ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA ĐỊA LÝ


VÕ ĐÌNH TUẤN
Đề tài:

ỨNG DỤNG GIS TRONG CƠNG TÁC
PHỊNG CHÁY CHỮA CHÁY Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Cử nhân Địa lý tự nhiên

Đà Nẵng, 05/2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA ĐỊA LÝ


VÕ ĐÌNH TUẤN
Đề tài:

ỨNG DỤNG GIS TRONG CƠNG TÁC
PHỊNG CHÁY CHỮA CHÁY Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Cử nhân Địa lý tự nhiên
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Lê Ngọc Hành

Đà Nẵng, 05/2017


MỤC LỤC
Trang
A. PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ................................................................................................ 1
2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI................................................................. 1
2.1. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................. 1
2.2. Nhiệm vụ của đề tài................................................................................................ 1
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .............................................................. 2
3.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................................. 2
3.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................ 2
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU......................................................................................... 2
5. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU............................................................................................. 2
6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................ 2
6.1. Phương pháp thu thập số liệu ................................................................................. 3
6.2. Phương pháp tổng hợp và xử lý, phân tích số liệu ................................................. 3
6.3. Phương pháp bản đồ và GIS................................................................................... 3
7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ............................................ 3
7.1. Ý nghĩa khoa học.................................................................................................... 3
7.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................... 3
B. PHẦN NỘI DUNG ......................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................... 4
1.1. NHỮNG VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS ................................. 4
1.1.1. Cơ sở dữ liệu nền địa lý ...................................................................................... 4
1.1.2. Cơ sở dữ liệu chuyên đề ...................................................................................... 6
1.2. ỨNG DỤNG GIS TRONG NGHIÊN CỨU NHỮNG VẤN ĐỀ KHẨN CẤP .......... 7
1.2.1. Tổng quan về GIS ............................................................................................... 7

1.2.2. Ứng dụng của GIS trong hỗ trợ những vấn đề khẩn cấp .................................. 11
1.3. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG GIS PHỤC VỤ PCCC TRÊN THẾ
GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM ................................................................................................. 13
1.3.1. Trên thế giới ...................................................................................................... 13
1.3.2. Ở Việt Nam ....................................................................................................... 14
1.4. ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU................................................................. 15
1.4.1. Đặc điểm về vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên ................................................. 15
1.4.2. Đặc điểm kinh tế xã hội .................................................................................... 17
1.5. THỰC TRẠNG CÔNG TÁC PCCC Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG......................... 20
1.5.1. Tình hình chung ................................................................................................ 20
1.5.2. Thực trạng cơng tác phòng cháy chữa cháy ...................................................... 22
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS ĐÀ NẴNG PHỤC VỤ CƠNG TÁC
PHỊNG CHÁY CHỮA CHÁY ........................................................................................ 26


2.1. XÂY DỰNG DỮ LIỆU GIS BẰNG DỮ LIỆU MÃ NGUỒN MỞ OPEN STREET
MAP ............................................................................................................................... 26
2.1.1. Hệ thống dữ liệu mã nguồn mở OpenStreetMap .............................................. 26
2.1.2. Cơ sở dữ liệu Geodatabase trong OpenStreetMap ............................................ 26
2.2. LỰA CHỌN DỮ LIỆU PHỤC VỤ CHO CƠNG TÁC PHỊNG CHÁY CHỮA
CHÁY ............................................................................................................................ 27
2.2.1. Ngun tắc lựa chọn dữ liệu ............................................................................. 27
2.2.2. Các dữ liệu lựa chọn cho cơng tác phịng cháy chữa cháy ............................... 30
2.3. CHUẨN HĨA DỮ LIỆU PHỤC VỤ CƠNG TÁC PHỊNG CHÁY CHỮA CHÁY32
2.3.1. Chuẩn hóa về tọa độ .......................................................................................... 32
2.3.2. Chuẩn hóa về khơng gian (topology) ................................................................ 33
2.3.3. Chuẩn hóa về thuộc tính của dữ liệu ................................................................. 34
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG DỮ LIỆU GIS PHỤC VỤ CƠNG TÁC PHỊNG CHÁY
CHỮA CHÁY .................................................................................................................... 36
3.1. QUY TRÌNH KHAI THÁC DỮ LIỆU GIS PHỤC VỤ CƠNG TÁC PHỊNG

CHÁY CHỮA CHÁY .................................................................................................... 36
3.2. CÁC BÀI TỐN PHÂN TÍCH MẠNG LIÊN QUAN ĐẾN PHỊNG CHÁY
CHỮA CHÁY ................................................................................................................ 36
3.2.1. Bài tốn phân tích tìm đường đi ngắn nhất đến điểm cháy ............................... 36
3.2.2. Bài toán về tìm trạm phịng cháy chữa cháy hợp lý đến điểm cháy ................. 37
3.2.3. Bài tốn phân tích tìm vùng phục vụ điểm cháy ............................................... 39
3.3. ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG CÔNG TÁC PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY Ở KHU
VỰC NGHIÊN CỨU ..................................................................................................... 40
3.3.1. Mơ phỏng về tìm đường ngắn nhất đến các điểm cháy .................................... 40
3.3.2. Mơ phỏng về tìm trạm phịng cháy chữa cháy hợp lý ....................................... 48
3.3.3. Mô phỏng về vùng phục vụ của các trạm phòng cháy chữa cháy .................... 55
3.4. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MẠNG PHỤC VỤ PHÒNG CHÁY CHỮA
CHÁY ............................................................................................................................ 56
C. KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ ......................................................................................... 57
I. KẾT LUẬN ................................................................................................................. 57
II. KIỂN NGHỊ ............................................................................................................... 57
D. TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 58


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

GIS

Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System)

HTTTĐL

Hệ thống thông tin địa lý

CSDL

Cơ sở dữ liệu

KT-XH

Kinh tế - Xã hội

PCCC

Phịng cháy chữa cháy

KCX, KCN

Khu chế xuất, khu cơng nghiệp

OSM

OpenStreetMap

DL

Dữ liệu


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cơ sở dữ liệu nền địa lý ................................................................................ 4
Hình 1.2. Kiểu dữ liệu Raster ....................................................................................... 5

Hình 1.3. Cơ sở dữ liệu nền địa lý ................................................................................ 6
Hình 1.4. Thành phần dữ liệu của GIS ......................................................................... 8
Hình 1.5. Các chức năng chính của GIS……………………………………………..9
Hình 1.6. Mơ hình các ứng dụng phản ứng đầu tiên cho các sự cố như cháy xảy ra
trong hệ thống công cụ của ESRI (ESRI, 2010) .........................................................14
Hình 1.7. Bản đồ hành chính thành phố Đà Nẵng ..................................................... 16
Hình 1.8. Sơ đồ tổ chức bộ máy cảnh sát PCCC TP.Đà Nẵng .................................. 21
Hình 2.1. Cơ sở dữ liệu Geodatabase trong OpenStreetMap .................................... 26
Hình 2.2. Bản đồ dữ liệu khu vực nghiên cứu ............................................................ 29
Hình 2.3. Lớp dữ liệu giao thơng ............................................................................... 30
Hình 2.4. Các thông số trong chuyển đổi hệ tọa độ WGS-84 sang VN-2000 ............ 32
Hình 2.5. Thiết lập các thơng số bằng tool Create Custom Geographic
Transformation ............................................................................................................ 32
Hình 2.6. Dùng cơng cụ Project để chuyển đổi.......................................................... 33
Hình 2.7. Một số quy tắc Topology phổ biến ............................................................. 34
Hình 2.8. Tạo Topology trong ArcCatalog ................................................................ 34
Hình 2.9. Các trường thuộc tính của lớp giao thơng ................................................. 35
Hình 3.1. Quy trình khai thác dữ liệu GIS phục vụ cho cơng tác PCCC ................... 36
Hình 3.2. Sử dụng chức năng New Route để thực hiện bài tốn tìm đường đi ngắn
nhất đến điểm cháy ...................................................................................................... 37
Hình 3.3. Quy trình thực hiện bài tốn tìm đường đi ngắn nhất đến điểm cháy........ 37
Hình 3.4. Sử dụng chức năng New Closest Facility để mơ phỏng bài tốn tìm trạm
PCCC hợp lý ............................................................................................................... 38
Hình 3.5. Quy trình thực hiện bài tốn tìm trạm PCCC hợp lý nhất ......................... 38
Hình 3.6. Sử dụng chức năng New Sercice Area để mô phỏng bài tốn vùng phục vụ39
Hình 3.7. Quy trình thực hiện bài tốn tìm vùng phục vụ .......................................... 39
Hình 3.8. Cửa sổ dữ liệu cần thiết để thực hiện phân tích mạng ............................... 40
Hình 3.9. Thêm Trạm PCCC và điểm cháy vào mục Stops ........................................ 40
Hình 3.10. Cửa sổ thiết lập các điều kiện cần............................................................ 41
Hình 3.11. Kết quả thực hiện tìm đường đi từ Trạm PCCC số 2 ............................... 41

