1 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Nƣớc sạch và sử dụng nƣớc sạch là nhu cầu thiết yếu của con ngƣời, kể cả trong xã hội nguyên thủy đến xã hội hiện đại nhƣ ngày nay. Nƣớc là nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá đối với mỗi quốc gia, là tƣ liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trƣờng sống, ảnh hƣởng trực tiếp đến cuộc sống hàng ngày và chất lƣợng cuộc sống của các địa bàn khu dân cƣ cũng nhƣ sự phát triển của kinh tế, xã hội và an ninh quốc phòng. Trong công cuộc đổi mới, công nghiệp hoá, hiện đại hóa đất nƣớc, nền kinh tế chuyển sang nền kinh tế hàng hóa nhiều thành phần phát triển theo cơ chế thị trƣờng kéo theo nhu cầu sử dụng nƣớc ngày càng tăng lên một cách nhanh chóng, tình hình biến động dân cƣ của các địa phƣơng trong cả nƣớc cũng ngày một đa dạng và phức tạp. Đặc biệt, ở các khu vực đang đô thị hóa nhu cầu sử dụng nƣớc sạch ngày càng cấp thiết. Vì vậy ngành cấp nƣớc cần phải có một công cụ quản lý, cập nhật thông tin, dữ liệu một cách thƣờng xuyên, đầy đủ và chính xác. Với sự phát triển vƣợt bậc của công nghệ thông tin đã đƣa tin học thâm nhập sâu vào nhiều lĩnh vực kinh tế, xã hội. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một trong những ứng dụng rất có giá trị của công nghệ tin học, việc nghiên cứu và phát triển ứng dụng dựa trên nền tảng công nghệ GIS sẽ giúp ta xây dựng một hệ thống thông tin cấp nƣớc phục vụ hiệu quả công tác quản lý mạng lƣới và tài sản cấp nƣớc. 1.2 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong cuộc sống của đô thị hiện đại, việc thiết kế và xây dựng một hệ thống quản lý cấp nƣớc cần phải đáp ứng đƣợc các yêu cầu về sự phát triển tăng lên một cách nhanh chóng của dân cƣ và hệ thống cơ sở hạ tầng để làm sao trong một khoảng thời dài, hệ thống vẫn có thể đáp ứng đƣợc một cách tối 2 đa khả năng cung cấp nƣớc sạch và không bị ảnh hƣởng bới sự thay đổi của kết cấu cơ sở hạ tầng. Ở nƣớc ta, đặc biệt là các thành phố lớn Mạng lƣới cấp nƣớc rất đa dạng về chủng loại, lắp đă ̣ t phân tán trên di ện rô ̣ ng, gây nhiều khó khăn cho công tác quản lý, vận hành và bảo quản ta ̀ i sa ̉ n cấp nƣơ ́ c . Công tác quản lý dữ liệu về mạng lƣới cấp nƣớc trƣớc đây chủ yếu dùng phƣơng pháp lƣu trữ thủ công, không nhất quán và khó tra cứu. Những năm gần đây ngành cấp nƣớc đã đẩy mạnh việc ứng dụng GIS vào công tác quản lý của mình. Nhận thức tầm quan trọng của dữ liệu GIS trong một hệ thống GIS, đề tài “Mô hình dữ liệu không gian áp dụng cho mạng lƣới cấp nƣớc" đƣợc nghiên cứu nhằm góp phần đa ́ p ƣ ́ ng ca ́ c nhu cầu thƣ ̣ c tế trong công ta ́ c qua ̉ n lý mạng lƣới cấp nƣớc. 1.3 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu: Thiết kế và Xây dựng mô hình cơ sở dữ liệu không gian cho mạng lƣới cấp nƣớc để thu thập, cập nhật, xử lý và hiển thị thông tin cần thiết trên máy tính. Cài đặt thử nghiệm mô hình trên một phần dữ liệu hiện trạng của Công ty Cấp nƣớc Đồng Nai. 1.3.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 1.3.2.1 Đối tượng nghiên cứu - Mô hình dữ liệu không gian khả dụng cho hệ thống mạng lƣới cấp nƣớc. - Quy định áp dụng chuẩn thông tin địa lý cơ sở quốc gia (Ban hành kèm Quyết định số 06/2007/QĐ-BTNMT ngày 27/02/2007 của Bộ trƣởng Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng). 1.3.2.2 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi về nội dung nghiên cứu 3 Luận văn đi sâu nghiên cứu các quy định về chuẩn thông tin địa lý cơ sở và các hƣớng dẫn việc tạo lập, chỉnh lý, quản lý và khai thác Geodatabase để từ đó nghiên cứu xây dựng mô hình dữ liệu không gian áp dụng cho mạng lƣới cấp nƣớc. Phạm vi về lãnh thổ nghiên cứu Đề tài giới hạn nghiên cứu dữ liệu quản lý thực tế về mạng lƣới cấp nƣớc trên địa bàn thành phố Biên Hòa - tỉnh Đồng Nai. 