Luận văn thạc sĩ ứng dụng công nghệ gis xây dựng hệ thống quản lý cây xanh ở trà vinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CHUNG THIÊN TRÍ

CHUNG THIÊN TRÍ

*

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG HỆ THỐNG
KHOA HỌC MÁY TÍNH

QUẢN LÝ CÂY XANH Ở TRÀ VINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH

*
KHÓA K32
Đà Nẵng - Năm 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

---------------------------------------

CHUNG THIÊN TRÍ

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG HỆ THỐNG
QUẢN LÝ CÂY XANH Ở TRÀ VINH

Chuyên ngành : KHOA HỌC MÁY TÍNH
Mã số: 60.48.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. NGUYỄN TẤN KHÔI

Đà Nẵng – Năm 2018


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu
trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào
khác.
Tác giả luận văn

Chung Thiên Trí


ii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................. i
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................................. iv
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................ v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ...................................................................................... vi

TÓM TẮT LUẬN VĂN .................................................................................. viii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1
1. TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ...................................................1
2. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ........................................................2
2.1. Mục tiêu ........................................................................................................... 2
2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 2
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU........................................................2
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu ...................................................................................... 2
3.2. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 2
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................................................3
4.1. Phƣơng pháp lý thuyết ............................................................................................3
4.2. Phƣơng pháp thực nghiệm ......................................................................................3
5. Ý NGHĨA VÀ KHOA HỌC THỰC TIỄN .............................................................3
5.1. Ý nghĩa khoa học ............................................................................................. 3
5.2. Ý nghĩa thực tiễn .............................................................................................. 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ........................................................................... 5
1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH TRÀ VINH ......................5
1.1.1. Điều kiện tự nhiên ......................................................................................... 5
1.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội .............................................................................. 5
1.1.3. Tình hình quản lý cây xanh ........................................................................... 6
1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ .......................................................................7
1.2.1. Giới thiệu ...................................................................................................... 7
1.2.2. Công nghệ WebGIS .................................................................................... 11
1.3. KẾT CHƢƠNG ....................................................................................................20
CHƢƠNG 2 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ........................................... 21
QUẢN LÝ CÂY XANH ............................................................................................. 21
2.1. MÔ TẢ BÀI TOÁN ............................................................................................ 21
2.2. YÊU CẦU HỆ THỐNG ....................................................................................... 22
2.3. PHÂN TÍCH HỆ THỐNG....................................................................................22

2.3.1. Xây dựng biểu đồ use case.......................................................................... 22
3.3.2. Mô tả use case ............................................................................................. 24
2.3.3. Biểu đồ lớp .................................................................................................. 31


iii
2.4. THIẾT KẾ CHỨC NĂNG HỆ THỐNG .............................................................. 32
2.4.1. Các biểu đồ tuần tự ..................................................................................... 32
2.4.2. Biểu đồ lớp chi tiết ...................................................................................... 34
2.4.3. Thiết kế các chức năng ............................................................................... 35
2.4.4. Biểu đồ triển khai ........................................................................................ 38
2.5. KẾT CHƢƠNG ....................................................................................................39
CHƢƠNG 3 XÂY DỰNG, THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ............................................................................... 40
3.1. CÔNG CỤ VÀ MÔI TRƢỜNG LẬP TRÌNH .....................................................40
3.2. XÂY DỰNG CÁC LỚP BIỂU ĐỒ ......................................................................41
3.2.1. Quá trình số hóa bản đồ .............................................................................. 41
3.2.2. Các lớp dữ liệu bản đồ ................................................................................ 42
3.2.3. Mô hình dữ liệu giữa các lớp dữ liệu bản đồ .............................................. 45
3.2.2. Kết nối dữ liệu bản đồ và đƣa dữ liệu lên Geoserver ................................. 45
3.3. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM ..................................................................................48
3.3.1. Thêm mới cây xanh trên các tuyến đƣờng .................................................. 49
3.3.2. Cập nhật cây xanh trên các tuyến đƣờng .................................................... 49
3.3.3. Tìm kiếm và truy vấn dữ liệu cây xanh. ..................................................... 50
3.3.4. Thống kê, báo cáo ....................................................................................... 50
3.4. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ........................................................................................52
3.5. KẾT CHƢƠNG ....................................................................................................52
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN .................................................................. 53
1. KẾT QUẢ ĐẬT ĐƢỢC .......................................................................................53
2. HẠN CHẾ .............................................................................................................53

3. HƢỚNG PHÁT TRIỂN ........................................................................................53
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 54


iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Tiếng Anh:

WWW

World Wide Web

OGC

Open Geospatial Consortium

GIS

Geographic Information Systems

WMS

Web Map Service

WFS

Web Feature Service

SLD

Styled Layer Descriptor

URL

Uniform Resource Locator

URN

Uniform Resource Name

XML

Extensible Markup Language

XSLT

Extensible Stylesheet Language Transformations

RDF

Resource Description Framework

CGI

Common Gateway Interface

ISAPI

Internet Server Application Programming Interface

NSAPI

Netscape Server Application Programming Interface

TIGER

Topographically IntegratedGeographical Referencing

TOPP

The Open Planning Project

Tiếng Việt:
HTTĐL

Hệ thông tin địa lý


v

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng

Tên bảng

2.1

Phân loại hiện trạng cây xanh năm 2017(Nguồn: Công ty

công trình đô thị Trà Vinh)

29

2.2

Mô tả use case đăng nhập

23

2.3

Mô tả use case thêm mới cây xanh

24

2.4

Mô tả use case cập nhật cây xanh

25

2.5

Mô tả use case xóa cây xanh

26

2.6

Mô tả use case tính khoảng cách cây xanh

27

2.7

Mô tả use case tìm kiếm cây xanh

29

2.8

Mô tả use case thống kê cây xanh

30

3.1

Dữ liệu bản đồ ranh giới

43

3.2

Dữ liệu bản đồ đường giao thông

43

3.3

Dữ liệu bản đồ thủy hệ

44

3.4

Dữ liệu bản đồ cây xanh

44

Trang


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Số hiệu
hình

Tên hình

Trang

1.1

Cảnh quan đô thị Trà Vinh

8

1.2

Cây xanh hàng trăm năm tuổi

8

1.3

Các thành phần của HTTĐL

10

1.4

Sơ đồ tổ chức một hệ “Phần cứng HTTĐL”

10

1.5

Phần mềm của HTTĐL

11

1.6

Các nhóm chức năng của GIS

13

1.7

Mô hình 3 lớp trong kiến trúc WebGIS

15

1.8

Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm (Point)