Hình 3.12. Kết quả cụ thể được mơ tả ở cửa sổ Derection ........................................ 42
Hình 3.13. Thêm lớp bệnh viện và điểm cháy vào mục Stops ...................................43
Hình 3.14. Kết quả thực hiện bài tốn tìm đường đi ngắn nhất từ BV Thanh Khê đến
điểm cháy..................................................................................................................... 43
Hình 3.15. Kết quả mơ tả chi tiết đường đi trong mục Derection .............................. 44
Hình 3.16. Thêm vật xuất hiện trên đường đi ............................................................. 44


Hình 3.17. Kết quả mơ phỏng ..................................................................................... 45
Hình 3.18. Mơ tả cụ thể đường đi trong của sổ Derections ....................................... 45
Hình 3.19. Các đoạn đường vào giờ cao điểm ........................................................... 46
Hình 3.20. Thiết lập thơng số cho lớp giờ cao điểm .................................................. 46
Hình 3.21. Kết quả thực hiện được cho bài toán từ Trạm PCCC đến điểm cháy vào
giờ cao điểm ................................................................................................................ 47
Hình 3.22. Kết quả thực hiện được cho bài toán từ bệnh viện đến điểm cháy vào giờ
cao điểm ...................................................................................................................... 47
Hình 3.23. Sử dụng chức năng New Closest Facility trong Network Analyst ........... 48
Hình 3.24. Thêm các lớp trạm cứu hỏa và điểm cháy ................................................ 49
Hình 3.25. Thiết lập các thông số cần thiết trong mục Analysis Setting.................... 49
Hình 3.26. Kết quả mơ phỏng bài tốn tìm trạm PCCC hợp lý ................................. 50
Hình 3.27. Mơ phỏng đường đi chi tiết đến điểm cháy .............................................. 51
Hình 3.28. Thiết lập mục Analysic tương tự như trước.............................................. 51
Hình 3.29. Kết quả được mơ tả chi tiết ...................................................................... 52
Hình 3.30. Đoạn đường vào giờ cao điểm ................................................................. 52
Hình 3.31. Thiết lập thời gian đi qua các đoạn đường vào thời gian cao điểm, tăng
lên gấp 5 lần so với bình thường ................................................................................. 53
Hình 3.32. Kết quả mơ phỏng ..................................................................................... 53
Hình 3.33. Chi tiết đường đi tất cả các trạm được lựa chọn ..................................... 54
Hình 3.34. Thêm các lớp dữ liệu để thực hiện bài tốn ............................................. 55
Hình 3.35. Kết quả phân tích được, các vùng đáp ứng được tạo thành .................... 55

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Cơ cấu độ tuổi lao động ở TP. Đà Nẵng năm 2010 và 2014 ..................... 17
Bảng 1.2. Thông tin về các trạm PCCC trên địa bàn TP. Đà Nẵng .......................... 20
Bảng 2.1. Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của lớp giao thơng ......................................... 30
Bảng 2.2. Cấu trúc dữ liệu thuộc tính lớp hệ thống y tế............................................. 31
Bảng 2.3 Cấu trúc dữ liệu thuộc tính lớp hệ thống PCCC ......................................... 31
Bảng 2.4. Cấu trúc dữ liệu thuộc tính lớp điểm cháy ................................................. 31
Bảng 2.5. Thêm các trường cần thiết cho lớp giao thông .......................................... 35


A. PHẦN MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Những năm gần đây, xã hội ngày càng phát triển, tốc độ đơ thị hóa diễn ra nhanh
chóng, nhiều khu đơ thị, nhiều khu dân cư, nhanh chóng được hình thành và phát triển
dẫn đến nguy cơ về cháy, nổ ngày càng gia tăng. Cháy không những gây thiệt hại cho
một cá nhân, hộ gia đình mà cịn ảnh hưởng đến những người xung quanh cũng như ảnh
hưởng đến tình hình an ninh trật tự nói chung. Bên cạnh đó nhiều vụ cháy còn gây thiệt
hại lớn về vật chất và tinh thần. Vì vậy, có thể nói trong bối cảnh đất nước khơng ngừng
xây dựng và phát triển thì cơng tác phòng cháy chữa cháy càng chiếm giữ một vai trò
quan trọng. Tại các đô thị, sự xuất hiện ngày càng nhiều các cơng trình nhà cao tầng,
cơng trình ngầm, các trung tâm thương mại, bệnh viện, trường học, khu công nghiệp, các
trạm xăng, dầu … nguy cơ cháy, nổ là rất lớn. Trong khi đó nguyên nhân dẫn đến cháy,
ban đầu chỉ bắt nguồn từ một đốm lửa nhỏ, một sự cố chập điện bình thường hoặc từ
những bất cẩn của con người… không được phát hiện, xử lý kịp thời dẫn đến bùng phát
thành đám cháy dữ dội. Mặc dù đã có nhiều biện pháp trong cơng tác PCCC như truyền
thông, tuyên truyền và thực hiện công tác an tồn lao động, phịng chống cháy nổ nhưng
vẫn cịn một số đơn vị, cá nhân còn chủ quan chưa thực sự chú trọng công tác PCCC, dẫn

đến xảy ra các vụ cháy, nổ khơng được kiểm sốt kịp thời gây hậu quả nghiêm trọng.
Hiện nay, với việc phát triển ngày càng vượt bậc của khoa học và công nghệ, đặc biệt
là các thiết bị công nghệ số, công nghệ vệ tinh. Trong đó, Cơng nghệ viễn thám và GIS
ngày càng có những vai trị hết sức quan trọng và trở thành một công cụ thiết yếu cho các
ngành khoa học. Trước tình hình các vụ cháy phức tạp xảy ra trên địa bàn thành phố hiện
nay,việc ứng dụng GIS vào trong cơng tác PCCC sẽ có ý nghĩa thiết thực hơn, công nghệ
GIS sẽ là công cụ đắc lực trong công tác quản lý, tác nghiệp và quy hoạch để cơng tác
PC&CC được tập trung và hiệu quả, góp phần hạn chế thấp nhất những thiệt hại về người
và của do cháy nổ gây ra.
Vì vậy việc nghiên cứu để tài “Ứng dụng GIS trong cơng tác phịng cháy chữa cháy ở
thành phố Đà Nẵng” là việc làm thiết thực và cấp bách.
2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Mục tiêu của đề tài
- Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ công tác PCCC.
- Đưa ra các giải pháp nhanh nhằm phục vụ công tác chữa cháy khẩn cấp khu vực đô
thị, như xác định các tuyến đường tối ưu từ vị trí của trụ sở PCCC tới vị trí có sự cố cháy
nổ, dựa trên khoảng cách, thời gian, độ dốc của đường bộ và sự chậm trễ trong thời gian
di chuyển.
2.2. Nhiệm vụ của đề tài
- Tìm hiểu về điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội trong khu vực của thành phố.
1


- Thực trạng về cơng tác quản lí PCCC trong địa bàn thành phố.
- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ công tác PCCC
trong khu vực nghiên cứu.
- Khai thác cơ sở dữ liệu về PCCC trên địa bàn thành phố.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu những vấn đề lý luận liên quan đến ứng dụng GIS trong cơng tác PCCC.

Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là cơ sở dữ liệu về PCCC trên địa bàn thành phố.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu là các quận thành phố Đà Nẵng.
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Khái quát cơ sở lí luận và thực tiễn liên quan đến đề tài.
- Nghiên cứu thực trạng việc quản lý cơng tác phịng cháy chữa cháy trên
địa bàn các quận thành phố Đà Nẵng.
- Thiết lập các chức năng trên ArcGIS Network Analyst để mô phỏng một chức năng
tương tác bản đồ, hiển thị, tìm kiếm và cập nhật các thơng tin tin các trạm phịng cháy
chữa cháy, tìm đường đi ngắn nhất, tìm các nguồn cấp nước.
- Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cơng tác phịng cháy chữa cháy bằng cơng cụ trên
ArcGIS.
5. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
Một số đề tài của các tác giả khác nhau trên thế giới và trong nước về ứng dụng công
nghệ viễn thám và GIS trong công tác PCCC. Sau đây là một số đề tài chúng tôi thu thập
được:
- Đề tài: “Ứng dụng GIS trên toàn bộ tổ chức tại phòng chữa cháy hạt Orange” của
Cơ quan phòng cháy chữa cháy Quận Orange (OCFA), nằm ở thành phố Irvine, bang
California.
- Đề tài “Ứng dụng công nghệ GIS trong công tác chữa cháy khẩn cấp ở quận Cầu
Giấy, Thanh Xuân và Đống Đa, Hà Nội” đề tài nghiên cứu của các tác giả Nguyễn Thị
Thoa, Nguyễn Thị Thắm, Nguyễn Thị Thùy Linh, Lương Thị Thùy Linh, Nguyễn Bá
Duy và Phạm Thị Thanh Hòa, Trường Đại học Mỏ - Địa chất.
- Đề tài: “Xây dựng cơ sở dữ liệu mạng lưới cấp nước phục vụ công tác chữa cháy
trên địa bàn TP.Hồ Chí Minh” tác giả Lê Tấn Bửu.
- Đề tài: “Ứng dụng GIS hỗ trợ công tác tác chiến và quy hoạch phòng cháy chữa
cháy trên địa bàn TP.Hồ Chí Minh”, tác giả Phương Minh Tú, luận văn kỹ sư ngành Hệ
thống thông tin địa lý, Trường Đại học Nơng Lâm – TP. Hồ Chí Minh.
6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Trong đề tài này, chúng tôi đã chọn những phương pháp nghiên cứu sau:

2


6.1. Phương pháp thu thập số liệu
Là phương pháp thu thập tất cả những số liệu, thơng tin có liên quan đến đề tài, sau đó
sẽ tiến hành tiến hành xử lý, đánh giá các số liệu, thông tin thu thập được. Những số liệu
và các thông tin này chúng tơi thu thập ở các cơ quan đó là: Phịng Cảnh Sát PC&CC
Quận, Huyện trong địa bàn thành phố, sở Tài ngun mơi trường thành phố Đà Nẵng.
Mục đích nhằm làm cơ sở để xây dựng cơ sở dữ liệu một cách khoa học, để đạt được hiệu
quả cao nhất cho đề tài. Mặc khác, giảm bớt thời gian thực hiện và cơng sức cũng như
làm tăng tính logic của đề tài. Ngoài các số liệu thu thập ở các cơ quan, chúng tơi cịn
khai khác những thơng tin qua các kênh thông tin, đặc biệt là internet, sách báo.
6.2. Phương pháp tổng hợp và xử lý, phân tích số liệu
Với các số liệu thu thập được cần phải tổng hợp, xử lý và phân tích để nghiên cứu đề
tài. Xử lý và phân tích số liệu hay dữ liệu là một trong các bước cơ bản của một nghiên
cứu. Bản thân số liệu chỉ là các số liệu thô, qua xử lý, phân tích trở thành thơng tin và sau
đó trở thành tri thức.
Xử lý và phân tích số liệu bao gồm xác định vấn đề nghiên cứu; thu thập số liệu; xử lý
số liệu; phân tích số liệu và báo cáo kết quả. Để có cơ sở phân tích số liệu tốt thì trong
q trình thu thập số liệu phải xác định trước các yêu cầu của phân tích để có thể thu thập
đủ và đúng số liệu như mong muốn của đề tài hướng đến.
6.3. Phương pháp bản đồ và GIS
Phương pháp này được sử dụng chủ yếu trong đề tài, từ việc xây dựng, trình bày, hỏi
đáp đến truy xuất dữ liệu, sử dụng để biểu diễn đồ họa, hiển thị thông tin và xem xét
chúng một cách toàn diện. Các chuẩn dữ liệu và những nguyên tắc xây dựng dữ liệu và
cùng với nhiều kỹ thuật GIS khác sẽ được tích hợp để xây dựng CSDL phục vụ nghiên
cứu của đề tài.
Từ các số liệu, ảnh vệ tinh và bản đồ thu thập được trong quá trình nghiên cứu. Với sự
hỗ trợ của phần mềm GIS (ArcGIS) để xử lý và thiết lập các bản đồ ranh giới hành chính,
đường giao thơng, sơng ngịi,…. xây dựng các trường dữ liệu trong phần mềm ArcGIS,

hoàn chỉnh dữ liệu trong bộ phần mềm ARC/INFO (ArcCatalog - ArcMap). Từ đó, đề tài
sử dụng những cơng cụ phân tích trên GIS để tiến hành xây dựng các bài toán với mơ
hình mạng phân tích.
7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
7.1. Ý nghĩa khoa học
Tạo cơ sở khoa học cho việc ứng dụng GIS vào giải quyết các vấn đề khẩn cấp trong
thực tế.
7.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo trong việc nghiên cứu và ứng dụng GIS phục
vụ lĩnh vực PCCC nói riêng và các lĩnh vực kinh tế - xã hội khác nói chung.
3


B. PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. NHỮNG VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS
1.1.1. Cơ sở dữ liệu nền địa lý
Là những mơ tả số của hình ảnh bản đồ. Chúng bao gồm toạ độ, quy luật và các ký
hiệu dùng để xác định hình ảnh cụ thể của bản đồ trong một khn dạng hiểu được của
máy tính. Hệ thống thông tin địa lý dùng các dữ liệu không gian để tạo ra một bản đồ hay
hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thơng qua thiết bị ngoại vị. Có 6 loại thơng
tin bản đồ dùng để thể hiện hình ảnh bản đồ và ghi chú của nó trong hệ thống thơng tin
địa lý như sau:
- Ðiểm (Point)
- Ðường (Line)
- Vùng (Polygon)
- Ô lưới (Grid cell)
- Ký hiệu (Sympol)
- Ðiểm ảnh (Pixel)
Đặc trưng thông tin của CSDL nền địa lý là có khả năng mơ tả “vật thể ở đâu” nhờ vị

trí tham chiến, đơn vị đo và quan hệ khơng gian. Chúng cịn khả năng mơ tả “hình dạng
hiện tượng” thơng qua mơ tả chất lượng, số lượng của hình dạng và cấu trúc. Cuối cùng,
đặc trưng thông tin mô tả “quan hệ và tương tác’’ giữa các hiện tượng tự nhiên. Mơ hình
khơng gian đặc biệt quan trọng vì cách thức biểu diễn thơng tin sẽ ảnh hưởng đến khả
năng hiển thị đồ họa của hệ thống.
CSDL nền địa lý có hai mơ hình lưu trữ là Vector và Raster.

