Ứng dụng công nghệ WEBGIS để xây dựng cơ sở dữ liệu phòng trọ tại phường thuận hòa và thuận thành, thành phố huế
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.52 MB, 72 trang )
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1. Thống kê số hộ có phòng trọ theo diện tích phường Thuận Thành
.............................................................................................................................24
Bảng 4.2. Thống kê số hộ có phòng trọ theo giá phòng phường Thuận
Thành..................................................................................................................24
Bảng 4.3. Thống kê số hộ có phòng trọ theo giá điện phường Thuận Thành
.............................................................................................................................24
Bảng 4.4. Thống kê số hộ có phòng trọ theo giá nước phường Thuận Thành
.............................................................................................................................25
Bảng 4.5. Thống kê số hộ có phòng trọ theo vị trí nhà vệ sinh phường
Thuận Thành.....................................................................................................25
Bảng 4.6. Thống kê các trường có sinh viên thuê trọ tại phường Thuận
Thành..................................................................................................................26
Bảng 4.7. Thống kê số hộ có phòng trọ theo tên đường phường Thuận
Thành..................................................................................................................26
Bảng 4.8. Thống kê số hộ có phòng trọ theo số phòng trọ tại phường Thuận
Thành..................................................................................................................26
Bảng 4.9. Thống kê số hộ có phòng trọ theo diện tích phường Thuận Hòa. 27
Bảng 4.10. Thống kê số hộ có phòng trọ theo giá phòng phường Thuận Hòa
.............................................................................................................................28
Bảng 4.11. Thống kê số hộ có phòng trọ theo giá điện phường Thuận Hòa 28
Bảng 4.12.Thống kê số hộ có phòng trọ theo giá nước phường Thuận Hòa 29
Bảng 4.13. Thống kê số hộ có phòng trọ theo vị trí nhà vệ sinh phường
Thuận Hòa..........................................................................................................29
Bảng 4.14. Thống kê các trường có sinh viên thuê trọ tại phường Thuận
Hòa......................................................................................................................29
Bảng 4.15. Thống kê số hộ có phòng trọ theo tên đường phường Thuận Hòa
.............................................................................................................................29
Bảng 4.16. Thống kê số hộ có phòng trọ theo số phòng trọ tại phường
Thuận Hòa..........................................................................................................30
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Các thành phần của hệ thống GIS....................................................5
Hình 2.2. Mô hình cấu trúc 3 tầng của WEBGIS.............................................7
Hình 2.3. Các bước xử lý thông tin WEBGIS...................................................9
Hình 2.4. Mô hình hoạt động của WEBGIS....................................................10
Hình 4.1. Vị trí địa lý phường Thuận Hòa......................................................19
Hình 4.2. Vị trí địa lý phường Thuận Thành..................................................20
Hình 4.4. Kiểm tra các levels cần thiết............................................................32
Hình 4.5. Tìm kiếm lỗi các level bao bằng Famis...........................................32
Hình 4.6. Tạo Topology bằng Famis................................................................33
Hình 4.7. Gán thông tin từ nhãn bằng Famis.................................................34
Hình 4.8. Bao Fence vùng cần chuyển.............................................................34
Hình 4.9. Chuyển qua Shape file bằng Famis.................................................35
Hình 4.10. Mở file .shp bằng ArcView.............................................................35
Hình 4.11. Chọn Extensions chọn Geoprocessing.....................................36
Hình 4.12. Chọn Merge themes together.........................................................36
Hình 4.13. Chọn các Shape file cần gộp và nơi xuất file................................37
Hình 4.14. Mở bảng thuộc tính trong ARCMAP...........................................37
Hình 4.15. Chọn chế độ Select All....................................................................38
Hình 4.16. Chọn chế độ Copy Selected............................................................38
Hình 4.17. Kết quả tạo thêm các trường cần thiết trong Excel.....................39
Hình 4.18. Kết quả sau khi xóa các trường không cần thiết.........................40
Hình 4.19. Mở file excel trên ArcMap.............................................................40
Hình 4.20. Thực hiện việc Join dữ liệu trên ArcGis.......................................41
Hình 4.21. Cửa sổ new Table............................................................................42
Hình 4.22. Hộp thoại Shape Files to Postgis Importer...................................42
Hình 4.23. New Workspace...............................................................................44
Hình 4.24. Tạo New Vector Data Source.........................................................45
Hình 4.25. Upload file lennao.sld.....................................................................45
Hình 4.26. Kết nối uDig với PostgresSQL/Postgis..........................................46
Hình 4.27. Tạo Layers trên Geoserver............................................................47
Hình 4.28. Cửa số New Layer...........................................................................48
Hình 4.29. Chọn các thông số tọa độ cho Layers............................................48
