Thiết kế cơ sở dữ liệu cho hệ thông tin địa lí về tài nguyên nước t

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
ĐÈ TÀI
THIẾT KÉ CO SỞ D Ử LIỆU
C HO HỆ T H ÔNG TIN ĐỊA LÍ VÈ TÀI NG UYÊN NƯ ỚC
(Designing the GIS Database of Water Infrastructures)
Mã số: Q G -02 -01
Đề tài nghiên cứu khoa học đặc biệt
cấp Đại học Quốc gia Hà nội
Chủ trì đề tài : PGS. TS. Nguyễn Đình Hóa
H o ^ - - c !3 I»a M r t I | V
'R U N G TÂ M TI-, . - Ĩ|N í H ư ViẼN j
0T/ ~ịệrZ-_
HÀ NỘI - 2005
MUC LUC
• •
PHẢN MỞ Đ Ầ U

.

Mục lụ c ii
Những người thực hiện đề tài V
Các kí hiệu và chữ viết tắt vi
Danh mục các bàng vii
Danh mục các hìn h viii
Báo các tóm tắt (tiếng Việt)
ix
Project summ ary

xiv
NỘI DUNG CHÍNH
Mơ Đ ÀU 1

1. Đặt vấn đ ề 1
1.1 Mục tiêu của đề tài 1
1.2 Các nội dung nghiên cứ u 3
2. Tons quan tình hình nghiên cứu trong nước và neoài nước 3
2.1 Trên thế g io i

3
2.2 Ở Việt nam 6
3. Thời gian, địa điểm, phương pháp luận và phương pháp nghiên cứ u

7
3 .1 Điều tra khảo sát 7
3.2 Tìm hiếu các công cụ mã nguồn mờ 8
CHƯƠNG 1 - CSDL CHO HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÍ TÀI NGUYÊN NƯỚC 10
1. Phân tích yêu cầu 10
3.1 Mục tiêu 10
3.2 Yêu cầu dữ liệu 11
3.3 Yêu cầu jữ liệu của “Water Infrastructure Inventory System”

11
3.4 Dừ liệu tro:'-? CD "Vietnam Water Resources A tlas"

14
4. Thiết kế CSDL 15
4.1 Sơ đồ thực thể - liên hệ 15
4.2 Lược đồ C SD L 18
4.3 Chuẩn hóa 21
6 - Bảng operation 25
CHƯƠNG 2 - CẬP NHẬT CSDL T ự ĐỘNG QUA EMAIL

29
1. Phân tích yêu cầu 29
1.1 Các chức n ăn g
29
1.2 Các ưu điểm của giải pháp dựa trên em ail

30
1.3 Lựa chọn công ngh ệ

31
2. Thiết kế chương trìn h 32
2.1 Sơ đô chức n ăng 33
2.2 Chi tiêt các chức nãn g 35
3. Triển khai chương trình 38
3.1 Các mô đun 38
3.2 Các tham sô câu hình 38
3.3 Các hàm tiện ích 39
3.4 Một số thao tác cấu hình 43
4. Khuôn mẫu tài liệu X M L 46
4.1 Lược đồ D T D 46
4.2 Một thông điệp XML với các vấn tin 49
4.3 Tnrờnơ hợp gưi tệp đính kèm vào CSDL 50
5. Sư dụng chương trình dbrobot 51
5.1 Thêm bản eh i 51
5.2 Cập nhật biMig 53
5.3 Vấn tin select 53
5.4 Giư ảnh đính kèm đối tượng vào CSDL 55
5.5 Trane Web hiên thị dữ liệu 57
CHƯƠNG 3 - XẢY DỰNG HỆ THONG 59
- I ' í -

1. Cài đặt hệ thống nền


59
1.1 Cài đặt và cấu hình dịch vụ thư điện tử postfix 59
1.2 Khởi tạo cơ sở đữ liệu PosgreSQL cho hệ thống 65
1.3 Cài đặt và cấu hình dịch vụ Web Apache 67
1.4 Các thông số cấu hình quan trọng của Apache 68
2. Biên dịch và cài đặt chương trình dbrobot 72
2.1 Các bước cài đặt 72
2.2 Cấu hình hệ thống 73
2.3 Trang Web hiển thị dữ liệu 74
KÉT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79
PHỤ LỤC 81
1. Phụ lục A - Water Infrastructure Inventory System 81
2. Phụ lục B - Tài liệu Vietnam Environment Monitor 2003 - Water

