Nghiên cứu xây dựng hệ thống thông tin trên nền gis phục vụ quy hoạch cây công nghiệp tỉnh gia lai

Việc nâng cao hiệu quả kinh tế - xã hội của sản xuất cây công nghiệp ở Tây Nguyên nói chung và Gia Lai nói riêng đòi hỏi nhiều giải pháp, trong đó phải kể đến: hoàn thiện quy hoạch các v

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

NGUYỄN CÔNG HIỆP

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG

HỆ THỐNG THÔNG TIN TRÊN NỀN GIS PHỤC VỤ QUY HOẠCH CÂY CÔNG NGHIỆP

TỈNH GIA LAI

LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN

Đà Nẵng - Năm 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

NGUYỄN CÔNG HIỆP

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG

HỆ THỐNG THÔNG TIN TRÊN NỀN GIS PHỤC VỤ QUY HOẠCH CÂY CÔNG NGHIỆP

TỈNH GIA LAI

Chuyên ngành: Hệ thống thông tin

LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS V T ung H ng

Đà Nẵng - Năm 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, không sao chép của ai do tôi tự nghiên cứu, đọc, dịch tài liệu, tổng hợp và thực hiện Nội dung lý thuyết trong luận văn tôi có sử dụng một số tài liệu tham khảo như đã trình bày trong phần tài liệu tham khảo Các số liệu, chương trình phần mềm và những kết quả trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác

Tác giả

Nguyễn Công Hiệp

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

DANHG MỤC CÁC BẢNG v

DANH MỤC CÁC HÌNH vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu 3

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4 Phương pháp nghiên cứu 3

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3

6 Bố cục luận văn 4

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 5

1.1 TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ QUY HOẠCH CÂY CÔNG NGHIỆP 5

1.1.1 Giới thiệu chung về tỉnh Gia Lai 5

1.1.2 Nông lâm nghiệp 7

1.1.3 Quản lý quy hoạch cây công nghiệp 8

1.2 TỔNG QUAN VỀ GIS 11

1.2.1 Khái niệm 11

1.2.2 Mô hình công nghệ 13

1.2.3 Các thành phần của GIS 14

1.2.4 Một số ứng dụng của GIS 18

1.3 WEBGIS 19

1.3.1 Giới thiệu về Webgis 19

1.3.2 Phân loại WebGIS 20

1.3.3 Các chiến lược phát triển 30

CHƯƠN G 2 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 32

2.1 MÔ TẢ BÀI TOÁN 32

2.1.1 Mục đích của đề tài 32

2.1.2 Chức năng của ứng dụng 33

2.2 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 34

2.2.1 Yêu cầu chức năng 34

2.2.2 Xây dựng mô hình Use Case 35

2.3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP 39

2.3.1 Mô hình vật lý của hệ thống 39

2.3.2 Mô hình logic của hệ thống 40

2.3.3 Kiến trúc hệ thống 41

2.3.4 Hệ thống phần mềm 42

2.3.5 Cơ chế hoạt động của hệ thống 43

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG ỨNG DỤNG VÀ THỬ NGHIỆM 46

3.1 XÂY DỰNG ỨNG DỤNG 46

3.1.1 Tổ chức nội dung website 46

3.1.2 Xây dựng cơ sở dữ liệu 47

3.1.3 Xây dựng giao diện người sử dụng 54

3.2 THỬ NGHIỆM 57

3.2.1 Quản trị 57

3.2.2 Người dùng 60

3.3 ĐÁNH GIÁ 63

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao)

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CSDL Cơ sở dữ liệu

DBMS Database Management System

GIS Geographic Information System

HTML HyperText Markup Language

HTTP HyperText Transfer Protocol

RDBMS Relational Database Management System

SLD Styled Layer Description

TOPP The Open Planning Project

URL Uniform Resource Locator

WASI Western Highlands Agriculture and Forestry Science Institute WCS Web Coverage Service

