Luận văn Hệ thống hỗ trợ ra quyết định quản lý tổng hợp tài nguyên nước: Xây dựng môđun chương trình phân tích hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chí Topsis và áp dụng phân tích cho một bài toán thực tế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THÀNH TRUNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƯỚC: XÂY DỰNG MÔ ĐUN CHƯƠNG TRÌNH PHÂN TÍCH HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH ĐA TIÊU CHÍ TOPSIS VÀ ÁP DỤNG PHÂN TÍCH CHO MỘT BÀI TOÁN THỰC TẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THÀNH TRUNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƯỚC: XÂY DỰNG MÔ ĐUN CHƯƠNG TRÌNH PHÂN TÍCH HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH ĐA TIÊU CHÍ TOPSIS VÀ ÁP DỤNG PHÂN TÍCH CHO MỘT BÀI TOÁN THỰC TẾ Ngành: Cơ học kỹ thuật Chuyên ngành: Cơ học kỹ thuật Mã số: 60 52 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Tiến sỹ Đặng Thế Ba Hà Nội – 2011 3 MỤC LỤC BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................................................................... 6 DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................................. 7 DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................. 9 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ............................................................................................... 10 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH TRONG QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƯỚC .............................................. 13 2.1. Một số khái niệm về hệ thống hỗ trợ ra quyết định quản lý tổng hợp tài nguyên nước .................................................................................................... 13 2.2. Một số hệ thống HTRQĐ QL TNN đã phát triển và sử dụng .......................... 15 2.2.1. Các hệ thống trợ giúp ra quyết định kiểm soát lũ lụt .............................. 15 2.2.2. Các hệ thống trợ giúp ra quyết định ứng phó sự cố tràn hóa chất .......... 16 2.2.3. Các hệ thống hỗ trợ ra quyết định phân phối nước ................................. 16 2.2.4. Các hệ thống trợ giúp ra quyết định quản lý chất lượng nước ............... 18 2.3. Hệ thống HTRQĐ quản lý tổng hợp tài nguyên nước – mDSS ....................... 18 2.4. Phát triển và sử dụng hệ thống HTRQĐ quản lý TNN ở Việt Nam ................. 20 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ PHÂN TÍCH VỀ THIẾT KẾ, XÂY DỰNG VÀ PHÁT TRIỂN HTHTRQĐ QLTH TÀI NGUYÊN NƯỚC ........................................................ 22 3.1. Những vấn đề cần quan tâm trong QLTH tài nguyên nước ............................. 22 3.1.1. Quản lý các hiểm hoạ nguồn nước .......................................................... 22 3.1.2. Vấn đề điều tiết, cung cấp và chất lượng nước ....................................... 23 3.2. Những công nghệ hỗ trợ việc phân tích và tạo lập quyết định trong quản lý nước ................................................................................................................. 25 3.2.1. Các mô hình mô phỏng và tối ưu ............................................................ 25 3.2.2. Hệ thống thông tin địa lý ......................................................................... 25 3.2.3. Hệ thống chuyên gia ................................................................................ 