BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG GIS HỖ TRỢ BÀI TOÁN PHÂN BỔ THU

GOM CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT THEO VỊ TRÍ KHU

DÂN CƢ TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN THỦ ĐỨC, TP.HCM

Họ và tên sinh viên: LƢƠNG THỊ PHƢƠNG

Ngành: Hệ thống Thông tin Địa lý

Niên khóa: 2012 – 2016

Tháng 6/2016

i

ỨNG DỤNG GIS HỖ TRỢ BÀI TOÁN PHÂN BỔ THU GOM CHẤT

THẢI RẮN SINH HOẠT THEO VỊ TRÍ KHU DÂN CƢ TRÊN ĐỊA

QUẬN THỦ ĐỨC, TP.HCM.

Tác giả

LƢƠNG THỊ PHƢƠNG

Tiểu luận đƣợc đệ trình để đáp ứng yêu cầu

cấp bằng Kĩ sƣ ngành Hệ thống Thông tin Địa lý

Giáo viên hƣớng dẫn:

ThS. Khƣu Minh Cảnh

Tháng 6 năm 2016

ii

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên , tôi xin chân thành cám ơn tới các quý thầy cô trƣờng Đại học Nông Lâm

thành phố Hồ Chí Minh,thầy cô khoa Môi trƣờng và Tài nguyên cũng nhƣ các quý

thầy cô bộ môn Hệ thống Thông tin Địa lý đặc biệt là PGS.TS.Nguyễn Kim Lợi đã tận

tình chỉ bảo,truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt thời gian tôi học tập tại

trƣờng.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ths:Khƣu Minh Cảnh hiện đang công tác tại

trung tâm ứng dụng Hệ Thống Thông Tin Địa Lý- Sở Khoa Học Và Công Nghệ

Tp.HCM ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn, truyền đạt và góp ý để tôi hoàn thành đề tài

Tiểu luận tốt nghiệp.

Đồng thời, xin chân thành cảm ơn tới anh Phùng Hoàng Vân_chuyên viên phòng quản

lí chất thải rắn tại Sở Tài Nguyên Và Môi Trƣờng TP.HCM cũng nhƣ sự gi p đ c a

toàn thể các anh chị cán bộ,nhân viên c a Phòng QLCTR đã tạo điều kiện thuận lợi,

cung cấp những thông tin tài liệu,số liệu xác thực để tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu

này.

Bên cạnh đó, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn c a tập thể lớp DH12GI đã

đồng hành, động viên và gi p đ tôi trong suốt thời gian trên giảng đƣờng đại học.

Cuối cùng con muốn gửi lời cảm ơn chân thành và sự biết ơn đến công lao nuôi

dƣ ng, dạy bảo c a bố mẹ; luôn ng hộ, quan tâm con, cho con yên tâm học tập trong

suốt thời gian qua.

Lƣơng Thị Phƣơng

Khoa Môi trƣờng và Tài nguyên

Trƣờng Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh

Số điện thoại: 01687069143

Email: 12162031@st.hcmuaf.edu.vn

iii

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng GIS hỗ trợ bài toán phân bổ vị trí thu gom chất thải rắn

sinh hoạt theo vị trí khu dân cƣ trên địa bàn quận Th Đức, Tp.HCM” đã đƣợc thực

hiện trong khoảng thời gian từ tháng 3/2016 đến tháng 5/2016.Phƣơng pháp tiếp cận

đề tài là giải bài toán phân bổ vị trí thu gom rác với mạng lƣới giao thông quận dựa

vào ứng dụng lí thuyết đồ thị kết hợp với phần mềm arcgis để giải quyết vấn đề thực tế

các điểm hẹn,các trạm trung chuyển rác đang bị ô nhiễm ảnh hƣởng tới sức khỏe c a

khu dân cƣ, làm mất mĩ quan đô thị c a quận.

Kết quả đạt đƣợc c a tiểu luận là tìm đƣợc cở sở thuận tiện,thích hợp cho việc thu

gom,vận chuyển nhất. Đặc biệt phân bố tƣơng đối đồng đều về mặt không gian và đảm

bảo việc thu gom theo chu trình tối ƣu.

iv

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................................. ii

TÓM TẮT ....................................................................................................................................iii

CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1

1.1. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................................. 1

1.2. Mục tiêu ............................................................................................................................. 2

1.2.1 Mục tiêu chung: ............................................................................................................ 2

1.2.2 Mục tiêu cụ thể: ............................................................................................................ 2

1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 2

CHƢƠNG 2:TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ............................................................................. 3

2.1. Tổng quan về chất thải rắn sinh hoạt ............................................................................. 3

2.1.1. Khái niệm về chất thải rắn ........................................................................................... 3

2.1.2 Nguồn gốc phát sinh chất thải rắn ................................................................................ 3

2.2. Tổng quan về khu vực nghiên cứu .................................................................................. 3

2.2.1. Vị trí địa lí ................................................................................................................... 3

2.2.2. Điều kiện tự nhiên. ..................................................................................................... 5

2.2.3. Điều kiện xã hội .......................................................................................................... 5

2.3. Tổng quan cơ sở lí thuyết liên quan ................................................................................ 7

2.3.1 Tổng quan về Gis ......................................................................................................... 7

2.3.2. Tổng quan về lí thuyết đồ thị....................................................................................... 8

2.4. Tổng quan lí thuyết lứng dụng chính cho đề tài nghiên cứu. ..................................... 13

2.4.1.Python ........................................................................................................................ 13

2.4.2 Metis for python ......................................................................................................... 13

2.4.3 P_center ...................................................................................................................... 18

2.4.4. Công cụ trong arcgis ứng dụng nghiên cứu ............................................................... 18

2.5.Hiện trạng thu gom,vận chuyển chất thải của quận Thủ Đức .................................... 21

2.5.1 Hệ thống quản lí thu gom, vận chuyển rác c a quận.................................................. 21

2.5.3 Hiện trạng các điểm hẹn,các trạm trung chuyển chất thải rắn c a quận Th Đức. .... 22

2.6.Bài toán phân bổ thu gom chất thải rắn theo vị trí tại khu dân cƣ. ........................... 25

2.6.1 Phân tích bài toán. ...................................................................................................... 25

2.6.2 Mô hình thực thi bài toán. ......................................................................................... 26

CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................... 34

3.1 Dữ liệu .............................................................................................................................. 34

3.1.1. Dữ liệu không gian .................................................................................................... 34

v

3.1.2 Dữ liệu thuộc tính: ...................................................................................................... 34

3.2. Phƣơng pháp ................................................................................................................... 34

CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................................ 47

4.1. Kết quả: ........................................................................................................................... 47

4.2. Thảo luận ........................................................................................................................ 48

CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN,KIẾN NGHỊ ................................................................................... 50

5.1 Kết Luận .......................................................................................................................... 50

5.2 Kiến nghị .......................................................................................................................... 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 51

vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Mô tả

GIS Geographic information system( Hệ thống thông tin địa lí)

QLCTR Quản lí chất thải rắn

CTR Chất thải rắn

CTRSH Chất thải rắn sinh hoạt

TTC Trạm trung chuyển

vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1. Phân loại dạng đồ thị ........................................................................................ 9

Bảng 2.2. Tổng hợp lộ trình,cự ly thu gom vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt về trạm

trung chuyển 12A Quang Trung & khu liên hiệp xử lí chất thải rắn Đa Phƣớc giai đoạn

(31/12/2014 đến 30/3/2105): ........................................................................................... 22

Bảng 2.3. Tổng hợp lộ trình,cự ly thu gom vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt về TTC

12A Quang Trung& khu liên hiệp xử lí chất thải rắn Đa Phƣớc giai đoạn (31/3/2015

đến 30/12/2105) ............................................................................................................... 23

Bảng 3.1 Mô tả dữ liệu không gian ................................................................................. 34

viii

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1.Sơ đồ nguồn gốc phát sinh chất thải rắn ......................................................... 3

Hình 2.2.Bản đồ quận Th Đức ..................................................................................... 4

Hình 2.3.Biểu diễn đồ thi vô hƣớng đối với ma trận kề ................................................ 11

Hình 2.4. Biểu diễn đồ thị có hƣớng đối với ma trận kề .............................................. 11

Hình 2.5.Mô hình cấu tr c file dữ liệu đầu vào ............................................................ 12

Hình 2.6. Biểu diễn đồ thị có hƣớng c a ma trận trọng số .......................................... 12

Hình 2.7. Biểu diễn đồ thị vô hƣớng c a ma trận trọng số ........................................... 13

Hình 2.8. Phân vùng đô thị ............................................................................................ 15

Hình 2.9. Phân chia thu gom rác ................................................................................... 18

Hình 2.10. Sơ đồ hệ thống quản lí nhà nƣớc về công tác QLCTR c a quận ................ 21

Hình 2.11. Quy trình thu gom,vận chuyển chất thải rắn c a quận ................................ 21

Hình 2.12. Bãi rác trên đƣờng Lê Văn Chí ................................................................... 25

Hình 2.13. Trạm trung chuyển rác nằm gần chợ và nhà dân ven đƣờng Kha Vạn Cân,

phƣờng Hiệp Bình Chánh .............................................................................................. 25

Hình 2.14. Mô hình bài toán. ........................................................................................ 26

Hình 2.15. Hiển thị thông tin ở dạng ma trận kề ........................................................... 26

Hình 3.1. Sơ đồ phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................... 35

Hình 3.2. Hiển thị bản đồ nền quận Th Đức. .............................................................. 36

Hình 3.3. Hiển thị giao lộ đƣờng giao thông ................................................................. 36

Hình 3.4. Hiển thị các lớp vị trí thu gom, điểm hẹn và trạm trung chuyển .................. 37

Hình 3.6. Hiển thị dữ liệu thuộc tính ............................................................................. 37

Hình 3.6. Hiển thị chức năng netwwork analyst. ......................................................... 38

Hình 3.7. Hiển thị add dữ liệu mạng lƣới...................................................................... 38

Hình 3.8. Hiển thị lớp phân tích mạng(New Location-Allocation) .............................. 39

Hình 3.9. Hiển thị chức năng phân bổ vị trí .................................................................. 39

Hình 3.10. Hiển thị khi thêm đối tƣơng phân tích mạng............................................... 39

Hình 3.11. Hiển thị thuộc tính c a TTC ........................................................................ 40

Hình 3.12. Hiển thị thông tin thuộc tính cho vị trí thu gom ......................................... 40

Hình 3.13. Hiển thị kết quả phân bổ vị trí thu gom CTRSH với điều kiện trở kháng là

10 km ............................................................................................................................. 42

ix

Hình 3.14. Hiển thị kết quả khi phân tích phân bổ vị trí CTRSH với điều kiện trở

kháng là 10 km. ............................................................................................................. 42

Hình 3.15. Hiển thị các khi add các đối tƣợng phân tích .............................................. 43

Hình 3.16. Hiện thị các tab Advanced Settings............................................................. 44

Hình 3.17. Hiển thị phân bổ vị trí thu gom đối với điểm cơ sở là điểm hẹn. ............... 44

Hình 3.18 Hiển thị thuộc tính c a phân bổ vị trí thu gom đối với điểm hẹn ............... 45

Hình 3.19 Hiện thị add các cơ sở( diem_hen) phân bổ vị trí thu gom với khoảng cách

500 meter ....................................................................................................................... 45

Hình 3.20 Hiện thị các thông tin thuộc tính khi phân tích vị trí phân bổ c a điểm hẹn

với khoảng cách là 500 meter. ....................................................................................... 46

Hình 4.1 Hiển thị bản đồ thể hiện phân bổ vị trí thu gom rác các đối với trạm trung

chuyển ........................................................................................................................... 47

Hình 4.2 Bản đồ tối ƣu vị trí thu gom c a quận Th Đức ............................................ 48

1

CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay với tốc độ đô thị hóa hiện đại hóa cuộc sống, chất lƣợng con ngƣời ngày

càng nâng cao.Gắn với điều đó thì vấn đề môi trƣờng cũng phát sinh đáng lo ngại

hơn.Bài toán về môi trƣờng đặc biệt là vấn đề rác thải, chất thải rắn sinh hoạt đang là

bài toán khó mà chƣa có lời giải.Khi mà tổng khối lƣợng rác cứ tăng theo mỗi năm,

trong đó cơ bản là chất thải rắn sinh hoạt chiếm tới 70% khối lƣợng rác thải ra môi

trƣờng.Dƣới đây là ví dụ về tình hình phát sinh CTR đô thị trong những năm gần đây:

Tổng lƣợng CTR sinh hoạt ở các đô thị phát sinh trên toàn quốc tăng trung bình 10-

16 mỗi năm, trong đó CTR sinh hoạt chiếm khoảng 60 - 70 tổng lƣợng CTR đô

thị.