17

1.9

Số liệu vector được biểu thị dưới dạng Arc

18

1.10

Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng (Polygon)

19

1.11

Khó khăn trong việc chia sẽ dữ liệu

20

1.12

Giải pháp của OGC

21

2.1

Biểu đồ use case tổng quát hệ thống quản lý cây xanh

31

2.2

Phân rã use case cập nhật cây xanh

32

2.3

Phân rã use case thống kê

32

2.4

Sơ đồ hoạt động đăng nhập

33

2.5

Sơ đồ hoạt động thêm mới cây xanh

35

2.6

Sơ đồ hoạt động chức năng tính khoảng cách

37

2.7

Sơ đồ hoạt động chức năng tìm kiếm

40

2.8

Biểu đồ lớp hệ thống quản lý cây xanh

41

2.9

Biểu đồ tuần tự chức năng đăng nhập

42

2.10

Biểu đồ tuần tự chức năng thêm mới cây xanh

43

2.11

Biểu đồ tuần tự chức năng tìm kiếm

43


vii
2.12

Biểu đồ tuần tự cho chức năng thống kê

44

2.13

Biểu đồ lớp thiết kế

45

2.14

Thiết kế lớp cho chức năng đăng nhập

46

2.15

Thiết kế lớp cho chức năng thêm mới cây xanh

46

2.16

Thiết kế lớp cho chức năng tìm kiếm

46

2.17

Thiết kế lớp cho chức năng thống kê

47

2.18

Biểu đồ triển khai

47

3.1

Quy trình số hóa dữ liệu bản đồ

52

3.2

Chuẩn hóa dữ liệu bản đồ bằng ArcMap 10

52

3.3

Cấu trúc dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính

53

3.4

Mô hình quan hệ các lớp dữ liệu bản đồ

55

3.5

Giao diện đăng nhập vào hệ thống quản lý

59

3.6

Thêm mới cây xanh trên tuyến đường

59

3.7

Cập nhật cây xanh trên tuyến đường

60

3.8

Tìm kiếm và truy vấn cây xanh

60

3.9

khoảng cách cây xanh

61

3.10

Số liệu thống kê cây xanh các năm

62

3.11

Thống kê tỷ lệ cây xanh trên các tuyến đường

62

3.12

Thống kê hiện trạng sinh trưởng cây xanh

63


viii
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ
CÂY XANH Ở TRÀ VINH
Học viên: Chung Thiên Trí Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 60.48.01 Khóa: K32 Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt - Chƣơng trình xã hội hóa cây xanh đem lại hiệu quả thiết thực. Sự ra đời và
phát triển ngày càng mạnh mẽ của hệ thống thông tin địa lý (Geographical Information
System - gọi tắt là GIS) là một nhánh công nghệ của ngành Công nghệ Thông tin đƣợc hình
thành vào những năm 1960. GIS là một tập hợp các tổ chức của phần cứng, phần mềm, cơ sở
dữ liệu và con ngƣời đƣợc thiết kế để thu nhận, lƣu trữ cập nhật thao tác, phân tích làm mô
hình hiển thị các dạng thông tin địa lý có quan hệ không gian nhằm giải quyết các vấn đề về
quản lý. Đặc biệt là sự ra đời của đánh dấu một bƣớc phát triển trong ngành GIS. WebGIS ra
đời trên cơ sở chia sẻ thông tin dữ liệu mô hình không gian qua hệ thống mạng Internet nó
giải quyết đƣợc vấn đề mà hệ thống GIS cũ gặp phải đó là vấn đề về chia sẽ dữ liệu và tính
đồng nhất dữ liệu. Vì vậy việc ứng dụng GIS vào quản lí cây xanh tại thành phố Trà Vinh có
ý nghĩa rất thiết thực giúp cán bộ quản lý có cái nhìn tổng quan, thực tế hơn từ đó sẽ có hƣớng
điều chỉnh và giúp cải trang đƣợc môi trƣờng đô thị, tiết kiệm đƣợc chi phí nguồn dữ liệu.
Nhằm giúp các bạn hiểu hơn về vấn đề này, mời các bạn tham khảo nội dung bài viết ““Ứng
dụng công nghệ GIS xây dựng hệ thống quản lý cây xanh ở Trà Vinh” dƣới đây.
Từ khóa – Hệ thống thông tin địa lý; GIS; WebGIS; OGC và Open GIS; cây xanh; cảnh quan
môi trƣờng đô thị.
APPLYING GIS TECHNOLOGY TO CONSTRUCTING

TRA VINH GREENTREE MANAGEMENT SYSTEM
Abstract – Greentree socialization program provides practical effects. The advent and
dramatic development of geographical information system – also called GIS - is a
technological branch of information technology field established in the 1960s. GIS is a set of
components, including hardware, software, database and manpower which are designed for
receiving, storing, updating manipulations, analyzing to display geographical information
categories having spatial relations in tackling management problems. Particularly, the advent
of Web GIS marking an important turning point in developing GIS field is based on sharing
information in the spatial data via the Internet in order that the problems of data sharing and
data’s identity which are limited by outdated GIS system can be solved. Hence, utilizing GIS
technology in constructing management system for Tra Vinh tree and green spaces helping
managers have an overview to adjust, improve urban environment as well as save an amount
of costs for data resources is practically meaningful. To help you get more information in
this problem, this paper mention constructing a GIS-based management system for Tra Vinh
tree and green spaces below.
Key words - Geographical information system, GIS; WebGIS; OGC and Open GIS; green
trees; urban environment and sight.


1

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin trên nhiều lĩnh vực,
công nghệ số nói chung trong đó bao gồm hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một công
cụ hữu ích trong việc tích hợp hệ thống cơ sở dữ liệu gắn kết với bản đồ, tiến bộ này
đã đƣợc áp dụng rộng rãi tại nhiều nƣớc phát triển. Việc áp dụng hệ thống GIS vào
lĩnh vực quy hoạch xây dựng sẽ giúp đổi mới, nâng cao hiệu quả công tác thiết kế, là
công cụ đắc lực cho các ban, ngành, địa phƣơng trong việc quản lý phát triển đô thị
theo quy hoạch. Tuy nhiên, cho đến nay GIS còn chƣa thực sự là nền tảng ứng dụng

