Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) đánh giá chất lượng nước mặt sông, suối khu vực thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh (Luận văn thạc sĩ)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐÁNH GIÁ
CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT SÔNG, SUỐI KHU VỰC
THÀNH PHỐ CẨM PHẢ, TỈNH QUẢNG NINH

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

MAI ĐỨC AN

HÀ NỘI, NĂM 2018


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐÁNH GIÁ
CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT SÔNG, SUỐI KHU VỰC
THÀNH PHỐ CẨM PHẢ, TỈNH QUẢNG NINH

MAI ĐỨC AN
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ : 60440301
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. HOÀNG ANH HUY
2. TS. NGUYỄN TIẾN THÀNH

HÀ NỘI, NĂM 2018

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn: TS. Hoàng Anh Huy, TS. Nguyễn Tiến Thành

Cán bộ chấm phản biện 1: TS. Phạm Thị Việt Anh

Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS Doãn Hà Phong
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 03 tháng 01 năm 2018


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những nội dung trong luận văn này đều do tôi thực hiện dưới
sự hướng dẫn của TS. Hoàng Anh Huy và TS. Nguyễn Tiến Thành, Trường Đại học
Tài nguyên và Môi trường Hà Nội. Số liệu và kết quả nghiên cứu đều là trung thực
và chưa từng được sử dụng để làm báo cáo hay bảo vệ luận văn nào.
Nếu những điều cam đoan trên đây là không đúng sự thật, tôi xin hoàn toàn chịu
trách nhiệm.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2018

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Mai Đức An


ii

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện luận văn, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã
nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, các quý cơ quan. Trước tiên tôi
gửi lời cảm ơn chân thành tới các cán bộ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng
Ninh đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi thực hiện luận văn trong thời gian vừa qua.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Hoàng Anh Huy, TS. Nguyễn Tiến Thành
cùng các thầy cô Khoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội
đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài
này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2018

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Mai Đức An


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT...................................................................................v
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................. vii
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ...............................................................................................2
3. Nội dung nghiên cứu ...............................................................................................2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................3
1.1 Tổng quan về nước mặt. ........................................................................................3
1.1.1 Chất lượng nước mặt ..........................................................................................3
1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt sông, suối...............................4
1.1.3 Các thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước ...............................................11
1.2 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) ..........................................................................13
1.2.1. Khái niệm ........................................................................................................13
1.2.2 Chức năng .......................................................................................................14
1.3 Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) nghiên cứu về chất lượng nước mặt. ......15
1.3.1 Trên thế giới. ....................................................................................................15
1.3.2 Tại Việt Nam ....................................................................................................16
1.4 Khái quát về khu vực nghiên cứu .......................................................................19
1.4.1 Về điều kiện tự nhiên .......................................................................................19
1.4.2 Tình hình kinh tế - xã hội .................................................................................22
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....27
2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................27
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu.......................................................................................27
2.1.2 Phạm vi nghiên cứu ..........................................................................................27
2.2 Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................27

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu ..........................................................................27
2.2.2 Phương pháp thống kê......................................................................................28


iv

2.2.3 Phương pháp GIS ............................................................................................29
2.2.4 Phương pháp tham vấn ý kiến chuyên gia .......................................................33
2.2.5 Phương pháp phân tích thứ bậc (AHP) ............................................................33
2.2.6 Phương pháp đánh giá chỉ tiêu riêng lẻ và chỉ số tổng hợp WQI. ...................36
2.2.7 Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................39
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................40
3.1 Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt khu vực nghiên cứu ......................40
3.2 Đánh giá chất lượng nước mặt sông, suối khu vực nghiên cứu. .........................41
3.2.1 Thông số pH .....................................................................................................42
3.2.2 Thông số COD .................................................................................................44
3.2.3 Thông số TSS ...................................................................................................47
3.2.4 Thông số NH4+ .................................................................................................50
3.2.5 Thông số Coliform ...........................................................................................54
3.3 Đánh giá mục đích sử dụng phù hợp với chất lượng nước mặt khu vực nghiên cứu......55
3.3.1 Kết quả tính toán chỉ số WQI từng thông số....................................................55
3.3.2 Đánh giá ảnh hưởng của các thông số, nhóm chỉ tiêu đến chất lượng nước ...59
3.3.3 Đánh giá mục đích sử dụng nước phù hợp tại khu vực nghiên cứu.................61
3.4 Đánh giá xu hướng tác động của sự thay đổi chất lượng nước đến các đối tượng
sử dụng. .....................................................................................................................67
3.4.1 Tác động đến việc sử dụng với mục đích cấp nước sinh hoạt ...............................67
3.4.2 Tác động đến việc sử dụng nước trong sản xuất nông nghiệp .........................68
3.4.3 Tác động đến các hoạt động du lịch, dịch vụ vận tải thủy. ..............................68
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ........................................................................................69
1. Kết luận .................................................................................................................69

2. Kiến nghị ...............................................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................71
PHỤ LỤC ..................................................................................................................75


