Ứng dụng công nghệ gis xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ công tác quản lý môi trường huyện bình sơn tỉnh quảng ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA ĐỊA LÝ


LÊ THỊ HẠNH

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
PHỤC VỤ CƠNG TÁC QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG
HUYỆN BÌNH SƠN – TỈNH QUẢNG NGÃI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CỬ NHÂN ĐỊA LÝ

Đà Nẵng – Năm 2014


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA ĐỊA LÝ


LÊ THỊ HẠNH

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
PHỤC VỤ CƠNG TÁC QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG
HUYỆN BÌNH SƠN – TỈNH QUẢNG NGÃI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CỬ NHÂN ĐỊA LÝ

Người hướng dẫn khoa học
ThS. Nguyễn Thị Diệu

Đà Nẵng – Năm 2014


PMỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU.................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài................................................................................................. 1
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................ 1
2.1. Mục tiêu ........................................................................................................................... 1
2.2. Nhiệm vụ.......................................................................................................................... 1
3. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................................... 2
3.1. Phạm vi không gian ...................................................................................................... 2
3.2. Nội dung nghiên cứu..................................................................................................... 2
4. Lịch sử nghiên cứu vấn đề ............................................................................................. 2
5. Quan điểm nghiên cứu .................................................................................................... 3
5.1. Quan điểm hệ thống ...................................................................................................... 3
5.2. Quan điểm tổng hợp ...................................................................................................... 3
5.3. Quan điểm lịch sử - viễn cảnh ..................................................................................... 3
6. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................... 4
6.1. Phương pháp thu thập dữ liệu .................................................................................... 4
6.2. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................................... 4
6.3. Phương pháp khảo sát thực địa .................................................................................. 4
6.4. Phương pháp bản đồ ..................................................................................................... 4
6.5. Phương pháp chuyên gia ............................................................................................. 4
7. Cấu trúc đề tài .................................................................................................................. 4
PHẦN NỘI DUNG ............................................................................................................... 5
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN........................................................................................ 5
1.1. TỔNG QUAN VỀ GIS................................................................................................. 5

1.1.1. Định nghĩa về GIS ..................................................................................................... 5
1.1.2. Các thành phần của GIS .......................................................................................... 6
1.1.3. Các chức năng cơ bản của GIS............................................................................... 9
1.1.4. Các lĩnh vực ứng dụng của GIS........................................................................... 10
1.3. KHÁI QUÁT CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS TRONG NGHIÊN CỨU PHỤC VỤ
QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG ............................................................................................. 13
1.3.1. Khái niệm quản lý môi trường ............................................................................ 13
1.3.2. Khái niệm thông tin môi trường ......................................................................... 14
1.3.3. Khái niệm cơ sở dữ liệu môi trường .................................................................. 14
1.3.4. Thông tin môi trường đối với những người ra quyết định............................ 17
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HUYỆN BÌNH SƠN, TỈNH QUẢNG NGÃI.......... 18


2.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÍ, ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
CỦA HUYỆN BÌNH SƠN ............................................................................................... 18
2.1.1. Vị trí địa lí ................................................................................................................ 18
2.1.2. Địa hình ..................................................................................................................... 18
2.1.3. Khí hậu ...................................................................................................................... 19
2.1.4. Thủy văn ................................................................................................................... 20
2.1.5. Tài nguyên đất ......................................................................................................... 21
2.1.6. Tài nguyên khoáng sản .......................................................................................... 22
2.1.7. Tài nguyên du l ịch ................................................................................................. 23
2.2. ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI ........................................................................... 23
2.2.1. Dân số........................................................................................................................ 23
2.2.2. Kinh tế....................................................................................................................... 24
2.2.3. Thực trạng phát triển giao thông vận tải trên địa bàn huyện Bình Sơn .... 25
2.3. HIỆN TRẠNG MƠI TRƯỜNG Ở HUYỆN BÌNH SƠN .................................. 26
2.3.1. Chất lượng khơng khí ............................................................................................ 26
2.3.2. Chất lượngnước....................................................................................................... 30
2.3.3. Chất lượng đất......................................................................................................... 35

2.4. THỰC TRẠNG CƠNG TÁC BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG Ở HUYỆN BÌNH
SƠN ....................................................................................................................................... 36
2.4.1. Về tình hình thu gom và xử lý chất thải rắn..................................................... 36
2.4.2. Tình hình thu gom và xử lý nước thải ............................................................... 37
2.4.3. Tình hình kiểm sốt và xử lý khí thải ................................................................ 37
2.4.4. Cơng tác tun truyền, phổ biến, giáo dục pháp luật về bảo vệ môi trường,
tăng cường công tác thanh tra, ki ểm tra ...................................................................... 37
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG HUYỆN BÌNH SƠN ......... 38
3.1. QUY TRÌNH ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ
LIỆU PHỤC VỤ QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG ............................................................. 38
3.1.1. Quy trình .................................................................................................................. 38
3.1.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ quản lý mơi trường huyện Bình Sơn
............................................................................................................................................... 39
3.2. KHẢ NĂNG KHAI THÁC DỮ LIỆU PHỤC VỤ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
............................................................................................................................................... 56
3.2.1. Khả năng giúp đưa ra các bi ện pháp cải tạo mơi trường.............................. 56
3.2.2. Khả năng giúp đưa ra các chính sách kinh tế - xã hội phù hợp với địa
phương.................................................................................................................................. 57


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................................... 58
1. Kết luận ........................................................................................................................... 58
2. Kiến nghị ......................................................................................................................... 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 60
PHỤ LỤC