86
3. Phụ lục c - Dữ liệu trích từ Vietnam Water Resources A tlas 88
4. Phụ lục D - Các báo cáo khoa h ọc 100
5. Phụ lục E - Danh sách các luận văn 125
TÓM TẮT
ĐÊ TÀI KHCN CẤP ĐHQGHN
•#
Tên Đề tài: Thiết kế cơ sở dữ liệu cho hệ thông tin địa lí về tài nguyên nước
Mã số: QG - 02 -01
Chủ nhiệm đề tài: PGS. TS Nguyễn Đình Hoá
Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Công nghệ thông tin - ĐHQG HN
Cơ quan và cá nhân phối hợp thực hiện:

it
Họ và tên
Cơ quan
1
PGS. TS. Nguyễn Ngọc Thạch
Khoa Địa lí, ĐHKHTN
9
TS. Hoàng Minh Hiên
Bộ Nông nghiêp và phát triên nông thôn
3
CN Phan Thê Hùng
Viện Công nghệ thông tin - ĐHQG HN
4
CN Phạm Vãn Hái Viện Công nghệ thông tin - ĐHQG HN
5
CN Đô Ngọc Minh
Viện Công nghệ thông tin - ĐHQG HN
6
CN Bùi Thị Đông Viện Công nghệ thông tin - ĐHQG HN
7
CN Trân Tú
Viện Công nghệ thông tin - ĐHQG HN
8
CN Vũ Quôc Việt
Viện Công nehệ thông tin - ĐHQG HN
1. Mục tiêu và nội dung của Đe tài:
a- Mục tiêu
Nhằm bước đầu nghiên cứu cơ sờ lí thuyêt và côns nghệ đê tiến tới xây
dựng một hệ thống GIS về nguyên nước, đề tài '‘Thiết kế cơ sở dữ liệu cho hệ
thòne tin địa lí về tài nguvên nước:' đặt mục tiêu thiêt kế hệ thống CSDL của hệ

tliòns tin địa lí GIS nhàm mục tiêu lưu trữ bền vững và khai thác có hiệu quả kho
dừ liệu về tài nguyên nước, phục vụ nhiều người dùng, nhiều mục tiêu. Hệ CSDL
các dữ liệu CO' bản này sẽ phục vụ cho việc xây dựne các hệ thống GIS mục đích
ehune. ciới thiệu đến cộn.e đồns naười dùng đôna đảo các hiêu biêt chune cần
IX
thiết để nâng cao ý thức về bảo vệ thiên nhiên, bảo vệ môi trường. Nó cũng có thể
dùng để tham khảo khi cần các số liệu khái quát phục vụ một số ứng dụng thực
tiễn. Đây không phải là một CSDL chuyên đề, định hướng cho một ứng dụng cụ
thể, đòi hỏi các dữ liệu chuyên sâu chi tiết.
b- Nội dung
Nghiên cứu triển khai
- Điều tra khảo sát yêu cầu về lưu trữ thông tin cơ bản của một GIS về tài
nguyên nước, vận dụng cho thực tiễn Việt Nam
- Phân tích thiết kế khung CSDL cho hệ thống
- Xây dựng các mô đun phần mềm thực hiện chức năng cập nhật CSDL từ
xa qua Email.
- Tìm hiểu các công nghệ liên quan để triển khai hệ thống thứ nghiệm,
Tìm hiếu và nghiên cứu lí thuyết
- Xử lí dữ liệu không gian.
- XML và cơ sở dữ liệu trên nền dịch vụ Web.
2. Kết quả:
a - Kết quả khoa học:
- Bán đặc tả các mục dữ liệu cần thiết cho hệ thông tin địa lí về tài nguyên nước
cẩn thiết cho nhiều ứng dụng khác nhau; ý nghĩa thực tê của những dừ liệu ấy. mối
licn quan giữa các trườna, dữ liệu.
- Phân tích thiết kế khung CSDL: Xây dựng sơ đồ thục thể-liên hệ và lược đồ
CSDL cho hệ thông tin địa lí.
- Các mô đun phần mềm đê xây dựng hệ thống cập nhật dữ liệu từ xa qua email.
Hệ thống cập nhật CSDL từ xa dựa trên email sẽ có các chức năne và tính
năn2 sau :