v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt
MT

Giải thích
Môi trường

BVMT

Bảo vệ môi trường

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

GHCP

Giới hạn cho phép

CSDL

Cơ sở dữ liệu

GIS

Hệ thống thông tin địa lý


vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Bảng tỷ lệ so sánh .....................................................................................33
Bảng 2.2: Sự phụ thuộc của chỉ số ngẫu nhiên và bậc của ma trận ..........................36
Bảng 2.3: Bảng quy định các giá trị qi, BPi ..............................................................38
Bảng 2.4: Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH .........................38
Bảng 2.5: Bảng xác định giá trị WQI tương ứng với mức đánh giá chất lượng nước .....39
Bảng 3.1: Kết quả WQI từng thông số của quý I – 2016 ..........................................55
Bảng 3.2: Kết quả WQI từng thông số của quý II – 2016 ........................................56
Bảng 3.3: Kết quả WQI từng thông số của quý III – 2016 .......................................57
Bảng 3.4: Kết quả WQI từng thông số của quý IV – 2016 .......................................58
Bảng 3.5: Bảng ma trận các yếu tố mô hình và trọng số các thông số trong nhóm
hóa học ......................................................................................................... 59
Bảng 3.6: Bảng ma trận chuẩn hóa các yếu tố mô hình và trọng số các thông số ....59
Bảng 3.7: Bảng ma trận các yếu tố mô hình và trọng số các nhóm ..........................60
Bảng 3.8: Bảng ma trận chuẩn hóa các yếu tố mô hình và trọng số các nhóm ........60
Bảng 3.9: Bảng kết quả trọng số cuối cùng ..............................................................61
Bảng 3.10: Kết quả tính WQI các quý và năm 2016 ................................................62
Bảng 3.11: Bảng xác định giá trị WQI tương ứng với mức đánh giá .............................63


vii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Lượng nước thải sinh hoạt phát sinh tại các khu vực ................................5
Hình 1.2: Tỷ lệ đô thị có công trình xử lý nước thải sinh hoạt đạt tiêu chuẩn ..........6
Hình 1.3: Giá trị DO trên sông Sài Gòn 2014 ...........................................................18
Hình 1.4: Giá trị TSS trên sông Sài Gòn 2014..........................................................19
Hình 1.5: Bản đồ hành chính tỉnh Quảng Ninh.........................................................20
Hình 2.1: Một số dạng biểu đồ tần xuất ....................................................................28
Hình 2.2: Nút lệnh trên cửa sổ Drawing Main Tool Bar Window và Main Window .....30
Hình 2.3: Cửa sổ quản lý lớp Layer Control .............................................................31
Hình 2.4: Cấu trúc bảng cơ sở dữ liệu ......................................................................32
Hình 2.5: Bảng dữ liệu môi trường cơ bản trong GIS ..............................................32
Hình 3.1: Bản đồ mạng lưới các vị trí quan trắc .......................................................42
Hình 3.2: Biểu đồ thông số pH 4 quý năm 2016.......................................................42
Hình 3.3: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số pH tại quý III............................43
Hình 3.4: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số pH tại quý I, II và IV ...............44
Hình 3.5: Biểu đồ thông số COD 4 quý năm 2016 ...................................................44
Hình 3.6: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số COD tại quý I...........................45
Hình 3.7: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số COD tại quý II và quý III ........46
Hình 3.8: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số COD tại quý IV ........................46
Hình 3.9: Biểu đồ thông số TSS 4 quý năm 2016.....................................................47
Hình 3.10: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số TSS tại quý I ..........................48
Hình 3.11: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số TSS tại quý II .........................48
Hình 3.12: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số TSS tại quý III .......................49
Hình 3.13: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số TSS tại quý IV .......................50
Hình 3.14: Biểu đồ thông số NH44+ quý năm 2016 ..................................................50
Hình 3.15: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số NH4+ tại quý I .........................51
Hình 3.16: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số NH4+ tại quý II .......................52
Hình 3.17: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số NH4+ tại quý III ......................53
Hình 3.18: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số NH4+tại quý IV.......................53
Hình 3.19: Biểu đồ thông số Coliform 4 quý năm 2016 ...........................................54

Hình 3.20: Bản đồ ô nhiễm nước mặt theo thông số Coliform năm 2016 ................54


viii

Hình 3.21: Bản đồ chất lượng nước mặt theo chỉ số WQI quý I ..............................64
Hình 3.22: Bản đồ chất lượng nước mặt theo chỉ số WQI quý II .............................64
Hình 3.23: Bản đồ chất lượng nước mặt theo chỉ số WQI quý III ............................65
Hình 3.24: Bản đồ chất lượng nước mặt theo chỉ số WQI quý IV ...........................66
Hình 3.25: Bản đồ chất lượng nước mặt theo chỉ số WQI năm 2016 .......................66


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Chất lượng nước mặt tại các sông, suối, ao hồ thường dễ bị tác động và biến đổi
bởi các hoạt động nhân sinh như: hoạt động sinh hoạt của người dân, hoạt động đô
thị, hoạt động công nghiệp và nông nghiệp. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tác động
rõ nét đến tính chất của nguồn nước, nhất là nước mặt tại các đô thị, nơi có mức độ
tập trung dân cư cao, hoạt động phát thải diễn ra với cường độ lớn. Ngoài các yếu tố
nhân tạo, nhất là nước mặt tại các đô thị thì các hiện tượng thời tiết (khô hạn, mưa)
cũng tác động đến tính chất của nguồn nước này. Quá trình phát triển kinh tế - xã hội
đã đặt ra những vấn đề bức xúc đối với quản lý, khai thác và bảo vệ tài nguyên nước.
Do vậy việc đánh giá chất lượng nước lưu vực phục vụ công tác quản lý là cần thiết.
So sánh với phương pháp truyền thống, hệ thống thông tin địa lý GIS có những
ưu điểm vượt trội, hiệu quả cao về khả năng xây dựng cơ sở dữ liệu và phân tích
không gian, đặc biệt là trong thành lập bản đồ, nên GIS đã và đang được ứng dụng
một cách rộng rãi trong các lĩnh vực về nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên và giám
sát môi trường. Với lợi thế về khả năng phân tích không gian, GIS là công cụ hữu

hiệu giúp thể hiện kết quả phân tích nồng độ các chỉ tiêu một cách trực quan. Từ
những phân tích trên đây cho thấy nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tin địa lý
(GIS) trong đánh giá chất lượng nước mặt có vai trò hết sức quan trọng.
Quảng Ninh là một trong những điểm nóng ô nhiễm môi trường, trong đó có ô
nhiễm nguồn nước mặt do khai thác khoáng sản, đặc biệt là khai thác than. Chỉ tính
riêng trong năm 2006, các mỏ than tại đây đã thải vào môi trường tới 1826 m3 đất đá,
khoảng 70 triệu m3 nước thải mỏ, dẫn đến một số vùng bị ô nhiễm đến mức báo động
như Cẩm Phả, Mạo Khê, Uông Bí... Qua các đợt kiểm tra hai thông số điển hình tác
động đến môi trường nước mặt là tính axit và cặn lơ lửng đều có chỉ số vượt mức cho
phép quá lớn. Đặc biệt, độ pH trong nước thải mỏ ở Quảng Ninh vượt tiêu chuẩn cho
phép từ 1,7 – 2,4 lần, cá biệt có nơi vượt đến 8,09 lần. Nước thải mỏ còn gây ảnh
hưởng đến các hệ thống sông, suối, hồ, vùng ven biển như gây bồi lấp, làm mất nguồn


