- HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2013 QUẢN LÝ DỮ LIỆU NƢỚC SẠCH THÀNH PHỐ CẦN THƠ BẰNG KỸ THUẬT WEBGIS (FRESH WATER DATABASE MANAGEMENT IN CAN THO CITY BY USING WEBGIS TECHNOLOGY) Trương Chí Quang1, Lê Văn Thạnh1, Nguyễn Thiên Hoa1, Trần Lê2, Phạm Văn Quỳnh2 1 Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên, ĐH Cần Thơ 2 Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn TP.
- Cần Thơ Email:
[email protected] Abstract: A data management system of fresh water based on WebGIS technology is built to help managers to easily update data, statistical data and provides online maps such as water supply position, water supply pipelines.
- GIỚI THIỆU Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường Nông thôn là đơn vị trực tiếp quản lý công tác cung cấp nước sạch và vệ sinh môi trường.
- Công tác quản lý dữ liệu hiện tại của đơn vị đang gặp không ít khó khăn bởi khối lượng dữ liệu lớn và hiện chưa có một hệ thống phục vụ lưu trữ, truy xuất và thống kê một cách hoàn chỉnh về hiện trạng cấp nước sạch cũng như xác định vị trí trạm cấp nước, đường ống cấp nước để hỗ trợ công tác quản lý, đồng thời cung cấp thông tin tham khảo cho các sở ngành liên quan khi thực hiện các dự án nâng cấp đường giao thông, xây dựng cơ sở hạ tầng.
- Với yêu cầu cấp thiết trên cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của kỹ thuật WebGIS trong quản lý, chia sẻ nguồn dữ liệu không gian lẫn thuộc tính một cách dễ dàng hơn (Ju & Chen, 2011.
- Zhang et al., 2008), hệ thống quản lý và chia sẻ dữ liệu nước sạch của thành phố được phát triển dựa trên giải pháp ứng dụng công nghệ WebGIS kết hợp với cơ sở dữ liệu không gian lưu trữ trên SQL Server 2008.
- PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Dữ liệu Dữ liệu được thu thập từ Trung tâm nước sạch và vệ sinh môi trường các bản đồ: Bản đồ hành chính tỷ lệ 1:100.000.
- Bản đồ các trạm cấp nước, các đường ống nối với trạm cấp nước tỷ lệ 1:50.000.
- Dữ liệu hiện trạng quản lý hộ dân sử dụng nước sạch trong địa bàn Thành phố Cần Thơ.
- Phƣơng pháp thực hiện Phương pháp thực hiện và triển khai sử dụng được thể hiện tóm tắt qua sơ đồ Hình 1.
- Phương pháp thu thập nguồn số liệu thứ cấp: Tiến hành thu thập dữ liệu thuộc tính và không gian về hệ thống đường ống nước, trạm cấp nước, số lượng hộ dân sử dụng nước, biên tập dữ liệu không gian bằng phần mềm GIS (MapInfo).
- Tiến hành hiệu chỉnh dữ liệu chuyển đổi sang cùng hệ quy chiếu theo phép chiếu Universal Transverse Mercator (WGS84) và vùng lưới chiếu UTM Zone 48 - Northern Hemisphere (WGS84.
- Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu không gian: Sử dụng cơ sở dữ liệu không gian được lưu trữ trên Microsoft SQL Server 2008 nhằm tận dụng tính năng bảo mật của hệ quản trị và dễ dàng được hỗ trợ từ nhiều dịch vụ hosting.
- Sử dụng các hàm chồng lớp dựng sẵn trên SQL Server 2008 để thực hiện các bài toán chồng lớp tính toán chiều dài các tuyến ống theo ranh giới hành chính.
- 273 HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2013 - Phương pháp xây dựng phần mềm ứng dụng WebGIS: Phân tích các chức năng, cấu trúc dữ liệu của hệ thống quản lý và xây dựng hệ thống trong môi trường lập trình ASP.NET.
- Các bản đồ số được triển khai trực tuyến trên nền web dựa vào thư viện GIS nguồn mở SharpMap do hỗ trợ kết nối được cơ sở dữ liệu không gian lưu trữ trên SQL Server, đồng thời SharpMap cho phép truy xuất trực tiếp đến dữ liệu không gian và thuộc tính giúp tăng tốc độ truy cập cơ sở dữ liệu (Paul Ramsey, 2007).
