Xây dựng ứng dụng web cảnh báo tắc đường trên địa bàn Hà Nội dựa trên WebGIS và điện toán đám mây

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn quí Thầy Cô đang công tác tại Trường
Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, quí Thầy Cô - Bộ môn Công nghệ thông
tin, Khoa Công nghệ thông tin, đặc biệt là anh Nguyễn Văn Đạt – cán bộ hướng dẫn
đồ án thực tập đã tận tâm truyền đạt nhiều kiến thức quí báu, làm nền tảng cho em
hoàn thành tốt khóa luận này.
Em chân thành cảm ơn - phó giám đốc_Nguyễn Sơn Hà, Trung tâm công nghệ
thông tin sở Tài nguyên và Môi trường Thanh Hóa, ThS.Phí Thị Hải Yến đã tận tình
chỉ dạy, theo sát và góp ý cho em trong suốt quá trình làm khóa luận thực tập.
Cho em gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cán bộ - viên chức đang công tác tại Trung
tâm Công nghệ thông tin sở Tài nguyên và Môi trường Thanh Hóa, đặc biệt là anh
Nguyễn Văn Đạt đã tạo điều kiện tốt nhất và giúp đỡ em trong thời gian thực tập .
Con cảm ơn gia đình đã nuôi dưỡng, dạy bảo, tạo mọi điều kiện tốt nhất để con
được học tập, cảm ơn Ba Mẹ đã chia sẻ và động viên mỗi khi con vấp ngã, luôn đồng
hành cùng con trong suốt thời gian qua.
Bản thân mặc dù đã cố gắng và nổ lực để thực hiện đề tài, tuy nhiên khóa luận
không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Em rất mong nhận được sự chia sẻ, góp
ý từ phía quí Thầy Cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện tốt nhất.
Thanh Hóa, ngày 22 tháng 04 năm 2016
Sinh viên thực hiện
(Ký rõ họ và tên)

Lê Thị Lệ Thanh

1


TÓM TẮT

•
•

•
•

•
•

Đề tài nghiên cứu “Xây dựng ứng dụng web cảnh báo tắc đường trên địa bàn
Hà Nội dựa trên WebGIS và điện toán đám mây” được tiến hành tại trung tâm CNTT
– Sở Tài nguyên và Môi trường Thanh Hóa, thời gian thực hiện từ ngày 15 tháng 02
năm 2016 đến ngày 22 tháng 4 năm 2016. Đề tài thực hiện theo trình tự sau:
Nghiên cứu sơ đồ hoạt động, cách thức hoạt động của WebGIS
Nghiên cứu các mô hình triển khai, ưu điểm, nhược điểm của điện toán đám mây.
Nghiên cứu các phương thức triển khai ứng dụng dựa trên WebGIS và điện toán đám
mây đã có.
Xây dựng ứng dụng cảnh báo tắc đường trên địa bàn Hà Nội. Hiệu chỉnh và hoàn thiện
nội dung đề tài
Kết quả thu được:
Xây dựng ứng dụng web cảnh báo tắc đường trên địa bàn Hà Nội dựa trên WebGIS và
điện toán đám mây, có nhiều chức năng, giao diện thân thiện, dễ sử dụng.
Báo cáo và trình bày nội dung đề tài.

2


MỤC LỤC

.................................................................................................................................. 34

3

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
KÝ HIỆU

NỘI DUNG VIẾT TẮT

Ý NGHĨA

CNTT

Công nghệ thông tin

Công nghệ thông tin

GIS

Hệ thống thông tin địa lý

Hệ thống thông tin địa lý

ĐTĐM

Điện toán đám mây

Điện toán đám mây

IaaS

Infrastructure as a Service

Hạ tầng như dịch vụ

PaaS

Platform as a Service

Nền tảng như dịch vụ

SaaS

Software as a Service

Phần mềm như dịch vụ

API

Application Programming Interfaces Giao diện lập trình ứng dụng

CRM

Customer Relationship Management Quản lý mối quan hệ khách hàng

IT

Information technology

Công nghệ thông tin

HTTP

Hyper Text Transfer Protocol

Giao thức truyền siêu văn bản

UBND

Ủy ban nhân dân

Ủy ban nhân dân

4


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

5


DANH SÁCH CÁC BẢNG

6




•
•
•
•
•

•
•

•
•
•
•


•

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn chuyên đề thực tập
Với số lượng dân cư quá lớn tại thủ đô Hà Nội, nơi đất hẹp người đông, việc tắc
đường đã trở thành chuyện quá đỗi bình thường trên các con đường tại Hà Nội tại các
giờ cao điểm. Điều này đặt ra vấn đề làm thế nào để đưa bản đồ và thông tin thuộc tính
lên web để hiển thị cảnh báo những đoạn đường đang ùn tắc một cách dễ dàng.
Công nghệ web và hệ thống thông tin địa lý (GIS) ngày càng phát triển, đòi hỏi
việc xem bản đồ trên Internet được chú trọng. Sự kết hợp giữa công nghệ web, hệ
thống thông tin địa lý (GIS) tạo thành WebGIS đáp ứng được yêu cầu trên.
WebGIS trong thời gian gần đây phát triển mạnh mẽ và là xu hướng phổ biến,
không chỉ hiển thị được dạng thông tin thuần túy mà nó còn hiển thị thông tin không
gian hữu ích cho người sử dụng.
Đề tài: “Xây dụng ứng dụng web cảnh báo tắc đường tại Hà Nội dựa trên
WebGIS và điện toán đám mây” được thực hiện để hỗ trợ người dùng có thể tìm kiếm
và truy vấn một số thông tin có thể giúp giải quyết được sự ùn tắc giao thông trên địa
bàn Hà Nội và giảm chi phí và thời gian của người tham gia giao thông cần thiết trên
web.
2. Đối tượng, phạm vi và phương pháp thực hiện của chuyên đề thực tập
Đối tượng nghiên cứu của chuyên đề thực tập: Xây dựng ứng dụng web cảnh báo tắc