Bảng 1.1: CTR đô thị phát sinh các năm 2009 – 2010 và dự báo đến năm 2025:

Nội dung 2009 2010 2015 2020 2025

Dân số đô thị (triệu ngƣời) 25,5 26,22 35 44 52

dân số đô thị so với cả nƣớc 29,74 30,2 38 45 50

Chỉ số phát sinh CTR đô thị

(kg/ngƣời/ngày)

0,95 1,0 1,2 1,4 1,6

Tổng lƣợng CTR đô thị phát sinh

(tấn/ngày)

24.225 26.224 42.000 61.600 83.200

Nguồn: TCMT tổng hợp, năm 2011

Từ kết quả dự báo ở bảng trên thì lƣợng CTR sinh hoạt đô thị năm 2015 tăng gấp 1,6

lần, năm 2020 tăng 2,37 lần, năm 2025 gấp 3,2 lần so với năm 2010. CTR gia tăng có

nguyên nhân cả do dân số đô thị tăng (từ 25,5 triệu năm 2009 lên 52 triệu năm 2025)

và do bình quân CTR/đầu ngƣời tăng (0,95kg/ngƣời/ngày năm 2009 lên

1,6kg/ngƣời/ngày năm 2025). Đây s là áp lực lớn đối với công tác quản lý CTR đô thị

hiện nay.Đặc biệt các điểm tập kết chất thải sinh hoạt, các trung chuyển rác trở thành

nỗi ám ảnh, sợ hãi c a nhiều hộ dân và đang gây ô nhiễm môi trƣờng, ảnh hƣởng trực

tiếp đến sức khỏe con ngƣời dƣờng nhƣ đang bị bỏ ngỏ.

Quận Th Đức là nơi có mô hình sản xuất lớn, toàn quận hiện nay có khoảng 150 nhà

máy (với nhiều khu công nghiệp và khu chiết xuất) và hàng ngàn nhà máy nhỏ,là một

trong những đô thị phát triển c a nƣớc ta.Song với sự phát triển này là tình trạng dân

cƣ nhập càng nhiều nên dân số ở đây ngày càng tăng thì nhu cầu sinh hoạt càng cao,

kéo theo lƣợng chất thải rắn do con ngƣời thải ra ngày càng nhiều dẫn đến vấn đề ô

nhiễm môi trƣờng và cuộc sống con ngƣời bị ảnh hƣởng.Hằng ngày lƣợng chất thải

trung bình c a quận lên tới 320 tấn/ngày (theo thống kê c a sở tài nguyên môi trƣờng

tp.HCM 27/10/2015) và con số này có thể tăng qua các năm.Việc tăng khối lƣợng rác

lên thì khối lƣợng rác tại điểm hẹn,các trạm trung chuyển ngày nhiều. Hiện nay các

trạm trung chuyển không đảm bảo về diện tích và điều kiện thu gom không chỉ làm

mất trật tự an toàn giao thông, mất mỹ quan đô thị mà đây còn là nguồn ô nhiễm nặng

nề và nhất là khi đa số các điểm tập kết,trạm trung chuyển nằm trong khu dân cƣ đông

2

đ c đã và đang gây ô nhiễm hàng chục triệu dân.Vì thế các điểm trung chuyển rác

đƣợc chọn từ tập các điểm có khả năng làm điểm trung chuyển rác là công việc khó

khăn vì trên thực tế ít ngƣời dân đồng ý chọn nơi trung chuyển rác gần nhà việc chọn

nơi trung chuyển rác vẫn đang là câu hỏi cho chính quyền mà ngƣời dân thì chƣa có

câu trả lời ngày ngày vẫn sống chung với rác thải.Vì vậy đề tài “ Ứng dụng GIS hỗ trợ

bài toán phân bổ thu gom chất thải rắn sinh hoạt theo vị trí tại khu dân cƣ. Ứng dụng

thí điểm tại quận Th Đức, TPHCM” đƣợc thực hiện.

1.2. Mục tiêu

1.2.1 Mục tiêu chung:

-Giải bài toán với mạng lƣới tuyến đƣờng và n địa điểm (n=3, 4, 5, 7,..)vị trí thu

gom,các điểm tập kết, trung chuyển chất thải sinh hoạt cho quận

1.2.2 Mục tiêu cụ thể:

-Tìm hiểu hiện trang thu gom rác c a quận Th Đức

-Phân tích vị trí phân bổ vị trí thu gom CTRSH.c a quận

-Tìm cơ sở vị trí thu gom thích hợp nhất.

1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

Đối tƣợng nghiên cứu:

-Là cơ sở vị trí thu gom CTRSH, điểm hẹn, trạm trung chuyển.

-Quy trình thu gom CTRSH c a quận.

Phạm vi nghiên cứu:

-Các phƣờng trong quận Th Đức.

3

CHƢƠNG 2:TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

2.1. Tổng quan về chất thải rắn sinh hoạt 2.1.1. Khái niệm về chất thải rắn

Chất thải rắn:là chất thải ở thể rắn, đƣợc thải ra từ quá trình sản xuất, kinh doanh, dịch

vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động khác.

Chất thải rắn sinh hoạt là chất thải phát thải trong sinh hoạt cá nhân, hộ gia đình, nơi

công cộng đƣợc gọi chung là chất thải rắn sinh hoạt hay còn gọi là rác.

2.1.2 Nguồn gốc phát sinh chất thải rắn

Hình 2.1. Sơ đồ nguồn gốc phát sinh chất thải rắn

2.2. Tổng quan về khu vực nghiên cứu

2.2.1. Vị trí địa lí

Chất thải rắn

Cơ quan trƣờng học

Nhà dân,khu dân cƣ

Chợ bến xe nhà

gas

Nông nghiệp hoạt động xử lí rác thải Khu công

nghiệp nhà máy xí nghiệp

Giao thông xây dựng;

Bệnh viện cơ sở y tế

Nơi vui chơi giải

trí

4

Hình 2.2. Bản đồ quận Thủ Đức

Quận Th Đức nằm ở cửa ngõ phía Bắc – Đông Bắc là một quận vành đai c a thành

phố Hồ Chí Minh, có diện tích 47,76 km2 với 12 phƣờng trực thuộc: Bình Chiểu, Bình

Thọ, Hiệp Bình Chánh, Hiệp Bình Phƣớc, Linh Chiểu, Linh Đông, Linh Tây, Linh

Trung, Linh Xuân, Tam Bình, Tam Ph , Trƣờng Thọ.

5

Quận Th Đức nằm trên trục lộ giao thông quan trọng nối liền thành phố với khu vực

miền Đông Nam Bộ, miền Trung và miền Bắc đƣợc bao bọc bởi sông Sài Gòn và xa lộ

Sài Gòn – Biên Hòa (quốc lộ 52).

Ranh giới địa giới c a quận giáp với:

Phía Bắc: Giáp huyện Dĩ An (tỉnh Bình Dƣơng).

Phía Nam: Giáp quận Bình Thạnh, quận 2.

Phía Đông: Giáp quận 9,quận 2.

Phía Tây: Giáp huyện Thuận An (tỉnh Bình Dƣơng), quận 12, quận Gò Vấp.

2.2.2. Điều kiện tự nhiên.

Khí hậu

Quận Th Đức nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa có 2 mùa: mùa khô với mùa mƣa

với các đặc điểm là:

Mùa mƣa: Gió mùa Tây Nam hoạt động từ tháng 5 đến tháng 10.

Mùa khô: Gió mùa Đông Bắc (biến tính) thổi từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau.

Nhiệt độ trung bình 27oC tháng 4 có nhiệt độ cao nhất 29oC tháng 12 có nhiệt độ thấp

nhất 25,5o C. Biên độ nhiệt thấp nhất 3,5oC.

Độ ẩm trung bình cả năm là 74 .

Đặc điểm nhiệt độ không khí ở thành phố khá ổn định, phù hợp với quy luật biến thiên

trong năm c a nhiệt độ vùng nhiêt đới.

Địa hình

Địa hình tƣơng đối bằng phẳng trải dài trên miền đất cao lƣợn sóng c a khu vực Đông

Nam Bộ. Phía Bắc là những dãy đồi thấp, theo hƣớng Tây Bắc – Đông Nam kéo dài từ

Thuận An (Bình Dƣơng) về hƣớng Nam.Vùng địa hình thấp, trũng, khá bằng phẳng

kéo dài đến bờ biển sông Đông Nai.Ở vùng địa hình trũng chịu tác động thƣờng xuyên

c a th y triều nên có đặc điểm khá bằng phẳng và mạng lƣới sông ngòi kênh rạch khá

dày đặc.

Th y văn,sông ngòi

Sông ngòi: tổng diện tích đất sông ngòi, kênh rạch ở Th Đức khoảng 423,62 ha với

60 hệ thống kênh rạch lớn nhỏ. Hệ thống sông ngòi gồm có sông chính là sông Sài

Gòn, đọan chạy từ hƣớng Tây - Nam ngƣợc lên hƣớng Tây - Bắc qua khu phố 1, 3, 5

dài khoảng 6000 mét. Ngoài ra còn có 2 nhánh sông:sông Rạch Đĩa, đọan chảy từ khu

phố 6 qua khu phố 4 và khu phố 2 (dài 4.000m ) Và sông Vĩnh Bình, chảy từ khu phố

2 qua khu phố 1 ( dài 2.000 m).

Th y văn: Mực nƣớc sông Sài Gòn: thấp nhất tháng 8( -2,40 mét ),cao nhất:tháng 10 (

+1,46 mét ).Th y triều bán nhật ( không đều ) lên xuống ngày 02 lần , mỗi lần cách

nhau 06 giờ.

2.2.3. Điều kiện xã hội

Dân số

Dân số 476801 ngƣời vào năm 2011 tăng 4,4 so với năm 2010.Trong đó, nữ là

239695 ngƣời chiếm 49,7% tổng dân số quận.

6

Dân số Th Đức đang trên đà tăng nhanh trong những năm qua cụ thể từ năm( 2009 –

2011).Việc gia tăng dân số trên địa bàn Quận ch yếu là tăng cơ học, tỷ lệ tăng tự

nhiên đang có xu hƣớng tăng từ 0,72 năm 2010 đến 0,8 năm 2011; tỉ lệ tăng cơ

học tăng nhanh lên 4,84 so với năm 2010 là 2,61 . Tỷ lệ tăng dân số cơ học ở mức

cao là do những yếu tố tác động: sự bùng phát các khu công nghiệp, khu chế xuất, sự

gia tăng các trƣờng đại học và sự di chuyển dân số từ nội thành ra các quận vùng ven

trong những năm gần đây.