cho các ngành bao gồm cả lĩnh vực quy hoạch quản lý đô thị. Công tác lập bản đồ nền
số hoá bằng công nghệ GIS đã và đang triển khai nhƣng chƣa phát huy rõ hiệu quả
thực tiễn, rất cần một lộ trình và định lƣợng khoa học cụ thể cho công tác ứng dụng
công nghệ số và GIS, đảm bảo kiểm soát năng lực hiệu quả công tác quy hoạch và
quản lý đô thị trong thời gian tới.[3][7]
Cây xanh cung cấp một số lợi ích nhƣ: làm sạch không khí cây hấp thụ mùi hôi
và các loại khí gây ô nhiễm (các oxit nitơ, amoniac, sulfur dioxide và ozone) và các
hạt lọc ra khỏi không khí bằng cách giữ chúng trên lá và vỏ của chúng. Cung cấp oxy
theo nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy: trong một năm một cây trƣởng thành
có thể cung cấp đủ oxy cho 18 ngƣời. Tạo bóng mát cho các đƣờng phố, thành phố và
công viên nhiệt độ trung bình ở trên trái đất đã tăng 3° C trong 50 năm do sự phá rừng,
ô nhiểm không khí từ các khu công nghiệp và các tòa nhà cao tầng. Các thành phố lớn,
lƣợng cây xanh đã làm mát dịu không khí thông qua lá cây và ngăn cản không cho ánh
sáng mặt trời chiếu thẳng xuống mặt đất. Cây xanh bảo tồn năng lƣợng nếu chúng ta
trồng cây xanh xung quanh một ngôi nhà ở một gia đình thì mùa hè có thể cắt giảm chi
phí lắp máy điều hòa không khí, chúng ta sẽ tiết kiệm sự dụng năng lƣợng lên đến 50
%, điều này rất quan trong khi nguồn năng lƣợng trên quả đất đang dần cạn kiệt do con
ngƣời.Cây xanh còn làm giảm lƣợng khí carbon dioxide và khí thải ô nhiễm khác từ
các nhà máy, làm cho không khí trong lành hơn[1]. Tiết kiệm nƣớc bóng cây làm
chậm sự bay hơi nƣớc từ vị trí bên dƣới xung quanh tán. Cây mới trồng hầu hết chỉ cần
khoảng 15 lít nƣớc một tuần. Môt số loại cây còn có tác dụng làm tăng độ ẩm không
khí.Giúp ngăn ngừa ô nhiễm nƣớc cây làm giảm dòng chảy bằng cách phá vỡ lƣợng
mƣa trực tiếp xuống đất do đó cho phép nƣớc chảy xuống tán lá và thân cây trƣớc khi
xuống mặt đất. Điều này còn có tác dụng ngăn cản các chất gây ô nhiểm từ nƣớc mƣa,
lúc này cây có nhiệm vụ nhƣ một miếng bọt biển để lọc nƣớc một cách tự nhiên và tái
tạo ra một lƣợng nƣớc ngầm sạch. Giúp chống xói mòn đất trên các sƣờn đồi hoặc
sƣờn dòng , cây có tác dụng làm dòng chảy chậm và giữ đất tại chỗ. Không bị xói mòn
và phá vở gây sạt lở. Cây xanh bảo vệ trẻ em khỏi các tia cực tím ung thƣ da là một
căn bệnh phổ biến nhất của bệnh ung thƣ tại Hoa Kỳ. Cây xanh làm giảm sự phơi
nhiễm UV-B khoảng 50 %, do đó cây xanh thƣờng đƣợc trồng nhiều để mục đích bảo

vệ cho học sinh, trẻ em tại các trƣờng học và sân chơi – nơi mà trẻ em dành nhiều giờ
sinh hoạt ngoài trời. Cung cấp thực phẩm cây ăn trái cung cấp 1 lƣợng lớn cho con
ngƣời hằng ngày, ngoài ra nó còn là nguồn thức ăn cho các loại động vật hoang dã.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng những bệnh nhân đang trị bệnh mà tiếp xúc nhiều với
thiên nhiên thì sẽ nhanh hết bệnh và ít biến chứng về sau. Trẻ em bị ADHD (thiếu chú


2
ý và quá hiếu động) có triệu chứng ít hơn khi chúng đƣợc tiếp cận với thiên nhiên.
Tiếp xúc với môi trƣờng cây xanh cũng là cách để giảm mệt mỏi tinh thần.
Điểm mạnh của GIS so với các công nghệ khác là khả năng gắn kết các thông tin
kể cả yếu tố không gian phục vụ phân tích và truy cập theo yêu cầu. GIS là một công
nghệ kết hợp nhiều loại hình công nghệ (đồ họa trên máy tính, bản đồ trợ giúp bằng
máy tính, viễn thám,…), đặc biệt với khả năng phân tích, GIS đƣợc coi nhƣ là một
công cụ trợ giúp đắc lực hiện nay, hệ thống GIS đã và đang đƣợc ứng dụng trong nhiều
bộ ngành ở các lĩnh vực: quy hoạch xây dựng, sử dụng đất, tài nguyên môi trƣờng,
giao thông vận tải, các cơ quan đo đạc bản đồ…
Để bảo vệ cây xanh trên thế giới nói chung Nhà nƣớc ta nói riêng đã có các công
cụ pháp lý nhƣ luật, chính sách, thông tƣ, nghị định… để các công vụ pháp lý này thực
sự hiệu quả đòi hỏi phải có sự hỗ trợ về công nghệ và kĩ thuật. Một trong những công
cụ quản lý môi trƣờng khá phổ biến hiện nay ở trên thế giới đó chính là GIS-hệ thống
thông tin địa lý. Tuy nhiên ở Việt Nam trong những năm gần đây GIS mới thực sự
đƣợc quan tâm và phát triển. Đề tài này nhằm giới thiệu và phổ biến rộng rãi hơn nữa
công nghệ GIS cho các lĩnh vực của ngành môi trƣờng. Ở đây đề tài sẽ giới thiệu cụ
thể về việc quản lý cây xanh bằng công cụ GIS.
Vì những lý do nhƣ trên, tôi đề xuất chọn đề tài luận văn cao học:
“Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng hệ thống quản lý cây xanh ở Trà Vinh”

2. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu

- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS xây dựng hệ thống Website quản lý cây
xanh tại Trà Vinh.

2.2. Nội dung nghiên cứu
-

Tìm hiểu tổng quan về GIS

-

Tìm hiểu thành phần và chức năng của GIS

-

Tìm hiểu về điểm, đƣờng thẳng, mặt phẳng, đƣờng cong, hình khối

-

Tìm hiểu tình hình ứng dụng GIS ở Việt Nam

-

Xây dựng ứng dụng công nghệ GIS phục vụ quản lý cây xanh ở Trà Vinh

3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu
-

Hệ thống thông tin địa lý GIS

-

Công nghệ WebGIS

3.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu về hệ thống thông tin địa lý GIS và xây dựng ứng dụng để quản lý
cây xanh tại Trà Vinh.


