Xây dựng hệ thống quản lý thông tin trượt lở đất tại tỉnh quảng ngãi trên nền GIS

Tuy nhiên các nghiên cứu xây dựng hệ thống quản lý thông tin về trượt lở ở các tỉnh miền trung đặc biệt là tỉnh Quảng Ngãi hiện nay chưa được xây dựng để quản lý thông tin trượt lở đất,

LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN TRẦN QUỐC VINH

Đà Nẵng – Năm 2016

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

- Mọi tham khảo dùng trong luận văn đều được trích dẫn rõ ràng và trung thực về tên tác giả, tên công trình, thời gian và địa điểm công bố

- Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Tác giả luận văn

Nguyễn Đức Toàn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu và nhiệm vụ 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4 Phương pháp nghiên cứu 3

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4

6 Kết quả dự kiến 4

7 Bố cục của luận văn 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TRƯỢT LỞ ĐẤT TẠI TỈNH QUẢNG NGÃI VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS 6

1.1 TỔNG QUAN VỀ TRƯỢT LỞ ĐẤT 6

1.2 CÁC NHÂN TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT 8

1.3 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, ĐỘ ẨM, LƯỢNG MƯA, ĐỊA HÌNH CỦA TỈNH QUẢNG NGÃI 11

1.3.1 Vị trí 11

1.3.2 Độ ẩm 13

1.3.3 Lượng mưa 13

1.3.4 Địa hình của tỉnh Quảng Ngãi 15

1.4 KHÁI NIỆM GIS 16

1.5 CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 17

1.5.1 Cấu trúc của hệ thống thông tin địa lý GIS 17

1.5.2 Mô hình dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý 18

1.5.3 Các lĩnh vực khoa học công nghệ liên quan tới GIS 18

1.5.3 Các lĩnh vực ứng dụng GIS 19

1.6 GEOSERVER 20

1.6.1 Khái niệm 20

1.6.2 Lịch sử phát triển 21

1.6.3 Chuẩn mở và khả năng chia sẻ dữ liệu không gian 22

1.6.4 Các đặc trưng của GeoServer 22

1.7 POSTGRESQL VÀ POSTGIS 23

1.7.1 PostgreSQL 23

1.7.2 Các đặc điểm của PostgreSQL 23

1.7.3 PostGIS 24

1.7.4 Chuẩn dữ liệu không gian OGC 25

1.7.5 Một số đối tượng theo chuẩn OGC trong POSTGIS 26

1.8 WEBGIS 27

1.8.1 Khái niệm 27

1.8.2 Mô hình xử lý và kiến trúc triển khai WebGis 30

1.9 THƯ VIỆN OPENLAYERS 31

1.10 KẾT CHƯƠNG 33

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 34

2.1 ĐẶC TẢ HỆ THỐNG 34

2.1.1 Đặc tả hệ thống 34

2.1.2 Yêu cầu dữ liệu 34

2.1.3 Yêu cầu hệ thống 35

2.1.4 Mô tả lớp dữ liệu 36

2.2 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 37

2.2.1 Xây dựng sơ đồ quan hệ 37

2.2.2 Biểu đồ ca sử dụng 38

2.2.3 Biểu đồ hoạt động 44

2.3 KẾT CHƯƠNG 47

CHƯƠNG 3 CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM CHƯƠNG TRÌNH 48

3.1 CÀI ĐẶT CHƯƠNG TRÌNH 48

3.1.1 Các bước thực hiện cài đặt chương trình 48 3.1.2 Qui trình hiển thị bản đồ trong Geoserver lên giao diện WebGis 49

3.2 THỬ NGHIỆM CHƯƠNG TRÌNH 61

3.2.1 Giao diện chính cho người dùng tìm kiếm thông tin về trượt lở đất 61

3.2.2 Giao diện cho người dùng nhập dữ liệu 62

3.3 KẾT CHƯƠNG 63

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO)

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

API Application Programming Interface - Giao diện lập trình

ứng dụng

Bộ NN&PTNT Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn

OpenGIS Open Geodata Interoperability Specification

thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ hướng đối tượng

Interface TCP/IP Transmission Control Protocol/ Internet Protocol - Giao

thức điều khiển truyền thông/ Giao thức Internet

WCS Web Coverage Service

rộng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu

1.3 Độ lệch chuẩn (S) và hệ số biến động (Cv) của

tổng lƣợng mƣa năm

15

2.2 Mô tả lớp dữ liệu "diaphantinh" (Địa phận tỉnh) 36

2.4 Mô tả lớp "diadiemthientai" (Địa điểm trƣợt lở

2.8 Đặc tả ca sử dụng tìm kiếm thông tin thiệt hại về

2.4 Biểu đồ ca sử dụng xem thông tin trƣợt lở đất

phân rã

39

2.6 Biểu đồ ca sử dụng nhập thông tin thiệt hại phân

rã

40

3.3 Cách tổ chức các lớp dữ liệu chồng lớp trên

Geoserver

53

3.6 Giao diện chính để hiển thị thông tin về thiệt hại 61 3.7 Kết quả khi phóng to thu nhỏ sâu vào bản đồ 62

Số hiệu

trên trang web

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam thuộc khu vực Đông Nam Á là nơi chuyển tiếp đại lục châu Á,

02 đại dương Thái Bình Dương và Ấn Độ Đương Vì vậy khí hậu Việt Nam là khí hậu nhiệt đới gió mùa Trong đó Quảng Ngãi nói riêng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình 25-26,9°C Thời tiết chia làm 2 mùa rõ rệt mùa mưa và mùa nắng Khí hậu có nhiều gió Đông Nam ít gió Đông Bắc vì địa hình địa thế phía nam, lượng mưa trung bình 2.198 mm/năm

Hiện tượng trượt lở do nhiều yếu tố như cấu tạo địa chất, thành phần thạch học và vỏ phong hóa, địa chất thủy văn, địa chất công trình, yếu tố khí hậu Bên cạnh đó, hoạt động kinh tế xã hội – con người cũng đã làm tăng nguy cơ trượt lở đất qua việc làm đường, phá rừng, phá hủy thảm thực vật che phủ, khai thác đất đồi núi

Ở vùng núi của Quảng Ngãi ngoài sự ảnh hưởng của yếu tố tự nhiên, con người còn có địa hình phân cắt mạnh, sườn núi dốc, cấu trúc địa chất phức tạp, phong hóa, lượng mưa lớn Vì vậy hiện tượng trượt lở thường xảy ra tại các huyện như: Tây Trà, Trà Bồng, Ba Tơ… Hiện tượng trượt lở gây ra những thiệt hại nặng về con người và kinh tế

Hiện nay, đã có các nghiên cứu bước đầu về trượt lở đất ở vùng núi một

số tỉnh duyên hải miền Trung và đánh giá nguy cơ trượt lở [15], nghiên cứu đánh giá hiện trạng và phân vùng cảnh báo nguy cơ trượt lở đất tại Quảng Nam [9] Tuy nhiên các nghiên cứu xây dựng hệ thống quản lý thông tin về trượt lở