Hình 4.30. Kết quả đưa bản đồ lên Geoserver................................................49
Hình 4.31. Ví dụ về khai báo các thẻ CSS và Javascript...............................50
Hình 4.32. Ví dụ về khai báo các thông tin của bản đồ với OpenLayers.....50
Hình 4.33. Ví dụ về addLayers và addInfo.....................................................51
Hình 4.34. Hiển thị bản đồ lên trình duyệt......................................................51
Hình 4.35. Ví dụ về hiển thị đoạn mã ra trình duyệt.....................................52
Hình 4.36. Ví dụ về thực hiện truy vấn............................................................53
Hình 4.37. Ví dụ về hiển thị kết quả sau khi truy vấn....................................53
Hình 4.38. WEBGIS và các công cụ.................................................................54
MỤC LỤC
Phần 1: MỞ ĐẦU................................................................................................1
1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
2.MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
3.YÊU CẦU NHIỆM VỤ
1
1
2
Phần 2: TỔNG QUAN NHỮNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.............................3
2.CỞ SỞ LÝ LUẬN
3
3.Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý.........................................................................................................3
3.1.1.1.Lịch sử hình thành và phát triển......................................................................................................................3
4.Các thành phần của GIS................................................................................................................................4
5.Tổng quan kiến trúc WEBGIS.........................................................................................................................7
6.Giới thiệu công nghệ mã nguồn mở Geoserver..........................................................................................11
7.Giới thiệu thư viện mã nguồn mở OpenLayers...........................................................................................12
8.Giới thiệu các ngôn ngữ lập trình HTML/CSS, JavaScrip, PHP....................................................................13
9.Giới thiệu phần mềm dữ liệu PostgreSQL/Postgis......................................................................................14
10.CƠ SỞ THỰC TIỄN
15
11.Thực trạng ứng dụng công nghệ WEBGIS trên thế giới............................................................................15
12.Thực trạng ứng dụng công nghệ WEBGIS tại Việt Nam............................................................................16
Phần 3: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG.............................................17
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................17
3.ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
17
4.PHẠM VI NGHIÊN CỨU
17
5.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
17
6.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
17
7.Phương pháp thu thập số liệu, xử lý số liệu................................................................................................17
8.PHẦN MỀM YÊU CẦU
18
9.YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT
18
10.YÊU CẦU TỐI THIỂU VỀ HỆ THỐNG
18
Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.................................................................19
4.KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA BÀN NGHIÊN CỨU
19
5.Điều kiện tự nhiên phường Thuận Hòa – Thuận Thành..............................................................................19
6.Điều kiện kinh tế - xã hội phường Thuận Hòa – Thuận Thành....................................................................21
7.TỔNG HỢP THÔNG TIN VỀ HIỆN TRẠNG CÁC PHÒNG TRỌ
23
8.Tổng hợp thông tin phòng trọ phường Thuận Thành.................................................................................23
9.Tổng hợp thông tin phòng trọ phường Thuận Hòa.....................................................................................27
10.BIÊN TẬP ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN VÀ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
30
11.Biên tập đối tượng không gian.................................................................................................................30
12.Xây dựng cơ sở dữ liệu..............................................................................................................................37
13.THIẾT LẬP HỆ CSDL CHO WEBGIS
41
14.Nhập cơ sở dữ liệu vào Postgis.................................................................................................................41
15.Thiết lập hệ thống GIS trong môi trường Web server với Geoserver........................................................43
16.XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN PHÒNG TRỌ TRÊN TRANG WEB
49
17.Giới thiệu cấu trúc chung của 1 trang web html.......................................................................................49
18.CHỈNH LÝ VÀ CẬP NHẬT THÔNG TIN PHÒNG TRỌ
53
19.Chỉnh lý CSDL không gian..........................................................................................................................54
20.Chỉnh lý CSDL phi không gian (thuộc tính)................................................................................................54
21.GIỚI THIỆU MỘT SỐ CÔNG CỤ CỦA WEBGIS
54
Phần 5 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................55
5.KẾT LUẬN
6.KIẾN NGHỊ
56
56
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................57
PHỤ LỤC.............................................................................................................1
Lôøi caûm ôn
Được sự phân công của khoa Tài Nguyên Đất và Môi Trường Nông
Nghiệp trường Đại Học Nông Lâm Huế và sự đồng ý của thầy hướng dẫn TS.
Trần Thanh Đức tôi đã thực hiện đề tài “Ứng dụng công nghệ WEBGIS xây
dựng cơ sở dữ liệu phòng trọ tại phường Thuận Thành và Thuận Hòa, thành
phố Huế.”