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu tổng quan về mô hình dữ liệu không gian, cơ sở dữ liệu không gian. - Đặc điểm của dữ liệu mạng lƣới đƣờng ống cấp nƣớc. - Đề xuất mô hình dữ liệu mạng lƣới cấp nƣớc; cấu trúc dữ liệu của mô hình. - Cài đặt thử nghiệm trên một phần dữ liệu hiện trạng của Công ty Cấp nƣớc Đồng Nai. 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để thực hiện đề tài tác giả áp dụng các phƣơng pháp nghiên cứu sau: - Phƣơng pháp tổng quan tài liệu: Từ các nguồn tài liệu khác nhau. - Phƣơng pháp phân tích và so sánh: Phân tích áp dụng chuẩn thông tin địa lý cơ sở quốc gia và các văn bản pháp quy về quản lý cấp nƣớc, đồng thời nghiên cứu đúc kết kinh nghiệm từ các phần mềm quản lý mạng lƣới cấp nƣớc hiện có. - Phƣơng pháp khảo sát và thu thập số liệu: Khảo sát các quy trình tác nghiệp có liên quan đến công tác quản lý mạng lƣới cấp nƣớc; thu thập số liệu về khu vực nhƣ bản đồ quy hoạch, địa bàn dân cƣ, cụm công nghiệp - Phƣơng pháp xử lý số liệu - Phƣơng pháp chuyên gia: Áp dụng mô hình Geodatabase trong việc thiết kế CSDL không gian. Nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ nền để phát triển hệ 4 thống nhƣ: ArcGIS Desktop, ArcSDE, ArcGIS Engine của ESRI; Visual Studio.Net, hệ quản trị CSDL Microsoft SQL. 1.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN Việc xây dựng mô hình dữ liệu không gian cho mạng lƣới cấp nƣớc trên nền tảng công nghệ GIS là tiền đề quan trọng để hƣớng đến hoàn thiện hệ thống thông tin về hệ thống cấp nƣớc phục vụ công tác quản lý mạng lƣới và tài sản cấp nƣớc trên môi trƣờng công nghệ hiện đại, khoa học học thay thế cho phƣơng thức quản lý truyền thống (quản lý trên giấy). Luận văn xây dựng phƣơng pháp luận và xây dựng mô hình dữ liệu dựa trên cơ sở quy định, quy chuẩn hiện hành về lĩnh vực cấp nƣớc sạch tại Việt Nam, tích hợp thí điểm dữ liệu thực tế tại Công ty Cấp nƣớc Đồng Nai, tỉnh Đồng Nai nên có thể ứng dụng cho các đơn vị cấp nƣớc khác. 1.7 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Nội dung trình bày của luận văn bao gồm các chƣơng sau: CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU Nội dung chƣơng này trình bày: đặt vấn đề; tính cần thiết của đề tài; mục tiêu, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu; nội dung nghiên cứu; phƣơng pháp nghiên cứu; ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận văn. CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH DỮ LIỆU KHÔNG GIAN Chƣơng này trình bày tổng quan về hệ thống thông tin địa lý; trình bày các kiến thức nền về mô hình dữ liệu không gian; cấu trúc của dữ liệu không gian; cấu trúc dữ liệu không gian trong SQL. CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH DỮ LIỆU KHÔNG GIAN ÁP DỤNG CHO MẠNG LƢỚI CẤP NƢỚC Nội dung chính của chƣơng này tập trung vào: các kiến thức cơ bản của ngành cấp nƣớc. Trình bày các đặc điểm của dữ liệu mạng lƣới cấp nƣớc; đề xuất mô hình dữ liệu; phân tích, thiết kế CSDL cho mô hình. CHƢƠNG 4: CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM Nội dung chính của chƣơng này: cài đặt vật lý mô hình dữ liệu lên máy 5 tính; tích hợp dữ liệu thực tế của Công ty cấp nƣớc Đồng Nai để thử nghiệm mô hình. KẾT LUẬN Trình bày kết quả đạt đƣợc của đề tài và hƣớng nghiên cứu tiếp theo. . kiến thức nền về mô hình dữ liệu không gian; cấu trúc của dữ liệu không gian; cấu trúc dữ liệu không gian trong SQL. CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH DỮ LIỆU KHÔNG GIAN ÁP DỤNG CHO MẠNG LƢỚI CẤP NƢỚC Nội dung. Nai. 1. 4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu tổng quan về mô hình dữ liệu không gian, cơ sở dữ liệu không gian. - Đặc điểm của dữ liệu mạng lƣới đƣờng ống cấp nƣớc. - Đề xuất mô hình dữ liệu mạng. Công ty Cấp nƣớc Đồng Nai. 1. 3.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 1. 3.2 .1 Đối tượng nghiên cứu - Mô hình dữ liệu không gian khả dụng cho hệ thống mạng lƣới cấp nƣớc. - Quy định áp dụng chuẩn