ở các tỉnh miền trung đặc biệt là tỉnh Quảng Ngãi hiện nay chưa được xây dựng

để quản lý thông tin trượt lở đất, chỉ thực hiện quản lý theo thủ công

Với sự phát triển công nghệ, hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographical Information System) ra đời, là một hệ thống được sử dụng thu thập, xử lý,

phân tích và truy xuất dữ liệu thông tin địa lý để hỗ trợ ra quyết định cho các công tác qui hoạch, quản lý, dự báo cho các ngành nghề khác nhau

Như vậy, việc quản lý trượt lở đất đã trở thành yêu cầu của sự phát triển bền vững của xã hội Tại tỉnh Quảng Ngãi cơ sở khoa học để quản lý thông tin trượt lở đất còn là vấn đề mới, cần được quan tâm

Từ những thực trạng trên, tác giả muốn xây dựng một hệ thống dữ liệu

về trượt lở đất Hệ thống này sẽ phục vụ quản lý:

- Xây dựng hệ thống dữ liệu về trượt lỡ đất cho tỉnh Quảng Ngãi;

- Giúp người quản lý truy xuất dữ liệu như tìm kiếm, thống kê về trượt lở

đã xảy ra trong các năm trước trên nền bản đồ địa lý hành chính của từng huyện

- Hỗ trợ nhà quản lý cập nhập và lưu trữ tình hình trượt lở đất và những thiệt hại trong tương lai

- Hệ thống cung cấp tất cả các thông tin trượt lở đất của tỉnh Quảng Ngãi trên internet nhằm phục vụ tất cả các đối tượng quan tâm trong và ngoài nước

Từ yêu cầu cấp thiết trên Với sự hướng dẫn của thầy TS Nguyễn Trần

Quốc Vinh Tôi chọn hướng nghiên cứu và thực hiện đề tài: “Xây dựng hệ thống quản lý thông tin trượt lở đất tại tỉnh Quảng Ngãi trên nền GIS”

2 Mục tiêu và nhiệm vụ

2.1 Mục tiêu

- Thu thập cơ sở dữ liệu về trượt lở đất tại tỉnh Quảng Ngãi

- Xây dựng hệ thống WebGis về dữ liệu thiệt hại để các cá nhân, cơ quan

có thể tìm kiếm và truy xuất thống kê dữ liệu trượt lở đất

- Có kiến thức về trượt lở đất để nâng cao nhận thức về phòng chống trượt lở đất cho người dân theo từng vùng miền

2.2 Nhiệm vụ

Để đạt được những mục tiêu trên, thì nhiệm vụ đặt ra của đề tài là:

- Tìm hiểu tổng quan về trượt lở đất tại Việt Nam và trên thế giới

- Thu nhập dữ liệu từ thực tế, tổng hợp phân tích dữ liệu thiệt hại do trượt lở đất

- Xây dựng cơ sở dữ liệu gồm các bảng, mối quan hệ giữa các bảng từ

dữ liệu thu nhập được và dữ liệu bản đồ hành chính tỉnh Quảng Ngãi

- Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng trượt lở đất tỉnh Quảng Ngãi

- Nghiên cứu công nghệ và phần mềm cần thiết để xây dựng hệ thống quản lý dữ liệu trượt lở đất

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Hệ thống thông tin địa lý

- Giới hạn về thời gian của dữ liệu trong vòng từ năm 2011 đến năm 2016

4 Phương pháp nghiên cứu

4.1 Phương pháp lý thuyết

- Tiến hành thu thập và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đề tài

- Nghiên cứu lý thuyết về Spring MVC

- Nghiên cứu cách lấy dữ liệu từ database sử dụng Hibernate

- Nghiên cứu lý thuyết về GIS

- Nghiên cứu giải pháp xây dựng bản đồ địa lý bằng GeoServer [7]

- Kiểm tra, thử nghiệm, nhận xét và đánh giá kết quả

4.3 Phương tiện, công cụ triển khai

- Môi trường JAVA (Spring MVC)/Postgres

hệ thống thông tin hoàn chỉnh trên nền Web

- Góp phần phát triển hệ thống thông tin địa lý về trượt lở đất ở tỉnh Quảng Ngãi

5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của đề tài là thúc đẩy việc áp dụng công nghệ thông tin vào việc hỗ trợ quản lý thông tin trượt lở đất, cũng phần nào đáp ứng được các nhu cầu cần thiết về thông tin trong quản lý và quy hoạch đất để phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Ngãi

6 Kết quả dự kiến

6.1 Kết quả của đề tài

- Nắm được lý thuyết nền tảng về GIS, GeoServer, Hibernate

- Xây dựng được hệ thống quản lý dữ liệu trượt lở đất tỉnh Quảng Ngãi

6.2 Hướng phát triển của đề tài

Nghiên cứu phát triển hệ thống áp dụng cho dữ liệu sạt lở đất

7 Bố cục của luận văn

Với các mục tiêu đặt ra như trên, những nội dung và kết quả nghiên cứu chính của luận văn được trình bày như sau:

Cấu trúc của luận văn gồm 3 chương, sau phần mở đầu giới thiệu về

tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu và nhiệm vụ, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, phương tiện công cụ triển khai, kết quả dự kiến, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Chương 1 – Tổng quan về trượt lỡ đất tại tỉnh Quảng Ngãi và Hệ thống thông tin địa lý GIS: Giới thiệu sơ bộ về những nội dung lý thuyết

tổng quát nhất về Hệ thống thông tin địa lý, tình hình thực trạng về trượt lở đất tại tỉnh Quảng Ngãi

Chương 2 - Phân tích và thiết kế hệ thống: Chương này chủ yếu phân

tích hệ thống, đặc tả yêu cầu và thiết kế các biểu đồ cần thiết để xây dựng Hệ thống thông tin trượt lở đất tại tỉnh Quảng Ngãi

Chương 3 - Cài đặt và chạy thử nghiệm chương trình: Chương này

mô tả các cài đặt, phát triển và kết quả chạy thử nghiệm hệ thống

Phần kết luận và hướng phát triển tổng hợp những kết quả nghiên cứu của luận văn, những hạn chế mà luận văn chưa nghiên cứu được, qua đó đưa

ra hướng phát triển cho đề tài trong tương lai

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TRƯỢT LỞ ĐẤT TẠI TỈNH QUẢNG NGÃI VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN

ĐỊA LÝ GIS

1.1 TỔNG QUAN VỀ TRƯỢT LỞ ĐẤT

Trong những thập niên gần đây, các tỉnh duyên hải miền Trung là nơi có bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ nhiều so với cả nước Bão và áp thấp nhiệt đới thường kéo theo mưa lớn, tập trung gây ra lũ lụt, trượt lở đất, đặc biệt là ở vùng núi Điển hình là năm 1999, mưa lũ lớn đã gây trượt lở trên diện rộng ở các tỉnh Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định Gần 40 người bị đất đá vùi lấp Hàng trăm gia đình phải di chuyển Riêng Quảng Ngãi có 3.400ha ruộng bị đất đá cát sỏi có nguồn gốc trượt lở vùi lấp dày trung bình 1m Giao thông Bắc Nam (Đường sắt, đường bộ) bị trượt lở cắt đứt nhiều ngày [15]