25 3.2.4. Các công cụ phân tích đa tiêu chí ............................................................ 26 3.3. Thiết kế, xây dựng và phát triển HTHTRQĐ QLTH TNN .............................. 26 4 3.4. Xây dựng mô đun chương trình phân tích ĐTC hỗ trợ ra quyết định QLTH TNN ..................................................................................................... 28 3.4.1. Phân tích ĐTC hỗ trợ ra quyết định QLTH TNN .................................. 28 3.4.2. Cơ sở lý thuyết phân tích đa tiêu chí cho chương trình phân tích hỗ trợ ra quyết định QLTH TNN ........................................................................... 30 CHƯƠNG 4: PHÁT TRIỂN VÀ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐA TIÊU CHÍ TOPSIS PHÂN TÍCH CHO HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH ........................... 36 4.1. Giới thiệu .......................................................................................................... 36 4.2. Lý thuyết về phương pháp điểm lý tưởng TOPSIS .......................................... 37 4.3. Những điểm cần lưu ý khi sử dụng TOPSIS và áp dụng cho Phân tích quản lý tổng hợp tài nguyên nước ................................................................... 41 4.4. Xây dựng môđun chương trình và thử nghiệm với một số ví dụ cụ thể ........... 42 4.4.1. Xây dựng môđun chương trình ............................................................... 42 4.4.2. Áp dụng cho một số ví dụ ....................................................................... 43 CHƯƠNG 5: ÁP DỤNG CHO MỘT BÀI TOÁN CỤ THỂ Ở VIỆT NAM – PHÂN TÍCH QUẢN LÝ XÂY DỰNG ĐẬP THỦY ĐIỆN ĐAK MI-4 ..................................... 49 5.1. Giới thiệu về đập thủy điện Đak Mi-4 .............................................................. 49 5.1.1. Vị trí địa lý, thiết kế và mục tiêu phát triển ............................................ 49 5.1.2. Vấn đề trong việc quản lý đập thủy điện Đak Mi-4 ............................... 54 5.2. Xây dựng các phương án và tiêu chí đánh giá .................................................. 56 5.2.1. Xây dựng bài toán phân tích hỗ trợ ra quyết định ................................... 56 5.2.1.1. Xác định bài toán ......................................................................... 56 5.2.1.2. Xác định nhân tố tham gia quá trình hỗ trợ ra quyết định ........... 56 5.2.2. Xây dựng và phân tích kịch bản cùng các phương án tính toán ............. 56 5.2.3. Xác định các tiêu chí đánh giá hỗ trợ ra quyết định ................................ 57 5.3. Mô hình tính dòng chảy 1 chiều trên sông Vu Gia – Hàn theo các phương án bằng phần mềm thủy lực MIKE11 ............................................................. 58 5.4. Phân tích các phương án .................................................................................. 64 5.4.1. Ma trận phân tích .................................................................................... 64 5 5.4.2. Sử dụng các hàm chuyển đổi giá trị để đưa ma trận phân tích về ma trận đánh giá ...................................................................................................... 64 5.4.3. Kết hợp với trọng số để tạo ma trận tổng hợp ........................................ 65 5.4.4. Sử dụng phương pháp TOPSIS tính Điểm đánh giá ............................... 