Để hoàn thành khóa luận này tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô
giáo đã tận tình hướng dẫn , giảng dạy trong suốt bốn năm học tập, nghiên
cứu và rèn luyện ở Trường Đại Học Nông Lâm Huế.
Xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Trần Thanh Đức đã tận tình chu
đáo, hướng dẫn tôi thực hiện khóa luận này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách tốt nhất . Song
kinh nghiệm còn ít, trình độ cá nhân còn hạn chế nên không tránh khỏi
những thiếu sót nhất định mà bản than chưa thấy được. Tôi rất mong sự góp
ý của quý Thầy , Cô giáo và các bạn để khóa luận được hoàn chỉnh hơn .
Tôi xin chân thành cảm ơn.
Huế 18 tháng 5 năm 2015
Sinh Viên
Nguyễn Văn Quang
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TN - KT – XH
GIS
CSDL
HTML
PHP
WEBGIS
CSS
Tự nhiên – Kinh tế - Xã hội
Hệ thống thông tin địa lý
(Geographic Information System)
Cơ sở dữ liệu
Ngôn ngữ liên kết siêu văn bản
(Hypertext Markup Language)
một ngôn ngữ lập trình kịch bản
(viết tắt hồi quy "PHP: Hypertext Preprocessor")
Hệ thống thông tin địa lý trên nền Web
(Web Geographic Information System)
Ngôn ngữ quy định cách trình bày của các thẻ HTML
trên trang web
(Cascading Style Sheet)
QGIS
SQL
Phần mềm tự do về hệ thống thông tin địa lý
(Quantum GIS)
Ngôn ngữ truy vấn mang tính cấu trúc
(Structured Query Language)
Phần 1: MỞ ĐẦU
1.
Tính cấp thiết của đề tài
Hệ thống thông tin địa lý ra đời vào những năm đầu thập niên 70 và ngày
càng phát triển mạnh mẽ dựa trên nền tảng khoa học công nghệ đặc biệt là công
nghệ thông tin. Ngày nay , cùng với sự phát triển của Internet , công nghệ GIS
được phát triển theo hướng tích hợp GIS trên nền web, còn gọi là WEBGIS.
Công nghệ WEBGIS cho phép cung cấp thông tin lãnh thổ trên cơ sở tích
hợp các thông tin bản đồ và thông tin thuộc tính của đối tượng trên nền WEB –
đã trở thành hướng đi mới mang lại sự hiệu quả cao trong nhiều lĩnh vực của đời
sống xã hội trong đó có cung cấp thông tin phòng trọ.
WEBGIS mã nguồn mở với nhiều ưu điểm như miễn phí, khả năng phát
triển, hỗ trợ bởi cộng đồng lớn mạnh… là xu hướng mạnh mẽ của Internet không
chỉ dưới góc độ thuộc tính thuần túy mà nó còn kết hợp với thông tin không gian.
Vì thế, WebGis mã nguồn mỡ phù hợp cho việc phát triển các ứng dụng cung cấp
thông tin thuộc tính và thông tin không gian đáp ứng nhu cầu trên.
Nằm tại trung tâm của tỉnh Thừa Thiên – Huế, thành phố Huế là trung tâm
kinh tế, văn hóa, chính trị, xã hội của tỉnh và của khu vực miền Trung. Đại học
Huế là đại học lớn của khu vực miền Trung có nhiệm vụ đạo tào nhân lực cho
khu vực và cả nước. Do đó lượng sinh viên hàng năm thi đậu vào các trường của
ĐH Huế là lớn, dẫn đến nhu cầu thuê phòng trọ là lớn.
Phường Thuận Hòa và phường Thuận Thành nằm ở bờ bắc sông Hương
của thành phố Huế. Hai phường có cơ cấu ngành nghề chủ yếu là dịch vụ, trong
đó có dịch vụ cho thuê phòng trọ sinh viên. Phường Thuận Hòa, Thuận Thành
là nơi đặt cơ sở của trường đại học Nông Lâm Huế , đại học Mỹ Thuật Huế và
khoa Kế toán - Tài chính Đại học Kinh Tế Huế. Từ đó có thể thấy, sinh viên có
nhu cầu thuê phòng trọ sinh viên lớn trên địa bàn 2 phường.
Trên cở sở đó , thực hiện đề tài “Ứng dụng công nghệ WEBGIS để xây
dựng cơ sở dữ liệu phòng trọ tại phường Thuận Hòa và Thuận Thành, thành
phố Huế” là cần thiết.
2.
