Nghiên cứu xây dựng ứng dụng gis bằng phần mềm mã nguồn mở áp dụng xây dựng ứng dụng quản lý vi phạm trật tự xây dựng tại p hiệp bình phước q thủ đức tp hồ chí minh

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

QUÁCH ĐỒNG THẮNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG ỨNG DỤNG GIS
BẰNG PHẦN MỀM MÃ NGUỒN MỞ.
ÁP DỤNG XÂY DỰNG ỨNG DỤNG QUẢN LÝ
VI PHẠM TRẬT TỰ XÂY DỰNG TẠI P. HIỆP
BÌNH PHƯỚC - Q. THỦ ĐỨC - TP.HCM
Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thống thông tin địa lý

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH - 09/2008


2

CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. TRẦN TRỌNG ĐỨC

Cán bộ chấm nhận xét 1 :

Cán bộ chấm nhận xét 2 :

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 28 tháng 08 năm 2008


3

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
------------------oOo--Tp. HCM, ngày . . . . . tháng . . . . . năm . . . . .
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên : QUÁCH ĐỒNG THẮNG

Giới tính : Nam

Ngày, tháng, năm sinh : 12/04/1982

Nơi sinh : Bạc Liêu

Chuyên ngành : Bản đồ, viễn thám và hệ thống thông tin địa lý
Khoá (Năm trúng tuyển) : 2006
1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu xây dựng ứng dụng GIS bằng phần mềm mã

nguồn mở. Áp dụng xây dựng ứng dụng quản lý vi phạm trật tự xây dựng
tại P.Hiệp Bình Phước - Q.Thủ Đức - Tp.Hồ Chí Minh.
2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

- Khảo sát các công cụ mã nguồn mở phục vụ xây dựng ứng dụng GIS.
- Lựa chọn công cụ mã nguồn mở thích hợp phục vụ cho thiết kế và xây

dựng ứng dụng quản lý vi phạm trật tự xây dựng tại P.Hiệp Bình
Phước - Q.Thủ Đức - Tp.Hồ Chí Minh.

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 21/01/2008
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/06/2008
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. TRẦN TRỌNG ĐỨC
Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông
qua.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

TS. TRẦN TRỌNG ĐỨC


4

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
- TS.Trần Trọng Đức, người đã trực tiếp hướng dẫn, góp ý cho tơi rất nhiều
trong suốt q trình học, thực hiện chuyên đề nghiên cứu 1, chuyên đề
nghiên cứu 2 và thực hiện luận văn.
- Tập thể quý thầy cô giảng dạy lớp cao học GIS 2006 đã trang bị cho tôi nền
tảng kiến thức và phương pháp khoa học để tơi có thể nghiên cứu thực hiện
luận văn.
- UBND, Tổ quản lý vi phạm trật tự xây dựng P.Hiệp Bình Phước, Q.Thủ

Đức, Tp.Hồ Chính Minh đã tạo điều kiện, phối hợp và hỗ trợ cho tơi trong
q trình phát triển ứng dụng.
- Cộng đồng mã nguồn mở nói chung và cộng đồng MapWindow nói riêng đã
hỗ trợ kỹ thuật cho tơi trong q trình phát triển ứng dụng.
- Các người thân trong gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, khuyến khích và động viên
tơi trong suốt q trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn.


5

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Phần mềm mã nguồn mở nói chung và phần mềm GIS mã nguồn mở nói riêng ngày
càng được quan tâm nghiên cứu phát triển và ứng dụng bởi các lợi ích mà nó mang
lại. Điều này đặc biệt có ý nghĩa đối với các nước đang phát triển như Việt Nam.
Hơn nữa, khi Việt Nam gia nhập WTO thì vấn đề sở hữu trí tuệ và bản quyền phần
mềm ngày càng được chú trọng. Trong khi đó, nhu cầu tin học hố nhằm nâng cao
hiệu quả cơng tác quản lý hành chính nhà nước với sự hỗ trợ của GIS luôn là mối
quan tâm thường trực.
Nội dung chính của đề tài là nghiên cứu các công cụ mã nguồn mở phục vụ xây
dựng ứng dụng GIS; trên cơ sở đó áp dụng xây dựng ứng dụng quản lý vi phạm trật
tự xây dựng tại P.Hiệp Bình Phước - Q.Thủ Đức - Tp.Hồ Chí Minh.
Kết quả của đề tài đã khảo sát các công cụ mã nguồn mở hiện hữu phục vụ xây
dựng ứng dụng GIS, nghiên cứu chi tiết phần mềm mã nguồn mở MapWindow và
sử dụng MapWindow ActiveX control, hệ quản trị CSDL mã nguồn mở Firebird
cho phát triển ứng dụng desktop GIS trên nền hệ điều hành Microsoft Windows.


5

Abstract
The Open Source Software in general and Geo Open Source Software in particular are
more and more being researched and developed due to their benefits. Moreover,
because that Vietnam has joined the WTO, so the problems of intellectual property,
software copyright,…are consider more seriously. Meanwhile, the needs for
computerizing with the supporting of GIS to enhance the effect of the administrative
management tasks are growing day by day.
For those reasons, the main objects of this thesis are:
-

Surveying open source tools for building GIS applications .