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian thực tập, nghiên cứu, thu thập số liệu và hồn thành khóa

luận tốt nghiệp, em đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của nhiều cơ quan,
đồn thể, cá nhân.
Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ tận tình của lãnh đạo
nhà trường ĐHSP - ĐHĐN; quý thầy cơ giáo khoa Địa lí và các thầy cơ giáo đã giảng
dạy trong suốt thời gian học tập. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn sâu sắc của đến
cô giáo Thạc sỹ Nguyễn Thị Diệu đã trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ em trong
suốt thời gian nghiên cứu, hồn thành khóa luận tố nghiệp. Đồng thời, em xin gửi lời
cảm ơn đến lãnh đạo, tập thể cán bộ và chun viên phịng Tài ngun Mơi trường
huyện Bình Sơn và Trung tâm Trắc địa - Quan trắc Môi trường tỉnh Quảng Ngãi, đã
tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong việc thu thập thông tin nghiên cứu và trau dồi
kiến thức thực tiễn để hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp.
Cuối cùng, em xin được gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên luôn động viên, tạo
mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệpnày.
Trong q trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, do có nhiều hạn chế về thời gian,
kinh nghiệm nên khóa luận tốt nghiệp này khơng tránh khỏi sai sót. Rất mong sự góp ý
của các thầy, cơ giáo giảng dạy để bài khóa luận tốt nghiệp được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn.
Quảng Ngãi, ngày 17 tháng 05 năm 2014
Sinh viên

Lê Thị Hạnh


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BTNMT: Bộ Tài nguyên Môi trường
CSDL: Cơ sở dữ liệu
GIS: Geographic Information System (Hệ thống thơng tin địa lí)
QCVN: Qui chuẩn Việt Nam
UBND: Ủy Ban Nhân Dân

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu bảng

Tên bảng

Trang

1.1.

Các lớp dữ liệu thông tin môi trường nền

14

1.2.

Các lớp dữ liệu thông tin về hoạt động quan trắc

15

2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
3.1
3.2

Diện tích, dân số và mật độ dân số theo xã của
huyện Bình Sơn năm 2012
Kết quả quan trắc chất lượng nước mặt năm
2013
Kết quả quan trắc chất lượng nước ngầm năm
2013
Kết quả quan trắc chất lượng nước biển ven bờ
năm 2013
Kết quả quan trắc chất lượng nước thải bệnh
viện năm 2013
Kết quả quan trắc chất lượng nước thải công
nghiệp năm 2013
Kết quả quan trắc chất lượng nước thải chế biến
thủy sản năm 2013
Kết quả quan trắc chất lượng đất năm 2013
Cấu trúc bảng thuộc tính lớp ranh giới huyện
Bình Sơn
Cấu trúc dữ liệu thuộc tính lớp ranh giới xã, thị
trấn

22
28
30
32
33
34
35
36
39

39

3.3

Cấu trúc dữ liệu thuộc tính lớp sơng ngịi

41

3.4

Cấu trúc dữ liệu thuộc tính lớp địa hình

41

3.5

Cấu trúc dữ liệu thuộc tính lớp địa chất

42

3.6

Cấu trúc dữ liệu thuộc tính lớp khống sản

43

3.7
3.8

Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của lớp quan trắc

chất lượng khơng khí
Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của lớp quan trắc
chất lượng nước mặt

45
46

3.9

Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của lớp quan trắc
chất lượng nước ngầm

47

3.10

Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của lớp quan trắc

48


nước thải cơng nghiệp
3.11
3.12
3.13
3.14

Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của lớp quan trắc
nước biển ven bờ
3.12 Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của lớp quan

trắc chất lượng đất
Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của lớp nhà máy, xí
nghiệp
Cấu trúc dữ liệu thuộc tính lớp giao thơng

49
51
54
54


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Số hiệu

Tên hình vẽ

hình vẽ

Trang

1.1.

Hệ thống thơng tin địa lí

5

1.2.

Các thành phần GIS

6

1.3

Phần mềm của GIS

7

1.4

Các nhóm chức năng trong GIS

8

2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
3.1

Biểu đồ độ ồn tại các điểm quan trắc chất lượng khơng khí
trên địa bàn huyện Bình Sơn năm 2013
Biểu đồ hàm lượng CO tại các điểm quan trắc năm 2013
Biểu đồ hàm lượng SO2 tại các điểm quan trắc chất lượng
khơng khí Bình Sơn năm 2013
Biểu đồ hàm lượng NO2 tại các điểm quan trắc chất lượng
khơng khí trên địa bàn huyện Bình Sơn năm 2013
Biểu đồ hàm lượng bụi khơng khí tại huyện Bình Sơn năm
2013

Quy trình ứng dụng cơng nghệ GIS xây dựng cơ sở dữ liệu
phục vụ quản lý môi trường

25
26
26
27
27
39

3.2

Dữ liệu thuộc tính lớp huyện Bình Sơn

40

3.3

Dữ liệu thuộc tính lớp xã, thị trấn

41

3.4

Dữ liệu thuộc tính lớp sơng ngịi

42

3.5

Lớp dữ liệu địa chất, khống sản huyện Bình Sơn

42

3.6

Dữ liệu thuộc tính lớp địa chất

43

3.7

Dữ liệu thuộc tính lớp khống sản

46

3.8

Dữ liệu thuộc tính lớp quan trắc chất lượng nước mặt

47

3.9

Dữ liệu thuộc tính lớp quan trắc chất lượng nước ngầm

48

3.10

Dữ liệu thuộc tính lớp quan trắc chất lượng nước biển ven bờ

49

3.11
3.12
3.13
3.14

Dữ liệu thuộc tính lớp quan trắc chất lượng nước thải cơng
nghiệp
Dữ liệu thuộc tính lớp quan trắc chất lượng nước thải bệnh
viện
Dữ liệu thuộc tính lớp quan trắc chất lượng nước thải thủy
sản
Dữ liệu thuộc tính lớp quan trắc chất lượng đất