Mục đích của đề tài
- Thu nhập , xây dựng cơ sở dữ liệu về nhà trọ cho sinh viên phường Thuận
Hòa và Thuận Thành, thành phố Huế.
1
- Xây dựng WEBGIS cung cấp các thông tin cần thiết để ra quyết định thuê
phòng như: Diện tích, vệ sinh trong hay ngoài, giá nước, giá điện…
3.
Yêu cầu nhiệm vụ
- Hiểu và vận dụng tốt các phần mềm : PostgresSQL/Postgis, Geoserver,
Microstation, ArcGis, uDig, QGIS.
- Nắm bắt và vận dụng được 1 số ngôn ngữ lập trình : HTML, CSS, PHP,
Openlayers, JavaScript, SQL.
- Thu thập thông tin liên quan đến nhà trọ như : giá phòng, diện tích, giá
nước…
- Nắm bắt ý kiến, nguyện vọng của các chủ trọ và sinh viên.
2
Phần 2: TỔNG QUAN NHỮNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.
Cở sở lý luận
3.
Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý
3.1.1.1.
Lịch sử hình thành và phát triển
a. Ngoài nước
- Từ xưa đến nay, con người vẫn mong muốn biểu diễn và phân tích thông
tin bề mặt Trái Đất. Theo Hodkiss (1981) bản đồ được xây dựng do các nhà
hàng hải, các nhà địa lý thu thập dữ liệu về bề mặt trái đất sau đó có họa, đồ,
can, vẽ lại, tô màu để trở thành bản đồ. Ban đầu bản đồ được sử dụng để diễn
tả các vị trí xa, trợ giúp các định hướng trong không gian và phục vụ quân đội.
- Cuối thế kỷ 18, do nhu cầu cấp bách về quản lý biên giới lãnh thổ, các
quốc gia bắt đầu vẽ bản đồ một cách có hệ thống. Vấn đề dữ liệu bản đồ mang
tính toàn cầu, phạm vi sử dụng của bản đồ ngày càng được sử dụng rộng rãi
trong các lĩnh vực của đời sống. Tuy nhiên, các thông tin địa lý ở thời kỳ này
chỉ dừng lại ở các bản đồ trên giấy, với đặc trưng là việc lưu trữ dữ liệu và biểu
diễn dữ liệu được tiến hành đồng thời với nhau. Do đó, hệ thống còn bị hạn chế.
- Theo Meaden, G.J và Kapetsky (1991),bản đồ đầu tiên được biết đến có
sử dụng máy tính vào các công việc thành lập bản đồ và lưu trữ thông tin của
Canada năm 1964, nó được xem là hệ thống GIS đầu tiên trên thế giới.
- Trong những năm 70 ở Bắc Mĩ đã có sự quan tâm nhiều hơn đến bảo vệ
môi trường và phát triển GIS. Thời kì này hàng loạt thay đổi thuận lợi cho sự
phát triển của GIS, đặc biệt là sự gia tăng ứng dụng của các máy tính với dung
lượng bộ nhớ và tốc độ lớn. Chính điều này khiến GIS được thương mại hóa.
- Năm 1977, đã có nhiều hệ thống thông tin địa lý khác nhau trên thế giới .
- Từ cuối thập kỷ 70 đến nay, công nghệ máy tính đạt được những thành
công rực rỡ.
- Với sự ra đời của nhiều thế hệ máy tính thông minh, cộng với nhận thức
sâu sắc những lợi ích to lớn mà hệ thống thông tin địa lý mang lại. Con người
đã tập trung nhiều công trình nghiên cứu vào lãnh vực này, dẫn đến sự ra đời
của nhiều phần mềm ngày càng hiện đại và tiện dụng hơn, đưa GIS ngày càng
được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống [13].
3
b. Trong nước
- Ở Việt Nam, từ năm 1995, Bộ Khoa học và Công nghệ (trước kia là Bộ
Khoa học công nghệ và Môi trường) đã liên tục đầu tư nhiều dự án và đề tài
nghiên cứu GIS, từ những đề tài nghiên cứu phương pháp đến những đề tài
nghiên cứu ứng dụng.
- Trong thế kỷ 21, nhu cầu sử dụng thông tin địa lý trong nhiều lĩnh vực
khác nhau của xã hội có một tiềm năng không giới hạn nhờ vào sự chia sẽ rộng
rãi các nguồn dữ liệu địa lý thông qua hệ thống mạng toàn cầu. Trên cơ sở hệ
thống Internet, các hệ thống thông tin địa lý (GIS) đều có thể liên kết được với
nhau và mọi người đều có thể tạo ra những sản phẩm GIS của riêng mình.