WFS Web Feature Service

WMS Web Map Service

WWW World Wide Web

XML Extensible Markup Language

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hiệu

1.1 Bảng đồ tỉnh Gia Lai 6 1.2 Mô hình công nghệ GIS 13 1.3 Các thành phần của GIS 14 1.4 Sơ đồ hoạt động của WebGIS 19 1.5 Mô hình kết nối nặng phía Server/nhẹ phía Client 22 1.6 Mô hình kết nối nhẹ phía Server/nặng phía Client 24 2.1 Sơ đồ khái quát mục tiêu bài toán 33 2.2 Mô hình hóa các chức năng 34

2.4 Mô hình vật lý của hệ thống 39 2.5 Mô hình logic của hệ thống 40 2.6 Mô hình 3 tầng trong thiết kế kiến trúc 41 2.7 Mô hình WebGIS theo chuẩn OpenGIS 43 3.1 Mô hình tổng thể hệ thống 46 3.2 Mô hình CSDL cây công nghiệp Gia Lai 47

Tây Nguyên có tiềm năng to lớn về nông nghiệp và lâm nghiệp Đất đỏ bazan và khí hậu cận xích đạo rất phù hợp với việc trồng các cây công nghiệp lâu năm Đất bazan ở Tây Nguyên có tầng phong hóa sâu, giàu chất dinh dưỡng, lại phân bố tập trung với những mặt bằng rộng lớn thuận lợi cho việc thành lập các nông trường và vùng chuyên canh quy mô lớn Bên cạnh các nông trường quốc doanh trồng tập trung, ở Tây Nguyên hiện nay còn phát triển rộng rãi các mô hình kinh tế vườn trồng cà phê, hồ tiêu,…

Gia Lai là tỉnh miền núi nằm ở phía Bắc Tây Nguyên trên độ cao trung bình 700- 800 mét so với mực nước biển, với diện tích 15.536,92 km² Khí hậu và thổ nhưỡng Gia Lai rất thích hợp cho việc phát triển nhiều loại cây công nghiệp, chăn nuôi và kinh doanh tổng hợp nông-lâm nghiệp đem lại hiệu quả kinh tế cao Với tiềm năng thuận lợi này đã tạo điều kiện cho Gia Lai phát triển ngành nông nghiệp bền vững là nhân tố quan trọng để phát triển kinh tế-

xã hội, quốc phòng-an ninh trên địa bàn tỉnh, nhất là đối với các loại cây công nghiệp dài ngày như: cà phê, cao su, hồ tiêu, cây công nghiệp ngắn ngày và cây lương thực, thực phẩm Nhằm phát huy thế mạnh về nông nghiệp, Gia Lai

đã tập trung rà soát, bổ sung quy hoạch phát triển các loại cây trồng chủ lực gắn với công nghiệp chế biến phù hợp với tiềm năng lợi thế mỗi vùng

Việc nâng cao hiệu quả kinh tế - xã hội của sản xuất cây công nghiệp ở Tây Nguyên nói chung và Gia Lai nói riêng đòi hỏi nhiều giải pháp, trong đó phải kể đến: hoàn thiện quy hoạch các vùng chuyên canh cây công nghiệp;

mở rộng diện tích cây công nghiệp có kế hoạch và có cơ sở khoa học, đi đôi với việc bảo vệ rừng và phát triển thủy lợi; đa dạng hóa cơ cấu cây công nghiệp, để vừa hạn chế những rủi ro trong tiêu thụ sản phẩm, vừa sử dụng hợp

Từ những thực trạng trên, luận văn muốn xây dựng một hệ thống dữ liệu phục vụ quy hoạch cây công nghiệp Việc ứng dụng hệ thống phục vụ quy hoạch sẽ cho phép:

- Xây dựng hệ thống dữ liệu phục vụ quy hoạch cây công nghiệp cho tỉnh Gia Lai;

- Giúp người quản lý truy xuất dữ liệu như tìm kiếm, thống kê về từng loại cây công nghiệp trên nền bản đồ địa lý hành chính của từng huyện

- Hỗ trợ nhà quản lý cập nhập và lưu trữ tình hình canh tác các loại cây công nghiệp từ đó đưa ra những quy hoạch đúng đắn mang lại hiệu quả kinh tế cao

- Hệ thống cung cấp tất cả các thông tin quy hoạch cây công nghiệp của tỉnh Gia Lai 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 PGS.TS Võ