đường trên địa bàn Hà Nội.
Phạm vi thực hiện của chuyên đề thực tập
Nắm rõ khái niệm điện toán đám mây
Các công nghệ ảo hóa
Hiểu rõ cấu trúc của đám mây công cộng
Sơ đồ hoạt động của WebGIS
Các loại bản đồ của GIS
Phương thức triển khai ứng dụng dựa trên WebGIS và điện toán đám mây đã có.
Xây dựng ứng dụng cảnh báo tắc đường tại Hà Nội dựa trên WebGis và điện toán đám
mây
Phương pháp thực hiện của chuyên đề thực tập
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: tiến hành thu nhập các tài liệu, thông tin liên quan
đến đề tài.
Tổng hợp và phân tích tài liệu để đưa ra các phương thức triển khai WebGis trên điện
toán đám mây.
Tạo một ứng dụng dựa trên WebGIS/ĐTĐM
Phương pháp thử nghiệm: sử dụng điện thoại di động, máy tính truy cập vào ứng dụng
và upload các địa điểm đang tắc đường có thông tin kèm theo như hình ảnh, mô tả tình
trạng, video v.v.v…
3. Mục tiêu và nội dung của chuyên đề
Mục tiêu
Đưa ra các phương thức triển khai ứng dụng dựa trên WebGIS và điện toán đám mây.
7


Xây dựng ứng dụng cảnh báo tình trạng tắc đường tại Hà Nội, sử dụng WebGIS và
điện toán đám mây.
 Nội dung
• Nghiên cứu sơ đồ hoạt động của WebGis, cách thức hoạt động, các mô hình triển khai,
ưu điểm, nhược điểm của điện toán đám mây, các phương thức triển khai ứng dụng

dựa trên WebGis và điện toán đám mây đã có.
• Nghiên cứu xây dựng một ứng dụng cảnh báo tắc đường trên địa bàn Hà Nội dựa trên
WebGis và điện toán đám mây.
•

8


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP
1.1 Giới thiệu về sở Tài nguyên và Môi trường Thanh Hóa

•
•
•
1.2
•

•
•

Sở Tài nguyên và Môi trường Thanh Hoá được thành lập theo Quyết định số
2434/2003/QĐ-UB ngày 28/7/2003 của UBND tỉnh Thanh Hoá, tiền thân là Sở Địa
chính, Ban Quản lý Ruộng đất:
Địa chỉ : Số 14 Hạc Thành, phường Tân Sơn, Thành phố Thanh Hóa, Tỉnh Thanh Hóa.
Điện thoại:80376.256.168
Fax: 0376.256.157
Website: />Giới thiệu về trung tâm CNTT
1.2.1 Vị trí, chức năng:
Trung tâm Công nghệ thông tin (sau đây gọi tắt là Trung tâm) là đơn vị sự nghiệp
công lập, trực thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường Thanh Hoá, có chức năng thực hiện

các hoạt động về ứng dụng và phát triển công nghệ thông tin tài nguyên và môi trường
thuộc phạm vi quản lý của Sở; tổ chức thực hiện các dịch vụ công về công nghệ thông
tin theo quy định của pháp luật.
Trung tâm có tư cách pháp nhân, có con dấu, được mở tài khoản tại Kho bạc và Ngân
hàng.
Trung tâm chịu sự chỉ đạo, quản lý của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thanh Hoá
về tổ chức, biên chế và hoạt động; đồng thời chịu sự chỉ đạo, kiểm tra, hướng dẫn về
chuyên môn nghiệp vụ của Cục Công nghệ thông tin trực thuộc Bộ Tài nguyên và Môi
trường.
1.2.2 Nhiệm vụ, quyền hạn:
1. Xây dựng kế hoạch ứng dụng, phát triển công nghệ thông tin tài nguyên và
môi trường của tỉnh thuộc phạm vi quản lý của Sở Tài nguyên và Môi trường, tổ chức
thực hiện kế hoạch sau khi được phê duyệt.
2. Tổ chức xây dựng và quản lý vận hành cơ sở dữ liệu tài nguyên và môi
trường của tỉnh theo phân công của Giám đốc Sở Tài nguyên và Môi trường, bao gồm:
a) Xây dựng quy chế thu thập, quản lý, cập nhật, khai thác và sử dụng dữ liệu
về tài nguyên và môi trường áp dụng trên địa bàn tỉnh;
b) Xây dựng kế hoạch thu thập dữ liệu về tài nguyên và môi trường hàng năm
của tỉnh và phối hợp tổ chức thực hiện sau khi được phê duyệt;
c) Tiếp nhận, xử lý dữ liệu về tài nguyên và môi trường; xây dựng, tích hợp,
quản lý, cập nhật, khai thác và sử dụng cơ sở dữ liệu về tài nguyên và môi trường của
tỉnh;
d) Cung cấp các dữ liệu về tài nguyên và môi trường cho các tổ chức, cá nhân
theo quy định của pháp luật;
9


