Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Cơ sở dữ liệu để xây dựng phần mềm là các kết quả nghiên cứu của đề tài bao gồm tỷ lệ mưa axit, giá trị pH nước mưa trung bình qua các năm, biến động pH
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-*** -
TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA MƯA AXIT ĐẾN TÍNH CHẤT ĐẤT, QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT CỦA CÂY ĐẬU TƯƠNG
(GLYCINE MAX) Ở MIỀN NÚI: LẤY VÍ DỤ TẠI TỈNH HÒA BÌNH VÀ
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG
Mã số đề tài: QG.16.20
BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU:
PHẦN MỀM ĐÁNH GIÁ MƯA AXÍT CHO TỈNH HÒA BÌNH
Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên - ĐHQGHN Người chủ trì nhiệm vụ: TS Phạm Thị Thu Hà
Trang 2MỤC LỤC
1 Mở đầu
2 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
3 Kết quả nghiên cứu
3 Kết luận
TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH MỤC HÌNH
HÌNH 2.1 GIAO DIỆN CÔNG CỤ LẬP TRÌNH C#.NET 5
HÌNH 2.2 PHƯƠNG PHÁP TRUY NHẬP CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA MS ACCESS VÀ SQL SERVER 6
HÌNH 3.1 GIAO DIỆN THỂ HIỆN TRONG PHẦN MỀM MƯA AXIT Ở HÒA BÌNH 10
HÌNH 3.2 THÔNG TIN ĐƯỢC CUNG CẤP TRONG THẺ GIỚI THIỆU 11
HÌNH 3.3 CÁC YẾU TỐ TRONG THẺ BIỂU ĐỒ 12
HÌNH 3.4 BẢNG DATABASE TRONG MỤC QUẢN LÝ DỮ LIỆU 12
HÌNH 3.5 CHỌN TỶ LỆ MƯA AXIT TRONG TỆP BIỂU ĐỒ 13
HÌNH 3.6 CHỌN MỤC QUẢN LÝ DỮ LIỆU ĐỂ QUAN SÁT ĐƯỢC SỐ LIỆU VỀ TỶ LỆ MƯA AXIT 14
HÌNH 3.7 BẢNG DỮ LIỆU VỀ TỶ LỆ MƯA AXIT 14
HÌNH 3.8 TÌM KIẾM THÔNG TIN VỀ BIẾN ĐỘNG PH NƯỚC MƯA QUA CÁC THÁNG CỦA NĂM 15
HÌNH 3.9 BẢNG DỮ LIỆU VỀ MỐI QUAN HỆ PH VÀ PAI QUA CÁC NĂM 16
HÌNH 3.10 BẢNG DỮ LIỆU CỦA NH 4 TRONG NƯỚC MƯA NĂM 2012 TRONG CSDL 16
Trang 31 Mở đầu
Mưa axit là vấn đề mà toàn nhân loại quan tâm bởi tác hại của chúng gây ra ở nhiều quốc gia, khu vực trên thế giới Mưa axit đã gây ra những hậu quả nghiêm trọng đến môi trường, các công trình kiến trúc, hệ sinh thái và sức khỏe con người [1] Hòa Bình là một tỉnh miền núi, cửa ngõ của vùng Tây Bắc, nằm cách trung tâm thành phố Hà Nội 76 km Hòa Bình là tỉnh có tốc độ tăng trưởng kinh tế còn ở mức độ thấp Cơ cấu kinh tế là nông - công nghiệp và dịch vụ Ngành nông - lâm nghiệp chiếm vai trò chủ đạo trong cơ cấu kinh tế, đóng góp cho việc đảm bảo phát triển và ổn định kinh tế chung của tỉnh Nhiều vùng sản xuất hàng hóa chuyên canh nguyên liệu tập trung được phát triển và nhân rộng như: vùng cam huyện Cao Phong; vùng mía tím huyện Tân Lạc, Cao phong; vùng gỗ, luồng nguyên liệu ở huyện Đà Bắc, Mai Châu; vùng lạc, đậu ở huyện Lạc Sơn, Yên Thủy; vùng cây dưa hấu ở huyện Lạc Thủy, Kim Bôi; vùng cây dược liệu ở Tân Lạc, Lạc Sơn; vùng chè ở huyện Lương Sơn, Mai Châu, Đà Bắc Cũng như phần lớn các đô thị phát triển trong cả nước, Hoà Bình cũng đang gặp phải những thách thức của quá trình phát triển,
đó là vấn đề suy giảm chất lượng môi trường, đặc biệt là môi trường không khí, trong đó đã xuất hiện hiện tượng mưa axit Kết quả nghiên cứu của các tác giả trong nước về tỷ lệ xuất hiện mưa axit ở Hòa Bình cho thấy mưa axit đã xuất hiện ở đây với tần suất khá cao qua các năm, có những những năm tần suất mưa axit lên đến 81,9 % (năm 2000), 58,3% (năm 2001, 2002) [2] Do vậy, mưa axit có thể đã gây ra những ảnh hưởng nhất định đến môi trường và hệ sinh thái ở Hoà Bình