2

sinh thuỷ, suy giảm chất lượng nước và là tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm
trọng.
Thành phố Cẩm Phả có nhiều lợi thế quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội
và trở thành một trong những địa phương có sự phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp
khai thác than. Song song với những tiềm năng, triển vọng và thành tựu kinh tế đã
đạt được trong nhiều năm qua, thành phố Cẩm Phả đang phải đối mặt với những thách
thức không nhỏ về môi trường, đặc biệt là môi trường nước.
Xuất phát từ thực tế trên, việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) đánh
giá chất lượng nước mặt sông, suối khu vực thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh là
cần thiết, có ý nghĩa thực tiễn trong công tác quản lý và bảo vệ môi trường.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để thể hiện chất lượng nước mặt sông,
suối khu vực thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh.
3. Nội dung nghiên cứu

- Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt khu vực nghiên cứu.
- Đánh giá chất lượng nước mặt thông qua các chỉ tiêu phản ánh chất lượng
nước mặt sông, suối khu vực thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh.
- Thành lập các bản đồ ô nhiễm các thông số phản ánh chất lượng nước mặt tại
khu vực nghiên cứu bằng công nghệ GIS
- Đánh giá mục đích sử dụng phù hợp với chất lượng nước mặt khu vực nghiên
cứu.
- Thành lập các bản đồ thể hiện mục đích sử dụng nước mặt phù hợp tại các khu
vực nghiên cứu bằng công nghệ GIS.
- Đánh giá xu hướng tác động của sự thay đổi chất lượng nước mặt đến các đối
tượng sử dụng nước với mục đích cấp nước sinh hoạt, sử dụng nước trong sản xuất
nông nghiệp và dịch vụ du lịch, vận tải.


3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Tổng quan về nước mặt.
1.1.1 Chất lượng nước mặt
Việt Nam là một Quốc gia nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với tổng lượng
mưa lớn và có nguồn tài nguyên nước mặt đa dạng, phong phú. Lượng mưa trung
bình năm toàn lãnh thổ khoảng 1.960 mm gấp 2,6 lần lượng mưa trung bình lục địa,
cung cấp 640 tỷ m³/năm. Bên cạnh đó, Việt Nam còn có nguồn nước rất lớn từ các
con sông như: sông Hồng, sông Mã, sông Cả, sông Mê Kông, hình thành nên một
lượng nước khoảng 520 tỷ m³ gấp 1,7 lần lượng nước ngọt được hình thành từ trong
nước. Như vậy, tổng cộng nguồn nước mặt hình thành trong lãnh thổ nước ta và nguồn
chảy từ nước ngoài vào thì Việt Nam có tổng lượng nước mặt trung bình năm khoảng
830 tỷ m³. Tuy nhiên, thời gian vừa qua bên cạnh những thành công trong tiến trình
phát triển kinh tế xã hội của đất nước, nguồn tài nguyên nước mặt đã và đang bị ô
nhiễm. Việc khai thác, sử dụng tài nguyên nước chưa hợp lý và thiếu bền vững đã gây

suy giảm nguồn tài nguyên quan trọng thiết yếu cả về số lượng và chất lượng, làm ảnh
hưởng trực tiếp đến đời sống của cộng đồng, xã hội.
Tài nguyên nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống, là yếu tố đặc biệt
quan trọng bảo đảm thực hiện thành công các chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát
triển kinh tế, xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh quốc gia. Nhu cầu phát triển mạnh
mẽ của kinh tế đất nước dẫn đến nguồn tài nguyên thiên nhiên quan trọng này đang
phải đối mặt với nguy cơ ô nhiễm và cạn kiệt. Theo báo cáo của Tổng cục Môi trường,
Bộ Tài nguyên và Môi trường, các nguồn gây ô nhiễm nước mặt cơ bản bao gồm
nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước thải y tế và nước thải nông nghiệp,
làng nghề [1].
Nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước.
Chất lượng nước mặt bị ảnh hưởng bởi các hoạt động do con người và quá trình tự
nhiên, bao gồm điều kiện thời tiết, tình trạng xói mòn, đặc trưng về thủy văn, ảnh
hưởng của biến đổi khí hậu, lượng mưa, các hoạt động công nghiệp, sử dụng đất nông