- Sơ đồ phương pháp xây dựng hệ thống và vận hành 3.
- KẾT QUẢ THẢO LUẬN 3.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu Cơ sở dữ liệu quản lý nước sạch được tổ chức thiết kế ở Hình 2, lớp bản đồ trạm cấp nước gồm thông tin thuộc tính và các trạm dạng điểm được định vị bằng GPS, lớp bản đồ các tuyến đường ống cấp nước được xây dựng theo kiểu dữ liệu dạng đường (polyline).
- Bên cạnh đó các lớp dữ liệu hành chính xã, huyện được tổ chức dưới dạng vùng (polygon) nhằm xây dựng bản đồ chuyên đề phân bố trạm cấp nước, đường ống và hộ dân sử dụng nước sạch trong xã hoặc huyện.
- Cơ sở dữ liệu quản lý tình hình cung cấp nước sạch nông thôn 274 HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2013 3.2 Thiết kế chức năng hệ thống Chức năng chi tiết của hệ thống được mô tả như Hình 3, trong đó các chức năng của hệ thống được tách ra cho 2 nhóm đối tượng người dùng và người quản trị hệ thống.
- Bắt đầu Thông tin chung Bản đồ chuyên đề Tìm kiếm Báo cáo Quản trị hệ thống v Giới thiệu v Bản đồ hành chính Tp v Thông tin trạm cấp v Thông tin trạm cấp v Đăng nhập v Ban lãnh đạo Cần Thơ nước theo cấp quản lý, nước theo cấp quản lý, v Nhập, sửa, xóa dữ v Tổ chức v Bản đồ hiện trạng cấp theo năm xây dựng theo năm xây dựng liệu trạm cấp nước v Liên hệ nước Tp Cần Thơ v Thông tin đường ống v Thông tin đường ống v Nhập, sửa, xóa dữ v Tin tức v Bản đồ hộ dân sử dụng cấp nước theo cấp cấp nước theo cấp quản liệu đường ống v Góp ý nước sạch Tp Cần Thơ quản lý, theo năm xây lý, theo năm xây dựng, v Nhập tin tức v Liên kết Website dựng theo loại đường ống v Quản lý thư góp ý v Trợ giúp v Thông tin giếng v Quản lý người dùng v Đăng ký v Đăng xuất v Đăng nhập (xuất báo cáo) Kết thúc Hình 3.
- Sơ đồ mô tả chức năng Website 3.2.1 Nhóm người dùng.
- Nhóm thông tin chung của đơn vị sử dụng: Giới thiệu Trung tâm, cơ cấu tổ chức, các tin tức chuyên ngành liên quan.
- Bản đồ chuyên đề: Cung cấp các bản đồ hành chính, hiện trạng cấp nước, bản đồ trạm, đường ống cấp nước, bản đồ hộ dân sử dụng nước sạch.
- Với bản đồ chuyên đề, người dùng còn được hỗ trợ tính năng: phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển khung nhìn, xem toàn màn hình, xem thông tin thuộc tính của đối tượng, chọn hiển thị lớp bản đồ.
- Tìm kiếm: Giúp người dùng tìm kiếm thông tin trạm cấp nước, đường ống nước theo cấp quản lý (Thành phố, Quận/Huyện, Xã/Phường/Thị trấn) hay theo năm xây dựng, theo loại đường ống.
- Trang tìm kiếm kết hợp giữa dữ liệu thuộc tính và không gian cung cấp kết quả trực quan trên bản đồ.
- Báo cáo: Chỉ người dùng đã đăng ký và đăng nhập vào Website mới sử dụng được phần này.
- Các dữ liệu người dùng cần xuất trang báo cáo như thông tin trạm cấp nước, đường ống nước theo cấp quản lý (Thành phố, Quận/Huyện, Xã/Phường/Thị Trấn) hay theo năm xây dựng khi người dùng lựa chọn xong sẽ được xuất ra file excel.
