Nghiên cứu ứng dụng công nghệ gis xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ công tác phòng cháy chữa cháy cho quận gò vấp thành phố hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ THU HUYỀN NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ CÔNG TÁC PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY CHO QUẬN GÒ VẤP -

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ CÔNG TÁC PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY CHO QUẬN GÒ VẤP -

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ CÔNG TÁC PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY CHO QUẬN GÒ VẤP -

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thông tin địa lý

Mã số: 60440214

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Đỗ Thị Phương Thảo

HÀ NỘI - 2015

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2015

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Thu Huyền

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 6

DANH MỤC CÁC BẢNG 7

DANH MỤC CÁC HÌNH 8

MỞ ĐẦU 10

1 Tính cấp thiết của đề tài 10

2 Mục đích nghiên cứu 10

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 11

4 Nội dung nghiên cứu 11

5 Phương pháp nghiên cứu 11

6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 12

7 Cấu trúc của luận văn 12

CHƯƠNG 1 14

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY KHU VỰC ĐÔ THỊ 14

1.1 Tình hình cháy nổ và PCCC khu vực đô thị TP Hồ Chí Minh 14

1.2 Hiện trạng quản lý về phòng cháy chữa cháy tại khu vực đô thị Thành phố Hồ Chí Minh 18

1.2.1 Giới thiệu Sở Cảnh sát Phòng cháy và Chữa cháy TP Hồ Chí Minh 19

1.2.2 Giới thiệu công tác PCCC trên địa bàn quận Gò Vấp 22

1.3 Tình hình nghiên cứu 23

1.3.1 Trên thế giới 23

1.3.2 Tại Việt Nam 25

CHƯƠNG 2 28

CÔNG NGHỆ GIS VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG HỖ TRỢ TRONG CÔNG TÁC PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY 28

2.1 Tổng quan về Hệ thông tin địa lý 28

2.1.1 Khái niệm chung 28

2.1.2 Các thành phần của GIS 29

2.1.2.1 Phần cứng(Hardware ) 29

2.1.2.2 Phần mềm 30

2.1.2.3 Cơ sở dữ liệu 31

2.1.2.4 Con người 32

2.1.2.5 Phương pháp 33

2.1.3 Các nhiệm vụ của GIS 33

2.1.3.1 Nhập dữ liệu 33

2.1.3.2 Lưu trữ dữ liệu 34

2.1.3.3 Thao tác dữ liệu 34

2.1.3.4 Xử lý dữ liệu 35

2.1.3.5 Quản lý dữ liệu 36

2.1.3.6 Tìm kiếm phân tích không gian 37

2.1.3.7 Hiển thị 39

2.1.4 Tổng quan về cơ sở dữ liệu GIS 39

2.1.4.1 Cơ sở dữ liệu và hệ quản trị cơ sở dữ liệu[1] 39

2.1.4.2 Cấu trúc cơ sở dữ liệu GIS 40

2.1.4.3 Tổ chức cơ sở dữ liệu GIS 44

2.1.4.4 Chuẩn cơ sở dữ liệu GIS 45

2.2 Khả năng ứng dụng công nghệ Hệ thông tin địa lý hỗ trợ công tác chữa cháy khu vực đô thị 46

CHƯƠNG 3 49

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU HỖ TRỢ CÔNG TÁC PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY QUẬN GÒ VẤP, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 49

3.1 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 49

3.1.1 Vị trí địa lý 50

3.1.2 Đặc điểm tự nhiên 50

3.1.2.1 Địa hình 50

3.1.2.2 Khí hậu 50

3.1.3 Giao thông – thủy hệ 51

3.1.4 Đặc điểm kinh tế - xã hội 52

3.1.4.1 Dân cư 52

3.1.4.2 Kinh tế - xã hội 52

3.2 Quy trình công nghệ xây dựng cơ sở dữ liệu phòng cháy chữa cháy 53

3.2.1 Quy trình chung 53

3.2.2 Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu phòng cháy chữa cháy quận Gò Vấp 55

3.3 Mô hình cơ sở dữ liệu PCCC 57

3.3.1 Mô hình CSDL 57

3.3.2 Nội dung cơ sở dữ liệu nền 57

3.3.3 Nội dung cơ sở dữ liệu chuyên đề về phòng cháy chữa cháy 58

3.4 Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu GIS về PCCC 58

3.4.1 Thiết kế cấu trúc các lớp cơ sở dữ liệu nền 58

4.4.1.1 Lớp dữ liệu nền hành chính cấp tỉnh/thành phố 58

3.4.1.2 Lớp dữ liệu nền hành chính cấp quận/ huyện/ thị xã 58

3.5.1.3 Lớp dữ liệu nền hành chính cấp xã/phường/thị trấn 59

3.5.1.4 Lớp dữ liệu đường địa giới hành chính 59

3.5.1.5 Lớp đường giao thông 60

3.5.1.6 Lớp Thủy văn dạng nét (Sông/suối) 61

3.5.1.7 Lớp Thủy văn dạng vùng 61

3.5.1.8 Lớp đối tượng dân cư, kinh tế, xã hội dạng vùng 62

3.5.1.9 Lớp đối tượng dân cư, kinh tế, xã hội dạng điểm 63

3.3.2 Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu chuyên đề 64

3.3.2.1 Lớp dữ liệu Routing 64

3.3.2.2 Lớp dữ liệu: Segments 65

3.3.2.3 Lớp dữ liệu Junctions 67

3.3.2.4 Lớp dữ liệu: Turns 67

3.3.2.5 Lớp cơ sở dữ liệu các điểm trụ nước 68

3.3.2.6 Cấu trúc cơ sở dữ liệu các điểm cháy nổ 68

3.3.2.7 Cấu trúc cơ sở dữ liệu các trạm PCCC 69

3.4 Xây dựng cơ sở dữ liệu PCCC 69

3.4.1 Xác lập cơ sở toán học 69

3.4.2 Thu thập và đánh giá các tư liệu 70

3.4.3 Chuyển đổi định dạng dữ liệu 70

3.4.4 Xây dựng Geodatabase 70

3.4.5 Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu 71

3.4.6 Biên tập, trình bày bản đồ PCCC 73

3.5 Ứng dụng CSDL thực nghiệm giải quyết một số bài toán về PCCC 74

3.5.1 Xây dựng mạng Network 74

3.5.1.1 Sơ đồ tổng quát của bài toán phân tích mạng 74

3.5.1.2 Xây dựng mạng (Network) 75

3.5.2 Các bài toán phân tích mạng liên quan tới PCCC 76

3.5.2.1 Tìm vị trí trạm chữa cháy gần nhất 76

3.5.2.2 Tìm các điểm lấy nước gần nhất 78

3.5.2.3 Bài toán phân tích tìm vùng phục vụ 79

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81

1 Kết luận 81

2 Kiến nghị 82

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI HTTĐL -GIS Hệ thông tin địa lý

DBMS Database Management System – Hệ quản trị cơ sở dữ liệu

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thông tin các phòng Cảnh sát PCCC của Thành phố năm 2013 20

Bảng 2.1 Một số nguyên tắc topology 42

Bảng 3.1 Cấu trúc dữ liệu lớp nền hành chính tỉnh 58

Bảng 3.2 Cấu trúc dữ liệu lớp nền hành chính quận 59

Bảng 3.3 Cấu trúc dữ liệu lớp nền hành chính phường 59

Bảng 3.4 Cấu trúc dữ liệu lớp địa giới hành chính 60

Bảng 3.5 Cấu trúc dữ liệu lớp giao thông 61

Bảng 3.6 Cấu trúc dữ liệu lớp sông 1 nét 61

Bảng 3.7 Cấu trúc dữ liệu lớp sông hồ 62

Bảng 3.8 Cấu trúc dữ liệu lớp đối tượng dân cư, kinh tế, xã hội dạng vùng 62

Bảng 3.9 Cấu trúc dữ liệu lớp đối tượng dân cư, kinh tế, xã hội dạng điểm 64

Bảng 3.10 Cấu trúc dữ liệu lớp Routing 64

Bảng 3.11 Cấu trúc dữ liệu lớp Segments 65

Bảng 3.12 Cấu trúc dữ liệu lớp đối tượng Junctions 67

Bảng 3.13 Cấu trúc dữ liệu lớp Turns 67

Bảng 3.14 Cấu trúc dữ liệu lớp đối tượng điểm trụ nước 68

Bảng 3.15 Cấu trúc cơ sở dữ liệu các điểm cháy nổ 68

Bảng 3.16 Cấu trúc cơ sở dữ liệu các trạm PCCC 69

Bảng 3.17 Thông số về cơ sở toán học của hệ quy chiếu VN2000 trong ArcGIS 69

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Hiện trường vụ cháy quán karaoke New, tại số 180 Trần Quốc Thảo,

phường 7, quận 3, TP.HCM, vào lúc 21 giờ ngày 30/12 15

Hình 1.2 Cơ cấu tổ chức Sở Cảnh sát Phòng cháy và chữa cháy Thành phố Hồ Chí Minh [Nguồn: Website Sở cảnh sát PCCC TP Hồ Chí Minh] 20