4

nghiệp, tình trạng xả nước thải và việc khai thác và sử dụng tài nguyên nước. Trong
đó, chất lượng nước mặt tại ao, hồ, sông, suối thường dễ bị ảnh hưởng và biến đổi
bởi hoạt động của con người như các hoạt động sinh hoạt, hoạt động đô thị, hoạt động
nông nghiệp và công nghiệp. Do đó đánh giá chất lượng nước mặt đang là vấn đề
quan tâm của toàn xã hội, đặc biệt tại các khu vực có nhiều hoạt động khai thác
khoáng sản thì việc nghiên cứu chất lượng nước mặt đóng một vai trò đặc biệt quan
trọng trong vấn đề quản lý và bảo vệ tài nguyên nước.
1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt sông, suối
Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và tính chất của nước, có hại cho hoạt
động sống bình thường của con người và sinh vật, do có sự có mặt của các tác nhân
quá ngưỡng cho phép. Nước mặt là nguồn nước có bề mặt thoáng tiếp xúc với không
khí, thường xuyên được bổ sung bởi nước ngầm tầng nông thông qua địa chất thủy

văn và nguồn nước khác. Vì vậy, nguồn nước mặt được cho là sử dụng thuận tiện, dễ
khai thác nhưng dễ bị nhiễm bẩn. Ô nhiễm nguồn nước xuất phát từ nhiều nguyên
nhân khác nhau. Do tiếp nhận nhiều loại nguồn thải, môi trường nước mặt đang ở
tình trạng ô nhiễm tại nhiều nơi, tùy theo đặc trưng của từng khu vực khác nhau.
Trong nghiên cứu này đề cập đến 05 yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng môi trường
nước mặt sông, suối bao gồm: nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thải
nông nghiệp, nước thải y tế và nước thải của các hoạt động khai thác khoáng sản.
a) Nước thải sinh hoạt
Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, gia tăng dân số lượng nước thải sinh hoạt
phát sinh ngày càng lớn và phụ thuộc vào mức sống, điều kiện cở hạ tầng cũng như
thói quen sinh hoạt của người dân ở mỗi loại đô thị. Theo báo cáo môi trường quốc
gia năm 2016, Đông Nam Bộ là vùng có dân số đô thị lớn nhất và là nơi phát sinh
lượng nước thải sinh hoạt cao nhất cả nước. Nước thải sinh hoạt có chứa nhiều chất
hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (như cacbonhydrat, protein, mỡ), các thành phần vô
cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Có đặc trưng ô nhiễm bởi các
thành phần hữu cơ mà biểu hiện bằng hàm lượng COD, BOD lớn. Một đặc điểm quan


5

trọng khác của nước thải sinh hoạt là không phải chỉ có các chất hữu cơ dễ phân hủy
do sinh vật để tạo ra khí cacbonnic và nước mà còn có các chất khó phân hủy tạo ra
trong quá trình xử lý. Khi nước thải sinh hoạt chưa xử lý đưa vào kênh, rạch, sông,
hồ sẽ gây ô nhiễm nguồn nước với các biểu hiện như:
- Gia tăng hàm lượng chất rắn lơ lửng, độ đục
- Gia tăng hàm lượng chất hữu cơ, dẫn tới sự phú dưỡng hóa, tạo ra sự phát triển
mạnh của dong, tảo dẫn tới ảnh hưởng đến sự phát triển của sinh vật thủy sinh, cấp
nước sinh hoạt và hoạt động du lịch, cảnh quan.
- Gia tăng vi sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật gây bệnh (tả, lỵ, thương hàn...) đe
dọa đến sức khỏe cộng đồng.

(Nguồn: Báo cáo môi trường Quốc gia 2016)
Hình 1.1: Lượng nước thải sinh hoạt phát sinh tại các khu vực
Hiện nay, các lưu vực sông đã và đang chịu áp lực mạnh mẽ của quá trình gia
tăng dân số, quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa. Các khu đô thị, khu dân cư tập
trung được hình thành và phát triển mạnh dọc theo các lưu vực sông. Trong số các
nguồn thải phát sinh thì nước thải sinh hoạt có tỷ lệ lớn với tổng lượng các chất ô
nhiễm cao và là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm nguồn nước mặt.
Nước thải sinh hoạt chiếm trên 30% tổng lượng thải trực tiếp ra các sông, suối, hồ


6

hay kênh rạch. Mức đô thị hóa diễn ra nhanh chóng cùng với tỉ lệ tăng dân số khu
vực đô thị nhanh gấp 3 lần mức độ tăng dân số cả nước đã gây áp lực không hề nhỏ
đối với môi trường tự nhiên, đặc biệt là môi trường nước. Bên cạnh đó, tại khu vực
nông thôn, lượng nước thải sinh hoạt cũng chiếm tỉ lệ rất lớn và tăng nhanh qua từng
năm. Trong khi đó, phần lớn các đô thị ở Việt Nam đều chưa có nhà máy xử lý nước
thải tập trung hoặc đã xây dựng nhưng chưa đi vào hoạt động cũng như hoạt động
không có hiệu quả, khiến tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt do nước thải sinh hoạt
càng thêm trầm trọng, làm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người.

(Nguồn: Báo cáo môi trường Quốc gia năm 2016)
Hình 1.2: Tỷ lệ đô thị có công trình xử lý nước thải sinh hoạt đạt tiêu chuẩn
Tình hình xử lý nước thải sinh hoạt trong những năm gần đây đã có nhiều những
chuyển biến, thay đổi theo hướng tích cực, góp phần hạn chế sự gia tăng ô nhiễm môi
trường, đặc biệt là môi trường nước. Tuy nhiên, tỷ lệ lượng nước thải sinh hoạt được
xử lý vẫn còn ở mức thấp và hiệu quả xử lý chưa cao. Bên cạnh đó, việc đầu tư về cơ
sở hạ tầng phục vụ việc xử lý loại nước thải này vẫn còn hạn chế so với yêu cầu thực
tế. Theo số liệu thống kê năm 2015, có 42/787 đô thị trên cả nước là có hệ thống xử

lý nước thải sinh hoạt tiêu chuẩn quy định. Tỷ lệ lượng nước thải được xử lý ở các
đô thị lớn cao hơn các đô thị vừa và nhỏ nhưng vẫn ở mức thấp, hiệu quả xử lý chưa
cao. Theo số liệu của báo cáo môi trường quốc gia 2016, tổng lượng nước thải sinh
hoạt nội thành Hà Nội cần xử lý khoảng 900.000 m³/ngày đêm. Tuy nhiên, tổng lượng