50
52
53


3.15

Dữ liệu thuộc tính lớp nhà máy, xí nghiệp

54

3.16

Dữ liệu thuộc tính lớp giao thơng

55


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Sự phát triển của khoa học công nghệ, đặc biệt là ngành công nghệ thông tin trong
hai mặt: thiết bị phần cứng và các chương trình phần mềm đã mở ra nhiều triển vọng
lớn cho việc xử lý các số liệu trong nhiều ngành khác nhau. Đối với những ngành mà
khối lượng dữ liệu cần quản lý lớn, việc ứng dụng các thành tựu công nghệ thông tin
trở thành vấn đề cấp thiết. Việc ra đời và phát triển nhanh chóng của khoa học bản đồ
mà đỉnh cao là hệ thống thông tin địa lí (GIS) đã giúp cập nhật, phân tích, tổng hợp,
quản lý, truy vấn thông tin dễ dàng, nhanh chóng.
Trên thế giới ngày càng sử dụng GIS phục vụ cho công việc quan trắc và quản lý
chất lượng môi trường. Trong quản lý mơi trường, GIS đóng vai trị vô cùng quan
trọng và trên thực tế đã chứng minh có rất nhiều nghiên cứu, dựán xây dựng cơ sở dữ
liệu thông tin địa lý để hỡ trợ cho công tác quản lý môi trường.
Trong những năm gần đây, vấn đề ô nhiễm môi trường trở thành mối quan tâm
lớn, đặc biệt ở những nơi có hoạt động sản xuất cơng nghiệp. Huyện Bình Sơn, tỉnh
Quảng Ngãi từ khi phát triển khu kinh tế Dung Quất với nhiều ngành công nghiệp đã
làm diện mạo của huyện thay đổi, kinh tế phát triển, đời sống nhân dân được nâng cao,
nhưng đồng thời sự phát triển ấy lại làm gia tăng các tác động xấu đến mơi trường. Vì
vậy, việc quản lý môi trường là vấn đề quan trọng cần được thực hiện trên địa bàn
huyện. Ở huyện Bình Sơn việc áp dụng GIS vào hệ thống quản lý môi trường chưa
được thực hiện, các cơ sở dữ liệu môi trường vẫn chưa được xây dựng hồn chỉnh nên
gây khó khăn trong việc quản lý.
Với những lý do trên, tôi chọn đề tài: “Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng cơ sở
dữ liệu phục vụ công tác quản lý môi trường huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi”.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

2.1. Mục tiêu
Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS về môi trường phục vụ cho công tác quản lý mơi
trường của huyện Bình Sơn.
2.2. Nhiệm vụ
Để thực hiện mục tiêu trên, đề tài cần thực hiện các nhiệm vụ chính sau:
- Tìm hiểu hiện trạng mơi trường trên địa bàn huyện Bình Sơn.
- Thu thập các tài liệu thống kê, các số liệu quan trắc của khu vực nghiên cứu.
- Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS môi trường của khu vực nghiên cứu.
- Thành lập một số bản đồ nền, bản đồ các trạm quan trắc môi trường.


3. Phạm vi nghiên cứu
3.1. Phạm vi không gian
Khu vực nghiên cứu nằm trong phạm vi huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi gồm 24
xã và 1 thị trấn. Tổng diện tích tự nhiên là 467,57 km2.
3.2. Nội dung nghiên cứu
- Xây dựng cơ sở dữ liệu về môi trường nền, các điểm quan trắc và cơ sở hạ tầng
của huyện Bình Sơn.
- Đối với chất lượng khơng khí, chất lượng nước (nước mặt, nước ngầm, nước thải
công nghiệp, nước biển ven bờ) và chất lượng đất chỉ lấy những thông số cơ bản.
4. Lịch sử nghiên cứu vấn đề
Trên thế giới, các ứng dụng GIS trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ môi trường liên
tục phát triển. Từ chương trình kiểm kê nguồn tài nguyên thiên nhiên của Canada
trong những năm 1960, đến các chương trình GIS cấp bang của Mỹ bắt đầu vào cuối
những năm 1970, đến mô hình hố quản lý các sự cố mơi trường hiện đang được phát
triển, công nghệ GIS đã cung cấp các phương tiện để quản lý và phân tích các yếu tố
ảnh hưởng đến môi trường ngày càng hữu hiệu hơn.
Xây dựng hệ thống thông tin hỗ trợ cho công tác quản lý lũ– đây là một dạng của
hệ thống thông tin mơi trường được tiến hành ở Hungary. Nó được tạo ra bằng cách
tích hợp một trạm mạng gồm khoảng 400 trạm tại các trung tâm của 17 cơ quan cho