Hình 1.3 Mô hình phòng cháy chữa cháy của Esri[5] 24

Hình 1.4 Mô hình phục vụ công tác PCCC khi hệ thống được triển khai 26

Hình 2.1 Các thành phần của GIS 29

Hình 2.2 Các thiết bị phần cứng của GIS 30

Hình 2.3 Phân tích liền kề 38

Hình 2.4 Phân tích chồng xếp 39

Hình 2.5 Cấu trúc dữ liệu GIS 40

Hình 2.6 Cấu trúc dữ liệu raster và vector 41

Hình 2.7 Biểu diễn thông tin dạng điểm, đường, vùng theo cấu trúc vector 41

Hình 2.8 Minh họa thông tin raster 42

Hình 2.9 Tổ chức cơ sở dữ liệu – GeoDatabase 44

Hình 2.10 Tổ chức cơ sở dữ liệu Shape files 45

Hình 3.1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu 49

Hình 3.2 Sơ đồ tổng quát xây dựng cơ sở dữ liệu phòng cháy chữa cháy 54

Hình 3.3 Sơ đồ quy trình công nghệ xây dựng CSDL GIS PCCC quận Gò Vấp 55

Hình 3.4 Mô hình tổ chức dữ liệu PCCC 57

Hình 3.5 Cơ sở dữ liệu PCCC 71

Hình 3.6 Nội dung lớp dữ liệu Segments_ND_Junctions 71

Hình 3.7 Nội dung lớp dữ liệu các trụ PCCC 72

Hình 3.8 Nội dung lớp dữ liệu các điểm lấy nước khác 72

Hình 3.9 Nội dung lớp dữ liệu giao thông 72

Hình 3.10 Nội dung lớp dữ liệu Nhà và các khu chức năng 73

Hình 3.11 Một phần bản đồ PCCC quận Gò Vấp 73

Hình 3.12 Hiển thị thông tin của đối tượng trên bản đồ 74

Hình 3.13 Sơ đồ tổng quát phân tích mạng 74

Hình 3.14 Mạng lưới giao thông đã được xây dựng network 75

Hình 3.15 Hiển thị kết quả tìm lộ trình ngắn nhất 76

Hình 3.16 Hiển thị thông tin chi tiết về lộ trình 77

Hình 3.17 Bản đồ chi tiết từng đoạn đường trên lộ trình 77

Hình 3.18 Tuyến đường ngắn nhất khi có sự cố giao thông xảy ra 78

Hình 3.19 Tuyến đường ngắn nhất từ vụ cháy tới các trạm cứu hỏa 78

Hình 3.20 Kết quả hiển thị các trụ nước gần nhất vị trí xảy ra sự cố cháy nổ 79

Hình 3.21 Kết quả tìm các điểm lấy nước trong bán kính 1km tính từ tâm điểm cháy 79

Hình 3.22 Phạm vi phục vụ của trạm PCCC với thời gian lái xe tương ứng là 2 phút, 5 phút và 10 phút 80

Hình 3.23 Phạm vi bao phủ của các trạm PCCC theo khoảng cách đường giao thông tương ứng 1, 2 và 5 km 80

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm qua, nhiều vụ cháy lớn đã xảy ra trên khắp cả nước, gây thiệt hại lớn về kinh tế và nguy hiểm tới tính mạng của con người Công tác phòng cháy chữa cháy đã được chính phủ quan tâm và triển khai tới nhiều đơn vị trong các ngành và nhân dân Tuy nhiên, nhiều vụ cháy lớn đã xảy ra trên khắp cả nước, đặc biệt là tại các thành phố lớn như Hà Nội, TP HCM,…[10] Phần lớn nguyên nhân là

do các cơ quan, đơn vị và người dân chủ quan trong quá trình lao động, sản xuất, sinh hoạt,…các vụ cháy đã gây ra nhiều thiệt hại cả về kinh tế và con người Trong nhiều vụ hỏa hoạn xảy ra, khi cơ quan chữa cháy đến thì hậu quả đã rất nghiêm trọng, do việc phải xác định vị trí nơi xảy ra cháy đồng thời việc xác định hướng đi trước khi xuất hành cũng gặp nhiều khó khăn do hệ thống cơ sở dữ liệu về giao thông, dân cư phục vụ cho công tác phòng cháy chữa cháy chưa được xây dựng một cách đồng bộ

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ Bản đồ và GIS đã làm cho công tác xây dựng CSDL ngày càng được trú trọng, đặc biệt là các hệ thống CSDL GIS phục vụ công tác hỗ trợ ra quyết định Do đó để giảm thiểu những phát sinh trong quá trình triển khai công tác quản lý phòng và chữa cháy một cách hiệu quả và chính xác để từ đó đưa ra những quyết sách đúng đắn, kịp thời ta cần phải xây dựng cơ sở dữ liệu thật đầy đủ, chi tiết và chính xác về hệ thống giao thông, dân cư,…Vì vậy ứng dụng công nghệ GIS để xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cho công tác phòng cháy, chữa cháy là một trong những giải pháp hữu hiệu có tính khoa học và thực tiễn trong giai đoạn hiện nay Chính vì thế học viên đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ GIS xây dựng CSDL phục vụ công tác phòng cháy chữa cháy cho quận Gò Vấp – Thành phố Hồ Chí Minh” làm luận văn tốt nghiệp

2 Mục đích nghiên cứu

- Cập nhật tất cả các thông tin về hệ thống giao thông của khu vực nghiên cứu, nhà và số nhà, các khu chức năng,…

- Là tư liệu phục vụ cho các mục đích khác nhau như: Quản lý, theo dõi sự cố, tìm kiếm cứu nạn, trong các quá trình triển khai phòng cháy chữa cháy

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là cơ sở dữ liệu GIS trong đó tập trung nghiên cứu và thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu GIS phục vụ công tác phòng cháy chữa cháy 3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Thiết kế cấu trúc của cơ sở dữ liệu GIS phục vụ công tác phòng cháy chữa cháy nói chung và cho khu vực nghiên cứu nói riêng

- Thử nghiệm xây dựng CSDL GIS phục vụ công tác phòng cháy chữa cháy cho quận Gò Vấp – Thành phố Hồ Chí Minh

4 Nội dung nghiên cứu

1- Khái quát về hệ thống phòng cháy chữa cháy

- Đặc điểm địa lý của khu vực

- Đặc điểm kinh tế - xã hội của khu vực

- Hiện trạng CSDL về hệ thống giao thông của khu vực nghiên cứu, nhà và số nhà, các khu chức năng,…

2- Cơ sở khoa học, nội dung và phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu GIS

- Tổng quan về GIS

- Các vấn đề chung về phòng cháy chữa cháy

- Nội dung thông tin cần thiết phục vụ công tác phòng cháy chữa cháy

- Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu phục vụ phòng cháy chữa cháy

3 - Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ phòng cháy chữa cháy

- Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ phòng cháy chữa cháy

-Tổ chức quản lý, khai thác cơ sở dữ liệu GIS về phòng cháy chữa cháy cho khu vực thực nghiệm

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu các lý thuyết liên quan đến bản đồ, GIS và công tác phòng cháy chữa cháy

- Phương pháp thu thập thông tin: Tiến hành thu thập và tổng hợp các tài liệu đã công bố trong các Tạp chí, Kỷ yếu Hội thảo, Chuyên khảo, Báo cáo lưu trữ đồng thời thu thập các tài liệu liên quan trên mạng internet có nội dung liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài để có các tài liệu cập nhật với trình độ nghiên cứu của thế giới

- Phương pháp phân tích, so sánh, tổng hợp tài liệu: Các thông tin, tài liệu thu thập được phân tích, đánh giá, so sánh và tổng hợp phân loại phục vụ trực tiếp cho các nội dung nghiên cứu

- Phương pháp điều tra khảo sát: kết hợp với sự giúp đỡ của đơn vị có liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu của đề tài và tổng hợp các sản phẩm đã xuất bản trước đây nhằm đánh giá lại các vấn đề còn tồn tại phục vụ công tác nghiên cứu về mặt lý luận và phương pháp luận của đề tài được thực tế hơn

- Phương pháp chuyên gia: Thường xuyên xin ý kiến các chuyên gia trong lĩnh vực PCCC, Bản đồ và hệ thống thông tin địa lý tư vấn, góp ý nhằm hoàn thiện cho từng nội dung nghiên cứu cụ thể

- Phương pháp bản đồ, GIS: Được sử dụng để nghiên cứu, thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ công tác PCCC cho khu vực nghiên cứu

6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

6.1 Ý nghĩa khoa học

Các kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ tổng hợp cơ sở lý thuyết và phương thức thiết kế, xây dựng cấu trúc cơ sở dữ liệu GIS phục vụ công tác phòng cháy chữa cháy hiện nay

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

Cơ sở lý thuyết và sản phẩm thực nghiệm của luận văn có thể ứng dụng và hỗ trợ trong công tác PCCC cho các khu đô thị và các khu công nghiệp, các đơn vị hành chính trong cả nước

7 Cấu trúc của luận văn

Luận văn được trình bày trong 77 trang bao gồm: Mở đầu, 3 chương, kết luận

và kiến nghị với 37 hình minh hoạ và 17 bảng

LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận văn, học viên đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của TS Đỗ Thị Phương Thảo cùng các cán bộ, giảng viên thuộc Bộ môn Bản đồ, khoa Trắc địa, Trường đại học Mỏ - Địa chất Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới sự giúp đỡ quý báu này Trong thời gian học tập và nghiên cứu, học viên còn nhận được những ý kiến trao đổi thẳng thắn về chuyên môn cũng như sự hỗ trợ về tài liệu tham khảo rất quý báu từ cơ quan công tác là Xí nghiệp Bản đồ, Nhà xuất bản Tài nguyên, Môi trường và Bản đồ Việt Nam - Bộ Tài nguyên và Môi trường,…học viên xin chân thành cảm ơn những sự giúp đỡ quý báu này Nhân đây, học viên cũng xin chân thành cảm ơn sự động viên, khích lệ của gia đình và bạn bè trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY KHU