7

nước thải được xử lý năm 2015 là 185.600 m³/ngày đêm. Như vậy, mới có khoảng
20,62 % tổng lượng nước thải sinh hoạt của thành phố được xử lý, còn lại không được
xử lý và đổ thẳng ra môi trường. Bên cạnh đó, tại TP.Hồ Chí Minh lượng nước thải
sinh hoạt đô thị khoảng 2,75 triệu m³/ngày đêm, trong đó khoảng 13% lượng nước
thải này đã được xử lý [1].
b) Nước thải công nghiệp
Đặc trưng của nước thải công nghiệp là có chứa các hóa chất độc hại (kim loại
nặng Pb, Hg, Cd, Cr,...), các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học (phenol, chất hoạt
động bề mặt...), chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học từ các cơ sở sản xuất công nghiệp
thực phẩm. Nhìn chung, đặc điểm, tính chất của nước thải công nghiệp phụ thuộc vào
đặc thù của từng ngành sản xuất, loại hình công nghệ sử dụng, tính hiện đại của công
nghệ và trình độ quản lý cơ sở và ý thức của người vận hành, sử dụng. Nước thải của
các xí nghiệp chế biến thực phẩm như đường sữa, thịt, tôm, cá, nước ngọt, bia... có
chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy. Nước thải của xí nghiệp thuộc da ngoài chất
hữu cơ còn có kim loại nặng, sunfua. Nước thải của cơ sở sản xuất acquy có nồng độ
axit và chì cao. Bên cạnh đó, nhiều nước thải công nghiệp như dệt may, sơn mài còn
có chứa các chất nhuộm màu ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường nước và các loài
thủy sinh.
Thời gian qua, quá trình hội nhập Quốc tế, thu hút đầu tư nhằm mục tiêu phát
triển kinh tế xã hội đất nước, nền công nghiệp nước ta đã có những bước chuyển
mạnh mẽ, tích cực. Biểu hiện qua việc hình thành nhiều các trung tâm công nghiệp,
khu kinh tế phân bố chủ yếu ở vùng đồng bằng sông Hồng và đông nam bộ. Điều này,

đã làm lượng nước thải công nghiệp phát sinh ngày càng lớn, gia tăng sức ép không
nhỏ đối với môi trường.
Mặt khác, vẫn còn tình trạng nhiều khu công nghiệp, cụm công nghiệp, nhiều
nhà máy lớn xả nước thải chưa qua xử lý trực tiếp ra môi trường xung quanh, đặc biệt
là hệ thống sông, hồ, vùng biển đã gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng. Số lượng
khu công nghiệp có hệ thống xử lý nước thải ở Việt Nam vẫn đang ở mức trung bình (50
– 60%), hơn nữa hơn 50% trong số đó vẫn chưa hoạt động có hiệu quả.


8

Cụ thể, phải kể đến vụ việc sự cố môi trường biển năm 2016 tại các tỉnh miền
trung do việc xả thải của Công ty trách nhiệm hữu hạn Hưng Nghiệp Formosa Hà
Tĩnh, đã gây ra những hậu quả rất nghiêm trọng đối với hệ sinh thái môi trường
biển, gây ra hiện tượng hải sản chết bất thường tại vùng biển kéo dài hơn 200 km
từ Hà Tĩnh đến Thừa Thiên Huế. Sự cố môi trường này không chỉ ảnh hưởng đến
hoạt động sản xuất, khai thác thủy hải sản, đời sống sinh hoạt của khoảng 263.000
người lao động mà còn tác động xấu đến sự phát triển của các ngành sản xuất khác,
làm thiệt hại 0,3 % GDP cả nước.
c) Nước thải của hoạt động khai thác khoáng sản.
Ô nhiễm do khai thác khoáng sản cũng là một nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm
môi trường nói chung, ô nhiễm nguồn nước mặt nói riêng, đặc biệt là ở các địa phương
có tiềm năng khoáng sản lớn như Quảng Ninh, Thái Nguyên, Lào Cai. Việt Nam được
coi là một trong những quốc gia có nguồn tài nguyên khoáng sản cực kỳ phong phú
và dồi dào với những mỏ than đá, đất hiếm, vàng bạc, dầu khí... nên việc khai thác
với quy mô lớn phục vụ phát triển đất nước là điều tất yếu. Tuy nhiên, tình trạng khai
thác khoáng sản chưa bền vững, không khoa học và những hạn chế, bất cập trong
quản lý tài nguyên đang dẫn tới sự cạn kiệt, hủy hoại môi trường, làm mất cân bằng
hệ sinh thái diễn ra khá phổ biến, đặc biệt là tình trạng khai thác lậu, khai thác khoáng
sản trái phép ở một số địa phương.

Hiện nay, ngành khai khoáng ở nước ta đang áp dụng hai phương pháp chính là
khai thác lộ thiên và khai thác hầm lò. Trình độ công nghệ khai thác, nhất là khai thác
hầm lò của nước ta còn chậm hơn so với các nước phát triển hàng chục năm. Thiết bị
sử dụng ở các mỏ lộ thiên của các doanh nghiệp nước ta thường là máy khoan, máy
xúc, ô tô vận tải thông thường, chỉ có một số mỏ có thêm băng tải, máy ủi và phương
tiện chuyên dụng. Ở các mỏ khai thác hầm lò phức tạp hơn nhưng chủ yếu làm thủ
công, một vài mỏ được vận tải bằng tàu điện và trục tải công nghệ mới. Tuy nhiên,
vẫn còn xảy ra hiện tượng sập hầm khai thác, gây thiệt hại về người và tài sản.Khai
khoáng tác động mạnh mẽ đến môi trường, làm thay đổi cảnh quan, gây suy giảm