Những trở ngại trong việc tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn không đồng nhất về
cấu trúc và định dạng dần dần sẽ được giải tỏa qua những cốgắng của các nhà
khoa học và những nhà cung ứng công nghệ GIS, bằng cách tạo ra khả năng
liên kết mở của các hệ thống thông tin địa lý [13].
c. Định nghĩa về GIS
- Định nghĩa theo chức năng : GIS là một hệ thống bao gồm 4 hệ con : dữ
liệu vào, quản trị dữ liệu, phân tích dữ liệu và dữ liệu ra.
- Định nghĩa theo khối công cụ : GIS là tập hợp phức tạo của các thuật toán
- Định nghĩa theo mô hình dữ liệu : GIS gồm các cấu trúc dữ liệu được sử
dụng trong các hệ thống khác nhau (cấu trúc dạng Raster và Vecter)
- Định nghĩa về mặt công nghệ : GIS là công nghệ thông tin lưu trữ , phân
tích và trình bày các thông tin không gian và thông tin phi không gian trong một
cơ chế thống nhất.
- Nói tóm lại theo BURROUGHT : “ GIS như là một tập hợp các công cụ
cho việc thu thập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi các dữ liệu mang tính chất
không gian từ thế giới thực để giải quyết các bài toán ứng dụng phục vụ các mục
đích cụ thể.” [5].
4.
Các thành phần của GIS
GIS được kết hợp bởi 5 thành phần chính : phần cứng , phần mềm, dữ
liệu, con người và chính sách.
4
Hình 2.1. Các thành phần của hệ thống GIS
a. Phần cứng
Phần cứng là hệ thống máy tính trên đó một hệ thống GIS có thể hoạt động
được. Bao gồm thiết bị nhập số liệu (bàn phím, bàn số hóa…) , thiết bị lưu trữ dữ
liệu (đĩa cứng, đĩa mềm, USB…), thiết bị xử lý số liệu, thiết bị sản xuất sản phẩm
[7].
b. Con người
Con người là một yếu tố quan trọng của hệ thống GIS.
- Bao gồm :
Các kỹ thuật viên : am hiểu máy tính và các phần mềm GIS vó nhiệm vụ sử
dụng thiết bị, nhập và xuất cơ sở dữ liệu
Các nhà phân tích và điều hành hệ thống : đảm bảo sự hoạt động suôn sẽ
của hệ thống GIS
Các nhà lãnh đạo : sử dụng hệ thống làm công cụ trợ giúp để hoạch định
các chủ trương, kế hoạch trong quản lý và phát triển.[7].
c. Phần mềm
- Phần mềm là các chương trình có khả năng thu nhập, lưu trữ, xữ lý, phân
5
tích, tính toán, hiển thị các dữ liệu theo yêu cầu của người xử dụng.
- Các phần mềm GIS thu phí: Microstation, ArcGis, MapInfo.
- Các phần mềm GIS mã nguồn mở: uDig, QGIS, Geoserver [7].
d. Dữ liệu
- Dữ liệu sử dụng trong GIS có 2 dạng:
Dữ liệu không gian: là những hình ảnh , đường nét, điểm của bản đồ được
số hóa thành dạng vector để quản lý trong máy tính. Gồm 2 loại : dữ liệu vector,
dữ liệu raster.
Dữ liệu phi không gian: là những số liệu, bảng biểu mô tả tính chất, đặc
trưng của dữ liệu không gian. Nó được biểu thị dưới dạng các con số hoặc chữ
viết mô tả số lượng, tính chất, thông số liên quan đến bản đồ [7].
e. Chính sách
Ðây là hợp phần rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ
thống, là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS. Hệ
thống GIS cần được điều hành bởi một bộ phận quản lý, bộ phận này phải được
bổ nhiệm để tổ chức hoạt động hệ thống GIS một cách có hiệu quả để phục vụ
người sử dụng thông tin.
Để hoạt động thành công, hệ thống GIS phải được đặt trong 1 khung tổ
chức phù hợp và có những hướng dẫn cần thiết để quản lý, thu thập, lưu trữ và
phân tích số liệu, đồng thời có khả năng phát triển được hệ thống GIS theo nhu
cầu. Hệ thống GIS cần được điều hành bởi 1 bộ phận quản lý, bộ phận này phải
được bổ nhiệm để tổ chức hoạt động hệ thống GIS một cách có hiệu quả để phục
vụ người sử dụng thông tin. Trong quá trình hoạt động, mục đích chỉ có thể đạt
được và tính hiệu quả của kỹ thuật GIS chỉ được minh chứng khi công cụ này có
thể hỗ trợ những người sử dụng thông tin để giúp họ thực hiện được những mục
tiêu công việc. Ngoài ra việc phối hợp giữa các cơ quan chức năng có liên quan
cũng phải được đặt ra, nhằm gia tăng hiệu quả sử dụng của GIS cũng như các
nguồn số liệu hiện có.
