Science & Technology Development, Vol 14, No.M3- 2011
ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ THÔNG TIN NGẬP KHU VỰC
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Trần Trọng ðức
Trường ðại học Bách khoa, ðHQG – HCM
(Bài nhận ngày 07 tháng 03 năm 2011, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 12 tháng 10 năm 2011)
TÓM TẮT: Hệ thống thông tin ñịa lý GIS với khả năng lưu trữ, phân tích quản lý dữ liệu phân bố
theo không gian một cách toàn diện sẽ là một giải pháp tốt cho công tác quản lý ngập của thành phố. Hệ
thống có khả năng cung cấp một bức tranh trực quan toàn cảnh về tình hình và lịch sử ngập trên toàn
thành phố, ví dụ i) một ngày mưa x nào ñó thành phố có bao nhiêu ñiểm ngập với mức ñộ ngập và thời
gian ngập là bao nhiêu ii) diễn biến ngập tại một ñiểm ngập trong những năm ñã qua như thế nào; iii)
những ñiểm có mức ñộ ngập nghiêm trọng ..... Một chức năng rất quan trọng của hệ thống là khả năng
thể hiện thông tin ngập gắn với các thông tin ñịa hình, ñịa vật, và thông tin của hệ thống thoát nước có
liên quan. Một hệ thống quản lý thông tin ngập như thế ñược trình bày trong bài báo này. Hệ thống ñược
phát triển trên nền ngôn ngữ lập trình vb.net và thư viện ngôn ngữ lập trình ArcObject. Hệ thống này sẽ
chạy như một phần mềm ñộc lập trên nền ArcGIS Engine 9.2 của hãng ESRI, Mỹ. Hệ thống ñang ñược
thử nghiệm ñể quản lý thông tin ngập cho một khu vực dữ liệu mẫu thuộc thành phố Hồ Chí Minh. Kết
quả bước ñầu chứng tỏ hệ thống này rất triển vọng trong việc hỗ trợ quản lý thông tin ngập tại thành phố
Hồ Chí Minh.
Từ khóa: GIS, quản lý thông tin ngập.
1. ðẶT VẤN ðỀ
càng nhanh của thành phố; ii) lượng mưa lớn,
Trong hàng loạt vấn ñề ñang là nỗi bức xúc
kết hợp bị ảnh hưởng trực tiếp của chế ñộ thủy
của người dân thành phố Hồ Chí Minh, tình
triều, ở những nơi có cao ñộ thấp cũng thường
trạng ngập nước kéo dài và xảy ra ngày càng
xảy ra ngập; iii) quá trình ñô thị hóa gia tăng, tốc
nghiêm trọng trên các tuyến ñường, các khu dân
ñộ xây dựng nhanh không theo quy hoạch và
cư là vấn ñề ñang ñược quan tâm. Tại thành phố
việc xây dựng trái phép, lấn chiếm kênh rạch...
Hồ Chí Minh tình trạng ngập nước ñã và ñang
ñã làm giảm dần khả năng thoát nước của hệ
gây nhiều thiệt hại về kinh tế và gây khó khăn
thống kênh rạch. Thành phố cũng ñã ñề ra nhiều
cho ñời sống người dân. Tình trạng ngập nước
biện pháp nhằm giải quyết tình trạng ngập lụt,
xảy ra nghiêm trọng do sự kết hợp của nhiều
như i) cải tạo, nâng cấp hệ thống thoát nước
nguyên nhân khác nhau: i) hệ thống thoát nước
hiện có tại những khu vực diễn ra ngập nặng ii)
của thành phố ñược xây dựng cách ñây hơn 50
xây dựng mới một số hệ thống thoát nước. Mặc
năm ñã xuống cấp và trở nên quá tải, không còn
dầu ñã tiêu tốn hàng ngàn tỷ ñồng nhưng kết quả
ñáp ứng ñược nhu cầu thoát nước gia tăng ngày
mang lại chưa như mong ñợi, xóa ñiểm ngập
Trang 50
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 14, SOÁ M3 - 2011
này thì ñiểm ngập mới lại phát sinh ... Tình trạng
ñể những nhà chuyên môn dựa vào ñó vạch ra
ngập vẫn diễn ra ngày càng nghiêm trọng gây
những giải pháp giải quyết ngập hợp lý, toàn
thiệt hại lớn về kinh tế và xã hội của thành phố.