việc xử lý các tình huống khẩn cấp về lũ ở cấp độ quốc gia và địa phương.
Trong hai thập kĩ qua, trạm sinh học hồ Flathead đã và đang quan trắc chất lượng
nước hồ Flathead và lưu vực của nó. Để quản lý dữ liệu trong chương trình quan trắc
này các chuyên gia đã phát triển một hệ thống quản lý thơng tin mơi trường từ năm
1992. Nó cung cấp một giải pháp quản lý dữ liệu tổng thể cho việc thu nhận, tính tốn
khơi phục và lưu trữ dữ liệu được phát sinh do việc phân tích các mẫu nước tại các
trạm.
Ở nước ta, ứng dụng GIS trong lĩnh vực quản lý môi trường được tiến hành nghiên
cứu và đưa vào sử dụng trong thực tiễn ngày càng nhiều.
Các nghiên cứu ứng dụng GIS trong quản lý môi trường trên thế giới và Việt Nam:
- Burrough, P.A, 1986. Các thành phần chính của Hệ thống thơng tin địa lí trong
đánh giá tài nguyên đất.
- Beata M.De Vlieghter và Morgan De Dapper, 1997. Nghiên cứu sự xâm nhập
của nước biển, sử dụng đất và sản xuất lúa gạo ở vùng đồng bằng duyên hải thuộc
châu thổ sông Mekong (Việt Nam), dựa trên thực địa, Viễn Thám và Hệ thống thơng
tin địa lí.


- Nguyễn Trần Cầu, 1996. Xây dựng cơ sở dữ liệu địa lí quản lý đất đai và mơi
trường cho các tỉnh miền núi Việt Nam.
- Nguyễn Đình Dương, Lê Thị Thu Hiền, Lê Kim Thoa, Nguyễn Hạnh Quyên.
Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ đánh giá môi trường chiến lược quy hoạch phát triển
thành phố Hạ Long và vùng lân cận.
- Trần Văn Ý, Nguyễn Quan Mỹ, Nguyễn Văn Nhưng. Sử dụng Hệ thống thơng
tin Địa lí xây dựng bản đồ xói mịn tiềm năng Việt Nam tỉ lệ 1 :1.000.000.
- Nguyễn Ngọc Thạch, Bùi Công Quế, Ngô Bích Trâm, Trịnh Hồi Thu. Áp
dụng Viễn Thám và Hệ thống thông tin địa lý để nghiên cứu quản lý tổng hợp Vịnh
Vân Phong, tỉnh Khánh Hòa.
- Trần Văn Điện. Tác động của q trình đơ thị hóa lên chất lượng nước Vịnh
Vân Phong : tiếp cận bằng Viễn Thám và Hệ thống thơng tin địa lí.

Đối với tỉnh Quảng Ngãi nói chung, huyện Bình Sơn nói riêng việc ứng dụng GIS
đã được tiến hành những năm gần đây trong lĩnh vực quản lý đất đai, còn việc ứng
dụng GIS xây dựng cơ sở dữ liệu quản lý môi trường vẫn chưa được nghiên cứu.
5. Quan điểm nghiên cứu
5.1. Quan điểm hệ thống
Quan điểm bắt nguồn từ tính hệ thống của đối tượng nghiên cứu. Đặc trưng của hệ
thống bao gồm nhiều yếu tố, nhiều thành phần và các thành phần này có quan hệ chặt
chẽ với nhau. Mơi trường là một hệ thống với nhiều thành phần, yếu tố, vì thế cần phải
đặt đối tượng trong một thể thống nhất để thấy được mối quan hệ của nó đối với các
đối tượng khác.
5.2. Quan điểm tổng hợp
Môi trường là một hệ thống bao gồm nhiều yếu tố cùng được xác định trong khơng
gian và có quan hệ với nhau, tác động qua lại lẫn nhau. Quan điểm này được vận dụng
sau khi đã phân tích từng yếu tố, từ đó tổng hợp lại thành một thể thống nhất trên lãnh
thổ nghiên cứu.
5.3. Quan điểm lịch sử - viễn cảnh
Xây dựng cơ sở dữ liệu quản lý môi trường không chỉ phục vụ cho công tác quản
lý hiện tại mà cịn trong tương lai. Bất kì một sự thay đổi nào của mơi trường cũng đều
có ngun nhân, nguồn gốc phát sinh và phát triển của vấn đề. Quan điểm này được
vận dụng để phân tích các số liệu trong khoảng thời gian nhất định giúp thấy được sự
thay đổi các thông số của môi trường.


6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp thu thập dữ liệu
Thu thập các tài liệu về điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội của huyện Bình Sơn.
Các số liệu về hiện trạng môi trường cũng như công tác quản lý môi trường của huyện.
Thu thập bản đồ nền : thu thập dữ liệu một số bản đồ nền (các lớp như lớp ranh
giới hành chính, lớp giao thơng, lớp sơng ngịi,…)
6.2. Phương pháp xử lý số liệu

Số liệu sau khi được thu thập sẽ được nhập vào máy tính và được xử lí bằng các
phần mềm như Excel (vẽ biểu đồ,…), GIS (nhập dữ liệu thuộc tính cho các đối tượng,
tiến hành truy vấn,…).
6.3. Phương pháp khảo sát thực địa
Trong quá trình nghiên cứu, tiến hành khảo sát thực địa để khảo sát, điều tra
nghiên cứu thực tế nhằm thu thập thơng tin chính xác hơn. Thực hiện thực địa bao
gồm các ghi chép và ảnh chụp thực địa về hiện trạng môi trường trên địa bàn nghiên
cứu.
6.4. Phương pháp bản đồ
Đây là phương pháp không thể thiếu trong quá trình tiến hành đề tài, phương pháp
này có mặt từ giai đoạn đầu đến giai đoạn kết thúc nghiên cứu, bản đồ dùng để tham
khảo trong đề tài này là: Bản đồ hành chính huyện Bình Sơn ; Bản đồ hệ thống sơng
ngịi…
6.5. Phương pháp chun gia
Để hoàn thành đề tài, tác giả sẽ tranh thủ lấy ý kiến chỉ đạo và góp ý của các
chuyên viên, cán bộ tại Phịng Tài ngun và Mơi trường huyện Bình Sơn. Các ý kiến
sẽ giúp đề tài thêm phong phú và chính xác.
7. Cấu trúc đề tài
Đề tài gồm có 3 phần:
Phần 1: MỞ ĐẦU
Phần 2: NỘI DUNG
Phần 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Trong phần nội dung có 3 chương
Chương 1: Cơ sở lý luận
Chương 2: Tổng quan huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi
Chương 3: Ứng dụng cơng nghệ GIS xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ công tác
quản lý mơi trường huyện Bình Sơn.