Trượt lở Là các chuyển động khối như trượt đất và đá đổ, là quá trình

xắp xếp lại của môi trường và đó là một trong những nhân tố tai biến tự nhiên luôn tiềm ẩn trong các khu vực có năng lượng địa hình lớn (Khu vực có độ dốc lớn) Chuyển động khối liên quan đến rất nhiều yếu tố của tự nhiên như: động đất, lượng mưa, nước ngầm, độ dốc, địa hình, tính chất cơ lý của đất đá lớp bề mặt phủ… Chuyển động khối trở nên hiểm họa khi nó ảnh hưởng đến các hoạt động của con người

Trượt lở là dạng chuyển động khối ở các vùng đất dốc mà nguyên nhân

là khi trọng lực của các khối đất đá thắng sức kháng cắt của chúng

Trượt lở thường xảy ra ở những nơi sườn dốc của đồi, núi, vách đá Có thể xảy ra chậm rãi hoặc đột ngột

Trượt lở đất là hiện tượng đá, đất hay mảnh vỡ trượt trên độ dốc do trọng

lực, xảy ra nơi có địa hình dốc Mặc dù tác dụng của trọng lực là yếu tố chính gây ra trượt lở đất, còn có các yếu tố chi phối khác tác động đến trạng thái ổn định của độ dốc ban đầu Sự thay đổi trạng thái ổn định của độ dốc có thể do một số yếu tố gây nên một cách đơn lẻ hay kết hợp,trong đó, có yếu tố tác động của con người Thông thường, các yếu tố tiên quyết tạo nên các điều kiện dưới bề mặt mà làm cho khu vực đất dốc dễ bị trượt lở, trong khi trượt lở đất thực tế thường đòi hỏi một kích hoạt trước khi bị tách ra, trước hết đó là

do lượng mưa tập trung với cường độ cao, hoặc do động đất

Trượt lở đất là các chuyển động khối như trượt đất và đá đổ, là quá trình xắp xếp lại của môi trường và đó là một trong những nhân tố tai biến tự nhiên luôn tiềm ẩn trong các khu vực có năng lượng địa hình lớn Chuyển động khối liên quan đến rất nhiều yếu tố của tự nhiên như: động đất, lượng mưa, nước ngầm, độ dốc, địa hình, tính chất cơ lý của đất đá lớp bề mặt phủ… Chuyển động khối trở nên hiểm họa khi nó ảnh hưởng đến các hoạt động của con người Trượt lở đất là hiện tượng địa vật lý mô tả hiện tượng đá, đất hay mảnh

vỡ trượt trên độ dốc do trọng lực và có thể xảy ra ở môi trường xa bờ biển, gần bờ biển hay thuộc miền ven biển Mặc dù tác dụng của trọng lực là yếu tố chính gây ra trượt lở đất, còn có các yếu tố chi phối khác tác động đến trạng thái ổn định của độ dốc ban đầu Sự thay đổi trạng thái ổn định của độ dốc có thể do một số yếu tố gây nên, một cách đơn lẻ hay kết hợp Thông thường, các yếu tố tiên quyết tạo nên các điều kiện dưới bề mặt mà làm cho khu vực

có độ dốc dễ bị trượt lở, trong khi trượt lở đất thực tế thường đòi hỏi một kích hoạt trước khi bị tách ra Hiện tượng trượt lở đất xuất hiện trong một thời gian dài và được nghiên cứu rất nhiều Có nhiều công cụ, phương pháp có thể hỗ trợ cảnh báo cho người dân sinh sống trong những khu vực có khả năng xuất hiện trượt lở đất Trượt lở đất là một mối hiểm họa tự nhiên xuất hiện phổ biến trên thế giới Với điều kiện địa hình dốc, hiểm họa trượt lở đất xảy ra

hàng năm ở khắp các vùng miển từ vùng cao nguyên cho đến vùng đồng bằng

và vùng duyên hải Hiểm họa trượt lở đất này gây thiệt hại lớn về sinh mạng

và của cải vật chất cho bất k nơi nào trên thế giới

1.2 CÁC NHÂN TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT

Nguyên nhân gây trượt lở đất có thể là do độ bền của đất đá bị giảm đi, hoặc là do trạng thái ứng suất ở sườn dốc bị thay đổi, hoặc do cả hai nguyên nhân trên làm cho điều kiện cân bằng của khối đất đá ở sườn dốc bị phá hủy Các yếu tố ảnh hưởng là toàn bộ những yếu tố tự nhiên và nhân tạo có tác dụng hỗ trợ cho quá trình phá hoại sự cân bằng của khối đất đá xảy ra được dễ dàng Trong những trường hợp thường gặp nhất các yếu tố này này

có thể bao gồm các yếu tố tự nhiên, như đặc điểm địa chất (Địa tầng, kiến tạo, đứt gãy, nứt nẻ, chỉ tiêu cơ lý của đất đá, đặc điểm nước dưới đất, các quá trình và hiện tượng địa chất động lực công trình ), các điều kiện địa lý tự nhiên (Địa hình, địa mạo, khí tượng, thủy văn ), các yếu tố thời gian và các yếu tố nhân sinh (Phá rừng, các loại ngoại lực do con người tác dụng lên sườn dốc, mức độ đúng đắn của phương án thiết kế, công nghệ và tiến độ thi công

bờ dốc nhân tạo ) Ảnh hưởng xấu của các yếu tố trên làm giảm khả năng chống trượt của khối đất đá ở sườn dốc, thay đổi trạng thái ứng suất trong khối đất đá Các yếu tố đó kết hợp đan xen với nhau tạo nên các cơ chế mất

ổn định sườn dốc khác nhau

Đặc điểm địa chất: Tham gia vào cấu trúc địa chất gồm có các thành tạo

đất đá thuộc các nhóm dưới đây: Biến chất sinh hoá (Filit, quacfit, đá hoa, đá phiến mica, đá phiến silic gơnai micmatit ), trầm tích vụn kết (Đá phiến sét, cát kết, bột kết (Paleozoi), cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết, than đá (Mezozoi), cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết, than đá (Kainozoi), cuội kết, cát kết, sét kết, than nâu ), trầm tích vụn kết - phun trào axit - trung tính (Cát kết, bột kết, cuội kết, riolit, tuf, đá phiến sét, cát kết, andezit, cuội kết), trầm tích vụn kết - sinh

hoá - phun trào (Cuội kết, cát kết, bột kết, đá vôi sét, đá phiến sét), trầm tích sinh hoá (Vôi, vôi - sét), trầm tích sông, trầm tích biển, biển gió, trầm tích sông, tàn - sườn tích, sườn lũ tích, sông sườn - lũ tích Các thành tạo xâm nhập gồm: granoxienit, xienit, granit, granit biotit, granit hai mica, granodiorit [4] Trong quá trình hình thành và tồn tại, đất đá đã trải qua những chu k hoạt động kiến tạo phức tạp Các lớp đất đá bị nâng - hạ, uốn lượn, vò nhàu,

cà nát và phân cách bởi các hệ đứt gãy, nứt nẻ khác nhau, tạo nên các mặt yếu trong khối đất đá ở sườn dốc Sự ổn định của sườn dốc phụ thuộc nhiều vào thế nằm và tính chất cơ học của các mặt yếu này Những trường hợp mà mặt phân lớp của các loại đá sét, các đứt gẫy, các hệ khe nứt lớn cắm vào phía không gian của sườn dốc là những trường hợp tiềm ẩn nguy cơ trượt lở Cùng với các quá trình nội sinh, các hiện tượng và quá trình địa chất động lực công trình ngoại sinh như phong hoá, cactơ, dịch chuyển đất đá trên sườn dốc, rửa trôi bề mặt và mương xói, xói ngầm và cát chảy, xâm thực cũng có tác động đáng kể đến quá trình trượt lở ở khu vực này