Hình 1.1. Cơ sở dữ liệu nền địa lý

4


1.1.1.1. Dữ liệu dạng Vector
Là các điểm tọa độ (X,Y) hoặc là các quy luật tính tốn toạ độ và nối chúng thành các
đối tượng trong một hệ thống tọa độ nhất định.
Các kiểu đối tượng địa lý dạng vectơ:
Kiểu điểm: 1 toạ độ (x,y) trong 2D hoặc 1 toạ độ (x,y,z) trong 3D, 0 chiều.
Kiểu đường: danh sách các tọa độ x1y1,x2y2, …, xnyn hoặc là một hàm toán học, 1
chiều, tính được chiều dài.
Kiểu vùng: tập các đường khép kín, 2 chiều, tính được chu vi và diện tích
Kiểu bề mặt: chuỗi tọa độ xyz, hàm tốn học, 3 chiều, tính được diện tích bề mặt, thể
tích.
1.1.1.2. Dữ liệu Raster
Là dữ liệu được tạo thành bởi các ô lưới có độ phân giải xác định. Loại dữ liệu này chỉ
dùng cho mục đích diễn tả và minh hoạ chi tiết bằng hình ảnh thêm cho các đối tượng
quản lý của hệ thống.
Một diện tích địa lý được chia thành các hàng-cột, tạo nên các điểm ảnh (pixel). Độ
lớn nhỏ của các hàng/cột (hay điểm ảnh) tạo nên độ phân giải của dữ liệu. Ví dụ: điểm
ảnh có kích thước 10 x 10 m. Vị trí điểm ảnh được xác định bởi số hàng/số cột.
Dữ liệu dạng raster có thể là dữ liệu thô (ảnh vệ tinh, file ảnh scan của bản đồ, file

chụp của máy ảnh số, …) hoặc là dữ liệu không gian của một số phần mềm GIS.

Hình 1.2. Kiểu dữ liệu Raster
Lớp đối tượng (layer): Thành phần dữ liệu đồ thị của hệ thống thông tin địa lý hay còn
gọi là cơ sở dữ liệu bản đồ được quản lí ở dạng các lớp đối tượng. Mỗi một lớp chứa các
hình ảnh bản đồ liên quan đến một chức năng, một ứng dụng cụ thể. Lớp đối tượng là tập
hợp các hình ảnh thuần nhất dùng để phục vụ cho một ứng dụng cụ thể và vị trí của nó so
với các lớp khác trong một hệ thống cơ sở dữ liệu được xác định thông qua một hệ toạ độ
chung. Việc phân tách các lớp thông tin được dựa trên cơ sở của mối liên quan logic và
mô tả họa đồ của tập hợp các hình ảnh bản đồ phục vụ cho mục đích quản lí cụ thể.

5


Hình 1.3. Cơ sở dữ liệu nền địa lý
Cơ sở dữ liệu nền địa lý bao gồm đầy đủ cơ sở dữ liệu của các đối tượng và hiện tượng
kinh tế, văn hóa, xã hội như thủy văn, địa hình, thực vật, đất đai, dân cư, giao thông, công
nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp văn hóa, hành chính-chính trị.
1.1.2. Cơ sở dữ liệu chuyên đề
Cơ sở dữ liệu chuyên đề là những mơ tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra
tại vị trí địa lý xác định mà chúng khó hoặc khơng thể biểu thị trên bản đồ được(Non Spatial Data hay Attribute) (trả lời cho câu hỏi nó là cái gì?) là những mơ tả về đặc tính,
đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định. Một trong các chức năng
đặc biệt của công nghệ GIS là khả năng của nó trong việc liên kết và xử lý đồng thời giữa
dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính. Thơng thường hệ thống thơng tin địa lý có 4 loại số
liệu thuộc tính:
Ðặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin đồ thị, các dữ liệu này
được xử lí theo ngơn ngữ hỏi đáp cấu trúc (SQL) và phân tích. Chúng được liên kết với
các hình ảnh đồ thị thơng qua các chỉ số xác định chung, thông thường gọi là mã địa lý và
được lưu trữ trong cả hai mảng đồ thị và phi đồ thị. Hệ thống thơng tin địa lý cịn có thể
xử lí các thơng tin thuộc tính riêng rẽ và tạo ra các bản đồ chuyên đề trên cơ sở các giá trị

thuộc tính. Các thơng tin thuộc tính này cũng có thể được hiển thị như là các ghi chú trên
bản đồ hoặc là các tham số điều khiển cho việc lựa chọn hiển thị các thuộc tính đó như là
các ký hiệu bản đồ.
Dữ liệu tham khảo địa lý: Mô tả các sự kiện hoặc hiện tượng xảy ra tại một vị trí xác
định. Khơng giống các thơng tin đặc tính, chúng khơng mơ tả về bản thân các hình ảnh
bản đồ, thay vào đó chúng mơ tả các danh mục hoặc các hoạt động như cho phép xây
6


dựng các khu công nghiệp mới, nghiên cứu y tế, báo cáo hiểm họa môi trường... liên
quan đến các vị trí địa lý xác định. Các thơng tin tham khảo địa lý đặc trưng được lưu trữ
và quản lí trong các file độc lập và hệ thống không thể trực tiếp tổng hợp với các hình
ảnh bản đồ trong cơ sở dữ liệu của hệ thống. Tuy nhiên các bản ghi này chứa các yếu tố
xác định vị trí của sự kiện hay hiện tượng.
Chỉ số địa lý: là các chỉ số về tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vị,... liên quan
đến các đối tượng địa lý, được lưu trữ trong Hệ thông tin địa lý để chọn, liên kết và tra
cứu dữ liệu trên cơ sở vị trí địa lý mà chúng đã được mô tả bằng các chỉ số địa lý xác
định. Một chỉ số địa lý có thể bao gồm nhiều bộ xác định cho các thực thể sử dụng từ các
cơ quan khác nhau như là lập danh sách các mã địa lý mà chúng xác định mối quan hệ
khơng gian giữa các vị trí hoặc giữa các hình ảnh hay thực thể địa lý.
Quan hệ không gian giữa các đối tượng: rất quan trọng cho các chức năng xử lý của
hệ thống thông tin địa lý. Các mối quan hệ này có thể đơn giản hay phức tạp như sự liên
kết, khoảng cách tương thích, mối quan hệ topo giữa các đối tượng.
1.2. ỨNG DỤNG GIS TRONG NGHIÊN CỨU NHỮNG VẤN ĐỀ KHẨN CẤP
1.2.1. Tổng quan về GIS
1.2.1.1. Khái niệm về GIS
Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) nằm trong hệ thống
công nghệ thông tin, nhưng được phát triển chuyên sâu hơn cho việc quản lý CSDL gắn
với các yếu tố địa lý, khơng gian và bản đồ. Hay nói cách khác GIS là một công cụ tập
hợp những quy trình dựa trên máy tính để lập bản đồ, lưu trữ và thao tác dữ liệu địa lý,

phân tích các sự vật hiện tượng thực trên trái đất, dự đoán tác động và hoạch định chiến
lược. Ngày nay, GIS ngày càng phát triển rộng rãi bởi khả năng tích hợp, phân tích thơng
tin sâu và giải quyết nhiều vấn đề tổng hợp. Thơng qua GIS có thể thu thập, phân tích,
tổng hợp, tìm kiếm, tổ hợp thơng tin, cơ sở dữ liệu gắn với yếu tố địa lý, giúp cho việc
đánh giá các quá trình, dự báo những khả năng xảy ra, cũng như đưa ra những giải pháp
mới; vì vậy GIS ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kinh tế - xã hội,
quản lý và môi trường.
1.2.1.2. Thành phần dữ liệu GIS
GIS bao gồm 5 thành phần quan trọng cơ bản cấu thành, đó là:
Phần cứng (Hardware): Phần cứng hệ thống thông tin địa lý có thể là một máy tính
hoặc một hệ thống máy tính và các thiết bị ngoại vi. Ngày nay phần mềm hệ thống thơng
tin đại lí chạy trên mọi kiểu phần cứng, Từ máy chủ trung tâm tới máy tính cá nhân, trên
mạng hay máy đơn. Theo quan điểm của các nhà địa lý, phần cứng đang được quan tâm
hiện nay là hệ thống định vị toàn cầu.
Phần mềm (Software): Phần mềm hệ thống thông tin địa lý bao gồm hệ điều hành hệ
thống, phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu, phần mềm hiển thị đồ hoạ,... Thông thường dựa
trên mục tiêu xây dựng cơ sở dữ liệu người ta lựa chọn các giải pháp cho phần cứng và
7