Xã hội

Bên cạnh thành tích kinh tế, quận Th Đức cũng có những phát triển đáng ghi nhận

trên các lĩnh vực: giáo dục, y tế, văn hoá, thể thao. Trên địa bàn Th Đức có các

trƣờng Đại học và trung học nghề hàng đầu thành phố nhƣ: Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật,

Đại học Nông lâm, Làng Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, Trƣờng Kỹ thuật

Công nghiệp Th Đức,Trƣờng Đại học Thể dục Thể Thao Trung ƣơng II cũng đóng

trên địa bàn Th Đức. Các công trình ph c lợi xã hội nhƣ: Trung tâm Thể dục Thể

thao, Trung tâm Y tế, Trung tâm Văn hoá...đều đƣợc quận đầu tƣ xây dựng khang

trang, sạch đẹp.

Kinh tế

Là quận nằm ở cửa ngõ phía Đông thành phố, trong khu vực phát triển năng động c a

vùng Đông Nam Bộ, Th Đức thu h t khá đông nhà đâu tƣ trong và ngoài nƣớc. Ngay

từ khi còn là huyện, trên địa bàn Th Đức cũng đã sớm hình thành các cơ sở sản xuất

công nghiệp nhƣ: Công ty xi măng Hà Tiên, công ty Cơ điện, Nhà máy điện....Kể từ

sau khi tách quận, kinh tế Th Đức càng có điều kiện phát triển nhanh hơn.

Công nghiệp – Tiểu thủ công nghiệp

Theo thông tìn từ website quận, năm 1995 giá trị sản lƣợng c a ngành công nghiệp

huyện Th Đức (bao gồm quận Th Đức, quận 2 và quận 9 ngày nay) là 118 tỉ đồng.

Đến năm 1997, riêng quận Th Đức đã là 248 tỉ đồng. Trong các năm tiếp theo, đặc

biệt là từ năm 2000, tỉ lệ tăng trƣởng giá trị sản lƣợng đạt bình quân c a quận hơn 50

một năm. Năm 2000, giá trị sản xuất công nghiệp c a quận là 529,4 tỉ. Năm 2002 là

902,7 tỉ. Năm 2003 là 1.119,6 tỉ và năm 2004 đạt 1.444,12 tỉ đồng. Trong 10 tháng đầu

năm 2007, giá trị sản lƣợng công nghiệp trên địa bàn Th Đức đạt trên 2.146 tỷ đồng.

Trong quý 1/2008, giá trị sản xuất công nghiệp - tiểu th công nghiệp trên địa bàn

quận là 723,94 tỷ đồng.Trên địa bàn quận có khu chế xuất Linh Trung và nhiều công

ty hàng đầu thành phố nhƣ: công ty cổ phần Kinh Đô, nhà máy Coca Cola Việt Nam....

Thƣơng mại – Dịch vụ

Tuy là quận vùng ven, nhƣng do nằm ở cửa ngõ thành phố, bên bờ sông Sài Gòn, nên

hoạt động Thƣơng mại c a Th Đức đã phát triển từ rất sớm. Hiện nay, trên địa bàn

quận, ngoài chợ Th Đức ở trung tâm thị trấn, còn có hệ thống 15 chợ phƣờng với hơn

5.500 hộ buôn bán. Quận Th Đức đã có chợ đầu mối Tam Bình thay cho chợ đầu mối

Cầu Muối – thuộc quận 1. Doanh thu Thƣơng mại - Dịch vụ: năm 1991 đạt 310 tỉ, năm

1995 đạt 920 tỉ, năm 1997 (tách quận – không tính quận 2 và quận 9) đạt 753 tỉ, năm

7

2000 đạt 928 tỉ, năm 2001 đạt 1.188 tỉ, năm 2003 đạt 1.746 tỉ và năm 2004 đạt 2.252 tỉ

đồng.

Nông nghiệp

Th Đức có diện tích đất nông nghiệp tƣơng đối lớn, lại đƣợc phù sa sông Sài Gòn bồi

đắp, hoạt động sản xuất nông nghiệp ở đây cũng tƣơng đối thuận lợi. Những nông sản

thế mạnh c a quận là: mai vàng, bon sai, hoa lan, cây cảnh, xoài, thanh long và các

loại rau, c , quả. Th Đức cũng thành công lớn trong “chƣơng trình bò sữa”.Những

năm gần đây, đất sản xuất l a c a Th Đức ngày càng bị thu hẹp do tốc độ đô thị hóa

nhanh và dành cho phát triển công nghiệp, thƣơng mại nên năm 2004 chỉ còn khoảng

1.400 ha. Nhƣng do chuyển dịch cơ cấu cây trồng theo hƣớng sản xuất hàng hóa, cho

nên số đất chuyển đổi ấy mang lại hiệu quả kinh tế gấp nhiều lần so với trồng l a.

Giao thông

Th Đức nằm ở cửa ngõ ra vào phía Đông c a thành phố Hồ Chí Minh. Ba con đƣờng

lớn chạy qua quận đều thuộc quốc lộ: xa lộ Hà Nội, quốc lộ 13 và xa lộ vành đai ngoài

(xa lộ Đại Hàn cũ). Nhiều năm qua, nhất là từ khi trở thành quận, nhiều tuyến đƣờng

trong quận đƣợc mở, nâng cấp, toàn bộ cầu khỉ đƣợc thay bằng cầu bê tông. Những

con đƣờng mới, những cây cầu đã nối vùng gò đồi với vùng bƣng, tạo điều kiện cho

hàng hóa lƣu thông, qua đó th c đẩy sản xuất công – nông nghiệp cùng phát triển.

Đƣờng sắt quốc gia chạy qua quận Th Đức đang đƣợc nâng cấp, kể cả ga Bình Triệu,

ga Sóng Thần, tạo cho Th Đức thêm một lợi thế quan trọng để phát triển kinh tế - xã

hội. Bao bọc phía Tây quận là sông Sài Gòn, rất thuận lợi cho giao thông đƣờng th y,

phục vụ vận chuyển hàng hóa nông sản và thực phẩm c a các công ty lớn trên địa bàn

nhƣ Công ty xi măng Hà Tiên 1, công ty Cơ điện Th Đức và khu chế xuất Linh

Trung, khu công nghiệp Bình Chiểu. Quận Th Đức cũng có điều kiện lý tƣởng xây

dựng một số cảng sông.

2.3. Tổng quan cơ sở lí thuyết liên quan

2.3.1 Tổng quan về Gis

Định nghĩa GIS

Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về GIS, nhƣng đều có điểm giống nhau nhƣ: bao hàm

khái niệm dữ liệu không gian, phân biệt giữa hệ thông tin quản lý và GIS. So với bản

đồ thì GIS có lợi thế là lƣu trữ dữ liệu và biểu diễn ch ng là hai công việc tách biệt

nhau. Do vậy GIS cho khả năng quan sát từ các góc độ khác nhau trên cùng tập dữ

liệu. Sau đây là một số định nghĩa GIS hay sử dụng:

Theo Ducker(1979) định nghĩa Gis là một trƣờng hợp đặc biệt c a hệ thống thông tin

ở đó có cơ sở dữ liệu bao gồm sự quan sát các đặc trƣng phân bố không gian,các hoạt

động sự kiện có thể đƣợc xác định trong khoảng không nhƣ điểm, đƣờng,vùng.

Theo Goodchild(1985)là một hệ thống sử dụng cơ sở dữ liệu để trả lời các câu hỏi về

bản chất địa lí c a các thực thể địa lí.

8

Theo Burrough(1986) định nghĩa,Gis là công cụ mạnh dùng để lƣu trữ và truy vấn

,biến đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những mục tiêu khác

nhau.

Chi tiết hơn, Aronoff (1989 trích dẫn trong International Centre for Integrated

Mountain Development, 1996, p.9) định nghĩa GIS là “một hệ thống dựa trên máy tính

cung cấp bốn khả năng về dữ liệu không gian:Nhập dữ liệu,quản lý dữ liệu,xử lý và

phân tích,xuất dữ liệu.

Nguyễn Kim Lợi và ctv (2009), định nghĩa GIS nhƣ là “Một hệ thống thông tin mà nó

sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích, cơ sở dữ liệu đầu ra liên quan về mặt

địa lý không gian, nhằm trợ gi p việc thu nhận, lƣu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và

hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực để giải quyết các vấn đề tổng hợp từ

thông tin cho các mục đích con ngƣời đặt ra, chẳng hạn nhƣ: Hỗ trợ việc ra quyết định

cho quy hoạch và quản lý sử dụng đất, tài nguyên thiên nhiên, môi trƣờng, giao

thông,dễ dàng trong việc quy hoạch phát triển đô thị và những việc lƣu trữ dữ liệu

hành chính”.

Thành phần GIS.

GIS có 5 thành phần cơ bản sau: Phần cứng, phần mềm, cơ sở dữ liệu địa lý, cơ sở tri

thức chuyên gia (con ngƣời), phƣơng pháp.

Chức năng của GIS

Các chức năng c a GIS có thể chia làm năm loại nhƣ sau: Thu thập dữ liệu;xử lý sơ bộ

dữ liệu;lƣu trữ và truy nhập dữ liệu;tìm kiếm và phân tích không gian;hiển thị đồ họa

và tƣơng tác.

Mô hình dữ liệu của GIS

Một dữ liệu trong GIS thì đƣợc lƣu, hiển thị dƣới 2 dạng: mô hình dữ liệu không gian

và mô hình dữ liệu thuộc tính.

Mô hình dữ liệu không gian lƣu trữ đối tƣợng về mặt không gian vị trí, kích thƣớc

hình dạng. Chia làm 2 loại: vector và raster.

Mô hình dữ liệu thuộc tính mô tả về đặc tính, đặc điểm các hiện tƣợng xảy ra trên vị trí

không gian xác định. GIS có thể liên kết và xử lý đồng thời cả dữ liệu không gian và

thuộc tính.

2.3.2. Tổng quan về lí thuyết đồ thị

Định nghĩa đồ thị

Đồ thị_Graph là một cấu tr c rời rạc bao gồm các đỉnh và các cạnh nối các đỉnh này.

Đồ thị là 1 mô hình toán học đƣợc cho bởi một bộ G (V, E) với:

V là tập không rỗng các đỉnh, V={v1, v2, v3, …, vn} và n = |V| gọi là bậc/cấp c a đồ

thị

E là tập cạnh, E={e1, e2, e3,… em} nối một phần hay tất cả các đỉnh đó lại với nhau và

m = |E| gọi là kích thƣớc c a đồ thị.

Kí hiệu G= (V,E)

Mỗi phần tử c a V đƣợc gọi là:

9

Vertex_Đỉnh

Point_Điểm

Node_N t

Object_Đối tƣợng

Mỗi phần tử c a E đƣợc gọi là:

Edge_cạnh

Line_đƣờng

Link_liên kết

Relationship_quan hệ

Phân loại đồ thị

Đặc điểm cạnh là:

+ Đồ thị có hƣớng_ Directed Graph

+Đồ thị vô hƣớng_ Undirected Graph

Số lƣợng cạnh giữa hai đỉnh:

+ Đơn đồ thị – Simple Graph

+Đa đồ thị – Multigraph

+Giả đồ thị – Pseudograph

Đặc điểm phân loại dạng đồ thị đó là vô hƣớng và có hƣớng:

Bảng 2.1. Phân loại dạng đồ thị

Dạng

đồ

thị

Đồ thị có hƣớng_ Directed Graph

Đồ thị vô hƣớng_ Undirected

Graph

Đơn

đồ

thi

Đơn đồ thị có hƣớng G = (V, E)

bao gồm:

V là tập không rỗng các đỉnh

E là tập các cung: đó là các cặp có

thứ tự gồm hai đỉnh (không nhất

thiết phải khác nhau) c a V.