-

Developing an desktop GIS application for managing the urban construction at
the Urban Management Department of the People’s Committee of Hiep Binh
Phuoc Ward, Thu Duc District, Ho Chi Minh City base on MapWindow
ActiveX control and Firebird DBMS.


6

MỤC LỤC
MỤC LỤC ..............................................................................................................6
Danh sách các hình ảnh ......................................................................................... 10
Danh sách các bảng biểu........................................................................................ 12
Một số khái niệm và thuật ngữ............................................................................... 12
PHẦN 1: GIỚI THIỆU.......................................................................................... 13
GIỚI THIỆU ......................................................................................................... 14
I. ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................... 14

II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ........................................................................... 15
III. NỘI DUNG THỰC HIỆN .............................................................................. 15
1.
Nội dung 1 .............................................................................................. 15
2.

Nội dung 2 .............................................................................................. 15

3.

Nội dung 3 .............................................................................................. 16

4.

Nội dung 4 .............................................................................................. 16

IV. SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................ 16
V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................... 17
VI. GIỚI HẠN, PHẠM VI NGHIÊN CỨU .......................................................... 17
1.
Về cơng nghệ .......................................................................................... 17
2.

Về vị trí địa lý ......................................................................................... 17

VII. CẤU TRÚC LUẬN VĂN .............................................................................. 18
PHẦN 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT............................................................................. 19
CHƯƠNG I: CÁC CÔNG CỤ MÃ NGUỒN MỞ PHỤC VỤ XÂY DỰNG ỨNG
DỤNG GIS............................................................................................................ 20
I.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM................................................................................... 20

I.1.1
Phần mềm tự do (Free Software) ............................................................. 20
I.1.2

Phần mềm mã nguồn mở (Open Source Software - OSS) ........................ 21

I.1.3

Phần mềm mã nguồn mở - tự do (FOSS) ................................................. 23

I.1.4

Hệ thống giấy phép cho FOSS................................................................. 23

I.1.5

Phần mềm GIS mã nguồn mở - GEOFOSS ............................................. 23

I.1.6

Chuẩn mở cho GIS - OpenGIS ................................................................ 24

I.2 CÁC PHẦN MỀM GIS MÃ NGUỒN MỞ..................................................... 26
I.2.1
Nhánh C.................................................................................................. 26
I.2.2

Nhánh Java.............................................................................................. 29

7

I.2.3

Nhánh .Net.............................................................................................. 31

I.2.4

Nhánh Web ............................................................................................. 32

I.3 CÁC HỆ QUẢN TRỊ CSDL MÃ NGUỒN MỞ ............................................. 34
I.3.1
GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................ 34
I.3.2

Firebird ................................................................................................... 34

I.3.3

Ingres ...................................................................................................... 35

I.3.4

MySQL ................................................................................................... 35

I.3.5

MaxDB ................................................................................................... 35

I.3.6

PostgreSQL............................................................................................. 36

I.3.7

MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC DBMS MÃ NGUỒN MỞ.................. 37

I.4. MỘT SỐ ỨNG DỤNG GIS TRÊN NỀN TẢNG MÃ NGUỒN MỞ .............. 40
I.4.1
Ngoài nước ............................................................................................. 40
I.4.2

Trong nước ............................................................................................. 40

PHẦN 3: PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG .................................................................. 42
CHƯƠNG II: KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG VÀ NHU CẦU QUẢN LÝ ................ 43
II.1 KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG ........................................................................... 43
II.1.1
Phần cứng ............................................................................................... 43
II.1.2

Phần mềm ............................................................................................... 43

II.1.3

Dữ liệu .................................................................................................... 43

II.1.3.1 Dữ liệu thuộc tính ............................................................................ 43
II.1.3.2 Dữ liệu khơng gian........................................................................... 44
II.1.4

Tổ chức................................................................................................... 44
II.1.5

Quy trình................................................................................................. 44

II.2 PHÂN TÍCH NHU CẦU................................................................................ 49
CHƯƠNG III: LỰA CHỌN CÔNG CỤ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG..................... 51
III.1 LỰA CHỌN CÔNG CỤ HIỂN THỊ, XỬ LÝ DỮ LIỆU KHƠNG GIAN ....... 51
III.1.1 Tiêu chí lựa chọn..................................................................................... 51
III.1.2

Kết quả lựa chọn ..................................................................................... 52

III.1.3

Giới thiệu MapWindow........................................................................... 52

III.1.3.1 Giới thiệu chung .............................................................................. 52
III.1.3.2 Các thành phần của MapWindow..................................................... 54
III.2 LỰA CHỌN CÔNG CỤ QUẢN LÝ DỮ LIỆU.............................................. 58
III.2.1 Các phương án quản lý dữ liệu................................................................ 58


8

III.2.2

Thử nghiệm phương án 1 ........................................................................ 58

III.2.2.1 Import shapefile vào PostgreSQL/ PostGIS...................................... 59

III.2.2.2 Truy xuất dữ liệu không gian từ PostgreSQL/ PostGIS bằng
MapWindow Application ............................................................................... 63
III.2.2.3 Nhận xét .......................................................................................... 64
III.2.3 Thử nghiệm phương án 2 ........................................................................ 65
III.2.3.1 Tiến hành thử nghiệm ...................................................................... 65
III.2.3.2 Nhận xét .......................................................................................... 66
III.2.4 Phân tích các phương án.......................................................................... 67
III.2.5