9

diện tích lớp phủ, ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm và đất đai quanh mỏ. Sau quá
trình khai thác mỏ thường để lại các dạng địa hình có tiềm năng gây sạt lở cao, ảnh
hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống người dân. Đất đá, bùn thải trong khai thác
khoáng sản là nguyên nhân phát thải bụi từ các mỏ, gây suy giảm môi trường không
khí do nhiễm bụi ở các khu dân cư ở trong vùng khai thác. Trên các mỏ than thường
có mặt với hàm lượng cao các nguyên tố Sc, Ti, Mn... Các khoáng vật sulphua có
trong than còn chứa Zn, Cd, Hg... làm cho bụi mỏ trở nên độc hại với sức khỏe con
người.
Để sản xuất 1 tấn than cần bóc đi từ 8 – 10 m3 đất phủ và thải ra từ 1 – 3 m3
nước thải mỏ. Trong quá trình khai thác, nước thải mỏ than được hình thành từ ba
nguồn chính: nước bơm từ các cửa lò của mỏ hầm lò, từ các moong của mỏ lộ thiên
và nước thải từ các nhà máy sàng tuyển các bãi thải, kho than. Nước thải hầm lò mỏ
than có số lượng lớn và có nồng độ các chất ô nhiễm cao hơn nhiều so với các loại
nước thải khác về hàm lượng kim loại nặng độc hại như Fe, Cd, Pb, Hg, As... Ngoài
ra, nước thải mỏ than có tính axit, chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng và các chất ô
nhiễm khác khá cao. Nước thải mỏ than ảnh hưởng tiêu cực tới nguồn nước mặt do
hiện tượng bồi lắng lòng sông, suối; làm thay đổi dòng chảy, hạn chế khả năng thoát

nước, gây ngập lụt các vùng lân cận. Mặt khác, loại nước thải này còn làm mất nguồn
sinh vật thủy sinh, hệ sinh thái dưới nước và ô nhiễm chất lượng nước ảnh hưởng
nghiêm trọng đến nguồn nước để phục vụ sinh hoạt, sản xuất và du lịch.
d) Nước thải nông nghiệp
Bên cạnh các nguồn nước thải trên, nước thải nông nghiệp cũng là một trong
những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước mặt. Nước thải từ hoạt động nông
nghiệp có chứa hóa chất bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu là những thành phần hết sức
độc hại cho môi trường và sức khỏe con người. Thành phần chính có trong nước thải
nông nghiệp là nitơ, phốt pho, một số kim loại nặng, chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ,
một số vi sinh vật gây bệnh… Đặc biệt, ở các khu vực sản xuất nông nghiệp, người
dân thường sử dụng trực tiếp nước sông, hồ làm nước sinh hoạt hay nuôi trồng thủy


10

sản. Nước thải từ hoạt động canh tác nông nghiệp được xem là nguồn thải phân tán
và hầu như không thể kiểm soát được trong quá trình canh tác.
Hoạt động sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy hải sản sử dụng phân bón
không đúng quy trình, sử dụng quá nhiều hóa chất bảo vệ thực vật, hóa chất trong
chăn nuôi đã và đang là nguồn gây ô nhiễm môi trường nước tại các lưu vực sông.
Nguyên nhân là phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật tồn dư trong đất do sử dụng
quá liều lượng bị rửa trôi theo các dòng chảy mặt và đổ vào các con sông. Theo số
liệu thống kê, nhu cầu sử dụng phân bón cho các hoạt động sản xuất nông nghiệp của
khu vực phía bắc chiếm khoảng 30%-40% tổng nhu cầu toàn quốc. Lượng phân bón
và hóa chất nêu trên là nguồn gây ô nhiễm đáng kể cho các con sông trong mùa mưa,
khi các chất ô nhiễm bị rửa trôi sau các cơn mưa lũ.
Tại những khu vực nuôi trồng thủy sản, nguồn gây ô nhiễm chính là bùn thải
lắng đọng trong đầm ao nuôi thủy sản thải ra hàng năm trong quá trình vệ sinh và nạo
vét đáy đầm. Ngoài ra, thành phần thức ăn nuôi trồng thuỷ sản chỉ có 17% trọng lượng
khô của thức ăn được chuyển thành sinh khối, phần còn lại được thải ra môi trường

dưới dạng phân và chất hữu cơ dư thừa thối rữa. Đây được coi là nguồn tiềm ẩn gây
ô nhiễm môi trường và dịch bệnh thủy sản phát sinh trong môi trường nước.
e) Nước thải y tế
Nước thải y tế được xem là nguồn thải độc hại nếu không được xử lý trước khi
thải ra môi trường. Nước thải y tế là tất cả các loại nước thải phát sinh từ các cơ sở
khám, chữa bệnh như bệnh viện, phòng khám tư nhân, phòng phẫu thuật, phòng xét
nghiệm, khu bệnh nhân truyền nhiễm, khu điều trị ung thư bằng hóa chất. Thành phần
nước thải y tế chứa nhiều hóa chất độc hại, dư lượng dược phẩm, các chất gây độc tế
bào và chứa nhiều vi trùng, vi khuẩn lây lan bệnh truyền nhiễm. Hiện nay, hầu hết
các bệnh viện do Bộ Y tế quản lý đã được đầu tư hệ thống xử lý nước thải tập trung.
Tuy nhiên, tại các bệnh viện thuộc Sở Y tế địa phương quản lý hay các cơ sở khám
chữa bệnh tư nhân nằm rải rác, phân tán phần lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải
hoặc có nhưng hoạt động không hiệu quả.
Quản lý nước thải và dịch thải lỏng phát sinh tại các bệnh viện là một vấn đề
được ưu tiên hàng đầu trong kiếm soát dịch bệnh và an toàn vệ sinh nghề nghiệp. Tuy