đ) Xây dựng danh mục dữ liệu về tài nguyên và môi trường của tỉnh và phối
hợp tổ chức công bố trên cổng thông tin hoặc trang thông tin điện tử của Sở Tài
nguyên và Môi trường và của tỉnh;

e) Tham gia kiểm tra và đề xuất hình thức xử lý các đơn vị, tổ chức, cá nhân vi
phạm các quy định về thu thập, quản lý, cập nhật, khai thác và sử dụng dữ liệu tài
nguyên và môi trường của địa phương.
3. Tổ chức thực hiện công tác tin học hóa quản lý hành chính nhà nước của Sở
Tài nguyên và Môi trường; tổ chức các hoạt động thúc đẩy ứng dụng công nghệ thông
tin trong ngành tài nguyên và môi trường của tỉnh; hướng dẫn, giám sát, quản lý các hệ
thống thông tin và các phần mềm quản lý chuyên ngành.
4. Xây dựng, triển khai chương trình ứng dụng công nghệ thông tin của Sở Tài
nguyên và Môi trường; quản trị vận hành hạ tầng kỹ thuật, duy trì hoạt động của cổng
thông tin điện tử hoặc trang thông tin điện tử, thư viện điện tử, bảo đảm việc cung cấp
dịch vụ hành chính công trên mạng thuộc phạm vi quản lý của Sở Tài nguyên và Môi
trường.
5. Quản lý, lưu trữ và tổ chức cung cấp dịch vụ, thu phí khai thác về thông tin,
tư liệu tổng hợp về tài nguyên và môi trường thuộc phạm vi quản lý của Sở Tài
nguyên và Môi trường.
6. Thẩm định các dự án về ứng dụng công nghệ thông tin, các phần mềm
chuyên ngành và cơ sở dữ liệu thuộc phạm vi quản lý của Sở Tài nguyên và Môi
trường.
7. Tổ chức tập huấn, cập nhật kiến thức và chuyển giao các ứng dụng công
nghệ thông tin, phần mềm ứng dụng chuyên ngành cho cơ sở và các đối tượng sử dụng
theo kế hoạch và chương trình được duyệt.
8. Tổ chức xây dựng, nghiên cứu và thực hiện các chương trình, đề tài, đề án về
công nghệ thông tin, tư liệu, dữ liệu tài nguyên và môi trường theo phân công của
Giám đốc Sở Tài nguyên và Môi trường.
9. Phối hợp với các đơn vị thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường và các tổ chức
có liên quan thực hiện công tác bảo đảm an toàn và bảo mật hệ thống thông tin, các cơ
sở dữ liệu điện tử về tài nguyên và môi trường của tỉnh.
10. Phối hợp hướng dẫn, kiểm tra, đôn đốc việc thực hiện các văn bản quy
phạm pháp luật về lĩnh vực công nghệ thông tin và thực hiện chiến lược ứng dụng và
phát triển công nghệ thông tin tài nguyên và môi trường trên địa bàn tỉnh.

11. Thực hiện dịch vụ, chuyển giao công nghệ về ứng dụng công nghệ thông tin
theo quy định của pháp luật.

10


12. Quản lý tổ chức bộ máy, công chức, viên chức, lao động, tài chính, tài sản
thuộc phạm vi quản lý của Trung tâm theo phân cấp của UBND tỉnh, của Sở Tài
nguyên và Môi trường và quy định của pháp luật.
13. Thống kê, báo cáo về lĩnh vực công nghệ thông tin và dữ liệu về tài nguyên
và môi trường của Sở Tài nguyên và Môi trường.
14. Thực hiện các nhiệm vụ khác do Giám đốc Sở Tài nguyên và Môi trường
giao.
1.2.3 Tổ chức, bộ máy và biên chế
- Lãnh đạo Trung tâm:
+ Ông Đào Ngọc Đức - Giám đốc;
+ Bà Trần Thị Bích Lân - Phó Giám đốc;
+ Ông Nguyễn Sơn Hà - Phó Giám đốc.
- Các phòng chuyên môn
+ Phòng Hành chính - Tổng hợp và Dữ liệu, Lưu trữ:
+ Phòng Phát triển công nghệ:
Biên chế của Trung tâm là biên chế sự nghiệp nằm trong tổng biên chế của Sở
Tài nguyên và Môi trường, được Chủ tịch UBND tỉnh giao hằng năm. Ngoài ra căn cứ
yêu cầu nhiệm vụ, khả năng tài chính của đơn vị, Giám đốc Trung tâm được ký hợp
đồng thuê, khoán công việc để thực hiện nhiệm vụ; ký hợp đồng và các hình thức hợp
tác khác với chuyên gia, các nhà khoa học trong và ngoài nước để đáp ứng yêu cầu
chuyên môn của đơn vị; kinh phí chi trả cho lao động hợp đồng do Trung tâm tự cân
đối. Trước khi ký hợp đồng lao động, Giám đốc Trung tâm lập báo cáo và danh sách,
trình Giám đốc Sở xem xét, chấp thuận.

