Luận văn: Xây dựng ứng dụng bản đồ trực tuyến trên công nghệ CartoWeb ppt

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
1
Tin học Trắc địa K47

Mục lục
Mục lục 1
Mở đầu 4
Chơng I Giới thiệu chung về đồ án 6
I.1 Giới thiệu chung về bản đồ 6
I.1.1 Bản đồ thông thờng 6
I.1.2 Bản đồ số 6
I.1.3 Bản đồ trực tuyến 6
I.2 Mục đích, yêu cầu 7
I.2.1 Tên đề tài 7
I.2.2 Mục đích 7
I.2.3 Yêu cầu 7
Chơng II Những khái niệm cơ bản liên quan đến hệ
thống bản đồ trực tuyến 9

II.1 Các thành phần có liên quan 9
II.1.1 Phần mềm mã nguồn mở 9
II.1.2 Cơ sở dữ liệu 10
II.2 Tổng quan về bản đồ 12
II.2.1 Bản đồ là gì 12
II.2.2 Các yếu tố nội dung của bản đồ 13
II.2.3 Các phép toán cơ bản trên bản đồ 17
II.2.4 Các phép phân tích không gian trong GIS 19
II.2.5 Tổng quan các kiến trúc chung của các WebGIS 21

II.3 Những khái niệm cơ bản về hệ thống bản đồ trực tuyến 24
II.3.1 Khái niệm Bản đồ trực tuyến (webmap) 24

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
2
Tin học Trắc địa K47

II.3.2 Giao thức IP (Internet Protocol - Giao thức Liên mạng) 25

II.3.3 Tên miền (domain name) 26
II.3.4 DNS (Domain Name Server) 28
II.3.5 Web Server 29
II.3.6 Cơ sở dữ liệu thông tin địa lý 30
II.3.7 Map server 32
II.3.8 Map Services 33
II.3.9 Cartoweb 34
Chơng III Khảo sát các công nghệ trên thế giới và lựa
chọn công nghệ để xây dựng đề tài 35

III.1 Khảo sát các website bản đồ trực tuyến trong nớc và trên thế giới 35
III.1.1 Các phần mềm Web GIS hiện nay 35
III.1.2 Khảo sát các trang web bản đồ trực tuyến trên thế giới 38
III.1.3 Đánh giá 45
III.2 Lựa chọn công nghệ 49
Chơng IV : Phân tích và xây dựng ứng dụng bản đồ trực
tuyến bằng công nghệ CartoWeb 50

IV.1 Phân tích hệ thống bản đồ trực tuyến 50

IV.1.1 Sơ đồ khối chức năng hệ thống 50
IV.1.2 Chức năng của hệ thống bản đồ trực tuyến 50
IV.1.3 Các yêu cầu 53
IV.2 Xây dựng ứng dụng bản đồ trực tuyến bằng công nghệ Cartoweb 58
IV.2.1 Hệ điều hành 58
IV.2.2 Cài đặt Webmap Server 58
IV.2.3 Cài đặt postgreSQL 61
IV.2.4 Cài đặt postGIS 64

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
3
Tin học Trắc địa K47

IV.2.5 Cài đặt Cartoweb 65

IV.3 Đa dữ liệu vào cơ sở dữ liệu 67
IV.4 Chuẩn hóa dữ liệu 68
IV.5 Thiết lập các thông số cho Mapserver & CartoWeb để hiển thị thông
tin địa lý 69

IV.5.1 Thiết lập thông số cho Mapserver 69
IV.5.2 Thiết lập thông số cho CartoWeb 77
IV.6 Chỉnh sửa giao diện ngời dùng 79
IV.7 Một số hình ảnh demo ứng dụng bản đồ trực tuyến 80
Kết luận, kiến nghị và đánh giá 82
Những kết quả đạt đợc 82
Hớng phát triển 82
Kết luận chung 83

Tài liệu tham khảo 85
Phụ lục 87
Các hình vẽ trong đồ án 87


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
4
Tin học Trắc địa K47

Mở đầu
Hệ thống thông tin địa lý (GIS - Geographic Information System) là
một trong những ứng dụng rất có giá trị của công nghệ tin học trong ngành
địa lý, điều tra cơ bản, quy hoạch đô thị, cảnh báo môi trờng, Sự phát triển
không ngừng của công nghệ thông tin đã đa tin học thâm nhập sâu vào
nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống, mở ra một giai đoạn mới trong quá trình
phát triển khoa học, đặc biệt là sự phát triển của GIS trong việc khai thác thông
tin địa lý.
ở nớc ta, trong những năm gần đây đã ứng dụng hệ thống thông tin
địa lý trong nhiều lĩnh vực, chủ yếu trong lĩnh vực quản lý nhà nớc về tài
nguyên và môi trờng: quản lý đất đai, đo đạc bản đồ, môi trờng, tài nguyên
nớc, khí tợng thủy văn, địa chất khoáng sản. Cùng với sự phát triển đó, việc
đa thông tin địa lý lên Internet là điều dễ hiểu và đang đợc phát triển khá
mạnh. Tuy nhiên cũng cha có nhiều tổ chức xây dựng đợc một hệ thống
giúp cho việc tra cứu thông tin địa lý đợc dễ dàng, nhanh chóng và chính
xác. Hớng đi nói chung để xây dựng hệ thống giúp cho việc tra cứu thông tin
GIS trực tuyến một cách hiệu quả và nhanh chóng là xây dựng một website,
trong đó ngời sử dụng có thể tra cứu các thông tin GIS trực tiếp trên bản đồ
của khu vực mà họ quan tâm.

