Dân Số Của Một Quốc Gia Được Lấy Từ Dân Số Của Các Vùng

Hiển nhiên là mô hình kiểu này đòi hỏi quy trình đa kế thừa. Một lớp có thể có nhiều đặc tính khác nhau được kế thừa. Các đặc tính quan trọng của GIS là PERSISTENT cung cấp cơ sở dữ liệu, GEOMETRIC kế thừa các khái niệm hình học chung, GRAPHICAL cung cấp các phương pháp hiển thị đồ họa, và TEMPORAL đối với sự miêu tả lịch sử dữ liệu. Ví dụ, nhà cửa với các khái niệm về hình học, địa lý và cơ sở dữ liệu có thể được mô hình hóa bằng cách tạo ra lớp Nhà cửa với các đặc tính như địa chỉ và chủ sở hữu, rồi kế thừa các đặc tính về Geometric, Graphical, and Persistent từ các liên lớp tương ứng.

Hinh 2.13: Lớp BUILDING kế thừa nhiều thuộc tính từ các lớp cha của nó.

2.2.4.2 Sự lan truyền

Những đối tượng phức tạp thường không tồn tại cô lập và có một số biến đặc trưng khác mà những biến đó phụ thuộc vào biến của những đối tượng. Chẳng hạn như, trong quá trình tập hợp các hạt để tạo thành một thực thể lớn hơn, đối tượng hỗn hợp phụ thuộc vào biến của các thuộc tính của thành phần cấu tạo nên nó. Sự phụ thuộc này có ý nghĩa và để đảm bảo sự độ đặc và tính thống nhất toàn vẹn, việc sắp xếp chúng đúng thứ tự là hết sức quan trọng. Tất nhiên, một đối tượng hỗn hợp có thể có những biến đặc thù và độc lập so với các biến của các thành phần cấu thành. Đối lập với các cách sắp xếp không liên kết mấy mà đòi hỏi sự lưu trữ dư thừa của những biến như vậy, mô hình hướng đối tượng cho phép các đối tượng có những đặc tính với các giá trị mà phụ mà phụ thuộc vào những biến của các đối tượng khác và tạo sự phụ thuộc mãi mãi. Cách thức gắn kết như thế là phổ biến hơn, vì nó tạo ra tính toàn vẹn bằng sự cưỡng ép. Những biến có nguồn gốc như vậy thường miêu tả đặc tính thống kê hay hình học. Đặc biệt là ở GIS, một lượng lớn biến mặc định ở một cấp độ của sự trừu tượng phụ thuộc vào các biến của mức độ khác và phải có nguồn gốc từ những biến mặc định đó. Khi kết hợp các dữ liệu từng vùng và từng địa phương, khái niệm sắp xếp dữ kiện ở các mức

độ phân giải phải được sử dụng để tạo ra sự gắn kết giữa các biến phụ thuộc. Chẳng hạn như, dân cư một khu dân cư phụ thuộc vào

Hình 2.14: Dân số của một quốc gia được lấy từ dân số của các vùng

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 121 trang tài liệu này.

Trong khi sự kế thừa thể hiện các đặc tính của phân lớp (các loại và các hoạt động), sự truyền bá miêu tả cách thức một biến của đặc tính của một loại bắt nguồn từ các đặc tính của loại khác như thế nào (Egenhofer and Frank 19986). Ý niệm truyền bá (phổ biến) thỉnh thoảng được dùng cho làm mô hình các hành vi của hoạt động như là copy, phá huỷ, in, lưu lại, đối với các đối tượng hỗn hợp và các hoạt động này truyền cho các thành phần cấu tạo nên nó (Rumbaugh 1988), và độ gắn kết của hành động (Ellis et al.1990). Tại đây, sự phổ biến miêu tả sự phụ thuộc theo hướng đảo chiều - từ các bộ phận cấu thành tạo nên đối tượng hỗn hợp. Các định nghĩa chính thức về sự phổ biến, thể hiện được sự khác nhau giữa di truyền và phổ biến, đã được đưa ra (Egenhofer và Frank 1989; Êgenhofer và Frank 1990) và cũng là một phần của đại số học tổng hợp dành cho đối tượng phức tạp (Shaw and Zdonik 1989, Beeri and Kornatzky 1990). Có thể có nhiều cách để suy luận ra một biến, một biến có thể được ghi lại rõ ràng và thậm chí nếu nó có thể sinh ra từ các biến khác. Có thể cần thiết để giải quyết sự khác biệt và các lỗi do sự dư thừa như thế, chẳng hạn như bằng việc đánh giá chất lượng của những kết quả khác nhau