phần mềm hệ thống thông tin địa lý. Phần mềm HTTTĐL cung cấp những chức năng và
những công cụ cần thiết để nhập, lưu trữ, phân tích và hiển thị thơng tin địa lý. Những
chức năng chính là: những cơng cụ cho việc nhập và thao tác với thông tin địa lý, hệ
thống lưu trữ và quản trị cơ sở dữ liệu, những công cụ cho phép chất vấn, phân tích, thể
hiện, chuyển đổi dữ liệu, giao tiếp đồ họa với người sử dụng dễ dàng truy xuất, trình bày
dữ liệu.
Cơ sở dữ liệu (Data): Thành phần quan trọng nhất là dữ liệu. Dữ liệu địa lý và những
dữ liệu bảng biểu liên quan có thể thu thập hoặc mua từ những nhà cung cấp dữ liệu.
HTTTĐL sẽ tích hợp dữ trong HTQTDL nhằm tổ chức và duy trì dữ liệu khơng gian và
thuộc tính. Khi tiến hành phân tích khơng gian, người dùng phải có các kỹ năng lựa chọn

và sử dụng công cụ từ các hộp công cụ HTTTĐL và có những kiến thức sâu sắc về các
dữ liệu sử dụng. Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu khơng gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm
chí có thể sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu để tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu.
Con người (People): Con người quản lý hệ thống và phát triển các dự án nhằm ứng
dụng HTTTĐL để nghiên cứu các vấn đề thực tế. Người sử dụng gồm các chuyên gia kỹ
thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, họ những người trực tiếp thiết kế, xây dựng và
vận hành hệ thống thông tin địa lý, để trợ giúp thực hiện những công việc hàng ngày.
Phương pháp tổ chức (Method): Những phương pháp thực hiện sẽ quyết định sự thành
công một dự án HTTTĐL, tùy thuộc vào những kế hoạch thiết kế, luật lệ chuyển giao
vv... Trên cơ sở các định hướng, chủ trương ứng dụng của các nhà quản lý, các chuyên
gia chuyên ngành sẽ quyết định xem GIS sẽ được xây dựng theo mơ hình ứng dụng nào,
lộ trình và phương thức thực hiện như thế nào, hệ thống được xây dựng sẽ đảm đương
được các chức năng trợ giúp quyết định gì, từ đó có những thiết kế về nội dung, cấu trúc
các hợp phần của hệ thống cũng như đầu tư tài chính…

Hình 1.4. Thành phần dữ liệu của GIS
8


1.2.1.3. Chức năng của GIS
Gồm 5 chức năng chính sau đây:

Hình 1.5. Các chức năng chính của GIS
Thu thập dữ liệu: Chức năng thu thập dữ liệu từ các quan sát hiện tượng thế giới thực
và từ các tài liệu, bản đồ giấy, đơi khi chúng có sẵn dưới dạng số. Kết quả ta có tập “dữ
liệu thơ”, nghĩa là dữ liệu này không được phép áp dụng trực tiếp cho chức năng truy
nhập và phân tích của hệ thống.
Xử lý sơ bộ dữ liệu: Chức năng xử lý sơ bộ dữ liệu sẽ biến dữ liệu thô thành dữ liệu có
cấu trúc để sử dụng trực tiếp các chức năng tìm kiếm và phân tích khơng gian được xem
như diễn giải dữ liệu, đó là tổ hợp hay biến đổi đặc biệt của dữ liệu có cấu trúc.

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 định. Ví dụ, các thơng tin địa lý có
giá trị biểu diễn khác nhau tại các tỷ lệ khác nhau (hệ thống đường phố được chi tiết hố
trong file về giao thơng, kém chi tiết hơn trong file điều tra dân số và có mã bưu điện
trong mức vùng). Trước khi các thơng tin này được kết hợp với nhau, chúng phải được
chuyển về cùng một tỷ lệ (mức chính xác hoặc mức chi tiết). Ðây có thể chỉ là sự chuyển
dạng tạm thời cho mục đích hiển thị hoặc cố định cho u cầu phân tích. Cơng nghệ GIS
cung cấp nhiều cơng cụ cho các thao tác trên dữ liệu không gian và cho loại bỏ dữ liệu
không cần thiết.
Lưu trữ và truy cập dữ liệu: Hệ thống GIS phải có phần mềm công cụ để tổ chức và
lưu trữ các loại dữ liệu khác nhau, từ dữ liệu thô đến dữ liệu diễn giải. Phần mềm cơng cụ
này phải có các thao tác lưu trữ, truy nhập; đồng thời có khả năng hiển thị, tương tác đồ
họa với tất cả các loại dữ liệu.
9


Ðối với những dự án GIS nhỏ, có thể lưu các thông tin địa lý dưới dạng các file đơn
giản. Tuy nhiên, khi kích cỡ dữ liệu trở nên lớn hơn và số lượng người dùng cũng nhiều
lên, thì cách tốt nhất là sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) để giúp cho việc lưu
giữ, tổ chức và quản lý thông tin. Một DBMS chỉ đơn giản là một phần mền quản lý cơ
sở dữ liệu.
Có nhiều cấu trúc DBMS khác nhau, nhưng trong GIS cấu trúc quan hệ tỏ ra hữu hiệu
nhất. Trong cấu trúc quan hệ, dữ liệu được lưu trữ ở dạng các bảng. Các trường thuộc
tính chung trong các bảng khác nhau được dùng để liên kết các bảng này với nhau. Do
linh hoạt nên cấu trúc đơn giản này được sử dụng và triển khai khá rộng rãi trong các ứng
dụng cả trong và ngồi GIS.
Tìm kiếm và phân tích khơng gian: Một khi đã có một hệ GIS lưu giữ các thơng tin địa
lý, có thể bắt đầu hỏi các câu hỏi đơn giản như: Ai là chủ mảnh đất ở góc phố? Hai vị trí
cách nhau bao xa? Vùng đất dành cho hoạt động công nghiệp ở đâu?Và các câu hỏi phân
tích như: Tất cả các vị trí thích hợp cho xây dựng các toà nhà mới nằm ở đâu? Kiểu đất

ưu thế cho rừng sồi là gì? Nếu xây dựng một đường quốc lộ mới ở đây, giao thông sẽ
chịu ảnh hưởng như thế nào?
GIS cung cấp cả khả năng hỏi đáp đơn giản "chỉ và nhấn" và các cơng cụ phân tích
tinh vi để cung cấp kịp thời thơng tin cho những người quản lý và phân tích.
Hiển thị đồ họa và tương tác: Với nhiều thao tác trên dữ liệu địa lý, kết quả cuối cùng
được hiển thị tốt nhất dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ. Bản đồ khá hiệu quả trong lưu giữ
và trao đổi thông tin địa lý. GIS cung cấp nhiều công cụ mới và thú vị để mở rộng tính
nghệ thuật và khoa học của ngành bản đồ. Bản đồ hiển thị có thể được kết hợp với các
bản báo cáo, hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác (đa phương tiện).
1.2.1.4. Ứng dụng GIS trong việc phát triển kinh tế - xã hội
GIS được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không gian, nên nó có
rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển trong nhiều lĩnh vực như: môi trường, nông
nghiệp, y tế, giao thông quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực, bản đồ, giám sát vùng biển,
cứu hoả và. Trong phần lớn các lĩnh vực này, GIS đóng vai trị như là một công cụ hỗ trợ
quyết định cho việc lập kế hoạch hoạt động. Nhờ những khả năng phân tích và xử lý đa
dạng, kỹ thuật GIS hiện nay được được xem là "công cụ hỗ trợ quyết định” (decision making support tool). Một số lĩnh vực được ứng dụng chủ yếu ở nhiều nơi trên thế giới
là:
Nghiên cứu quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường:
- Quản trị rừng (theo dõi sự thay đổi, phân loại...).
- Quản trị đường di cư và đời sống động vật hoang dã.
- Quản lý và quy hoạch đồng bằng ngập lũ, lưu vực sông.
- Bảo tồn tài nguyên đất, nghiên cứu các vấn đề về đất, xây dựng bản đồ và thống kê
chất lượng thổ nhưỡng.
10


- Phân tích các biến động khí hậu, thuỷ văn và các tác động môi trường.
- Quản trị sở hữu ruộng đất, quy hoạch và đánh giá sử dụng đất đai.
- Quản lý chất lượng nước
- Quản lý, đánh giá và theo dõi dịch bệnh.