- Đây là hệ thống tự động, người sử dụng gửi email chứa các yêu cầu truv
cập CSDL trực tiếp tới máy chủ và các giao dịch được thực hiện, không có sự
tham sia của người trung gi.a-i
X
- Người sử dụng gửi yêu càu truy cập CSDL qua thư điện tử, dùng bất kì
phần mềm thư điện tử nào, từ bất kì đâu.
- Giao tiếp người sử dụng với hệ thống thông qua một địa chỉ thư điện tử
thông thường, ví dụ địa chi nhận thư là Hệ thống tiếp
nhận yêu cầu thực hiện truy vấn CSDL và gửi báo cáo kết quả trả lại cho người
gửi cũng qua email.
- Trao đổi dừ liệu với CSDL sử dụng chuẩn XML. Nội dung các thông điệp
e-mail là một tài liệu XML, được điền đúng khuôn mẫu. Các thẻ XML cho phép
thế hiện rõ ý nghĩa của từng mục đữ liệu gói kèm nó.
- Thông điệp e-mail có thể có tệp đính kèm là hình ảnh, bàn vẽ.
- Hệ thống cho phép thực hiện tất cả các giao dịch CSDL qua các vấn tin
SỌL thông thường,
- Hệ thống có các chức năng xác thực người đùng, kiểm tra quyền truy cập
b - Kết quả ứng dụng:
Hệ thống là bản mẫu thử nghiệm. Chưa có triển khai ứng dụng thực tiễn.
c - Kết quả đào tạo:
Các luận văn đã tiến hành trong khuôn khổ các nghiên cứu của đề tài và đã
báo vệ thành công:
- 01 luận văn cao học và
- 04 luận vãn tốt nghiệp đại học.
Luận vân cao học:
Đơn vị đào tạo: Khoa Toán-Tin, Trường ĐHKHTN- ĐHQG HN
Họ tên học viên: Trần Phương Chi
Tên đề tài: “Các đôi tượng hình học trone hệ thône tin địa lí-GIS"
Đã bảo vệ: 12/2003
Khoá luận tốt nghiệp:

Lương Thái Lê, 2002: “Cập nhật CSDL từ xa qua email"
Nguyễn Thị Thuý. 2003: "Tương quan XML và CSDL"
XI
Trần Anh Tú, 2003, “gửi tệp đính kèm qua Email vào CSDL”
Chu Tú Anh, 2003, “WAP và cập nhật CSDL từ xa”
* d - Kết quả công bố:
1- Tham gia hội nghị khoa học quốc tế “International Symposium on
Geoinformatics fo r Spatial-Infrastructure Development in Earth and Allied
Science”, GIS-IDEAS lần thứ nhất tại Hà Nội 25-28/09/2002.
Trưng bày áp phích (poster): Design GIS Database of Water Resources
2- Tham gia hội nghị khoa học quốc tế “The Regional Conference on
Digital GMS”, tổ chức bởi: Greater Mekong Subregion Academic and Research
Network and Asean Foundation, tại AIT, Bangkok, Thailand, 26-28/02/2003, CÓ
báo cáo.
Tên báo cáo: Nguyễn Đình Hoá, “An Email Robot for Collecting Data and
Application in Water Resource Inventory System ”, trang 161-164 trong
Proceedings của hội nghị.
3- Bài viết: Đỗ Ngọc Minh, “Xây dựng ứng dụng WAP với IỈS và ASP”, PC
World Vietnam 12/2003.
Họp tác quốc tế
- Tham gia thành lập và là hội viên của Hội địa tin học Nhật Việt - JVGC -
Japan Vietnam Geoinformatics Consortium.
- Tham gia vào ban tổ chức hội nghị GIS-IDEAS, lần thứ nhất tại Hà Nội
25-28/09/2002 và ban tổ chức hội nghị GIS-IDEAS, lần thứ hai, Ha Nội, 16-
18/09/2004.
- Trao đổi quốc tế với các GS tại một số cơ sở khoa học Nhật bản.
Assoc.Prof.Dr. V. RAGHAVAN, Media Center, OSAKA CITY University.
Japan.
Prof. Mamoru SHIBAYAMA, The Center for Southeast Asian Studies,
Kyoto University, Japan.