11


CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ THỰC HIỆN CHUYÊN ĐỀ THỰC TẬP
I. TỔNG QUAN
1.Tổng quan về khu vực nghiên cứu
Trong rất nhiều vấn đề nóng bỏng của đời sống xã hội, an toàn giao thông được
giới báo chí và truyền thông quan tâm đặc biệt. Bởi đó là vấn đề mà hàng ngày hàng
giờ ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn tính mạng của người tham gia giao thông. Hàng
ngày trong chương trình chào buổi sáng lúc 6h, sau trang tin tức là đến bản tin an toàn
giao thông. Chúng ta phải giật mình vì những vụ tai nạn giao thông thương tâm xảy ra
trong cả nước. Và ngay trong lòng thủ đô, giám chắc rằng có ít nhất một lần bạn chứng
kiến một vụ va chạm nào đó hoặc nếu không thì chí ít đó cũng là tắc đường trong giờ
cao điểm. Thật là bực mình mỗi khi tắc đường thay vì đi thẳng về nhà bạn phải ngồi
lại hàng giờ đi đủ một vòng để có thể về nhà. Hay có khi phải đứng giữa nắng trang
trang của tháng 5 để chờ cho dòng xe lưu thông. Những cảnh tượng ấy đã trở nên quá
quen thuộc với người dân Hà Nội. Và câu hỏi đặt ra là làm thế nào để có thể khắc phục
tình trạng trên? Dưới cái nhìn của triết học duy vật biện chứng thì thực trạng mất an
toàn giao thông đường bộ ở Hà Nội được phân tích thành mâu thuẫn cơ bản bên trong
giữa một mặt là bản chất với một mặt là hiện tượng thực trạng đó. Chính mâu thuẫn
này em đã thực hiện “Xây dựng ứng dụng Web cảnh báo tắc đường tại Hà Nội dựa
trên WebGis và điện toán đám mây” nhằm giải quyết được một phần nào đó thực trạng
trên.
2. Tổng quan về điện toán đám mây
2.1 Vì sao cần dùng điện toán đám mây
2.1.1 Khái niệm điện toán đám mây
• Điện toán đám mây là một giải pháp toàn diện cung cấp công nghệ thông tin như một
dịch vụ. Nó là một giải pháp điện toán dựa trên Internet ở đó cung cấp tài nguyên chia
sẻ giống như dòng điện được phân phối trên lưới điện. Các máy tính trong các đám
mây được cấu hình để làm việc cùng nhau và các ứng dụng khác nhau sử dụng sức

mạnh điện toán tập hợp cứ như thể là chúng đang chạy trên một hệ thống duy nhất.
• Tính linh hoạt của điện toán đám mây là một chức năng phân phát tài nguyên theo yêu
cầu. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng các tài nguyên tích lũy của hệ
thống, phủ nhận sự cần thiết phải chỉ định phần cứng cụ thể cho một nhiệm vụ. Trước
điện toán đám mây, các trang web và các ứng dụng dựa trên máy chủ đã được thi hành
trên một hệ thống cụ thể. Với sự ra đời của điện toán đám mây, các tài nguyên được sử
dụng như một máy tính gộp ảo. Cấu hình hợp nhất này cung cấp một môi trường ở đó
các ứng dụng thực hiện một cách độc lập mà không quan tâm đến bất kỳ cấu hình cụ
thể nào.
12


2.1.2 Vì sao cần dùng điện toán đám mây
• Chi phí giảm: Điện toán đám mây có thể làm giảm cả chi phí vốn (CapEx) lẫn chi phí
vận hành (OpEx) vì các tài nguyên chỉ được mua khi cần và chỉ phải trả tiền khi sử
dụng.
• Cách sử dụng nhân viên được tinh giản: Việc sử dụng điện toán đám mây giải
phóng đội ngũ nhân viên quý giá cho phép họ tập trung vào việc cung cấp giá trị hơn
là duy trì phần cứng và phần mềm.
• Khả năng mở rộng vững mạnh: Điện toán đám mây cho phép khả năng điều chỉnh
quy mô ngay lập tức hoặc tăng lên hoặc giảm xuống, bất cứ lúc nào mà không cần
giao kết dài hạn.
2.2 Giới thiệu về điện toán đám mây
Điện toán đám mây (Cloud Computing, hay còn biết đến với tên gọi “Điện toán
máy chủ ảo”) là mô hình máy tính dựa trên nền tảng phát triển của Internet.
Điện toán đám mây là sự nâng cấp từ mô hình máy chủ mainframe sang mô
hình client-server. Cụ thể, người dùng sẽ không còn phải có các kiến thức về chuyên
mục để điều khiển các công nghệ, máy móc và cơ sở hạ tầng, mà các chuyên gia trong
“đám mây” của các hãng cung cấp sẽ giúp thực hiện điều đó.
Thuật ngữ "đám mây" ở đây là lối nói ẩn dụ chỉ Internet và như một liên tưởng

về độ phức tạp của các cơ sở hạ tầng chứa trong nó. Ở mô hình điện toán này, mọi khả
năng liên quan đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ",
cho phép người sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ từ một nhà cung cấp nào đó
"trong đám mây" mà không cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ,
cũng như không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó.
Tài nguyên, dữ liệu, phần mềm và các thông tin liên quan đều được chứa trên
các server (chính là các “đám mây”).
Nói một cách đơn giản nhất “ứng dụng điện toán đám mây” chính là những ứng
dụng trực tuyến trên Internet. Trình duyệt là nơi ứng dụng hiện hữu và vận hành còn
dữ liệu được lưu trữ và xử lý ở máy chủ của nhà cung cấp ứng dụng đó.

13


Hình 1.1: Mô hình tổng quan của điện toán đám mây

2.3 Những đặc điểm nổi bật của điện toán đám mây
Tự phục vụ theo nhu cầu (On-demand self-service), mọi yêu cầu đều được
thực hiện thông qua việc gửi yêu cầu qua môi trường internet, không cần tương tác
trực tiếp với người cung cấp dịch vụ.
Truy xuất diện rộng (Broad network access), Cloud Computing cung cấp mọi
thứ trên nền tảng internet (mọi thứ đều nằm trên mạng, người dùng chỉ cần một thiết bị
đầu cuối có khả năng truy cập mạng và sử dụng). Chính vì thế với thiết bị cầm tay, có
khả năng di dộng cao…. Vẫn có thể sử dụng dịch vụ Cloud Computing, điều đó dẫn
đến tiềm năng mở rộng cao.
Dùng chung tài nguyên (Resource pooling), tài nguyên nhà cung cấp dịch vụ
được sử dụng để cung cấp cho nhiều người. Nhờ công nghệ ảo hóa, tài nguyên sẽ được
phân phát theo nhu cầu người dùng theo từng thời điểm xác định. Nhờ đó mà nâng cao
khả năng phục vụ cho nhiều người dùng trên một đơn vị tài nguyên hiện có.
Khả năng co giãn (Rapid elasticity), công nghệ Cloud Computing cho phép

