Đang tải... (xem toàn văn)
Luận văn về Ứng dụng phần mềm waste trong quản lý chất thải rắn đô thị Đà Nẵng
“Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” - 1 - Chương1 MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, cuộc sống ngày càng được nâng cao đồng thời các vấn đề về môi trường ngày càng nghiêm trọng hơn. Một trong các vấn đề môi trường đáng quan tâm đó là chất thải đô thị. Do tính chất phức tạp của việc quản lý chất thải rắn (CTR) nên hầu hết tại các đô thị của Việt Nam công tác quản lý CTR đang gặp rất nhiều khó khăn, vấn đề chồng chéo trong quản lý là việc không thể tránh khỏi. Đó chính là vấn đề đáng lo ngại cho các nhà quản lý CTR tại các đô thị, thành phố Đà Lạt cũng là một địa phương không ngoại lệ. Tuy hệ thống quản lý CTR của Tp Đà Lạt đã được xây dựng và hoạt động dưới sự quan tâm và chỉ đạo của sở Tài Nguyên và Môi Trường, Phòng Tài nguyên và Môi trường, các ban nghành chức năng khác nhưng hiện nay vẫn chưa hiệu quả. Rác thải sau khi thải bỏ vẫn chưa được thu gom triệt để, sau khi thu gom vẫn chưa xử lý đúng quy định gây nên mùi hôi, mất cảnh quan thành phố, gây bức xúc cho người dân địa phương và du khách đến tham quan. Dựa trên các điều kiện về nhân lực, kỹ thuật, các yếu tố kinh tế - xã hội của Đà Lạt thì nâng cao hệ thống quản lý chất thải rắn là việc cần thiết và để có thể thực hiện tốt công việc này thì công nghệ thông tin là công cụ đắc lực, giúp cho các nhà quản lý trong quá trình quản lý và ra quyết định. Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý là rất cần thiết. Đó cũng chính là lý do em chọn đề tài “Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải đô thị cho Tp Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng” nhằm tìm hiểu sâu hơn về công tác quản lý CTR của thành phố và có thể đơn giản hơn, hiệu quả hơn trong công tác quản lý CTR của thành phố. 1.2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI • Mục tiêu lâu dài: Ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý môi trường cho Thành phố Đà Lạt nhằm giảm bớt sự phức tạp, chồng chéo trong công tác quản lý CTR. • Mục tiêu trước mắt: “Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” - 2 - - Xây dựng cơ sở dữ liệu môi trường liên quan tới công tác quản lý chất thải rắn tại Đà Lạt. - Ứng dụng mô hình toán và phần mềm Waste giúp công tác báo cáo, thống kê liên quan tới CTR tại thành phố Đà Lạt. - Dự báo được sự gia tăng dân số, dự báo lượng rác phát sinh cho thành phố Đà Lạt trong những năm tới. Từ đó có thể dự báo được lượng phương tiện cần thiết để đảm bảo công tác quản lý CTR cho thành phố đến năm 2020. 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU • Về địa lý: Đề tài giới hạn phạm vi xem xét tại 12 phường và 3 xã của thành phố Đà Lạt. • Về số liệu: từ năm 2006 – 2008. • Về công nghệ: Ứng dụng công nghệ GIS và CSDL Phần mềm Waste 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp nghiên cứu các cơ sở lý thuyết: Nghiên cứu và phân tích tài liệu trong và ngoài nước liên quan tới công tác quản lý chất thải đô thị. - Phương pháp thu thập thông tin, số liệu: Phương pháp này kế thừa kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trước cũng như các số liệu thu thập được từ Sở Tài nguyên Môi trường, Công ty Quản lý Công trình Đô thị, Cục thống kê Lâm Đồng, các số liệu thu thập được từ các đề tài, dự án, báo cáo về môi trường để làm cơ sở dữ liệu (CSDL) cho đề tài. Các số liệu thu thập gồm: § Các số liệu về kinh tế - xã hội ( dân số) của thành phố qua các năm. § Các thông tin, số liệu, hình ảnh về các đối tượng, đơn vị có liên quan đến công tác quản lý CTR của thành phố như Sở