Nghiên cứu điều kiện kinh tế - xã hội:
- Quản lý dân số.
- Quản trị mạng lưới giao thông (thuỷ - bộ).
- Quản lý mạng lưới y tế, giáo dục, quản lý đô thị và các cơng trình cơng cộng.
- Điều tra, quản lý hệ thống cơ sở hạ tầng và có hiệu quả cao trong lĩnh vực địa chính.
Nghiên cứu hỗ trợ các chương trình quy hoạch phát triển:
- Đánh giá khả năng thích nghi cây trồng, vật nuôi và động vật hoang dã.
- Định hướng và xác định các vùng phát triển tối ưu trong sản xuất nông nghiệp.
- Hỗ trợ quy hoạch và quản lý các vùng bảo tồn thiên nhiên.
- Đánh giá khả năng và định hướng quy hoạch các vùng đô thị, công nghiệp lớn.
Trong nghiên cứu sản xuất nông nghiệp và phát triển nông thôn, các lĩnh vực ứng
dụng của kỹ thuật GIS rất rộng rãi. Do vậy, GIS trở thành công cụ đắc dụng cho việc
quản lý và tổ chức sản xuất nông nghiệp - nông thôn trên các vùng lãnh thổ. Các lĩnh vực
ứng dụng của GIS trong sản xuất nông nghiệp và phát triển nông thôn:
- Thổ nhưỡng: Xây dựng các bản đồ đất, bản đồ nông hóa thổ nhưỡng, bản đồ đất
thích hợp…, đặc trưng hố các lớp phủ thổ nhưỡng.
- Trồng trọt: Xác định khả năng thích nghi của các loại cây trồng, sự thay đổi của việc
sử dụng đất, xây dựng các đề xuất về sử dụng đất, khả năng bền vững của sản xuất nông
nghiệp cũng như Nông - Lâm kết hợp, theo dõi mạng lưới khuyến nông, khảo sát nghiên
cứu dịch - bệnh cây trồng (cơn trùng và cỏ dại), suy đốn hay nội suy các ứng dụng kỹ
thuật.
- Quy hoạch thuỷ văn và tưới tiêu: Xác định hệ thống tưới tiêu, lập thời biểu tưới
nước, tính tốn sự xói mịn/ bồi lắng trong hồ chứa nước, nghiên cứu đánh giá ngập lũ.
- Kinh tế nông nghiệp: Điều tra dân số / nông hộ, thống kê, khảo sát kỹ thuật canh tác,
xu thế thị trường của cây trồng, nguồn nông sản hàng hố.
- Phân tích khí hậu: Hạn hán, lũ lụt và các yếu tố thời tiết, thống kê.
- Mơ hình hố nơng nghiệp: Ước lượng, tiên đốn năng suất cây trồng, chăn nuôi gia
súc, gia cầm, thống kê, xác định vùng phân bố, khảo sát và theo dõi diễn biến, dự báo
dịch bệnh.
Ngồi ra cịn ứng dụng nó có khả năng ứng dụng đáng kể trong lĩnh vực vận tải như

quản lí giao thơng, hay quản lí trong y tế, phịng cháy chữa cháy,…
1.2.2. Ứng dụng của GIS trong hỗ trợ những vấn đề khẩn cấp
Trong công tác hỗ trợ những vấn đề khẩn cấp, GIS có nhiều ứng dụng, điển hình như:
11


Quản lý nguồn nước ngầm: Với tình trạng nguồn nước mặt đang ngày càng bị ơ
nhiễm, tính khắc nghiệt của biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng thì việc quản lí và khai
thác nguồn nước ngầm được coi là vấn đề khẩn cấp. GIS có thể hỗ trợ đánh giá mức nước
ngầm, mô phỏng hệ thống sông hồ và nhiều ứng dụng liên quan đến quản lý tài nguyên
nước khác. Duy trì mực nước ngầm thích hợp trong các vùng khai khoáng là một vấn đề
lớn, và đây là một ứng dụng quan trọng của GIS, GIS được sử dụng để kiểm soát mực
nước ngầm cho các vùng khai thác khoáng sản, xây dựng các bản đồ mực nước ngầm, kết
hợp với các dữ liệu khác như thổ nhưỡng, địa hình, quy mơ khai thác mỏ, cơng nghệ kỹ
thuật được sử dụng, cung cấp công cụ đắc lực cho các nhà phân tích. Ðánh giá sự phục
hồi mực nước ngầm là rất khó khăn, nhưng với cơng nghệ GIS công việc này trở nên dễ
dàng hơn. GIS giúp cho các nhà nghiên cứu dễ dàng tính tốn và mơ phỏng đồng thời tốc
độ phục hồi mực nước ngầm của các vùng khác nhau. Ngồi ra với cơng nghệ GIS có thể
xây dựng mơ phỏng mạng lưới sơng ngịi của khu vực cùng các thơng số đặc trưng cho
mỗi dịng chảy và phân tích những ảnh hưởng mà chúng có thể chịu tác động.
Quản lý các lưu vực sông: Lưu vực sông là một hệ thống nhạy cảm và phức tạp. Quản
lý lưu vực sơng địi hỏi lưu lượng nước đầy đủ, duy trì sự ổn định của các hệ sinh thái,
kiểm soát lũ lụt. GIS được sử dụng để mơ hình hố sự cân bằng nước, q trình xói mịn,
và kiểm sốt lũ. Mơ hình khơng gian ba chiều được xây dựng nhờ công nghệ GIS, đã
giúp các nhà nghiên cứu tiếp cận chính xác về địa hình và thổ nhưỡng của khu vực, từ đó
xây dựng những quy luật diễn biến quan trọng cho toàn bộ vùng lưu vực sông. GIS được
dùng để quản lý sự phân bố của các nguồn nước, nhờ đó các nhà khoa học có thể dễ d xác
định vị trí các nguồn nước này trong tồn bộ hệ thống.
Quản lý mơi trường: GIS cũng được sử dụng để đánh giá các sự cố mơi trường. Các cơ
quan chính phủ và địa phương phải đối phó nhanh chóng với thiên tai, các rủi ro trong

công nghiệp và các sự cố môi trường. Thông tin địa lý là những thông tin quan trọng để
đưa ra những quyết định một cách nhanh chóng. Các phân tích GIS phụ thuộc vào chất
lượng, giá trị và tính tương thích của các dữ liệu địa lý dạng số. Việc chia xẻ dữ liệu sẽ
kích thích sự phát triển các nhu cầu về sản phẩm và dịch vụ GIS. Các nguồn dữ liệu tăng
thêm nhờ sự kết hợp của GIS với GPS (hệ thống định vị tồn cầu) và cơng nghệ viễn
thám, đã cung cấp các công cụ thu thập dữ liệu hiệu quả hơn.
Ứng phó với rủi ro: Cơng nghệ GIS cịn được ứng dụng trong cơng tác phịng cháy
chữa cháy, hay các dịch vụ hỗ trợ như bệnh viện, đồn công an hỗ trợ cho các sự cố xảy
ra. GIS có khả năng truy vấn, phân tích khơng gian mạnh mẽ. Hệ thống có thể tự động
tìm kiếm các Đội cứu hỏa gần nhất, xe cứu hỏa, thông tin các nguồn nước và các bệnh
viện gần nhất với đám cháy hay sự cố nào đó. Cơng nghệ này cịn hỗ trợ nhiều mơ hình
trực quan phân tích và hiển thị các nhiệm vụ khác, đồng thời cho phép tiếp cận với những
dữ liệu (DL) quan trọng, các hình ảnh, bản vẽ hay bảng DL. GIS phân tích tính toán kết
hợp với những khoảng thời gian khác nhau, xác định các điểm nóng theo thời gian, theo
ngày trong tuần và các thời gian dễ gây ra sự cố khi di chuyển. Nó cũng tính đến các
12