PHẦN NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.1. TỔNG QUAN VỀ GIS
1.1.1. Định nghĩa về GIS
GIS là chữ viết tắt của Geographic Information System –Hệ thống thơng tin địa lí.
Từ trước đến nay, có rất nhiều định nghĩa về GIS, sau đây là một vài định nghĩa GIS
hay được sử dụng:
 Định nghĩa của Trần Thế Thuận, Trần Công Yên (2000)
GIS là một tập hợp tổ chức của phần cứng máy tính, phần mềm, dữ liệu địa lí và
các thủ tục của người dùng nhằm giúp việc thu thập, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích
và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực để giải quyết các vấn đề tổng hợp
thông tin cho các mục đích của con người đặt ra.
 Định nghĩa của Viện Nghiên cứu Hệ thống Môi trường ESRI, Mỹ
GIS là công cụ trên cơ sở máy tính để lập bản đồ và phân tích những cái đang tồn
tại và các sự kiện xảy ra trên Trái Đất. Cơng nghệ GIS tích hợp các thao tác CSDL như
truy vấn và phân tích thống kê với lợi thế quan sát và phân tích thống kê bản đồ.

Hình 1.1 Hệ thống thơng tin địa lí
1.1.2. Các thành phần của GIS
Hệ GIS có năm thành phần chính (hình 1.2), bao gồm: con người, phần cứng, phần
mềm, dữ liệu và phương pháp.


(Nguồn:www.cookbook.hlurb.gov.ph)
Hình 1.2 Các thành phần GIS
a. Con người (people)
Yếu tố con người đóng vai trị quyết định đến tính hiệu quả và khả năng của hệ
thống GIS. Con người là chuyên viên tin học, các chuyên gia về các lĩnh vực khác
nhau, chuyên gia GIS, thao tác viên GIS, phát triển ứng dụng GIS.
Người sử dụng hệ thống (system user) là những người sử dụng GIS để giải quyết
các vấn đề không gian. Nhiệm vụ chủ yếu của họ là số hóa bản đồ, kiểm tra lỗi, soạn

thảo, phân tích các dữ liệu thô và đưa ra các giải pháp cuối cùng để truy vấn dữ liệu
địa lí.
Thao tác viên hệ thống(system operator) có trách nhiệm vận hành hệ thống hàng
ngày để người sử dụng hệ thống làm việc hiệu quả. Họ hiểu biết về cấu hình phần
cứng và phần mềm.


Nhà cung cấp GIS (GIS supplier) có trách nhiệm cung cấp phần mềm, cập nhật
phần mềm, phương pháp nâng cấp cho hệ thống.
Người phát triển ứng dụng (application developer) là người xây dựng các giao
diện người dùng, làm giảm khó khăn khi thực hiện các thao tác cụ thể trên các hệ GIS
chuyên nghiệp.
Chuyên viên phân tích hệ GIS (GIS system analysts) có trách nhiệm xác định mục
tiêu của hệ GIS trong cơ quan, hiệu chỉnh hệ thống, đề xuất kỹ thuật phân tích đúng
đắn.
b. Phần cứng (hardware)
Ngày nay, có thể tìm thấy GIS trên mọi loại hình máy tính, từ máy tính cá nhân
đến các trạm làm việc và máy tính đa người dùng. GIS địi hỏi các thiết bị ngoại vi đặc
biệt như bàn số hóa, máy vẽ, máy quét ảnh để ra/vào dữ liệu. Các thiết bị này có thể
được nối với nhau thơng qua thiết bị truyền tin hay mạng cục bộ.
c. Phần mềm (software)
Một hệ thống GIS bao gồm nhiều modun phần mềm. Khả năng lưu trữ, quản lý dữ
liệu không gian bằng hệ quản trị CSDL địa lí là khía cạnh quan trọng nhất của GIS.
Các modun khác là cơng cụ phân tích dữ liệu, làm báo cáo và truyền tin.

Hình 1.3 Phần mềm của GIS
d. Dữ liệu (data)
Là những thông tin mô tả các đối tượng trong thế giới thực, có thể coi đây là
những thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS. Chúng được phân thành 2 nhóm
là các dữ liệu mơ tả về phân bố khơng gian (vị trí địa lí) và các dữ liệu mơ tả thuộc

tính của đối tượng. Các dữ liệu mơ tả sự phân bố không gian của các đối tượng được
gọi là dữ liệu địa lí, các dữ liệu mơ tả thuộc tính gọi là dữ liệu thuộc tính.
Các dữ liệu địa lí được thể hiện theo 2 mơ hình là mơ hình Raster và mơ hình
Vector.
e. Phương pháp (methods)
Những phương pháp thực hiện sẽ quyết định sự thành công của một hệ GIS. Một
hệ GIS thành cơng theo khía cạnh thiết kế và luật thương mại là được mô phỏng và
thực thi duy nhất cho mỗi tổ chức.
1.1.3. Các chức năng cơ bản của GIS
Các chức năng của một hệ GIS được chia thành 5 loại:
- Thu thập dữ liệu.
- Xử lý sơ bộ dữ liệu.
- Lưu trữ và truy cập dữ liệu.
- Tìm kiếm và phân tích khơng gian.
- Hiển thị đồ họa và tương tác.