Dựa vào đặc điểm cấu trúc địa chất, đặc biệt là thành phần thạch học và nứt nẻ của đất đá, đặc điểm địa chất thủy văn của vùng núi uốn nếp các tỉnh duyên hải miền Trung có thể phân chia thành 2 nhóm phức hệ chứa nước chính: nhóm các phức hệ chứa nước khe nứt - vỉa (Các thành tạo vụn kết, vụn kết - phun trào, vụn kết - sinh hoá, vụn kết - sinh hoá - phun trào), các đới chứa nước khe nứt (Đá biến chất và macma xâm nhập) và nhóm các phức hệ chứa nước khe nứt - các tơ trong lớp đá trầm tích sinh hoá với thành phần đá vôi bị karst hoá tuổi T2, C-P ở Phong Nha, Kẻ Bàng Nước dưới đất thường được coi là yếu tố xấu làm tăng quá trình phong hóa, làm giảm sức kháng cắt của đất đá, làm giảm ứng suất hữu hiệu trong khối đất đá ở sườn dốc [15]

Đặc điểm địa hình, địa mạo: Trên quan điểm nguồn gốc và hình thái trắc

lượng địa hình, khu vực duyên hải miền Trung được phân chia ra 9 dạng địa hình khác nhau, bao gồm:

- Địa hình núi cao - trung bình khối tảng - bóc mòn,

- Địa hình núi cao - trung bình uốn nếp khối tảng - bóc mòn

- Địa hình núi thấp xen đồi uốn nếp - khối tảng và khối tảng bóc mòn

- Địa hình khối núi kast

- Địa hình cao nguyên núi lửa bóc mòn xen núi sót

- Địa hình thung lũng xâm thực - tích tụ và kiến tạo - xâm thực - tích tụ

- Địa hình đồng bằng thấp xâm thực- tích tụ ven biển xen đồi núi sót

- Địa hình thung lũng kiến tạo - tích tụ xâm thực giữa núi

- Địa hình đồng bằng tích tụ dạng cồn cát ven biển

Trượt lở ít khi xảy ra trên sườn dốc nhỏ hơn 15o, trên các sườn có góc dốc

150 - 250 trượt lở xảy ra thưa, dải đồi núi có góc dốc hơn 250 thường phát sinh nhiều trượt lở và với góc dốc 300

- 350 và lớn hơn, trượt lở xảy ra rất mãnh liệt Như vậy, ba dạng đầu có địa hình phân cắt mạnh, độ cao tuyệt đối của địa hình

từ 1.000 đến 2.500m Chiều sâu phân cắt của địa hình lớn nhất 1.000 - 1.200m Các sông suối bắt nguồn từ sườn các hệ thống núi cao nên lòng sông suối thường dốc và có dạng chữ V Sườn sốc của địa hình từ 30 đến 60o Các dạng địa hình này rất thuận lợi cho các quá trình trượt lở

Đặc điểm khí tượng thuỷ văn: Khí hậu nhiệt đới nóng ẩm làm tăng tốc độ

phong hóa của đất đá ở bề mặt bờ dốc, do đó làm giảm độ bền của đất đá Dưới tác dụng của các dòng chảy mặt, bề mặt bờ dốc sẽ bị bào mòn, các công trình bảo vệ bờ bị phá hoại, do đó khả năng mất ổn định của sườn dốc tăng lên

Lượng mưa lớn kéo dài là nguồn bổ sung quan trọng cho nước dưới đất Một mặt làm giảm độ bền khối đất đá bờ dốc, mặt khác làm thay đổi trạng thái ứng suất theo hướng có hại cho ổn định bờ dốc Do vậy, cùng với mưa lớn, hiện tượng trượt lở phát triển mạnh mẽ Nhiều vụ trượt lở lớn ở vùng núi các tỉnh duyên hải miền Trung nước ta liên quan tới các trận mưa lớn và nhiều khu vực trượt lở thường trùng với những vùng có lượng mưa lớn

Yếu tố thời gian: Sự ảnh hưởng của yếu tố thời gian tới trượt lở sườn dốc

thể hiện ở quá trình lưu biến và quá trình phong hóa Thời gian tồn tại càng lâu thì quá trình phong hóa càng có điều kiện phát triển Bên cạnh đó, khi sườn dốc càng cao ứng suất trong khối đá càng lớn Nếu ứng suất vượt quá độ bền lâu dài của đá, khối đá gần sườn dốc có thể bị trượt lở sau nhiều năm tồn tại

Yếu tố nhân sinh: Con người là tác nhân quan trọng làm thay đổi điều

kiện tự nhiên, làm cho tai biến trượt lở đất được kích hoạt mạnh mẽ lên ở một

số khu vực Đáng kể nhất là nạn phá rừng đầu nguồn, các hoạt động kinh tế như: Làm đường, đập dâng, khai thác khoáng sản,…

1.3 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, ĐỘ ẨM, LƯỢNG MƯA, ĐỊA HÌNH CỦA TỈNH QUẢNG NGÃI

1.3.1 Vị trí

Hình 1.1 Bản đồ hành chính tỉnh Quảng Ngãi

Tỉnh Quảng Ngãi nằm ở vùng duyên hải Nam Trung bộ, có tọa độ địa lý 14032‟04” đến 15025‟00” vĩ độ Bắc và từ 108014‟25” đến 109009‟00” kinh

độ Đông

- Phía Đông: Giáp biển Đông

- Phía Tây: Giáp tỉnh Kon Tum và tỉnh Gia Lai

- Phía Nam: Giáp tỉnh Bình Định

- Phía Bắc: Giáp tỉnh Quảng Nam

Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 515.249,10ha (Theo thống kê đất đai tỉnh Quảng Ngãi ngày 31 tháng 12 năm 2015) chiếm 1,7% diện tích tự nhiên của

cả nước

Tỉnh Quảng Ngãi có 14 đơn vị hành chính cấp huyện, bao gồm 01 thành phố, 06 huyện đồng bằng, 06 huyện miền núi và 01 huyện đảo, với 184 xã, phường, thị trấn