trường hợp rủi ro và các vấn đề cần giải quyết xung quanh sự cố, nắm bắt được tình hình
nơi xảy ra rủi ro sự cố, dự báo các trường hợp xảy ra, xác định các vấn đề cơ sở của sự
cố, cung cấp thông tin các bên liên quan.
1.3. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG GIS PHỤC VỤ PCCC TRÊN
THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
1.3.1. Trên thế giới
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của các nước trên thế giới, việc ứng dụng công
nghệ GIS phục vụ cơng tác chữa cháy ngày càng phổ biến. Trong đó, mơ hình dữ liệu
GIS phục vụ cơng tác chữa cháy Fire Service/HazMat của ESRI được xem là mơ hình
tồn diện nhất. Mơ hình bao gồm các chức năng cơ bản (basic function): chức năng phản
ứng đầu tiên (first response), định vị trí (Locate an Incident), tìm đường đi (route to
location), cung cấp thông tin (Provide Resource/Responder information), truy cập thông

tin tác chiến (Access Tactical information), lập kế hoạch (preplain), kế hoạch sàn (floor
plan), thu thập hình ảnh (pictures), ảnh viễn thám (aerial Imagery), các sensor và các
video cung cấp thông tin (Facility Sensor and Video feeds), quản lý sự cố (Incident
Management), hệ thống lệnh hỗ trợ giải quyết sự cố (Support Incident Command
Systems), mở rộng các hoạt động xuyên thông qua biên giới (Expand to operate across
boundaries), xác định tài sản nơi xảy ra sự cố (Understand resources), truy cập thông tin
liên quan (Access information related to the facility), hiển thị các thông tin khác (Display
other data), theo dõi các tài nguyên thông qua dữ liệu GPS (Track resources through GPS
data), xác định hệ thống phòng cháy (Fire Prevention), quản lý nhân sự chữa cháy tại địa
phương (Fire Educators)... Trong mơ hình phịng cháy chữa cháy của Esri, Basemap là
bản đồ nền liên kết các nhóm lớp: địa chính, địa hình, tài ngun mơi trường, mạng tiện
ích (điện thoại/điện/nước/gas), giao thơng. Với 33 lớp khơng gian, 4 bảng thuộc tính, 4
quan hệ khơng gian và 97 domains, mơ hình do ESRI đề xuất liên kết nhiều dữ liệu từ các
ban ngành khác nhau. Do đó, hướng tổ chức dữ liệu của ESRI phụ thuộc rất nhiều vào hệ
thống hạ tầng phần cứng và hạ tầng mạng. Hơn thế nữa, mô hình địi hỏi sự thống nhất và
có cơng việc khung nhịp nhàng trong việc chia sẻ dữ liệu giữa các tổ chức trong nhà
nước.
Với q trình đơ thị hóa nhanh chóng và bùng nổ dân số dẫn đến mật độ dân số cao ở
nhiều nước, cơ sở hạ tầng đô thị để chữa cháy có thể là khó khăn để đáp ứng nhu cầu
nâng cao an tồn cơng cộng đơ thị. Bằng cách phân tích tồn diện chi phí đầu vào và lợi
ích đầu ra của các trạm cứu hỏa đơ thị, có một số nhà nghiên cứu đã áp dụng mơ hình tỉ
lệ lợi ích – chi phí để phân tích chi phí – lợi ích năng động của việc đầu tư chữa cháy cho
khu vực đô thị. Một số chiến lược quan trọng đã được đề nghị để quản lý trạm cứu hỏa đô
thị ở nhiều nước như Trung Quốc, Mỹ,…., chú trọng đến phân bổ hợp lý giá trị đầu vào
và nâng cao một cách khoa học lợi ích đầu ra.

13


Hình 1.6. Mơ hình các ứng dụng phản ứng đầu tiên cho các sự cố như cháy xảy ra trong

hệ thống công cụ của ESRI (ESRI, 2010)
1.3.2. Ở Việt Nam
Về ứng dụng GIS trong PCCC ở nước ta vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi các cơng
nghệ để có thể đáp ứng nhanh chóng kịp thời cho cơng tác phịng cháy chữa cháy, chủ
yếu vẫn theo kinh nghiệm của người điều hành cơng tác tổ chức chữa cháy. Có một số
cơng trình nghiên cứu, ứng dụng GIS phục vụ cho cơng tác PCCC với các quy mơ và
khía cạnh khác nhau, tiêu biểu có thể kể đến một số cơng trình:
“Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ GIS trong cơng tác PCCC khẩn cấp ở Q. Cầu Giấy,
Thanh Xuân, Hà Nội” của nhóm tác giả Nguyễn Thị Thoa, Nguyễn Thị Thắm, Nguyễn
Thị Thùy Linh, Lương Thị Thùy Linh, Nguyễn Bá Duy và Phạm Thị Thanh Hòa thuộc
Khoa Trắc Địa, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, nội dung của dự án là giới thiệu khả
năng ứng dụng của công nghệ GIS xây dựng cơ sở dữ liệu và đưa ra các giải pháp nhanh
nhằm phụ vụ công tác chữa cháy khẩn cấp khu vực đơ thị cho cơ quan phịng cháy chữa
cháy (PCCC) như việc xác định các tuyến đường tối ưu từ vị trí của Trụ sở cơ quan
PCCC tới vị trí có sự cố cháy nổ. Với việc sử dụng chức năng truy vấn (query), vị trí xảy
ra cháy nổ và việc xác định các tuyến đường tối ưu được mơ hình hóa dựa trên khoảng
cách, thời gian, độ dốc của đường bộ và sự chậm trễ trong thời gian di chuyển. Ngồi
việc sử dụng những phép phân tích khơng gian và thuộc tính này để kịp thời đáp ứng
cơng tác chữa cháy khẩn cấp, cơ quan PCCC cịn có thể thực hiện phân tích về số lượng
và phân bố không gian của khu vực lấy nước chữa cháy (Trụ nước chữa cháy, hệ thống
thủy văn).
Tháng 12/2008, Sở Cảnh sát PCCC TP.Hồ Chí Minh đã thực hiện đề tài ứng dụng
công nghệ GIS xây dựng hệ thống quản lý mạng lưới cấp nước chữa cháy trên địa bàn
TP.Hồ Chí Minh trong khoảng thời gian 10 tháng. Hệ thống do Sở Cảnh sát PCCC
TP.Hồ Chí Minh phối hợp với Trung tâm Ứng dụng Hệ thống Thơng tin Địa lý TP.Hồ
Chí Minh nghiên cứu triển khai. Nhờ vào sự hỗ trợ rất nhiều từ ban lãnh đạo Sở CS
14


