ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO HOẠT ĐỘNG GIAO THÔNG GÂY RA TẠI KLM. Vì lý do này, chúng tôi thực hiện dự án “Ứng dụng GIS và thuật toán nội suy để dự đoán mức độ ô nhiễm không khí trên địa bàn thành phố. Với mục đích trên, chúng tôi sử dụng phương pháp kết hợp GIS và phân tích hồi quy để dự đoán ô nhiễm không khí.
Kết quả chúng tôi đã tạo được bản đồ các chỉ số ô nhiễm không khí: Pb, bụi, CO và NO2. Với kết quả này, chúng tôi nhận xét: Đến năm 2020, mức độ ô nhiễm không khí ở thành phố sẽ ở mức
MỞ ĐẦU
- Đặt vấn đề
- Mục tiêu của đề tài
- Giới hạn đề tài
- Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
Hiện nay, các ứng dụng GIS không ngừng được phát triển trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ môi trường. Công nghệ GIS cung cấp các công cụ để quản lý và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường một cách hiệu quả hơn. Xu hướng hiện nay là tận dụng tối đa khả năng của GIS trong quản lý và bảo vệ môi trường.
Vấn đề đặt ra của đề tài trước hết là cần phải ứng dụng GIS một cách sâu sắc vào công tác giám sát, quản lý bảo vệ môi trường. Việc sử dụng GIS trong nghiên cứu, phân tích, giám sát và đánh giá các vấn đề môi trường sẽ giúp nâng cao năng lực quản lý cơ sở dữ liệu hiệu quả hơn, phân tích vấn đề chi tiết hơn và có thể so sánh nhiều dữ liệu hơn cùng một lúc.
TỔNG QUAN
Tổng quan khu vực nghiên cứu
- Sơ lược về lịch sử hình thành, điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội
- Đặc điểm hệ thống đường bộ và vài nét về giao thông tại thành phố Hồ Chí Minh
- Mức độ ô nhiễm không khí trên địa bàn Tp Hồ Chí Minh
Đặc điểm hệ thống đường bộ và một số đặc điểm giao thông ở Thành phố Hồ Chí Minh a. Sự phát triển không ngừng của Thành phố Hồ Chí Minh kéo theo sự gia tăng phương tiện giao thông cá nhân và cơ sở hạ tầng xuống cấp. Thành phố Hồ Chí Minh phải đối mặt với những thiếu sót về cơ sở hạ tầng giao thông hiện có.
Giao thông trong nội thành do dân số tăng nhanh, quy hoạch yếu kém và mạng lưới đường bộ nhỏ. Tại một số nút giao thông lớn, nồng độ SO2 thải vào không khí xấp xỉ hoặc lớn hơn ISO. Cơ chế chuyển đổi cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý kết cấu hạ tầng giao thông.
Trong khi đó, quỹ đất dành cho giao thông rất thấp - là nguyên nhân chính dẫn đến chất lượng không khí ở thành phố kém.
Tổng quan tài liệu nghiên cứu
- Tổng quan GIS
- Phân tích hồi quy
- Thuật toán nội suy
Dữ liệu không gian (trả lời câu hỏi về vị trí - ở đâu?) được thể hiện trên bản đồ và hệ thống thông tin địa lý dưới dạng điểm, đường hoặc đa giác. Ŷ là ước lượng giá trị trung bình của Y đối với biến đã biết của A,B. Nội suy không gian Việc xây dựng một tập hợp các giá trị của các điểm chưa biết từ một tập hợp các điểm đã biết trên một miền đóng của một tập hợp các giá trị đã biết bằng một phương pháp hoặc hàm toán học nhất định được coi là một quá trình nội suy. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều thuật toán nội suy, mỗi thuật toán nội suy đều có những thế mạnh riêng.
Nội suy toàn diện/nội suy cục bộ (Nếu là vấn đề về các hàm đường cong đơn giản hoặc xác định độ khớp bề mặt, thì nội suy được coi là nội suy toàn diện. Và trong các trường hợp khác, mức độ phù hợp của Nếu các mẫu được quan sát chiếm một phần nhỏ của diện tích thì phép nội suy được gọi là nội suy cục bộ. Nội suy chính xác/Nội suy gần đúng (Khi đường cong hoặc bề mặt khớp với tất cả các mẫu dữ liệu quan sát được thì phép nội suy này được coi là nội suy chính xác. Trong trường hợp đường cong nội suy hoặc bề mặt nội suy không đi qua tất cả các mẫu quan sát do một số lỗi thì phép nội suy này được gọi là nội suy gần đúng. Dữ liệu thông tin chất lượng không khí được thu thập dưới dạng điểm, nội suy được sử dụng là nội suy điểm.
Nó được phân loại sâu hơn thành nội suy chính xác và gần đúng. Là một trong những kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất để nội suy các điểm phân tán. Phương pháp IDW dựa trên giả định rằng bề mặt nội suy bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi các điểm gần đó và ít bị ảnh hưởng bởi các điểm ở xa hơn.
Các thuộc tính của bề mặt nội suy cũng bị ảnh hưởng bởi bán kính tìm kiếm. Bán kính này giới hạn số lượng điểm mẫu được sử dụng để tính toán ô được nội suy. Nếu số lượng điểm mẫu cần lấy không đủ trong khoảng cách tìm kiếm tối đa thì chỉ sử dụng các điểm mẫu thu được để nội suy.