3

4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4.1. Phƣơng pháp lý thuyết
-

Cơ sở lý thuyết về GIS

-

Cơ sở lý thuyết mô hình địa hình số

-

Cơ sở lý thuyết mô hình bề mặt số

-

Ứng dụng công nghệ GIS phục vụ quản lý cây xanh

4.2. Phƣơng pháp thực nghiệm

-

Xây dựng sơ đồ dựa trên bản đồ của thành phố Trà Vinh.

-

Lập trình WebGIS bằng ngôn ngữ PHP

-

Triển khai thử nghiệm với các kịch bản mô phỏng
5. Ý NGHĨA VÀ KHOA HỌC THỰC TIỄN
5.1. Ý nghĩa khoa học
-

Áp dụng lý thuyết GIS.

-

Ứng dụng công nghệ GIS để quản lý cây xanh

5.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Phần lớn các hệ thống thông tin địa lý đƣợc xây dựng để ứng dụng cục bộ
hoặc để làm việc cho diện tích nhỏ. Xây dựng ứng dụng quản lý cây xanh để bảo vệ
cây xanh nhằm phục vụ cho con ngƣời, môi trƣờng: cung cấp oxi, tạo bóng mát, ngăn
ngừa ô nhiễm nƣớc, giúp chống xói mòm đất…
6. BỐ CỤC LUẬN VĂN
Chƣơng 1: Tổng Quan Đề Tài
Trong chƣơng đã giới thiệu tổng quan về điều kiện tự nhiên, thực trạng về
cây xanh tại Trà Vinh. Đồng thời cũng làm rõ thêm một số nội dung liên quan tới hệ

thống thông tin địa lý, công nghệ WebGIS các chuẩn dịch vụ đặc tả về GIS do tổ chức
OGC sáng lập. Từ những thực trạng và những kiến thức tổng quan đó trong chƣơng
tiếp theo sẽ vận và ứng dụng công nghệ GIS xây dựng hệ thống quản lý cây xanh ở trà
vinh mang tính thiết thực và hiệu quả.
Chƣơng 2: Phân Tích Và Thiết Kế Hệ Thống Quản Lý Cây Xanh
Trong chƣơng này, luận văn đã phân tích và thiết kế một số chức năng chính của
hệ thống WebGIS quản lý cây xanh tại thành phố Trà Vinh, phân tích các ca sử dụng,
tác nhân hệ thống, mô tả use case, sơ đồ hoạt động, biểu đồ tuần tự, thiết kế riêng cho
từng chức năng và cuối cùng là biểu đồ triển khai hệ thống.

Chƣơng 3: Xây Dựng, Thử Nghiệm Hệ Thống Và Đánh Giá Kết Quả
Hoạt Động Của Hệ Thống


4
Trong chƣơng luận án đã lựa chọn giải pháp và công cụ để Xây dựng ứng dụng
công nghệ GIS phục vụ quản lý cây xanh ở Trà Vinh và tiến hành cài đặt và thử
nghiệm ứng dụng đạt đƣợc kết quả nhƣ mong đợi


5

CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Trong chƣơng này, tác giả sẽ giới thiệu tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội và một số kiến thức tổng quan về Hệ thống thông tin địa lý nhƣ thành phần hệ
thống, cơ sở dũ liệu và một số các chuẩn về dịch vụ bản đồ, sẽ áp dụng nghiên cứu và
áp dụng vào xây dựng hệ thống.

1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH TRÀ VINH
1.1.1. Điều kiện tự nhiên
Trà Vinh là vùng lãnh thổ ven biển ở đồng bằng sông Cửu Long, miền Nam Việt

Nam. Đặc khu hành chính là thành phố Trà Vinh, nằm trên Quốc lộ 53, cách Thành
phố Hồ Chí Minh khoảng 130 km và cách thành phố Cần Thơ 100 km. Thành phố Trà
Vinh có quyết định thành lập đặc khu trên cơ sở toàn bộ tỉnh Trà Vinh và thị xã Trà
Vinh từ tháng 3 năm 2010.
Vị trí địa lý Trà Vinh là một tỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long; vị trí địa lý
giới hạn từ 9°31'46" đến 10°4'5" vĩ độ Bắc và từ 105°57'16" đến 106°36'04" kinh độ
Đông. Trà Vinh cách thành phố Hồ Chí Minh 200 km đi bằng quốc lộ 53 qua
tỉnh Vĩnh Long, khoảng cách rút ngắn thời gian chỉ còn 130 km nếu đi bằng quốc lộ
60 qua tỉnh Bến Tre, cách thành phố Cần Thơ 95 km. Đƣợc bao bọc bởi sông
Tiền, sông Hậu với 02 cửa Cung Hầu và Định An nên giao thông đƣờng thủy có điều
kiện phát triển
Địa hình Trà Vinh nằm ở phần cuối cù lao kẹp giữa sông Tiền và sông Hậu. Địa
hình chủ yếu là những khu đất bằng phẳng với độ cao trên dƣới 1m so với mặt biển. ở
vùng đồng bằng ven biển nên có các giồng cát, chạy liên tục theo bình vòng cung và
song song với bờ biển. Càng về phía biển, các giồng này càng cao và rộng lớn.
Do sự chia cắt bởi các giồng và hệ thống trục lộ, kinh rạch chằng chịt, địa hình
toàn vùng khá phức tạp. Các vùng trũng xen kẹp với các giồng cao, xu thế độ dốc chỉ
thể hiện trên từng cánh đồng. Riêng phần phía nam tỉnh là vùng đất thấp, bị các giống
cát hình cánh cung chia cắt thành nhiều vùng trũng cục bộ
Khí hậu tỉnh Trà Vinh cũng có những thuận lợi chung nhƣ: có điều kiện ánh sáng
bức xạ dồi dào, nhiệt độ cao và ổn định, Tuy nhiên, do đặc thù của vùng khí hậu ven
biển tỉnh Trà Vinh có một số hạn chế về mặt khí tƣợng nhƣ gió chƣớng mạnh, bốc hơi
cao, mƣa ít. Trà Vinh nằm trong vùng nhiệt đới có khí hậu ôn hòa, nhiệt độ trung bình
từ 26 – 270C, độ ẩm trung bình 80 - 85%/năm, ít bị ảnh hƣởng bởi bão, lũ. mùa mƣa từ
tháng 5 - tháng 11, mùa khô từ tháng 12 - tháng 4 năm sau, lƣợng mƣa trung bình từ
1.400 - 1.600 mm có điều kiện thuận lợi cho việc đầu tƣ sản xuất, kinh doanh và du
lịch.