VỰC ĐÔ THỊ 1.1 Tình hình cháy nổ và PCCC khu vực đô thị TP Hồ Chí Minh

Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm kinh tế-văn hóa-khoa học-kỹ thuật lớn của cả nước, có tổng diện tích 2.095,239 km2

, gồm 24 quận, huyện, 317 phường -

xã, 05 thị trấn và 1.786 khu phố, ấp, với dân số gần 8 triệu người Cùng với sự phát triển chung của cả nước trong giai đoạn công nghiệp hóa - hiện đại hóa, thành phố

Hồ Chí Minh đã không ngừng phát triển nhanh chóng về kinh tế- xã hội, từ đó các

cơ sở có nguy cơ cháy, nổ cao ngày càng nhiều Theo báo cáo tổng kết công tác PCCC năm 2009 [12], trên địa bàn thành phố có trên 200.000 cơ sở sản xuất kinh doanh, dịch vụ lớn nhỏ, trong đó có gần 19.000 cơ sở thuộc diện quản lý về PCCC, trên 5.000 cơ sở thuộc diện có nguy hiểm về cháy nổ; 03 Khu chế xuất, 10 Khu công nghiệp, 01 Khu công nghệ cao, 227 chợ, siêu thị, trung tâm thương mại, 755 nhà cao từ 5 tầng trở lên, trong đó có 189 nhà cao tầng trên 10 tầng, gần 1.000 khách sạn các loại ngoài ra còn có 53 khu dân cư có nguy cơ cháy cao và một số sân bay, nhà ga, bến cảng… là những đối tượng mà khi cháy, nổ không chỉ gây thiệt hại

về người và tài sản mà còn ảnh hưởng lớn đến an ninh, trật tự an toàn xã hội

Trong 6 tháng đầu năm 2015, tính từ ngày 16/11/2014 đến 15/5/2015, trên địa bàn TPHCM xảy ra 1.041 vụ tai nạn, sự cố liên quan đến cháy nổ và cứu nạn, cứu

hộ

Trong đó, riêng số vụ cháy là 330 vụ, giảm 46 vụ (12,23%) so với cùng kỳ, làm chết 3 người, bị thương 19 người, thiệt hại tài sản ước tính hơn 335 tỷ đồng, còn 43 vụ chưa thống kê được thiệt hại Lực lượng chữa cháy chuyên nghiệp xử lý 164/330 vụ, số vụ còn lại được lực lượng PCCC tại chỗ tự dập tắt Ngoài ra, trên địa bàn còn xảy ra 7 vụ tự đốt gây cháy, làm 3 người chết, bị thương 6 người Địa bàn xảy ra cháy nhiều nhất là quận 1 với 29 vụ Đối tượng xảy ra cháy nhiều nhất là nhà dân với 165/330 vụ Nguyên nhân gây cháy chủ yếu do vi phạm các quy định trong

sử dụng điện (chiếm tỷ lệ 79,29%) Từ đầu năm đến nay, Thành phố xảy ra 4 vụ nổ

(không tăng, không giảm so với cùng kỳ), làm chết 2 người, bị thương 9 người Đối với công tác cứu nạn cứu hộ, Cảnh sát PCCC Thành phố tiếp nhận cứu nạn cứu hộ

74 vụ, cứu được 38 người, tìm được và bàn giao cho chính quyền địa phương và gia đình 23 thi thể

Nhìn chung, tình hình cháy nổ trên địa bàn Thành phố hiện vẫn tiềm ẩn những diễn biến khó lường, tuy số vụ cháy giảm nhưng các vụ cháy lớn, gây thiệt hại cao vẫn còn Nguyên nhân dẫn đến cháy lớn, cháy lan là do lực lượng PCCC tại chỗ còn thiếu và yếu về nhân lực và kinh nghiệm, tin báo đến cảnh sát chữa cháy còn chậm

và công tác phối hợp chữa cháy giữa các đơn vị liên quan còn chưa nhịp nhàng, đồng bộ

Hình 1.1 Hiện trường vụ cháy quán karaoke New, tại số 180 Trần Quốc Thảo,

phường 7, quận 3, TP.HCM, vào lúc 21 giờ ngày 30/12 Làm thế nào để kiềm chế số vụ cháy nổ, giảm thiểu thấp nhất thiệt hại về người và tài sản do cháy nổ gây ra, góp phần giữ vững an ninh quốc phòng, đảm bảo an sinh xã hội, phát triển kinh tế, xã hội là nhiệm vụ không đơn giản

Nhận thức sâu sắc ý nghĩa và tầm quan trọng của công tác PCCC nên trong năm 2014, toàn lực lượng kiểm tra an toàn PCCC Công an Thành phố Hồ Chí Minh

đã mở nhiều đợt tổng kiểm tra các cơ sở trọng điểm về cháy, nổ, trong đó tập trung vào 7 chuyên đề lớn gồm: kiểm tra PCCC chợ, trung tâm thương mại; nhà và công trình cao tầng; các cơ sở sản xuất, kho tàng, bến bãi; nơi tập trung đông người (nhà

hát, vũ trường, Câu lạc bộ…); các cơ sở giáo dục – đào tạo; các bệnh viện, cơ sở khám chữa bệnh; lĩnh vực xăng dầu, khí đốt hóa lỏng; khu công nghiệp, khu chế xuất, làng nghề; các điểm trông giữ phương tiện… Phối hợp với Liên đoàn lao động Thành phố, Sở Lao động Thương binh xã hội, Sở Y tế triển khai kế hoạch kiểm tra công tác vệ sinh an toàn lao động, phòng chống cháy nổ năm 2013, phối hợp với Sở Công thương kiểm tra các cửa hàng kinh doanh xăng dầu trên địa bàn thành phố Trong năm qua, lực lượng đã kiểm tra, phúc tra 18.630 lượt đơn vị, cơ sở về công tác PCCC; phát hiện và yêu cầu các đơn vị, cơ sở khắc phục 50.781 tồn tại thiếu sót về PCCC, gửi 20 công văn kiến nghị cơ sở về thực hiện công tác PCCC Lập biên bản, ra quyết định xử lý vi phạm hành chính 3292 trường hợp vi phạm (tăng 503 trường hợp so với năm 2012); phạt tiền hơn 3 tỷ đồng Phối hợp với Sở Công thương, Sở Giao thông vận tải kiểm tra toàn bộ 489 cửa hàng kinh doanh xăng dầu trên địa bàn, đề xuất di dời, giải tỏa 14 cửa hàng không đảm bảo quy chuẩn; cải tạo 32 cửa hàng để đảm bảo về công tác PCCC; cải tạo để đảm bảo tốt hơn điều kiện an toàn PCCC 324 cửa hàng

Ngoài ra, trong năm 2013, lực lượng kiểm tra an toàn PCCC cũng thực hiện công tác tham mưu cho các cấp ủy Đảng, chính quyền địa phương nhiều văn bản quan trọng, tham mưu cho Ban Giám đốc Sở thực hiện các văn bản, tích cực thực hiện công tác tuyên truyền, công tác PCCC trong đầu tư xây dựng, cấp giấy phép vận chuyển hàng nguy hiểm, vật liệu nổ công nghiệp, công tác điều tra, xử lý vi phạm hành chính về cháy, nổ

Nhìn chung, trong năm 2013, hiệu lực quản lý Nhà nước về PCCC được tăng cường, chất lượng công tác nghiệp vụ PCCC (tuyên truyền, xây dựng phong trào toàn dân PCCC, kiểm tra PCCC, xử lý vi phạm, PCCC trong đầu tư xây dựng…) từng bước được nâng lên và đi vào nề nếp, đảm bảo đúng quy định pháp luật, thể hiện rõ nét ở kết quả kiểm tra an toàn PCCC tăng hơn so với năm trước, nhiều loại hình cơ sở, ngành trước đây còn bỏ sót, thiếu kiểm tra hướng dẫn giờ đây đã được quản lý chặt chẽ hơn; kết quả xử lý vi phạm về PCCC bước đầu đã có chuyển biến

tích cực, số tiền phạt tăng so với năm trước, nhiều lỗi vi phạm quy định về an toàn PCCC đã bị xử phạt nghiêm theo quy định

Tuy nhiên, trong công tác tuyên truyền, một số đơn vị còn chưa tích cực, chủ động, chưa phản ánh được thực trạng công tác PCCC và nguy cơ cháy nổ trên địa bàn, do vậy chưa nâng cao được ý thức cảnh giác của các cấp chính quyền, người đứng đầu cơ sở, hộ gia đình trước nguy cơ cháy, nổ Công tác lưu giữ hồ sơ, sổ sách còn chưa đầy đủ, chưa theo thời gian quy định

Những yếu tố tác động đến tình hình cháy:

Phân tích nguyên nhân của sự gia tăng số vụ cháy và thiệt hại do cháy gây ra cho thấy một phần là do nguyên nhân chủ quan và một phần do tác động của nhiều yếu tố khách quan, cụ thể:

a) Sự phát triển kinh tế: Nền kinh tế phát triển, các cơ sở sản xuất kinh doanh, dịch vụ tăng nhanh cả về số lượng và quy mô hoạt động Đầu tư cho PCCC của các doanh nghiệp tư nhân còn nhiều hạn chế, chưa thực hiện nghiêm túc các quy định

về PCCC nên nguy cơ cháy, nổ cao, tỷ lệ số vụ cháy ở khu vực kinh tế tư nhân chiếm tỷ lệ rất cao

b) Sự phát triển xã hội: Quá trình đô thị hoá tăng mạnh (các khu đô thị, các nhà cao tầng, chung cư được xây dựng ngày càng nhiều Song song với sự phát triển kinh tế xã hội, mức sống của nhân dân được cải thiện, thì số hộ gia đình tách riêng, giá trị tài sản của mỗi hộ gia đình tăng đều hàng năm; việc sử dụng nhiên liệu, năng lượng điện, các vật tư, hàng hoá là chất dễ cháy ngày càng nhiều Cùng với ý thức chấp hành pháp luật về PCCC của người dân hiện nay còn thấp nên dễ phát sinh các vụ cháy nổ ở khu vực dân cư gây thiệt hại lớn về người và tài sản c)Sự tác động của thời tiết, khí hậu: Sự biến đổi khí hậu toàn cầu, khí hậu nắng nóng, khô hạn kéo dài đã tác động không nhỏ tới tình hình cháy nói chung và cháy lớn nói riêng

Phương hướng:

Công tác PCCC không chỉ là nhiệm vụ của lực lượng Công an mà còn là trách nhiệm của toàn dân Các cơ quan, ban ngành, đoàn thể, doanh nghiệp cần tiếp tục tổ

chức thực hiện nghiêm Luật PCCC và chỉ đạo của các cấp thẩm quyền Cấp ủy Đảng các cấp, chính quyền, thủ trưởng các cơ quan, đơn vị, doanh nghiệp cần thường xuyên chỉ đạo trực tiếp, toàn diện các mặt công tác PCCC; chú trọng đầu tư đúng mức các trang thiết bị PCCC; không ngừng củng cố, kiện toàn, bồi dưỡng lực lượng làm công tác PCCC tại cơ sở Bên cạnh đó, lực lượng Công an các cấp cần phát huy tối đa vai trò nòng cốt, thực hiện tốt công tác tham mưu, hướng dẫn, kiểm tra, chấn chỉnh những sơ hở, thiếu sót trong việc chấp hành các quy định PCCC; thường xuyên mở các lớp tập huấn, hướng dẫn, tuyên truyền PCCC nhằm chuyển tải các quy định của pháp luật đến đông đảo các tầng lớp nhân dân; kịp thời thông tin, cảnh báo những nguy cơ, nguyên nhân, tác hại do cháy nổ gây ra Lực lượng công an các cấp cũng cần phát động mạnh mẽ phong trào toàn dân tham gia PCCC;

xử lý nghiêm khi phát hiện những tổ chức, cá nhân có biểu hiện sai phạm Làm tốt những nhiệm vụ trên, tình trạng cháy nổ sẽ được kiềm chế, giảm thiểu tác hại, bảo đảm tài sản của Nhà nước, tính mạng và tài sản của nhân dân, góp phần bảo vệ an ninh quốc gia, trật tự an toàn xã hội, phục vụ sự nghiệp phát triển bền vững

1.2 Hiện trạng quản lý về phòng cháy chữa cháy tại khu vực đô thị Thành phố

Hồ Chí Minh

Ngày 04/10/1961, Chủ tịch Hồ Chí Minh đã ký Lệnh công bố Pháp lệnh “Quy định việc quản lý của nhà nước đối với công tác PCCC” Đây là mốc son quan trọng đánh dấu sự ra đời của lực lượng Cảnh sát Phòng cháy và chữa cháy Ngày 04/6/1996, ký thay Thủ tướng Chính phủ, Phó Thủ tướng Chính phủ Phan Văn Khải

đã ký Quyết định 369/QĐ-TTg lấy ngày 04/10 hàng năm là ngày PCCC toàn dân Lực lượng Cảnh sát phòng cháy chữa cháy TP Hồ Chí Minh được thành lập ngay sau ngày miền Nam hoàn toàn giải phóng (30/4/1975) với tên gọi là phòng Cảnh sát Phòng cháy chữa cháy thuộc Công an Thành phố Hồ Chí Minh trên cơ sở tiếp quản Sở cứu hỏa Đô Thành Sài Gòn Ngày 15/05/2006 Thủ tướng Chính phủ

đã có quyết định thí điểm thành lập Sở cảnh sát Phòng cháy và chữa cháy Thành phố Hồ Chí Minh thuộc Bộ Công an trên cơ sở Phòng Cảnh sát phòng cháy và chữa

cháy - Công an thành phố Hồ Chí Minh với cơ cấu tổ chức ban đầu bao gồm 8 Phòng nghiệp vụ và 11 Trung tâm PC&CC Khu vực

Cảnh sát chữa cháy là lực lượng cảnh sát có nhiệm vụ làm công tác chữa cháy

và phòng cháy Tại Việt Nam Lực lượng Cảnh sát phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ Việt Nam là một bộ phận thuộc lực lượng Công an Nhân dân Việt Nam

Cơ quan này có nhiệm vụ quản lý, tổ chức, chỉ đạo và thực hiện nhiệm vụ phòng cháy và chữa cháy trên toàn quốc, góp phần giữ gìn trật tự, an toàn xã hội

1.2.1 Giới thiệu Sở Cảnh sát Phòng cháy và Chữa cháy TP Hồ Chí Minh

Lực lượng Cảnh sát phòng cháy chữa cháy công an TP Hồ Chí Minh được thành lập ngay sau ngày miền nam hoàn toàn giải phóng (30/4/1975) với tên gọi là phòng Cảnh sát phòng cháy chữa cháy thuộc Công an Thành phố Hồ Chí Minh trên

cơ sở tiếp quản Sở-cứu hỏa Đô Thành Sài Gòn

Cơ cấu tổ chức của Sở Cảnh sát Phòng cháy và chữa cháy thành phố Hồ Chí Minh khi mới thành lập (năm 2006) có 8 Phòng nghiệp vụ và 11 Trung tâm PC&CC Khu vực quận, huyện Đến năm 2011, Sở Cảnh sát Phòng cháy và chữa cháy thành phố Hồ Chí- Minh gồm Ban giám đốc (Giám đốc và 03 Phó giám đốc), trong đó có 13 Phòng Cảnh sát PC&CC Quận - Huyện trong đó bao gồm Phòng Cảnh sát PC&CC trên sông và có 07 Phòng nghiệp vụ, Trung tâm huấn luyện PCCC và Trung tâm thiết bị PCCC 4/10

Địa chỉ: Sở Cảnh sát Phòng cháy và chữa cháy Thành phố Hồ Chí Minh Địa chỉ: 258 Trần Hưng Đạo, P.NCT, Q.1, TP.HCM; Điện thoại: (08) 39200996; Email: spccc@tphcm.gov.vn

Hình 1.2 Cơ cấu tổ chức Sở Cảnh sát Phòng cháy và chữa cháy Thành phố Hồ Chí

Minh [Nguồn: Website Sở cảnh sát PCCC TP Hồ Chí Minh]

Bảng 1.1 Thông tin các phòng Cảnh sát PCCC của Thành phố năm 2013

1 Phòng CS PCCC Q.1 Q.1, Q.10 328 Võ Văn Kiệt, P.Cô Giang,

6 Phòng CS PCCC Q.8 Q.5, Q.8 250, Tùng Thiện Vương, P.11, Q.8

7 Phòng CS PCCC Q.9 Q.9, Q.Thủ Đức 02, Xa Lộ Hà Nội, P.Hiệp Phú, Q.9

8 Phòng CS PCCC Q.11 Q.11, từ P.11-P.13 Q.Tân Bình 225, Lý Thường Kiệt, P.15, Q.11

9 Phòng CS PCCC Q.12 Quận 12, H.Hóc Môn 2368 Quốc Lộ 1A, KP2, P.Trung Mỹ Tây, Q.12

Q.BìnhThạnh

Q.Bình Thạnh, Q.Phú Nhuận

18A Phan Đăng Lưu, P.6, Q.Bình

Thạnh

11 Phòng CS PCCC Q.GòVấp Q Gò Vấp 108 Phan Văn Trị, P.7, Q.Gò Vấp

12 Phòng CS PCCC Q.BìnhTân Q.Bình Tân 628 Kinh Dương Vương, P.An lạc, Q.Bình Tân

13 Phòng CS PCCC Q.TânPhú P.14, 15 - Q.TB Q.Tân Phú và 02 Đường T6, P.Tây Thạnh, Q.Tân Phú

14 Phòng CS PCCC H.CủChi H.Củ Chi 58 Giáp Hải, Ấp Bầu Tre 2, Xã Tân An Hội, H.Củ Chi

51 Đặng Nhữ Lâm, Tt.Nhà Bè,

H.Nhà Bè

16 Phòng CS PCCC H.CầnGiờ H.Cần Giờ Rừng Sác, Ấp Long Thạnh, Xã Long Hòa, H.Cần Giờ

17 Phòng CS PCCC H.BìnhChánh H.Bình Chánh 02 đường số 8, khu phố 2, thị trấn Tân Túc, H Bình Chánh

(Nguồn: Website Sở cảnh sát PCCC Thành Phố Hồ Chí Minh,2015 ) Năm 2014, theo [12] số lượng Phòng Cảnh Sát PCCC trên địa bàn thành phố

có nhiều đầu tư hơn cho các huyện như tổ chức thêm Phòng CS PCCC Huyện Bình Chánh, Phòng Phòng CS PCCC Huyện Củ Chi, Phòng CS PCCC Nhà Bè, Phòng