Lựa chọn phương án............................................................................... 68

III.3 KẾT LUẬN.................................................................................................... 68
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG................................... 70
IV.1 THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG ............................................................... 70
IV.2 THIẾT KẾ CSDL........................................................................................... 70
IV.2.1 Mơ hình dữ liệu mức ý niệm ................................................................... 72
IV.2.2

Mơ hình dữ liệu mức vật lý ..................................................................... 77

IV.2.3

Ánh xạ xuống DBMS Firebird ................................................................ 78

IV.3 CÁC CHỨC NĂNG CỦA ỨNG DỤNG ........................................................ 87
IV.3.1 Nhóm chức năng hệ thống....................................................................... 88
IV.3.1.1 Cấu hình cơ sở dữ liệu: .................................................................... 88
IV.3.1.2 Đăng nhập ứng dụng ........................................................................ 89
IV.3.1.3 Thay đổi mật khẩu ........................................................................... 91
IV.3.1.4 Thiết lập mã văn bản........................................................................ 92

IV.3.1.5 Thiết lập giao diện ứng dụng:........................................................... 94
IV.3.2 Nhóm chức năng danh mục ..................................................................... 95
IV.3.3

Nhóm chức năng Bản đồ phường ............................................................ 97

IV.3.3.1 Chức năng tương tác bản đồ............................................................. 98
IV.3.3.2 Chức năng xem thông tin thửa đất.................................................. 101
IV.3.3.3 Chức năng Theo dõi lịch sử thửa đất .............................................. 102
IV.3.3.4 Chức năng tìm kiếm thửa đất ......................................................... 103
IV.3.3.5 Chức năng tạo biên bản vi phạm .................................................... 104
IV.3.4 Nhóm chức năng Quản lý vi phạm ........................................................ 106
IV.3.5

Nhóm chức năng Tình hình vi phạm ..................................................... 110

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 113
I. KẾT QUẢ ĐỀ TÀI ...................................................................................... 113
II. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI.............................................................................. 113
1.
Ý nghĩa khoa học .................................................................................. 113


9

2.

Ý nghĩa xã hội....................................................................................... 113

III. KIẾN NGHỊ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .................................... 114

PHẦN 3: TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ PHỤ LỤC ............................................ 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 116
PHỤ LỤC............................................................................................................ 117
I. PHỤ LỤC 1: HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT ỨNG DỤNG ........................................ 117
II. PHỤ LỤC 2: CÁC LOẠI GIẤY PHÉP ĐƯỢC QUẢN LÝ BỞI OSI ................... 120


10

Danh sách các hình ảnh
Hình I.1: Sơ đồ OSS nhánh C [10] ................................................................................ 26
Hình I.2: Sơ đồ OSS nhánh Java [10]............................................................................ 29
Hình I.3: Sơ đồ OSS nhánh .Net [10]............................................................................ 31
Hình I.4: Sơ đồ OSS nhánh Web [10] ........................................................................... 32
Hình I.5: Quá trình phát triển các hệ quản trị CSDL [11] ............................................. 34
Hình I.6: JVNWebGIS................................................................................................... 40
Hình I.7: JVNMobileGIS............................................................................................... 41
Hình I.8: Phần mềm mơ phỏng địa hình........................................................................ 41
Hình II.1: Quy trình xử lý vi phạm trật tự xây dựng ..................................................... 45
Hình III.1: Giao diện MapWindow Application............................................................ 53
Hình III.2: Mã nguồn MapWindow Application trong VS.NET 2005.......................... 56
Hình III.3: Mã nguồn Plug-in shapefile Editor trong VS.NET 2005 ............................ 57
Hình III.4: Giao diện Plug-in shapefile Editor trong MapWindow Application........... 57
Hình III.5: Giao diện Plug-in Shape2Earth trong MapWindow Application................ 58
Hình III.6: Cấu trúc template_postgis............................................................................ 59
Hình III.7: Tạo mới GIS database trên cơ sở template_postgis..................................... 60
Hình III.8: Enable spatial cho NonGISDB - chưa hỗ trợ dữ liệu khơng gian ............... 60
Hình III.9: Import shapefile vào PostgreSQL/ PostGIS bằng tiện ích shp2pgsql ......... 61
Hình III.10: Import dữ liệu shapefile vào GisDB bằng cách thực thi script thua.sql.... 62
Hình III.11: Dữ liệu bảng thửa trong pgAdmin III........................................................ 62