Hình 1.4 Các nhóm chức năng trong GIS


Sức mạnh của các chức năng của hệ GIS khác nhau là khác nhau. Kỹ thuật xây
dựng các chức năng trên cũng rất khác nhau.
Chức năng thu thập dữ liệu tạo ra 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”, có nghĩa dữ liệu này không được phép áp dụng trực tiếp cho chức năng
truy cập và phân tích của hệ thống. Chức năng xử lý sơ bộ dữ liệu sẽ biến đổi dữ liệu
thô thành dữ liệu có cấu trúc để sử dụng trực tiếp các chức năng tìm kiếm và phân tích
khơng gian. Kết quả tìm kiếm và phân tích được xem như diễn giải dữ liệu, đó là tổ
hợp hay biến đổi đặc biệt của dữ liệu có cấu trúc. Hệ thống GIS phải có phần mềm

cơng cụ để tổ chức và lưu trữ các loại dữ liệu khác nhau, từ dữ liệu thô đến dữ liệu
diễn giải. Phần mềm công 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 loại dữ liệu.
1.1.4. Các lĩnh vực ứng dụng của GIS
a. Ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên
GIS là công cụ đắc lực trong quản lý tài nguyên thiên nhiên. GIS có thể được dùng
để tạo bản đồ phân bố tài nguyên, kiểm kê, đánh giá trữ lượng tài nguyên… Những
ứng dụng của GIS trong lĩnh vực này là không giới hạn.
* Quản lý tài nguyên sinh vật
- Kiểm soát các khu bảo tồn
Sử dụng bản đồ biểu diễn các loài thực vật bằng các màu khác nhau và biểu diễn
các khu bảo tồn bằng nền chéo. Từ những thơng tin này có thể dễ dàng xác định các
vùng cần được bảo vệ và các vùng hiện được bảo vệ có khả năng bị xâm hại.
- Bảo tồn những lồi đang bị đe dọa
Cơng việc bảo tồn được bắt đầu với việc xác định nơi cư trú của các quần thể và
giúp cho chúng mở rộng quần thể. GIS được sử dụng để hiển thị và phân tích thơng tin
về điều kiện sống của lồi.
* Quản lý tài nguyên dầu mỏ, khí đốt
Dầu mỏ và khí đốt là nguồn tài nguyên đang được khai thác rộng khắp trên tồn thế
giới và ln phải đảm bảo hạn chế những sự cố mơi trường. Bởi lẽ đó quản lý chặt chẽ
nguồn tài nguyên này luôn là vấn đề được quan tâm. Với công nghệ GIS, công việc
này đã được hỗ trợ rất nhiều, nâng cao hiệu quả quản lý cũng như khai thác.
Các ảnh vệ tinh và dữ liệu quan trắc không gian được nhập vào hệ thống ArcView
GIS để tạo bản đồ cơ sở của vùng. Sau đó các nhà khoa học kiểm tra và hiệu đính các
vị trí của các đối tượng cố định như các giếng dầu và đường giao thông so với số liệu
nhận được từ hệ thơng định vị tồn cầu (GPS). Những dữ liệu khác, chẳng hạn như vị
trí vùng đất ngập nước, những loài bị đe dọa, dân cư, đều được thêm vào các bản đồ


số. Tất cả những dữ liệu GIS này cùng với các số liệu thăm dò đã giúp xác định vị trí

thích hợp nhất để tạo một giếng khoan, đồng thời hỗ trợ tích cực cho các nhà quản lý
tài nguyên.
* Quản lý tài nguyên nước
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. Một số ứng dụng của GIS trong
lĩnh vực này như:
- Kiểm soát nước ngầm
- Kiểm soát sự phục hồi mực nước ngầm
- Quản lý các lưu vực sông
- Kiểm soát các nguồn nước
* Quản lý tài nguyên đất
GIS được dùng để mô phỏng và quy hoạch sử dụng tài nguyên đất của một thành
phố, một quốc gia hay một vùng.
- Quản lý phân vùng các dạng đất
- Quy hoạch sử dụng đất
Công nghệ GIS hỗ trợ rất nhiều trong công việc quy hoạch sử dụng đất. Những dữ
liệu về hiện trạng sử dụng đất được thu thập từ những quan trắc không gian được xử lý
trong hệ GIS, lập bản đồ hiện trạng, kèm đó là những số liệu phân tích. Dựa vào đó
các nhà quy hoạch có thể dễ dàng quản lý và phát triển các kế hoạch sử dụng đất hợp
lý.
- Phân tích xu hướng xây dựng
- Kiểm soát tài nguyên đất
* Quản lý tài nguyên rừng
Ngày nay, công việc quản lý tài nguyên rừng đang là một thách thức lớn. Với GIS
các nhà quản lý có thể thực hiện nhiệm vụ này dễ dàng hơn.
- Hỗ trợ phát triển chiến lược quản lý
Với GIS, chúng ta có thể đánh giá các đặc điểm của một khu rừng dựa trên các
điều kiện quản lý khác nhau. Trên cơ sở các dự báo này, bạn có thể quan sát tương lai
của khu rừng dưới dạng bản đồ số và số liệu phân tích, từ đó vạch ra chiến lược quản
lý và phát triển các nguồn tài nguyên rừng sao cho đạt được hiệu quả cao.