Như vậy, trong 5 hợp phần của GIS, hợp phần chính sách và quản lý đóng
vai trò rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, đây là yếu
tố quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS [7].
6
5.
Tổng quan kiến trúc WEBGIS
Khái niệm về WEBGIS:
- Theo Harder 1998: WEBGIS là hệ thống phức tạp cung cấp truy cập trên
mạng với những chức năng như: bắt giữ hình ảnh, lưu trữ, hợp nhất dữ liệu, điều
khiển bằng tay, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian.
- Edward 2000: WEBGIS là hệ thống thông tin địa lý được phân bố thông
qua hệ thống mạng máy tính phục vụ cho việc thống nhất, phổ biến, giao tiếp
với các thông tin địa lý được hiển thị trên World Wide Web.
WEBGIS có tiềm năng lớn trong việc làm cho thông tin địa lý trở nên hữu
dụng và sẵn sàng tới số lượng lớn người dùng trên toàn thế giới. Thách thức lớn
của WEBGIS là việc tạo ra một hệ thống phần mềm không phụ thuộc vào nền
tảng phần cứng và chạy trên chuẩn giao thức mạng TCP/IP, có nghĩa là khả
năng WEBGIS được chạy trên bất kì trình duyệt web của bất kì máy tính nào
nối mạng Internet. Đối với vấn đề này, các phần mềm GIS hải được thiết kế lại
để trở thành ứng dụng WEBGIS theo các kỹ thuật mạng Internet [7].
a.
Kiến trúc chung
Dịch vụ web thông tin địa lý hay còn được gọi là WEBGIS được xây dựng
để cung cấp các dịch vụ về thông tin địa lý theo công nghệ web service. Chính
vì thế nên bất cứ WEBGIS nào cũng phải thỏa mãn kiến trúc ba tầng thông
dụng của một ứng dụng web. Sau đó tùy thuộc vào từng loại công nghệ và các
cách thức phát triển, mở rộng khác nhau mà WEBGIS sẽ trở thành n tầng khác
nhau. Kiến chung 3 tầng của WEBGIS được mô tả hình dưới bao gồm tầng trình
bày, tầng giao dịch và tầng dữ liệu được trình bày trong hình
Hình 2.2. Mô hình cấu trúc 3 tầng của WEBGIS
Tầng trình bày: Thông thường chỉ là các trình duyệt Internet Explorer,
Mozilla Firefox ... để mở các trang web theo URL được định sẵn. Các ứng dụng
client có thể là một website, Applet, Flash,… được viết bằng các công nghệ theo
chuẩn của W3C. Các Client đôi khi cũng là một ứng dụng desktop tương tự như
phần mềm MapInfo, ArcMap,…
7
Tầng giao dịch: Thường được tích hợp trong một webserver nào đó, ví dụ
như Tomcat, Apache, Internet Information Server. Đó là một ứng dụng phía
server nhiệm vụ chính của nó thường là tiếp nhận các yêu cầu 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 kết quả về theo yêu cầu. Tùy theo yêu
cầu của client mà kết quả về khác nhau : có thể là một hình ảnh dạng bimap
(jpeg, gif, png) hay dạng vector được mã hóa như SVG, KML, GML,…Một khi
dạng vector được trả về thì việc trình bày hình ảnh bản đồ được đảm nhiệm bởi
Client, thậm trí client có thể xử lý một số bài tóan về không gian. Thông thường
các response và request đều theo chuẩn HTTP POST hoặc GET.
Tầng dữ liệu: Là nơi lưu trữ các dữ liệu địa lý bao gồm cả các dữ liệu
không gian và phi không gian. Các dữ liệu này được quản trị bởi các hệ quản trị
cơ sở dữ liệu như ORACLE, MS SQL SERVER, ESRI SDE, POSGRESQL,…
hoặc là các file dữ liệu dạng flat như shapefile, tab, XML,… Các dữ liệu này
được thiết kế, cài đặt và xây dựng theo từng quy trình, từng quy mô bài toán ...
mà lựa chọn hệ quản trị cơ sở dữ liệu phù hợp.