Hình III.12: Load dữ liệu không gian từ PostgreSQL/ PostGIS bằng MapWindow
Application ............................................................................................................. 63
Hình III.13: Nhập các thơng số đăng nhập vào PostgreSQL/ PostGIS ......................... 63
Hình III.14: Chọn lớp dữ liệu khơng gian cần truy xuất ............................................... 64
Hình III.15: Tình trạng lỗi font khi load dữ liệu không gian từ PostgreSQL/ PostGIS
bằng MapWindow Application .............................................................................. 65
Hình III.16: Thử nghiệm tương tác shapefile thửa - bảng dữ liệu thửa......................... 66
Hình IV.1: Mơ hình hệ thống......................................................................................... 70
Hình IV.2: Mơ hình dữ liệu mức ý niệm........................................................................ 72
Hình IV.3: Tạo mơ hình dữ liệu mức vật lý từ mơ hình dữ liệu mức ý niệm ................ 76
Hình IV.4: Chọn DBMS khi tạo mơ hình dữ liệu mức vật lý ........................................ 76
Hình IV.5: Mơ hình dữ liệu mức vật lý.......................................................................... 77
Hình IV.6: Tạo script file định nghĩa CSDL từ mơ hình dữ liệu mức vật lý ................. 78


11

Hình IV.7: Chọn đường dẫn và đặt tên cho script file ................................................... 78
Hình IV.8: Tạo CSDL trong IBExpert........................................................................... 79
Hình IV.9: Đăng ký CSDL trong IBExpert ................................................................... 79
Hình IV.10: Thực thi script file định nghĩa CSDL ........................................................ 80
Hình IV.11: Kết quả tạo CSDL...................................................................................... 80
Hình IV.12: Sơ đồ chức năng ứng dụng ........................................................................ 87
Hình IV.13: Sơ đồ giải thuật cấu hình CSDL ................................................................ 88
Hình IV.14: Giao diện cấu hình CSDL .......................................................................... 88
Hình IV.15: Thơng tin cấu hình CSDL được quản lý trong registry ............................. 89
Hình IV.16: Sơ đồ giải thuật đăng nhập ứng dụng ........................................................ 90
Hình IV.17: Giao diện đăng nhập ứng dụng .................................................................. 90
Hình IV.18: Thơng tin về người dùng được lưu trữ trong registry................................ 91
Hình IV.19: Sơ đồ giải thuật thay đổi mật khẩu ............................................................ 92

Hình IV.20: Giao diện thay đổi mật khẩu ...................................................................... 92
Hình IV.21: Sơ đồ giải thuật thiết lập mã văn bản......................................................... 93
Hình IV.22: Giao diện thiết lập mã văn bản .................................................................. 93
Hình IV.23: Sơ đồ giải thuật thiết lập giao diện ứng dụng ............................................ 94
Hình IV.24: Giao diện thiết lập giao diện ứng dụng...................................................... 94
Hình IV.25: Thông tin về giao diện được lưu trữ trong registry.................................... 95
Hình IV.26: Sơ đồ giải thuật nhóm chức năng danh mục.............................................. 96
Hình IV.37: Giao diện danh mục khu phố ..................................................................... 96
Hình IV.28: Giao diện danh mục Nơi cấp CMND ........................................................ 97
Hình IV.29: Giao diện danh mục loại biến động ........................................................... 97
Hình IV.30: Giao diện Bản đồ phường .......................................................................... 98
Hình IV.31: Sơ đồ giải thuật tương tác bản đồ .............................................................. 99
Hình IV.32: Giao diện tương tác bản đồ ........................................................................ 99
Hình IV.33: Sơ đồ giải thuật xem thơng tin thửa đất................................................... 101
Hình IV.34: Giao diện xem thơng tin thửa đất............................................................. 101
Hình IV.35: Sơ đồ giải thuật theo dõi lịch thửa đất ..................................................... 102
Hình IV.36: Giao diện theo dõi lịch sử thửa đất .......................................................... 102
Hình IV.37: Sơ đồ giải thuật tìm kiếm thửa đất........................................................... 103
Hình IV.38: Giao diện tìm kiếm thửa đất..................................................................... 104
Hình IV.39: Sơ đồ giải thuật tạo biên bản vi phạm tại thửa được chọn....................... 105
Hình IV.40: Giao diện tạo biên bản vi phạm tại thửa được chọn ................................ 105
Hình IV.41: Tự động thêm mới biên bản vi phạm và zoom đến thửa được chọn ....... 106
Hình IV.42: Sơ đồ Quản lý vi phạm ............................................................................ 107


12

Hình IV.43: Giao diện Quản lý vi phạm ...................................................................... 107
Hình IV.44: Sơ đồ giải thuật quản lý biên bản vi phạm............................................... 109
Hình IV.45: Giao diện chi tiết biên bản vi phạm ......................................................... 109

Hình IV.46: Giao diện thiết kế mẫu in tờ trình xử phạt ............................................... 110
Hình IV.47: Sơ đồ giải thuật thống kê tình hình vi phạm............................................ 111
Hình IV.48: Giao diện thống kê tình hình vi phạm...................................................... 111
Hình IV.49: Giao diện xem báo cáo thống kê tình hình vi phạm ................................ 112

Danh sách các bảng biểu
Bảng I.1: Các OSS nhánh C........................................................................................... 26
Bảng I.2: Các OSS nhánh Java ...................................................................................... 29
Bảng I.3: Các OSS nhánh .Net....................................................................................... 31
Bảng I.4: Các OSS nhánh Web...................................................................................... 32
Bảng I.5: Một số đặc điểm của các DBMS mã nguồn mở............................................. 37
Bảng III.1: Phân tích các phương án ............................................................................ 67

Một số khái niệm và thuật ngữ
STT
1
2
3
4
5

Kí hiệu / viết tắt
OSS
FOSS
CSDL
DBMS
KML

Diễn giải
Open source software: Phần mềm mã nguồn mở

Free and Open source software: Phần mềm mã nguồn mở
tự do
Cơ sở dữ liệu
Database Management System: Hệ quản trị CSDL
Keyhole Markup Language: chuẩn giao tiếp dữ liệu
Google Map.