- Mơ hình hóa hệ sinh thái
b. Ứng dụng GIS trong giám sát và dự báo sự cố về môi trường
* Phá hủy của lũ
Với GIS có thể xác định các vùng sẽ chịu ảnh hưởng của lũ dựa vào cấu trúc từng
vùng. Ngồi ra, GIS cịn được dùng để tính tốn những thiệt hại có thể xảy ra như ước


tính thiệt hại tài chính, phá hủy cơ sở hạ tầng và những ảnh hưởng đối với vùng khơng
có lũ.
* Dự báo ảnh hưởng ơ nhiễm khơng khí đối với sự phát triển của thực vật
Với GIS các nhà khoa học có thể phủ dữ liệu cho các vùng (các dữ liệu về sự tăng
trưởng, phân bố loài thực vật…) theo thời gian, tạo nên các bản đồ đánh giá sự biến
đổi sinh trưởng của từng loại cây. Những phân tích này rất hữu ích trong dự báo ảnh
hưởng lâu dài của ơ nhiễm khơng khí khơng chỉ đối với thực vật mà còn đối với động
vật và con người.
c. Ứng dụng GIS trong quy hoạch và quản lý đô thị
Sử dụng công cụ GIS xây dựng các thông tin về địa hình, sơng ngịi, đất đai, hiện
trạng sử dụng đất, hệ thống đường giao thơng, hệ thống cấp thốt nước…Hệ GIS cho
phép quản lý, phân tích, cập nhật các thơng tin địa lí đơ thị, giúp nâng cao hiệu quả
quy hoạch và quản lý đô thị.
* Quản lý và quy hoạch mạng lưới đường giao thơng đơ thị
Nhằm tìm kiếm địa chỉ, tìm vị trí khi biết địa chỉ đường phố, điều khiển đường đi,
lập kế hoạch lưu thông xe cộ, phân tích vị trí, chọn địa điểm xây dựng các cơng trình
cơng cộng, lập kế hoạch phát triển các đường giao thông.
* Quản lý và lập kế hoạch các dịch vụ cơng cộng
Bao gồm tìm địa chỉ cho các cơng trình ngầm như ống dẫn, đường điện…cân đối
tải điện, lập kế hoạch bảo dưỡng các cơng trình cơng cộng.
c. Ứng dụng GIS trong đánh giá tác động môi trường
- Xác định các tác động không gian của các tác nhân gây hại liên quan đến các
thực thể như trường học, bệnh viện, các trung tâm điều trị.

- Xác định vị trí để thiết lập một nhân tố hoặc cơ sở hạ tầng nào đó.
- Xác định đường đi nhanh nhất của quá trình thải chất thải lỏng dọc theo các kênh
dẫn nước.
1.3. KHÁI QUÁT CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS TRONG NGHIÊN CỨU PHỤC VỤ QUẢN
LÝ MÔI TRƯỜNG
1.3.1. Khái niệm quản lý môi trường
Quản lý môi trường là một hoạt động trong lĩnh vực quản lý xã hội, có tác động
điều chỉnh các hoạt động điều chỉnh các hoạt động của con người dựa trên sự tiếp cận
có hệ thống và các kỹ năng điều phối thông tin, đối với các vấn đề mơi trường có liên
quan đến con người, xuất phát từ quan điểm định lượng, hướng tới phát triển bền vững
và sử dụng hợp lí tài nguyên.


Quản lý môi trường được thực hiện tổng hợp các biện pháp: luật pháp, chính sách,
kinh tế, kỹ thuật, cơng nghệ, xã hội, văn hóa, giao dục…Các biện pháp này có thể đan
xen, phối hợp, tích hợp với nhau tùy theo điều kiện cụ thể của vấn đề đặt ra.
Quản lý môi trường được thực hiện ở mọi quy mô: toàn cầu, khu vực, quốc gia,
tỉnh, huyện, cơ sở sản xuất, hộ gia đình…
Các mục tiêu của cơng tác quản lý nhà nước về mơi trường:
- Khắc phục và phịng chống suy thối, ơ nhiễm mơi trường phát sinh trong các
hoạt động của con người.
- Hoàn chỉnh hệ thống văn bản pháp luật bảo vệ môi trường, ban hành các chính
sách về phát triển kinh tế - xã hội phải gắn với bảo vệ môi trường, nghiêm chỉnh thi
hành luật bảo vệ môi trường.
- Tăng cường công tác quản lý nhà nước về môi trường từ trung ương đến địa
phương, công tác nghiên cứu, đào tạo cán bộ về môi trường.
- Phát triển đất nước theo các nguyên tắc của phát triển bền vững được Hội nghị
Rio – 92 thông qua. Các khía cạnh của phát triển kinh tế bền vững bao gồm: Phát triển
bền vững kinh tế, bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên, không tạo ra ô nhiễm và
suy thối chất lượng mơi trường sống, nâng cao sự văn minh và công bằng xã hội.