Đứng trớc yêu cầu thực tế đó, em đã chọn cho mình đề tài để làm luận
văn tốt nghiệp là
Xây dựng ứng dụng bản đồ trực tuyến trên công nghệ CartoWeb.
Luận văn gồm:
Phần I: Giới thiệu chung về đồ án
Phần II: Những khái niệm cơ bản liên quan đến hệ thống bản đồ trực
tuyến

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
5
Tin học Trắc địa K47

Phần III: Khảo sát các công nghệ trên thế giới và lựa chọn công nghệ
để xây dựng đề tài
Phần IV: Phân tích và xây dựng ứng dụng bản đồ trực tuyến bằng công
nghệ CartoWeb
Xin trân trọng gửi lời cám ơn tới PGS, TS Lê Tiến Vơng cùng Th.S
Nguyễn Tiến Hng, cũng nh các anh trong phòng Quản lý Mạng thông tin và
Cơ sở dữ liệu Trung tâm thông tin Bộ tài nguyên và Môi trờng đã hớng
dẫn tận tình cho em hoàn thành luận văn này.
Xin trân trọng cám ơn,
Sinh viên thực hiện:
Hoàng Anh Đức
Lớp Tin học Trắc Địa K47
Khoa Công Nghệ Thông Tin
Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
6
Tin học Trắc địa K47

Chơng I
Giới thiệu chung về đồ án
I.1 Giới thiệu chung về bản đồ
I.1.1 Bản đồ thông thờng
Bản đồ thông thờng là bản vẽ đơn giản miêu tả một không gian, địa
điểm và hiển thị những thông số liên quan trực tiếp đến vị trí ấy có liên quan
đến khu vực xung quanh.
Bản đồ thông thờng không thể dùng để tra cứu cùng một lúc và nhanh
chóng các thông tin địa lý (nh thông tin về số dân, diện tích, năm thành lập
địa điểm, tổng thu nhập bình quân ) cũng nh không có khả năng chỉ ra
đờng đi ngắn nhất giữa 2 điểm, tìm kiếm địa điểm
I.1.2 Bản đồ số
Bản đồ số là 1 cơ sở dữ liệu lu giữ các thông tin đã đợc số hoá từ bản
đồ thờng. Các thông tin này có thể là khoảng cách, các vật thể, độ cao (số
hoá 3D) Bản đồ số có thể có một lớp hoặc nhiều lớp.
Bản đồ số đợc lu trong cơ sở dữ liệu ( có thể là các file hình ảnh của
các phần mềm đồ họa, hoặc là dữ liệu đợc đa vào một hệ quản trị cơ sở dữ
liệu nào đó), do đó, nó có thể có thêm nhiều thông tin khác ngoài thông tin
hình ảnh của một bản đồ thông thờng.
Bằng nhiều cách, bản đồ số có thể đợc dùng làm công cụ để tra cứu
thông tin địa lý một cách hiệu quả, thay thế một cách hoàn hảo cho bản đồ
thông thờng.
I.1.3 Bản đồ trực tuyến
Là một dạng của bản đồ số, nhng có khả năng cơ động rất cao, chỉ
cần máy tính có kết nối với Internet, với nhiều tính năng bản đồ trực tuyến

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
7
Tin học Trắc địa K47

giúp ngời sử dụng rất thuận tiện trong việc tìm kiếm, tra cứu thông tin địa lý
trên bản đồ. Với bản đồ trực tuyến, một đối tợng đợc gắn liền với thông tin
địa lý, do đó cho phép ngời sử dụng tra cứu thông tin rất nhanh chóng và
hiệu quả, gần nh làm việc với một ứng dụng bản đồ của máy tính thông
thờng mà có khả năng tra cứu thông tin GIS. Với một số tính năng nh in
ấn, zoom phóng, Bản đồ trực tuyến có thể đợc chuyển thành dạng bản đồ
giấy cho ngời dùng sử dụng lúc cần thiết qua thao tác in ấn bản đồ hoặc
cũng có thể chuyển thành dạng bản đồ số khác nh xuất ra các file dxf, jpg,
bmp
Bản đồ trực tuyến đang là hớng đi đợc phát triển mạnh, nhằm đa
thông tin đến cho mọi ngời ở mọi lúc, mọi nơi.
I.2 Mục đích, yêu cầu
I.2.1 Tên đề tài
Xây dựng ứng dụng bản đồ trực tuyến trên công nghệ CartoWeb
I.2.2 Mục đích
Xây dựng một ứng dụng bản đồ trực tuyến trên cơ sở mã nguồn mở
bằng công nghệ CartoWeb, nhằm hộ trợ tối đa ngời sử dụng trong việc tìm
kiếm thông tin địa lý của một khu vực trên nền bản đồ.
I.2.3 Yêu cầu
Xây dựng 1 website trong đó ngời sử dụng có thể thao tác với bản đồ
nh sau:
Có các công cụ điều khiển màn hình, nh: phóng to, thu nhỏ,
dịch chuyển, xem toàn bộ bản đồ, in ấn, quay về hình ảnh trớc, tới