11

vậy, thực hành quản lý dịch thải và nước thải bệnh viện tại Việt Nam chưa có các
hướng dẫn chi tiết, tập huấn, thực hành để phân tách và xử lý các dòng thải lỏng nguy
hại ngay tại nguồn phát sinh. Theo ước tính của WHO, bệnh viện có quy mô nhỏ và
trung bình phát sinh nước thải y tế khoảng 200-500 lít/người/ngày và bệnh viện quy
mô lớn phát sinh khoảng 400-700 lít/người/ngày. Theo số liệu thống kê, tổng lượng
nước thải y tế cần xử lý năm 2015 là khoảng 125.000 m³/ngày đêm [1]. Hệ thống xử
lý nước thải y tế đã được đầu tư nhưng không đảm bảo vận hành ổn định do hạ tầng
nhanh xuống cấp, thiếu kinh phí duy trì bảo dưỡng cũng là một trong những hạn chế
của vấn đề này, dẫn đến chất lượng nước thải y tế đầu ra chưa đạt yêu cầu.
1.1.3 Các thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước
Tùy theo từng loại nước sử dụng với mục đích khác nhau, sẽ có một số tiêu

chuẩn tương ứng với mục đích sử dụng. Một số chỉ tiêu cơ bản được dùng phổ biến
trong quan trắc môi trường nước mặt là:
1) Độ pH: Đây là chỉ tiêu quan trọng để kiểm tra chất lượng nước cấp và nước
thải. Dựa vào giá trị pH ta sẽ quyết định phương pháp xử lý và điều chỉnh lượng và
loại hoá chất thích hợp trong quá trình xử lý.
2) Độ axit và độ kiềm: Độ axit trong nước tự nhiên là do CO2 hoặc các axit vô
cơ gây ra. Độ axit ảnh hưởng đến chất lượng nước và làm ăn mòn thiết bị. Độ kiềm
cao trong nước sẽ làm ảnh hưởng đến sự sống các sinh vật trong nước và gây nên độ
cứng trong nước. Chỉ tiêu này cần thiết cho quá trình làm mềm nước.
3) Độ đục: Do các chất rắn lơ lửng, các chất hữu cơ phân rã hoặc do động thực
vật thủy sinh gây nên. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng do vậy ảnh hưởng
đến quá trình quang hợp dưới nước. Độ đục càng lớn, môi trường nước bị nhiễm bẩn
càng cao và cần phải có biện pháp xử lý.
4) Độ cứng của nước: Biểu thị hàm lượng muối canxi và magie trong nước. Độ
cứng trong nước sẽ cho biết tình trạng chất lượng nước, cũng như tình trạng phát triển
của các loài thủy sinh trong nước.
5) Hàm lượng oxy hoà tan: Oxy hoà tan trong nước tham gia vào quá trình trao
đổi chất, duy trì năng lượng cho quá trình phát triển, sinh sản và tái sản xuất cho các
loài sinh vật dưới nước. Hàm lượng oxy hòa tan (DO) cho ta biết hiện trạng chất
lượng nước. Oxy hoà tan thấp, nước có nhiều chất hữu cơ, nhu cầu oxy hoá tăng nên


12

tiêu thụ nhiều oxy trong nước. Oxy hoà tan cao, nước nhiều rong tảo tham gia quang
hợp giải phóng oxy.
6) Nhu cầu oxy sinh hóa: Đây là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật tiêu thụ trong
cả quá trình oxy hoá các chất hữu cơ trong nước, nhất là nước thải sinh hoạt. Chỉ số
BOD là thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước. Chỉ số này càng
cao cho thấy nước bị ô nhiễm càng nhiều.

7) Nhu cầu oxy hoá học: Đây là thông số cần thiết để đánh giá chất lượng
nguồn nước. Thông thường COD được sử dụng nhiều hơn BOD, do khi phân tích chỉ
số BOD đòi hỏi thời gian lâu hơn (5 ngày ở nhiệt độ 200 độ C).
8) Hàm lượng Photpho: Trong nước thường tồn tại ở dạng polyphotphat và
photpho hữu cơ. Đây là một trong những nguồn dinh dưỡng chủ yếu cho các thực vật
dưới nước. Tuy nhiên nếu hàm lượng quá cao sẽ gây phú dưỡng hoá trong ao, hồ.
9) Hàm lượng Sunphat: Chỉ tiêu hàm lượng này sẽ ảnh hưởng đến việc hình
thành H2S trong nước gây mùi hôi khó chịu, gây nhiễm độc cho sinh vật thủy sinh
nhất là trong nuôi trồng thủy sản. Dễ gây hiện tượng ăn mòn kim loại đối với các thiết
bị dưới nước.
10) Hàm lượng Nitơ: Đây là nguồn dinh dưỡng cho các thực vật thủy sinh.
Amonia xuất hiện như một sản phẩm do sự biến dưỡng của động vật trong nước cũng
như từ sự phân hủy các chất hữu cơ với sự góp mặt của vi khuẩn. Trong môi trường nước
ammonia tồn tại dưới hai dạng: dạng khí hoà tan NH3 và dạng ion hoá NH4+ .
11) Hàm lượng kim loại nặng: Chỉ tiêu thường có trong nước thải công nghiệp
hoặc đô thị. Thành phần chủ yếu là chì, đồng, kẽm, thủy ngân, asen...
12) Hàm lượng chất dầu mỡ: Có thể là chất béo, acid hữu cơ, chúng gây khó
khăn trong quá trình vận chuyển nước, ngăn cản oxy hoà tan.
13) Các chất vi sinh vật. Vi khuẩn E-coli là vi khuẩn đặc trưng cho mức độ
nhiễm trùng của nước ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt. Ngoài ra các loài
rong, tảo làm nước có màu xanh. Các loài này chết đi sẽ làm tăng chất hữu cơ, chất
hữu cơ phân hũy sẽ tiêu thụ oxy và làm thiếu oxy trong nước.
14) Chất rắn lơ lửng: Chất rắn lơ lửng nói riêng và tổng chất rắn nói chung có
ảnh hưởng đến chất lượng nước trên nhiều phương diện. Hàm lượng chất rắn hoà tan
trong nước thấp làm hạn chế sự sinh trưởng hoặc ngăn cản sự sống của thuỷ sinh.