66 5.4.5. So sánh kết quả với chương trình tính toán sử dụng phương pháp SAW ................................................................................................................. 68 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN .................. 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 71 PHỤ LỤC ......................................................................................................................... 73 6 BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT BASINS: Khoa học đánh giá tốt hơn có sự tích hợp các nguồn điểm và nguồn phân tán (Better Assessment Science Integrating Point and Nonpoint Sources) CALSIM : Mô hình mô phỏng tài nguyên nước Caliphornia CWMS : Hệ thống quản lý nước các tập đoàn doanh nghiệp (Corps Water Management System) DBAM : Mô hình cảnh báo lưu vực sông Danube ĐTC: Đa tiêu chí EPIC: Các chính sách và tổ chức môi trường cho khu vực Trung Á (Environmental Policies and Institutions for Central Asia) GIS: Hệ thống thông tin địa lý HHTRQĐ: Hệ thống hỗ trợ ra quyết định HTRQĐ: Hỗ trợ ra quyết định OASIS : Phân tích và mô phỏng hoạt động của các hệ thống tích hợp QLTH: Quản lý tổng hợp QLTNN : Quản lý tài nguyên nước SMS : Hệ thống mô hình nước mặt 7 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Sơ đồ tổng quát của HTHTRQĐ quản lý tài nguyên nước Hình 2. Sơ đồ các bước phân tích đa tiêu chí hỗ trợ ra quyết định quản lý tài nguyên nước Hình 3: Sơ đồ mô hình phân tích nhận thức DPSIR Hình 4: Các bước đầy đủ trong phân tích đa tiêu chí hỗ trợ ra quyết định Hình5. Một số dạng hàm giá trị Hình 6: Sơ đồ khối mô tả quá trình ra quyết định trong QLTH TNN sử dụng phương pháp TOPSIS Hình 7: Ví dụ tính toán sử dụng phương pháp SAW trong mDSS Hình 8: Biểu đồ so sánh tỉ lệ phần trăm giữa các lựa chọn theo Điểm đánh giá của phương pháp TOPSIS Hình 9: Quy hoạch hệ thống thủy điện trên Vu Gia – Thu Bồn Hình 10: Đập thủy điện Đak Mi-4 Hình 11: Sơ đồ phân tích giải pháp đáp ứng XDQL hệ thống đập thủy điện Hình 12: Thiết lập mô hình MIKE11 Hình 13: Thiết lập các thông số đầu vào cho mô hình MIKE11 Hình 14: Thiết lập mạng sông trong mô hình MIKE11 Hình 15: Thiết lập sơ đồ các mặt cắt sông trong mô hình MIKE11 Hình 16: Thiết lập các điều kiện biên trong mô hình MIKE11 Hình 17: Thiết lập dữ liệu triều trong mô hình MIKE11 Hình 18: Thiết lập lưu lượng thực đo trạm Thành Mỹ trong MIKE11 Hình 19: Thiết lập lưu lượng thực đo trạm Sông Bung trong MIKE11 Hình 20: Thiết lập lưu lượng thực đo trạm Sông Kôn trong MIKE11 Hình 21: Biểu đồ độ mặn tại Vu Gia 1 theo 4 lựa chọn biểu diễn theo thời gian Hình 22: Biểu đồ lưu lượng dòng chảy tại VG1 theo 4 lựa chọn biểu diễn theo thời gian Hình 23: Biểu đồ so sánh tỉ lệ phần trăm giữa các lựa chọn theo Điểm đánh giá của phương pháp TOPSIS áp dụng cho bài toán thực tế 8 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 24: Sử dụng phương pháp SAW trong mDSS tính cho bài toán thực tế Hình 25: Biểu đồ bền vững phân tích các phương án của bài toán thực tế 9 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Ví dụ so sánh từng cặp: (I) tỷ lệ so sánh từng cặp; (II) ma trận so sánh từng cặp giữa 4 tiêu chí (C1 – C4) Bảng 2: Sự quy tập sử dụng phương pháp quyết định TOPSIS Bảng 3: Ví dụ minh họa giải quyết tính toán phức tạp sử dụng TOPSIS Bảng 