hình ảnh sau, định vị điểm giữa,

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
8
Tin học Trắc địa K47

Có các công cụ điểu khiển Layer (Lớp bản đồ): Các layer đợc
sắp xếp theo thứ tự định sẳn và có các công cụ tùy biến vị trí cũng nh
tắt mở theo yêu cầu ngời sử dụng.
Có màn hình bản đồ thu nhỏ
Có công cụ hiện thị chú giải các ký hiệu và hình thức hiện thị
các lớp dữ liệu.
Có phần hiển thị tỷ lệ và tọa độ.
Các công cụ tìm kiếm theo các thông tin và liệt kê đối tợng trên
bản đồ theo khung nhìn hiện tại.
Có công cụ tìm đờng theo đờng đi ngắn nhất từ 2 điểm trên
bản đồ. Tính khoảng cách
Có thể xuất ra các định dạng pdf, html Ra dạng ảnh bmp,
jpg


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
9
Tin học Trắc địa K47

Chơng II

Những khái niệm cơ bản liên quan đến
hệ thống bản đồ trực tuyến
II.1 Các thành phần có liên quan
II.1.1 Phần mềm mã nguồn mở
Hiểu theo nghĩa rộng là một khái niệm chung đợc sử dụng cho tất cả
các phần mềm mà mã nguồn của nó đợc công bố rộng rãi công khai và cho
phép mọi ngời tiếp tục phát triển phần mềm đó.
Các ứng dụng mã nguồn mở bao gồm:
a. Ngôn ngữ lập trình web
Việc xây dựng các trang web dựa trên công nghệ mã nguồn mở hiện
nay đang là xu hớng mới và đang phát triển rất mạnh. Có nhiều ngôn ngữ
lập trình web mã nguồn mở đang đợc sử dụng rộng rãi nh PHP, Ruby,
Ruby on Rails Đồ án đợc xây dựng dựa trên ngôn ngữ lập trình mã nguồn
mở PHP.
PHP (Personal Home Page) đợc phát triển từ một sản phẩm có tên là
PHP/FI (Personal Home Page/Forms Interpreter). PHP/FI do Rasmus Lerdorf
tạo ra năm 1995, ban đầu đợc xem nh là một tập con đơn giản của các mã
kịch bản Perl để theo dõi tình hình truy cập đến bản sơ yếu lý lịch của ông
trên mạng. Ông đã đặt tên cho bộ mã kịch bản này là 'Personal Home Page
Tools'. Khi cần đến các chức năng rộng hơn, Rasmus đã viết ra một bộ thực
thi bằng C lớn hơn để có thể truy vấn tới các cơ sở dữ liệu và giúp cho ngời
sử dụng phát triển các ứng dụng web từ đơn giản đến phức tạp. Rasmus đã
quyết định công bố mã nguồn của PHP/FI cho mọi ngời xem, sử dụng cũng
nh sửa các lỗi có trong nó đồng thời cải tiến mã nguồn. Trải qua quá trình
phát triển hơn 10 năm, đến nay, PHP đã trải qua nhiều phiên bản, với nhiều

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
10

Tin học Trắc địa K47

tính năng đợc cải tiến, phiên bản hiện tại là PHP 5.2.2 đợc công bố ngày
3/5/2007 trên trang web />.
II.1.2 Cơ sở dữ liệu
a. Cơ sở dữ liệu MySQL
MySQL là một phần mềm mã nguồn mở, MySQL sử dụng GPL (GNU
General Public License) để định nghĩa những gì
bạn có thể và không thể làm với phần mềm trong các trờng hợp khác nhau.
MySQL Server hoạt động trong các hệ thống nhúng hoặc client/server
Phần mềm cơ sở dữ liệu MySQL là một hệ thống client/server bao gồm
một SQL server đa tiến trình hỗ trợ cho các ứng dụng ở các server khác nhau,
nhiều chơng tình và các th viện phía client và các công cụ cho việc quản
trị, và một khối lợng lớn các hàm APIs.
MySQL hỗ trợ lu trữ dữ liệu không gian theo chuẩn Open GIS của tổ
chức OGC. Đây là một tổ chức quốc tế gồm hơn 250 công ty, chi nhánh và
các trờng đại học tham gia vào sự phát triển cho các giải pháp còn là ý niệm
mà có thể sẽ hữu dụng với tất cả các loại ứng dụng quản lý dữ liệu không
gian. MySQL cài đặt một phần môi trờng SQL với kiểu dữ liệu hình học
Geometry Types đợc đa ra bởi OGC. Điều này muốn đề cập đến môi
trờng SQL đợc mở rộng với một tập các kiểu dữ liệu hình học Geometry
Type. Một sql column có kiểu là Geometry đợc hiểu là column có kiểu là
Geometry. Các đặc tả cho tập các kiểu dữ liệu SQL geometry, cũng nh các
hàm cho các kiểu dữ liệu này tạo và phân tích các giá trị Geometry.
MySQL hỗ trợ lu trữ dữ liệu không gian theo chuẩn Open GIS của tổ
chức OGC. Đây là một tổ chức quốc tế gồm hơn 250 công ty, chi nhánh và
các trờng đại học tham gia vào sự phát triển cho các giải pháp còn là ý niệm
mà có thể sẽ hữu dụng với tất cả các loại ứng dụng quản lý dữ liệu không
gian. MySQL cài đặt một phần môi trờng SQL với kiểu dữ liệu hình học