1.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
Năm 2012, tỉnh đặt mục tiêu tăng trƣởng GDP từ 13,5% trở lên. Trong đó, giá

trị nông nghiệp tăng 2%, lâm nghiệp tăng 5,7%, thủy sản tăng 9%, công nghiệp tăng
15%, xây dựng tăng 27,3% và dịch vụ tăng 20%.
Thu nhập bình quân đầu ngƣời đạt 19,325 triệu đồng, tƣơng đƣơng 920 USD.
Giá trị kim ngạch xuất khẩu đạt 200 triệu USD, tăng 15,4% so với năm 2011. Thu


6
ngân sách 827 tỷ đồng, tăng 27,2% so năm 2011. Tổng chi ngân sách 4.169 tỷ đồng.
Huy động vốn đầu tƣ toàn xã hội 8.700 tỷ đồng.
Ngoài ra, tỉnh đặt mục tiêu một số chỉ tiêu xã hội nhƣ tạo việc làm mới cho
22.000 lao động, trong đó có 200 lao động đi làm việc ở nƣớc ngoài. Tỷ lệ lao
động qua đào tạo, bồi dƣỡng chiếm 35%. Phấn đấu giảm tỷ lệ hộ nghèo 3%, trong
đồng bào dân tộc Khmer 4%...
Biển Trà Vinh là một trong những ngƣ trƣờng lớn của Việt Nam với trữ lƣợng
1,2 triệu tấn hải sản các loại, cho phép đánh bắt 63 vạn tấn/năm.
Tuy là vùng đất trẻ nhƣng Trà Vinh có kho tàng văn hoá đa dạng, đặc biệt là văn
hoá vật thể và phi vật thể của ngƣời Khmer. Ngƣời Khmer có chữ viết riêng, các lễ hội
truyền thống nhƣ Chol chnam thmay (mừng năm mới), Dolta (lễ cúng ông bà), Ok Om
Bok (lễ cúng trăng), Dâng bông, Dâng phƣớc và các phong tục tập quán có giá trị văn
hoá khác của ngƣời Kinh, ngƣời Hoa nhƣ Lễ hội nghinh Ông tại Mỹ Long (lễ hội
nghinh ông diễn ra vào ngày 10 đến 12 tháng 5 hằng năm), Vu lan thắng hội, Tiết
Trùng Cửu,...
Ngƣời Khmer còn xây dựng trên địa bàn Trà Vinh nhiều chùa có kiến trúc độc
đáo và hoà quyện thiên nhiên, tiêu biểu là chùa Âng, toạ lạc tên khu đất rộng 4 ha,
trong thắng cảnh Ao Bà Om.Theo thống kê trên địa bàn Trà Vinh có tới 142 chùa
Khmer, vƣợt xa số lƣợng của ngƣời Kinh, ngƣời Hoa và của các dân tộc khác hiện có
trên địa bàn Trà Vinh cộng lại.
Ngoài ra có chùa Hang, ở khu đất 10 ha với những cây cổ thụ xum xuê rộn tiếng
chim gọi bầy; chùa Nôdol còn gọi là chùa Cò vì trên khuôn viên chùa rộng 3 ha đã hơn
100 năm nay trở thành nơi cƣ trú của hàng ngàn con cò và nhiều loại con chim quý

khác; chùa Samrônge, tƣơng truyền đƣợc xây dựng lần đầu vào năm 642 và xây dựng
lại năm 1850 với nhiều biểu tƣợng bằng đá quý và những tấm bia cổ khắc chữ Khmer.
Vài nơi tập trung khu xóm theo Thiên Chúa Giáo nhƣ Bãi San, Đức Mỹ... Nhà
thờ tại thành phố Trà vinh có kiến trúc đẹp và cổ điển. Giáo xứ Nhị Long huyện Càng
Long có Cha cố rất trẻ thụ phong Linh mục lúc 28 tuổi (Cha Sơn).

1.1.3. Tình hình quản lý cây xanh
Theo thống kê, hiện tại thành phố Trà Vinh có khoảng 15.000 cây xanh các loại,
trong đó có gần 1.000 cây cổ thụ trên 100 năm tuổi và 10 cây cổ thụ trên 200 năm tuổi
ở các tuyến đƣờng nội ô. Ngoài ra còn hàng ngàn cây cổ thụ ở các chùa, vùng ven, nhà
dân...


7

Hình 1.1. Cảnh quan đô thị Trà Vinh
Hệ thống cây cổ thụ ở Trà Vinh chủ yếu là sao, dầu, phƣợng, me, xà cừ… mỗi
con đƣờng đƣờng trồng một loại cây khác nhau nên dần dần các con đƣờng có thêm
tên nhƣ đƣờng Hàng Me, Hàng Sao, Dầu Lớn, Dầu Dù… tất cả đều rợp bóng quanh
năm.

Hình 1.2. Cây xanh hàng trăm năm tuổi
Hầu hết các công trình xây dựng đều phải “né” cây, để bứng một cây còn sống
phải có chỉ đạo trực tiếp của UBND tỉnh nên hệ thống cây cổ thụ đƣợc giữ hầu nhƣ
còn nguyên vẹn. Ngay cả việc làm cống cũng phải tính toán dời ra giữa đƣờng vì làm
ở vỉa hè sẽ hƣ hại đến rễ cây cổ thụ. Đặc biệt trên mỗi cây cổ thụ đều gắn mã số riêng
để dễ quản lý, chăm sóc”.

1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
1.2.1. Giới thiệu

Hệ thống tin địa lý (Geographical Information System - GIS) là một nhánh công
nghệ của ngành CNTT đƣợc hình thành vào những năm 1960 và phát triển rộng rãi
trong 10 năm trở lại đây. GIS là công cụ máy tính để lập bản đồ phân tích các đối


8
tƣợng trên trái đất. Công nghệ GIS kết hợp với các thao tác cơ sở dữ liệu thông thƣờng
cấu trúc hỏi đáp và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý và các hình ảnh đƣợc
cung cấp duy nhất từ các bản đồ. Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống
thông tin khác và khiến GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác
nhau:
- Các dịch vụ khẩn cấp: công an, cứu quả…
- Quản lý môi trƣờng: theo dõi hiện trạng, mô hình hóa…
- Thƣơng mại: quản lý mạng lƣới phân phối, khách hàng,…
- Quản lý đô thị: giao thông liên lạc, cấp thoát nƣớc…
- Giáo dục: nghiên cứu các công cụ giảng dạy.