Do đó, việc xây dựng phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu và đánh giá hiện trạng lắng đọng axit
ở Hoà Bình là rất quan trọng giúp các nhà quản lý môi trường, các nhà hoạch định chính sách, v.v trong việc xây dựng lộ trình kiểm soát sự phát thải các khí gây lắng đọng axit, góp phần cải thiện chất lượng không khí không những cho tại chỗ mà còn toàn cầu, cũng như nhằm làm giảm chi phí trong việc xử lý các thiệt hại do lắng đọng axit gây ra đối với môi trường và con người
Mục tiêu nghiên cứu:
- Xây dựng phần mềm đánh giá mưa axít cho tỉnh Hoà Bình
2 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Cơ sở dữ liệu để xây dựng phần mềm là các kết quả nghiên cứu của đề tài bao gồm tỷ lệ mưa axit, giá trị pH nước mưa trung bình qua các năm, biến động pH nước mưa qua các tháng trong năm, nồng độ các ion trong nước mưa trong giai đoạn nhiều năm, nồng độ các ion trong nước mưa qua các tháng trong năm, nồng độ các ion trong nước mưa vào mùa mưa và mùa khô qua các năm, giá trị pAi qua các tháng trong năm, mối quan hệ giữa pH và pAi, tải lượng lắng đọng ướt các ion trong nước mưa, tải lượng lắng đọng của S, tải lượng lắng đọng của N Các số liệu để đánh giá
Trang 4hiện trạng lắng đọng axit được thu thập từ trạm quan trắc thuộc mạng lưới giám sát lắng đọng axit Đông Á (EANET) [3] Số liệu đo từ một số trạm quan trắc và đề tài/ dự án khác cũng được tham khảo để bổ sung cho chuỗi số liệu đánh giá
2.2 Phương pháp nghiên cứu
Với mục tiêu xây dựng phần mềm đánh giá mưa axit tại tỉnh Hòa Bình trên cơ sở dữ liệu nghiên cứu, đề tài đã nghiên cứu tổng quan chức năng các công cụ nền và công cụ phát triển để xây dựng phần mềm đánh giá mưa axit tại tỉnh Hòa Bình (với bộ công cụ Visual Studio Development.NET) Trên cơ sở đó, nghiên cứu đã xây dựng Module phần mềm có chức năng truy nhập và liên kết, quản lý với cơ sở dữ liệu về hiện trạng và tải lượng lắng đọng axit ở tỉnh Hòa Bình với các module phần mềm hiển thị biểu đồ, hình vẽ và các đại lượng tương quan, kết nối toàn bộ các module và hoàn thiện phần mềm tổng thể đánh giá mưa axit tại tỉnh Hòa Bình
Microsoft Visual Studio là một môi trường phát triển tích hợp (IDE) từ Microsoft Nó được
sử dụng để phát triển chương trình máy tính cho Microsoft Windows, cũng như các trang web, các ứng dụng web và các dịch vụ web Visual Studio sử dụng nền tảng phát triển phần mềm của Microsoft như Windows API, Windows Forms, Windows Presentation Foundation, Windows Store và Microsoft Silverlight Nó có thể sản xuất cả hai ngôn ngữ máy và mã số quản lý Visual Studio bao gồm một trình soạn thảo mã hỗ trợ IntelliSense cũng như cải tiến mã nguồn Trình gỡ lỗi tích hợp hoạt động cả về trình gỡ lỗi mức độ mã nguồn và gỡ lỗi mức độ máy Công cụ tích hợp khác bao gồm một mẫu thiết kế các hình thức xây dựng giao diện ứng dụng, thiết kế web, thiết
kế lớp và thiết kế giản đồ cơ sở dữ liệu [4,5] Nó chấp nhận các plug-in nâng cao các chức năng ở hầu hết các cấp bao gồm thêm hỗ trợ cho các hệ thống quản lý phiên bản (như Subversion) và bổ sung thêm bộ công cụ mới như biên tập và thiết kế trực quan cho các miền ngôn ngữ cụ thể hoặc