- 3.2.2 Nhóm chức năng quản trị hệ thống - Đăng nhập: Dùng quản trị hệ thống và cập nhật dữ liệu được cấp tài khoản đăng nhập và phân quyền quản lý dữ liệu.
- Cập nhật dữ liệu trạm cấp nước, thông tin đường ống, hộ dân sử dụng nước sạch nông thôn - Cập nhật tin tức: Cho phép quản lý, đăng các tin tức mới liên quan đến hoạt động của Trung tâm nước sạch của Thành phố và trong nước.
- Quản lý thư góp ý: Người quản trị biết được số lượng, ngày nhận thư và trả lời thư cho người dùng - Quản lý người dùng: Chức năng được thiết kế dành cho người quản trị hệ thống trong việc cấp tài khoản, phân quyền người dùng.
- 275 HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2013 3.2 Kết quả xây dựng hệ thống WebGIS 3.2.1 Trang chủ hệ thống quản lý dữ liệu nước sạch Hệ thống WebGIS sử dụng bản đồ nền là bản đồ hành chính tỷ lệ 1:100.000 và được đưa ra trang chính (Hình 4).
- Từ trang chính, người dùng có thể xem các tin tức liên quan đến vấn đề nước sạch được cập nhật mới nhất.
- Các chức năng của hệ thống được xây dựng thành các mục của trình đơn ngang.
- Giao diện trang chủ của WebGIS Trung tâm nước sạch và vệ sinh môi trường 3.2.2.
- Bản đồ hiện trạng cấp nước thành phố Cần Thơ Trang Web với giao diện như Hình 5 cung cấp bản đồ hiện trạng cấp nước sạch nông thôn.
- Điểm nổi bật của bản đồ hiện trạng cấp nước là thể hiện được các trạm cấp nước, đường ống nước giúp người dùng và người quản lý có cái nhìn trực quan.
- Bản đồ được thiết kế gồm 10 lớp bản đồ xếp chồng lên nhau gồm lớp huyện, lớp xã/phường/thị trấn, lớp nhãn huyện, lớp tên xã/phường/thị trấn, lớp giao thông, lớp UBND thành phố/huyện, lớp UBND xã/phường/thị trấn, lớp trạm cấp nước, lớp đường ống nước.
- Công cụ Thông tin đối tượng cho phép người sử dụng nhấp chuột vào vị trí trạm cấp nước hoặc đường ống cấp nước để xem thông tin thuộc tính chi tiết.
- 276 HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2013 Hình 5.
- Giao diện trang bản đồ hiện trạng cấp nước Thành phố Cần Thơ 3.2.3 Tìm kiếm trạm cấp nước theo cấp quản lý Khi cần tra cứu thông tin trạm cấp nước theo cấp quản lý (tỉnh, quận/huyện, xã) và theo năm xây dựng mới.
- Trang web cung cấp các hộp chọn tương ứng.
- Thủ tục tra cứu thực hiện kết nối và truy xuất nhanh chóng cơ sở dữ liệu không gian và bản đồ bằng kết nối ADO.NET.
- Dữ liệu không gian tìm được được đưa vào bảng tạm theo phiên truy cập (Session) của người dùng để hiển thị lên trang kết quả tìm và gỡ bỏ khi người dùng kết thúc phiên truy cập.
- Hình 6 thể hiện kết quả tìm các trạm cấp nước trên địa bàn Quận Thốt Nốt được xây dựng năm 2005, thông tin thuộc tính các trạm tìm được thể hiện trong khung dữ liệu dạng bảng.
- Giao diện trang tìm kiếm thông tin trạm cấp nước 277 HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC Tìm thông tin đường ống cấp nước theo cấp quản lý Tương tự với chức năng tìm kiếm thông tin trạm cấp nước, kết quả tìm trên trang gồm lớp bản đồ kết quả và bảng dữ liệu thuộc tính.
- Điểm đặc biệt của thủ tục tìm kiếm, ứng dụng sử dụng phương pháp chồng lớp bản đồ Intersect được hỗ trợ cho xử lý dữ liệu không gian (spatial) trên SQL Server 2008 giữa lớp bản đồ nền hành chính huyện /xã theo tùy chọn tìm kiếm, kết quả chỉ hiển thị những đoạn đường ống tìm được.
