Thạc Sĩ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ gis của esri và mô hình dữ liệu dan-vand trong lĩnh vực cấp nước sạch

Luận văn thạc sĩ
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ gis của esri và mô hình dữ liệu dan-vand trong lĩnh vực cấp nước sạch
Định dạng file word


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN . 9
LỜI CẢM ƠN . 10
MỞ ĐẦU 11
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH CẤP NƯỚC 12
1.1 Vai trò và tầm quan trọng của việc quản lý cấp nước . 12
1.2 Các hệ thống quản lý cấp nước . 13
CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU DAN-VAND VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN
TÍCH THIẾT KẾ HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG . 25
2.1 Mô hình cơ sở dữ liệu DAN-VAND 25
2.2 Mô hình hướng đối tượng đối với cơ sở dữ liệu GIS 27
2.2.1 Giới thiệu 27
2.2.2 Mô hình cho hệ thống thông tin địa lý GIS 29
2.2.3 Cơ chế trừu tượng hướng đối tượng 31
2.2.4 Mô hình hóa trực quan 35
2.2.5 Tổng kết 43
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG GIS SỬ DỤNG ARCGIS TRÊN MÔ HÌNH
DỮ LIỆU DAN-VAND TRONG QUẢN LÝ CẤP NƯỚC SẠCH 45
3.1 Đặt vấn đề 45
3.2 Khái niệm về đô thị và quá trình quy hoạch phát triển đô thị 45
3.3 Sự cần thiết khi ứng dụng công nghệ GIS trong công tác quản lý và quy hoạch 46
3.4 Mô tả ứng dụng 48
3.4.1 Đăng ký đường ống trong WDMS – Pipe Registration 50
3.4.2 Mục tiêu của Hệ thống đăng ký đường ống . 50
3.4.3 Những yêu cầu chung . 51
3.4.4 Yêu cầu về xây dựng cơ sở dữ liệu 53
3.4.5 Yêu cầu về ứng dụng nhân GIS . 78
3.4.6 Bố trí nhân lực, tiến độ thực hiện dự án 81
3.4.7 Yêu cầu về chức năng nghiệp vụ . 87
3.5 Kết quả thực hiện được 99
3.6 Kết quả thực tế dự án WDMS áp dụng phân hệ Đăng ký đường ống .108
3.7 Định hướng phát triển của sản phẩm tại Việt Nam 109
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110
TÀI LIỆU THAM KHẢO 111


MỞ ĐẦU
Hiện nay việc ứng dụng và triển khai các ứng dụng GIS vào trong quản lý để
phục vụ cho đời sống xã hội đã và đang phát triển rất nhanh, điển hình là trong các
lĩnh vực Giao thông liên lạc, Y Tế, Giáo dục, Lam Nghiệp, Nông nghiệp, Điện
lực, Tài nguyên Môi trường, và đặc biệt là trong việc quản lý mạng lưới cấp nước
sạch.
Mục đích của đề tài là trình bày lại những kiến thức cơ bản đã được áp dụng để
xây dựng thành công dự án phát triển phần mềm "Quản lý cấp nước sạch" đang
được sử dụng tại thành phố Seremban, Malaysia, nhằm tìm ra một hướng giải pháp
để có thể mở rộng, khai thác năng lực của dự án để có thể áp dụng được rộng rãi ở
nhiều nơi, nhất là ở Việt Nam.
Luận văn gồm 4 chương với bố cục như sau:
Chương 1: Tổng quan về mô hình cấp nước
Trình bày về vai trò và tầm quan trọng của việc quản lý cấp nước và một số mô
hình cấp nước
Chương 2: Trình bày chi tiết về mô hình cơ sở dữ liệu cấp nước DAN-VAND
và phương pháp phân tích thiết kế hướng đối tượng áp dụng
Chương 3: Trình bày chi tiết mô tả hệ thống phần mềm quản lý mạng lưới cấp
nước sạch, sử dụng GIS trong việc đăng ký đường ống. Trình bày kết quả thực tiễn
thực hiện dự án, và định hướng phát triển mở rộng
Chương 4: Kết luận và kiến nghị