CS PCCC Huyện Cần Giờ, Phòng CS PCCC Quận 2, chuyển Phòng PCCC trên sông sang phòng nghiệp vụ Phân chia địa bàn chữa cháy trong giới hạn giữa các phòng nhằm phục vụ tốt hơn cho công tác quản lý và chữa cháy trên toàn địa bàn thành phố Hiện trên địa bàn thành phố có khoảng 6.105 trụ nước chữa cháy Đối với các con hẻm sâu (từ 200m trở lên) và các khu dân cư không có mạng lưới cấp nước thành phố thì cách 200m phải xây dựng 1 giếng khoan chữa cháy hoặc 1 bể chứa nước chữa cháy có trữ lượng lớn (trên 50m3) với số lượng khoảng trên 1000

bể để phục vụ tốt cho công tác chữa cháy khi có cháy xảy ra

Sở đã trang bị thêm 40 xe chữa cháy, cứu nạn cứu hộ hiện đại, trong đó có xe chữa cháy theo công nghệ 1-7, xe chữa cháy theo công nghệ Cafs, xe thang chữa cháy và cứu nạn cứu hộ có gắn thiết bị định vị vệ tinh, tàu chữa cháy có động cơ phản lực hiện đại nhất Đông Nam Á

1.2.2 Giới thiệu công tác PCCC trên địa bàn quận Gò Vấp

Quận Gò Vấp là một quận nội thành thuộc Thành phố Hồ Chí Minh Từ những năm 80, quận Gò Vấp được xem là một quận có tốc độ đô thị hóa cao của Thành phố Hồ Chí Minh và đã có thời điểm không kiểm soát được So với các quận khác thì quận Gò Vấp còn có quỹ đất lớn hơn nhiều

Quá trình đô thị hóa quá nhanh đã làm cho Gò Vấp trở thành một trong ba quận có tốc độ tăng dân số cơ học cao nhất thành phố Cụ thể, năm 1976 Gò Vấp có

144 ngàn dân đến năm 1995 đã có 223 ngàn người, năm 2000 là 231 ngàn, năm

2003 là 413 ngàn và năm 2004 là 455 ngàn người Tính từ năm 1980 đến năm 2003, dân số của Gò Vấp tăng 2,87 lần, trung bình tăng mỗi năm 13,66% Theo thống kê vào năm 2011 của Cục Thống kê Thành phố Hồ Chí Minh, dân số quận Gò Vấp là 561.068 người

Chính vì thế công tác Phòng cháy và chữa cháy quận đã gặp phải nhiều khó khăn, phức tạp Tuy nhiên, sau khi ban hành Luật PCCC, từ năm 2001 đến nay tình hình công tác PCCC trên địa bàn Quận Gò Vấp có những chuyển biến tích cực, làm thay đổi nhận thức của đại đa số người dân trong công tác PCCC UBND quận thường xuyên quan tâm công tác tuyên truyền, phổ biến các quy định, pháp luật về PCCC đến từng hộ dân và người dân, từng cơ quan, xí nghiệp, công ty trên địa bàn toàn quận Ngành cảnh sát PCCC quận còn chú trọng huấn luyện nghiệp vụ cho lực lượng bảo vệ dân phố, cho người đứng đầu các cơ sở, đơn vị cơ quan, chủ doanh nghiệp, trong đó nhấn mạnh công tác tự kiểm tra PCCC

Trong năm 2014, tình hình kinh tế - xã hội của quận tuy có những chuyển biến tích cực nhưng vẫn còn gặp nhiều khó khăn, thách thức; mật độ dân số của quận tăng nhanh, nhất là các phòng trọ, nhà cho thuê ngày càng nhiều dẫn đến nguy cơ cháy nổ ngày càng phức tạp Về tình hình cháy, nổ và cứu nạn, cứu hộ, đã xảy ra 11

vụ cháy tại nhà dân, 3 vụ tại các cơ sở, 1 vụ cháy điện, tổng thiệt hại trên 143.000.000 đồng; tổ chức 3 vụ cứu nạn, cứu hộ; chi viện cho Phòng Cảnh sát Phòng cháy và chữa cháy quận Bình Thạnh giải quyết 1 vụ ngập nước tại hầm tòa nhà chung cư View Residences (số 117 Nguyễn Cửu Vân, phường 17, quận Bình Thạnh)

Hàng năm, UBND quận ban hành trên 10 văn bản chỉ đạo về thực hiện công tác PCCC theo từng thời điểm và chuyên đề Với những nỗ lực trên, công tác PCCC trên địa bàn quận đang được từng bước xã hội hóa Nhiều ngành, địa phương đã chủ động bố trí kinh phí cho mua sắm trang bị phương tiện, dụng cụ chữa cháy, thực hiện nghiêm quy định an toàn PCCC tại nơi làm việc, nơi sinh sống; tham gia tích cực vào các hoạt động PCCC, tích cực hưởng ứng, tổ chức các hoạt động sôi nổi

“Ngày toàn dân phòng cháy chữa cháy”, “Tuần lễ quốc gia an toàn vệ sinh lao động

- phòng chống cháy nổ”,… Thực hiện Luật PCCC, năm 2009, sau khi khảo sát lại các nhà trọ bình dân tại các khu dân cư, Phòng Cảnh sát PCCC quận đã kiến nghị và các chủ nhà trọ trang bị bình chữa cháy tại chỗ Định kỳ hàng năm, quận tổ chức thực tập từ 2 đến 3 phương án chữa cháy và cứu hộ cứu nạn quy mô lớn, có nhiều lực lượng, phương tiện tham gia, đặc biệt là đối với khu dân cư, các chung cư tập trung đông người Từ đó tạo được sự chuyển biến mạnh mẽ về ý thức phòng chống cháy nổ tại các đơn vị cũng như từng địa bàn dân cư

Công tác giám sát, kiểm tra an toàn PCCC cũng được UBND quận, Phòng cảnh sát PCCC quận quan tâm, chú trọng Trong những năm qua đã thành lập nhiều đoàn kiểm tra theo chuyên đề Phòng cảnh sát PCCC quận kiểm tra nhiều cơ sở về công tác an toàn PCCC, phát hiện nhiều cơ sở mắc các lỗi vi phạm và đã tiến hành biên bản vi phạm hành chính về PCCC đối với các trường hợp này

1.3 Tình hình nghiên cứu

1.3.1 Trên thế giới

Hiện nay các nước trên thế giới có nền kinh tế phát triển đều đã ứng dụng các công nghệ hiện đại để phục vụ công tác chữa cháy Trong đó, mô hình dữ liệu GIS phục vụ công tác chữa cháy FireService/HazMat của ESRI được ghi nhận là đầy

đủ các yếu tố cần thiết Mô hình bao gồm các chức năng cơ bản (basic function): chức năng phản ứng đầu tiên (First response), định vị trí (Locate an Incident), tìm đường đi (Routeto Location), cung cấp thông tin (Provide Resource / Responder Information), truy cập thông tin tác chiến (Access Tactical Information), lập kế hoạch (Preplain), kế hoạch sàn (Floor plan), thu thập hình ảnh (Pictures), ảnh viễn thám (Aerial Imagery), các sensor và các video cung cấp thông tin (Facility Sensor and Video feeds), quản lý sự cố (Incident Management), hệ thống lệnh hỗ trợ giải quyết sự cố (Support Incident Command Systems), mở rộng các hoạt động xuyên thông qua biên giới (Expand to operate across boundaries), xác định tài sản nơi xảy

ra sự cố (Understand resources), truy cập thông tin liên quan (Access information related to the facility), hiển thị các thông tin khác (Display other data), theo dõi các tài nguyên thông qua dữ liệu GPS (Track resources through GPS data), xác định hệ thống phòng cháy (Fire Prevention), quản lý nhân sự chữa cháy tại địa phương (Fire Educators) [5]

Hình 1.3 Mô hình phòng cháy chữa cháy của Esri[5]

Cơ quan phòng cháy chữa cháy Quận Orange (OCFA), nằm ở thành phố Irvine, bang California (Mỹ), nổi lên nhờ ứng dụng mô hình toàn tổ chức (Enterprise GIS) cho tất cả các bộ phận của cơ quan OCFA là một trong những cơ quan cứu hoả lớn nhất của bang Trung tâm hoạt động, được biết tới với tên gọi

Trung tâm điều hành và đào tạo phòng cháy và chữa cháy khu vực (RFOTC), là một khu tổ hợp rộng 20 mẫu Anh và nó hỗ trợ cho các trạm phòng cháy chữa cháy cộng đồng của tổ chức OCFA từ một vị trí tập trung, độc lập OCFA sử dụng nền tảng GIS toàn diện cho việc lập kế hoạch, phân tích, và ứng phó khẩn cấp, và nhu cầu kinh doanh bản đồ Tổ chức này sử dụng bộ phần mềm ArcGIS đầy đủ tính năng, bao gồm ArcInfo và ArcView, cùng với ArcGIS Network Analyst, ArcGIS 3D Analyst, ArcGIS Spatial Analyst, and Map Production System—Atlas (MPS-Atlas) Thêm vào đó, ArcIMS và ArcGIS Server Advanced Enterprise được sử dụng cho những tính năng Web GIS Dịch vụ chuyên nghiệp của Esri thực hiện một số nhiệm

vụ cho triển khai và tư vấn [13]

1.3.2 Tại Việt Nam

Cùng với quá trình đổi mới toàn diện nền kinh tế - xã hội và trước yêu cầu của

sự nghiệp Công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, càng ngày chúng ta càng nhận thức đầy đủ hơn sự cần thiết phải từng bước xã hội hóa công tác phòng cháy và chữa cháy Sự cần thiết đó bắt nguồn từ chính yêu cầu của công tác PCCC trong sự phát triển kinh tế - xã hội ở nước ta hiện nay