Lan truyền trở nên tầm thường nếu như đối tượng phức tạp ngẫu nhiên bao gồm một phần riêng lẻ và biến của sự kết tập chỉ tới biến đơn; tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp lan truyền bao gồm các biến của các bộ phận. Nếu hơn một biến đơn cấu thành nên biến có nguồn gốc từ biến đơn, sự kết hợp của các biến phải được miêu tả bằng chức năng kết tập. Chức năng kết tập kết hợp vài biến của một hoặc một hoặc một vài đặc tính của các bộ phận tới biến đơn (chả hiểu tại sao lai dùng giới từ “to” nhỉ?). Biến này giảm lượng chi tiết có sẵn cho đối tượng phức tạp. Điều này có thể quyết định lượng hoặc sự liên kết các biến của các bộ phận, hoặc định nghĩa phần nổi bật, cụ thể như là cái to lớn nhất, nặng nhất hoặc ngược lại, cái nhỏ nhất hoặc nhẹ nhất. Mặt khác, nó có thể đại diện cho trung bình của các giá trị của đặc tính cụ thể. Các phép tính gộp chung phổ biến là: min, max, tổng, trung bình cộng… Ví dụ, dân số của thành phố lớn nhất trên đất nước là cực đại của dân số của tất cả các thành phố; diện tích của cả nước bằng tổng diện tích của các tỉnh trong nước; mật độ dân số của nước tính bằng trung bình cộng của mật độ dân số của tất cả các tính, với trọng số là diện tích của các tỉnh đó.

Khái niệm về lan truyền cho phép đảm bảo tính nhất quán, bởi dữ liệu chỉ được lưu trữ 1 lần duy nhất và các biến phụ thuộc của liên kết đều có nguồn gốc, do đó không nhất thiết phải cập nhật các biến phụ thuộc này mỗi lần thành phần có sự thay đổi. Đương nhiên việc cập nhật nằm dưới quy tắc chung về cập nhật views, chẳng hạn như không đặc tính thu hôig nào có thể được cập nhật một cách rõ ràng trừ các đặc tính cơ bản. Ví dụ, việc sửa đổi dân số của thành phố A bằng cách gán giá trị 65 nghìn dân số cho thành phố nếu dân số của quận X thuộc thành phố tăng thêm 5 nghìn là sai quy tắc. Thay vào đó, số dân của thành phố phải được thay đổi sao cho phù hợp với sự cập nhật dân số của quận.

2.2.5 Tổng kết

Cả 3 khái niệm hướng đối tượng: Mô hình hóa, Công nghệ phần mềm và hệ quản trị cơ sở dữ liệu đều rất quan trọng đối với những ai làm việc trong lĩnh vực GIS.

 Các cơ chế trừu tượng hóa hướng đối tượng là cần thiết để mô hình hóa những vị trí phức tạp mà có thể thay đổi theo thời gian, chẳng hạn như các đối tượng hình học. Sự phức tạp của các vật thể không gian đòi hỏi các phương pháp phải định nghĩa và sử dụng các dạng và các hoạt động dữ liệu không gian thích hợp. Mô hình hướng đối tượng hỗ trợ tính năng này với các cơ chế trừu tượng hóa thích hợp. Cụ thể, khái niệm rất mạnh về kế thừa đã giúp làm tăng tính đồng nhất và súc tích trong các định nghĩa về các đặc tính như hình học, địa lý tính bền bỉ. Cấu trúc dữ liệu rất cần thiết cho các khái niệm đối tượng hồi qui, ví dụ như các khu vực được chia thành nhiều khu vực nhỏ hơn, hay các họat động chuyển đổi khép kín.

 Trong tương lai, các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng cần được áp dụng 1 cách hiệu quả hơn nữa vào lĩnh vực GIS. Trong những năm gần đây, các nghiên cứu trong lĩnh vực phần mềm đã cho ra đời phương pháp thiết kế hướng đối tượng giúp tạo mô hình các đối tượng trong thế giới thực và các hoạt động có liên quan của chúng. Phương pháp tiếp cận này tỏ ra hữu ích nhất trên những lĩnh vực như GIS bởi theo một phương thức hoàn toàn tự nhiên, nó hỗ trợ việc giải quyết các vấn đề về các đối tượng phức tạp (trong trường hợp này là hình học và các đối tượng). So với các mô hình dữ liệu thông thường, một thiết kế hướng đối tượng tỏ ra linh hoạt hơn và phù hợp hơn khi dùng để miêu tả các cấu trúc dữ liệu phức tạp