khả năng tự động mở rộng hoặc thu nhỏ hệ thống tùy theo nhu cầu của người dùng.
Khi nhu cầu tăng cao, hệ thống sẽ tự mở rộng bằng cách thêm tài nguyên vào. Khi nhu
cầu giảm xuống, hệ thống sẽ tự giảm bớt tài nguyên. Mọi thứ đều được thực hiện một
cách linh động và mềm dẻo,hoàn toàn không thay đổi chất lượng dịch vụ với người
dùng. Nhờ đó mà nhà cung cấp giảm thiểu được tài nguyên dư thừa, đồng thời khách
hàng cũng được hưởng lợi từ việc giảm thiểu chi phí không cần thiết.
Điều tiết dịch vụ (Measured service), nhờ khả năng co giãn mà hệ thống có thể
tự động kiểm soát và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên (dung lượng lưu trữ, đơn vị
14


xử lý, băng thông…). Đảm bảo lợi ích cho cả người dùng và nhà cung cấp một cách
minh bạch, rõ ràng.
2.4 Mô hình hướng dịch vụ của điện toán đám mây

Hình 1.2: Mô hình dịch vụ điện toán đám mây

Hạ tầng IaaS (Infrastructure as a Service)
IaaS cung cấp hạ tầng cơ bản bao gồm: năng lực tính toán, không gian lưu trữ,
kết nối mạng tới khách hàng. Khách hàng (là cá nhân hoặc tổ chức) có thể sử dụng tài
nguyên hạ tầng này để đáp ứng nhu cầu tính toán hoặc cài đặt ứng dụng riêng tùy theo
nhu cầu sử dụng. Khách hàng điển hình của hạ tầng IaaS có thể là mọi đối tượng, cần
tới một máy tính và tự cài đặt ứng dụng của mình.
Ví dụ điển hình về hạ tầng này là hạ tầng Elastic Compute Cloud (EC2) của
Amazon. Khách hàng có thể đăng ký sử dụng một máy tính ảo trên dịch vụ của
Amazon và lựa chọn một hệ thống điều hành (ví dụ: Windows hoặc Linux) và tự cài
đặt ứng dụng của mình.
Nền tảng PaaS (Platform as a Service)
Cung cấp nền tảng điện toán cho phép khách hàng phát triển các phần mềm,
phục vụ nhu cầu tính toán hoặc xây dựng thành dịch vụ trên nền tảng đám mây đó, mà

không quan tâm nhiều đến chi phí hay sự phức tạp của việc trang bị và quản lý các lớp
phần cứng và phần mềm bên dưới.
Nền tảng PaaS có thể được cung cấp dưới dạng các ứng dụng lớp giữa
(middleware), các ứng dụng chủ (application server) cùng các công cụ lập trình với
ngôn ngữ lập trình nhất định để xây dựng ứng dụng.
Nền tảng PaaS cũng có thể được xây dựng riêng và cung cấp cho khách hàng
thông qua một API riêng. Khách hàng xây dựng ứng dụng và tương tác với hạ tầng
tính toán đám mây thông qua API đó.

15


Với nền tảng PaaS, khách hàng không quản lý nền tảng đám mây hay các tài
nguyên lưu trữ ở lớp dưới như hệ điều hành… Khách hàng điển hình của nền tảng
PaaS chính là các nhà phát triển ứng dụng độc lập (Independent Software Vendor)
Dịch vụ App Engine của Google là một nền tảng PaaS điển hình, cho phép
khách hàng xây dựng các ứng dụng web với môi trường chạy ứng dụng và phát triển
dựa trên các ngôn ngữ lập trình chạy trên máy ảo Java hoặc Python.
Dịch vụ phần mềm SaaS (Software as a Service)
Dịch vụ SaaS cung cấp các ứng dụng hoàn chỉnh như một dịch vụ theo yêu cầu
cho nhiều khách hàng với chỉ một phiên bản cài đặt. Khách hàng không cần quan tâm
đến việc vá lỗi, update, bảo trì các tài nguyên tính toán bên dưới, mà chỉ cần quan tâm
đến việc lựa chọn ứng dụng phù hợp nhu cầu, và sử dụng đạt hiệu quả cao nhất.
Dịch vụ SaaS nổi tiếng nhất phải kể đến Salesforce.com với các ứng dụng cho
doanh nghiệp mà nổi bật nhất là CRM. Các ứng dụng SaaS cho người dùng cuối phổ
biến là các ứng dụng Online Office của Microsoft hay Google Docs của Google.
2.5 Cách thức hoạt động của điện toán đám mây
Để hiểu cách thức hoạt động của “đám mây”, tưởng tượng rằng “đám mây” bao
gồm 2 lớp: Lớp Back-end và lớp Front-end.

Hình 1.3: Cách thức hoạt động của điện toán đám mây

Lớp Front-end, là lớp người dùng, cho phép người dùng sử dụng và thực hiện
thông qua giao diện người dùng. Khi người dùng truy cập các dịch vụ trực tuyến, họ sẽ
phải sử dụng thông qua giao diện từ lớp Front-end, và các dịch vụ sẽ được chạy trên
lớp Back-end nằm ở “đám mây”.
16


Lớp Back-end, bao gồm các cấu trúc phần cứng và phần mềm để cung cấp giao
diện cho lớp Front-end và được người dùng tác động thông qua giao diện đó.
2.6 Các mô hình triển khai điện toán đám mây
Từ “đám mây” (cloud) xuất phát từ hình ảnh minh họa Internet đã được sử dụng
rộng rãi trong các hình vẽ về hệ thống mạng máy tính của giới CNTT. Một cách nôm
na, điện toán đám mây là mô hình điện toán Internet. Tuy nhiên, khi mô hình tính toán
đám mây dần định hình, các ưu điểm của nó đã được vận dụng để áp dụng trong các
môi trường có quy mô và phạm vi riêng, hình thành các mô hình triển khai khác nhau.