Trung Hùng Tôi chọn hướng nghiên cứu và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu

xây dựng hệ thống thông tin trên nền GIS phục vụ quy hoạch cây công nghiệp tỉnh Gia Lai”

2 Mục tiêu

Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu công nghệ WebGIS và ứng dụng xây dựng hệ thống thông tin bản đồ về cây công nghiệp nhằm nâng cao hiệu quả quản lý nhà nước, từ đó có những giải pháp quản lý quy hoạch các loại cây công nghiệp

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm: Các công cụ hỗ trợ xây dựng

hệ thống GIS; Dữ liệu về điều kiện tự nhiên và thổ nhưỡng của cây công nghiệp; Bản đồ tích cực thông tin quy hoạch cây công nghiệp tại tỉnh Gia Lai; Một số bài báo và đề tài của các khóa trước

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu dữ liệu cây công nghiệp và bản đồ hành chính trong phạm vi tỉnh Gia Lai giới hạn dữ liệu đến 2015

4 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi sử dụng một số phương pháp như sau: Phương pháp tài liệu: Tiến hành thu thập tài liệu, tiếp cận nghiên cứu, tìm hiểu về cơ sở dữ liệu địa lý, hệ thống thông tin địa lý (GIS), phần mềm phát triển các ứng dụng GIS (GeoServer); Phương pháp bản đồ: thành lập một

số bản đồ chiết suất từ bộ cơ sở dữ liệu được thành lập

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Về khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần xây dựng cơ sở

khoa học cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý phục vụ phát quy hoạch cây công nghiệp

Về thực tiễn: Đề tài góp phần xây dựng một Website để tiện cho việc tra

cứu, tìm kiếm thông tin quy hoạch vùng trồng cây công nghiệp

6 Bố cục luận văn

áo cáo của luận văn được tổ chức thành 3 chương chính:

Chương 1 Nghiên cứu tổng quan

Trong chương này, luận văn tập trung trình bày các nội dung: Khái niệm về GIS; các thành phần của GIS và đặc điểm của nó; giới thiệu một số phần mềm thông dụng hiện nay cho xây dựng ứng dụng của GIS; khái niệm WebGIS và phân loại WebGIS

Chương 2 Phân tích và thiết kế hệ thống

Đây là một chương quan trọng trong đề tài Trong chương này luận văn giới thiệu mục đích cũng như chức năng của ứng dụng và phần quan trọng là phân tích và thiết kế hệ thống như: thiết kế các mô hình xử lý tổng quát, mô hình ánh xạ bản đồ số hóa sang hình ảnh, các quy trình xử lý trên server, client Cuối chương, luận văn trình bày việc chọn lựa giải pháp để định hướng công nghệ

Chương 3 Phân tích ứng dụng

Trong chương này, luận văn trình bày việc chọn lựa phương pháp để số hóa bản đồ và xác định quy trình để số hóa bản đồ giấy thành bản đồ số bằng cách sử dụng MapInfo Sau đó, thiết kế giao diện cho trang Web, sử dụng công nghệ Geoserver để phát triển và cài đặt ứng dụng

CHƯƠNG 1:

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

Trong chương này, luận văn tập trung trình bày các nội dung: Khái niệm

về GIS, các thành phần của GIS và đặc điểm của nó; giới thiệu một số phần mềm thông dụng hiện nay cho xây dựng ứng dụng của GIS, một số ứng dụng của GIS đã triển khai trong thực tế; khái niệm WebGIS và phân loại WebGIS

1.1 TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ QUY HOẠCH CÂY CÔNG NGHIỆP 1.1.1 Giới thiệu chung về tỉnh Gia Lai

Diện tích: 15.495,7 km2

Dân số: 992.763 người Trong đó người Kinh chiếm 52% dân số toàn tỉnh Ngoài ra còn có người Gia Rai (33,5%), Ba Na (13,7%), Giẻ Triêng, Xơ Đăng, Cơ Ho, Nhắng, Thái, Mường…

Mật độ dân số: 64 người/km2 (2004)

