn thiếu các công cụ quan trọng để mô tả sự biến thiên không gian mang tính chất định lƣợng. Chỉ từ năm 1960, với sự có mặt của máy tính bằng số thì việc phân tích không gian và làm bản đồ chuyên đề mang tính định lƣợng mới có thể nảy nở và phát triển.
Vào những năm 1960 - 1970, ngƣời ta sử dụng bản đồ ở hầu hết các lĩnh vực dẫn đến xuất hiện nhu cầu tổng hợp của bản đồ. Một trong hai cách để thực hiện điều này: ngƣời ta cố gắng tìm những đối tƣợng xuất hiện một cách tự nhiên, có thể nhận biết, mô tả và hiển thị bản đồ theo các thuộc tính. Cùng với các yếu tố tự nhiên này yêu cầu phải đƣợc nhận biết, duy nhất và tổng hợp độc lập của các đặc trƣng môi trƣờng. Điều đáng quan tâm là khi sử dụng kết quả của các bản đồ tài nguyên là đối với nhiều mục tiêu chúng rất chung chung và khó tách ra đƣợc thông tin cần thiết.
Khi phạm vi của bản đồ chuyên ngành ngày càng rộng, ngƣời 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, chƣơng trình đầu tiên vẽ bản đồ đơn giản và in ra các số liệu thống kê ra đời. Chƣơng trình GIRD cũng đƣợc thành lập sử dụng khuôn dạng dữ liệu raster, các chƣơng trình này đặc biệt phát triển dùng để chồng xếp bản đồ. Kể từ đó, đã có rất nhiều phƣơng pháp xử lý bản đồ tƣơng tự đƣợc phát triển.
3 Tất cả các cố gắng này nhằm phát triển các công cụ hữu ích phục vụ việc thu thập, lƣu trữ, truy cập, chuyển đổi, tích hợp và hiển thị dữ liệu dạng không gian. Tập hợp tất cả công cụ này cùng với một số thành phần khác cấu thành nên Hệ thống thông tin địa lý (GeographicInformation System - GIS). Tùy theo cách tiếp cận mà có nhiều định nghĩa khác nhau về GIS, dƣới đây là một số định nghĩa của một vài tác giả: Theo Dueker (1979): GIS là một trƣờng hợp đặc biệt của hệ thống thông tin với cơ sở dữ liệu gồm những đối tƣợng, những hoạt động hay những sự kiện phân bố trong không gian đƣợc biểu diễn nhƣ những điểm, đƣờng, vùng trong hệ thống máy tính. GIS xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đƣờng, vùng, phục vụ cho những hỏi đáp và phân tích đặc biệt.
Theo Pavlidis (1982): GIS là một hệ thống có chức năng xử lý thông tin địa lý nhằm phục vụ quy hoạch, trợ giúp quyết định trong một lĩnh vực chuyên môn nhất định. Theo Burrough (1986): GIS là một hộp công cụ mạnh, dùng để lƣu trữ, truy vấn tùy ý, biến đổi và hiển thị 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 (1990): GIS là một hệ thống thông tin bao gồm một phụ hệ có khả năng biến đổi dữ liệu địa lý thành những thông tin có ích.Castle (1993): Hệ thống thông tin địa lý (HTTTĐL hay GIS) là một hệ thống bao gồm các phần mềm, phần cứng máy tính và một cơ sở dữ liệu, đủ lớn, có chức năng thu thập, cập nhật, quản trị và phân tích, biểu diễn dữ liệu địa lý phục vụ giải quyết lớp rộng lớn các bài toán ứng dụng có liên quan tới vị trí địa lý trên bề mặt trái đất. Theo Nguyễn Thế Thận (2002): Hệ thống thông tin địa lý (GIS - Geographic Information System) là hệ thống quản lý thông tin không gian đƣợc phát triển dựa trên cơ sở công nghệ máy tính với mục đích lƣu trữ, hợp nhất, mô hình hóa, phân tích và miêu tả đƣợc nhiều loại dữ liệu.
4 Tóm lại, GIS là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tƣợng thực trên trái đất. Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thƣờng và các phép phân tích thống kê, phân tích không gian. Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác nhau và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Lịch sử hình thành và định nghĩa GPS Cùng với sự phát triển của kinh tế, khoa học công nghệ, sự ra đời của những phƣơng tiện vận chuyển nhƣ máy bay và những con tàu vũ trụ đòi hỏi điều khiển các thiết bị đó trong không gian ba chiều.
Những phƣơng pháp dẫn đƣờng và những hệ thống dẫn đƣờng vô tuyến điện nhƣ OMEGA, DECCA, LORAN-C chỉ dùng cho việc dẫn dắt các tàu thủy đã trở thành lỗi thời và không phù hợp với việc điều khiển các thiết bị chuyển động trong không gian ba chiều vì những hệ thống đƣơng thời chỉ xác định đƣợc vị trí theo 2 chiều không gian. Trƣớc những đòi hỏi về kỹ thuật đó nhiều nhà khoa học đã đƣợc chính phủ Mỹ tài trợ để thực hiện nghiên cứu hệ thống dẫn đƣờng trên vũ trụ. Bộ Quốc phòng Mỹ là cơ quan thiết kế hệ thống định vị toàn cầu. Trong nhóm những ngƣời tham gia điều hành dự án GPS của Bộ Quốc phòng Mỹ cần kể đến sự đóng góp to lớn của TS.
Ivan Getting và TS. Có thể trình bày tóm tắt những sự kiện liên quan tới lịch sử phát triển GPS nhƣ sau: Thập niên 1920s, ra đời hệ thống đƣờng dẫn vô tuyến. Đầu Đại chiến thế giới II, LORAN - hệ thống dẫn đƣờng áp dụng phƣơng pháp đo độ lệch thời gian của tín hiệu sóng vô tuyến, do Phòng thí nghiệm Bức xạ đại học MIT ra đời. LORAN cũng là hệ thống định vị trong mọi điều kiện thời tiết thực sự đầu tiên, nhƣng hai chiều (vĩ độ và kinh độ).