Ví dụ:

Đơn đồ thị vô hƣớng G = (V,E)

bao gồm:

V là tập các đỉnh

E là tập các cặp không có thứ tự

gồm hai phần tử khác nhau c a

V gọi là các cạnh.

Ví dụ:

10

Đa

đồ

thị

Đa đồ thị có hƣớng G = (V, E) bao

gồm :

V là tập không rỗng các đỉnh

E là đa tập hợp (họ) các cung, đó

là các cặp có thứ tự gồm hai đỉnh

(không nhất thiết phải khác nhau)

c a V.

Ví dụ:

Đa đồ thị vô hƣớng G= (V, E)

bao gồm:

V là tập không rỗng các đỉnh

E là đa tập hợp (họ) các cạnh: đó

là các cặp không có thứ tự gồm

hai đỉnh khác nhau c a V

Cạnh e1 và e2 đƣợc gọi là cạnh

song song/cạnh bội/cạnh lặp nếu

ch ng tƣơng ứng nối cùng 2 đỉnh

Ví dụ

Giả

đồ

thị

-Trƣờng hợp này không xảy ra Giả đồ thị vô hƣớng G = (V, E)

bao gồm:

V là tập không rỗng các đỉnh

E là đa tập hợp (họ) các cạnh: đó

là các cặp không có thứ tự gồm

hai phần tử (không nhất thiết

phải khác nhau) c a V.

Cạnh e đƣợc gọi là 1 khuyên hay

1 vòng (loop) nếu có dạng e =

(u, u).

Ví dụ:

11

Biểu diễn đồ thị trên máy tính

Định nghĩa: Biểu diễn đồ thị G=(V, E) trên máy tính nghĩa là số hóa đồ thị nhằm mục

đích lƣu trữ và thao tác trên đồ thị đó.

Số hóa đồ thị là số hóa các đỉnh trong tập V c a đồ thị và số hóa các cạnh/cung trong

tập E c a đồ thị.

Ma trận kề

Đồ thị G=(V, E) là một đơn đồ thị cấp n có

Tập đỉnh V={v1, v2, v3, …, vn} và tập cạnh E={e1, e2, e3,…, em}

G đƣợc biểu diễn bằng ma trận kề (Adjacency matrix) nhƣ sau:

Tập đỉnh: Số hóa các đỉnh bằng các số nguyên V={0, 1, 2, …, n-1}

Tập cạnh: Các cạnh đƣợc số hóa bằng ma trận vuông A=[ai,j] cấp n (với i,j=0...n-1).

Trong đó:

• aij = 1 nếu (i, j) ∈ E

• aij = 0 nếu (i, j) ∉ E

• Quy ƣớc aii = 0 với ∀i;

Ví dụ 1: Đồ thị vô hƣớng

Hình 2.3. Biểu diễn đồ thi vô hƣớng đối với ma trận kề

Ví dụ 2:Đồ thị có hƣớng

Hình 2.4. Biểu diễn đồ thị có hƣớng đối với ma trận kề

Tính chất:

12

- Nếu nửa tam giác trên và nửa tam giác dƣới đối xứng nhau qua đƣờng chéo chính =>

là đồ thị vô hƣớng. Ngƣợc lại nếu có một phần tử không giống nhau => ma trận có

hƣớng.

- Nếu G là đồ thị vô hƣớng thì bậc c a đỉnh i bằng tổng phần tử khác 0 trên hàng i

- Nếu G là đồ thị có hƣớng thì nửa bậc ngoài c a đỉnh i bằng tổng các phần tử khác 0

trên dòng i và nửa bậc trong c a đỉnh i bằng tổng các phần tử khác 0 trên cột i

Cấu tr c file dữ liệu nhập cơ bản c a ma trận:

Hình 2.5. Mô hình cấu trúc file dữ liệu đầu vào

Ma trận trọng số

Khái niệm

- Cho G = (V,E) là đơn đồ thị có trọng số. Ma trận trọng số c a G là một ma trận

vuông A = (aij) cấp n. Trong đó:

• aij = w(i,j) nếu (i, j) ∈ E

• aij = 0 nếu (i, j) ∉ E

• Quy ƣớc aii = 0 với ∀i

Ví dụ 3: Đối với đồ thị có hƣớng

Hình 2.6. Biểu diễn đồ thị có hƣớng của ma trận trọng số

Ví dụ 4: Đối với đồ thị vô hƣớng

13

Hình 2.7. Biểu diễn đồ thị vô hƣớng của ma trận trọng số

2.4. Tổng quan lí thuyết lứng dụng chính cho đề tài nghiên cứu.

2.4.1.Python

Python là một ngôn ngữ lập trình thông dịch do Guido van Rossum tạo ra năm 1990.

Python hoàn toàn tạo kiểu động và dùng cơ chế cấp phát bộ nhớ tự động; do vậy nó

tƣơng tự nhƣ Perl, Ruby, Scheme, Smalltalk, và Tcl. Python đƣợc phát triển trong một

dự án mã mở, do tổ chức phi lợi nhuận Python Software Foundation quản lý.

Theo đánh giá c a Eric S. Raymond, Python là ngôn ngữ có hình thức rất sáng s a,

cấu tr c rõ ràng, thuận tiện cho ngƣời mới học lập trình. Cấu tr c c a Python còn cho

phép ngƣời sử dụng viết mã lệnh với số lần gõ phím tối thiểu, nhƣ nhận định c a chính

Guido van Rossumtrong một bài phỏng vấn.

Ban đầu, Python đƣợc phát triển để chạy trên nền Unix. Nhƣng rồi theo thời gian, nó

đã mở rộng sang các hệ điều hành từ MS-DOS đến Mac OS, OS/2, Windows, Linux

và các hệ điều hành khác thuộc họ Unix. Mặc dù sự phát triển c a Python có sự đóng

góp c a rất nhiều cá nhân, nhƣng Guido van Rossum hiện nay vẫn là tác giả ch yếu

c a Python. Ông giữ vai trò ch chốt trong việc quyết định hƣớng phát triển c a

Python.

Python là một ngôn ngữ lập trình năng động với nhiều tính năng đƣợc sử dụng trong

một loạt các ứng dụng. Python thƣờng đƣợc so sánh với Tcl, Perl, Ruby, Scheme, hoặc

Java. Một vài tính năng đặc trƣng c a nó gồm:c pháp rất trong sáng, dễ đọc;các khả

năng tự xét (introspection) mạnh m ;hƣớng đối tƣợng trực giác;cách thể hiện tự nhiên

mã th tục (procedural code);hoàn toàn mô-đun hóa, hỗ trợ các gói theo cấp bậc;xử lý

lỗi dựa theo ngoại lệ (exception);kiểu dữ liệu động ở mức rất cao;các thƣ viện chuẩn

và các mô-đun ngoài bao quát hầu nhƣ mọi việc;phần mở rộng và mô-đun dễ dàng viết

trong C, C++ (hoặc Java cho Jython, hoặc các ngôn ngữ .NET cho IronPython);có thể

nh ng trong ứng dụng nhƣ một giao diện kịch (scripting interface).

2.4.2 Metis for python

Metis for Python là gói thƣ viện hỗ trợ phân chia đồ thị bằng ngôn ngữ Python.

Wrapper cho thƣ viện Metis cho phân vùng đồ thị (và các công cụ khác).

14

Thƣ viện này là không liên quan đến PyMetis, ngoại trừ việc họ quấn cùng một thƣ

viện. PyMetis là một phần mở rộng Boost Python, trong khi thƣ viện này là trăn tinh

khiết và s chạy theo PyPy và phiên dịch với các thƣ viện ctypes tƣơng thích tƣơng tự.

NetworkX đƣợc khuyến khích cho đại diện các đồ thị để sử dụng với wrapper này,

nhƣng nó không phải là bắt buộc danh sách kề đơn giản đƣợc hỗ trợ là tốt.

Các chức năng c a mối quan tâm chính trong module này part_graph().

Các đối tƣợng khác trong các mô-đun có thể quan tâm đến những ngƣời tìm kiếm để

mangle datastructures đồ thị c a họ vào định dạng cần thiết.

Cài đặt

Đó là trên PyPI, vì vậy cài đặt nên dễ dàng nhƣ:

pip install metis

-or-

easy_install metis

Lƣu ý rằng các thƣ viện chia sẻ là cần thiết, và không đƣợc kích hoạt theo mặc định

bởi quá trình cấu hình.Bật tính năng này bằng cách phát hành:

make config shared=1

Quản lý gói hệ thống điều hành c a bạn có thể biết về Metis, nhƣng wrapper này đƣợc

thiết kế để sử dụng với Metis 5. T i có Metis 4 s không làm việc.

Wrapper này sử dụng một số biến môi trƣờng:

METIS_DLL

Wrapper này sử dụng mô-đun ctypes Python để giao tiếp với các thƣ viện chia sẻ

Metis.Nếu nó không thể tự động xác định vị trí thƣ viện, bạn có thể chỉ định đƣờng

dẫn đầy đ đến file thƣ viện trong biến môi trƣờng này.

METIS_IDXTYPEWIDTH

METIS_REALTYPEWIDTH

Các kích thƣớc c a idx_t và real_t loại là không dễ dàng xác định đƣợc thời gian chạy,

để họ có thể đƣợc cung cấp với các biến môi trƣờng. Giá trị mặc định cho mỗi trong số

này (ở cả hai thời gian biên dịch và trong thƣ viện này) là 32, nhƣng họ có thể đƣợc

thiết lập để 64 nếu muốn. Nếu giá trị này không phù hợp với những gì đã đƣợc sử

dụng để biên dịch thƣ viện, Bad Things (TM) s xảy ra.

Ví dụ 5

15

>>> import networkx as nx

>>> import metis >>> G = metis.example_networkx()

>>> (edgecuts, parts) = metis.part_graph(G, 3)

>>> colors = ['red','blue','green']

>>> for i, p in enumerate(parts):

... G.node[i]['color'] = colors[p]

... >>> nx.write_dot(G, 'example.dot') # Requires pydot or pygraphviz

Hình 2.8 Phân vùng đô thị

Metis.part_graph(graph, nparts=2, tpwgts=None, ubvec=None, recursive=False, **o

pts

Thực hiện đồ thị phân vùng sử dụng k-cách này hay phƣơng pháp đệ quy.

Trả về một 2-tuple (objval, các bộ phận), nơi bộ phận là một danh sách các chỉ số phân

vùng tƣơng ứng và objval là giá trị c a hàm mục tiêu đó đã đƣợc giảm thiểu (hoặc các

vết cắt cạnh hoặc tổng khối lƣợng).

16

Thông số:

-Đồ thị :Có thể là một đồ thị NetworkX, một danh sách kề, hoặc một METIS_Graph

tuple đặt tên. Để sử dụng phƣơng pháp tuple đặt tên, bạn s cần phải đọc hƣớng dẫn sử

Metis cho ý nghĩa c a các lĩnh vực.

Xem networkx_to_metis() để đƣợc gi p đ và thông tin chi tiết về cách đồ thị đƣợc

chuyển đổi và cách n t / trọng lƣợng và kích thƣớc cạnh có thể đƣợc xác định.