PCCC, với lịng quyết tâm, cần cù và kiên trì của các cán bộ, chiến sĩ đã hỗ trợ đơn vị

phối hợp về nghiệp vụ chuyên môn chữa cháy. Bên cạnh đó, do đặc thù là đơn vị chuyên
về ứng dụng GIS, Trung tâm Ứng dụng Hệ thống Thông tin Địa lý TP.HCM đã phối hợp
đồng bộ về mặt kỹ thuật và tiếp thu qui trình tương đối nhanh, Trung tâm cũng đã cung
cấp dữ liệu nền thành phố đến Sở cơ sở PCCC tạo điều kiện thuận lợi để thiết lập các lớp
dữ liệu chuyên đề, hệ thống GIS nhanh chóng vào quỹ đạo sử dụng theo nhu cầu. Kết quả
của đề tài khẳng định việc ứng dụng công nghệ GIS phục vụ nghiệp vụ và công tác quản
lý PCCC trên địa bàn TP.Hồ Chí Minh là khả thi.
Từ những nghiên cứu trên có thể thấy rằng, mỗi cơng trình tuy có những cách tiếp cận
vấn đề khác nhau: về nguồn tư liệu sử dụng, phương pháp xây dựng CSDL, cách thức
truyền tải thông tin nhưng tất cả các nghiên cứu đều cho thấy cách thức tối ưu để xây
dựng CSDL hồn thiện, đồng bộ phục vụ cơng tác PCCC khẩn cấp dựa vào công cụ GIS
và các phần mềm hỗ trợ khác đã đạt được những kết quả tốt, góp phần vào giảm thiểu tối
ưu những thiệt hại về người và tài sản.
1.4. ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.4.1. Đặc điểm về vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên
1.4.1.1. Vị trí địa lý
Đà Nẵng là một thành phố thuộc vùng Nam Trung Bộ Việt Nam, có diện tích tự nhiên
là 1283,42 km2; trong đó, các quận nội thành chiếm diện tích 241,51 km2, các huyện
ngoại thành chiếm diện tích 1041,91 km2. Nằm ở 15055’20" đến 16014’10" vĩ tuyến bắc,
107018’30” đến 108020’00” kinh tuyến đơng, phía bắc giáp tỉnh Thừa Thiên Huế, phía
nam và tây giáp tỉnh Quảng Nam, phía đơng giáp biển Đơng. Cách Hà Nội 765km về
phía Bắc và thành phố Hồ Chí Minh 964 km về phía Nam, nối vùng Tây Nguyên trù phú
qua Quốc lộ 14B và là cửa ngõ ra biển của Tây Nguyên và nước bạn Lào. Các trung tâm
kinh doanh - thương mại của các nước vùng Đông Nam Á và Thái Bình Dương đều nằm
trong phạm vi bán kính 2000 km từ thành phố Đà Nẵng. Vùng biển gồm quần đảo Hoàng
Sa nằm ở 15045’- 17015’ Bắc, 1110 – 1130 Đông. Cách đảo Lý Sơn (thuộc tỉnh Quảng
Ngãi, Việt Nam) khoảng 120 hải lý về phía Nam.

15

Hình 1.7. Bản đồ hành chính thành phố Đà Nẵng
1.4.1.2. Điều kiện tự nhiên
a. Địa hình
Địa hình thành phố Đà Nẵng khá đa dạng, vừa có đồng bằng vừa có núi, phía Bắc có
đèo Hải Vân với những dãy núi cao, phía Tây là bán đảo Sơn Trà hoang sơ. Vùng núi cao
và dốc tập trung ở phía Tây và Tây Bắc, từ đây có nhiều dãy núi chạy dài ra biển, một số
đồi thấp xen kẽ vùng đồng bằng ven biển hẹp.
Địa hình đồi núi chiếm diện tích lớn, độ cao khoảng từ 700 - 1500m, độ dốc lớn
(>400), là nơi tập trung nhiều rừng đầu nguồn và có ý nghĩa bảo vệ môi trường sinh thái
của thành phố. Đồng bằng ven biển là vùng đất thấp chịu ảnh hưởng của biển bị nhiễm
mặn, là vùng tập trung nhiều cơ sở nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ, quân sự, đất ở và
các khu chức năng của thành phố.
b. Khí hậu
Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ít biến
động. Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu miền Bắc và miền Nam,
với tính trội là khí hậu nhiệt đới điển hình ở phía Nam. Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa
mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12 và mùa khô từ tháng 1 đến tháng 7, thỉnh thoảng có
những đợt rét mùa đông nhưng không đậm và không kéo dài.
Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,90C; cao nhất vào các tháng 6, 7, 8, trung
bình từ 28-300C; thấp nhất vào các tháng 12, 1, 2, trung bình từ 18-230C. Riêng vùng
rừng núi Bà Nà ở độ cao gần 1500m, nhiệt độ trung bình khoảng 200C. Lượng mưa trung
bình hàng năm là 2504,57 mm/năm; lượng mưa cao nhất vào các tháng 10, 11, trung bình
từ 550 - 1000 mm/tháng; thấp nhất vào các tháng 1, 2, 3, 4, trung bình từ 23-40
16


mm/tháng. Số giờ nắng bình quân trong năm là 2156,2 giờ; nhiều nhất là vào tháng 5, 6,
trung bình từ 234 đến 277 giờ/tháng; ít nhất là vào tháng 11, 12, trung bình từ 69 đến 165
giờ/tháng.

Độ ẩm khơng khí trung bình là 83,4%; cao nhất vào các tháng 10, 11, trung bình từ
85,67 - 87,67%; thấp nhất vào các tháng 6, 7, trung bình từ 76,67-77,33%.
c. Thủy văn
Sơng ngịi của thành phố Đà Nẵng đều bắt nguồn từ phía Tây, Tây Bắc thành phố và
tỉnh Quảng Nam. Hầu hết các sơng ở Đà Nẵng đều ngắn và dốc. Có 2 sơng chính là Sơng
Hàn (chiều dài khoảng 204 km, tổng diện tích lưu vực khoảng 5180 km2) và sơng Cu Đê
(chiều dài khoảng 38 km, lưu vực khoảng 426 km2). Ngồi ra, trên địa bàn thành phố cịn
có các sông: Sông Yên, sông Chu Bái, sông Vĩnh Điện, sông Túy Loan, sông Phú Lộc...
1.4.2. Đặc điểm kinh tế xã hội
1.4.2.1. Đặc điểm dân cư - xã hội
Theo báo cáo tổng kết chương trình mục tiêu quốc gia dân số-kế hoạch hóa gia đình,
giai đoạn 2011-2015, của Sở Y tế Đà Nẵng, năm 2015, ước dân số trung bình thành phố
Đà Nẵng có 1 Triệu người, tăng 21457 người so với năm 2014, tốc độ tăng 2,1%. Đời
sống người dân thành thị ngày càng chênh lệch so với đời sống người dân nơng thơn. Thu
nhập bình qn dân cư khu vực thành thị là 3.818 nghìn đồng /người/tháng, tăng 5,62%
so với năm 2014; trong khi đó thu nhập bình qn dân cư khu vực nơng thơn là 2180
nghìn đồng/người/tháng, tăng 3,07% so với năm 2014. Việc kiểm soát tốc độ tăng dân số
tự nhiên ở mức 1%. Trong 5 năm qua, tổng tỷ suất sinh của thành phố có xu hướng ngày
càng tăng, tỷ lệ trẻ được sàng lọc sơ sinh tăng mạnh; số trẻ em dưới 5 tuổi tử vong và tỷ
lệ bà mẹ tử vong liên quan đến thai sản giảm.
Lực lượng lao động thanh niên (15 đến 24 tuổi) chiếm 14,1% trong tổng số lực lượng
lao động, tăng 2,1 điểm phần trăm so năm 2010 nhưng hiện vẫn thấp hơn so mức trung
bình tồn quốc (14,9%).
Bảng 1.1. Cơ cấu độ tuổi lao động ở TP. Đà Nẵng năm 2010 và 2014
Năm
2010

Từ 15 đến 24 tuổi
12,0%

Từ 25 đến 34 tuổi
30,4%

Từ 35 tuổi trở lên
57,5%

2014

14,1%

25,3%

60,7%

Đến năm 2020, Đà Nẵng phấn đấu quy mô dân số dưới 1,4 triệu người, tổng tỷ suất
sinh dưới 2,1 con.
1.4.2.2. Tình hình phát triển các ngành kinh tế
Giá trị sản xuất ngành nông lâm nghiệp và thủy sản (theo giá so sánh năm 2010) sơ bộ
năm 2015 trên địa bàn thành phố ước đạt 2157,9 tỷ đồng, tăng 7,71% (+154 tỷ đồng) so
với năm 2014.
17