Quảng Ngãi là tỉnh nằm trong vùng kinh tế trọng điểm miền Trung có hệ thống giao thông thuận lợi như đường sắt Bắc - Nam, Quốc lộ 1A chạy qua tỉnh và tuyến Quốc lộ 24 nối tỉnh Quảng Ngãi với Kon Tum, Tây Nguyên, Lào và Đông Bắc Thái Lan, cùng các tuyến giao thông quan trọng khác đã giúp lưu thông hàng hóa, phát triển kinh tế, giao lưu văn hóa giữa các vùng, miền trong nước và quốc tế

Quảng Ngãi có bờ biển dài hơn 130km có nhiều cửa biển lớn như: Sa

K , Cửa Đại, Mỹ Á, Sa Hu nh

Vùng biển Quảng Ngãi là nơi tiếp giáp của hai dòng hải lưu nóng và lạnh nên có lượng phù du phong phú, với diện tích ngư trường tương đối lớn, nguồn hải sản đa dạng, đặc biệt có cảng nước sâu Dung Quất Cách bờ biển 25km là đảo Lý Sơn với chiều dài 5,5km, chiều ngang chỗ rộng nhất là 2,5km, diện tích trên đảo khoảng 10km2 là nơi tập trung nhiều người dân làm nghề biển Lý Sơn

là đảo Tiền tiêu của Tổ quốc có vị trí hết sức quan trọng đối với quốc phòng

1.3.2 Độ ẩm

Độ ẩm tương đối trung bình năm ở các vùng trong tỉnh có giá trị xấp xỉ 85%, nhìn chung độ ẩm trong năm khá đồng đều trên các vùng của tỉnh Trong mùa mưa, vùng hải đảo có độ ẩm thấp hơn vùng đồng bằng Phân bố không gian của độ ẩm tương đối thể hiện quy luật chung là tăng theo địa hình

và độ cao của địa hình Vùng núi phía Tây là nơi có độ ẩm cao nhất 90 - 92% Vào giai đoạn đầu và giữa mùa khô, khi phần lớn các nơi khác trong tỉnh độ

ẩm giảm dần và xuống dưới 85%, thì ngược lại vùng hải đảo độ ẩm tăng cao đến 90%

Mặt khác do địa hình phức tạp, lượng mưa phân bổ không đồng đều trong năm nên thường gây ra lũ, lụt,… trong mùa mưa, hạn hán trong mùa nắng, ảnh hưởng lớn ngành sản xuất nông nghiệp, đến đời sống Kinh tế - Xã hội của địa phương

Lượng mưa trung bình năm phổ biến ở đồng bằng từ 2.200 - 2.500mm, ở

trung du, thung lũng thấp và vùng núi từ 3.000 - 3.600mm, vùng đồng bằng ven biển phía nam dưới 2.000mm

Bảng 1.2 Lượng mưa trung bình nhiều năm (mm)

Ba Tơ 132 66 60 87 194 180 107 158 301 827 945 569 3625 Giá Vực 69 23 31 82 188 160 111 104 345 852 931 452 3347 Trà Khúc 97 32 33 36 97 96 67 125 311 632 555 274 2354 Quảng

Ngãi 129 51 40 37 74 86 77 123 300 603 547 273 2338

An Chỉ 105 41 40 46 97 102 76 105 287 654 619 299 2469

Mộ Đức 76 26 21 38 75 68 39 74 261 570 427 238 1948 Đức Phổ 55 14 19 26 52 57 21 48 246 557 514 212 1821

Sa Hu nh 53 3 3 6 73 90 25 42 223 458 311 120 1407

Lý Sơn 121 58 83 79 134 74 64 87 391 573 418 272 2353 Mùa ít mưa: Từ tháng 1 đến tháng 8 ở vùng đồng bằng, thung lũng thấp

và hải đảo, lượng mưa chỉ chiếm 20 - 30% tổng lượng mưa năm, vùng núi đạt

tỷ lệ 30 - 35% tổng lượng mưa năm do có mùa mưa phụ từ tháng 5 đến tháng

8 Từ tháng 2 đến tháng 4 là thời k mưa ít nhất trong năm Do vậy mà ở địa phương người ta xem từ tháng 1 đến tháng 8 là mùa nắng, cùng cảm giác nóng bức

Mùa mưa: Vùng có lượng mưa lớn của Quảng Ngãi thuộc các huyện

miền núi phía tây như: Tây Trà, Trà Bồng, Sơn Hà, Sơn Tây, Ba Tơ và Minh Long Với tổng lượng mưa từ 2.300 đến trên 2.600mm, với tâm mưa là Ba Tơ 2.641mm Vùng mưa ít nhất của tỉnh nằm ở phía đông dọc theo dải đồng bằng ven biển, có tổng lượng mưa dưới 1.650mm, có lượng mưa ít nhất là Sa

Hu nh với 1.114mm Những nơi còn lại lượng mưa từ 1.700 - 2.000mm Lượng mưa trong năm tập trung chủ yếu từ tháng 9 đến 12, chiếm 70 - 80% tổng lượng mưa năm Mưa chỉ tập trung cao vào 3 - 4 tháng cuối năm nên dễ gây lũ lụt, ngập úng Có đợt mưa liên tục 5 - 7 ngày liền, kèm theo thời tiết giá lạnh, gió bấc, gây nhiều ách tắc cho sản xuất và sinh hoạt

Biến động của lượng mưa năm: Tổng lượng mưa hàng năm có thể chênh lệch trung bình nhiều năm từ 400 - 1.100mm tùy từng vùng; tương đương hệ

số biến động 20 - 35%

Bảng 1.3 Độ lệch chuẩn (S) và hệ số biến động (Cv) của

tổng lượng mưa năm

1.3.4 Địa hình của tỉnh Quảng Ngãi

Quảng Ngãi có địa hình tương đối phức tạp, thấp dần từ Tây sang Đông, với đặc điểm chung là núi lấn sát biển, địa hình có tính chuyển tiếp từ địa hình đồng bằng ven biển ở phía Đông đến địa hình miền núi cao ở phía Tây Vùng núi chiếm khoảng 3/4 diện tích tự nhiên toàn tỉnh, cùng đồng bằng nhỏ hẹp chiếm 1/4 diện tích tự nhiên toàn tỉnh

Từ vùng núi đến đồng bằng, địa hình của tỉnh có sự chuyển tiếp không liên tục, vùng núi ở phía Tây có độ cao từ 1.500 - 1.800m, vùng đồng bằng có

độ cao từ 5 - 30m, hình thành các bậc địa hình cao thấp nằm kề cận nhau

1.4 KHÁI NIỆM GIS

Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System (GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin, đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây

Ngày nay, ở nhiều quốc gia trên thế giới, GIS đã trở thành công cụ trợ giúp quyết định trong hầu hết các hoạt động kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng, đối phó với thảm hoạ thiên tai v.v GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân v.v đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền bản đồ số nhất quán trên cơ sở toạ độ của các

dữ liệu bản đồ đầu vào [6]

Có nhiều định nghĩa về GIS, nhưng nói chung đã thống nhất quan niệm chung: GIS là một hệ thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để phục vụ một mục đích nghiên cứu, quản lý nhất định