13

PHẦN 1: GIỚI THIỆU


14

GIỚI THIỆU
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay phần mềm mã nguồn mở đang phát triển rất mạnh mẽ với một cộng đồng
ngày càng lớn mạnh, và ngày càng chứng tỏ là một đối trọng đầy thách thức đối với
phần mềm thương mại. Lĩnh vực GIS cũng không ngoại lệ trong trào lưu chung đó
với hàng trăm dự án xây dựng phần mềm/ công cụ mã nguồn mở hỗ trợ xây dựng
ứng dụng GIS.
Trong bối cảnh Việt Nam đã gia nhập WTO thì vấn đề sở hữu trí tuệ, vấn đề bản
quyền phần mềm thương mại ngày càng được chú trọng. Trong khi đó, việc nâng
cao hiệu quả quản lý hành chính nhà nước với sự hỗ trợ của phần mềm, đặc biệt với
sự hỗ trợ của GIS là một trong những vấn đề được quan tâm thường trực. Với các
ưu điểm về mặt chi phí; khả năng phát triển, mở rộng; khả năng sẵn sàng hỗ trợ bởi
một cộng đồng lớn mạnh, việc xây dựng ứng dụng hệ thống thông tin nói chung và
ứng dụng GIS nói riêng trên nền tảng các phần mềm mã nguồn mở đang dần trở
thành một xu thế và nhu cầu tất yếu.

Phường Hiệp Bình Phước, thuộc quận Thủ Đức - Tp.Hồ Chí Minh được thành lập
theo nghị định số 03/CP của Chính phủ kí ngày 06/01/1997 về việc thành lập Quận
Thủ Đức, Quận 2, Quận 7, Quận 9, Quận 12 và thành lập các phường thuộc các
quận mới - thành phố Hồ Chí Minh. Theo đó, Phường Hiệp Bình Phước có diện tích
tự nhiên khoảng 766 ha với 12.354 nhân khẩu [1]. Việc quản lý vi phạm trật tự xây
dựng do Tổ quản lý vi phạm trật tự xây dựng phường đảm trách. Với một địa bàn
tương đối rộng lớn và tình hình vi phạm trật tự xây dựng diễn ra khá phổ biến và
phức tạp, việc xây dựng một công cụ hỗ trợ quản lý hiệu quả và trực quan trên nền
GIS theo hướng giảm thiểu chi phí là rất cần thiết trong việc nâng cao hiệu quả
cơng tác quản lý hành chính, tiết kiệm thời gian và nhân lực. Đó cũng là mục tiêu
nghiên cứu của đề tài.


15

II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu các công cụ mã nguồn mở phục vụ xây dựng ứng dụng GIS.
- Áp dụng xây dựng ứng dụng quản lý vi phạm trật tự xây dựng tại P. Hiệp
Bình Phước - Q. Thủ Đức - Tp. Hồ Chí Minh.
III. NỘI DUNG THỰC HIỆN
1) Khảo sát các công cụ mã nguồn mở phục vụ xây dựng ứng dụng GIS.
2) Khảo sát hiện trạng và nhu cầu quản lý tại Tổ quản lý vi phạm trật tự xây
dựng P. Hiệp Bình Phước, Q. Thủ Đức, Tp. Hồ Chí Minh.
3) Lựa chọn cơng cụ xây dựng ứng dụng.
4) Thiết kế và xây dựng ứng dụng.
Mô tả chi tiết các nội dung thực hiện:
1. Nội dung 1
- Tên nhiệm vụ: Khảo sát các công cụ mã nguồn mở phục vụ xây dựng ứng
dụng GIS.
- Mô tả: Khảo sát tình hình xây dựng và phát triển các công cụ mã nguồn mở

phục vụ xây dựng ứng dụng GIS, trong đó chú trọng 2 vấn đề chính:
• Khảo sát các công cụ hỗ trợ cho việc xây dựng ứng dụng desktop GIS
độc lập (stand-alone application), trên nền hệ điều hành Microsoft
Windows: các ActiveX control và các thư viện hỗ trợ lập trình tương
tác với dữ liệu khơng gian.
• Khảo sát các DBMS mã nguồn mở thông dụng: PostgreSQL, Ingres,
MySQL, Firebird, MaxDB.
2. Nội dung 2
- Tên nhiệm vụ: Khảo sát hiện trạng và nhu cầu quản lý tại Tổ quản lý vi phạm
trật tự xây dựng P.Hiệp Bình Phước, Q.Thủ Đức, Tp.Hồ Chí Minh.
- Mơ tả: Việc khảo sát được thực hiện tại Tổ quản lý vi phạm trật tự xây dựng,
trực thuộc UBND P. Hiệp Bình Phước, Q. Thủ Đức, Tp. Hồ Chí Minh. Kết
quả khảo sát phải làm rõ:
• Hiện trạng quản lý.