tài nguyên và môi trường, Công ty quản lý công trình đô thị,… § Các thông tin, số liệu về công tác quản lý: bãi chôn lấp, lượng rác phát sinh, tình hình thu gom, vận chuyển CTR của đội môi trường, lộ trình thu gom, vận chuyển… - Phương pháp số hóa bản đồ: Từ bản đồ gốc của thành phố Đà Lạt, dùng phần mềm Mapinfo để số hóa lại các lớp bản đồ ( giao thông) cho phù hợp với mục tiêu của đề tài. “Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” - 3 - - Phương pháp nghiên cứu bản đồ: là bước đầu tiên tìm hiểu thông tin cho việc quy hoạch tuyến vận chuyển CTR. - Phương pháp khảo sát thực địa: Trên cơ sở nghiên cứu về mặt lý thuyết và các số liệu hiện có, tiến hành khảo sát thực tế. § Quan sát hiện trạng CTR hàng ngày trên địa bàn thành phố Đà Lạt. § Khảo sát các tuyến đường thu gom, vận chuyển CTR trên đường phố và một số chợ trên địa bàn thành phố. - Phương pháp phân tích, tổng hợp số liệu:Trên cơ sở các số liệu thu thập được, cùng với các số liệu khảo sát thực tế, tiến hành phân tích, tổng hợp, xử lý nguồn số liệu sau đó chọn lọc các số liệu cần thiết để làm CSDL của đề tài nhằm tránh tình trạng thừa thông tin - Phương pháp toán học: § Ứng dụng các mô hình toán để dự báo gia tăng dân số, dự báo lượng rác phát sinh, tính toán số lượng xe và thùng đẩy cần thiết cho công tác thu gom, vận chuyển rác của thành phố. § Phương pháp thống kê trong nghiên cứu môi trường: thống kê các số liệu thu thập được (số liệu vận chuyển rác hàng tháng tại các bãi chôn lấp thành phố). Từ các số liệu đã thống kê vẽ đồ thị và xuất bóa cáo. - Ứng dụng công nghệ thông tin : Ứng dụng GIS, phần mềm Mapinfo, hệ thống thông tin môi trường để hỗ trợ cho việc thống kê, dự báo, tính toán lượng rác phát sinh và hỗ trợ cho công tác ra quyết định quản lý “Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” - 4 - Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. HỆ THỐNG THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG (HTTTMT) 2.1.1. Tính cấp thiết phải xây dựng hệ thống thông tin môi trường. Ngày nay, khi mà các vấn đề môi trường ngày càng phức tạp thì cần đòi hỏi phải ứng dụng các hệ thống thông tin để giải quyết các bài toán do thực tiễn đặt ra như tra cứu thông tin môi trường, vấn đề thu thập tự động và biểu diễn thông tin, quản lý, thiết kế, mô phỏng và dự báo các quá trình khác nhau. Vì vậy, thúc đẩy công tác nghiên cứu, nâng cao, mở rộng và ứng dụng các Hệ thống thông tin môi trường là cần thiết. 2.1.2. Hệ thống thông tin môi trường. HTTTMT được định nghĩa như một hệ thống dựa trên máy tính để lưu trữ, quản lý và phân tích các thông tin môi trường và các dữ liệu liên quan. HTTTMT chứa đựng các thông tin về mô tả trên mặt đất (ví dụ các dòng sông chảy, đường giao thông, đất đai, thông tin về sử dụng đất, lớp thực vật, v.v ) khu vực dưới đất (ví dụ nước ngầm, các mỏ khoáng sản v.v…), dữ liệu về các hoạt động môi trường (ví dụ : các hoạt động khoan đào hố, đào giếng, khai thác gỗ v.v ) thông tin lưu trữ về quan trắc môi trường (ví dụ: dữ liệu về các mẫu môi trường, luồng khí ô nhiễm, ranh giới ô nhiễm v.v .), dữ liệu về điều kiện khí tượng thủy văn (ví dụ: lượng mưa, lượng bốc hơi, nhiệt độ, bức xạ, tốc độ gió), các hồ sơ và các mô tả về các dự án có liên quan (ví dụ: bản trình bày các tác động môi trường, bản đồ v.v .). Thành phần cốt lõi của HTTTMT là một cơ sở dữ liệu không gian được cấu trúc chặt chẽ và dễ truy xuất, trong đó chứa đựng các thông tin phân bố không gian cùng với các thông tin thuộc tính liên quan của nó. 2.2. HỆ THỒNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) 2.2.1. Khái niệm GIS. Hệ thống thông tin địa lý gọi tắt