Tỉnh lỵ: Thành phố Pleiku

Bao gồm: Thành phố Pleiku, thị xã An Khê và các huyện: Đắc Pơ, Đắc Đoa, A Yun Pa, Chư Pah, Chư Prông, Chư Sê, Đức Cơ, La Grai, Kbang, Krông Pa, Kong Chro, Mang Yang, Ia Pa

Vị t í địa lý

Gia Lai là tỉnh miền núi Tây Nguyên; phía Bắc giáp Kontum; phía Đông giáp ình Định, Phú Yên và Quảng Ngãi; phía Nam giáp Đắk Lắk; phía Tây giáp Campuchia với đường biên giới khoảng 90km

Gia Lai nằm trong toạ độ 15°58'20" đến 14°36'36" vĩ ắc, từ 107°27'23" đến 108°94'40" kinh Đông

Địa hình Gia Lai chủ yếu là đồi núi, chiếm 2/5 diện tích toàn tỉnh Ngoài

ra địa hình Gia Lai còn là địa hình thung lũng, địa hình cao nguyên và một số sông, suối khá bằng phẳng, ít bị chia cắt Nhìn chung địa hình Gia Lai thấp dần từ Bắc xuống Nam và nghiêng từ Đông sang Tây

Hình 1.1 Bảng đồ tỉnh Gia Lai

Đất đai - Khí hậu

Đất Gia Lai được khai thác và sử dụng từ lâu chủ yếu phục vụ cho sản xuất nông – lâm nghiệp với quy mô lớn, hình thành những vùng chuyên canh Đất Gia Lai chia thành ba vùng: đất đỏ bazan, đất phù sa và đất xám Đất

đỏ bazan có diện tích tập trung lớn thích hợp với việc phát triển các loại cây công nghiệp dài ngày Đất phù sa tập trung chủ yếu ở các vùng thung lũng

sông suối phía Nam, Đông, Đông Nam và Tây Nam Còn lại đại đa số phân

bố rải rác nhiều nơi

Do có địa hình chủ yếu là đồi núi và cao nguyên nên Gia Lai thuộc vùng khí hậu cao nguyên nhiệt đới gió mùa, dồi dào về độ ẩm, có lượng mưa lớn, không có bão và sương muối

Khí hậu chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào tháng 10; mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

Lượng mưa ở Gia Lai cũng phân chia thành hai vùng rõ rệt: vùng Tây Trường Sơn trung bình năm từ 2.200-2.500 mm Vùng Đông Trường Sơn từ 1.200-1.750 mm

Nhiệt độ trung bình năm 22-250C

1.1.2 Nông lâm nghiệp

Gia Lai có gần 500.000 ha diện tích đất sản xuất nông nghiệp, trong đó

có hơn 291.000 ha đất cho trồng cây hàng năm và hơn 208.000 ha cây lâu năm nên có tiềm năng rất lớn để phát triển sản xuất nông nghiệp

Do tính chất đặc trưng của đất đai và khí hậu, tỉnh Gia Lai có thể bố trí các loại cây trồng, vật nuôi phong phú, đa dạng, có giá trị kinh tế cao; xây dựng các vùng sản xuất nông nghiệp chuyên canh tập trung có quy mô lớn với những sản phẩm hàng hóa có lợi thế cạnh tranh Đặc biệt, trong 7 nhóm đất chính của tỉnh, nhóm đất đỏ bazan có 386.000 ha, tập trung chủ yếu vùng tây Trường Sơn (thành phố Pleiku và các huyện Mang Yang, Đăk Đoa, Chư Sê, Chư Pưh, Chư Prông, Đức Cơ, Chư Păh, Ia Grai) có thể canh tác các loại cây công nghiệp như cao su, cà phê, hồ tiêu, điều, bông vải Các huyện, thị xã phía đông của tỉnh (An Khê, Kbang, Kông Chro, Đăk Pơ, Ayun Pa, Ia Pa, Phú Thiện, Krông Pa), do chịu ảnh hưởng khí hậu của vùng đồng bằng giáp ranh ( ình Định, Phú Yên) nên thích hợp cho các loại cây trồng ngắn ngày và là vùng nguyên liệu mía chính cung cấp cho hai nhà máy đường An Khê và