16

• Phân tích nhu cầu tin học hố hỗ trợ tác nghiệp hàng ngày.
Cùng với nhiệm vụ 1, kết quả của nhiệm vụ 2 là cơ sở cho việc lựa chọn cơng cụ
thích hợp xây dựng ứng dụng (nhiệm vụ 3) và là cơ sở thiết kế và xây dựng ứng
dụng (nhiệm vụ 4 ).
3. Nội dung 3
- Tên nhiệm vụ: Lựa chọn công cụ xây dựng ứng dụng.
- Mô tả: Trên cơ sở kết quả khảo sát các công cụ mã nguồn mở phục vụ xây
dựng ứng dụng GIS (nhiệm vụ 1) và kết quả khảo sát hiện trạng và nhu cầu
(nhiệm vụ 2), nhiệm vụ 3 tập trung lựa chọn cơng cụ thích hợp cho xây dựng
ứng dụng.
4. Nội dung 4
- Tên nhiệm vụ: Thiết kế và xây dựng ứng dụng.

- Mô tả: Các nhiệm vụ cụ thể:
Thiết kế ứng dụng:
• Phân tích - thiết kế hệ thống: mơ hình hệ thống và các thành phần
chức năng của hệ thống.
• Phân tích - thiết kế CSDL: Thiết kế mức ý niệm, thiết kế mức vật lý,
ánh xạ xuống DBMS.
Xây dựng ứng dụng:
• Thiết kế giao diện.
• Lập trình.
• Cài đặt thử nghiệm.
IV. SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI
1) Báo cáo khảo sát các công cụ mã nguồn mở phục vụ xây dựng ứng dụng
GIS.
2) Báo cáo khảo sát hiện trạng và nhu cầu quản lý tại Tổ quản lý vi phạm trật
tự xây dựng, P. Hiệp Bình Phước, Q. Thủ Đức, Tp. Hồ Chí Minh.
3) Báo cáo lựa chọn công cụ xây dựng ứng dụng.


17

4) Báo cáo thiết kế hệ thống và thiết kế cơ sở dữ liệu.
5) Bộ cài đặt ứng dụng quản lý vi phạm trật tự xây dựng P. Hiệp Bình Phước,
Q. Thủ Đức, Tp. Hồ Chí Minh.
V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đề tài được thực hiện với các phương pháp sau:
1) Thu thập, tổng hợp và phân tích thơng tin (khảo sát các công cụ mã nguồn
mở phục vụ xây dựng ứng dụng GIS).
2) Phỏng vấn (khảo sát hiện trạng và nhu cầu).
3) Xây dựng ứng dụng theo mơ hình client - server.
VI. GIỚI HẠN, PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1. Về công nghệ
Sử dụng công nghệ mã nguồn mở cho phát triển ứng dụng desktop GIS trên nền hệ
điều hành Microsoft Windows, gồm :
- Công cụ hiển thị, tương tác dữ liệu khơng gian.
- Hệ quản trị CSDL.
2. Về vị trí địa lý
- Khu vực nghiên cứu phát triển ứng dụng là P. Hiệp Bình Phước, Q. Thủ
Đức, Tp. Hồ Chí Minh.
- Đơn vị phối hợp và sử dụng kết quả nghiên cứu của đề tài là Tổ quản lý vi
phạm trật tự xây dựng P. Hiệp Bình Phước, Q. Thủ Đức, Tp. Hồ Chí Minh.


18

Khu vực nghiên cứu

VII. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Nội dung nghiên cứu của luận văn được trình bày trong 4 phần:
1) Phần một: Giới thiệu
2) Phần hai: Cơ sở lý thuyết
- Chương 1: Các công cụ mã nguồn mở phục vụ xây dựng ứng dụng GIS.
3) Phần ba: Phát triển ứng dụng
- Chương 2: Khảo sát hiện trạng và nhu cầu quản lý.
- Chương 3: Lựa chọn công cụ xây dựng ứng dụng.
- Chương 4: Thiết kế và xây dựng ứng dụng
- Kết luận và kiến nghị.
4) Phần bốn: Tài liệu tham khảo và Phụ lục


19

PHẦN 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT


20

CHƯƠNG I: CÁC CÔNG CỤ MÃ NGUỒN
MỞ PHỤC VỤ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG GIS
I.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM
Bên cạnh các phần mềm GIS thương mại và “đóng”, phần mềm GIS mã nguồn mở
ngày càng được quan tâm nghiên cứu vì một số lợi ích dễ thấy sau:
- Cơ hội tiếp cận nghiên cứu và làm chủ công nghệ.
- Giảm lệ thuộc vào nhà cung cấp phần mềm.
- Tuân thủ các chuẩn công nghệ chung của thế giới.
- Được hỗ trợ bởi một cộng đồng lớn mạnh.
- Tiết kiệm chi phí phát triển ứng dụng.
- Phát triển năng lực của ngành cơng nghiệp phần mềm địa phương.
- Bản địa hố phần mềm.
Phần sau trình bày lịch sử hình thành và phát triển của phần mềm mã nguồn mở nói
chung và phần mềm GIS mã nguồn mở nói riêng cũng như các khái niệm liên quan.
I.1.1 Phần mềm tự do (Free Software)
Năm 1984, tiến sĩ Richard Stallman khởi đầu dự án GNU, công bố định nghĩa phần
mềm tự do (Free Software) và sáng lập quỹ phần mềm tự do FSF (Free Software
Foundation). Năm 1989, Richard Stallman sáng lập giấy phép nguồn mở GNU GPL
(General Public License) và khái niệm Copyleft (một cách chơi chữ đối lập với
Copyright)
Theo Richard Stallmann, một phần mềm tự do - Free Software - phải đảm bảo các
quyền tự do sau đây [4]:
- Quyền tự do 0: Tự do chạy chương trình với bất kỳ mục đích gì.
- Quyền tự do 1: Tự do nghiên cứu cách làm việc của chương trình và sửa đổi