Xem adjlist_to_metis() để biết thông tin về việc sử dụng danh sách kề. Các phụ nodew

và nodesz từ khóa đối số c a chức năng đó có thể đƣợc đƣa trực tiếp đến chức năng

này và s đƣợc chuyển tiếp tới bộ chuyển đổi. Ngoài ra, một từ điển có thể đƣợc cung

cấp nhƣ là graph và các mục c a nó s đƣợc thông qua nhƣ là đối số từ khóa.

-Nparts: Số lƣợng mục tiêu c a phân vùng. Bạn có thể nhận đƣợc ít hơn.

-Tpwgts: Mục tiêu trọng lƣợng phân vùng. Đối với mỗi phân vùng, cần có một (float)

trọng lƣợng cho mỗi chế n t. Đó là, nếunparts là 3 và mỗi n t c a đồ thị có hai trọng

lƣợng, sau đó tpwgts có thể trông nhƣ thế này:

[(0.5, 0.1), (0.25, 0.8), (0.25, 0.1)]

Danh sách này có thể đƣợc miễn phẳng. Các bộ dữ liệu nội bộ cho thuận tiện. Các trọng

số phân vùng cho từng chế phải tổng hợp tới 1.

-Ubvec: Dung sai tải imalance cho mỗi chế n t.Nên có một danh sách các giá trị dấu

chấm động mỗi lớn hơn 1.

Đệ quy: Xác định xem các phân vùng nên đƣợc thực hiện bằng cách cắt giảm k-cách

trực tiếp hoặc bằng một loạt các vết cắt đệ quy.Những tƣơng ứng với

METIS_PartGraphKway() và METIS_PartGraphRecursive() trong C API c a bất kỳ

lựa chọn Metis bổ sung có thể đƣợc quy định nhƣ các thông số từ khóa.

metis.networkx_to_metis (G)

Chuyển đổi NetworkX đồ thị vào một cái gì đó có thể tiêu thụ MetisCác đồ thị có thể

xác định trọng lƣợng và kích thƣớc bằng cách sử dụng các thuộc tính đồ thị dƣới đây:

edge_weight_attr

node_weight_attr (nhiều tên cho phép)

node_size_attr

Ví dụ 6

17

>>> G.edge[0][1]['weight'] = 3

>>> G.node[0]['quality'] = 5

>>> G.node[0]['specialness'] = 8

>>> G.graph['edge_weight_attr'] = 'weight'

>>> G.graph['node_weight_attr'] = ['quality', 'specialness']

Nếu node_weight_attr là một danh sách thay vì một chuỗi, sau đó nhiều nhãn trọng

lƣợng n t có thể đƣợc cung cấp.

Tất cả trọng lƣợng phải có giá trị nguyên.Nếu một nhãn attr đƣợc quy định nhƣng một

node / cạnh thiếu thuộc tính đó, nó mặc định là 1.

Nếu một thuộc tính đồ thị không đƣợc cung cấp, không có defaut đƣợc sử dụng.Đó là,

nếu edge_weight_attr không đƣợc thiết lập, sau đó 'weight' không đƣợc sử dụng nhƣ là

mặc định, và biểu đồ s xuất hiện không trọng số để Metis.

metis.adjlist_to_metis(adjlist, nodew=None, nodesz=None)

Thô sơ chuyển đổi danh sách kề. Ch yếu sử dụng nếu bạn không có hoặc không muốn

sử dụng NetworkX.

Thông số:

-Adjlist:Một danh sách các hàng. Mỗi phần tử danh sách đại diện cho một n t hoặc

đỉnh c a đồ thị.Mỗi mục trong bộ dữ liệu đại diện cho một cạnh.Các mục này có thể

là các số nguyên duy nhất đại diện cho chỉ số hàng xóm, hoặc họ có thể là một (index,

trọng lƣợng) tuple nếu bạn muốn cạnh trọng.Mặc định trọng lƣợng là 1 cho trọng

lƣợng mất tích.

Các biểu đồ phải đƣợc vô hƣớng, và mỗi cạnh phải đƣợc đại diện hai lần (một lần cho

mỗi node).Các trọng nên đƣợc giống hệt nhau, nếu đƣợc cung cấp.

-Nodew: là một danh sách các trọng n t, và phải có cùng kích thƣớc nhƣ adjlist nếu

đƣợc. Nếu muốn, các yếu tố c anodew có thể tuples có cùng kích thƣớc (> = 1) để

cung cấp nhiều trọng lƣợng cho mỗi n t.

-Nodesz: là một danh sách các kích thƣớc n t.Đây là có liên quan khi thực hiện phân

vùng khối lƣợng dựa trên.

Lƣu ý rằng tất cả trọng lƣợng và kích thƣớc phải là số nguyên không âm

Ứng dụng phân chia bản đồ thu gom rác(hình ảnh minh họa)

18

Hình 2.9.Phân chia thu gom rác

2.4.3 P_center

Là một bài toán phân chia đồ thị thành P phần với tầm ảnh hƣởng tại tâm các phần là ít

nhất. Nói cách khác, đó là bài toán tối ƣu tìm cách phân chia đồ thị thành P phần sau

cho tâm c a các phần có độ dài đƣờng đi đến các đỉnh còn lại c a phần đó là cực tiểu.

P_center đƣợc xây dựng:

JjI,iY

Jj,X

IiYdW

JjI,iXY

PX

IiY

W

ij

j

Jj

ijij

jij

Jj

j

Jj

ij

0

10

1s.t.

Min

W bằng khoảng cách tối đa.Mục tiêu c a W là để giảm thiểu khoảng cách tối đa giữa

các n t nhu cầu bất kì và cơ sở phục vụ c a nó.

2.4.4. Công cụ trong arcgis ứng dụng nghiên cứu

Sử dụng Python trong ArcGIS

Trong ArcGIS, có hai tùy chọn để làm việc và chạy các script python: trực tiếp trong

ArcMap sử dụng cửa sổ , hoặc trong một môi trƣờng phát triển tích hợp (IDE) nhƣ

PythonWin.

19

Python có thể chạy trực tiếp trong ArcGIS bằng cách nhấp vào n t Python tìm thấy

trên thanh công cụ chuẩn. Bằng cách nhấn vào n t, cửa sổ python ArcMap c a

mở.Cửa sổ python có thể đƣợc cập cảng bằng cách kéo nó vào thanh công cụ hoặc có

thể đƣợc lƣu hành trên ArcMap. Cửa sổ python là phân chia thành hai phần: phần

python nhanh chóng và sự gi p đ và c pháp cửa sổ.Dấu nhắc python đƣợc tìm thấy

ở phía bên trái c a cửa sổ python và đây là phần mà nhắc nhở python có thể đƣợc gõ

vào hoặc python script chạy.Phía bên phải c a cửa sổ cung cấp thông tin với c pháp

thông tin đó xuất hiện khi một lệnh đƣợc gõ vào phía bên trái.

Để tải một kịch bản viết trƣớc vào cửa sổ , nhấp chuột phải và chọn "tải" tùy chọn từ

trình đơn. Điều hƣớng đến thƣ mục chứa các file python là cửa hàng và chọn. Nhấp

vào n t "mở" để thêm các kịch bản để các cửa sổ.

Để chạy một kịch bản nạp, nhấn vào n t "enter" trên bàn phím hai lần. Phía bên phải

bây giờ s in ra bản cập nhật trạng thái trên kịch bản đang chạy. Chạy một kịch bản

python trong ArcMap cho phép ngƣời dùng xem động kết quả đầu ra nhƣ kịch bản xử

lý mỗi bƣớc xử lý dữ liệu.

Python kịch bản cho quá trình ArcMap cũng có thể đƣợc chỉnh sửa và chạy trong một

IDE.IDE là viết tắt c a môi trƣờng phát triển tích hợp.IDEs cho python kịch bản bao

gồm IDLE, PythonWin, PyScripter.

Trong ArcGIS Network Analysis có công cụ phân tích mạng

networkanalyst.

Network Analyst : Tìm những đƣờng đi phức tạp, cơ sở gần nhất, và phân tích phân

vùng dịch vụ.ArcGIS Network Analyst cung cấp chức năng phân tích không gian dựa

trên hệ thống mạng lƣới nhƣ tuyến đƣờng, tuyến tàu, định hƣớng du lịch, cơ sở gần

nhất, khu vực dịch vụ và location-allocation. Với ArcGIS Network Analyst, bạn có thể

tự động lập mô hình mạng lƣới thực tế, bao gồm đƣờng một chiều, giới hạn r và độ

cao, giới hạn tốc độ, và nhiều loại tốc độ khác nhau tùy vào tình hình giao thông. Bạn

có thể dễ dàng xây dựng các mạng lƣới cho mình từ dữ liệu GIS bằng mô hình dữ liệu

mạng lƣới phức tạp.

Với ArcGIS Network Analyst, bạn có thể:

-Tìm đƣờng đi ngắn nhất.

-Xác định các tuyến đƣờng hiệu quả nhất cho đội xe phải đi đến nhiều địa điểm.

-Sử dụng khung thời gian để giới hạn thời gian các phƣơng tiện có thể đi đến các địa

điểm.Xác định các cơ sở gần nhất.

-Xác định vị trí tối ƣu cho các cở sở bằng phân tích location-allocation.

20

-Xác định khu vực dịch vụ dựa trên thời gian di chuyển hoặc khoảng cách.

-Tạo ra mạng lƣới dựa trên dữ liệu GIS hiện có c a bạn.

-Tạo ra một ma trận chi phí đi lại tử mỗi điểm khởi hành cho tất cả các điểm đến.

Location-allocation_vị trí phân bổ:

Là công cụ trong phần mềm mở rộng Arrcgis Netwwork Analyst s xác định 1 vị trí

tối ƣu cho 1 hoặc nhiều cơ sở để phục vụ nhu cầu c a dân cƣ xung quanh.

Vị trí có thể gi p giữ cho chi phí cố định và chi phí thấp và khả năng tiếp cận cao tiện

ích công cộng c a khu vực nhƣ trƣờng học, bệnh viện, thƣ viện, các trạm cứu hỏa, và

các dịch vụ ứng phó khẩn cấp (ERS) trung tâm, có thể cung cấp dịch vụ chất lƣợng

cao cho cộng đồng với chi phí thấp khi một vị trí tốt đƣợc chọn.

Cơ sở cho rằng cung cấp hàng hóa và dịch vụ và một tập hợp các điểm nhu cầu tiêu

thụ ch ng, mục tiêu c a vị trí phân bổ là để xác định vị trí các cơ sở trong một cách mà

cung cấp các điểm nhu cầu một cách hiệu quả nhất.Nhƣ tên cho thấy, vị trí phân bổ là

một vấn đề hai mặt đồng thời đặt cơ sở và phân bổ điểm nhu cầu cho các cơ sở.Ban

đầu, nó có thể xuất hiện mà tất cả các vị trí phân bổ phân tích giải quyết cùng một vấn

đề, nhƣng vị trí tốt nhất là không giống nhau cho tất cả các loại phƣơng tiện.Ví dụ, vị

trí tốt nhất cho một trung tâm ERS là khác nhau hơn so với vị trí tốt nhất cho một nhà

máy sản xuất.

Cũng nhƣ việc ứng dụng cho việc QL CTRSH c a quận sử dụng vị trí phân bố vị trí

thu gom rác với mục đích để xác định vị trí cơ sở là các điểm hẹn, ,TTC thỏa mãn các

mục tiêu nhƣ các vị trí có khả năng chứa đựng đƣợc bao nhiêu khối lƣợng rác trong

ngày hay với một khoảng cách nhất định thì có thể thu gom đƣợc bao nhiêu vị trí

nguồn rác đã thu gom .Ngoài ra chức năng cũng có thể đặt các cơ sở mới là các vị trí

để có thể thu gom hết đƣợc số lƣợng rác ở vị trí còn lại một cách hiệu quả trực quan.