Hình 1.4: Các dạng mô hình triển khai điện toán đám mây

2.6.1 Các đám mây công cộng (Public Cloud)
Đây là mô hình mà hạ tầng Cloud Computing được một tổ chức sỡ hữu và cung
cấp dịch vụ rộng rãi cho tất cả các khách hàng thông qua hạ tầng Internet hoặc các
mạng công cộng diện rộng.
Các dịch vụ đám mây công cộng hướng tới số lượng khách hàng lớn nên
thường có năng lực về hạ tầng cao, đáp ứng nhu cầu tính toán linh hoạt, đem lại chi
phí thấp cho khách hàng. Do đó khách hàng của dịch vụ trên mô hình Public Cloud,
trong đó có khách hàng cá nhân và doanh nghiệp nhỏ, sẽ được lợi thế trong việc dễ
dàng tiếp cận các ứng dụng công nghệ cao, chất lượng mà không phải đầu tư ban đầu,
chi phí sử dụng thấp, linh hoạt.

Nhà cung cấp đám mây chịu trách nhiệm về cài đặt, quản lý, cung cấp và bảo
trì. Khách hàng chỉ chịu phí cho các tài nguyên nào mà họ sử dụng, vì thế cái chưa sử
dụng được loại bỏ.

17


Hình 1.5: Mô hình Public Cloud

2.6.2 Các đám mây riêng (Private Cloud)
Còn gọi là đám mây “doanh nghiệp”, là mô hình trong đó hạ tầng đám mây
được sở hữu bởi một tổ chức và phục vụ cho chính tổ chức đó. Tổ chức sở hữu có
trách nhiệm thiết lập và bảo trì đám mây này. Private Cloud thường được các doanh
nghiệp lớn xây dựng cho mình nhằm khai thác ưu điểm về công nghệ và khả năng
quản trị của Cloud Computing. Với Private Cloud, các doanh nghiệp tối ưu được hạ
tầng IT của mình, nâng cao hiệu quả sử dụng, quản lý trong cấp phát và thu hồi tài
nguyên, qua đó giảm thời gian đưa sản phẩm sản xuất, kinh doanh ra thị trường.

18


Hình 1.6: Mô Hình Private Cloud

2.6.3 Các đám mây lai (Hybrid Cloud)
Là một sự kết hợp của các đám mây công cộng và riêng. Những đám mây này
thường do doanh nghiệp tạo ra và các trách nhiệm quản lý sẽ được phân chia giữa
doanh nghiệp và nhà cung cấp đám mây công cộng. Đám mây lai sử dụng các dịch vụ
có trong cả không gian công cộng và riêng.
Doanh nghiệp sẽ chia chức năng nghiệp vụ và dữ liệu thành 2 loại : quan trọng
và không quan trọng. Các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu không quan trọng sẽ được

triển khai dưới dạng Public Cloud còn chức năng nghiệp vụ và dữ liệu quan trọng, cần
bảo mật sẽ được triển khai dưới dạng Private Cloud.Tuy nhiên vấn đề đặt ra là làm sao
ứng dụng đó có thể kết nối, trao đổi dữ liệu để hoạt động một cách hiệu quả mà vẫn
đảm bảo được tính thống nhất giữa 2 mô hình triển khai.

19


Hình 1.7: Mô hình Hybrid cloud

2.6.4 Các đám mây công cộng (Community Cloud)
Một đám mây cộng đồng có thể được thiết lập bởi một số tổ chức có nhu cầu
tương tự và tìm cách chia sẻ cơ sở hạ tầng để nâng cao hiệu quả đầu tư và sử dụng..
Tùy chọn này là tốn kém hơn nhưng có thể đáp ứng về sự riêng tư, an ninh hoặc tuân
thủ các chính sách tốt hơn.

Hình 1.8: Mô hình Community cloud

2.7 Ưu điểm và nhược điểm của điện toán đám mây
2.7.1 Ưu điểm của điện toán đám mây
Những ưu điểm và thế mạnh dưới đây đã góp phần giúp "điện toán đám mây"
trở thành mô hình điện toán được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới.
• Tốc độ xử lý nhanh, cung cấp cho người dùng những dịch vụ nhanh chóng và giá
thành rẻ dựa trên nền tảng cơ sở hạ tầng tập trung (đám mây).
20


•
•

•
•

•
•
•
•

•

•

•

•

Chi phí đầu tư ban đầu về cơ sở hạ tầng, máy móc và nguồn nhân lực của người sử
dụng điện toán đám mây được giảm đến mức thấp nhất.
Không còn phụ thuộc vào thiết bị và vị trí địa lý, cho phép người dùng truy cập và sử
dụng hệ thống thông qua trình duyệt web ở bất kỳ đâu và trên bất kỳ thiết bị nào mà họ
sử dụng (chẳng hạn là PC hoặc là điện thoại di động…).
Chia sẻ tài nguyên và chi phí trên một địa bàn rộng lớn, mang lại các lợi ích cho người
dùng.
Với độ tin cậy cao, không chỉ dành cho người dùng phổ thông, điện toán đám mây còn
phù hợp với các yêu cầu cao và liên tục của các công ty kinh doanh và các nghiên cứu
khoa học. Tuy nhiên, một vài dịch vụ lớn của điện toán đám mây đôi khi rơi vào trạng
thái quá tải, khiến hoạt động bị ngưng trệ. Khi rơi vào trạng thái này, người dùng
không có khả năng để xử lý các sự cố mà phải nhờ vào các chuyên gia từ “đám mây”
tiến hành xử lý.
Khả năng mở rộng được, giúp cải thiện chất lượng các dịch vụ được cung cấp trên