diện. Bài báo này trình bày một số kết quả ñạt
Xét về khía cạnh quản lý, công tác quản lý
ñược bước ñầu trong việc xây dựng hệ thống
ngập tại các vị trí trong thành phố vẫn còn gặp
thông tin ñịa lý hỗ trợ công tác quản lý thông tin
nhiều khó khăn. Việc thu thập và cập nhật các
về các ñiểm ngập tại thành phố Hồ Chí Minh.
thông tin ngập vẫn còn thực hiện một cách thủ
2.MÔ HÌNH HỆ THỐNG
công, chủ yếu ở dạng giấy. Các chương trình hỗ
2.1.Công tác quản lý ngập hiện hành
trợ công tác quản lý ngập vẫn còn ñơn giản,
Công tác quản lý ngập có thể ñược tóm tắt qua
chưa ñáp ứng ñược nhu cầu ngày càng phức tạp
và khẩn cấp trong công tác quản lý ngập của
thành phố. ðể khắc phục tình hình này, thành
quy trình quản lý ngập [6] như trong hình 1.
Công tác quản lý thông tin ngập về cơ bản do
hai ñơn vị chịu trách nhiệm thực hiện:
phố ñã ñưa ra mục tiêu ứng dụng rộng rãi công
- Công ty Thoát Nước ðô Thị (TNðT)
nghệ thông tin vào công tác quản lý hệ thống
thành phố Hồ Chí Minh ñược Phòng Quản lý
thoát nước, trong ñó có bao gồm công tác quản
thoát nước (QLTN) thuộc Khu quản lý giao
lý ngập trong báo cáo “Quy hoạch tổng thể hệ
thông ñô thị số 1 thuê chịu trách nhiệm ñi thu
thống thoát nước thành phố Hồ Chí Minh ñến
thập thông tin và các số liệu cần thiết tại các vị
năm 2020”.
trí ngập và gửi về cho Phòng QLTN. Công ty
Hệ thống thông tin ñịa lý GIS với khả năng
ñược chia thành nhiều xí nghiệp, mỗi xí nghiệp
lưu trữ, phân tích quản lý dữ liệu phân bố theo
chịu trách nhiệm quản lý hệ thống thoát nước cho
không gian một cách toàn diện sẽ là một giải
một khu vực, trong ñó có việc ñi thu thập số liệu
pháp tốt cho công tác quản lý ngập của thành
ngập tại các ñiểm ngập trong khu vực.
phố. Hệ thống có khả năng cung cấp một bức
- Các thông tin do Công ty TNðT thu nhận
tranh trực quan toàn cảnh về tình hình ngập trên
sẽ ñược gửi cho Phòng QLTN. Phòng chịu
toàn thành phố, ví dụ i) một ngày mưa với lượng
trách nhiệm lưu trữ thông tin về các vị trí ngập
mưa x, thành phố có bao nhiêu ñiểm ngập, mức
trong khu vực, phân tích những số liệu về ngập
ñộ và thời gian ngập là bao nhiêu ii) tình trạng
sử dụng phần mềm TOWN ñể ñưa ra những
ngập tại một ñiểm qua nhiều năm như thế nào,
ñánh giá, các báo cáo về tình hình ngập trong
mức ñộ ngập giảm hay tăng; iii) những ñiểm có
thành phố. Phần mềm Town 1.0 là sản phẩm
mức ñộ ngập thuộc loại nghiêm trọng ..... Một
ñạt ñược từ ñề tài nghiên cứu khoa học “Xây
chức năng rất quan trọng của hệ thống này là
dựng phầm mềm ứng dụng GIS quản lý tổng
khả năng thể hiện thông tin ngập gắn với các
hợp các ñiểm ngập, hệ thống thoát nước và chất
thông tin ñịa hình, ñịa vật và thông tin về hệ
lượng nước bùn kênh rạch TpHCM (TOWN)”,
thống thoát nước có liên quan. Xây dựng ñược
một ñề tài nhánh thuộc ñề tài cấp Sở Giao
một hệ thống quản lý thông tin như thế là cơ sở
thông Công chính Tp.HCM do TS. Bùi Tá
Trang 51
Science & Technology Development, Vol 14, No.M3- 2011
Long thuộc Viện Môi Trường và Tài Nguyên
- Cửa xả có gắn mia: bao gồm các thông tin:
thực hiện vào năm 2006. Chức năng chính của
mã số, tên cửa xả, quận, tên trạm ño vũ lượng,
phần mềm là quản lý cơ sở dữ liệu thông tin về
cao ñộ ñỉnh mia.