1.2.1.1. Thành phần và chức năng của HTTĐL
Một hệ thống thông tin địa lý bao gồm: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con
ngƣời và bộ quy định ở cấp độ tổ chức [1]. Các thành phần này phải đƣợc hợp nhất tốt
để phục vụ cho việc sử dụng GIS hiệu quả và sự tƣơng thích của các hợp phần là một
quá trình lặp đi lặp lại theo chiều hƣớng phát triển liên tục.

Hinh 1.3. Các thành phần của HTTĐL
a. Phần cứng: phần cứng của HTTĐL đƣợc xem là phần cố định mà bằng mắt
thƣờng chúng ta có thể dễ dàng thấy đƣợc nó bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại
vi.
b. Các thiết bị ngoại vi bao: gồm bàn số hóa, máy quét, máy in và bản vẽ. Các
thiết bị này đƣợc kết nối với máy tính để thực hiện việc nhập và xuất dữ liệu.

9

Hình 1.4: Sơ đồ tổ chức một hệ “Phần cứng HTTĐL”
c. Phần mềm: phần mềm sử dụng HTTĐL rất đa dạng do nhiều hãng sản xuất
khác nhau, các phần mềm HTTĐL thƣờng giống nhau về chức năng nhƣng khác nhau
về tên gọi.
Thu thập
Dữ liệu

Chuyển đổi
Dữ liệu

Giao diện

Quản trị
CSDL
Địa lý

Phân tích
Không gian

Hiển thị
Làm báo cao

Hình 1.5: Phầ n mềm của HTTĐ L

Phần dữ liệu: Phần dữ liệu GIS bao gồm dữ liệu không gian và dữ liệu phi không
gian. Với bất kỳ một hệ thống thông tin nào cũng phải hiểu rõ các loại dữ liệu khác
nhau lƣu trữ trong chúng. Dữ liệu thống kê gắn liền với các hiện tƣợng tự nhiên với

mức độ chính xác khác nhau.
Mỗi một hệ GIS đều có công cụ lƣu trữ dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian,
việc kết nối logic của hai loại thông tin này là rất quan trọng.
d. Phần chuyên gia
Trong GIS, phần con ngƣời còn đƣợc biết đến với các tên gọi khác nhƣ phần não
hay phần sống của hệ thống, con ngƣời tham gia vào việc thiết lập, khai thác bảo trì hệ
thống một cách gián tiếp hay trực tiếp. Có hai nhóm ngƣời quan trọng trực tiếp quyết
định sự tồn tại và phát triển của GIS là ngƣời sử dụng và ngƣời quản lý sử dụng GIS.


10
- Ngƣời sử dụng hệ thống: Nhiệm vụ chủ yếu của họ là số hóa bản đồ, kiểm tra
lỗi, soạn thảo, phân tích dữ liệu thô và đƣa ra giải pháp cuối cùng để truy vấn dữ liệu
địa lý.
- Thao tác viên hệ thống: Công việc của họ sửa chữa khi chƣơng trình bị tắt
nghẽn hay là công việc trợ giúp nhân viên thực hiện các phân tích có độ phức tạp cao.
- Nhà cung cấp GIS: đây là những ngƣời cung cấp phần mềm, cập nhật phần
mềm đƣa ra phƣơng pháp nâng cấp cho hệ thống.
- Nhà cung cấp dữ liệu: có thể là nhà nƣớc hay tƣ nhân. Thông thƣờng các công
ty tƣ nhân cung cấp các số liệu sửa đổi từ dữ liệu cơ quan nhà nƣớc để cho phù hợp
với ứng dụng cụ thể.
- Ngƣời phát triển ứng dụng: là những ngƣời lập trình viên đƣợc đào tạo, họ xây
dựng ra các giao diện ngƣời dùng làm giảm khó khăn khi thực hiện các thao tác cụ thể
trên các hệ thống GIS chuyên nghiệp.
- Chuyên viên phân tích hệ thống GIS: là nhóm ngƣời chuyên nghiên cứu thiết kế
hệ thống, phần lớn họ là đội ngũ chuyên nghiệp có trách nhiệm xác định mục tiêu của
hệ GIS trong cơ quan, hiệu chỉnh hệ thống điều chỉnh kỹ thuật, phân tích đúng đắn,
đảm bảo tích hợp tốt hệ thống.

1.2.1.2. Chức năng của GIS

Với các thành phần nhƣ trên, HTTTĐL có thể và đảm đƣơng một số chức năng
sau:
- Nhập dữ liệu: đây là một chức năng của GIS qua đó dữ liệu với dạng tƣơng tự
hay dạng số đƣợc biến đổi sang dạng số có thể sử dụng đƣợc bằng GIS việc nhập dữ
liệu đƣợc thực hiện nhờ vào các thiết bị nhƣ bàn số hóa, máy quét, bàn phím và các
chƣơng trình hay module nhập và chuyển đổi dữ liệu của GIS.
- Quản lý dữ liệu: việc xây dựng một cơ sở dữ liệu GIS lớn bằng các phƣơng
pháp nhập liệu khác nhau thƣờng tốn kém về thời gian, công sức và tiền bạc. Số chi
phí bằng tiền cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu có thể lớn hơn hẳn chi phí phần cứng và
phần mềm GIS.
- Phân tích dữ liệu: là chức năng quan trọng nhất của GIS, GIS cung cấp các
công cụ cần thiết để phân tích dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính và phân tích tổng
hợp cả hai loại dữ liệu đó ở trong cơ sở dữ liệu để tạo ra thông tin mới trợ giúp các
quyết định mang tính không gian.
- Xuất dữ liệu: chức năng xuất dữ liệu hay còn gọi là chức năng báo cáo của GIS
cho phép hiển thị, trình bày các kết quả phân tích và mô hình hóa không gian bằng
GIS dƣới dạng bản đồ ở các tỷ lệ và chất lƣợng khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu của
ngƣời dùng và khả năng của thiết bị xuất dữ liệu nhƣ màn hình, máy in và máy vẽ.
Sức mạnh chức năng của hệ thống GIS khác nhau. Kỹ thuật xây dựng các chức
năng cũng rất khác nhau. Sơ đồ sau đây mô tả quan hệ giữa các nhóm chức năng và
cách biểu diễn thông tin khác nhau của GIS.


11

Hình 1.6: Các nhóm chức năng của GIS
Chức năng thu thập dữ liệu tạo ra dữ liệu từ các quan sát hiện tƣợng thế giới thực
và từ các tài liệu, bản đồ giấy, đôi khi chúng có sẵn dƣới dạng số. Kết quả ta có tập dữ
liệu thô, có nghĩa là dữ liệu này không đƣợc phép áp dụng trực tiếp cho chức năng truy
nhập và phân tích của hệ thống. Chức năng xử lý sơ bộ dữ liệu sẽ biến đổi dữ liệu thô

thành dữ liệu có cấu trúc để sử dụng trực tiếp các chức năng tìm kiếm và phân tích
không gian. Kết quả tìm kiếm và phân tích đƣợc xem nhƣ diễn giải dữ liệu, đó là tổ
hợp hay biến đổi đặc biệt của dữ liệu có cấu trúc.