“đám mây”.
Khả năng bảo mật được cải thiện do sự tập trung về dữ liệu.
Các ứng dụng của điện toán đám mây dễ dàng để sửa chữa và cải thiện về tính năng
bởi lẽ chúng không được cài đặt cố định trên một máy tính nào.
Tài nguyên sử dụng của điện toán đám mây luôn được quản lý và thống kê trên từng
khách hàng và ứng dụng, theo từng ngày, từng tuần, từng tháng. Điều này đảm bảo
cho việc định lượng giá cả của mỗi dịch vụ do điện toán đám mây cung cấp để người
dùng có thể lựa chọn phù hợp.
2.7.2 Nhược điểm của điện toán đám mây
Tuy nhiên, mô hình điện toán này vẫn còn mắc phải một số nhược điểm sau:
Tính riêng tư: Các thông tin người dùng và dữ liệu được chứa trên điện toán đám mây
có đảm bảo được riêng tư, và liệu các thông tin đó có bị sử dụng vì một mục đích nào
khác?
Tính sẵn dùng: Liệu các dịch vụ đám mây có bị “treo” bất ngờ, khiến cho người dùng
không thể truy cập các dịch vụ và dữ liệu của mình trong những khoảng thời gian nào
đó khiến ảnh hưởng đến công việc.
Mất dữ liệu: Một vài dịch vụ lưu trữ dữ liệu trực tuyến trên đám mây bất ngờ ngừng
hoạt động hoặc không tiếp tục cung cấp dịch vụ, khiến cho người dùng phải sao lưu dữ
liệu của họ từ “đám mây” về máy tính cá nhân. Điều này sẽ mất nhiều thời gian. Thậm
chí một vài trường hợp, vì một lý do nào đó, dữ liệu người dùng bị mất và không thể
phục hồi được.
Tính di động của dữ liệu và quyền sở hữu: Một câu hỏi đặt ra, liệu người dùng có thể
chia sẻ dữ liệu từ dịch vụ đám mây này sang dịch vụ của đám mây khác? Hoặc trong
trường hợp không muốn tiếp tục sử dụng dịch vụ cung cấp từ đám mây, liệu người
21


•

3.

•
•
•

•
•
•
•
•

dùng có thể sao lưu toàn bộ dữ liệu của họ từ đám mây? Và làm cách nào để người
dùng có thể chắc chắn rằng các dịch vụ đám mây sẽ không hủy toàn bộ dữ liệu của họ
trong trường hợp dịch vụ ngừng hoạt động.
Khả năng bảo mật: Vấn đề tập trung dữ liệu trên các “đám mây” là cách thức hiệu quả
để tăng cường bảo mật, nhưng mặt khác cũng lại chính là mối lo của người sử dụng
dịch vụ của điện toán đám mây. Bởi lẽ một khi các đám mây bị tấn công hoặc đột
nhập, toàn bộ dữ liệu sẽ bị chiếm dụng. Tuy nhiên, đây không thực sự là vấn đề của
riêng “điện toán đám mây”, bởi lẽ tấn công đánh cắp dữ liệu là vấn đề gặp phải trên
bất kỳ môi trường nào, ngay cả trên các máy tính cá nhân.
Tổng quan về kiến trúc WebGIS
Kiến trúc web của hệ thống thông tin dữ liệu không gian cũng gần giống như
kiến trúc dành cho một hệ thống thông tin web cơ bản khác, ngoại trừ có sử dụng kỹ
thuật GIS. Có nhiều dạng công nghệ cho việc thành lập web cho thông tin không gian
như: MapServer, GeoServer, ArcGIS Server,…
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 (Clearing House) được dùng
để lưu trữ và duy trì siêu dữ liệu Metadata về những 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 qua

các hàm cụ thể. Tất cả kết quả tính toán của ứng dụng Server sẽ được gởi đến Web
Server để thêm vào các gói HTML, gởi cho phía client và hiển thị nơi trình duyệt web.
Cilent gửi yêu cầu của người sử dụng thông qua giao thức HTTP đến Web Server.
Web Server nhận yêu cầu của người dùng từ cilent, 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 các
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 Center (trung tâm trao đổi dữ liệu).
Data Exchange Center nhận yêu cầu dữ liệu, tìm kiếm vị trí dữ liệu, sau đó gửi yêu cầu
dữ liệu đến Data Server chứa dữ liệu cần tìm.
Data Server tiến hành truy vấn dữ liệu cần thiết và trả dữ liệu này về cho Data
Exchange Center.
Data Exchange Center nhận nhiều nguồn dữ liệu từ Data Server, sắp xếp logic dữ liệu
theo yêu cầu và trả dữ liệu về cho Application Server.
Application Server nhận dữ liệu trả về từ các Data Exchange Center và đưa chúng đến
các hàm cần sử dụng, xử lý, trả kết quả về Web Server.
Web Server nhận kết quả xử lý, thêm vào các code HTML, PHP,… để có thể hiển thị
lên trình duyệt, gửi trả kết quả về cho trình duyệt dưới dạng các trang web.

22


Hình 1.9 Kiến trúc hệ thống WebGIS
Kiến trúc 3-tier gồm 3 thành phần cơ bản, đại diện cho 3 tầng:
1. Database (Data tier): là nơi lưu trữ các dữ liệu địa lý bao gồm 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, PostgreSQL,… hoặc là các dạng file dữ liệu như:
Shapefile, Tab, XML,… Các dữ liệu này được thiết kế cài đặt và xây dựng theo 7 từng
quy trình cụ thể. Tùy theo quy mô và yêu cầu của hệ thống mà tổ chức lựa chọn công
nghệ quản trị cơ sở dữ liệu cho phù hợp.