4: Ví dụ tính toán sử dụng phương pháp TOPSIS tự xây dựng Bảng 5: Các dự án thủy điện lớn đề xuất trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn [42] Bảng 6: Ma trận phân tích cho bài toàn thực tế Bảng 7: Ma trận giá trị cho bài toàn thực tế Bảng 8: Ma trận tổng hợp cho bài toán thực tế Bảng 9: Kết quả tính Điểm đánh giá theo phương pháp TOPSIS cho bài toàn thực tế 10 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU Phát triển bền vững là một khái niệm mới nhằm định nghĩa một sự phát triển về mọi mặt trong hiện tại mà vẫn phải bảo đảm sự tiếp tục phát triển trong tương lai xa. Khái niệm này hiện đang là mục tiêu hướng tới của nhiều quốc gia trên thế giới, mỗi quốc gia sẽ dựa theo đặc thù kinh tế, xã hội, chính trị, địa lý, văn hóa... riêng để hoạch định chiến lược phù hợp nhất với quốc gia đó. Thuật ngữ "phát triển bền vững" xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1980 trong ấn phẩm Chiến lược bảo tồn Thế giới (công bố bởi Hiệp hội Bảo tồn Thiên nhiên và Tài nguyên Thiên nhiên Quốc tế - IUCN) với nội dung rất đơn giản: "Sự phát triển của nhân loại không thể chỉ chú trọng tới phát triển kinh tế mà còn phải tôn trọng những nhu cầu tất yếu của xã hội và sự tác động đến môi trường sinh thái học". Khái niệm này được phổ biến rộng rãi vào năm 1987 nhờ Báo cáo Brundtland (còn gọi là Báo cáo Our Common Future) của Ủy ban Môi trường và Phát triển Thế giới - WCED (nay là Ủy ban Brundtland). Báo cáo này ghi rõ: Phát triển bền vững là "sự phát triển có thể đáp ứng được những nhu cầu hiện tại mà không ảnh hưởng, tổn hại đến những khả năng đáp ứng nhu cầu của các thế hệ tương lai...". Nói cách khác, phát triển bền vững phải bảo đảm có sự phát triển kinh tế hiệu quả, xã hội công bằng và môi trường được bảo vệ, gìn giữ. Để đạt được điều này, tất cả các thành phần kinh tế - xã hội, nhà cầm quyền, các tổ chức xã hội... phải bắt tay nhau thực hiện nhằm mục đích dung hòa 3 lĩnh vực chính: kinh tế - xã hội - môi trường. Hai khái niệm gắn liền với quan điểm trên: • Khái niệm "nhu cầu"... • Khái niệm của sự giới hạn mà tình trạng hiện tại của khoa học kỹ thuật và sự tổ chức xã hội áp đặt lên khả năng đáp ứng của môi trường nhằm thỏa mãn nhu cầu hiện tại và tương lai. Sau đó, năm 1992, tại Rio de Janeiro, các đại biểu tham gia Hội nghị về Môi trường và Phát triển của Liên hiệp quốc đã xác nhận lại khái niệm này, và đã gửi đi một thông điệp rõ ràng tới tất cả các cấp của các chính phủ về sự cấp bách trong việc đẩy mạnh sự hòa hợp kinh tế, phát triển xã hội cùng với bảo vệ môi trường. Năm 2002, Hội nghị thượng đỉnh Thế giới về Phát triển bền vững (còn gọi là Hội nghị Rio +10 hay Hội nghị thượng đỉnh Johannesburg) nhóm họp tại Johannesburg, Cộng hòa Nam Phi với sự tham gia của các nhà lãnh đạo cũng như các chuyên gia về kinh tế, xã hội và môi trường của gần 200 quốc gia đã tổng kết lại kế hoạch hành động về phát triển bền vững 10 năm qua và đưa ra các quyết sách liên quan tới các vấn đề về nước, năng 11 lượng, sức khỏe, nông nghiệp và sự đa dạng sinh thái. Trong đó vấn đề về nước là một vấn đề hết sức cấp thiết và gây nhiều tranh cãi cũng như sự quan tâm của hầu hết các quốc gia trên thế giới. Theo một báo cáo ngày 03 tháng 05 năm 2011, hiện nay có 1 tỷ người không có nước ngọt, mỗi năm 1,6 triệu người dân trên thế giới chết do thiếu nước sạch. Nhịp độ đô thị hóa