1.2.2. Công nghệ WebGIS
GIS đã đƣợc ứng dụng từ nhiều thập niên trƣớc đây, trƣớc đây các ứng dụng
hầu hết đều chạy trên máy tính đơn với những máy tính này cần thiết phải cài đặt các
module xử lý của GIS (dƣới dạng dll, hay các ActiveX)…đều này cản trở khả năng
ứng dụng GIS rộng rãi.
Sự ra đời của WebGIS đánh dấu một bƣớc phát triển trong ngành GIS, trƣớc đây
các dữ liệu GIS có đƣợc từ nhiều nguồn và với nhiều định dạng khác nhau. Ngƣời sử
dụng luôn gặp phải những khó khăn trong vấn đề khai thác sử dụng đặc biệt là tính
tƣơng thích dữ liệu và giá thành các phần mềm mà trƣớc hết là chi phí đắc đỏ của cơ
sở dữ liệu, chi phí bỏ ra cho dữ liệu ban đầu có thể gấp 5 – 10 lần chi phí các phần
mềm và phần cứng. Mặt khác liên quan tới một số vấn đề về chi phí bản quyền và độc
quyền của các nhà phân phối phần mềm và vấn đề cập nhật dữ liệu đó, thật sự chi phí
cao là một rào cản lớn nhất cho sự phát triển rộng rãi của GIS.
Công nghệ WebGIS ra đời đã góp phần khắc phục những trở ngại trên, WebGIS
ra đời trên cơ sở chia sẻ thông tin qua hệ thống mạng internet. Thay gì dữ liệu trƣớc


12
đây tập trung ở một nơi và xử lý tập trung thì giải pháp dịch vụ WebGIS lại đi theo
con đƣờng phân tán, mọi yêu cầu đáp ứng đƣợc gởi đi và trả về đều thông qua internet,
điều này sẽ làm giảm đi về khoảng cách và chi phí sẽ giảm đi rõ rệt. Việc tích hợp
công nghệ WebGIS và Internet đã tạo ra nhiều cơ hội mọi ngƣời đều có thể sử dụng dữ
liệu và các chức năng của GIS mà không cần phải cài đặt bất cứ phần mềm chuyên
dụng GIS nào.

1.2.2.1. Kiến trúc của hệ thống WebGIS

WebGIS đƣợc xây dựng để cung cấp các dịch vụ về thông tin địa lý theo công
nghệ dịch vụ web. Chính gì thế nên bất cứ WebGIS nào cũng thỏa mãn kiến trúc 3
tầng thông dụng của một ứng dụng web. Sau đó tùy thuộc vào công nghệ và cách thức
phát triển mở rộng của các GIS khác nhau mà WebGIS sẽ trở thành n tầng khác nhau.
Kiến trúc 3 tầng của một WebGIS đƣợc mô tả dƣới bao gồm tầng trình bày, tầng
giao dịch và tầng dữ liệu.

Request
Response

Hình 1.7: Mô hình 3 lớp trong kiến trúc WebGIS
a. Tầng trình bày: thông thƣờng là các trình duyệt web nhƣ Internet Explorer, Mozilla
Firefox… để mở các trang web theo địa chỉ định sẳn. Các ứng dụng có thể là một Website,
Applet, Flash… đƣợc viết bằng các công nghệ theo chuẩn W3C, các máy trạm đôi khi cũng
là một ứng dụng desktop tƣơng tự nhƣ phần mềm MapInfo, ArcMap.
b. Tầng giao dịch: tích hợp một webserver nào đó thƣờng là các webserver nhƣ:
Tomcat, Apache, Internet Information Server, nhiệm vụ chính thƣờng là tiếp nhận các
yêu cầu từ client lấy dữ liệu từ database theo yêu cầu của client, trình bày dữ liệu theo
cấu hình định sẳn hoặc theo yêu cầu của client và trả về kết quả theo yêu cầu.
c. Tầng dữ liệu: là nơi lƣu trữ các dữ liệu địa lý bao gồm dữ liệu không gian và dữ
liệu phi không gian. Các dữ liệu này đƣợc quản trị bởi các hệ quản trị cơ sở dữ liệu nhƣ:
ORACLE, MSSQL SERVER, ESRI SDE, POSGRESQL hoặc là các file dữ liệu dạng nhƣ
shapfile, tab, XML, các dữ liệu này đƣợc thiết kế và cài đặt xây dựng theo từng quy trình,
từng quy mô bài toán mà lựa chọn cơ sở dữ liệu phù hợp.

1.2.2.2. Mô hình triển khai WebGIS
Trong mô hình hoạt động của WebGIS đƣợc chia làm hai phần: các hoạt động ở phía
máy khách (client side) và các xử lý ở phía máy chủ (server side).
 Client side: đƣợc dùng để hiển thị kết quả đến cho ngƣời dùng, nhận các điều
khiển từ ngƣời dùng và tƣơng tác với web server thông qua trình duyệt web, các trình

duyệt web chủ yếu dùng mã HTML để định dạng, thêm vào đó một vài plug-in,
ActiveX và các mã applet đƣợc nhúng vào các trình duyệt để tăng tính tƣơng tác với
ngƣời dùng.


13
 Server side: gồm có web server, application server, data server. Server side có
nhiệm vụ lƣu trữ dữ liệu, xử lý và tính toán trả về kết quả cho client site.
- Web server đƣợc dùng để phục vụ cho các ứng dụng web, webserver sử dụng
nghi thức HTTP để giao tiếp với trình duyệt web ở phía client, tất cả các yêu cầu từ
phía client với ứng dụng web đều đƣợc webserver nhận và thông dịch, sau đó gọi chức
năng của ứng dụng thông qua giao tiếp mạng.
- Application server: đây là các hàm chƣơng trình gọi các hàm xử lý GIS, gởi yêu
cầu lấy dữ liệu đến clearinghouse.
- 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.
Có hai chiến thuật lựa chọn, tƣơng ứng với hai kiểu triển khai, kiểu thứ nhất tập
trung công việc chủ yếu vào phía server, kiểu kia ngƣợc lại tập trung cho công việc
phía client.