bộ công cụ dành cho các khía cạnh khác trong quy trình phát triển phần mềm
Visual Studio hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau và cho phép trình biên tập mã và
gỡ lỗi để hỗ trợ (mức độ khác nhau) hầu như mọi ngôn ngữ lập trình Các ngôn ngữ tích hợp gồm
có C, VB.NET (thông qua Visual Basic.NET), C# (thông qua Visual C#) và F# (như của Visual Studio 2015) Hỗ trợ cho các ngôn ngữ khác như J++/J#, Python và Ruby thông qua dịch vụ cài đặt riêng rẽ Nó cũng hỗ trợ XML/XSLT, HTML/XHTML, JavaScript và CSS [4]
Để có thể quản lý cơ sở dữ liệu và đánh giá hiện trạng lắng đọng axit tại khu vực nghiên cứu trong thời gian dài, phần mềm được nghiên cứu và xây dựng thông qua bộ công cụ lập trình Microsoft Visual C# 2010 với hệ quản trị cơ sở dữ liệu (CSDL) Microsoft Access
Các tiêu chí kỹ thuật của phần mềm cần đạt cụ thể như sau:
Trang 5- Có khả năng quản lý CSDL quy mô lớn trong môi trường hiện đại; tự động cập nhật, chỉnh
sửa CSDL ngay trên bộ cài đặt
- Có chức năng đánh giá mối quan hệ giữa các đại lượng trong đánh giá hiện trạng lắng đọng
axit thông qua các biểu đồ, hình vẽ
- Có giao diện bằng tiếng Việt, chức năng phù hợp với việc đánh giá lắng đọng axit tại địa
bàn nghiên cứu
Microsoft Visual C# là một công cụ lập trình trên nền NET của bộ công cụ Microsoft Visual Studio Giao diện của bộ công cụ được thể hiện ở Hình 1.1
Hình 2.1 Giao diện công cụ lập trình C#.NET
Công cụ Visual C#.NET đã được chọn bởi vì các lí do sau:
- C# là ngôn ngữ lập trình hiện đại, đơn giản, ít từ khoá, giao diện đẹp
- C# là một công cụ lập trình trực quan, hướng đối tượng với câu lệnh được viết theo kiểu cấu trúc cây giúp tiết kiệm thời gian viết code
- C# cũng hỗ trợ luôn việc tạo file cài đặt (setup file) khi viết chương trình
Để khởi tạo cơ sở dữ liệu ban đầu, các file dữ liệu được thiết lập trong MS Access 2010 là một ứng dụng trong bộ Microsoft Office 2010 Cơ sở dữ liệu là một tập hợp được tổ chức của thông tin Cơ sở dữ liệu về mưa axit, tải lượng lắng đọng axit cho Hoà Bình được lưu trữ dưới các tệp tin (filename.accdb) và là một cơ sở dữ liệu quan hệ (relational database) với tập hợp của thông tin liên quan được tổ chức với cấu trúc bảng Mỗi bảng chứa những hàng (rows) được sắp xếp vào
Trang 6trong những cột (columns) Ngoài ra, cũng có thể tạo các quan hệ (Relationships) hoặc các truy vấn dạng câu lệnh SQL
Hình 2.2 Phương pháp truy nhập cơ sở dữ liệu của MS Access và SQL server
Quá trình xây dựng phần mềm được thực hiện qua 03 bước chính như sau:
• Các xử lý với Cơ sở dữ liệu
• Xây dựng các chức năng hỗ trợ quản lý CSDL và đánh giá hiện trạng lắng đọng axit qua các biểu đồ
• Tạo giao diện cho phần mềm bằng công cụ lập trình C# 2010
C# hỗ trợ một Toolbox khá đầy đủ để phục vụ cho việc tạo giao diện phần mềm, sau khi sử dụng các công cụ trong Toolbox để thiết kế giao diện
3 Kết quả nghiên cứu
3.1 Giới thiệu về phần mềm đánh giá mưa axit
Phần mềm đánh giá mưa axit là một công cụ hữu ích, hỗ trợ truy cập, liên kết và quản lý các
dữ liệu về hiện trạng mưa axit, tải lượng lắng đọng axit ở tỉnh Hòa Bình Phần mềm này được xây dựng dựa trên kết quả nghiên cứu của đề tài cấp Đại học Quốc gia Hà Nội (mã số QG.16.20)