Xét dưới góc độ là công cụ, GIS dùng để thu thập, lưu trữ, biến đổi, hiển thị các thông tin không gian nhằm thực hiện các mục đích cụ thể

Xét dưới góc độ là phần mềm, GIS làm việc với các thông tin không gian, phi không gian, thiết lập quan hệ không gian giữa các đối tượng Có thể nói các chức năng phân tích không gian đã tạo ra diện mạo riêng cho GIS Xét dưới góc độ ứng dụng trong quản lý nhà nước, GIS có thể được hiểu như là một công nghệ xử lý các dữ liệu có toạ độ để biến chúng thành các thông tin trợ giúp quyết định phục vụ các nhà quản lý

Các hệ thống thông tin địa lý nói chung đều bao gồm 5 thành phần sau:

Hardware (Phần cứng): Là các máy tính điện tử như PC, Mini

Computer, MainFrame … và các thiết bị mạng cần thiết khi triển khai GIS trên môi trường mạng

Software (Phần mềm): Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các

công cụ cần thiết để lưu giữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý

Approach (Chính sách): Đây là hợp phần rất quan trọng để đảm bảo khả

năng hoạt động của hệ thống, là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS

People (Con người): Những người tham gia vào phát triển và quản lý hệ

thống GIS, có thể là các chuyên viên tin học, các chuyên gia về các lĩnh vực khác nhau, chuyên viên GIS, nhà phát triển ứng dụng GIS

Data (Dữ liệu): Có thể xem thành phần quan trọng nhất trong hệ thống

GIS là dữ liệu Dữ liệu trong hệ thống GIS thường có hai loại được liên kết với nhau để mô tả về các đối tượng địa lý Đó là dữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian

1.5.2 Mô hình dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý

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 được lưu trữ trong CSDL và chúng được thu thập thông qua các mô hình thế giới thực Dữ liệu trong hệ GIS còn được gọi là thông tin không gian Đối tượng không gian là có khả năng mô tả “Vật thể ở đâu” nhờ vào vị trí tham chiếu, đơn vị đo và quan hệ không gian Chúng còn có khả năng mô tả “Hình dạng hiện tượng” thông qua

mô tả chất lượng, số lượng của hình dạng và cấu trúc

Một cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý có thể được chia làm hai loại dữ liệu cơ bản: Dữ liệu không gian và phi không gian Mỗi loại có những đặc điểm riêng và có yêu cầu khác nhau về lưu giữ, xử lý và hiển thị

Thế giới thực có thể được biểu diễn ở cả hai dạng là Vector và Raster, sự lựa chọn mô hình Vector hay Raster làm cơ sở tu thuộc vào mục đích và yêu cầu của hệ thống

1.5.3 Các lĩnh vực khoa học công nghệ liên quan tới GIS

GIS được xây dựng dựa trên các tri thức của nhiều ngành khoa học khác nhau để tạo ra một ngành khoa học mới Trong đó: [6]

- Ngành địa lý: Là ngành liên quan mật thiết tới vấn đề hiểu thế giới và

vị trí của con người trong thế giới, cung cấp các kỹ thuật phân tích không gian

- Ngành đo đạc, thống kê: Cung cấp các vị trí cần quản lý và các phương

pháp phân tích dữ liệu GIS Ngành thống kê đặc biệt quan trọng trong việc hiểu các lỗi hoặc tính không chắc chắn trong dữ liệu GIS

- Ngành bản đồ: Bản đồ chính là dữ liệu đầu vào của GIS đồng thời cũng

là khuôn mẫu quan trọng nhất của đầu ra GIS

- Công nghệ viễn thám, ảnh máy bay: Ảnh viễn thám và ảnh máy bay là

nguồn dữ liệu quan trọng của GIS Viễn thám bao gồm cả kĩ thuật thu thập và

xử lý dữ liệu mọi vị trí trên địa cầu, ảnh máy bay và kỹ thuật đo chính xác của chúng là nguồn dữ liệu chính xác về độ cao bề mặt trái đất sử dụng làm đầu vào của GIS

- Bản đồ địa hình: Cung cấp dữ liệu có chất lượng cao về vị trí của ranh

giới đất đai, nhà cửa

- Khoa học tính toán: Tự động thiết kế bằng máy tính cung cấp các kỹ

thuật nhập, hiển thị, biểu diễn dữ liệu Máy tính hoạt động như một chuyên gia trong việc thiết kế bản đồ, phát sinh các dặc trưng bản đồ

- Toán học: Các ngành như hình học, đồ thị được sử dụng trong thiết kế

và phân tích dữ liệu không gian

1.5.3 Các lĩnh vực ứng dụng GIS

Công nghệ GIS ngày càng được sử dụng rộng rãi GIS có khả năng sử dụng dữ liệu không gian và phi không gian từ các nguồn khác nhau Dưới đây

là một vài ứng dụng chủ yếu của GIS trong thực tế:

- Quản lý và lập kế hoạch mạng lưới đường phố: Bao gồm các chức

năng tìm kiếm địa chỉ, tìm ví trí khi biết địa chỉ đường phố; điều khiển đường

đi, lập kế hoạch lưu thông xe cộ; phân tích vị trí, chọn địa điểm xây dựng các công trình công cộng; lập kế hoạch phát triển đường giao thông

- Giám sát tài nguyên thiên nhiên, môi trường: Bao gồm chức năng quản

lý tài nguyên, phân tích tác động môi trường

- Quản lý đất đai: Lập kế hoạch cùng, miền sử dụng đất; quản lý tưới tiêu

- Quản lý và lập các dịch vụ công cộng: Bao gồm các chức năng tìm địa

điểm cho các công trình ngầm; quản lý, bảo dưỡng công trình

- Phân tích tổng điều tra dân số, lập bản đồ các dịch vụ y tế, bưu điện và

để kết nối những nguồn thông tin có sẵn từ Google Earth, NASA World Wind nhằm tạo ra các dịch vụ Webmap nhƣ Google Maps, Windows Live Local và Yahoo Maps

Là một dự án mang tính cộng đồng, GeoServer đƣợc phát triển, kiểm thử

và hỗ trợ bởi nhiều nhóm đối tƣợng và tổ chức khác nhau trên toàn thế giới GeoServer là sự phối hợp các chuẩn hoạt động của Open Geospatial Consortium (OGC), dịch vụ bản đồ Web Map Service (WMS), Web Feature Service (WFS) GeoServer là thành phần nền tảng của Geospatial Web

GeoServer có khả năng kết nối với các nguồn CSDL thông qua hầu hết các hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ biến nhƣ: PostgreSQL/PostGIS, Microsoft SQL Server 2008, MySQL,… hoặc các tập tin dữ liệu không gian nhƣ Shapfile, GeoTiff,…

GeoServer sử dụng tập tin có đuôi mở rộng là SLD (Styled Layer Desrciptor) để tạo kiểu thể hiện bản đồ (style) theo chuẩn WMS, tập tin SLD đƣợc cấu trúc theo định dạng XML (Extensible Markup Language)