là GIS được viết tắt từ cụm từ tiếng Anh là Geographical Information System. Tùy theo quan niệm và cách tiếp cận mà có nhiều định nghĩa khác nhau. Lĩnh vực GIS được đặc trưng bởi sự đa dạng trong ứng dụng và các khái niệm của GIS được phát triển trên nền của rất nhiều lĩnh vực như: “Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” - 5 - Hình 2.1: Nền tảng của GIS HTTTĐL là một hệ thống có chức năng xử lý các thông tin địa lý nhằm phục vụ qui hoạch, trợ giúp quyết định trong một lĩnh vực chuyên môn nhất định. HTTTĐL là một hệ thống sử dụng cơ sở dữ liệu để trả lời các câu hỏi về bản chất địa lý của các thực thể địa lý. GIS là một công cụ mạnh dùng để lưu trữ, truy vấn tùy ý, biến đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những mục tiêu đặc biệt. HTTTĐL là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính để thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian. HTTTĐL là một hệ thống bao gồm 4 khả năng xử lý dữ liệu địa lý là: Nhập dữ liệu, quản lý dữ liệu, gia công và phân tích dữ liệu, xuất dữ liệu. HTTTĐL là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, truy vấn, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian. GIS là tập hợp có tổ chức của phần cứng, phần mềm, dữ liệu địa lý và con người được thiết kế để thu nhận, lưu trữ, cập nhật, phân tích và hiển thị tất cả các dạng thông tin địa lý 2.2.2. Sơ lược về lịch sử phát triển của HTTTĐL. GIS được hình thành từ các ngành khoa học: địa lý, bản đồ, tin học và toán học. Nguồn gốc của GIS là việc tạo ra các bản đồ chuyên đề, các quy hoạch sử dụng phương pháp chồng lắp bản đồ. Hệ thống thông tin địa lý (Geographical Information “Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” - 6 - System) là một hệ thống phần mềm máy tính được sử dụng trong việc vẽ bản đồ, phân tích các vật thể, các hiện tượng tồn tại trên trái đất. Hình 2.2: Hệ thống thông tin địa lý 2.2.3. Chức năng của Hệ thống thông tin địa lý GIS. HTTTĐL gồm 4 chức năng cơ bản sau: nhập dữ liệu, lưu trữ dữ liệu, phân tích dữ liệu (chức năng xử lý số liệu, chức năng suy giải và phân tích thông tin ), xuất dữ liệu ( chức năng trình bày dữ liệu) Hình 2.3: Chức năng của hệ thống thông tin địa lý • Nhập dữ liệu: Đây là quá trình mã hóa dữ liệu và ghi chúng vào cơ sở dữ liệu, đây là công việc quan trọng và phức tạp quyết định lợi ích của HTTTĐL. Có 3 cách nhập dữ liệu cơ bản cho HTTTDL: Nhập dữ liệu không gian “Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” - 7 - Nhập dữ liệu phi không gian Liên kết giữa dữ liệu không gian và phi không gian. • Quản lý dữ liệu: Chức năng này liên quan tới cơ sở dữ liệu, nó bao gồm những chức năng lưu trữ, xóa và phục hồi. • Phân tích dữ liệu: Nhằm trả lời những câu hỏi hoặc tìm những giải pháp cho những vấn đề khác nhau. • Hiển thị dữ liệu: Biểu diễn lại dữ liệu đã được xử lý ở dạng cho người sử dụng (bản đồ, đồ thị, bảng, biểu) hoặc ở dạng để chuyển cho hệ thống máy tính khác (băng từ, truyền đi qua mạng truyền số liệu). 2.2.4. Thành phần Hệ thống thông tin địa lý GIS. • Thành phần hiển thị bản đồ: cho phép chọn lọc dữ liệu trong hệ thống để tạo bản đồ mới, sau đó trình bày lên màn hình hoặc đưa ra máy in, máy vẽ… • Thành phần số hóa bản đồ: cho phép chuyển đổi các bản đồ trên giấy sang dạng số • Thành phần quản lý dữ liệu: gồm các module cho phép người dùng nhập số liệu dạng bảng tính, phân tích, xử lý số liệu và lập bảng báo cáo kết quả. • Thành phần xử lý ảnh: chỉnh ảnh, xóa nhiễu, lọc ảnh, giải đoán ảnh vệ tinh, ảnh máy bay… • Thành phần phân tích thống kê: phân tích tính toán thống kê các thông số có liên quan đến phần mềm. • Thành phần phân tích dữ liệu không gian: chồng lắp bản đồ, tạo vùng điểm, tìm vị trí thích nghi… Về phương diện quản lý, hệ thống thông tin địa lý gồm 5 thành phần chính sau: Phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người và qui trình. 