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
11
Tin học Trắc địa K47

Geometry Types đợc đa ra bởi OGC. Điều này muốn đề cập đến môi
trờng SQL đợc mở rộng với một tập các kiểu dữ liệu hình học Geometry
Type. Một sql column có kiểu là Geometry đợc hiểu là column có kiểu là
Geometry. Các đặc tả cho tập các kiểu dữ liệu SQL geometry, cũng nh các
hàm cho các kiểu dữ liệu này tạo và phân tích các giá trị Geometry.
Một đặc tính của geometry là bất kỳ thứ gì mà có vị trí, có đặc tính có
thể là:
Một thực thể: Ví dụ: một ngọn núi, một cái hồ, một thành phố
Một vùng: Ví dụ một vùng có cùng mã bu điện, những vùng
nhiệt đới.
Một vị trí có thể định nghĩa đợc. Ví dụ, một ngã t, là một nơi
đặc biệt là nơi giao nhau giữa hai con đờng.
b. Cơ sở dữ liệu PostgreSQL
Đề tài sử dụng PostgreSQL 8.2 làm ngôn ngữ quản trị cơ sở dữ liệu.
PostgreSQL 8.2 là một ngôn ngữ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ đối tợng
(ORDBMS). Ban đầu, PostgreSQL đợc xây dựng trên nền tảng là hệ quản trị
cơ sở dữ liệu POSTGRES phiên bản 4.2, đợc phát triển ở trờng đại học
Công nghệ máy tính Berkeley California Mỹ. Postgres đã mở đờng cho
nhiều t tởng chỉ có thể thực hiện đợc ở một vài hệ cơ sở dữ liệu phát triển
rất lâu sau này.
PostgreSQL hỗ trợ phần lớn chuẩn SQL và cho phép nhiều công cụ
hiện đại:
Các query phức tạp
Các khóa ngoài

Các trigger

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
12
Tin học Trắc địa K47

Các view
Giao dịch toàn vẹn (Transactional integrity)
Hơn nữa, PostgreSQL có thể đợc mở rộng bởi ngời sử dụng bằng
nhiều cách, ví dụ nh thêm mới:
Kiểu dữ liệu
Các hàm, các toán tử
Các hàm tập họp
Các phơng thức chỉ mục
Các ngôn ngữ thủ tục
PostgreSQL có thể đợc sử dụng, sửa và phân bố một cách miễn phí.
Vì thế, đề tài đã chọn lựa PostgreSQL để dùng làm cơ sở dữ liệu.
II.2 Tổng quan về bản đồ
II.2.1 Bản đồ là gì
Bản đồ địa lý là sự biểu thị thu nhỏ qui ớc của bề mặt trái đất lên
mặt phẳng, xây dựng trên cơ sở toán học với sự trợ giúp và sử dụng các ký
hiệu qui ớc để phản ánh sự phân bố, trạng thái và mối quan hệ tơng quan
của các hiện tợng thiên nhiên và xã hội đợc lựa chọn và khái quát hoá để
phù hợp với mục đích sử dụng và đặc trng cho khu vực nghiên cứu.

Hình 2.1. Biểu thị của bề mặt trái đất lên mặt phẳng

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
13
Tin học Trắc địa K47

II.2.2 Các yếu tố nội dung của bản đồ
a. Thuỷ hệ
Gồm các đối tợng thuỷ văn: biển, sông, kênh, hồ, các hồ chứa
nớc nhân tạo, mạch nớc, giếng, mơng máng, các công trình thuỷ lợi
khác và giao thông thuỷ: bến cảng, cầu cống, thuỷ điện, đập. Theo giá trị
giao thông chia sông thành tàu bè đi lại đợc hay không, theo tính chất
dòng chảy: có dòng chảy hoặc khô cạn một mùa, nguồn nớc: tự nhiên
nhân tạo các kiểu đờng bờ. Khi thể hiện thuỷ hệ ngời ta dùng các ký hiệu
khác nhau ho phép phản ánh đầy đủ nhất các đặc tính. Bằng những ký hiệu bổ
sung, giải thích con số, thể hiện các đặc tính nh: chiều rộng, sâu tốc độ
hớng dòng chảy, chất đáy, điểm đờng bờ chất lợng nớc, đối với những
đối tợng quan trọng ta ghi chú tên gọi địa lý của chúng. Trên bản đồ sông
đợc thể hiện bằng một hoặc hai nét phụ thuộc vào độ rộng trên thực địa mức
độ quan trọng và tỷ lệ bản đồ.
b. Điểm dân c
Là một trong các yếu tố quan trọng nhất của bản đồ địa hình đợc
đặc trng bởi kiểu c trú: (TT,TN), dân số ý nghĩa hành chính chính trị. Đặc
điểm của dân c đợc biểu thị bằng độ lớn màu sắc, kiểu dáng của ký hiệu và
ghi chú tên gọi.
Ví dụ: trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1/5000 biểu thị tất cả các công trình
xây dựng theo tỷ lệ, đặc trng của vật liệu xây dựng
Trên bản đồ 25.000 đến 100.000 biểu thị các điểm dân c tập trung
bằng các ô phố và khái quát đặc trng chất lợng. Các công trình xây dựng
độc lập biểu thị bằng ký hiệu phi tỷ lệ, cố gắng giữ sự phân bố.