Với các chức năng riêng biệt nhƣ sau:

Các ArcGIS phân tích định vị phân bổ lớp cung cấp bảy loại vấn đề khác nhau:

- Minimize impedance_ Giảm thiểu trở kháng

-Maximize coverage_ Tối đa hóa vùng bao ph

-Maximize capacitated coverage_ Tối đa hóa vùng bao ph cho những ai

-Minimize facilities_ Giảm thiểu các cơ sở

-Maximize attendance_ Tối đa hóa tham dự

-Maximize market share_ Tối đa hóa thị phần

21

-Target market share_ Mục tiêu thị phần.

Đề tài ứng dụng ch yếu với chức năng (Maximize coverage_ Tối đa hóa vùng bao

ph ).Để phân tích vị trí phân bổ thu gom.

2.5.Hiện trạng thu gom,vận chuyển chất thải của quận Thủ Đức

2.5.1 Hệ thống quản lí thu gom, vận chuyển rác c a quận

Hình 2.10. Sơ đồ hệ thống quản lí nhà nƣớc về công tác QLCTR của quận

Chú thích:

:quản lí trực tiếp

quản lí gián tiếp

2.5.2. Quy trình thu gom,vận chuyển chất thải rắn trên địa bàn quận Th Đức

Hình 2.11 Quy trình thu gom,vận chuyển chất thải rắn c a quận

22

Nguồn phát sinh chất thải là các vị trí thu gom rác mà phát sinh từ những hộ gia

đình,khu dân cƣ,chợ..

Điểm hẹn là điểm tập trung rác từ nguồn phát sinh(hộ gia đình..) đƣợc các công nhân

vê sinh thu gom lại một nơi tập kết chờ xe đến vân chuyển tới trạm trung chuyển.

Trạm trung chuyển là nơi lƣu giữ tập trung rác đã thu gom đƣợc vận chuyển đến nơi

đây sau đó đƣợc vận chuyển đến nhà máy xử lí. Hay hiểu theo các khác trạm trung

chuyển rác là nơi tập kết rác thải từ các đơn vị thu gom cá nhân trƣớc khi đƣợc đƣa đi

xử lý ở những bãi rác.Là nơi tiếp nhận rác từ xe thu gom nhỏ sang xe có tải trọng lớn

vận chuyển đến khu xử lí.

Thu gom chất thải rắn là hoạt động tập hợp, phân loại, đóng gói và lƣu giữ tạm thời

chất thải rắn tại nhiều điểm thu gom tới địa điểm hoặc cơ sở đƣợc cơ quan nhà nƣớc có

thẩm quyền chấp thuận.

Vận chuyển chất thải rắn là quá trình chuyên chở chất thải rắn từ nơi phát sinh, thu

gom, lƣu giữ, trung chuyển đến nơi xử lý, tái chế, tái sử dụng hoặc bãi chôn lấp cuối

cùng.

Chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh là hoạt động chôn lấp phù hợp với các yêu cầu

c a tiêu chuẩn kỹ thuật về bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh

2.5.3 Hiện trạng các điểm hẹn,các trạm trung chuyển chất thải rắn c a quận Th Đức.

Hiện trạng các điểm hẹn,các trạm trung chuyển chất thải rắn của quận

Thủ Đức.theo từng giai đoạn năm 2015.

Bảng 2.2. Tổng hợp lộ trình,cự ly thu gom vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt về trạm

trung chuyển 12A Quang Trung & khu liên hiệp xử lí chất thải rắn Đa Phƣớc giai đoạn

(31/12/2014 đến 30/3/2105):

STT Lộ Trình

KhốiLƣợng

(tấn/ngày) Cự ly (km) Tấn.km/ngày

Lộ trình thu gom vận chuyển CTRSH bằng xe ép 4 tấn về TTC 12A

Quang Trung

Lộ trình 1 5 28.44 142.2

1 Điểm hẹn Chợ Th Đức 3.5 29.35 102.73

2 Điểm hẹn Gò Dƣa 1 27.45 27.45

3 Điểm hẹn Linh Tây 0.5 24.05 12.03

Lộ trình 2 4 28.45 113.8

1

Điểm hẹn gần chợ Th

Đức 4 28.45 113.8

Lộ trình 3 4 27.7 110.8

1

Điểm hẹn gần chợ Linh

Trung 4 27.7 110.8

Lộ trình 4 12 27.53 330.3

1

Điểm hẹn gần chợ Linh

Xuân 1 6 28.6 171.6

23

2

Điểm hẹn gần chợ Linh

Xuân 2 6 26.45 158.7

Lộ trình thu gom vận chuyển CTRSH bằng xe ép 10 tấn về khu liên hiệp

xử lí CTR Đa Phƣớc 320 tấn mỗi ngày

Lộ trình 1 112.5 46 5175

1 TTC Sở Gà 112.5 46 5175

Lộ trình 2 52.5 43.61 2289.75

1

Điểm hẹn Linh Trung

Khu phố 6 12.5 50.7 633.75

2 Điểm hẹn Linh Xuân 6 46.5 279

3 TTC Linh Xuân 34 40.5 1377

Lộ trình 3 21 40.5 850.5

1 TTC Linh Xuân 21 40.5 850.5

Lộ trình 4 42 46.5 1953

1 Điểm hẹn Bình Chiểu 24 51 1224

2 TTC Linh Xuân 18 40.5 729

Lộ trình 5 34.5 39.09 1348.65

1

Điểm hẹn Linh Trung

đƣờng số 12 5 41.9 209.5

2 TTC Bệnh Viện 24.5 39.7 972.65

3 TTC Trƣờng Thọ 5 33.3 166.5

Lộ trình 6 23.5 36.21 850.95

1 Điểm hẹn Gò Dƣa 12 39 468

2 TTC Trƣờng Thọ 11.5 33.3 382.95

Lộ trình 7 34 35.75 1215.4

1 TTC Bệnh Viện 13 39.7 516.1

2 TTC Trƣờng Thọ 21 33.3 699.3

Bảng 2.3. Tổng hợp lộ trình,cự ly thu gom vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt về TTC

12A Quang Trung& khu liên hiệp xử lí chất thải rắn Đa Phƣớc giai đoạn (31/3/2015

đến 30/12/2105)

STT Lộ Trình

Khối

Lƣợng(tấn/ngày)

Cự

ly(km) Tấn.km/ngày

Lộ trình thu gom vận chuyển CTRSH bằng xe ép 4 tấn về TTC 12A

Quang Trung

Lộ trình 1 5 28.44 142.2

1 Điểm hẹn Chợ Th Đức 3.5 29.35 102.73

2 Điểm hẹn Gò Dƣa 1 27.45 27.45

3 Điểm hẹn Linh Tây 0.5 24.05 12.03

Lộ trình 2 4 28.45 113.8

24

1

Điểm hẹn gần chợ Th

Đức 4 28.45 113.8

Lộ trình 3 4 27.7 110.8

1

Điểm hẹn gần chợ Linh

Trung 4 27.7 110.8

Lộ trình 4 12 27.53 330.3

1

Điểm hẹn gần chợ Linh

Xuân 1 6 28.6 171.6

2

Điểm hẹn gần chợ Linh

Xuân 2 6 26.45 158.7

Lộ trình thu gom vận chuyển CTRSH bằng xe ép 10 tấn về khu liên

hiệp xử lí CTR Đa Phƣớc 320 tấn mỗi ngày

Lộ trình 1 118.5 46 5451

1 TTC Sở Gà 118.5 46 5451

Lộ trình 2 56.5 43.2 2440.95

1

Điểm hẹn Linh Trung

Khu phố 6 12.5 50.7 633.75

2 Điểm hẹn Linh Xuân 6 44.7 268.2

3 TTC Linh Xuân 38 40.5 1539

Lộ trình 3 21 40.5 850.5

1 TTC Linh Xuân 21 40.5 850.5

Lộ trình 4 44 46.23 2034

1 Điểm hẹn Bình Chiểu 24 51 1224

2 TTC Linh Xuân 20 40.5 810

Lộ trình 5 34 38.99 1325.6

1

Điểm hẹn Linh Trung

đƣờng số 12 5 41.9 209.5

2 TTC Bệnh Viện 23.5 39.7 932.95

3 TTC Trƣờng Thọ 5.5 33.3 183.15

Lộ trình 6 11.5 33.3 382.95

1 TTC Trƣờng Thọ 11.5 33.3 382.95

Lộ trình 7 34.5 35.9 1238.45

1 TTC Bệnh Viện 14 39.7 55.8

2 TTC Trƣờng Thọ 20.5 33.3 682.65

Hiện trạng các điểm hẹn,các trạm trung chuyển chất thải rắn của quận

Thủ Đức hiện nay.

Hiện nay các TTC, các điểm tập kết rác gây ô nhiễm môi trƣờng trầm trọng nhƣ trạm

trung chuyển rác tại khu phố 7, phƣờng Hiệp Bình Chánh, quận Th Đức.Mà còn tự

phát,lấn sang nhiều khu dân cƣ,chợ nơi sinh sông c a nhiều ngƣời dân nhƣ bô rác Th

25

Đức trên đƣờng Lê Văn Chí, phƣờng Linh Trung bên cạnh Bệnh viện Đa khoa Th

Đức đang gây ô nhiễm rất nghiêm trọng.Dƣới đây là một số hình ảnh minh họa:

Hình 2.12. Bãi rác trên đƣờng Lê Văn Chí

Hình 2.13. Trạm trung chuyển rác nằm gần chợ và nhà dân ven đƣờng Kha Vạn

Cân, phƣờng Hiệp Bình Chánh

2.6.Bài toán phân bổ thu gom chất thải rắn theo vị trí tại khu dân cƣ.

2.6.1 Phân tích bài toán.

Cho một mạng lƣới tuyến đƣờng và n địa điểm( A,B,C,D,E,F) là các vị trí thu gom rác

trong quận.(Hình 2.11).Bài toán đặt ra là tìm các điểm hẹn,các trạm trung chuyển thích

hợp.Phân bố tƣơng đối đồng đều về mặt không gian theo một chu trình tối ƣu.

26

Hình 2.14. Mô hình bài toán.