sẽ còn tiếp tục tăng nhanh, kèm theo đó là vấn đề cung cấp nước sạch, đảm bảo chất lượng nước cho mọi người sẽ trở thành mối lo của toàn cầu. Trong thế kỷ 20, dân số trên trái đất đã tăng gấp ba lần. Cùng thời kỳ, nhu cầu về nước ngọt của nhân loại tăng lên gấp sáu lần so với thế kỷ 19. Trung bình mỗi ngày, một người dân ở Bắc Mỹ, chủ yếu là Canada và Hoa Kỳ dùng đến 600 tới 800 lít nước. Để so sánh, nhu cầu này tại các quốc gia đang phát triển dao động từ 60 tới 150 lít/ ngày. Dân số trên trái đất ước tính lên tới 9 tỷ người vào khoảng năm 2050. Nhu cầu về lương thực qua đó tăng theo. Để nuôi sống 9 tỷ người, ngành nông nghiệp trên thế giới phải sản xuất thêm, kéo theo nhu cầu về nước đi lên. Để sản xuất ra một lít sữa, nông dân phải cần tới hơn 1.000 lít nước, và để có được một cân thịt bò thì người ta cần tới 12.000 đến 15.000 lít nước. Cùng lúc, để gia tăng năng suất, ngành nông nghiệp cũng sẽ phải sử dụng ngày càng nhiều phân bón hóa học. Mức độ ô nhiễm nước sẽ gia tăng. Vấn đề lọc nước bẩn, sát trùng các nguồn nước bị ô nhiễm và quản lý các nguồn nước sạch trở thành mối quan tâm hàng đầu. Tại Châu Á và Châu Phi, dân số thành thị tăng gấp đôi trong ba thập niên từ năm 2000 đến 2030. 141 triệu dân cư ở các thành phố lớn không được bảo đảm về nước ngọt và nước sạch. Nước bẩn sẽ là mầm mống gây ra cái chết cho 1/5 trẻ em trong độ tuổi dưới 5 tuổi vì những căn bệnh như: tiêu chảy, dịch tả, sốt rét Tại các nước đang phát triển, như Trung Quốc hay Ấn Độ, trung bình một tháng, các thành phố lớn phải đón nhận thêm khoảng 5 triệu người đến định cư. Trong thập niên sắp tới, 95% những người từ nông thôn lên thành thị sinh sống thuộc các nền kinh tế đang trỗi dậy. Làn sóng di dân này đã, đang và còn tiếp tục đặt ra nhiều thách thức cho chính quyền, đặc biệt là vấn đề cung cấp nước cho tất cả mọi người, đồng thời cần mở rộng hệ thống xử lý nước thải trước hiện tượng dân số ngày càng gia tăng. Một trong những mối lo ngại đau đầu nhất đối với những quốc gia đang phát triển – đặc biệt là Brazil và Ấn Độ - là làm thế nào để đem nước đến cho hơn 820 triệu người sống tại các khu nhà ổ chuột, lắp đặt hệ thống cung cấp nước sạch, thải nước bẩn tại những khu vực này. Theo cơ quan đặc trách về vấn đề nước trực thuộc Liên hợp quốc, cộng đồng quốc tế cần khoản tiền 20 tỉ đô la hàng năm để giải quyết vấn đề nước cho các thành phố lớn đang phải liên tục mở rộng vành đai để đón nhận thêm dân cư. Các thành phố Châu Á chiếm đến 6 trong số 10 thành phố lớn nhất trên thế giới, mà hầu hết đều vấp phải vấn đề 12 nghiêm trọng vừa nêu. Dự báo đến năm 2050, sẽ có đến 60% dân số tại Châu Á sống ở thành phố. Với hơn 1,5 tỉ dân, Trung Quốc chỉ làm chủ khoảng 9% khoản nước ngọt của thế giới. Trong lúc đó, 41% các con sông lớn của Trung Quốc bị ô nhiễm tới mức báo động. Bộ Tài nguyên và Môi trường Trung Quốc nhìn nhận là Trung Quốc chưa sử dụng nước một cách tối ưu. Ngoài ra, chính sách phát triển đô thị và công nghiệp hóa của Trung Quốc đang đặt ra những thách thức lớn cho chính quyền cả ở cấp địa phương lẫn Trung ương. Bên cạnh đó hệ thống lọc nước của Trung Quốc bị coi là đã lỗi thời, có khi đã được xây dựng cả trăm năm nay, không còn khả năng cung cấp một khối lượng nước ngày càng lớn cho các thành phố. Mỗi tháng đều xảy ra các vụ ô nhiễm nước, khi các nhà máy thường xuyên đổ chất hóa học độc hại ra