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
14
Tin học Trắc địa K47

c. Đờng giao thông
Gồm đờng sắt, đờng bộ, đờng thuỷ, đờng hàng không. Đặc
tính của các đờng giao thông đợc thể hiện khá đầy đủ, tỉ mỉ về khái
niệm giao thông và trạng thái cấp quản lý đờng. Mạng lới đờng giao
thông thể hiện chi tiết hay khái lợc phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ, cần thiết
phải phản ánh mật độ, hớng và vị trí của đờng giao thông. Đờng sắt phân
theo chiều rộng, số đờng rầy, hiện trạng và số dạng sức kéo. Trên đờng
sắt biểu thị nhà ga, các vật kiến trúc, thiết bị đờng sắt (cầu, cống, tháp
nớc, trạm canh ), đờng tàu điện. Đờng bộ phân ra theo tình trạng kỹ
thuật, chiều rộng, cấp quản lý, giá trị giao thông
Để nêu bật các đặc trng trên bản đồ sử dụng các ký hiệu với màu
sắc, kiểu dán khác nhau và các ghi chú giải thích. Khi lựa chọn biểu thị
đờng giao thông phải xét đến ý nghĩa của đờng sá, u tiên biểu thị những
con đờng đảm bảo mối quan hệ giữa các điểm dân c và các đầu nút giao
thông, các trung tâm văn hoá kinh tế,
d. Các đối tợng kinh tế xã hội
Đờng dây thông tin, dẫn điện, dầu, khí đốt, các đối tợng kinh tế, văn
hoá, lịch sử, sân bay, cảng
e. Ranh giới hành chính - chính trị
Bao gồm ranh giới quốc gia và ranh giới cấp hành chính tuỳ thuộc vào
vào tỷ lệ và mục đích sử dụng của bản đồ.
f. Lớp phủ thực vật - thổ nhờng
Trên bản đồ biểu thị các loại rừng, cây bụi, vờn cây, đồn điền, ruộng
muối, đất mặn, đầm lầy. Ranh giới các khu vực đợc biểu thị chính xác về

phơng diện đồ hoạ, các loại thực vật và thổ nhờng khác nhau đợc thể
hiện bằng ký hiệu qui ớc đặc trng.

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
15
Tin học Trắc địa K47

Ví dụ: Đầm lầy phân ra thành đầm lầy qua đợc, đầm lầy không qua
đợc và khó qua. Rừng, rừng già, rừng tha, rừng non, rừng mới trồng Các
loại thực vật tự nhiên và ngời trồng
Trên bản đồ chuyên đề lớp phủ thực vật và thổ nhờng thờng không
đợc thể hiện hoặc thể hiện sơ lợc phụ thuộc vào nội dung, tỷ lệ và mục
đích sử dụng của bản đồ.
g. Địa hình
Trên bản đồ địa lý đợc thể hiện bằng các đờng bình đồ. Một số
dạng riêng biệt thể hiện bằng ký hiệu (vực, khe xói, đá tảng, đá vụn).
Độ cao so với mặt biển của một số điểm đặc trng
Các đối tợng sơn băng (dãy núi, đồng bằng, thung lũng yên ngựa,
địa hình caster, đờng phân thuỷ, tụ thuỷ, ).
Khoảng cao đều giữa các đờng bình độ trên bản đồ địa hình đợc
qui định trong các qui phạm theo tỷ lệ bản đồ và đặc điểm khu vực (đồng
bằng hoặc núi). Ví dụ: bản đồ 1/50.000 khoảng cao đều bằng 10-20 m;
1/100.000 khoảng cao đều 20-40 m. Để thể hiện đầy đủ các tính chất đặc
trng của địa hình, đặc biệt là các vùng đồng bằng, ngời ta vẽ thêm các
đờng bình độ nửa khoảng cao đều và đờng bình độ phụ. Các đờng bình độ
cái đợc đánh số, các đờng bình độ ở yên núi bổ sung vạch chỉ dốc. Dáng
đất (địa hình) có khi đợc thể hiện bằng phơng pháp tô bóng địa hình, hoặc
phân tầng màu theo độ cao hoặc kết hợp giữa các phơng pháp.

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
16
Tin học Trắc địa K47


Hình 2.2. Mô hình các lớp dữ liệu trong GIS
h. Ghi chú trên bản đồ
Ghi chú trên bản đồ là các chữ viết nhằm giải thích theo ký hiệu, các
địa danh, tên các đối tợng. Chúng kết hợp với ký hiệu trên bản đồ và làm
phong phú nội dung của bản đồ. Ghi chú bản đồ giúp chúng ta khái quát nội
dung của bản đồ cũng nh phân biệt các đối tợng.
* Phân loại ghi chú trên bản đồ:
Có nhiều loại ghi chú khác nhau
Tên riêng của các đối tợng: tên thành phố, tên tỉnh,
Ghi chú chỉ dẫn
Ghi chú giải thích tính chất của các đối tợng, thuật ngữ địa
lý, các đặc trng về số lợng, chất lợng
Ghi chú có khả năng chuyển tải thông tin bằng font chữ, kích
thớc, màu sắc, định hớng Ghi chú thờng đợc bố trí gần với
các đối tợng liên quan