XII
Assoc.Prof.Dr. s. HERATH, IIS, University of Tokyo, Japan.
3. Tình hình sử dụng kỉnh phí:
' Kinh phí được cấp: 60.000.000 VNĐ
Nội dung chi:
sô tt Nội dung chi sô tiên (VNĐ)
1 Thuê khoán nhân công 45.000.000
2
Tàu xe, công tác phí 5.000.000
3 Chi phí hội nghị 5.000.000
4
In ân, chụp tài liệu 2.000.000
5 Quán lí
3.000.000
Tông cộng
60.000.000
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - ĐHQG HN Chủ nhiệm đề tài
xiii
PROJECT SUMMARY
Project name: Designing the GIS Database o f Water Infrastructures
Project code : QG - 02 -01
Project coordinator : Assoc. Prof. Dr. Nguyễn Đình Hoá
Implementing institution : Infomation Technology Institute - VNUH
With the participation o f :
tt Name
Organization
1
1
Assoc.Prof. Dr. Nguyên
Ngọc Thạch

Faculty of Geography. College of Science -
VNUH
2
Dr. Hoàng Minh Hiên
Ministry of Agricuture and Rural
Development
3
Mr. Phan Thê Hùng Infomation Technology Institute - VNUH
4 Mr. Phạm Văn Hải Infomation Technology Institute - VNUH
5
Mr. Đỗ Ngọc Minh
Infomation Technology Institute - VNƯH
6
Ms Bùi Thị Đông Infomation Technology Institute - VNƯH
7 Mr. Trân Tú Infomation Technology Institute - VNƯH
8
Mr. Vũ Quôc Việt Infomation Technology Institute - VNUH
1. Objectives and Contents:
a- Objectives
Design the database schema of the GIS of water infrastructures for
consistent storages and effective exploitations of the data in various application
areas.
XIV
b- Contents
Implementation researches
- Specification o f requirements of data storages for the GIS of water
Infrastructures. Analysis and design the database schema.
- Development of the functional module for remote update the database tables
through email messages
- Implementing the test.

Theoretical reseaarches
- Data exchanges and synchronization between the GIS sites in the Internet.
- XML and Database in Web-based applications
- Handle the spacial data.
2. Results obtained:
a - Results in sciencetific researches:
- The list of data items need to be stored in the GIS of water resources with
explanation of practical meaning and the relationship between data fields.
- Analysis and design of the database schema: the entities - relationship diagram
and the overall database schemal.
Develop the email robot software module with the following characteristics
and features: The input to the module is an email message in the form of a XML
document containing data items and marked tags. The program parses the content
of inessaae, formulates SQL queries and send to the database management system.
Then the system send back the report of queries executions to system
administrator and sender through email. Especially, the system is capable of
handle the attachement to email (bv example: pictures, documentation ), to insert
it into a separate table in the database and linked to relevant objects.
b - Results in applications:
The system has been just tested for functions. The real world application not
be implemented yet.
XV
c - Result in educations'.
Thesis relying upon the research activities in the project had been
successfully upholded:
- 01 master thesis
- 04 bachelor thesis
d - Publications:
1- The “International Symposium on Geoinformatics for Spatial-
Infrastructure Development in Earth and Allied Science", the 1st GIS-IDEAS.

Hanoi 25-28/09/2002.
Poster session: Design GIS Database of Water Resources
2- “The Regional Conference on Digital GMS’\ organized by the Greater
Mekong Subregion Academic and Research Network and Asean Foundation, at
the AIT, Bangkok, Thailand, 26-28/02/2003,
Presentation: Nguyễn Đình Hoá, “An Email Robot for Collecting Data and
Application in Water Resource Inventory System ", Proceedings of the
Conference, p. 161-164.
3- Paper in Vietnamese: Đỗ Ngọc Minh, “Xây dựng ứna dụn2 WAP với IIS
và ASP”. PC World Vietnam 12/2003.
3. Budget used:
Budget allocated : 60.000.000 VNĐ
details of expenses:
No
Contents
cost
(in VND)
1
hire contracts
45.000.000
2
travel cost 5.000.000
XV]
3
Semina and Conference
5.000.000
4 Office materials 2.000.000
5
management fee 3.000.000
Total

60.000.000
Implementing Organization Project Coordinator
xvii