13

Hàm lượng chất rắn hoà tan trong nước cao thường có vị. Hàm lượng chất rắn lơ lửng

trong nước cao gây làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước, do vậy ảnh hưởng
đến quá trình quang hợp dưới nước, gây cạn kiệt tầng ôxy trong nước nên ảnh hưởng
đến đời sống thuỷ sinh như cá, tôm. Phân biệt các chất rắn lơ lửng của nước để kiểm
soát các hoạt động sinh học, đánh giá quá trình xử lý vật lý nước thải, đánh giá sự
phù hợp của nước thải với tiêu chuẩn giới hạn cho phép.
15) Coliform: Coliform là một chỉ tiêu thông dụng dùng để đánh giá mức độ
an toàn vệ sinh trong nước. Bởi vì sự hiện diện của chúng trong mẫu chỉ thị khả năng
có sự hiện diện của các vi sinh vật gây bệnh.
1.2 Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
1.2.1. Khái niệm
Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) là một nhánh
của công nghệ thông tin được hình thành từ những năm 1960 và được phát triển rộng
rãi trong những năm gần đây. Hệ thống thông tin địa lý được hình thành dựa trên nền
tảng “hệ thống địa lý” trước đó trong lịch sử được sử dụng sớm nhất vào năm 1854
bởi một người Anh tên là John Snow. Ông đã mô tả sự lây lan của bệnh dịch tả ở
Luân Đôn bằng cách đánh dấu các điểm dịch lên bản đồ và cách làm này đã mang lại
hiệu quả trong việc xác định hướng lây lan của dịch bệnh và kịp thời ngăn chặn. Cùng
thời điểm hình thành và phát triển GIS, năm 1964, Howard T Fisher, Hoa Kỳ thành
lập phòng thí nghiệm đồ họa máy tính và phân tích không gian tại trường kiến trúc,
Đại học Harvard. Chính tại phòng thí nghiệm này, một số khái niệm lý thuyết quan
trọng về vận dụng dữ liệu không gian được phát triển. Hệ thống thông tin địa lý được
sử dụng để lưu trữ, phân tích và quản lý dữ liệu được thu thập của Cục điều tra đất
đai (Canada Land Inventory, CLI).
GIS là hệ thống chuyên làm việc với dữ liệu địa lý. Cho đến nay, nhiều định
nghĩa về GIS theo cấu trúc và chức năng của GIS đã và đang được sử dụng. Tuy
nhiên, cách định nghĩa theo chức năng đang được sử dụng phổ biến hơn. Theo chức
năng, GIS là một hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, truy vấn, tích hợp, thao tác, phân
tích và hiển thị dữ liệu không gian. Thực chất, GIS chính là một chương trình máy

14

tính hỗ trợ việc thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu bản đồ. Điểm khác biệt
cơ bản của GIS với các hệ thống thông tin khác là GIS được thiết kế để làm việc với
các dữ liệu trong một hệ toạ độ quy chiếu. Điểm giống với các hệ thống thông tin
khác là GIS cũng bao gồm một hệ cơ sở dữ liệu và các phương pháp để thao tác với
dữ liệu đó.
1.2.2 Chức năng
GIS đóng vai trò như một công cụ hỗ trợ cho nghiên cứu và phân tích các hiện
tượng tự nhiên hoặc các vấn đề kinh tế - xã hội thông qua hỗ trợ nhập dữ liệu, phân
tích dữ liệu và trình bày dữ liệu về các hiện tượng hay vấn đề nghiên cứu. Ví dụ, trong
ngành quản lý tài nguyên môi trường rất nhiều vấn đề nghiên cứu được thực hiện dưới
sự hỗ trợ của GIS như đánh giá đất, quy hoạch sử dụng đất, nghiên cứu nghiên cứu về
xói mòn đất, nghiên cứu xây dựng bản đồ đánh giá chất lượng nước, dự báo ngập lụt...
GIS có những chức năng cơ bản như sau:
(1) Thu thập dữ liệu: Cho phép nhập dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau như từ
bản đồ giấy, số liệu bảng tọa độ, dữ liệu ảnh vệ tinh, dữ liệu từ hệ thống định vị toàn
cầu (GPS). Hơn nữa, các dữ liệu được lưu trữ theo một định dạng dữ liệu từ một phần
mềm có thể nhập vào các hệ phần mềm khác. Ví dụ, phần mềm ArcGIS cho phép
nhập dữ liệu từ các phần mềm Mapinfo, MicroStation, IDRISI.
(2) Lưu trữ dữ liệu: Lưu dữ liệu cả dạng cấu trúc dữ liệu Vector và cấu trúc dữ
liệu Raster. Khả năng lưu trữ dữ liệu của các hệ GIS cho phép xây dựng các ngân
hàng dữ liệu không gian phục vụ công tác quản lý tài nguyên và môi trường. Cơ sở
dữ liệu lớp phủ thực vật, cơ sở dữ liệu bản đồ đất, cơ sở dữ liệu địa chính là những ví
dụ hữu ích về khả năng của GIS trong lưu trữ dữ liệu phục vụ quản lý.
(3) Truy vấn dữ liệu: Tích hợp cả hệ quản trị cơ sở dữ liệu bên trong dựa trên
mô hình dữ liệu quan hệ như phần mềm ArcGIS, IDRISI để giúp tổ chức thông tin
của một hệ GIS. Dữ liệu được tổ chức theo mô hình dữ liệu quan hệ này cho phép
truy vấn thông tin của các đối tượng riêng biệt cũng như theo các điều kiện nào đó
theo giá trị thuộc tính.