Cơ sở dữ liệu không gian sẽ được dùng để quản lý và truy xuất dữ liệu
không gian, được đặt trên data server. Nhà kho hay nơi lưu trữ được dùng để
lưu trữ và duy trì những siêu dữ liệu về dữ liệu không gian tại những data server
khác nhau. Dựa trên những thành phần quản lý dữ liệu, ứng dụng server và mô
hình server được dùng cho ứng dụng hệ thống để tính toán thông tin không gian
thông qua các hàm cụ thể. Tất cả kết quả tính toán của ứng dụng server sẽ được
gửi đến web server để thêm vào các gói HTML, gửi cho phía client và hiển thị
nơi trình duyệt web.
Xem hình minh họa dưới đây. Lưu ý là tất cả các thành phần đều được kết
nối nhau thông qua mạng Internet [7].
8
Hình 2.3. Các bước xử lý thông tin WEBGIS
b. Các bước xử lý
Client gửi yêu cầu của người sử dụng thông qua giao thức HTTP đến
webserver.
Web server nhận yêu cầu của người dùng gửi đến từ phía client, xử lý và
chuyển tiếp yêu cầu đến ứng dụng trên server có liên quan.
Application server (chính là các ứng dụng GIS) nhận các yêu cầu cụ thể đối
với ứng dụng và gọi các hàm có liên quan để tính toán xử lý. Nếu có yêu cầu dữ
liệu nó sẽ gửi yêu cầu dữ liệu đến data exchange server(server trao đổi dữ liệu)..
Data exchange server nhận yêu cầu dữ liệu và tìm kiếm vị trí của những dữ
liệu này sau đó gửi yêu cầu dữ liệu đến server chứa dữ liệu (data server ) tương
ứng cần tìm.
Data server dữ liệu tiến hành truy vấn lấy ra dữ liệu cần thiết và trả dữ liệu
này về cho data exchange server
Data exchange server nhận dữ liệu từ nhiều nguồn data server khác nhau
nằm rải rác trên mạng. Sắp xếp dữ liệu lại theo logic của yêu cầu dữ liệu,sau đó
gửi trả dữ liệu về cho application server.
9
Application server nhận dữ liệu trả về từ các data exchange server và đưa
chúng đến các hàm cần sử dụng, xử lý chúng tại đây và kết quả được trả về cho
web server.
Web server nhận về kết quả xử lý, thêm vào các ngữ cảnh web (HTML,
PHP..) để có thể hiển thị được trên trình duyệt và cuối cùng gửi trả kết quả
về cho trình duyệt dưới dạng các trang web [7].
c. Các hình thức triển khai
Hình 2.4. Mô hình hoạt động của WEBGIS
Trong mô hình hoạt động của WEBGIS được chia ra 2 phần : các hoạt
động ở phía máy khách (client side) và các hoạt động xử lý ở phía máy chủ
( server side).
Client side
Client side được dùng để hiển thị kết quả đến cho người dùng, nhận các
điều khiển trực tiếp từ người dùng và tương tác với web server thông qua trình
duyệt web. Các trình duyệt web sử dụng chủ yếu HTML để định dạng trang
web. Thêm vào đó một vài plug-in, ActiveX và các mã Applet được nhúng vào
trình duyệt để tăng tính tương tác với người dùng.
10
Server side
Gồm có: Web server,Application server, Data server và Clearinghouse..
Server side có nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu không gian, xử lý tính toán và trả về kết
quả (dưới dạng hiển thị được) cho client side.
Webserver: được đung để phục vụ cho các ứng dụng web, web server sử
dụng nghi thức HTTP để giao tiếp với trình duyệt web ở phía client.
Application server: đây là chương trình gọi các hàm sử lý GIS, gửi yêu cầu
lấy dữ liệu đến clearinghouse.
Data server: data server là phần cơ bản của hầu hết các hệ thống thông tin
với nhiệm vụ quản lý và điều khiển truy cập dữ liệu.
Clearing house: clearing house được sử dụng để chứa dữ liệu về dữ liệu
không gian được quản lý bởi các data server [7].
6. Giới thiệu công nghệ mã nguồn mở Geoserver
Geoserver là một máy chủ mã nguồn mở với mục đích kết nối những thông
tin địa lý có sẵn tới các trang Web địa lý sử dụng chuẩn mở. Nó được bắt đầu
bởi một tổ chức phi lợi nhuận có tên The Open Planning Project (TOPP), nhằm
mục đích hỗ trợ việc xử lý thông tin không gian địa lý với chất lượng cao, đơn
giản trong sử dụng, là phần mềm mã nguồn mở nhằm cung cấp và chia sẻ dữ
liệu, và được kỳ vọng sẽ trở thành một phương thức đơn giản để kết nối những
nguồn thông tin có sẵn từ Google Earth, NASA World Wind nhằm tạo ra các
dịch vụ Webmap như Google Maps, Windows Live Local và Yahoo Maps.