2.2.4.1. Phần cứng. - Bộ phận xứ lý trung tâm được kết nối với thiết bị lưu trữ gồm ổ đĩa, băng từ để lưu trữ dữ liệu và chương trình. - Thiết bị nhập được sử dụng dùng cho chuyển đổi dữ liệu trong bản đồ thành dạng số và gởi vào máy tính. “Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” - 8 - - Thiết bị xuất dùng để hiển thị các kết quả xử lý dữ liệu. - Thiết bị hiển thị là thiết bị giao tiếp hiển thị như màn hình, thông qua đó người sử dụng điều khiển máy tính. Bộ xử lý trung tâm CPU Thiết bị hiển thị: Màn hình Thiết bị xuất: Máy vẽ Thiết bị nhập: Bản đồ số, máy quét Thiết bị lưu trữ: Băng, đĩa Hình 2.4: Thành phần GIS - Phần cứng 2.2.4.2. Phần mềm. Phần mềm cho phép thực hiện việc lưu trữ, phân tích, xử lý và hiển thị dữ liệu không gian. Như: hệ điều hành UNIX, hệ điều hành mạng, phần mềm GIS, hệ quản trị cơ sở dữ liệu, các phần mềm ứng dụng. Hình 2.5: Thành phần GIS – Phần mềm “Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” - 9 - 2.2.4.3. Dữ liệu. - Dữ liệu là thành phần quan trọng không thể thiếu. Người ta nhận thấy dữ liệu chiếm trên 60% kinh phí của hệ thống. - Dữ liệu trong GIS là dữ liệu địa lý bao gồm ba thành phần chính: Dữ liệu thuộc tính , dữ liệu không gian và dữ liệu thời gian. Theo nội dung, người ta chia dữ liệu trong hệ GIS thành: • Dữ liệu nền: bao gồm các dữ liệu dùng chung để định hướng: thông tin về toạ độ, thông tin về thuỷ hệ, địa hình, địa giới, giao thông, dân cư… • Dữ liệu chuyên đề: dữ liệu về một lĩnh vực đặc biệt. Chất lượng của dữ liệu thể hiện ở tính chính xác, đầy đủ, cập nhật và tính mở (chuyển đổi được). Hình 2.6: Mô hình thành phần dữ liệu • Nhập dữ liệu: Biến các dữ liệu thu thập được dưới hình thức bản đồ, các quan trắc do ngoại nghiệp, các ảnh viễn thám (bao gồm ảnh máy bay và ảnh vệ tinh), các bảng dữ liệu có sẵn thành dạng số (digital data) Hình 2.7: Nhập dữ liệu “Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” - 10 - • Lưu trữ và quản lý dữ liệu: tổ chức liên kết dữ liệu vị trí với dữ liệu về thuộc tính của các đối tượng địa lý tương ứng. • Biến đổi dữ liệu: gồm tác vụ khử sai số của dữ liệu, cập nhật chúng ( thay đổi tỉ lệ, đưa vào hệ quy chiếu mới…) và thực hiện các phân tích không gian cần thiết. Hình 2.8: Biến đổi dữ liệu • Xuất và trình bày dữ liệu: đưa ra kết quả phân tích tổng hợp số liệu dưới dạng bảng biểu, bản đồ, hình vẽ. Hình 2.9: Xuất và trình bày dữ liệu 2.2.4.4. Con người. Là yếu tố quyết định sự thành công trong tiến trình tạo hệ thống, khai thác và vận hành. Con người trong hệ GIS làm việc ở 3 cấp khác nhau: - Nhóm 1: Là nhóm kĩ thuật viên thao tác trực tiếp triên thiết bị phần mềm để thu thập, nhập, tổ chức, lưu trữ và hiển thị theo yêu cầu của người quản trị hay sử dụng hệ thống. - Nhóm 2: Là nhóm chuyên viên GIS sử dụng hệ thống để thực hiện các bài toán phân tích đánh giá, giải quyết các vấn đề theo một mục đích xác định để làm chức năng trợ giúp và ra quyết định do người sử dụng yêu cầu. [...]