Vật liệu nghiên cứu
- Tổng quan dữ liệu
- Phần mềm sử dụng
Vị trí 06 điểm thi được xác định trên bản đồ, được đánh dấu sao đỏ. Là dữ liệu về nồng độ chất ô nhiễm được đo tại địa điểm lấy mẫu, từ dữ liệu thô được xử lý để tạo ra dữ liệu trung bình theo giờ, trung bình 3 giờ, trung bình 5 giờ, trung bình 8 giờ, trung bình hàng ngày, trung bình hàng tháng, trung bình hàng năm. Dự án sử dụng phần mềm thống kê SPSS v.16 và phần mềm GIS để xử lý việc chỉnh sửa, nhập, phân tích và xuất dữ liệu.
Phương pháp nghiên cứu
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Xây dựng hàm hồi quy tuyến tính dự báo xu thế ô nhiễm các thông số ô nhiễm
Nhận thấy tập dữ liệu có mối tương quan tuyến tính mạnh mẽ, chúng tôi xây dựng hàm hồi quy tuyến tính cho tập mẫu. Với xu hướng ô nhiễm không khí gia tăng nhanh chóng nếu không tính đến các biện pháp khắc phục và giảm thiểu trong tương lai, mô hình dự báo đề xuất rất phù hợp với thực tế mức độ ô nhiễm không khí ngày càng gia tăng ở Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay. SVTH: Hồ Sỹ Anh Tuấn Trang 41 Mô hình hồi quy tuyến tính của Bụi ở An Sương.
Mô hình hồi quy tuyến tính Bụi tại nút giao Nguyễn Văn Linh - Huỳnh Tấn Phát. Mô hình hồi quy tuyến tính Bụi tại ngã ba Đinh Tiên Hoàng - Điện Biên Phủ. Mô hình hồi quy tuyến tính CO tại nút giao Nguyễn Văn Linh - Huỳnh Tấn Phát.
Mô hình hồi quy tuyến tính của CO tại nút giao Đinh Tiên Hoàng - Điện Biên Phủ. Mô hình hồi quy tuyến tính Pb tại nút giao Nguyễn Văn Linh - Huỳnh Tấn Phát. Mô hình hồi quy tuyến tính Pb tại ngã ba Đinh Tiên Hoàng - Điện Biên Phủ.
Mô hình hồi quy tuyến tính NO2 tại nút giao Nguyễn Văn Linh - Huỳnh Tấn Phát. Mô hình hồi quy tuyến tính NO2 tại nút giao Đinh Tiên Hoàng - Điện Biên Phủ.
Xây dựng dữ liệu dự báo cho đến năm 2020
Thành lập bản đồ thể hiện mức độ ô nhiễm không khí qua các năm từ 2007 tới 2020
Xây dựng hàm số diễn biến ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông có xét đến tất cả các yếu tố ảnh hưởng là một vấn đề phức tạp và khó khăn. Trong giới hạn và nguồn lực của mình, sinh viên chỉ quan tâm đến vấn đề dự báo ô nhiễm không khí mà không xét đến các yếu tố ảnh hưởng khác. Nhìn chung, theo số liệu dự báo những năm tới, mức độ ô nhiễm không khí ở TP.HCM sẽ tăng cao, trong khi các khu vực bị ô nhiễm nặng đang lan rộng và tăng dần về mức độ.
Sự xuất hiện ngày càng dày đặc của các khu công nghiệp và tác động của quá trình đô thị hóa sẽ làm trầm trọng thêm vấn đề ô nhiễm không khí tại khu vực thành phố. Tại nút giao Đinh Tiên Hoàng - Điện Biên Phủ, do nằm ở cửa ngõ từ ngoại ô phía Bắc thành phố nên mật độ phương tiện tham gia giao thông và xe khách 2, 3 bánh cũng rất đông đúc. Trong giờ cao điểm, tình trạng ùn tắc vẫn thường xuyên xảy ra, gây ô nhiễm không khí cục bộ, sau đó lan sang các khu vực xung quanh. Nhìn chung, mức độ ô nhiễm NO2 sẽ tiệm cận ngưỡng cho phép theo quy định không khí xung quanh của Bộ Tài nguyên và Môi trường, mức cho phép là 0,4 mg/m3.
Xây dựng thành công chức năng dự đoán biến dạng đơn tuyến tính cho 06 vị trí quan trắc mẫu, tính toán các thông số ô nhiễm không khí trong tương lai. Các mô hình hồi quy tuyến tính, khi được tích hợp với GIS, sẽ cung cấp khả năng dự đoán mức độ ô nhiễm không khí trong một khoảng thời gian không giới hạn trong tương lai. QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ MÔI TRƯỜNG Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh 1.
Tiêu chuẩn này áp dụng để đánh giá chất lượng không khí xung quanh và giám sát ô nhiễm không khí. Quy chuẩn này không áp dụng để đánh giá chất lượng không khí tại cơ sở sản xuất hoặc không khí trong nhà. Giá trị giới hạn của các thông số cơ bản trong không khí xung quanh được quy định tại Bảng 1.
Các phương pháp phân tích xác định các thông số chất lượng không khí được thực hiện theo hướng dẫn của tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn phân tích liên quan của các tổ chức quốc tế. Xác định nồng độ khối lượng của sulfur dioxide trong không khí xung quanh.