Geoserver được viết bằng ngôn ngữ Java, cho phép người sử dụng chia sẻ và
chỉnh sửa dữ liệu không gian địa lý (geospatial data). Được thiết kế cho khả
năng tương tác, xuất bản dữ liệu từ bất kì nguồn dữ liệu không gian nào bằng
cách sửa dụng các chuẩn mở. Là một dự án mang tính cộng đồng, Geoserver
được phát triển, kiểm thử và hỗ trợ bởi nhiều nhóm đối tượng và tổ chức khác
nhau trên toàn thế giới. Geoserver là sự phối hợp các chuẩn hoạt động của Open
Geospatial Consortium (OGC), dịch vụ bản đồ (WMS - Web Map Service),
Web Feature Service (WFS), Web Converage Service (WCS). GeoServer là
thành phần nền tảng của Geospatial Web.
Chuẩn mở và khả năng chia sẻ dữ liệu không gian:
Geoserver cho phép người dùng hiển thị thông tin không gian. Cung cấp
chuẩn Dịch vụ bản đồ (Web Map Service - WMS), GeoServer có thể tạo bản đồ
-
11
và xuất ra nhiều định dạng. OpenLayers, một thư viện bản đồ hoàn toàn miễn
phí, được tích hợp cùng GeoServer giúp cho công việc tạo bản đồ trở nên đơn
giản hơn bao giờ hết.
Geoserver hỗ trợ rất nhiều style bản đồ, tương thích với chuẩn Web
Feature Service (WFS).
-
Geoserver cho phép chia sẻ và chỉnh sửa dữ liệu đang được dùng để hiển
thị bản đồ.
-
Các đặt trưng của Geoserver:
- Geoserver cho phép xuất dữ liệu linh hoạt dựa vào việc hỗ trợ các chuẩn
dữ liệu KML, GML, Shapefile, GeoRSS, PDF, GeoJSON, JPEG, GIF, SVG,
PNG ...
- Geoserver có thể đọc được nhiều định dạng dữ liệu, bao gồm Postgis,
Oracle Spatital, ArcSDE, DB2, MySQL, Shapefile, GeoTIFF, GTOPO30 và
nhiều loại khác. Bên cạnh đó, Geoserver còn có thể chỉnh sửa dữ liệu nhờ những
thành phần xử lý của Chuẩn Web Feature Server.
- Geserver được xây dựng dựa trên gói thư viện mã nguồn mở GeoTools,
được viết bởi ngôn ngữ java.
- Geoserver hỗ trợ việc chia sẻ dữ liệu không gian địa lý lên Google Earth
thông qua đặc tính 'Network link' sử dụng KML [2].
7.
Giới thiệu thư viện mã nguồn mở OpenLayers
OpenLayers là bộ thư viện JavaScript hỗ trợ hiển thị bản đồ trên các ứng
dụng web, được viết bằng ngôn ngữ JavaScript. OpenLayers không chỉ là thư
viện cung cấp một API JavaScript mà nó có thể kết hợp các bản đồ từ nhiều
nguồn khác nhau vào trang web hoặc ứng dụng.
OpenLayers giúp cho việc đặt một bản đồ động bất kỳ vào một trang web
thật là dễ dàng. Nó có thể hiển thị các ô bản đồ và đánh dấu tải từ bất kỳ nguồn
nào. OpenLayers được phát triển cho việc sử dụng các thông tin địa lý của các
loại dữ liệu.
Đặc điểm nổi bật của thư viện OpenLayers:
- Bộ thư viện mã nguồn mở
- Tuân theo chuẩn quốc tế
12
- Hỗ trợ nhiều loại dịch vụ (WMS, WFS, WCS,…) và Map Server như
ArcGis, Geoserver, MapServer
- Đọc được các định dạng trên Google Map, OpenStreetMap,…
- Hỗ trợ xây dựng các thao tác trên bản đồ [2].
8.
Giới thiệu các ngôn ngữ lập trình HTML/CSS, JavaScrip, PHP
a. Ngôn ngữ HTML/CSS
- HTML
HTML là viết tắt của cụm từ Hypertext Markup Language ( Hiểu nghĩa là
"Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản bằng thẻ" ).
HTML không phải là một ngôn ngữ lập trình máy tính mà nó là một ngôn
ngữ sử dụng các thẻ html để biểu diễn các trang web.
VD: Trong văn bản html thẻ <a> đánh dấu một liên kết đến một tài liệu nào
đó, thẻ
đánh dấu một đoạn văn, thẻ