sông. Nước sạch và nước ngọt không còn là tài nguyên thiên nhiên để phục vụ con người, mà đã từng bước trở thành một món hàng mà người ta phải bỏ tiền ra mua. Bước kế tiếp là nước sẽ trở thành một trong những yếu tố gây căng thẳng trong xã hội và có thể dẫn tới xung đột chiến tranh. Trước vấn đề cấp thiết đó, cộng với tính đa mục đích trong sử dụng tài nguyên nước, thì vấn đề lựa chọn đưa ra một quyết định hợp lý nhất trong việc bảo tồn và phát triển nguồn tài nguyên quý giá này là một yêu cầu không hề đơn giản đối với bất cứ một nhà ra quyết định nào. Bởi vậy việc xây dựng một hệ thống hỗ trợ ra quyết định trong Quản lý và Tổng hợp tài nguyên nước là một yêu cầu tất yếu đáp ứng nhu cầu đặt ra hiện nay. Luận văn tập trung vào việc nghiên cứu một cách tổng quát về hệ thống hỗ trợ ra quyết định trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước. Qua đó có cơ sở lý thuyết để áp dụng cụ thể vào thực tế thông qua việc kết hợp với một thuật toán được lựa chọn để xây dựng một sơ đồ khối tính toán cho các bài toán hỗ trợ ra quyết định trong tổng hợp tài nguyên nước. Nội dung của luận văn được chia làm 6 chương trong đó chương 1,2,3,4 tập trung vào việc giới thiệu chung về mặt lý thuyết của hệ thống hỗ trợ ra quyết định nói chung và trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước nói riêng. Chương 4, chương 5 trình bày cụ thể về phương pháp điểm lý tưởng được lựa chọn để kết hợp tính toán đánh ra trong vấn đề ra quyết định tổng hợp tài nguyên nước. Đồng thời trong hai chương này, từ cơ sở lý thuyết và những dữ liệu được cung cấp đã tiến hành áp dụng tính toán cho một số ví dụ cụ thể và thu được một số kết quả nhất định. Mặc dù về cơ bản khả năng xây dựng một chương trình hỗ trợ ra quyết định tổng hợp tài nguyên nước đúng nghĩa còn chưa được hoàn thành nhưng những kết quả thu được sẽ là tiền đề quan trọng cho những nghiên cứu tiếp theo trong tương lai. 13 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH TRONG QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƯỚC 2.1. Một số khái niệm về hệ thống hỗ trợ ra quyết định quản lý tổng hợp tài nguyên nước Hệ thống hỗ trợ ra quyết định (HTHTRQĐ) đối với các vấn đề về tài nguyên nước đã bắt đầu xuất hiện giữa những năm 1970. Sau đó phát triển mạnh như được trình bày trong các tài liệu từ giữa những năm 1980 (Loucks et al., 1985a, 1985b; Labadie and Sullivan, 1986; Loucks and da Costa 1991; Fedra, 1992; Georgakakos, and Martin, 1996; Watkins and McKinney, 1995; Loucks, 1995; McKinney et al., 2000). Trải qua nhiều năm tiếp theo của thập niên 90 của thế kỷ trước, cùng với sự tiến bộ về năng lực tính toán, sự phát triển của các phần mềm, các hệ điều hành thân thiện với người sử dụng, sự nâng cao hiểu biết cơ bản của người ra quyết định về sử dụng máy tính điện tử, đã giúp cho việc xây dựng và khai thác phần mềm hỗ trợ ra quyết định trong quản lý nguồn nước trở nên phổ biến hơn. Tuy nhiên, sự phát triển và ứng dụng của HTHTRQĐ đối với việc quản lý tài nguyên nước chưa thực sự đáp ứng được nhu cầu. Khái niệm HTHTRQĐ được Sprague và Carlson (1982) đưa ra là hệ thống hỗ trợ các nhà ra quyết định sử dụng các dữ liệu và mô hình để giải quyết những vấn đề khác nhau, dựa trên mối tương tác với máy tính điện tử. Một số thuật ngữ liên quan như: mối tương tác, các dữ liệu và các mô hình luôn là chủ đề được tranh luận giữ