Chúng ta cần sử dụng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu hướng đối tượng nhằm khai thác sức mạnh của mô hình và nhằm quản lý và truy vấn dữ liệu không gian. Hệ thống thông tin không gian tận dụng được các lợi ích từ việc sử dụng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu hướng đối tượng theo nhiều cách khác nhau: (1) Cấu trúc của

một GIS sẽ trở nên rõ ràng hơn, do đó việc duy trì phần mềm GIS trở nên dễ dàng hơn, và chu kỳ hoạt động của nó cũng sẽ dài hơn. (2) Các lập trình viên không nên lo lắng về các khía cạnh của vị trí địa lý của dữ liệu. Thay vào đó, một tập lệnh thống nhất sẽ cung cấp.

CHƯƠNG 3

XÂY DỰNG ỨNG DỤNG GIS SỬ DỤNG ARCGIS TRÊN MÔ HÌNH DỮ LIỆU DAN-VAND TRONG QUẢN LÝ CẤP NƯỚC SẠCH

3.1 Đặt vấn đề

Ngày nay, tin học hóa công tác quản lý trong các doanh nghiệp nhà nước đã và đang được triển khai một cách toàn diện, và mang lại một hiệu quả to lớn, thiết thực trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Việc đưa CNTT vào quản lý sẽ giúp giảm bớt gánh nặng về công việc đối với những người làm quản lý. Giảm thiểu cơ cấu bộ máy nhân lực, tăng năng suất và hiệu quả công việc, đồng thời ra các quyết định kịp thời chính xác, tạo ra mối liên kết thường xuyên và thống nhất ở tất cả các cấp.

Đối với các ứng dụng về GIS, do đặc thù không gian của nó, các thông tin về bản đồ sẽ là đối tượng chính được tổ chức, quản lý và phân tích thông qua một công nghệ thích hợp nhất là hệ thống thông tin địa lý. GIS là hệ quản trị cơ sở dữ liệu bao gồm dữ liệu không gian và phi không gian có khả năng thu nhận, phân tích tổng hợp, chồng xếp các lớp thông tin có trong cơ sở dữ liệu tạo ra các lớp thông tin mới theo mục đích của người sử dụng. Đó là hệ thống thông tin kiểu mới. Từ các thông tin bản đồ và các thuộc tính lưu trữ có thể dễ dàng tạo ra các loại bản đồ và báo cáo để cung cấp một cách nhìn hệ thống, cho phép nhà lãnh đạo thực hiện tốt hơn công việc lập kế hoạch và hỗ trợ quá trình đưa ra quyết định về các giải pháp quy hoạch kiến trúc đô thị. GIS gắn liền với các số liệu khác liên quan đến nó

3.2 Khái niệm về đô thị và quá trình quy hoạch phát triển đô thị Khái niệm về đô thị:

Đô thị là điểm dân cư tập trung với mật độ cao, chủ yếu là lao động phi nông nghiệp, có hạ tầng cơ sở thích hợp, là trung tậm chuyên ngành hay tổng hợp, có vai trò thúc đẩy sự phát triển kinh tế- xã hội của cả nước, của một miền, của một tỉnh, một huyện hoặc một vùng trong tỉnh trong huyện [1].

Có thể có 2 nhóm đô thị sau:

 Những đô thị là trung tâm tổng hợp khi chúng có vai trò và chức năng nhiều mặt về chính trị, kinh tế, văn hóa xã hội v.v...

 Những đô thị là trung tâm chuyên ngành khi chúng có vai trò chức năng chủ yếu về một mặt nào đó như công nghiệp cảng, du lịch, nghỉ ngơi, đầu mối giao thông vv...

Tỉ lệ lao động phi nông nghiệp ở điểm dân cư độ thị chỉ tính trong phạm vi nội thị. Lao động phi nông nghiệp bao gồm lao động công nghiệp và thủ công nghiệp, lao động xây dựng cơ bản, lao động giao thông vận tải, bưu điện tính dụng ngân

hàng, lao động thương nghiệp và dịch vụ công cộng, du lịch, lao động trong các cơ quan hành chính, văn hóa, xã hội, giáo dục, y tế, nghiên cứu khoa học và những lao động khác ngoài lao động trực tiếp về nông nghiệp.