Ayun Pa với công suất 4.000 tấn mía cây/năm Riêng huyện Đăk Pơ và thị xã

An Khê còn là vựa rau, hàng ngày cung cấp trên 100 tấn rau các loại cho các tỉnh thuộc khu vực miền Trung và Tây Nguyên Các huyện phía đông nam của tỉnh như Phú Thiện, Ia Pa và thị xã Ayun Pa, với lợi thế có hồ thuỷ lợi Ayun Hạ, là một trong những vựa lúa của cả khu vực Tây Nguyên Với diện tích 1.112.452,8 ha đất lâm nghiệp, trong đó, có 773.447,7 ha đất cho rừng sản xuất (chiếm 69,5% diện tích đất lâm nghiệp) nên tỉnh Gia Lai có tiềm năng lớn phát triển lâm nghiệp Hàng năm, các sản phẩm gỗ khai thác từ rừng (kể cả rừng tự nhiên và rừng trồng) làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến

gỗ, bột giấy với quy mô lớn và chất lượng cao Gia Lai còn có quỹ đất lớn để phát triển rừng trồng, rừng nguyên liệu giấy

1.1.3 Quản lý quy hoạch cây công nghiệp

a Thực trạng phát triển cây công nghiệp

Những năm qua, một số sản phẩm nông nghiệp của Gia Lai nói riêng và Tây Nguyên nói chung đã trở thành mặt hàng xuất khẩu chiến lược của nước

ta Tuy nhiên, làm thế nào để phát triển bền vững cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao trên địa bàn đang là câu hỏi lớn

Giải quyết hiệu quả vấn đề này, nhất thiết phải triển khai đồng bộ các giải pháp để góp phần khắc phục những hạn chế, bất cập về quy hoạch, phát triển cây công nghiệp; đồng thời ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu

Qua thống kê của các địa phương ở Tây Nguyên, nắng hạn kéo dài trong thời gian qua đã làm cho hơn 40.137 ha cà phê, 2.290 ha hồ tiêu bị ảnh hưởng, trong đó có 3.000 ha cà phê mất trắng và thiệt hại hơn 70%, 4.038 ha thiệt hại từ 30-70% Trước tình trạng thời tiết tiếp tục khô hạn thì nguy cơ ảnh hưởng đến tính bền vững trong sản xuất nông nghiệp ở Tây Nguyên là rất lớn Đây cũng chính là một trong những vấn đề đang đặt ra đối với các cơ quan

quản lý Nhà nước và chính quyền địa phương về triển khai giải pháp nhằm phát triển bền vững cây công nghiệp trên địa bàn Tây Nguyên

Tây Nguyên là vùng có thế mạnh phát triển cây công nghiệp có giá trị xuất khẩu cao như: Cà phê, hồ tiêu, cao su Hiện nay, các loại cây trồng này vẫn là cây chủ lực, tạo mặt hàng xuất khẩu chiến lược cho cả nước nói chung

và Tây Nguyên nói riêng Diện tích cà phê vùng Tây Nguyên hiện có hơn 577.000 ha, chiếm gần 88% diện tích cà phê cả nước; diện tích hồ tiêu hơn 53.000 ha, chiếm hơn 50% diện tích cả nước Nhờ áp dụng các tiến bộ khoa học-kỹ thuật nên sản lượng cà phê năm 2015 của vùng Tây Nguyên đạt hơn 1,34 triệu tấn; hồ tiêu đạt gần 97,7 nghìn tấn Xuất khẩu cà phê và hồ tiêu đã góp phần nâng tổng giá trị kim ngạch xuất khẩu vùng Tây Nguyên năm 2015 đạt 1,8 tỷ USD Cùng với những thành tựu đạt được, hiện nay sản xuất nông nghiệp vùng Tây Nguyên, nhất là sự phát triển các loại cây công nghiệp dài ngày có giá trị kinh tế cao đang phải đối mặt với nhiều thách thức, chứa đựng những yếu tố thiếu bền vững, cần tập trung giải quyết