cho phù hợp với nhu cầu sử dụng. Mã nguồn mở là điều kiện tiên quyết cho
quyền tự do này.


21

- Quyền tự do 2: Tự do phân phối các bản sao cho những người dùng khác có
nhu cầu.
- Quyền tự do 3: Tự do cải tiến chương trình và công bố sự cải tiến này cho
cộng đồng cùng hưởng lợi. Mã nguồn mở cũng là điều kiện tiên quyết cho
quyền tự do này.
Cần phân biệt Free Software và Freeware. Freeware có nghĩa là “Phần mềm miễn
phí”. Người sử dụng không phải trả tiền khi dùng Freeware và tất nhiên khơng được
sử dụng Freeware cho mục đích thương mại (khơng được bán lại cho người dùng
khác); tuy nhiên, tác giả Freeware vẫn giữ bản quyền (Copyright) và mặc dù miễn
phí nhưng freeware không nhất thiết phải là mã nguồn mở. Stallman nhấn mạnh
“Free” trong khái niệm “Free Software” không phải là “miễn phí” mà là “tự do”,
đặc biệt là quyền được thay đổi và đóng góp bởi cộng đồng người dùng thơng qua
việc truy cập mã nguồn của chương trình.
I.1.2 Phần mềm mã nguồn mở (Open Source Software - OSS)
Năm 1998, một nhóm người có quan điểm hơi khác Stallman cho rằng thuật ngữ
phần mềm tự do nên được thay thế bằng phần mềm nguồn mở (OSS - Open Source
Software) vì thuật ngữ này ít gây nhầm lẫn hơn và dễ sử dụng cho giới doanh
nghiệp. Hệ quả là sự ra đời của tổ chức OSI (Open Source Initiative - tổ chức "Sáng
kiến nguồn mở") và tổ chức này đã công bố OSD - Open Source Definition - định
nghĩa nguồn mở. Theo đó, một phần mềm mã nguồn mở phải đảm bảo các tiêu
chuẩn sau [5]:
1) Tự do tái phân phối (Free Redistribution)
Giấy phép phải cho phép bất cứ ai nhận và sử dụng OSS có thể bán/ tặng cho người
khác mà khơng phải trả chi phí cho người sở hữu giấy phép đầu tiên.

2) Mã nguồn (Source Code)
Khi cung cấp OSS phải cung cấp toàn bộ mã nguồn của chương trình.
3) Các sản phẩm phát sinh (Derived Works)


22

Giấy phép phải cho phép người dùng sửa đổi OSS và tạo ra những sản phẩm mới
trên cơ sở OSS đó. Các sửa đổi và sản phẩm phát sinh phải được phân phối dưới
cùng những điều kiện như OSS nguyên bản.
4) Tính tồn vẹn mã nguồn của tác giả (Integrity of The Author's Source Code)
Giấy phép có thể hạn chế phân phối và hiệu chỉnh mã nguồn với điều kiện phải cho
phép phân phối các bản vá (patch files) kèm theo mã nguồn cho mục đích hiệu
chỉnh chương trình. Giấy phép phải cho phép phân phối phần mềm được xây dựng
từ mã nguồn đã hiệu chỉnh theo cách này. Giấy phép có thể yêu cầu các sản phẩm
phát sinh mang một tên khác hoặc đánh số phiên bản từ phần mềm nguyên bản.
5) Không phân biệt đối xử đối với người dùng (No Discrimination Against
Persons or Groups)
Giấy phép không được phân biệt đối xử với bất cứ người/ nhóm người dùng nào.
6) Không phân biệt đối xử đối với lĩnh vực sử dụng (No Discrimination Against
Fields of Endeavor)
Giấy phép cũng không được hạn chế việc sử dụng trong bất cứ lĩnh vực nào: thương
mại, nghiên cứu, giảng dạy…
7) Phân phối giấy phép (Distribution of License)
Các quyền kèm theo phần mềm phải được áp dụng cho tất cả những người dùng
được tái phân phối phần mềm.
8) Giấy phép không được chuyên biệt cho một sản phẩm (License Must Not Be
Specific to a Product)
Nếu một phần mềm được trích từ phần mềm nguyên bản, người dùng được tái phân
phối phần mềm này phải có các quyền tương tự như phần mềm nguyên bản.

9) Không hạn chế các phần mềm khác (License Must Not Restrict Other
Software)
Giấy phép không được hạn chế các phần mềm có bản quyền khác. Ví dụ, giấy phép
khơng được đòi hỏi tất cả các phần mềm khác được phân phối trong cùng một môi
trường phải là OSS.