GeoServer có thể hiển thị dữ liệu trên các ứng dụng bản đồ phổ biến nhƣ Google Maps, Google Earth, Yahoo Maps, and Microsoft Virtual Earth

Hình 1.3 Mô hình GeoServer

1.6.2 Lịch sử phát triển

Dự án GeoServer được bắt đầu vào năm 2001 bởi The Open Planning Project (TOPP) Vào thời điểm đó, mọi Website bản đồ chỉ tập trung vào chức năng khởi tạo bản đồ, và không thể chia sẻ những dữ liệu đã được thực hiện trên bản đồ TOPP nhận ra rằng những dữ liệu này tương đương với 'mã nguồn' của bản đồ, và nó vô cùng quan trọng trong việc tạo ra cấu trúc dữ liệu không gian mở, để người dùng có thể phân tích và mô hình hóa, việc không thể đối với dữ liệu ảnh

Ngay sau khi những đặc tính kỹ thuật của Web Feature Server (WFS) được đưa ra trong bản phác thảo của Open Geospatial Consortium (OGC), kế thừa giao thức chuẩn được phát triển bởi TOPP trong việc tạo ra những kiến trúc không gian thông tin mở, GeoServer trở thành phần mềm mã nguồn mở sớm nhất cung cấp các đặc điểm kỹ thuật trong việc tạo và chỉnh sửa dữ liệu không gian

Những đóng góp khác bao gồm Giao diện quản trị Web và hỗ trợ nhiều định dạng dữ liệu xuất ra Như một GeoWeb mở rộng, GeoServer luôn không ngừng phát triển, từng bước hỗ trợ: Google Earth, NASA World Wind, Google Maps, Windows Live Local và Yahoo Maps trong các dịch vụ desktop truyền thống và trong nền tảng GIS

1.6.3 Chuẩn mở và khả năng chia sẻ dữ liệu không gian

GeoServer cho phép người dùng hiển thị thông tin không gian của mình

về thế giới Cung cấp chuẩn dịch vụ bản đồ (Web Map Service - WMS), GeoServer có thể tạo bản đồ và xuất ra nhiều định dạng, hỗ trợ rất nhiều Style bản đồ Tương thích với chuẩn Web Feature Service (WFS), GeoServer cho phép chia sẻ và chỉnh sửa dữ liệu đang được dùng để hiển thị bản đồ

1.6.4 Các đặc trưng của GeoServer

GeoServer cho phép xuất dữ liệu linh hoạt dựa vào việc hỗ trợ các chuẩn KML, GML, Shapefile, GeoRSS, Portable Document Format, GeoJSON, JPEG, GIF, SVG, PNG

Hình 1.4 Các loại định dạng dữ liệu GeoServercó thể truy xuất

GeoServer có thể truy xuất được nhiều định dạng dữ liệu, bao gồm PostGIS, Oracle Spatial, ArcSDE, DB2, MySQL, Shapefiles, GeoTIFF, GTOPO30 và nhiều loại khác Bên cạnh đó, GeoServer còn có thể chỉnh sửa

dữ liệu nhờ những thành phần xử lý của chuẩn Web Feature Server GeoServer được xây dựng trong bộ GeoTools, được viết bởi ngôn ngữ Java

1.7 POSTGRESQL VÀ POSTGIS

1.7.1 PostgreSQL

PostgreSQL là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu đối tượng, quan hệ (ORDBMS) dựa trên Postgres phiên bản 4.21, được phát triển tại Khoa khoa học máy tính Đại học California tại Berkeley [4]

1.7.2 Các đặc điểm của PostgreSQL

- Hoạt động được trên nhiều hệ điều hành như: Linux, UNIX (AIX, BSD, HP-UX, SGI IRIX, Mac OS X, Solaris, Tru64) và Windows

- Lưu trữ (Dạng nhị phân) các đối tượng có dữ liệu lớn như hình ảnh,

âm thanh, hoặc video

- Hỗ trợ các ngôn ngữ như: C/C++, Java, Net, Perl, Python, Ruby, Tcl,

- Có sự thống nhất giữa những người phát triển (Tái sử dụng những kỹ năng và các thư viện đã có)

- Có hầu hết các truy vấn SQL với các kiểu dữ liệu như INTEGER, NUMERIC, BOOLEAN, CHAR, VARCHAR, DATE,

- Hỗ trợ các chức năng tìm kiếm tổng quát hóa có thể “gắn” các chỉ mục vào giúp quá trình tìm kiếm được thực hiện trên phạm vi rộng hơn như: Compound, unique, partial, and functional indexes

- Cho phép người dùng tạo các kiểu dữ liệu mới, các hàm, các thủ tục…

- PostgreSQL không quy định những hạn chế trong việc sử dụng mã nguồn của phần mềm nên có thể được dùng, sửa đổi và phổ biến bởi mọi người cho bất k mục đích nào

- Tốc độ: Dữ liệu từ cơ sở dữ liệu sẽ phục vụ tốt hơn dữ liệu đọc từ shape file Cơ sở tối ưu hóa để phục vụ một khối lượng lớn dữ liệu lặp và dữ liệu không gian phù hợp với mô tả này hoàn hảo

- Hỗ trợ đa người dùng: Dữ liệu không gian có xu hướng là các dữ liệu tham chiếu, tức là được chia sẻ bởi nhiều người dùng Lưu trữ dữ liệu trong

hệ quản trị cơ sở dữ liệu sẽ cung cấp những lợi ích như: Truy cập từ xa thông qua các chuẩn giao tiếp như: JDBC, ODBC, PERL/DBI , làm tăng tính bảo mật cho dữ liệu như: Một số người dùng có toàn quyền tuy nhiên một số người dùng chỉ có thể đọc hay không được nhìn thấy

- Khả năng truy vấn: Đây là lợi ích lớn nhất

- Cho phép thực hiện các câu truy vấn truyền thống

- Cho phép thực hiện các câu truy vấn không gian [4]

1.7.3 PostGIS

PostGIS là một CSDL không gian được tích hợp vào hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL Nó hỗ trợ tất cả các hàm và đối tượng được đinh nghĩa trong chuẩn OpenGIS Việc sử dụng những hàm tính toán không gian dựa trên PostGIS thuận lợi cho việc xử lý dữ liệu không gian và truy vấn hoàn toàn dựa trên các câu lệnh SQL

PostGIS có khả năng lưu trữ và thao tác với dữ liệu địa lý rất mạnh Nó cung cấp những khả năng xử lý thông tin địa lý bên trong một môi trường CSDL Những hàm SQL bao gồm buffer, intersection, within, distance… Những hàm này lấy dữ liệu hình học từ các cột trong bảng PostGIS và trả về những hình học mới hoặc những thông tin khác Ví dụ như hàm distance sẽ tính toán khoảng cách giữa các đối tượng (Feature) không gian, và hàm sẽ trả

về một hình mới là một đa giác được làm vùng đệm tại một khoảng cách nào

đó từ đối tượng nguồn

PostGIS cho phép dễ dàng khi kết nối dữ liệu không gian với dữ liệu phi

không gian trong một môi trường dữ liệu không gian và cung cấp đầy đủ sức mạnh của ngôn ngữ truy vấn cấu trúc (SQL) để thực hiện những phân tích khác, chẳng hạn như tính chi phí trung bình cho một vùng địa lý