hệ thống thoát nước, các thông tin về kiểm soát
ngập, quan trắc chất lượng nước, bùn trong hệ
thống thoát nước, công tác duy tu bảo dưỡng...
phục vụ công tác thống kê thông tin về hệ
- Trạm ño vũ lượng: bao gồm mã trạm và
tên trạm
- ðợt triều: bao gồm thông tin về ngày triều
cường, cao ñộ dự báo, thời gian dự báo.
thống và tạo ra các báo cáo về ngập. Phần mềm
- Các số liệu ño ngập do mưa: các số liệu
TOWN chủ yếu tập trung ñến khía cạnh quản
ñược phân thành nhiều nhóm dữ liệu ñể quản
lý dữ liệu thuộc tính dạng bảng biểu, còn phần
lý, các số liệu này ñược xác ñịnh trong một
dữ liệu không gian, ví dụ như các vị trí ngập
ngày cụ thể.
biểu diễn trên bản ñồ quét nền raster, chưa
ñược hoàn thiện. ðiều này giới hạn khả năng
+ Trận mưa: chứa thông tin về ngày mưa có
gây ra ngập và mức triều cường ngày hôm ñó.
phân tích ngập gắn với các ñối tượng không
+ Vũ lượng tại các trạm ño vũ lượng: bao
gian ví dụ như hệ thống tuyến thoát nước, ñịa
gồm các thông tin: trạm ño, thời gian bắt ñầu
hình ....
mưa, thời gian kết thúc mưa và vũ lượng ño
Về nội dung ño ngập: Vào mùa mưa và mùa
ñược.
triều cường lên cao, hằng ngày các xí nghiệp
+ Số liệu mực nước tại cửa xả có gắn mia:
thoát nước thuộc Công ty TNðT phân công
bao gồm các thông tin tên cửa xả, thời ñiểm ño
công nhân trực tại các vị trí nhất ñịnh. Khi xảy
bắt ñầu mưa, cao ñộ lúc bắt ñầu mưa, thời ñiểm
ra mưa, các công nhân này sẽ tiến hành i) Ghi
ño mưa lớn nhất, cao ñộ mưa lớn nhất, thời
chép thời gian và ño mực nước tại cửa xả khi
ñiểm ño sau mưa, cao ñộ sau mưa
bắt ñầu mưa, lúc mưa lớn nhất và sau khi mưa
+ Số liệu ño tại các ñiểm ngập: bao gồm các
ii) lấy số liệu từ vũ lượng kế. Sau khi dứt mưa
thông tin về ñiểm ngập, ñộ sâu ngập H (m),
tiến hành ño ñộ sâu ngập, diện tích ngập và
diện tích ngập S (m2), thời gian nước rút T
thời gian nước rút tại các vị trí ngập.
(phút), mức ñộ ngập.
Các ñối tượng quản lý:
2.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu
- ðiểm ngập do mưa: mỗi ñiểm ngập ñược
Trên cơ sở phân tích phương pháp và nội
quản lí thông qua mã số ñiểm ngập, phạm vi
dung quản lý ngập hiện hành và trên cơ sở tham
ngập, tên ñường, quận và ñặc ñiểm của ñiểm
khảo tài liệu [1] [2] [3], lược ñồ quan hệ dạng
ngập (hiện hữu hay phát sinh).
UML giữa các ñối tượng cần quản lý ñã ñược
- ðiểm ngập do triều cường: ñược quản lý
xây dựng. Hình 2 thể hiện một phần quan hệ
thông qua các thông tin: mã số, tên ñường, tên
giữa các ñối tượng cần quản lý như ñã mô tả ở
quận, vị trí bắt ñầu ñiểm ngập, vị trí kết thúc
phần trên.
ngập.
Trang 52
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 14, SOÁ M3 - 2011
Hình 1. Quy trình quản lý ngập
Trang 53
Science & Technology Development, Vol 14, No.M3- 2011
Hình 2. Lược ñồ quan hệ dạng UML giữa một số ñối tượng trong hệ thống quản lý thông tin ngập
Trang 54
nguon tai.lieu . vn