2.6.2 Mô hình thực thi bài toán.

Khai báo:

Ma trận kề:với 0 là cặp đỉnh(i,i);9999 là cặp đỉnh (i;j)

Giá trị (i;j) = (j;i) nếu đồ thị vô hƣớng

Giá trị (i;j) = -(j,i) nếu đồ thị có hƣớng

Hình 2.15 Hiển thị thông tin ở dạng ma trận kề

Lập trình trên python nhƣ sau:

IDLE 2.6.5

>>> import os

>>> import sys

>>> import math

>>> class GISGraph:

V_nums = 0 # so dinh cua do thi (Gph)

27

E_set = [] # tap canh cua do thi

Gph = [] # Ma tran do thi: V_nums x V_nums

Pro = [] # Ma tran luy thua: V_nums x V_nums

graphFile = "matrix3.txt"

max_Value = sys.maxint

def __init__(self, sfilename):

if sfilename == "":

self.graphFile = "matrix3.txt"

else:

self.graphFile = sfilename

try:

f = open(self.graphFile)

self.V_nums = int(f.readline()) # doc so dinh cua do

thi:

maxtrix_dat = f.readlines()

except IOError as e:

print "Khong doc duoc tap tin"

except ValueError:

print "Khong the doc du lieu so"

except:

print "Khong biet loi gi!"

raise

### Tao ma tran va doc do thi:

self.Gph = [[0 for i in range(self.V_nums)] for j in range(self.V_nums)]

# ma tran ke V_nums x V_nums

self.Pro = [[0 for i in range(self.V_nums)] for j in range(self.V_nums)] #

ma tran ke V_nums x V_nums

for p in range(self.V_nums):

matrix_matrix = maxtrix_dat[p].split(" ")

for q in range(self.V_nums):

self.Gph[p][q] = int(matrix_matrix[q])

f.close()

# Dat gia tri ban dau cho ma tran tich Pro = ma tran Gph

self.Pro = [[0 for i in range(self.V_nums)] for j in range(self.V_nums)] #

ma tran ke V_nums x V_nums

for p in range(self.V_nums):

28

for q in range(self.V_nums):

if (p == q):

self.Pro[p][q] = 0

else:

if self.Gph[p][q] == 9999:

self.Pro[p][q] = sys.maxint

else:

self.Pro[p][q] = self.Gph[p][q]

Thực thi kết quả hiển thị nhƣ sau:

>>> gg = GISGraph ("C:\\BT\\matrix3.txt")

>>> gg.Pro

[[0, 9, 12, 10, 2147483647, 2147483647], [9, 0, 13, 2147483647, 17, 2147483647],

[12, 13, 0, 8, 7, 2147483647], [10, 2147483647, 8, 0, 13, 7], [2147483647, 17, 7, 13,

0, 9], [2147483647, 2147483647, 2147483647, 7, 9, 0]]

>>> gg.V_nums

6

>>> gg.E_set

[]

IDLE 2.6.5

>>> import os

>>> import sys

>>> import math

class GISGraph:

V_nums = 0 # so dinh cua do thi (Gph)

E_set = [] # tap canh cua do thi

Gph = [] # Ma tran do thi: V_nums x V_nums

Pro = [] # Ma tran luy thua: V_nums x V_nums

weight_set = []

P_center_list = []

graphFile = "matrix3.txt"

max_Value = sys.maxint

def __init__(self, sfilename):

if sfilename == "":

self.graphFile = "matrix3.txt"

else:

self.graphFile = sfilename

try:

f = open(self.graphFile)

29

self.V_nums = int(f.readline()) # doc so dinh cua do

thi:

maxtrix_dat = f.readlines()

except IOError as e:

print "Khong doc duoc tap tin"

except ValueError:

print "Khong the doc du lieu so"

except:

print "Khong biet loi gi!"

raise

### Tao ma tran va doc do thi:

self.Gph = [[0 for i in range(self.V_nums)] for j in range(self.V_nums)]

# ma tran ke V_nums x V_nums

self.Pro = [[0 for i in range(self.V_nums)] for j in range(self.V_nums)] #

ma tran ke V_nums x V_nums

for p in range(self.V_nums):

matrix_matrix = maxtrix_dat[p].split(" ")

for q in range(self.V_nums):

self.Gph[p][q] = int(matrix_matrix[q])

f.close()

# Dat gia tri ban dau cho ma tran tich Pro = ma tran Gph

self.Pro = [[0 for i in range(self.V_nums)] for j in range(self.V_nums)] #

ma tran ke V_nums x V_nums

for p in range(self.V_nums):

for q in range(self.V_nums):

if (p == q):

self.Pro[p][q] = 0

else:

if self.Gph[p][q] == 9999:

self.Pro[p][q] = sys.maxint

else:

self.Pro[p][q] = self.Gph[p][q]

def HienthiMatranPro(self): # Hien thi ma tran Tinh toan duong di

for p in range(self.V_nums):

prn_str = ""

30

for q in range(self.V_nums):

if (self.Pro[p][q] == sys.maxint):

prn_str = prn_str + " VC"

else:

prn_str = prn_str + " " + str(self.Pro[p][q]) + " "

print prn_str + "\n"

def HienthiMatranGph(self): # Hien thi ma tran do thi Gph

for p in range(self.V_nums):

prn_str = ""

for q in range(self.V_nums):

if (self.Gph[p][q] == sys.maxint):

prn_str = prn_str + " VC "

else:

prn_str = prn_str + str(self.Gph[p][q]) + " "

print prn_str + "\n"

# Tim duong di ngan nhat:

def TinhToanDuongDiNganNhat(self): # Ham nay tra ve 0 neu khong doi, tra

ve 1 neu co it nhat 1 gia tri doi.

chgVal = 0 # Gia tri thay doi. Neu co thay doi thi chgVal = 1

# khai bao ma tran tam 1

ProTemp1 = []

ProTemp1 = [[0 for i in range(self.V_nums)] for j in

range(self.V_nums)]

for p in range(self.V_nums):

for q in range(self.V_nums):

ProTemp1[p][q] = self.Pro[p][q]

# khai bao ma tran tam 2

ProTemp2 = []

ProTemp2 = [[0 for i in range(self.V_nums)] for j in

range(self.V_nums)]

for p in range(self.V_nums):

for q in range(self.V_nums):

ProTemp2[p][q] = self.Pro[p][q]

# Tinh ma tran luy thua:

31

# self.Pro = [[0 for i in range(self.V_nums)] for j in range(self.V_nums)]

# khong can thiet vi dinh nghia trong ham init

for p in range(self.V_nums):

for q in range(self.V_nums):

myMin = sys.maxint

for k in range(self.V_nums):

if ((ProTemp1[p][k] >= 0) and (ProTemp2[k][q] >=

0)): # Do thi co huong

proVal = ProTemp1[p][k] + ProTemp2[k][q]

# Gia tri tinh toan

myMin = min(myMin, proVal)

if self.Pro[p][q] != myMin:

chgVal = 1

self.Pro[p][q] = myMin

return chgVal # Neu co thay doi, thi gia tri se > 0; nguoc lai gia tri tra ve

la 0 (i.e. khong doi).

def P_center(self, giatriNguong): # tim cac ta^m P-center thoa tu ta^m di den

cac dinh khac < giatriNguong

self.weight_set = [0 for i in range(self.V_nums * (self.V_nums -1) )] #

tap cac trong so, co n*(n-1)

self.P_center_list = []

# doc du lieu tu ma tran Pro vao: doc tat ca n(n-1) gia tri (khong doc gia

tri duong cheo = 0)

idx = -1

for p in range(self.V_nums):

for q in range(self.V_nums):

if (p != q): # <-- loai bo duong cheo bang kiem tra nay

idx = idx + 1

self.weight_set[idx] = self.Pro[p][q]

self.weight_set.sort()

self.weight_set = list(set(self.weight_set))

# print self.weight_set

if (self.weight_set[0] > giatriNguong): # Neu gia tri nguong qua thap thi

moi dinh deu la tam

self.P_center_list = [0 for i in range(self.V_nums)] # tap dinh

= toan bo tap dinh

for p in range(self.V_nums):

32

self.P_center_list[p] = p

else:

if (self.weight_set[len(self.weight_set)-1] < giatriNguong): #

Neu giaTriNguong qua qua cao thi lay 1 dinh bat ki:

self.P_center_list = [0]

else: # truong hop nguong nam trong gia tri mang:

remove_list = []

#Chon cac dinh co min ket noi > giatriNguong dua vao list:

for p in range(self.V_nums):

min_p = sys.maxint # gia tri be nhat cua dinh P

for q in range(self.V_nums):

if ((self.Pro[p][q] > 0) and (self.Pro[p][q] <

min_p)):

min_p = self.Pro[p][q]

if (min_p > giatriNguong): # khi min gia tri ma van

lon hon thi chon dinh do

self.P_center_list.append(p)

remove_list.append(p)

# con lai chon cac dinh co bac cao va dua cac dinh phu

thuoc vao trong remove_list:

while (len(remove_list) < self.V_nums):

min_MAX = sys.maxint

p_Max = 0

for p in range(self.V_nums):

if ( (p in remove_list) == False): # neu p

chua bi remove thi xet p chon gia tri thap nhat

for q in range(self.V_nums):

if (((q in remove_list) ==

False) and (self.Pro[p][q] > p_Max)):

p_Max = self.Pro[p][q]

if (min_MAX > p_Max):

min_MAX = p_Max

p_Max = 0

for p in range(self.V_nums):

if ( (p in remove_list) == False): # neu p

chua bi remove thi xet p chon gia tri thap nhat

for q in range(self.V_nums):

33

if (((q in remove_list) ==

False) and (self.Pro[p][q] > p_Max)):

p_Max = self.Pro[p][q]

if (min_MAX == p_Max):

self.P_center_list.append(p)

remove_list.append(p)

for q in range(self.V_nums):

if (((q in remove_list)

== False) and (self.Pro[p][q] > 0) and (self.Pro[p][q] <= giatriNguong)):

remove_list.append(q)

Thực thi kết quả hiển thị:

>>> gg = GISGraph("C:\\BT\\matrix3.txt")

>>> gg.TinhToanDuongDiNganNhat()

1

>>> gg.TinhToanDuongDiNganNhat()

0

>>> gg.P_center(4)

>>> gg.P_center_list

[0, 1, 2, 3, 4, 5]

>>> gg.P_center(7)

>>> gg.P_center_list

[0, 1, 2, 3]

>>> gg.P_center(200)

gg.P_center_list

34

CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Dữ liệu

3.1.1. Dữ liệu không gian

Bảng 3.1 Mô tả dữ liệu không gian

STT Tên lớp Nội Dung Định

dạng

1 Diem_thu_gom Điểm thu gom là điểm vị trí

thu gom rác.

point

2 Diem_hen

Diem_trung_chuyen

Điểm hẹn,Trạm trung chuyển

là nơi tập kết rác đã thu gom

để vận chuyển đến nhà máy

xử lí, bãi chôn lấp

point

3 Giao_thong Giao thông là đƣờng giao

thông c a quận.

line

4 Thu_Duc Th Đức là ranh giới các

phƣờng trong quận

polygon

3.1.2 Dữ liệu thuộc tính:

Thu_Duc.shp là trong đó chứa tên phƣờng,diện tích,dân số,mật độ

Giao_thong.shp chứa tên,loại đƣờng

Diem_thu_gom chứa thông tin tên các các điểm

Diem_hen, Diem_trung_chuyen chứa thông tin tên, tọa độ X;Y, địa chỉ

3.2. Phƣơng pháp

-Phƣơng pháp nghiên cứu các cơ sở lý thuyết

-Phƣơng pháp thu thập thông tin, số liệu,dữ liệu đầu vào.

-Phƣơng pháp phân tích mạng lƣới

-Phƣơng pháp thành lập bản đồ.

35

Hình 3.1 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu

Chi tiết quy trình thực hiện:

Thu thập dữ liệu

Xây dựng cơ sở dữ

liệu

Phân tích mạng lƣới

Thành lập bản đồ

Đặc điểm tự nhiên,xã hội các cơ

sở lí thuyết liên quan.

-Dữ liệu nền:

Thu_duc.shp;giao_thong.shp.

-Thu thập các vị trí thu gom

rác;điểm hẹn; trạm trung chuyển c a

quận.

-Cấu hình phân tích mạng.

-Thêm một dữ liệu mạng.

-Tạo các lớp phân tích mạng.

-Thêm đối tƣợng phân tích

mạng.

-Thiết lập thuộc tính phân tích

mạng.

-Thực hiện các phân tích và

hiển thị kết quả.

Phân bổ vị trí thu gom

CTRSH cho cơ sở.

Tối ƣu cơ sở thích hợp để

thu gom vị trí rác.