Cơ sở hạ tầng đô thị là yếu tố phản ánh mức độ phát triển và tiện nghi sinh hoạt của người dân đô thị theo lối sống đô thị. Cơ sở hạ tầng đô thị gồm hạ tầng kỹ thuật (như giao thông, điện nước, cống rãnh, năng lượng thông tin, vệ sinh môi trường. vv...) và hạ tầng xã hội (như nhà ở tiện nghi, các công trình dịch vụ công cộng văn hóa, xã hội, giáo dục đào tạo, nghiên cứu khoa học cây xanh giải trí vv...). Cơ sở hạ tầng đô thị được xác định dựa trên chỉ tiêu đạt được của từng đô thị ở mức tối thiểu. Ví dụ: Mật độ đường phố (km/km2), chỉ tiêu cấp nước, chỉ tiêu cấp điện sinh hoạt, tỉ lệ tầng cao xây dựng.

Mật độ dân cư là chỉ tiêu phản ánh mức độ tập trung dân cư của đô thị, nó xác định trên cơ sở quy mô dân số nội thị trên diện tích đất đai nội thị (người/km2 hoặc người /ha).

Tùy theo mật độ dân số, lĩnh vực chuyên ngành của mỗi đô thị, ở nước ta theo Quyết định số 132 /HĐBT ngày 5/5/1990 của Hội đồng bộ trưởng về việc phân loại và phân cấp quản lí đô thị thi đô thị được chi làm 5 loại.

 Đô thị loại I.

 Đô thị loại II.

 Đô thị loại III.

 Đô thị loại IV.

 Đô thị loại V.

Công tác quy hoạch xây dựng đô thị nhằm xác định sự phát triển hợp lí của đô thị trong từng giai đoạn và việc định hướng phát triển lâu dài cho đô thị đó về các mặt sau:

 Tổ chức sản xuất

 Tổ chức đời sống

 Tổ chức không gian kiến trúc, cảnh quan và môi trường đô thị

3.3 Sự cần thiết khi ứng dụng công nghệ GIS trong công tác quản lý và quy hoạch

Công nghệ GIS có thể coi là một ứng dụng đa ngành và như là một công cụ không thể thiếu cho quản lý trong công việc hàng ngày. Hầu hết các nước phát triển ở Châu Âu, Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan... đã ứng dụng công nghệ GIS để xây dựng các cơ sở dữ liệu tài nguyên môi trường, các hệ thống thông tin chuyên ngành, trợ giúp quyết định cho lãnh đạo trong quản lý.

Một đô thị mới và hiện đại thì không thể thiếu một kiến trúc quy hoạch về cơ sở hạ tầng, bao gồm xây dựng các công trình công cộng, nhà ở, hệ thống thoát

nước và xử lý nước thải, hệ thống cung cấp nước sạch, và vì vậy việc áp dụng các phương pháp và công nghệ hiện đại sẽ đem lại rất nhiều tiện ích.

Hệ thống GIS khi ứng dụng sẽ đạt được yêu cầu sau:

 Phục vụ tốt cho công tác chỉ đạo việc quy hoạch tổng thể và chi tiết đô thị. Trợ giúp lãnh đạo, các nhà quản lý quy hoạch và người sử dụng để ra được các quyết định phù hợp.

 Tạo ra môi trường thuận lợi, hoạt động có hiệu quả cho các ngành, các đơn vị sử dụng GIS, đặc biệt cho những nhà quản lý quy hoạch đô thị, giảm chi phí về thời gian, công sức, tiền của của nhà nước và trợ giúp quyết định đúng đắn.

 Liên kết được các cơ sở dữ liệu đơn độc, nâng cao việc sử dụng thông tin như nguồn tài nguyên chiến lược.

 Vào thông tin nhanh chóng (bản đồ, thuộc tính, ảnh...)

 Quản lý, tìm kiếm các đối tượng trên bản đồ, lưu trữ và phục hồi các thông tin tối ưu trên cơ sở vị trí không gian thực của nó.

 Cập nhật bổ sung và điều chỉnh thông tin trong hệ thống đơn giản và thuận tiện.

 Liên kết các module chương trình để mở rộng và phát triển hệ thống.

 Xử lý thông tin trong hệ thống (phân tích tổng hợp và mô hình hóa) một cách nhanh chóng và tin cậy. Cho phép chồng lớp bản đồ tạo ra các bản đồ chuyên đề dựa trên các lớp thông tin đã có một cách thuận tiện và nhanh chóng. Với những ưu điểm trong cách thể hiện và các hàm quan hệ giữa các thông tin thuộc tính gắn liền có tính hệ thống, có khả năng phần tích cao ta có thể tạo được một công cụ mạnh cho công tác dự báo và quy hoạch đúng đắn hơn so với nhiều công cụ khác.