... lĩnh vực ứng dụng GIS Hiện nay, GIS được ứng dụng trong các lĩnh vực như: quản lý tài nguyên và môi trường, quản lý đất đai, quy hoạch quản lý đô thị, quy hoạch phát triển kinh tế,… • Lập chính sách, quy hoạch, quản lý thành phố § Quy hoạch vùng, quy hoạch đất đai § Giải quyết vấn đề trong trường hợp khẩn cấp - 12 - Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” § Quản lý thuế... m3 ρ2: khối lượng riêng của chất thải rắn ở các khu đô thị; ρ = 380 kg/m3 - 18 - Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” 2.4 PHẦN MỀM QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ WASTE 2.4.1 Sự cần thiết phải sử dụng mô hình 2.4.1.1 Vai trò của mô hình như một công cụ kết nối thế giới tự nhiên và xã hội loài người Ngày nay hầu hết các ngành khoa học đều sử dụng “mô hình” Tuy nhiên có... GIS, quản lý các đối tượng một cách trực diện trên bản đồ § Khối thống kê báo cáo, nhập xuất dữ liệu § Khối mô hình tính toán § Khối quản lý dữ liệu, quản lý các đối tượng liên quan đến chất thải rắn § Khối tài liệu hỗ trợ, hỗ trợ các văn bản pháp quy Hình 2.14: Sơ đồ cấu trúc của phần mềm - 22 - Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” Hình 2.15: Các Module chính trong Waste. .. 2005, ứng dụng GIS trong việc quản lý rác thải ở các tỉnh thành, điển hình là quận 4 và quận 10 thành phố Hồ Chí Minh bằng phần mềm TISWAM 1.0 Với GIS, ta - 13 - Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” có thể dễ dàng nhập và tìm kiếm dữ liệu vị trí các điểm tập kết, các điểm trung chuyển và quan sát sự vận chuyển các chất thải trên bản đồ Năm 2006, thành công trong việc ứng. .. quy - 21 - Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” 2.4.3 Mô hình WASTE 3.0 WASTE 3.0 ra đời vào tháng 12/2007 dựa trên nền tảng WASTE 2.0 nhưng có sự điều chỉnh đáng kể về công nghệ, cũng như CSDL và đặc biệt có tích hợp bài toán quy hoạch tuyến tính tối ưu hóa trong việc vận chuyển chất thải rắn nhằm giảm tối thiểu chi phí vận chuyển Cấu trúc của WASTE 3.0 WASTE 3.0 gồm... Module quản lý dữ liệu môi trường Phần mềm WASTE 3.0 là sự kết hợp giữa GIS và hệ quản trị dữ liệu chuẩn MS Access (là phần mềm quản lý CSDL chuyên nghiệp) .Trong WASTE 3.0 việc quản lý thông tin thu gom, vận chuyển CTRSH được nhập vào phần cơ sở dữ liệu của phần mềm một cách có hệ thống Cấu trúc cơ sở dữ liệu trong Waste 3.0 được mô tả trong hình 3.5 Hình 2.16: Sơ đồ cấu trúc của khối quản lý dữ liệu... công tác quản lý môi trường trước đây: Hình 2.12: Mối liên hệ giữa khoa học môi trường,sinh thái, mô hình hóa môi trường sinh thái, quản lý môi trường và công nghệ môi trường Ngày nay, khi công nghệ phát triển thì mô hình quản lý môi trường phức tạp hơn và được trình bày: Hình 2.13: Vai trò các mô hình môi trường trong quản lý môi trường - 20 - Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành... nay, phương thức thu gom và vận chuyển chất thải rắn đô thị tại Đà Lạt là hệ thống thu gom kiểu thùng chứa cố định và hệ thống rung chuông Hình 2.11: Sơ đồ hệ thống thu gom container cố định - 16 - Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” a, Mô hình tính toán lượng xe cơ giới • Số thùng đổ trong một chuyến Ct = V ×r (thùng/chuyến) c× f Trong đó: V: dung tích trung bình của... toán quản lý thu gom rác có lưu ý tới các lớp dân cư và môi trường cảnh quan - Bài toán tương tác giữa các loại xe vận chuyển rác khác nhau - Quản lý cơ sở hạ tầng về giao thông và sự phát triển của nó - Tìm kiếm và phân tích tuyến đường tối ưu về mặt dịch vụ và công nghệ - 14 - Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” - Quản lý chuyển động các phương tiện giao thông trong. .. dữ liệu - 11 - Ứng dụng phần mềm Waste quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Đà Lạt” § Có khả năng chồng ghép thông tin, mô phỏng các mối quan hệ của các lớp dữ liệu § HTTTĐL không phụ thuộc vào tỉ lệ hay chuyên đề ứng dụng § HTTTĐL là một công cụ quản lý lãnh thổ và hỗ trợ quyết định trong thiết kế qui hoạch § HTTTĐL chỉ có thể hoạt động được với điều kiện có thông tin chứa đựng trong cơ sở dữ liệu