Theo đánh giá của Ban Chỉ đạo Tây Nguyên, mức độ khô hạn diễn ra gay gắt ở nhiều nơi và tình trạng thiếu nước cho cây trồng vụ đông xuân 2015-2016 đang đặt ra yêu cầu cấp bách về phát triển thủy lợi Một trong những rào cản lớn trong việc phát triển bền vững cây công nghiệp trên địa bàn Tây Nguyên là hệ thống liên kết trong sản xuất-thu mua-chế biến-tiêu thụ sản phẩm còn bất cập; mô hình liên kết “4 nhà” chưa rõ Công tác tái canh cây cà phê triển khai chậm, làm gia tăng diện tích cà phê già cỗi Diện tích cà phê hơn 20 năm tuổi của các tỉnh Tây Nguyên cần phải tái canh đến năm 2020 là 200.000 ha, năm 2015 toàn vùng mới chỉ tái canh được 16.850 ha

Những năm qua, cây cà phê và cây hồ tiêu được giá cao trong thời gian tương đối dài nên người dân các tỉnh Tây Nguyên đã đầu tư mở rộng diện tích

ồ ạt, tự phát, phá vỡ quy hoạch Tính riêng trong năm 2015, diện tích cây cà

phê đã tăng 4.000 ha, diện tích cây hồ tiêu tăng 9.594 ha Chính vì vậy, việc triển khai các giải pháp đồng bộ để phát triển bền vững cây công nghiệp trên địa bàn Tây Nguyên đang là nhiệm vụ quan trọng đối với các cấp, các ngành trung ương, địa phương và người dân

b Giải pháp quản lý quy hoạch cây công nghiệp

Theo Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên (WASI), những năm qua, WASI đã nghiên cứu, chuyển giao các giải pháp canh tác theo hướng thích ứng và giảm thiểu tác hại của hạn hán trong sản xuất cà phê, hồ tiêu Bên cạnh các giống cà phê vối đã được công nhận ở những giai đoạn trước, từ năm 2011-2015, WASI đã chọn được 2 dòng cà phê vối (TR14, TR15) chín muộn, chất lượng cao, có khả năng tiết kiệm được lượng nước tưới nhờ đặc tính sinh lý của giống Ngoài ra, trong quá trình canh tác, người sản xuất cần thực hiện trồng xen, đa dạng hóa sản phẩm thu hoạch trên vườn cà phê, trồng xen hồ tiêu trong vườn cà phê, trồng cây trụ sống cho tiêu bám ; sử dụng các sản phẩm phục vụ sản xuất cà phê, hồ tiêu bền vững thích ứng với biến đổi khí hậu; tưới tiết kiệm kết hợp bón phân qua hệ thống tưới nước… Các địa phương trong vùng cần tổ chức lại sản xuất theo hướng liên kết những nông hộ riêng lẻ và liên kết giữa người sản xuất với các doanh nghiệp Thực tế, liên kết giữa các nông hộ riêng lẻ để tạo điều kiện cho người sản xuất tiếp cận dễ dàng hơn với tín dụng, tiến bộ kỹ thuật và tiết kiệm chi phí đầu vào, nhất là việc bảo vệ sản phẩm vào mùa thu hoạch Để duy trì các mối liên kết hỗ trợ nông dân cần phát huy cao vai trò của các bên trong từng lĩnh vực như: Nhà nước tạo cơ chế, chính sách phù hợp; các nhà khoa học hỗ trợ chuyển giao công nghệ; các doanh nghiệp là “bà đỡ”, vừa cung ứng vật tư, vừa bao tiêu sản phẩm

Nhà nước phải có dự báo, có chiến lược thị trường để nhân dân sản xuất những mặt hàng thị trường cần; đồng thời, có những chính sách cụ thể để

người dân yên tâm, gắn bó với các loại cây mình đang trồng Bên cạnh đó, các bộ, ngành Trung ương cần thành lập an Điều phối phát triển các sản phẩm nông lâm nghiệp chủ lực tại Tây Nguyên; xây dựng các đề án liên kết nhằm huy động, tập trung nguồn lực phát triển đối với một số lĩnh vực, ngành hàng, sản phẩm; đẩy mạnh hoạt động xúc tiến thương mại nhằm tìm kiếm nhà đầu tư chiến lược có đủ năng lực tài chính và quản trị làm nòng cốt cho việc hình thành liên kết phát triển các chuỗi giá trị sản phẩm nông nghiệp Thúc đẩy và thu hút cộng đồng doanh nghiệp đầu tư vào nông nghiệp Tây Nguyên