“Nghiên cứu tác động của mưa axit đến tính chất đất, quá trình phát triển và năng suất của
cây đậu tương (Glycine max L.) ở miền núi: lấy ví dụ tại tỉnh Hòa Bình và đề xuất các giải
pháp thích ứng”
Các đối tượng có thể sử dụng phần mềm đánh giá mưa axit tại tình Hòa Bình bao gồm các nhà quản lý, các nhà khoa học, nhà nghiên cứu làm việc trong lĩnh vực bảo vệ môi trường nói
Trang 7chung và mưa axit nói riêng, cộng đồng dân cư và sinh viên - học sinh quan tâm đến lĩnh vực này Phiên bản mới nhất của phần mềm xây dựng được đặt là VN Acid Rain Ver.1.8 Cơ sở dữ liệu để xây dựng phần mềm là các kết quả nghiên cứu của đề tài bao gồm 11 yếu tố:
- Tỷ lệ mưa axit
- Giá trị pH nước mưa trung bình năm
- Biến dộng pH nước mưa qua các tháng trong năm
- Nồng độ trung bình nhiều năm của các ion chính trong nước mưa
- Nồng độ trung bình của các ion chính trong nước mưa theo tháng, năm
- Tải lượng lắng đọng ướt của các ion chính trong nước mưa
- Nồng độ các ion chính nước mưa vào mùa mưa và mùa khô
- Giá trị pAi nước mưa qua các tháng trong năm
- Mối quan hệ giữa giá trị pH và pAi
- Tải lượng lắng đọng Lưu huỳnh (S)
- Tải lượng lắng đọng Nitơ (N)
Các yếu tố này được thể hiện trong phần mềm thông qua các đồ thị và bảng số liệu tương ứng với mỗi yếu tố
Tên file cơ sở dữ liệu về mưa axit, lắng đọng axit ở tỉnh Hoà Bình: HoaBinh.accdb
Mã phần mềm trong Microsoft Visual C# 2010 kết nối với cơ sở dữ liệu có cấu trúc như sau:
// Khai báo các hàm Hệ thống sử dụng using System; using System.Collections.Generic; using
System.Collections;
using System.Linq; using System.Text; using System.Data.OleDb; using
System.Windows.Forms;
namespace Rain
{
class PublicData {
public static ArrayList _Data_Arr; private DataThreeValue Three_Value; private
DataTwoValue Two_Vlaue; private OleDbConnection connection = new OleDbConnection();
private OleDbCommand command = new OleDbCommand(); private OleDbDataReader data;
public PublicData()
{ makePubData(FormMain._DATA_FAG);
}
#region Kết nối tới access private void connectToDatabase()
Trang 8{
try {
connection.ConnectionString = @"Provider = Microsoft.ACE.OLEDB.12.0; Data
Source=./database/" + FormMain.DataBaseName + ".accdb";
}
connection.Open();
catch (Exception e) {
System.Windows.Forms.MessageBox.Show("Không kết nối được tới cơ sở dữ liệu\n Vui lòng kiểm tra lại \n" + e.ToString());
} }
#endregion
Trong cơ sở dữ liệu có rất nhiều bảng dữ liệu chứa các dữ liệu với các ý nghĩa khác nhau, dưới đây là tên một số bảng dữ liệu giải thích ý nghĩa trong cơ sở dữ liệu (Bảng 1)
Bảng 1 Danh mục một số bảng trong cơ sở dữ liệu sử dụng trên phần mềm
1 PL_1 Tỷ lệ mưa axít (%) ở trạm Hòa Bình
2 PL_2 Giá trị pH nước mưa trung bình theo năm ở trạm Hòa Bình
3 PL_3 Biến động pH nước mưa tháng qua các năm ở trạm Hòa Bình
4 PL_4 Nồng độ trung bình nhiều năm của các ion trong nước mưa ở trạm Hòa Bình
5 PL_5 Giá trị pH và nồng độ các ion nước mưa vào mùa mưa và mùa khô ở trạm Hòa Bình
6 PL_6 Giá trị pAi nước mưa ở trạm Hòa Bình
7 PL_7 Mối quan hệ giữa pH và pAi ở trạm Hòa Bình
8 PL_8 Tải lượng lắng đọng S ở trạm Hòa Bình
9 PL_9 Tải lượng lắng đọng N ở trạm Hòa Bình