PostGIS còn hỗ trợ thêm chỉ mục không gian (Spatial indexes) dựa trên GIST và R-Tree, đây là điểm riêng biệt nhất của PostGIS so với các hệ quản trị CSDL khác giúp PostGIS dễ dàng quản lý, lưu trữ, khai thác và tìm kiếm thông tin không gian

1.7.4 Chuẩn dữ liệu không gian OGC

Open Geospatial Consortium (OGC) là một tổ chức phi lợi nhuận, dẫn đầu trên thế giới về phát triển các chuẩn dữ liệu địa lý và các dịch vụ, Tổ chức OGC đã đưa ra ba chuẩn dịch vụ truy cập thông tin địa lý mang tính chuẩn hóa cao là: Web Map Service (WMS), Web Feature Service (WFS) và Web Coverage Service (WCS) Ngoài ra còn có các chuẩn khác như GeoParser và GeoCoder Trong đó, hai chuẩn WMS và WFS là hai chuẩn cơ bản được sử dụng rất nhiều nhằm cung cấp các dịch vụ biểu diễn các thông tin địa lý ra ảnh bản đồ và truy vấn các dữ liệu địa lý đó [3]

* Web Map Service (WMS)

WMS là một trong các chuẩn phổ biến nhất của OGC WMS tạo ra các bản

đồ dưới dạng ảnh.Các bản đồ này tự bản thân chúng không chứa dữ liệu Một WMS cơ bản cho phép Client kết nối và lấy bản đồ thông qua các phương thức:

GetMap: Trả về các lớp bản đồ dựa vào các tham số được cung cấp bởi

Client Các tham số có thể được nhúng vào trong một URL (Uniform Resource Locator) của dịch vụ

GetFeatureInfo: Trả về thông tin liên quan đến một đối tượng được hiển

thị trên bản đồ tại vị trí X, Y Phương thức này cho phép Client có thể truy vấn để có thêm thông tin về một đối tượng

GetCapabilties: Trả về tài liệu XML mô tả chức năng của WMS

Ngoài ra, WMS còn cung cấp cho Client kiểm soát các kiểu hiển thị bản

đồ thông qua Styled Layer Desrciptor (SLD)

* Web Feature Service (WFS)

WFS cung cấp các đối tượng dữ liệu dưới dạng định dạng thống nhất GML(Geography Markup Languge) Dữ liệu mà Client nhận được là một đặc

tả về dữ liệu không gian và thông tin thuộc tính kèm theo Một WFS cơ bản cho phép Client kết nối và lấy dữ liệu về theo các phương thức:

GetCapabilities: Trả về tài liệu XML mô tả chức năng của WFS

DescribeFeatureType: Trả về một lược đồ XML định nghĩa các lớp đối

tượng

GetFeature: Trả về một tập các đối tượng dữ liệu thoả mãn các ràng

buộc được mô tả trong yêu cầu

Ngoài ra, WFS còn cho phép Client thực hiện các giao tác tạo, xóa, sửa các đối tượng

* Web Coverage Service (WCS)

WCS cung cấp dữ liệu dưới dạng Coverage Coverage là loại dữ liệu biểu diễn các hiện tượng thay đổi theo không gian WCS cung cấp các phương thức để Client truy cập và lấy dữ liệu về:

GetCapabilities: Trả về một tài liệu XML (Extensible Markup Languge)

mô tả chức năng của WCS

DescribeCoverage: Trả về một tài liệu XML mô tả các Coverage mà

WCS Server có thể cung cấp

GetCoverage: Trả về một Coverage thoả mãn các điều kiện mà Client

cung cấp

1.7.5 Một số đối tượng theo chuẩn OGC trong POSTGIS

PostGIS hỗ trợ các đối tượng và các hàm được định nghĩa chi tiết trong OGC "Simple Features for SQL" Với PostGIS ta có thể lưu trữ các điểm,

đường, vùng, tập hợp điểm, tập hợp đường, tập hợp vùng và các thông tin hình học khác PostGIS mở rộng chuẩn với sự hỗ trợ cho các tọa độ dạng 3DZ, 3DM và 4D

OpenGIS định nghĩa hai chuẩn để diễn tả các đối tượng không gian: Well-known Text (WKT) và Well-Known Binary (WKB) Cả WKT và WKB đều bao gồm thông tin về kiểu của đối tượng và tọa độ của nó

PostGIS được hiện thực tuân theo đặc tả “OGC Simple Feature Specifications” cho chuẩn SQL Bản đặc tả này định nghĩa những thuật toán

và lược đồ SQL để thêm (Insert), truy vấn (Query), thao tác (Manipulate) và xóa (Delete) những đối tượng không gian Những tọa độ của các đối tượng không gian được lưu trữ trong các bảng Mỗi một bảng có thể chứa một kiểu đối tượng hình học (Geometry) là điểm (Point, multipoint), đường (Linestring, multilinestring), đa giác (Polygon, multipolygon và geometry collection) Những tọa độ của mỗi đối tượng được lưu trữ trong một trường với một kiểu riêng biệt

Kiểu mô tả một tập hợp tọa độ không gian của đối tượng là WKT (Well Known Text) Khi những đối tượng không gian được đưa vào cơ sở dữ liệu thì PostGIS sẽ chuyển chúng từ WKT sang WKB (Well Known Binary) để việc lưu trữ được tốt hơn

1.8 WEBGIS

1.8.1 Khái niệm

GIS có nhiều định nghĩa nên WebGis cũng có nhiều định nghĩa Nói chung, các định nghĩa của WebGis dựa trên những định nghĩa đa dạng của GIS và có thêm các thành phần của Web Đây là một số định nghĩa về WebGis

WebGis là hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System GIS) được phân bố thông qua hệ thống mạng máy tính phục vụ cho việc tích

-hợp, phổ biến (Disseminate) và giao tiếp với các thông tin địa lý được hiền thị trên World Wide Web

Hình 1.5 Sơ đồ tổng quan về kiến trúc của WebGis [8]

WebGis là một hệ thống phức tạp cho phép truy cập trên mạng với những chức năng: Thu nhận (Capturing), lưu trữ (Storing), tích hợp (Integrating), xử lý (Manipulating), phân tích (Analyzing) và hiển thị dữ liệu theo vị trí tọa độ không gian mà không cần phải sử dụng các phần mềm GIS Trong cách thực hiện nhiệm vụ phân tích GIS, dịch vụ này gần giống như là kiến trúc khách - chủ của Web

Xử lý thông tin địa lý được chia ra làm các nhiệm vụ ở phía server và phía client Điều này cho phép người dùng có thể truy xuất, thao tác và nhận kết quả từ việc khai thác dữ liệu GIS từ trình duyệt web của họ mà không cần phải trả tiền cho phần mềm GIS