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH CẤP NƯỚC
1.1 Vai trò và tầm quan trọng của việc quản lý cấp nước
Nước sạch và sử dụng nước sạch là nhu cầu thiết yếu của con người, kể cả
trong xã hội nguyên thủy đến xã hội hiện đại như ngày nay.
Thử hình dung trong cuộc sống hàng ngày chúng ta bị thiếu nước sạch để sinh
hoạt thì điều gì sẽ sảy ra?
Nước sạch có thể được khai thác bằng các hình thức khác nhau, như giếng đào,
giếng khoan, nước mưa .nhưng ngày nay con người đã xây dựng được một mô
hình mạng lưới cấp nước chung phục vụ cho một phạm vi địa bàn rộng lớn, và từ
một nguồn khai thác, nước được xử lý để đảm bảo vệ sinh đủ tiêu chuẩn để đưa
đến nới tiêu thụ.
Trong cuộc sống của đô thị hiện đại, thì việc thiết kế và xây dựng một hệ thống
quản lý cấp nước cần phải đáp ứng được các yêu cầu về sự phát triển tăng lên một
cách nhanh chóng của dân cư và hệ thống cơ sở hạ tầng để làm sao trong một
khoảng thời gian 40 đến 50 năm sau, hệ thống vẫn có thể đáp ứng được một cách
tối đa khả năng cung cấp nước sạch và không bị ảnh hưởng bới sự thay đổi của kết
cấu cơ sở hạ tầng.
Để làm được điều đó thì trước hết cần phải có sự trợ giúp đắc lực của công
nghệ. Ngày nay công nghệ có thể làm thay đổi cả thế giới, có vai trò quan trọng
trong việc hoạch định các chính sách của hệ thống chính quyền.
Một đô thị hiện tại được đánh giá là văn minh thì một trong các tiêu chí để
đánh giá là đô thị đó phải có hệ thống phân phối nước sạch tốt, đáp ứng được nhu
cầu sinh hoạt của người dân và phục vụ cho các lĩnh vực khác, hệ thống nước sạch
có vai trò rất quan trọng đối với các lĩnh vực của đời sống văn hóa xã hội của
người dân, thể hiện những nỗ lực trong quản lý của các cấp chính quyền.
Để làm được việc đó thì cần phải có một bộ máy chuyên trách đảm nhiệm việc
quản lý hệ thống cấp nước, đảm bảo duy trì hệ thống hoạt động từ việc lắp đặt hệ
thống bơm dẫn, tích trữ, xây lắp mạng lưới dẫn nước, các điểm xử lý .và đưa nước
sạch vào các hộ dân, quản lý hệ thống hóa đơn, đồng hồ, duy tu, bảo dưỡng hệ
thống, quản lý tài sản . Tất cả những công đoạn đó được gọi là quản lý cấp nước.
Ở Thụy Điển, nước và các dịch vụ công cộng theo quy định được quản lý bởi
các đô thị. Khi các công trình cấp nước đô thị bắt đầu được xây dựng vào cuối thế
kỷ 19, nó thể hiện sự quyết tâm và cam kết của chính quyền thành phố. Ngay cả
các cộng đồng nhỏ ở các vùng nông thôn cũng đều có các công trình cấp nước
công cộng của chính họ. Chỉ các công ty công nghiệp lớn được cấp phép khai thác
nước mặt hoặc nước ngầm cho các công trình cấp nước riêng của họ.
Trong những năm 90 của thế kỷ trước, có hơn 2 nghìn công trình cấp nước và
67 nghìn km đường ống cấp nước của các thành phố, cung cấp cho 7,7 triệu người
tiêu dùng hay 90% dân số với nước sạch chất lượng cao. Lượng nước tiêu thụ cao
nhất vào cuối những năm 1960, khi có tới 800 triệu mét khối nước đã được sử
dụng hàng năm. Việc rò rỉ trong hệ thống đường ống được ước tính bằng khoảng
20%. Ngày nay lượng nước tiêu thụ vào khoảng 730 triệu mét khối, tính ra mỗi gia
đình tiêu thụ khoảng 200 lít/ người/ngày.
Theo thống kê, năm 2004 trên thế giới có khoảng 3,5 tỉ người đang sử dụng
nước sạch từ các vòi nước hay nguồn nước công cộng của các nhà máy cấp nước.
1,3 tỉ người sử dụng nước từ các nguồn giếng khoan, giếng đào. Một tỉ người sử
dụng nước từ các nguồn thiên nhiên như sông, suối, ao hồ [9].
Những thống kê trên chỉ ra cho thấy, việc quản lý cấp nước có vai trò rất quan
trọng trong đời sống văn hóa xã hội trong cuộc sống đô thị hiện đại.
1.2 Các hệ thống quản lý cấp nước
Hệ thống quản lý cấp nước là một hệ thống trợ giúp cho con người để quản lý
trong lĩnh vực cấp nước sinh hoạt, được tự động hóa nhằm làm giảm tối đa sức lao
động bằng chân tay, và các thao tác thủ công nhưng vẫn thực hiện được đầy đủ các
chức năng nghiệp vụ trong hệ thống cấp nước.
Các hoạt động trong việc quản lý cấp nước gồm có:

• Đảm bảo chất lượng nước được xử lý
• Thiết kế mạng lưới đường ống cấp nước và các thành phần được lắp đặt
• và phân tích nhu cầu sử dụng trong hệ thống
• Quản lý lưu lượng và áp lực cho mạng lưới đường ống
• Phát hiện và xử lý kịp thời các điểm rò rỉ
• Chống thất thoát trong hệ thống
• Quản lý hệ thống đồng hồ, hóa đơn
• Thay thế, bảo dưỡng hệ thống mạng lưới đường ống

Sau đây là một số hệ thống quản lý cấp nước hiện có trên thị trường:
Hệ thống WATSYS. [17]
Hệ thống WATSYS được cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ phát triển, với
hạt nhân cơ bản là EPANET
WATSYS sẽ giúp người dùng phân tích, thiết kế và quản lý hệ thống cấp nước.
Đó là một hệ thống thông tin đồ họa (GIS) cho các cơ sở hạ tầng nước.
Phần mềm này mô phỏng các tình huống để xác định và sửa chữa thiếu sót
trong một hệ thống phân phối hiện có, mở rộng hệ thống để đáp ứng nhu cầu trong
tương lai, hoặc để dự đoán năng suất của hệ thống trong trường hợp khẩn cấp như
trục trặc máy bơm, sự hỏng hóc, trang thiết bị trục trặc hoặc cháy nổ. Nó có thể

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu Tiếng Việt.

GS.TS Nguyễn Thế Ba, Quy Hoạch Xây dựng phát triển đô thị, NXB Xây
Dựng.
Đặng Văn Đức (2001), Hệ thống thông tin địa lý, NXB Khoa học Kỹ thuật
Hà Nội.
Ths Nguyễn Bá Quảng, TSKTS Phạm Khánh Toàn (2006) “Những kiến
thức cơ bản về GIS và ứng dụng trong quy hoạch và quản lý đô thị”, NXB
Xây dựng
Nguyễn Thế Thận (1999). Cơ sở hệ thống thông tin địa lý GIS. Nhà xuất
bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà Nội
Tài liệu Tiếng Anh.
Cartell,Red (1997) The Object Database Standard: ODMG, Release 2.0,
Morgan Kaufmann
David ArcTur, Michael Zeiler. Designing GeoDatabases
David W.Embley (1998), Object Database Development Addison- Wesley
Dylan Prentiss (2002), Portraying the features of a spherical surface on a flat
plane. Department of Geography, University of California, Santa Barbara.
Philippe Rigaux, Michel Scholl. Spatial Databases with Application to GIS
Jan-Erik Gustafsson, Working Paper, EPSU Public Service Conference
Kang-tsung Change (2003), Introduction to Geographic Information
Systems (2nd Edition), McGraw-Hill Higher Education press
Paul A. Longley et al (2001), Geographic Information Systems and Science,
John Wiley & Sons press
Max J. Egenhofer and Andrew U. Frank, Object-Oriented Modeling for GIS
Keith C. Clarke (2003), Getting Started with Geographic Information
System (4th Edition), Prentice Hall press
D.R. Green, D. Rix, and J. Cadoux Hudson (eds) (1994). Geographic
Information. The source book for GIS. Association for geographic
information AGI. Taylor & Francis. 539 pp
USGS (2005). Geographic Information System. U. S. Geological Survey.
509. National Center, Reston, VA 20192, USA
Tài liệu từ Trang Web