Tuy nhiên về ứng dụng chuyên ngành, các đơn vị phòng cháy chữa cháy trong nước vẫn chưa ứng dụng rộng rãi các công nghệ để có thể đáp ứng nhanh chóng kịp thời cho công tác phòng cháy chữa cháy, chủ yếu vẫn theo kinh nghiệm của người điều hành công tác tổ chức chữa cháy

Tháng 12/2008, Sở Cảnh sát PCCC Thành phố Hồ Chí Minh đã thực hiện đề tài ứng dụng công nghệ GIS xây dựng hệ thống quản lý mạng lưới cấp nước chữa cháy trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh trong khoảng thời gian 10 tháng Hệ thống do Sở Cảnh sát PCCC Thành phố Hồ Chí Minh phối hợp với Trung tâm Ứng dụng Hệ thống Thông tin Địa lý Thành phố Hồ Chí Minh nghiên cứu triển khai

Hình 1.4 Mô hình phục vụ công tác PCCC khi hệ thống được triển khai

Ngày 24/10/2013, tại TP Hồ Chí Minh, Công ty cổ phần Công nghệ An ninh toàn cầu (ANTC) có buổi diễn tập “Ứng dụng công nghệ cảnh báo cháy nổ trong công tác chỉ huy chữa cháy và cứu nạn cứu hộ” để giới thiệu công nghệ Cảnh báo cháy nổ bằng hình ảnh camera truyền trực tiếp từ hiện trường

Công ty cổ phần Công nghệ An ninh toàn cầu (ANTC) – Bộ Công an đã chính thức cung cấp dịch vụ cảnh báo cháy nổ thông qua Trung tâm dịch vụ An ninh, tổng đài số 19001911 và 19006696 cho các tổ chức, đơn vị doanh nghiệp và cá nhân Với các ưu điểm vượt trội, hệ thống giám sát cảnh báo cháy nổ của An ninh toàn cầu khắc phục triệt để những hạn chế của phương thức báo cháy qua điện thoại Với mỗi đơn vị có lắp hệ thống báo cháy của ANTC, khi xảy ra sự cố cháy, thông tin cảnh báo tự động sẽ được hiển thị lên hệ thống giám sát của Trung tâm dịch vụ An ninh ANTC Như vậy, Trung tâm chỉ huy PCCC dễ dàng xác định vị trí của đám

cháy, đặc điểm, quy mô để có phương án hỗ trợ kịp thời Do đó, khả năng lan rộng của đám cháy và những thiệt hại về người và tài sản cũng được giảm thiểu tối đa

Hệ thống giám sát, cảnh báo cháy nổ của Công ty An ninh toàn cầu là một hệ thống tổng thể ứng dụng bản đồ số (GIS) được tích hợp tín hiệu cảnh báo từ các cảm biến (khói, nhiệt…) và camera quan sát truyền qua hộp đen (Black box) tới Trung tâm giám sát an ninh của ANTC và Trung tâm chỉ huy PCCC Khi các đầu

dò cảm biến phát hiện các trường hợp có nguy cơ cháy nổ, hệ thống sẽ lập tức gửi cảnh báo kèm hình ảnh hiện trường đồng loạt tới Trung tâm hỗ trợ và các số điện thoại được cài đặt trước của chủ thuê bao, đồng thời hú còi báo động Hệ thống cảm biến được gắn mã vị trí cụ thể giúp người dân nhanh chóng xác định được vị trí phát hiện sự kiện cháy để có phương án chữa cháy tại chỗ kịp thời

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ GIS VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG HỖ TRỢ TRONG CÔNG

TÁC PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY 2.1 Tổng quan về Hệ thông tin địa lý

2.1.1 Khái niệm chung

Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ thông tin, đặc biệt là từ khi xuất hiện ngành đồ hoạ vi tính cũng như sự gia tăng vượt bậc những khả năng của phần cứng, hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) đã ra đời và phát triển nhanh chóng cả về mặt công nghệ cũng như ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (HTTĐL) đã chứng tỏ khả năng ưu việt hơn hẳn các hệ thông tin bản đồ truyền thống nhờ vào khả năng tích hợp dữ liệu mật độ cao, cập nhật thông tin dễ dàng cũng như khả năng phân tích, tính toán của nó Do đó, hệ thống thông tin địa

lý đã nhanh chóng trở thành một công cụ trợ giúp quyết định cho tất cả các ngành từ quy hoạch cho đến quản lý, cho tất cả các lĩnh vực từ tài nguyên thiên nhiên, môi trường, đất đai, kỹ thuật hạ tầng đến kinh tế, xã hội, nhân văn

Theo xu thế phát triển của khoa học và công nghệ, khái niệm về HTTĐL cũng được nhìn nhận ngày càng hiện đại, do đó vai trò của nó ngày càng rộng hơn Thông tin địa lý là mô tả môi trường địa lý về vị trí, kích thước, thuộc tính, quan hệ không gian, thời gian… của đối tượng, hiện tượng và sự kiện nghiên cứu trong một hệ quy chuẩn nào đó

Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về HTTĐL, sau đây là một số định nghĩa đang lưu hành:

- HTTĐL là một hệ thống thu thập, lưu trữ, hiển thị, kiểm tra, tổ hợp, phân tích các dữ liệu với sự tham chiếu đến Trái đất (theo Chorley, 1987)

- HTTĐL là một hệ thống gồm phần cứng, phần mềm, và các phương thức được thiết kế để hỗ trợ việc thu thập, lưu trữ, hiển thị, quản lý, điều khiển, phân tích, mô hình hóa các dữ liệu về không gian có chất lượng và được quy chiếu về một hệ thống nhất nhằm giải quyết các bài toán cụ thể về quản lý và đưa ra quyết định (theo David Cowen, 1989)

- HTTĐL là một hệ thống được tự động hóa để thu thập, lưu trữ, chỉnh sửa, hiển thị, phân tích dữ liệu về không gian (theo Clarke, 1990)

Khó có thể định nghĩa thật chuẩn xác về hệ thông tin địa lý, nhưng có thể thấy

rõ về hệ thông tin địa lý là một hệ thống thông tin về các đối tượng địa lý được quy chiếu về một không gian và một thời gian thống nhất mà trước đó có thể sản xuất các thông tin mới dựa vào các thông tin đang có trong hệ thống Là mô hình thế giới thực ở dạng tổ hợp của một số hữu hạn lớp thông tin mà mỗi lớp thông tin là hàm số của tọa độ không gian, thời gian trong một hệ quy chiếu xác định với độ chính xác của mô hình được tính toán theo mục đích của hệ thống và khả năng kỹ thuật của việc thu nhận, lưu trữ, quản lý và hiển thị các thông tin chiết xuất từ mô hình HTTĐL là tập hợp các công cụ mạnh giúp cho việc thu thập, lưu trữ, truy cập, biến đổi và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực cho tập hợp các mục đích nào đó

2.1.2 Các thành phần của GIS

Hình 2.1 Các thành phần của GIS 2.1.2.1 Phần cứng(Hardware )

Phần cứng của HTTTĐL bao gồm máy vi tính (computer), máy vẽ (plotter), máy in (printer), bàn số hóa (digitizer), thiết bị quét ảnh (scanners), các phương tiện lưu trữ số liệu (floppy diskettes, sptical cartridges, CDROM…)

Hình 2.1.2.2 Phần mềm

phân tích và mô phỏng hiển thị

+ Quản lý cơ sở dữ liệu: HTTĐL phải có khả năng điều khiển, xử lý các dạng khác nhau của dữ liệu địa lý, đồng thời có thể quản lý hiệu quả một khối l

dữ liệu một cách trật tự

là có khả năng liên kết hệ thống giữa tự động hóa bản đồ với quản lý hệ c

Hình 2.2 Các thiết bị phần cứng của GIS

ột hệ thống phần mềm xử lý trong HTTĐL yêu cầu phải có 2 chức năng c

ự động hóa bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu Ngoài ra, các h

òn có các khả năng khác như kết xuất, trao đổi v

ự phát triển kỹ thuật HTTĐL hiện đại thường tìm cách rút ng

ữa các hệ phần mềm nhằm đạt đến khả năng dùng chung

ự động hóa bản đồ: Bản đồ học là môn khoa học hàm ch

ộ khoa học công nghệ và khả năng ứng dụng Do đó, các phần mềm bản đồ

ố biểu diễn các mối quan hệ không gian từ thế giới thực theo một quy luật toán học ịnh với những ký hiệu được quy ước thông qua kỹ thuật số (m

ự động giải các bài toán trên bản đồ, nối mạng tra cứu, biỏng hiển thị

ở dữ liệu: HTTĐL phải có khả năng điều khiển, xử lý các dạng

ủa dữ liệu địa lý, đồng thời có thể quản lý hiệu quả một khối l

ữ liệu một cách trật tự, rõ ràng Một yếu tố rất quan trọng của phần mềm HTTĐL

ết hệ thống giữa tự động hóa bản đồ với quản lý hệ c

ầu phải có 2 chức năng cơ

ài ra, các hệ phần mềm

ết xuất, trao đổi và hiển thị

ìm cách rút ngắn khoảng năng dùng chung nguồn cơ sở dữ

àm chứa tính mỹ thuật,

ả năng ứng dụng Do đó, các phần mềm bản đồ

ố biểu diễn các mối quan hệ không gian từ thế giới thực theo một quy luật toán học