10 PL_10 Nồng độ trung bình của các ion trong nước mưa theo tháng ở
trạm Hòa Bình
11 PL_11 Nồng độ trung bình của các ion trong nước mưa theo năm ở trạm Hòa Bình
12 PL_12 Tải lượng lắng đọng ướt của các ion trong nước mưa theo năm ở trạm Hòa Bình
Để kết nối với cơ sở dữ liệu nêu trên, phần mềm trong Microsoft Visual C# 2010 gọi hàm nhỏ với tên ReadData () với cấu trúc như sau:
#region Đọc dữ liệu từ access private OleDbDataReader readData()
Trang 9{
try {
command.Connection = connection;
command.CommandText = "SELECT * FROM " +FormMain.TableName;
}
return command.ExecuteReader();
catch (Exception e)
{ System.Windows.Forms.MessageBox.Show("Không kết nối tới bảng dữ liệu
\n Vui lòng kiểm tra lại \n" + e.ToString());
}
return null; }
#endregion
Trên phần mềm được xây dựng có tích hợp bản đồ Việt Nam với địa bàn các thành phố/tỉnh được nghiên cứu
Sau khi kết nối thành công tới cơ sở dữ liệu của khu vực nghiên cứu, phần mềm có chức năng hiển thị các biểu đồ đánh giá mưa axit, tải lượng lắng đọng axít thông qua thư viện
Zedgraph.dll bao gồm 11 yếu tố: tỷ lệ mưa axit, giá trị pH nước mưa trung bình qua các năm,
biến động pH nước mưa qua các tháng trong năm, nồng độ các ion trong nước mưa trong giai đoạn nhiều năm, nồng độ các ion trong nước mưa qua các tháng trong năm, nồng độ các ion trong nước mưa vào mùa mưa và mùa khô qua các năm, giá trị pAi qua các tháng trong năm, mối quan hệ giữa
pH và pAi, tải lượng lắng đọng ướt các ion trong nước mưa, tải lượng lắng đọng của S, tải lượng lắng đọng của N
3.2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm đánh giá mưa axit
Phần mềm khi đăng nhập với tên sử dụng “admin” thì hệ thống sẽ cho phép toàn quyền sử dụng Nếu đăng nhập với User khác do admin phân quyền thì người sử dụng này sẽ bị giới hạn các quyền
sử dụng
Menu quản lý CSDL với các chức năng:
+ Load dữ liệu: Cho phép tải cơ sở dữ liệu cơ sở dữ liệu có sẵn trong file Data.accdb
+ Lưu cơ sở dữ liệu: Cho phép lưu cơ sở dữ liệu “Data.accdb” ra một thư mục cho người quản lý tùy chọn với mục đích sử dụng
+ Thay cơ sở dữ liệu: Cho phép người quản lý thay mới một cơ sở dữ liệu Chức năng này giúp cho phần mềm linh hoạt hơn trong việc thích ứng với nhiều người sử dụng
+ Xuất cơ sở dữ liệu: các dữ liệu có thể xuất sang định dạng MS Excel Các đồ thị cũng có thể xuất sang dạng file ảnh jpg
Trang 103.2.1 Khởi động phần mềm
Biểu tượng của phần mềm đánh giá mưa axit tại tỉnh Hòa Bình:
Sau khi tải phần mềm về máy tính, để khởi động chương trình, người dùng click 2 lần chuột trái vào biểu tượng trên Giao diện được thể hiện ở hình 3.1
Hình 3.1 Giao diện thể hiện trong phần mềm mưa axit ở Hòa Bình
Trên giao diện chính sẽ có hai phần luôn được hiện diện: bản đồ Việt Nam để người dùng xác định được vị trí của tỉnh Hòa Bình và biểu đồ của các yếu tố Có ba thẻ hỗ trợ người dùng trong việc tìm kiếm các thông tin trong phần mềm này:
- Giới thiệu: khi click chuột vào thẻ Giới thiệu, hai chức năng phụ sẽ hiện ra trên màn hình:
Hướng dẫn sử dụng và phiên bản phần mềm Phần Hướng dẫn sử dụng trình bày thông tin về phần mềm và hướng dẫn người sử dụng cách sử dụng phần mềm Phần phiên bản phần mền cung cấp thông tin về phiên bản hiện được sử dụng của phần mềm