23

10) Trung dung về công nghệ (License Must Be Technology-Neutral)
Không một điều khoản nào của giấy phép có thể được xác nhận trên nền tảng một
công nghệ riêng lẻ.
Ý tưởng chủ đạo đằng sau định nghĩa phần mềm mã nguồn mở là: khi người dùng
có thể truy cập, sửa đổi và tái phân phối mã nguồn của một phần mềm, thì phần
mềm đó ngày càng phát triển. OSI xem trọng giá trị kỹ thuật của việc tạo những
phần mềm mạnh, có độ tin cậy cao, mang lại lợi ích thực tiễn và phù hợp với giới
doanh nghiệp hơn là quan tâm tới khía cạnh giá trị đạo đức của phần mềm tự do
mang lại theo quan điểm của FSF.
I.1.3 Phần mềm mã nguồn mở - tự do (FOSS)
Sự kiện OSI công bố khái niệm phần mềm mã nguồn mở đã gây ra những tranh
luận giữa 2 trường phái FSF và OSI. Tuy nhiên, mặc dù quan điểm của hai trào lưu
này tương đối khác nhau, nhưng cả FSF và OSI đều đứng trên lập trường đấu tranh
chống các phần mềm đóng và việc cấp bằng sáng chế phần mềm.
Để dung hoà hai trường phái này, ngày nay người ta thường dùng khái niệm FOSS
(Free Open Source Software) hay FLOSS (Free/ Liber Open Source Software) Phần mềm mã nguồn mở tự do [6].
I.1.4 Hệ thống giấy phép cho FOSS
Định nghĩa của OSI nhằm thiết lập một sự thống nhất tương đối về phần mềm mã
nguồn mở. Đây là những chỉ dẫn chung về những điều khoản phải có hoặc khơng
được có trong một giấy phép (license) phần mềm mã nguồn mở. Tuy nhiên, miễn là
đạt được những yêu cầu tối thiểu này, nhà phát triển phần mềm có thể thêm những

điều khoản khác theo ý muốn, và hệ quả là có nhiều loại giấy phép khác nhau. Hiện
nay có trên 50 loại giấy phép phần mềm mã nguồn mở, được quản lý bởi OSI (xem
phụ lục). Do đó, khi nói đến các phần mềm mã nguồn mở phải xem xét đến giấy
phép cụ thể mà chúng được công bố.
I.1.5 Phần mềm GIS mã nguồn mở - GEOFOSS


24

Là một bộ phận của FOSS, cộng đồng phần mềm GIS mã nguồn mở - GEOFOSS
cũng đã phát triển lớn mạnh với 246 dự án được công bố ( />- cập nhật ngày 13/11/2007).
Các dự án GIS mã nguồn mở được sự hậu thuẫn của Open Source Geospatial
Foundation - OSGeo [7]. OSGeo là một tổ chức phi lợi nhuận nhằm hỗ trợ và xúc
tiến sự hợp tác phát triển của cộng đồng các nhà phát triển phần mềm GIS mã
nguồn mở. Ngồi ra, OSGeo cịn chủ trì một hội thảo quốc tế thường niên mang tên
FOSS4G, thu hút sự tham gia của rất nhiều nhà phát triển thuộc cộng đồng FOSS4G
từ khắp nơi trên thế giới. Gần đây là hội thảo FOSS4G2007 diễn ra tại Canada với
120 bài tham luận [8].
I.1.6 Chuẩn mở cho GIS - OpenGIS
Một vấn đề khá quan trọng về quan điểm mở cho phần mềm GIS là xây dựng chuẩn
mở cho GIS - OpenGIS. Xây dựng chuẩn tương tác dữ liệu dùng chung cho các
phần mềm ứng dụng là một nhu cầu và xu thế tất yếu, đặc biệt trong lĩnh vực GIS
với định dạng dữ liệu phong phú, đa dạng và phức tạp.
Các chuẩn mở giúp tiết kiệm thời gian, chi phí, nâng cao tính khả chuyển và tính
đồng vận hành giữa các hệ thống khác nhau. Việc xây dựng và phát triển các chuẩn
mở được đảm trách bởi các tổ chức như: ISO, FGDC, và đặc biệt trong lĩnh vực
GIS là OGC (Open Geospatial Consortium, Inc.®).
OGC là một hiệp hội cơng nghệ quốc tế của 339 cơng ty, cơ quan chính phủ và các
trường đại học cùng tham gia phát triển. Đây là một tổ chức phi lợi nhuận, đứng đầu
trong việc phát triển các chuẩn cho geospatial và các dịch vụ hướng địa điểm

(Location Base Service). Một số thành viên của OGC: US Geological Survey
(USGS), US National Aeronautics and Space Administration (NASA), US National
Geospatial-Intelligence Agency (NGA), Autodesk Inc, Bentley Systems Inc, Boeing
Space & Intelligence Systems (S&IS), ESRI, GeoConnections - Natural Resources
Canada, Google, Intergraph Corporation, MapInfo Corporation, Oracle USA…[9]
Một số chuẩn OpenGIS được xây dựng bởi OGC:
-

Web Mapping Service (WMS).