36

Bƣớc 1: Thu thập dữ liệu

-Dữ liệu nền: Thu_Duc.shp; giao_thong.shp

-Dữ liệu thuộc tính cho các điểm hẹn,trạm trung chuyển

Hình 3.2 Hiển thị bản đồ nền quận Thủ Đức.

Bƣớc 2:Xây dựng cơ sở dữ liệu

-Tạo mạng lƣới giao thông

Hình 3.3 Hiển thị giao lộ đường giao thông

-Xây dựng lớp vị trí thu gom, điểm hẹn và trạm trung chuyển.

37

Hình 3.4 Hiển thị các lớp vị trí thu gom, điểm hẹn và trạm trung chuyển

-Xây dựng dữ liệu điểm hẹn:dựa theo lộ trình c a quận( tài liệu sở tài nguyên môi

trƣờng TP.HCM cung cấp

Hình 3.6 Hiển thị dữ liệu thuộc tính

Bƣớc 3:Phân tích mạng lƣới

-Bật thanh công cụ,cửa sổ trong network analyst.

38

Hình 3.6 Hiển thị chức năng netwwork analyst.

-Thêm dữ liệu mạng lƣới( duong_ND2_Netwwokanalyst).

Hình 3.7 Hiển thị add dữ liệu mạng lưới

-Tạo các lớp phân tích mạng:lớp phân tích vị trí phân bổ

39

Hình 3.8 Hiển thị lớp phân tích mạng(New Location-Allocation)

Hình 3.9. Hiển thị chức năng phân bổ vị trí

-Thêm đối tƣợng phân tích mạng:Demo 1 với Facilities_Điểm cơ sở là các trạm trung

chuyển rác,demand point_nhu cầu điểm là các vị trí thu gom rác.

Hình 3.10 Hiển thị khi thêm đối tương phân tích mạng

40

-Thiết lập thuộc tính phân tích mạng:

Demo 1 với Facilities_Điểm cơ sở là các trạm trung chuyển rác,demand point_nhu cầu

điểm là các vị trí thu gom rác.Impedance cutoft_trở kháng cutoft là 10000 meter(

nghĩa là trạm trung chuyển s thu đƣợc bao nhiêu vị trí thu gom với điều kiện trên).

Trở kháng Cutoff định trở kháng tối đa mà một điểm nhu cầu có thể đƣợc phân bổ cho

một cơ sở. Các trở kháng tối đa đƣợc đo bằng con đƣờng chi phí thấp nhất cùng mạng.

Hình 3.11:Hiển thị thuộc tính của TTC

Hình 3.12 Hiển thị thông tin thuộc tính cho vị trí thu gom

-Mô tả trƣờng dữ liệu trong bảng thuộc tính:

41

Sourceid:Các định dạng số c a các lớp đối tƣợng nguồn vị trí mạng có vị trí trên.

SourceOID: Các định dạng số c a tính năng nguồn.

PosAlong: Các vị trí theo hƣớng số hóa c a các tính năng dòng mã nguồn. Giá trị này

đƣợc lƣu trữ nhƣ là một tỷ lệ; Tuy nhiên, nó là null nếu vị trí mạng tham chiếu đến

một ngã ba.

SideOfEdge: Các bên cạnh liên quan đến hƣớng số hóa c a các tính năng dòng.

DemandCount: Trƣờng này chứa tổng điểm nhu cầu phân bổ cho cơ sở.Một giá trị

khác không có nghĩa là cơ sở đã đƣợc lựa chọn nhƣ là một phần c a giải pháp.

DemandWeight: Trƣờng này chứa một tổng trọng lƣợng có hiệu lực từ tất cả các điểm

cầu đã đƣợc phân bổ cho cơ sở.Giá trị là một tổng c a tất cả các giá trị trọng lƣợng từ

các điểm cầu đã đƣợc phân bổ cho cơ sở. Trong trƣờng hợp sự tham dự tối đa hóa và

thị phần các loại vấn đề, giá trị là một số tiền phân bổ c a các giá trị trƣờng Trọng

lƣợng, vì các loại vấn đề cho phép cầu bị hƣ hỏng với khoảng cách hoặc đƣợc phân

chia giữa nhiều thiết bị.

Total_ [Trở kháng](ví dụ, Total_Miles, nơi Miles là trở kháng cho mạng) : Trƣờng này

chứa một khoản chi phí mạng giữa các cơ sở và mỗi điểm cầu đã đƣợc phân bổ cho cơ

sở. Các [Trở kháng] phần c a tên trƣờng đƣợc thay thế bằng mạng tên thuộc tính, ví

dụ,Total_Meters, nơi Meters là tên c a thuộc tính mạng.

TotalWeighted_ [Trở kháng](ví dụ,TotalWeighted_Miles,nơi Miles là trở kháng cho

mạng) : lĩnh vực này lƣu trữ các chi phí trọng tích lũy cho một cơ sở.Chi phí trọng cho

một điểm cầu là trọng lƣợng c a nó nhân với đƣờng chi phí thấp nhất giữa các cơ sở

và các điểm cầu.Các chi phí cân nhắc đối với một cơ sở là tổng hợp c a tất cả các chi

phí có trọng điểm nhu cầu đó đƣợc phân bổ cho cơ sở.

42

Bƣớc 4: Hiển thị kết quả

Hình 3.13 : Hiển thị kết quả phân bổ vị trí thu gom CTRSH với điều kiện trở kháng

là 10 km

Hình 3.14 Hiển thị kết quả khi phân tích phân bổ vị trí CTRSH với điều kiện trở

kháng là 10 km.

Demo2: Facilite_cơ sở là điểm hẹn( 11 vị trí) và điều kiện trở kháng là 1000 meter.

43

Hình 3.15: Hiển thị các khi add các đối tượng phân tích

44

Hình 3.16: Hiển thị các tab Advanced Settings

Hình 3.17. Hiển thị phân bổ vị trí thu gom đối với điểm cơ sở là điểm hẹn.

45

Hình 3.18 Hiển thị thuộc tính của phân bổ vị trí thu gom đối với điểm hẹn

Demo 3 Facilites_cơ sơ là điểm hẹn và khoảng cách là 500meter

Hình 3.19 Hiện thị add các cơ sở( diem_hen) phân bổ vị trí thu gom với

khoảng cách 500 meter

46

Hình 3.20 Hiện thị các thông tin thuộc tính khi phân tích vị trí phân bổ của

điểm hẹn với khoảng cách là 500 meter.

47

CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Kết quả:

-Bản đồ thể hiện phân bổ vị trí thu gom rác các đối với cơ sở là các trạm trung

chuyển c a quận.

Hình 4.1 Hiển thị bản đồ thể hiện phân bổ vị trí thu gom rác các đối với trạm

trung chuyển

48

-Bản đồ tối ƣu vị trí thu gom.

Hình 4.2 Bản đồ tối ưu vị trí thu gom của quận Thủ Đức

4.2. Thảo luận

Với đề tài nghiên cứu phân bổ vị trí thu gom rác trên chỉ dừng lại ở phần quản lí

các vị trí thu gom, điểm hẹn, trạm trung chuyển ở mặt không gian hiển thị trên

bản đồ.Với việc ứng dụng Gis đặc biệt sử dựng các công cụ phân tích mạng lƣới

đã gi p cho việc phân bổ vị trí thu gom đƣợc trực quan hơn.Tuy nhiên vẫn còn

tồn tại một số vấn đề là dữ liệu bài làm chỉ là demo sơ lƣợc chƣa đạt đƣợc kết

49

quả thực tế.Nhƣng với đề tài nghiên cứu trên cũng chỉ ra đƣợc tầm quan ứng

dụng c a Gis trong bài toán phân bổ thu gom vị trí CTRSH.Với mục tiêu chính

để phân bổ vị trí thu gom CTRSH c a quận Từ đó gi p xây dựng và quản lí đƣợc

các điểm tập kết,các trạm trung chuyển,điểm thu gom hiển thị trên bản đồ trực

quan và dễ hiểu hơn rất nhiều.Đặc biệt ứng dụng Gis còn tạo đƣợc cơ sở mới để

quản lí các vị trí thu gom mà không bỏ xót vị trí nào hay hiển thị các điểm thu

gom với các điểm hẹn,trạm trung chuyển trên bản đồ.Đề tài nghiên cứu phân bổ

vị trí theo khu dân cƣ dựa trên khoảng cách với đơn vị là meter.Ngoài ra trên

thực tế có thể xây dựng đƣợc cơ sở dữ liệu thời gian thu gom,vận chuyển; và biết

đƣợc khối lƣợng thu gom theo ngày,tháng ,năm chứa đựng tối đa c a CTR ở mỗi

điểm hẹn hay trạm trung chuyển thì việc quản lí, phân bổ vị trí thu gom s đem

lại hiệu quả hơn rất nhiều đối với quản lí cấp quận

50

CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN,KIẾN NGHỊ

5.1 Kết Luận

-Với việc ứng dụng c a lí thuyết đồ thị và các công cụ trong arcgis nhƣ công cụ

phân tích mạng lƣới đã hỗ trợ bài toán phân bổ vị trí thu gom CTRSH với các

mục tiêu quan trọng đó là :

+Phân tích tìm ra vị trí phân bổ thu gom rác theo cơ sở các điểm hẹn;trạm trung

chuyển.

+ Tối ƣu các vị trí thu gom bằng cách xây dựng cơ sở chọn các trạm trung

chuyển, điểm hẹn để việc thu gom hiệu quả

-Bằng việc hiển thị không gian trên bản đồ Gis còn lƣu trữ đƣợc thông tin dữ liệu

khá lớn do vậy mà gi p cho việc quản lí, tìm kiếm thông các vị trí thu gom,các

điểm hẹn, các trạm trung chuyển đƣợc dễ dàng.Ngoài ra còn giải quyết các bài

toán các điểm rác tự phát c a quận.

5.2 Kiến nghị

-Từ đề tài nghiên cứu trên một số phƣơng pháp đƣợc mở rộng,cần bổ sung nhƣ:

+Thu thập dữ liệu bên quản lí CTRSH về vị trí thu gom,điểm hẹn,trạm trung

chuyển,khối lƣợng, thời gian thu gom vận chuyển có nhƣ thế bài toán đƣợc đa

dạng và thực tế và đem lại kết quả cao đối với ngƣời quản lí cũng nhƣ bảo vệ

cuộc sống c a ngƣời dân,môi trƣờng,đô thị đƣợc đảm bảo hơn.

+Đề tài nghiên cứu có thể ứng dụng đƣợc trên địa bàn nhiều quận khác

nhau.Hoặc ứng dụng với mô hình quản lí rộng hơn nhƣ ở Tỉnh,Thành phố.

51

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu sách tham khảo:

-Đồ thị và các thuật toán c a tác giả PGS.TS.Hoàng Chí Thanh

- Hệ thống thông tin địa lý đại cƣơng c a các tác giả Nguyễn Kim Lợi, Lê Cảnh,

Trần Thống Nhất 2009

-Hệ thống thông tin địa lý nâng cao. NXB Nông nghiệp, Tp.Hồ Chí Minh

Các wesite tham khảo:

- http://vietjack.com/python/tong_quan_ve_python.jsp

- https://www.python.org/

- http://desktop.arcgis.com/en/arcmap/latest/extensions/network-analyst/location-

allocation.htm.

- http://metis.readthedocs.io/en/latest/

- https://vi.wikipedia.org/

- https://vi.wikipedia.org/

- http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-danh-gia-hien-trang-cong-tac-quan-ly-chat-thai-

ran-sinh-hoat-tren-dia-ban-quan-thu-duc-49896/.

http://www.thuduc.hochiminhcity.gov.vn/default.aspx.