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
17
Tin học Trắc địa K47

II.2.3 Các phép toán cơ bản trên bản đồ
a. Phép chiếu bản đồ
Phép chiếu bản đồ là sự biểu diễn bề mặt Elipsoid hay mặt cầu của
Trái Đất lên mặt phẳng bằng các quy tắc toán học xác định.
Các quy tắc này đợc xác định thông qua phơng trình của phép chiếu
bản đồ, thờng gọi tắt là phơng trình chiếu. Có bốn hệ phơng trình thòng
gặp nhất tơng ứng với hai hệ toạ địa lí và hệ toạ độ cực cầu khi biểu diễn
trên mặt phẳng bằng hai hệ toạ độ vuông góc và hệ toạ độ cực phẳng.
Từ hệ toạ độ địa lí, ta có:
x = f1 (, )
y = f2 (, )
và
= f3 (, )
= f4 (, )
Trong đó , là toạ độ địa lí của một điểm nào đó trên bề mặt đợc
chiếu ; x, y là toạ độ vuông góc và , là toạ độ cực phẳng tơng ứng của
điểm đó trên mặt phẳng chiếu.
b. Từ hệ toạ độ cực cầu, ta có:
x = f5 (Z, )
y = f6 (Z, )
và
= f7 (Z, )
= f8 (Z, )

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
18
Tin học Trắc địa K47

Trong đó Z, là toạ độ cực cầu của một điểm nào đó trên bề mặt đợc
chiếu; x, y là toạ độ vuông góc và , là toạ độ cực phẳng tơng ứng của
điểm đó trên mặt phẳng chiếu.
Toạ độ của một điểm trong hệ toạ độ cực cầu Z, có thể tính chuyển
sang , của hệ toạ độ địa lí bằng công thức chuyển đổi đã nêu trong mục hệ
thống toạ độ cực cầu.
Cũng có thể chuyển đổi toạ độ của một điểm từ hệ toạ độ cực phẳng
sang hệ toạ độ vuông góc phẳng và ngợc lại theo công thức chung:
x = .cos
y = .sin
Từ đó, ngời ta đa ra một hệ phơng trình chung nhất cho các phép
chiếu bản đồ là hệ phơng trình sau:
x = f1 (, )
y = f2 (, )
Các hàm số f1 và f2 là những hàm số đơn trị và liên tục, ngoại trừ một
số điểm có các toạ độ , bị chặn bởi khung của tờ bản đồ. Tính chất của
các phép chiếu phụ thuộc vào tính chất và đặc điểm của các hàm số f1 và f2.
Có bao nhiêu hàm f1, f2 thì có bấy nhiêu loại phép chiếu.
Mỗi một phép chiếu bản đồ lại có một dạng kinh vĩ tuyến riêng của nó.
Các kinh vĩ tuyến đợc biểu diễn trên bản đồ đợc gọi là lới bản đồ. Phơng
trình chiếu cho ta biết đặc điểm định dạng của hệ thống lới bản đồ này.
Hệ thống lới bản đồ có hình dáng đơn giản nhất khi phơng trình
chiếu có dạng x = f1 (), y = f2 (). Lúc đó, kinh tuyến và vĩ tuyến đều đ
ợc
biểu diễn thành những đờng thẳng vuông góc với nhau.
Nếu x = f1 (), y = f2 (, ) thì vĩ tuyến đợc biểu diễn thành những
đờng thẳng song song với trục Y, kinh tuyến là những đờng cong.

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
19
Tin học Trắc địa K47

Nếu x = f1 (, ), y = f2 () thì kinh tuyến đợc biểu diễn thành những
đờng thẳng song song với trục X, vĩ tuyến là những đờng cong.Nếu x = f1
(, ), y = f2 (, ) thì ta có thể nhận đợc vô số phép chiếu có lới bản đồ
khác nhau. Hình dáng của chúng phụ thuộc vào f1 và f2.
II.2.4 Các phép phân tích không gian trong GIS
GIS cung cấp rất nhiều phép toán phân tích không gian trên mô hình
dữ liệu vector. Các phép toán này dựa trên cơ sở so sánh logic tập các đối
tợng này với tập đối tợng khác.
Sử dụng vùng đệm (Buffer)



Cho trớc một đối tợng và một
giá trị khoảng cách, phép toán buffer
sẽ tạo ra một vùng đệm là một
polygon bao phủ xung quanh tất cả
các điểm mà khoảng cách từ chúng
đến đối tợng nhỏ hơn hoặc bằng
khoảng cách đề ra.
So sánh (Difference)

Cho trớc hai đối tợng giao
nhau là đối tợng cơ sở và đối
tợng so sánh. Phép toán difference
sẽ tạo ra một đối tợng mới trong
đó giữ nguyên phần của đối tợng
cơ sở không nằm trong đối tợng so
sánh.