ớc thông qua kỹ thuật số (mã hóa) Từ đó,

ản đồ, nối mạng tra cứu, biên tập,

ở dữ liệu: HTTĐL phải có khả năng điều khiển, xử lý các dạng

ủa dữ liệu địa lý, đồng thời có thể quản lý hiệu quả một khối lượng lớn

ột yếu tố rất quan trọng của phần mềm HTTĐL

ết hệ thống giữa tự động hóa bản đồ với quản lý hệ cơ sở dữ

liệu Các tài liệu mô tả của một đối tượng bất kỳ, liên hệ một cách hệ thống với vị trí địa lý của chúng Sự liên kết đó là một ưu thế nổi bật của các phần mềm HTTĐL 2.1.2.3 Cơ sở dữ liệu

Dữ liệu là thành phần quan trọng nhất trong HTTĐL Dữ liệu được sử dụng trong HTTĐL được thiết kế theo những nguyên tắc và cấu trúc đã được xác định từ trước gọi là CSDL (database)

Cơ sở dữ liệu trong GIS gồm có hai thành phần cơ bản là cơ sở dữ liệu không gian và cơ sở dữ liệu thuộc tính:

a Cơ sở dữ liệu không gian: chứa đựng những thông tin định vị của các đối tượng Chúng cho ta biết được vị trí, kích thước, hình dạng, sự phân bố… của các đối tượng Có 3 loại đối tượng không gian cơ bản: đối tượng dạng điểm, đối tượng dạng đường và đối tượng dạng vùng

Trong cơ sở dữ liệu không gian, người ta sử dụng hai dạng mô hình dữ liệu là:

dữ liệu raster và dữ liệu vector

- Mô hình dữ liệu kiểu raster: Mô hình raster phân chia bề mặt không gian ra thành những phần tử nhỏ bằng nhau, theo một lưới điều hòa gồm các hàng và cột, tính theo thứ tự bắt đầu từ đỉnh phía trái Những phần tử nhỏ này được gọi là cell (pixel), mỗi phần tử mang một giá trị đơn Một mặt phẳng chứa đầy cell tạo thành raster

Nếu tại một cell có nhiều thuộc tính (đa giá trị) khác nhau thì chúng sẽ được tách ra để thể hiện trên những lớp (layer) khác nhau Có thể bóc tách các lớp chuyên

đề, lớp đối tượng để thể hiện trên các lớp khác nhau Bản đồ raster có thể bao gồm nhiều lớp thông tin xếp chồng lên nhau

Mô hình raster thường được áp dụng để thể hiện các đối tượng, hiện tượng phân bố liên tục trong không gian, để lưu trữ thông tin dạng ảnh (ảnh mặt đất, ảnh máy bay, ảnh vệ tinh) trong CSDL

Tọa độ không gian của các đối tượng trong cấu trúc raster được xác định bởi

vị trí các hàng và cột trên lưới điều hòa

Mức độ chi tiết của thông tin phụ thuộc vào độ lớn của ô trong lưới điều hòa (cell), gọi là độ phân giải

- Mô hình dữ liệu kiểu vector: Vector là một đại lượng biến thiên có độ lớn và

có hướng Cấu trúc vector mô tả vị trí của các đối tượng không gian bằng các kết cấu hình học gồm nút, cạnh, mặt và quan hệ topology Các kiểu đối tượng dạng điểm, dạng đường, dạng vùng trong cấu trúc vector được cấu thành từ các phần tử hình học cơ sở

Ngoài mô hình raster và vector HTTĐL còn sử dụng mô hình biểu diễn bề mặt TIN, DTM

b Cơ sở dữ liệu thuộc tính

Cơ sở dữ liệu thuộc tính (hay còn gọi là dữ liệu phi không gian) là cơ sở dữ liệu phản ánh tính chất của các đối tượng khác nhau, ví dụ: các thông tin về mốc địa giới, đường địa giới, cấp đơn vị hành chính là các dữ liệu thuộc tính Dữ liệu thuộc tính bao gồm dữ liệu thuộc tính định tính và dữ liệu thuộc tính định lượng và thường được cấu trúc theo dạng bảng gồm các hàng, cột Mỗi hàng bao gồm nhiều loại thông tin về một đối tượng nào đó như tên, tọa độ Mỗi loại thông tin khác nhau này gọi là một trường, mỗi trường được sắp xếp tương ứng với một cột Việc sắp xếp dữ liệu phi không gian như trên rất thuận cho quá trình tìm kiếm, cập nhật, sắp xếp thông tin

2.1.2.4 Con người

HTTĐL là một hệ thống được tổng hợp từ nhiều chuyên ngành, do đó đòi hỏi người điều hành sử dụng phải có kinh nghiệm và được đào tạo trong nhiều lĩnh vực Người điều hành cần phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

+ Có kiến thức cơ bản về địa lý, bản đồ và công nghệ thông tin, được đào tạo

cơ bản về khoa học địa lý, có khả năng khai thác các đặc điểm và biết xử lý khi có

sự cố về phần cứng và phần mềm, vận hành thông thạo các chương trình liên kết phần cứng

+ Có kinh nghiệm trong việc sử dụng phần mềm HTTĐL, biết lập trình cơ bản, biết quản lý, xử lý cơ sở dữ liệu và một số công việc khác có liên quan đến tích hợp thông tin

+ Có hiểu biết về cấu trúc dữ liệu: hiểu về nguồn dữ liệu, nội dung và độ chính xác của dữ liệu, tỷ lệ bản đồ và các số liệu đo đạc của tập dữ liệu

+ Có khả năng phân tích không gian: được đào tạo về các phương pháp xử lý thống kê và xử lý định tính trong địa lý, có thể lựa chọn phương pháp tốt nhất để phân tích và áp dụng nhằm đưa ra kết quả tối ưu

2.1.2.5 Phương pháp

Ðây là hợp phần rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống,

là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS Hệ thống GIS cần được điều hành bởi một bộ phận quản lý, bộ phận này phải được bổ nhiệm để tổ chức hoạt động hệ thống GIS một cách có hiệu quả để phục vụ người sử dụng thông tin

Để hoạt động thành công, hệ thống GIS phải được đặt trong 1 khung tổ chức phù hợp và có những hướng dẫn cần thiết để quản lý, thu thập, lưu trữ và phân tích

số liệu, đồng thời có khả năng phát triển được hệ thống GIS theo nhu cầu Hệ thống GIS cần được điều hành bởi 1 bộ phận quản lý, bộ phận này phải được bổ nhiệm để

tổ chức hoạt động hệ thống GIS một cách có hiệu quả để phục vụ người sử dụng thông tin Trong quá trình hoạt động, mục đích chỉ có thể đạt được và tính hiệu quả của kỹ thuật GIS chỉ được minh chứng khi công cụ này có thể hỗ trợ những người

sử dụng thông tin để giúp họ thực hiện được những mục tiêu công việc Ngoài ra việc phối hợp giữa các cơ quan chức năng có liên quan cũng phải được đặt ra, nhằm gia tăng hiệu quả sử dụng của GIS cũng như các nguồn số liệu hiện có

2.1.3 Các nhiệm vụ của GIS

2.1.3.1 Nhập dữ liệu

Trước khi dữ liệu địa lý có thể được dùng cho GIS, dữ liệu này phải được chuyển sang dạng số thích hợp Quá trình chuyển dữ liệu từ bản đồ giấy sang các file dữ liệu dạng số được gọi là quá trình số hóa

Công nghệ GIS hiện đại có thể thực hiện tự động hoàn toàn quá trình này với công nghệ quét ảnh cho các đối tượng trên phạm vi rộng lớn; những đối tượng trên phạm vi nhỏ hơn đòi hỏi một số quá trình số hoá thủ công (dùng bàn số hoá) Ngày nay, nhiều dạng dữ liệu địa lý thực sự có các định dạng tương thích GIS Những dữ liệu này có thể thu được từ các nhà cung cấp dữ liệu và được nhập trực tiếp vào GIS

2.1.3.2 Lưu trữ dữ liệu

Chức năng lưu trữ dữ liệu liên quan đến việc tạo ra cơ sở dữ liệu không gian Trong thực tế nội dung của cơ sở dữ liệu này có thể bao gồm việc kết nối dữ liệu không gian vector và (hoặc) dữ liệu không gian raster và cơ sở dữ liệu thuộc tính

mà thuộc tính này chính là dữ liệu tham khảo của các đối tượng không gian được liên kết với chúng Dữ liệu thuộc tính thường được lưu dưới dạng bảng và lưu giữ những thông tin liên quan đến các đối tượng không gian, nhưng đôi khi các dữ liệu trong bảng thuộc tính bao gồm các giá trị của dữ liệu không gian, ví dụ như diện tích, chiều dài của đối tượng mà nó có thể nhận được từ dữ liệu không gian đã được

xử lý để tạo liên kết topology Đối với dữ liệu raster, các file thuộc tính thường có liên quan đến các lớp đối tượng ví dụ như đất hoặc thực vật mà không giống như đối với dữ liệu vector là có liên kết với từng đối tượng riêng biệt Sự lựa chọn dữ liệu không gian được tổ chức phù hợp với mô hình vector hay raster thì được làm ở khâu thu nhận dữ liệu, do đó mỗi mô hình dữ liệu sẽ có những cách tiếp cận thông tin khác nhau