- Xây dựng các công cụ hữu hiệu về quản lý môi trường quốc, các vùng lãnh thổ
riêng biệt.
1.3.2. Khái niệm thông tin môi trường
Thông tin môi trường bao gồm một dải rộng các dữ liệu, các thống kê và các thông
tin định lượng – định tính khác; về tính chất, chúng có thể là vật lý – sinh vật, kinh tế xã hội hay chính trị. Các dữ liệu có thể bao gồm một tỉ lệ lớn các dữ liệu đặc thù mô tả
động vật, thực vật và nơi cư trú. Khối kiến thức đa dạng này có một điểm chung là nó
mơ tả hiện trạng mơi trường, hoặc mơ tả những nhân tố bên ngồi nào có thể gây ra
những thay đổi hay biến đổi của môi trường, hoặc giúp người sử dụng hiểu rõ các hệ
quả của các hành động ảnh hưởng đến môi trường hay bị môi trường ảnh hưởng.
1.3.3. Khái niệm cơ sở dữ liệu môi trường
CSDL là tập hợp thơng tin được cấu trúc hóa, có thể tìm kiếm và lấy ra theo những
cách khác nhau. Cơ sở dữ liệu trực tuyến là cơ sở dữ liệu được đặt trong một mạng
máy tính nhất định mà những người sử dụng mạng lưới có thể với tới nó. CSDL trong
môi trường gồm các loại như:
+ Dữ liệu thống kê (dữ liệu điều tra thống kê môi trường, viễn thám)
+ Dữ liệu vật lý – sinh vật (do các cơ quan chính phủ cũng như khu vực tư nhân
biên soạn, trong đó có cả thơng tin từ đánh giá tác động môi trường).
+ Dữ liệu từ các nguồn quốc tế.


+ Thông tin báo cáo hiện trạng môi trường.
Dữ liệu GIS gồm dữ liệu không gian và dữ liệu phi khơng gian (hay cịn gọi dữ
liệu thuộc tính).
Các loại thơng tin bản đồ dùng để thể hiện hình ảnh bản đồ và ghi chú của nó:
điểm (point); đường (line); vùng (polygon); ô lưới (grid cell); ký hiệu (symbol); điểm
ảnh (pixel).
- Dữ liệu bản đồ có thể lưu trữ ở dạng Vector hoặc dạng Raster. Dữ liệu dạng
Vector là các điểm tọa độ (X, Y) hoặc các quy luật tính tốn tọa độ và nối chúng thành
các đối tượng trong một hệ thống tọa độ nhất định. Dữ liệu Raster là dữ liệu đưuọc tạo
thành bởi các ơ lưới có độ phân giải xác định. Loại dữ liệu này chỉ dùng cho mục đích

diễn tả và minh họa chi tiết bằng hình ảnh thêm cho các đối tượng quản lý của hệ
thống.
- Dữ liệu thuộc tính là những mơ tả về đặc điểm, đặc tính của từng đối tượng cụ
thể, chúng được liên kết với dữ liệu không gian qua “mã địa lí” được lưu trong dữ liệu
khơng gian và dữ liệu thuộc tính.
Dữ liệu thuộc tính được thể hiện dưới dạng bảng gồm nhiều dòng (record) và
nhiều cột (field), mỗi dòng được thể hiện một đối tượng cụ thể và mỗi cột thể hiện một
thuộc tính của đối tượng đó. Cấu trúc dữ liệu thuộc tính dựa vào nội dung và đặc điểm
của đối tượng cùng với vấn đề mà người sử dụng quan tâm, qua đó người sử dụng có
thể đưa ra những bài tốn cụ thể trên cấu trúc dữ liệu thuộc tính đó.
Để phục vụ cơng tác quản lý, người ta có thể chia dữ liệu ra làm 3 loại:
* Thông tin về môi trường nền
Cơ sở dữ liệu bao gồm các lớp thông tin về địa hình, địa chất, thủy văn, ranh giới
hành chính, đường giao thông. Giúp cho người sử dụng biết đầy đủ về các thông tin
khái quát về môi trường ở khu vực đó.
Bảng 1.1 Các lớp dữ liệu thơng tin mơi trường nền
Chuyên đề

Lớp trong cơ

Loại đối

dữ liệu

sở dữ liệu GIS

tượng không

Các trường thơng tin thuộc tính

gian
1. Ranh

- Huyện

giới hành

- Đường,

- Tên, mã đơn vị hành chính,

vùng

diện tích

- Đường,

- Tên, mã đơn vị hành chính,

vùng

diện tích

- Đường

- Tên biển

chính
- Xã
- Đường bờ

biển
2. Địa

- Độ cao

- Điểm

- Giá trị độ cao

- Độ dốc

- Vùng

- Giá trị độ dốc

- Địa hình

- Đường bình

- Giá trị độ cao

hình

độ
- Sơng ngịi

- Đường,

- Tên, chiều dài

vùng
- Địa chất

- Điểm, vùng

- Phân loại đất, đá

- Khoáng sản

- Điểm, vùng

- Tên, loại mỏ, trữ lượng

3. Cơ sở

- Đường giao

- Đường

- Tên, chiều dài, chiều rộng, mã

hạ tầng

thông
- Nhà máy, xí

con đường, cấp đường.
- Điểm

- Tên; địa chỉ nhà máy; ngành,
nghề sản xuất; năm bắt đầu sản

nghiệp

xuất; nhiên liệu sử dụng; chất
thải; thành phần chất thải; tổng
lượng chất thải; bán kính gây ơ
nhiễm; cơng nghệ xử lý chất
thải.
- Khu công

- Vùng

- Tên khu công nghiệp, địa chỉ,
năm bắt đầu hoạt động, loại

nghiệp

hình sản xuất chính.
- Hiện trạng sử

- Vùng

dụng đất

- Mã loại đất, loại đất (đất nông
nghiệp, đất công nghiệp).

* Thông tin về hoạt động quan trắc
Cơ sở dữ liệu được xây dựng bao gồm dữ liệu không gian cho thấy đưcọ mạng
lưới quan trắc của khu vực đó được bố trí như thế nào và thơng tin về chất lượng mơi
trường như: nước, khơng khí, đất do các trạm quan trắc đo đạc được.