1.2.2.3. Dữ liệu WebGIS
Một cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý có thể chia ra làm 2 loại số liệu cơ
bản: số liệu không gian và phi không gian. Mỗi loại có những đặc điểm riêng và chúng
khác nhau về yêu cầu lƣu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý và hiển thị. Số liệu không gian là
những mô tả số của hình ảnh bản đồ, chúng bao gồm toạ độ, quy luật và các ký hiệu
dùng để xác định một hình ảnh bản đồ cụ thể trên từng bản đồ. Hệ thống thông tin địa
lý dùng các số liệu không gian để tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình
hoặc trên giấy thông qua thiết bị ngoại vi, … Số liệu phi không gian là những diễn tả
đặc tính, số lƣợng, mối quan hệ của các hình ảnh bản đồ với vị trí địa lý của chúng.
Các số liệu phi không gian đƣợc gọi là dữ liệu thuộc tính, chúng liên quan đến vị trí

địa lý hoặc các đối tƣợng không gian và liên kết chặt chẽ với chúng trong hệ thống
thông tin địa lý thông qua một cơ chế thống nhất chung.
 Mô hình dữ liệu không gian
Dữ liệu là trung tâm của hệ thống GIS, hệ thống GIS chứa càng nhiều thì chúng
càng có ý nghĩa. Dữ liệu của hệ GIS đƣợc lƣu trữ trong CSDL và chúng đƣợc thu thập
thông qua các mô hình thế giới thực. Dữ liệu trong hệ GIS còn đƣợc gọi là thông tin
không gian. Đặc trƣng thông tin không gian là có khả năng mô tả “vật thể ở đâu” nhờ
vị trí tham chiếu, đơn vị đo và quan hệ không gian. Chúng còn khả năng mô tả “hình
dạng hiện tƣợng” thông qua mô tả chất lƣợng, số lƣợng của hình dạng và cấu trúc.
Cuối cùng, đặc trƣng thông tin không gian mô tả “quan hệ và tƣơng tác” giữa các hiện
tƣợng tự nhiên. Mô hình không gian đặc biệt quan trọng vì cách thức thông tin sẽ ảnh
hƣởng đến khả năng thực hiện phân tích dữ liệu và khả năng hiển thị đồ hoạ của hệ
thống.
Kiểu đối tƣợng điểm (Points)
Điểm đƣợc xác định bởi cặp giá trị đ. Các đối tƣợng đơn, thông tin về địa lý chỉ
gồm cơ sở vị trí sẽ đƣợc phản ánh là đối tƣợng điểm. Các đối tƣợng kiểu điểm có đặc
điểm:
• Là toạ độ đơn (x,y)
• Không cần thể hiện chiều dài và diện tích
-


14

Hình 1.8: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm.
Tỷ lệ trên bản đồ tỷ lệ lớn, đối tƣợng thể hiện dƣới dạng vùng. Tuy nhiên trên
bản đồ tỷ lệ nhỏ, đối tƣợng này có thể thể hiện dƣới dạng một điểm. Vì vậy, các đối
tƣợng điểm và vùng có thể đƣợc dùng phản ánh lẫn nhau.
- Kiểu đối tƣợng đƣờng
Đƣờng đƣợc xác định nhƣ một tập hợp dãy của các điểm. Mô tả các đối tƣợng

địa lý dạng tuyến, có các đặc điểm sau:
• Là một dãy các cặp toạ độ
• Một đƣờng bắt đầu và kết thúc bởi nút
• Các đƣờng nối với nhau và cắt nhau tại nút
• Hình dạng của đƣờng đƣợc định nghĩa bởi các đỉnh điểm
• Độ dài chính xác bằng các cặp toạ độ

Hình 1.9: Số liệu vector đƣợc biểu thị dƣới dạng đƣờng
- Kiểu đối tƣợng vùng (Polygons)
Vùng đƣợc xác định bởi ranh giới các đƣờng thẳng. Các đối tƣợng địa lý có
diện tích và đóng kín bởi một đƣờng đƣợc gọi là đối tƣợng vùng polygons, có các đặc
điểm sau:
• Polygons đƣợc mô tả bằng tập các đƣờng (arcs) và điểm nhãn (label points)
• Một hoặc nhiều đƣờng định nghĩa đƣờng bao của vùng
• Một điểm nhãn nằm trong vùng để mô tả, xác định cho mỗi một vùng.


15

Hình 1.10: Số liệu vector đƣợc biểu thị dƣới dạng vùng
 Mô hình dữ liệu thuộc tính
Số liệu phi không gian hay còn gọi là thuộc tính là những mô tả về đặc tính, đặc
điểm và các hiện tƣợng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định. Một trong các chức năng
đặc biệt của công nghệ GIS là khả năng của nó trong việc liên kết và xử lý đồng thời
giữa dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính. Thông thƣờng hệ thống thông tin địa lý có 4
loại số liệu thuộc tính:
- Đặc tính của đối tƣợng: liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian có thể
thực hiện SQL (Structure Query Language) và phân tích
- Số liệu hiện tƣợng, tham khảo địa lý: miêu tả những thông tin, các hoạt động
thuộc vị trí xác định.

- Chỉ số địa lý: tên, địa chỉ, khối, phƣơng hƣớng định vị, …liên quan đến các
đối tƣợng địa lý.
- Quan hệ giữa các đối tƣợng trong không gian, có thể đơn giản hoặc phức tạp
(sự liên kết, khoảng tƣơng thích, mối quan hệ đồ hình giữa các đối tƣợng).

1.2.2.4. Chuẩn dịch vụ xây dựng bản đồ WebGIS
Sự phát triển mạnh mẽ của các WebGIS hiện nay thì việc phổ biến lợi ích của
HTTĐL đến rộng rãi mọi ngƣời trên thế giới và việc chia sẽ các dữ liệu không gian
không còn là vấn đề khó khăn. Sự ra đời của WebGIS đã khắc phục đƣợc những hạn
chế mà GIS truyền thống mang lại giá thành của cơ sở dữ liệu, chuyển đổi định dạng
giữa các phần mềm, giá thành của phần mềm, vấn đề bản quyền và khả năng cập nhật
dữ liệu. Thế nhƣng càng sử dụng và khai thác WebGIS, chúng ta mới nhận thấy rằng
hầu hết các WebGIS đều đƣợc xây dựng độc quyền bởi các hãng phần mềm hay các tổ
chức khác nhau và dữ liệu đƣợc trình bày theo quan điểm riêng của họ. Điều này có
nghĩa là ngƣời sử dụng chỉ có thể truy cập vào từng server để lấy thông tin dữ liệu của
chính server đó và không thể tích hợp các dữ liệu từ các server khác. Và câu hỏi về
tính vận hành đƣợc đặt ra.