2.1.3.3 Thao tác dữ liệu

Có những trường hợp các dạng dữ liệu đòi hỏi được chuyển dạng và thao tác theo một số cách để có thể tương thích với một hệ thống nhất định Ví dụ, các thông tin địa lý có giá trị biểu diễn khác nhau tại các tỷ lệ khác nhau (hệ thống đường phố được chi tiết hoá trong file về giao thông, kém chi tiết hơn trong file điều tra dân số

và có mã bưu điện trong mức vùng) Trước khi các thông tin này được kết hợp với nhau, chúng phải được chuyển về cùng một tỷ lệ (mức chính xác hoặc mức chi tiết) Ðây có thể chỉ là sự chuyển dạng tạm thời cho mục đích hiển thị hoặc cố định cho

yêu cầu phân tích Công nghệ GIS cung cấp nhiều công cụ cho các thao tác trên dữ liệu không gian và cho loại bỏ dữ liệu không cần thiết

2.1.3.4 Xử lý dữ liệu

Những công việc chính của xử lý dữ liệu bao gồm:

- Tạo Topology cho các dữ liệu vector;

- Phân loại các đối tượng cho các loại ảnh viễn thám;

- Chuyển đổi dữ liệu từ raster sang vector và ngược lại;

- Nội suy mô hình số địa hình;

- Chuyển đổi hệ quy chiếu;

a Tạo cấu trúc Topology

Về mặt tổng quát mối quan hệ Topology đại diện cho các đối tượng không gian (điểm, đường, vùng) và mối quan hệ của các đối tượng không gian đó với những đối tượng liền kề Mỗi đối tượng không gian sẽ có mối quan hệ với các yếu

tố gốc (nút (node), cạnh hay là cung (edge), bề mặt (face)) Mô hình liên kết một hoặc nhiều yếu tố gốc hình học với các đối tượng không gian (points, lines hay polygons) Ví dụ như, một đối tượng hình học dạng điểm (point) sẽ liên kết với một điểm nút đơn, một đối tượng hình học dạng đường (line) sẽ liên kết với một hoặc nhiều yếu tố cạnh, một đối tượng hình học dạng vùng (polygon) sẽ liên kết với một hoặc nhiều yếu tố bề mặt

b Phân loại đối tượng cho các loại ảnh viễn thám

Phân loại là việc sử dụng các thuật toán thích hợp để xếp lọai các pixel của ảnh theo các lớp phủ mặt đất khác nhau (gọi là các lớp – class) Việc phân loại thường dựa vào giá trị của từng pixel sẽ được xếp vào loại đối tượng nào, ví dụ như nếu ta lựa chọn một mẫu với giá trị độ xám là trong khoảng từ 0 đến 50 sẽ là nước, thì lúc đó máy tính sẽ tìm tất cả các đối tượng có cùng giá trị độ xám với mẫu đã chọn để gán cho lớp nước Số lớp được lựa chọn sẽ phải tùy thuộc vào người làm, lúc đó kinh nghiệm và kiến thức về các đối tượng trên ảnh sẽ giúp cho người làm biết được sẽ phải phân ra bao nhiêu lớp đối tượng

c Chuyển đổi cơ sở dữ liệu dạng vector và raster

Việc chọn của cấu trúc dữ liệu dưới dạng vector hoặc raster tuỳ thuộc vào yêu cầu của người sử dụng, đối với hệ thống vector, thì dữ liệu được lưu trữ sẽ chiếm diện tích nhỏ hơn rất nhiều so với hệ thống raster, đồng thời các đường contour sẽ chính xác hơn hệ thống raster Ngoài ra cũng tuỳ vào phần mềm máy tính đang sử dụng mà nó cho phép nên lưu trữ dữ liệu dưới dạng vector hay raster Tuy nhiên đối với việc sử dụng ảnh vệ tinh trong GIS thì nhất thiết phải sử dụng dưới dạng raster Một số công cụ phân tích của GIS phụ thuộc chặt chẽ vào mô hình dữ liệu raster, do vậy nó đòi hỏi quá trình biến đổi mô hình dữ liệu vector sang dữ liệu raster, hay còn gọi là raster hoá Biến đổi từ raster sang mô hình vector, hay còn gọi

là vector hoá, đặc biệt cần thiết khi tự động quét ảnh Raster hoá là tiến trình chia đường hay vùng thành các ô vuông (pixel) Ngược lại, vector hoá là tập hợp các pixcel để tạo thành đường hay vùng Nếu dữ liệu raster không có cấu trúc tốt, thí dụ ảnh vệ tinh thì việc nhận dạng đối tượng sẽ rất phức tạp

Nhiệm vụ biến đổi vector sang raster là tìm tập hợp các pixel trong không gian raster trùng khớp với vị trí của điểm, đường, đường cong hay đa giác trong biểu diễn vector Tổng quát, tiến trình biến đổi là tiến trình xấp xỉ vì với vùng không gian cho trước thì mô hình raster sẽ chỉ có khả năng địa chỉ hoá các vị trí toạ độ nguyên Trong mô hình vector, độ chính xác của điểm cuối vector được giới hạn bởi mật độ hệ thống toạ độ bản đồ còn vị trí khác của đoạn thẳng được xác định bởi hàm toán học

d Nội suy mô hình số địa hình

Là việc sử dụng những mô hình toán học để nội suy nên độ cao của bề mặt địa hình Một trong những phương pháp đó có tên là “lưới tam giác không đều” (Triangulated Irregular Network - TIN) Và một loại khác là lưới ô vuông (grid) 2.1.3.5 Quản lý dữ liệu

Ðối với những dự án GIS nhỏ, có thể lưu các thông tin địa lý dưới dạng các file đơn giản Tuy nhiên, khi kích cỡ dữ liệu trở nên lớn hơn và số lượng người dùng cũng nhiều lên, thì cách tốt nhất là sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS)

để giúp cho việc lưu giữ, tổ chức và quản lý thông tin Một DBMS chỉ đơn giản là một phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu

Có nhiều cấu trúc DBMS khác nhau, nhưng trong GIS cấu trúc CSDL quan

hệ tỏ ra hữu hiệu nhất Trong cấu trúc quan hệ, dữ liệu được lưu trữ ở dạng các bảng Các trường thuộc tính chung trong các bảng khác nhau được dùng để liên kết các bảng này với nhau Do linh hoạt nên cấu trúc đơn giản này được sử dụng và triển khai khá rộng rãi trong các ứng dụng cả trong và ngoài GIS

2.1.3.6 Tìm kiếm phân tích không gian

Truy vấn không gian và mô hình xử lý đóng vai trò trong việc thỏa mãn yêu cầu của người dùng Phân tích dữ liệu không gian là sự tính toán từ những dữ liệu hiện đã có được lưu trữ để đưa ra những thông tin địa lý mới nhằm thấu rõ sự vật, hiện tượng hơn Sự kết hợp CSDL, phần mềm GIS và quy tắc suy luận để đi đến một hệ thống hỗ trợ ra quyết định không gian (Chức năng của một HTTĐL thực thụ)

Việc tìm kiếm và lưu trữ dữ liệu GIS thông thường là do để giải quyết một số vấn đề hoặc để đưa ra những quyết định có liên quan đến những ứng dụng đặc biệt

Để có câu trả lời về thế giới thực bằng việc sử dụng các ngôn ngữ hỏi đáp và đó chính là việc phân tích không gian Phép phân tích không gian sử dụng từ những phép số học đơn giản đến những phép logic hoặc những phân tích mô hình phức tạp

Phần lớn các hệ thống phần mềm GIS đều có đủ các chức năng để phân tích không gian, chúng được khái quát bằng một số chức năng sau đây:

- Tìm kiếm (Searching), truy vấn (Query)

- Phân tích chồng xếp, chồng chập (Overlay)

- Phân tích liền kề - vùng đệm (Buffer zone)

- Nội suy không gian (Spatial Interpolation)

- Thực hiện các phép toán với dữ liệu raster

Một khi đã có một hệ GIS lưu giữ các thông tin địa lý, có thể bắt đầu hỏi các câu hỏi đơn giản như:

- Ai là chủ mảnh đất ở góc phố?

- Hai vị trí cách nhau bao xa?

- Vùng đất dành cho hoạt động công nghiệp ở đâu?

Và các câu hỏi phân tích như:

- Tất cả các vị trí thích hợp cho xây dựng các tòa nhà mới nằm ở đâu?

- Kiểu đất ưu thế cho rừng sồi là gì?

- Nếu xây dựng một đường quốc lộ mới ở đây, giao thông sẽ chịu ảnh hưởng như thế nào?

GIS cung cấp cả khả năng hỏi đáp đơn giản "chỉ và nhấn" và các công cụ phân tích tinh vi để cung cấp kịp thời thông tin cho những người quản lý và phân tích Các hệ GIS hiện đại có nhiều công cụ phân tích hiệu quả, trong đó có 2 công

cụ đặc biệt:

a Phân tích liền kề:

- Tổng số khách hàng trong bán kính 10 km khu hàng?

- Những lô đất trong khoảng 60 m từ mặt đường?

Ðể trả lời những câu hỏi này, GIS sử dụng phương pháp vùng đệm để xác định mối quan hệ liền kề giữa các đối tượng

Hình 2.3 Phân tích liền kề

b Phân tích chồng xếp

Chồng xếp là quá trình tích hợp các lớp thông tin khác nhau Các thao tác phân tích đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải được liên kết vật lý.Sự chồng xếp này, hay liên kết không gian, có thể là sự kết hợp dữ liệu về đất, độ dốc, thảm thực vật hoặc sở hữu đất với định giá thuế