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
20
Tin học Trắc địa K47


Cắt ngắn (Clip)




Cho trớc một đối tợng và một
hình chữ nhật. Phép toán clip sẽ tạo ra
một đối tợng mới bằng cách cắt đối
tợng đầu vào theo hình chữ nhật
Phân cách (Intersect)




Cho trớc hai đối tợng. Phép

toán intersect sẽ tạo ra một đối
tợng mới chính là phần giao giữa
hai đối tợng.
Bao lồi (Convex hull)




Cho trớc một đối tợng, phép
toán convex hull sẽ tạo ra một đối
tợng mới là một polygon bằng cách
nối tất cả các điểm ở biên của đối
tợng đó. Nói cách khác, đây là
polygon nhỏ nhất bao kín đối tợng.
So sánh khác biệt
(Symmetric difference)




Phép toán symmetric
difference sẽ tiến hành so sánh vị trí
hai đối tợng và tạo ra một đối
tợng mới từ hai đối tợng ban đầu
và bỏ đi phần giao giữa chúng.
Hình 2.3 Các phép phân tích không gian
Mô hình dữ liệu vector cho ta nhiều thao tác hơn trên các đối tợng so
với mô hình raster. Việc tính diện tích, đo khoảng cách của các đối tợng
đợc thực hiện bằng các tính toán hình học từ toạ độ của các đối tợng thay
vì việc tính toán trên các điểm ảnh của mô hình raster. Các thao tác trong mô

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
21
Tin học Trắc địa K47

hình này nói chung thờng chính xác hơn. Thí dụ, tính diện tích, chu vi của
một vùng nào đó trên cơ sở đa giác sẽ chính xác hơn việc đếm các điểm ảnh
trên bản đồ có các phép chiếu khác nhau. Một số thao tác ở mô hình này
cũng thực hiện nhanh hơn nh tìm đờng đi trong mạng lới giao thông dựa
trên lý thuyết đồ thị. Tuy nhiên, ở một số thao tác khác thì mô hình này sẽ
chậm hơn so với mô hình raster, chẳng hạn khi thực hiện nạp chồng các lớp
của bản đồ, các thao tác vùng đệm.
Mô hình dữ liệu vector hình thành trên cơ sở quan sát đối tợng của
thế giới thực. Quan sát các đặc trng theo hớng đối tợng là phơng pháp tổ
chức thông tin trong các hệ GIS để định hớng các hệ thống quản trị CSDL.
Chúng tối u trong việc lu trữ số liệu bản đồ vì chỉ cần lu các đờng biên
của các đặc trng mà không cần phải lu toàn bộ vùng của chúng. Do các
thành phần đồ hoạ biểu diễn các đặc trng của bản đồ liên kết trực tiếp với
các thuộc tính của CSDL nên ngời dùng dễ dàng tìm kiếm và hiển thị các
thông tin từ CSDL.
II.2.5 Tổng quan các kiến trúc chung của các WebGIS

Hình 2.4. Kiến trúc 3 tầng (3-tier)
Bất cứ công nghệ WebGIS nào cũng phải thỏa mãn trớc hết kiến trúc
3-tier thông dụng của môt ứng dụng Web. Tùy thuộc vào từng công nghệ
A
pp
lication server

Database
Client
,
Browser

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
22
Tin học Trắc địa K47

riêng biệt của từng hãng mà chúng có khả năng phát triển, mở rộng thành
kiến trúc đa tầng (n-tier) hay không. Kiến trúc 3-tier đợc mô tả nh sau:
Chúng gồm 3 thành phần cơ bản, đại diện cho 3 tầng:
Database (Data tier): là nơi lu trữ các dữ liệu địa lý bao gồm cả các dữ
liệu không gian và phi không gian. Các dữ liệu này đợc quản trị bởi các hệ
quản trị cơ sở dữ liệu nh ORACLE, MS SQL SERVER, ESRI SDE,
POSGRESQL, hoặc là các file dữ liệu dạng flat nh shapefile, tab,
XML, Các dữ liệu này đợc thiết kế, cài đặt và xây dựng theo từng quy
trình đặc thù của từng cá thể hay tổ chức. Tùy theo quy mô và yêu cầu của hệ
thống mà tổ chức chọn lựa công nghệ quản trị cơ sở dữ liệu cho phù hợp.
Application Server (Bussiness Tier): thờng đợc tích hợp trong một
web server nào đó, ví dụ nh các webserver nổi tiếng nh Tomcat, Apache,
Internet Information Server. Đó là một ứng dụng phía server nhiệm vụ chính
của nó thờng là tiếp nhận các request từ client, lấy dữ liệu từ cơ sở dữ liệu
theo yêu cầu client, trình bày dữ liệu theo cấu hình định sẵn hoặc theo yêu
cầu của client và trả (response) kết quả về theo yêu cầu. Tùy theo dạng client
mà kết quả về khác nhau: có thể là một hình ảnh dạng bimap (jpeg, gif, png)
hay dạng vector đợc mã hóa nh SVG, KML, GML,Một khi dạng vector
đợc trả về thì việc trình bày hình ảnh bản đồ đợc đảm nhiệm bởi Client (ta

gọi đó là thick client), thậm trí client có thể xử lý một số bài tóan về không
gian. Thông thờng các response và request đều theo chuẩn HTTP POST
hoặc GET. Nếu theo công nghệ Web Service thì chúng có thể đợc mã hóa
các thông điệp bằng các định dạng XML.
Client (Presentation tier): thông thờng đơn thuần là một browser nh
InternetExplorer, FireFox, Nescape,để mở các trang web theo URL định
sẵn. Các ứng dụng cient có thể là 1 website, Applet, Flash, đợc viết bằng
các công nghệ chuẩn mà W3C đã chứng thực. Các Client đôi khi cũng là một
ứng dụng desktop tơng tự nh phần mềm MapInfo, ArcMap,