- Giao diện trang tìm kiếm thông tin đường ống cấp nước 3.2.5 Thống kê chiều dài đường ống Trang thống kê được thiết kế nhằm đáp ứng việc biết được tổng chiều dài đường ống của từng trạm cấp nước và tổng chiều dài đường ống của mỗi cấp hành chính đang quản lý (Hình 8).
- Giao diện thống kê thông tin tổng hợp chiều dài đường ống cấp nước Kết quả báo cáo tổng hợp đường ống cấp nước gồm: mã mạng lưới, ấp/khu vực chứa đường ống, đường ống tổng (m), chiều dài nhánh 1 (m), chiều dài nhánh 2 (m).
- Trang Web có chức năng xuất kết quả thống kê theo định dạng báo cáo đã được xây dựng bằng công cụ Crystal Report.
- 278 HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC Nhập liệu thông tin trạm và đường ống cấp nước Chức năng nhập dữ liệu cho phép người quản trị nhập thông tin thuộc tính của trạm cấp nước, đường ống trực tiếp trên trang web (Hình 9).
- Sau khi đăng nhập vào hệ thống, người quản trị nhập các thông tin về trạm cấp nước: mã mạng lưới, quận/huyện, phường/xã, ấp/khu vực, tên nhân viên, năm xây dựng, năm nâng cấp, cấp phép, công suất, độ sâu giếng, lưu lượng, độ sâu mực nước tĩnh, trạm trung tâm, hợp val.
- Bên cạnh hệ thống cũng cho phép nhập thông tin về đường ống cấp nước: mã mạng lưới, ấp/khu vực, đường ống tổng, D34, D42, D49, D60, D75, D90, D114, D168, Chiều dài nhánh 1, chiều dài nhánh 2.
- Trang cập nhật thông tin trạm cấp nước và đường ống cấp nước 3.3 Đánh giá kết quả Việc triển khai hệ thống trong thời gian dùng thử ở địa chỉ www.gissonongngnhiepcantho.gov.vn/_NUOCSACH/ cho thấy việc quản lý dữ liệu tích hợp bản đồ trực tuyến giúp công tác quản lý dữ liệu được thuận tiện hơn, nguồn dữ liệu thống nhất, lãnh đạo của Trung tâm dễ dàng truy xuất các báo cáo ở mọi nơi.
- Hệ thống vận hành cũng giúp cho cơ quan quản lý là Sở nông nghiệp và Phát triển nông thôn Thành phố Cần Thơ cập nhật nhanh chóng và đồng bộ dữ liệu báo cáo từ đơn vị giúp giảm thiểu thời gian báo cáo và tiết kiệm nhiều chi phí và thời gian tổng hợp báo cáo.
- Về mặt xã hội, trang Web cung cấp thông tin bổ ích cho người dân về hoạt động cung cấp nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn, đồng thời thông qua trang Web Trung tâm dễ dàng tuyên truyền quảng bá đến người dân kiến thức về bảo vệ môi trường và nguồn nước.
- Cơ sở dữ liệu bản đồ chuyên ngành của Trung tâm sẽ là cơ sở để phát triển hệ thống chia sẻ dữ liệu dùng chung của các đơn vị khác trong thành phố.
- KẾT LUẬN Hệ thống WebGIS đã cung cấp các chức năng quản lý dữ liệu nước sạch và các bản đồ chuyên đề trực tuyến về trạm cấp nước sạch, tuyến đường ống cấp nước.
- Thông qua hệ thống, người quản lý ở các cấp có thể tra cứu được các thông số thống kê về trạm cấp nước, tuyến ống cấp nước, hộ dân sử dụng nước sạch một cách an toàn nhờ vào tính bảo mật cao của hệ quản trị cơ sở dữ liệu không gian SQL Server 2008, tốc độ được cải thiện nhờ vào cơ chế truy cập trực tiếp cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính của lập trình ASP.NET và thư viện bản đồ nguồn mở SharpMap.
- Quá trình triển khai ứng dụng thực tế bước đầu mang lại hiệu quả cao và tiện lợi trong công tác quản lý.
- Applied Informatics and 279 HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2013 Communication (Vol