2. Application Server (Bussiness tier): thường được tích hợp trong một Webserver nào
đó, ví dụ như các Web Server nổi tiếng Apache Tomcat, Internet Information Server.
Đó là một ứng dụng phía Server nhiệm vụ chính của nó là tiếp nhận các yêu cầu từ
client, lấy dữ liệu từ phía 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.
3. Client (Presentation tier): thông thường đơn thuần là một Browser như Internet
Explorer, FireFox, Google Chome,… để mở các trang web theo URL định sẵn. Các
ứng dụng client có thể là 1 Website, Applet, Flash,… được viết bằng các công nghệ
chuẩn mà W3C đã chứng thực. Các client đôi khi cũng là một ứng dụng Desktop
tương tự như phần mềm MapInfo, ArcMap,…
II. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1 Phát biểu bài toán

23


Ùn tắc giao thông đang tác động không nhỏ đến nền kinh tế. Thống kê của Ủy
ban An toàn giao thông quốc gia cho thấy, ước tính mỗi năm, ùn tắc giao thông gây ra
thiệt hại lên đến 30 nghìn tỷ đồng.

Hình 2.1 Sự ùn tắc giao thông trên địa bàn Hà Nội
Dù đã chủ động đi làm sớm hơn cả tiếng đồng hồ nhưng vẫn thường xuyên
không kịp giờ làm, đó là tình cảnh của rất nhiều người dân Hà Nội trước vấn nạn tắc
đường.
Ông Nguyễn Văn Thành - người dân nói: "Họ thi công công trình ở đây chiếm
đến hơn nửa phần đường nên đi lại rất khó khăn nhất là giờ cao điểm có khi tắc hàng
30p không đi nổi cho nên ảnh hưởng đến thời gian cho nên mình định đi đâu phải đi
trước 30p hoặc 40p hoặc đi muộn một chút thì là chậm giờ”.
Không chỉ người dân khốn đốn, các doanh nghiệp cũng chịu rất nhiều thiệt hại
từ vấn nạn tắc đường gây ra.

Ông Nguyễn Tiến Đạt - Phó giám đốc công ty Du lịch cho biết: "Việc tắc
đường từ nửa tiếng đến 1 tiếng, đã đặt ra áp lực rất lớn đến những người điều hành
tuor như chúng tôi thậm chí còn phải xin lỗi khách hoặc rút ngắn thời gian đến các
điểm hoặc cắt bớt lịch trình và điều này ảnh hưởng rất nhiều đến tình hình kinh doanh
của công ty".
Ước tính mỗi năm cả nước mất 30 ngàn tỷ đồng vì tắc đường.
24


Mỗi khi kẹt xe với thời gian trung bình là 45 phút, mức thiệt hại là
0,54USD/người. Với 60 điểm ùn tắc giao thông hiện nay thì mỗi ngày TP Hồ Chí
Minh thiệt hại gần 1,3 triệu USD. Ngoài ra, số xe máy tại TP. HCM tiêu hao gần
217.000 lít xăng/năm, với giá 11.000 đồng/lít hiện nay thì tổng mức thiệt hại do ùn tắc
giao thông mỗi năm ở TP HCM sẽ trên 13.000 tỷ đồng. Đó là chưa kể lãng phí do tốn
mặt bằng giữ xe máy ban ngày và ban đêm, ước tính khoảng 1.000 tỷ đồng/năm.
Tại Hà Nội, đến nay cũng đang có trên 50 điểm ùn tắc giao thông như thế.
Tiến sĩ Nguyễn Minh Phong - chuyên gia kinh tế cho biết: "Ảnh hưởng trực tiếp
tới tiến độ lưu thông của các hoạt động kinh tế và từ đó nó ảnh hưởng trở lại đến sự
hình thành các dự án và từ đó nó ảnh hưởng trở lại đến các dự án cũng như các cam
kết hợp đồng nó gây ra các phát sinh hậu quả liên quan đến việc này".
Trong lúc những nhân viên khác đã có thể làm việc, thì tại những đoạn đường
ùn tắc, nhiều người người vẫn đang tìm cách len lỏi giữa dòng người đông đúc để đến
được nơi mình làm việc. Cả ngày 8 tiếng đi làm, đã mất đến gần 1 nửa thời gian ngoài
đường. Thiệt hại về thời gian, kinh tế đã rõ, bên cạnh đó là sự mệt mỏi, chán chường.
Với các lí do trên, một ứng dụng mang tính cộng động là ứng dụng cảnh báo
tình trạng tắc đường tại Hà Nội là cần thiết, để hỗ trợ các cán bộ giao thông, các cục
bộ giao thông trong quá trình quản lý tình trạng tắc đường tại Hà Nội với các thông tin
thông báo tình trạng tắc đường đến từ chính những dân đang sống trên các địa bàn tại
Hà Nội một cách kịp thời và chuẩn xác.
Input: thông tin về cây được cung cấp từ người dùng: địa điểm tắc đường, tên

người cảnh báo, thời gian, điện thoại người cung cấp thông tin, hình ảnh, video.
Output: các địa điểm trên bản đồ Hà Nội đang tắc đường, tổng số lượng địa
điểm tắc đường đang được cảnh báo, danh sách các cảnh báo về địa điểm tắc đường,
thông tin chi tiết về cảnh báo.
Tiêu chí đánh giá: thời gian bản đồ cập nhập tự động các địa điểm được cảnh
báo, địa điểm cảnh báo tình trạng tắc đường được người dùng cung cấp hiển thị đầy đủ
thông tin.

25