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
23
Tin học Trắc địa K47

Kiến trúc 3-tier là kiến trúc phổ cập nhất dành cho các ứng dụng web,
tuy nhiên trong thực tế nhằm để giải quyết các vấn đề chúng ta đòi hỏi cần
phải kết nối, trao đổi nhiều thành phần của hệ thống lại với nhau hoặc giữa
các hệ thống lại với nhau để có thể đa cho ngừơi sử dụng những thông tin
hữu ích nhất có thể có. Với nhu cầu đó kiến trúc 3-tier sẻ trở nên không linh
họat và nặng nề trong vận hành. Trong bối cảnh nh vậy các kiến trúc n-tier
sẻ đợc phát triển và mở rộng cho các hệ thống thông tin. Kiến trúc n-tier
thờng đợc áp dụng trong các hệ thống phân tán. Khái niệm phân tán ở
đây không ám chỉ về mặt địa lý mà chỉ nói đến các hệ thống độc lập nhng
có khả năng kết hợp với nhau thành 1 hệ thống lớn hơn. Tính phân tán của hệ
thống có thể là phân tán các ứng dụng hoặc cơ sở dữ liệu.

Hình 2.5. Kiến trúc n-tier giữa các hệ thống
Để thực hiện một yêu cầu của ngời sử dụng hệ thống theo kiến trúc n-

tier cần phải truy cập, trao đổi thông điệp (message) và xử lý qua nhiều tầng
Application của nhiều hệ thống hay thành phần khác nhau. Trong nhiều mô
hình khác, kiến trúc n-tier còn đợc thể hiện qua sự tơng tác trực tiếp của
Application
Database
Client, Browser
Application
Database
Client, Browser
Application
Database
Client, Browser
S
y
stem 1
S
y
stem 2
S
y
stem 3

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
24
Tin học Trắc địa K47

client với nhiều hệ thống . Kiến trúc n-tier này hiện nay đang phát triển rất
mạnh song song với phát triển các công nghệ khác, đặc biệt là công nghệ

Webservice theo SOA (Serviced-Oriented Architecture). Một trong những
minh chứng cụ thể là sự bùng nố các website dựa trên các dịch vụ của Google
và các website GIS theo chuẩn mở OGC (Open Geospatial Consortium).

Hình 2.5. Kiến trúc n-tier tơng tác giữa client với các hệ thống.
Thuật ngữ Mashup cũng đợc xuất phát từ đây, có nghĩa là một
website sử dụng nhiều nội dung từ các hệ thống khác nhau. Sức hấp dẫn của
kiến trúc này là các tổ chức có thể tận hởng các nguồn dữ liệu mà mình
không thể làm đợc để áp dụng vào các ứng dụng với các dữ liệu của riêng
mình.
II.3 Những khái niệm cơ bản về hệ thống bản đồ trực tuyến
II.3.1 Khái niệm Bản đồ trực tuyến (webmap)
Là 1 webservices (thờng đợc gọi là - WMS). Webservices luôn gắn
kèm với webserver, vì thế nên cần thiết phải xây dựng một webserver dùng

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Hoàng Anh Đức
25
Tin học Trắc địa K47

cho việc quản lý trang web (trong mạng LAN hoặc trên Internet ).
Webserver này có thể là Apache, IIS
II.3.2 Giao thức IP (Internet Protocol - Giao thức Liên mạng)
Là một giao thức hớng dữ liệu đợc sử dụng bởi các máy chủ nguồn
và đích để truyền dữ liệu trong một liên mạng chuyển mạch gói.
Dữ liệu trong một liên mạng IP đợc gửi theo các khối đợc gọi là các
gói (packet hoặc datagram). Cụ thể, IP không cần thiết lập các đờng truyền
trớc khi một máy chủ gửi các gói tin cho một máy khác mà trớc đó nó cha
từng liên lạc với.

Giao thức IP cung cấp một dịch vụ gửi dữ liệu không đảm bảo (còn gọi
là cố gắng cao nhất), nghĩa là nó hầu nh không đảm bảo gì về gói dữ liệu.
Gói dữ liệu có thể đến nơi mà không còn nguyên vẹn, nó có thể đến không
theo thứ tự (so với các gói khác đợc gửi giữa hai máy nguồn và đích đó), nó
có thể bị trùng lặp hoặc bị mất hoàn toàn. Nếu một phần mềm ứng dụng cần
đợc bảo đảm, nó có thể đợc cung cấp từ nơi khác, thờng từ các giao thức
giao vận nằm phía trên IP. IP có dạng xxx.xxx.xxx.xxx, các giá trị này đợc
cung cấp bởi 1 tổ chức chung trên thế giới gọi là NIC, các tổ chức NIC đợc
chia thành các cấp nhỏ hơn ở mỗi quốc gia, mỗi thành phố, mỗi cơ quan, cuối
cùng đến mỗi máy tính, IP đợc đảm bảo là duy nhất, do đó giao thức IP
cũng có thể đợc gọi là địa chỉ IP của 1 máy tính.
Địa chỉ Internet (IP) đang đợc sử dụng hiện tại là (IPv4) có 32 bit chia
thành 4 Octet ( mỗi Octet có 8 bit, tơng đơng 1 byte ) cách đếm đều từ trái
qua phải bít 1 cho đến bít 32, các Octet tách biệt nhau bằng dấu chấm (.) và
biểu hiện ở dạng thập phân đầy đủ là 12 chữ số.
Ví dụ một địa chỉ Internet: 203.168.110.224