 Là một hệ thống mở, dễ dàng trao đổi các nguồn thông tin đã có sẵn của hệ thống và đơn vị khác.

 Đảm bảo an toàn dữ liệu và bảo mật thông tin hệ thống.

Như vậy, Công nghệ GIS có ý nghĩa ứng dụng to lớn trong rất nhiều lĩnh vực và ngành nghề khác nhau. Trong khuôn khổ thời gian thực hiện luận văn và điều kiện thực tế cho phép, tôi xin được trình bày một phần trong rất nhiều ứng dụng của công nghệ GIS trong công tác quản lý cấp nước sạch cho sinh hoạt, đó là xây dựng ”Hệ thống quản lý cấp nước trên nền GIS”, trong đó phân hệ “Đăng ký đường ống – Pipe Registration” là phân hệ áp dụng các phép toán cơ bản của GIS trên bản đồ để thực hiện các thao tác trong việc xây dựng một mạng lưới đường ống sử dụng trong hệ thống. Hệ thống đã được xây dựng và triển khai tại thành phố Seremban, Malaysia năm 2008.

3.4 Mô tả ứng dụng

Hệ thống cấp thoát nước là cơ sở hạ tầng đặc biệt quan trọng, ở cả nông thôn và thành thị. Hiện nay tại các đô thị lớn của Việt Nam có khá nhiều khu vực dân cư không đủ nước sạch để dùng thì vẫn tồn tại một lượng thất thoát nước sạch đáng kể.

Qua thực tiễn quan sát, thì ở Hà nội, lượng nước thất thoát trung bình hàng năm - NRW (theo số liệu thống kê của hiệp hội cấp thoát nước Việt nam) là khoảng 40% đến 45%, ở Kuala Lumpur là 39%, trong khi đó ở Paris là 6%, ở Đan Mạch, tỉ lệ trung bình của cả nước là 4%

Seremban, một thành phố ở phía nam, cách 50km so với thủ đô Kuala Lumpur, Malaysia, với 0,9 triệu dân, và 320 nghìn điểm tiêu thụ nước sinh hoạt đang hoạt động. Mạng lưới cấp nước đang hoạt động hiện có khoảng 6 nghìn km đường ống được lắp đặt. Với mức thất thoát nước là 39%, tương đương với 133 triệu m3 nước trong một năm

Mục tiêu khi xây dựng và áp dụng hệ thống WDMS là:

Lắp đặt và quản lý khoảng 62 nghìn điểm kết nối cho việc tiêu thụ nước

Diện tích bao phủ áp dụng của dự án là khoảng 50% diện tích của thành phố, chủ yếu nằm ở phía đông

Tổng chiều dài đường ống dự kiến lắp đặt khoảng 90 nghìn km.

Giảm lượng nước thất thoát từ 39% xuống 24% trong vòng 18 tháng hoạt động và quản lý (giảm 15%)

Sử dụng GIS, ở đây là việc đăng ký đường ống để trợ giúp cho quá trình lắp đặt.

Nhận thấy việc giảm lượng nước thất thoát có thể tiết kiệm được một lượng rất lớn nước sạch hàng năm, đồng thời mang lại nguồn lợi nhuận to lớn, nâng cao năng lực quản lý cấp nước, và tăng khả năng chia sẻ dữ liệu giữa các phòng ban.

Hệ thống quản lý cấp nước sạch WDMS ra đời là kết quả nghiên cứu và nỗ lực hoạt động, cơ sở kinh nghiệm, khảo sát nhiều năm của các chuyên gia cấp nước và chuyên gia GIS tại Việt Nam và ở các nước như Thái Lan, Trung Quốc, Đan Mạch, Philipines, với mục tiêu chính là kiểm soát lượng nước rò rỉ và thất thoát do các nguyên nhân chủ quan và khách quan.

 Nguyên nhân chủ quan, đó là do cách thức quản lý cũ kỹ, chưa áp dụng các công nghệ hiện đại, công việc tính toán lượng nước cũng như áp lực đường ống thủ công, dẫn đến thiếu chính xác

 Nguyên nhân khách quan do thường xuyên xảy ra các sự cố như rò rỉ tại các điểm nối, hay bị vỡ ống dẫn nước...mà không kiểm soát được thường xuyên, dẫn đến thất thoát.

Hệ thống bao gồm các phân hệ sau:

Xem toàn bộ nội dung bài viết ᛨ