để kết nối với các doanh nghiệp chủ lực; hỗ trợ, tạo điều kiện phát triển các tổ chức xã hội nghề nghiệp của người nông dân làm cầu nối giữa nông dân với doanh nghiệp, bảo vệ quyền lợi của người sản xuất, tiêu dùng Thúc đẩy hợp tác công tư để huy động nguồn lực công và tư trong phát triển cơ sở hạ tầng, chuỗi giá trị nông nghiệp gắn với phát triển du lịch

Thời gian qua, thiệt hại do hạn hán gây ra đối với các cây công nghiệp dài ngày có giá trị kinh tế cao ở Tây Nguyên là rất lớn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống người dân Vì vậy, để các tỉnh Tây Nguyên phát triển bền vững cây công nghiệp theo đúng quy hoạch, bảo vệ môi trường, tiết kiệm các nguồn lực tự nhiên, ứng phó hiệu quả trước tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu, Chính phủ, các bộ, ngành Trung ương cần rà soát quy hoạch, đầu tư xây dựng các công trình thủy lợi, gắn với quy hoạch, phát triển cây trồng phù hợp với địa bàn các tỉnh Tây Nguyên…

1.2 TỔNG QUAN VỀ GIS

1.2.1 Khái niệm

Thông tin địa lý được thể hiện chủ yếu dưới dạng bản đồ đã ra đời từ xa xưa Các bản đồ trước hết được phác thảo để mô tả vị trí, cảnh quan, địa hình… ản đồ chủ yếu gồm những điểm và đường Tuy nhiên bản đồ dạng

này thích hợp cho quân đội và các cuộc thám hiểm hơn là được sử dụng như một công cụ khai thác tiềm năng của địa lý

Bản đồ vẫn tiếp tục được in trên giấy ngay cả khi máy tính đã ra đời một thời gian dài trước đó ản đồ in trên giấy bộc lộ những hạn chế như: thời gian xây dựng, đo đạc, tạo lập rất lâu và tốn kém Lượng thông tin mang trên bản đồ giấy là hạn chế vì nếu mang hết các thông tin lên bản đồ sẽ gây khó đọc Bên cạnh đó bản đồ giấy không thể cập nhật theo thời gian được …

Ý tưởng mô hình hóa không gian lưu trữ vào máy tính, tạo nên bản đồ máy tính Đó là bản đồ đơn giản có thể mã hóa, lưu trữ trong máy tính, sửa chữa khi cần thiết, có thể hiển thị trên màn hình và in ra giấy

Tuy nhiên các nhà nghiên cứu nhận thấy nhiều vấn đề địa lý cần phải thu thập một lượng lớn thông tin không phải là bản đồ

Lúc này khái niệm Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) ra đời thay thế cho thuật ngữ bản đồ máy tính

GIS được hình thành từ các ngành khoa học: Địa lý, Bản đồ, Tin học và Toán học Chỉ đến những năm 80 thì GIS mới có thể phát huy hết khả năng của mình do sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ phần cứng và phần mềm GIS Bắt đầu từ thập niên 80, GIS đã trở nên phổ biến trong các lĩnh vực thương mại, khoa học và quản lý [2] Chúng ta có thể gặp nhiều cách định nghĩa về GIS, ví dụ:

- GIS là một tập hợp của các phần cứng, phần mềm máy tính cùng với các thông tin địa lý mô tả không gian Tập hợp này được thiết kế để có thể thu thập, lưu trữ, cập nhật, thao tác, phân tích, thể hiện tất cả các hình thức thông tin mang tính không gian [1]

- GIS là một hệ thống máy tính có khả năng lưu trữ và sử dụng dữ liệu

mô tả các vị trí trên bề mặt trái đất

- Một hệ thống được gọi là GIS nếu nó có các công cụ hỗ trợ cho việc thao tác với dữ liệu không gian

- Cơ sở dữ liệu GIS là sự tổng hợp có cấu trúc các dữ liệu số hóa không gian và phi không gian về các đối tượng bản đồ, mối liên hệ giữa các đối tượng không gian và các tính chất của một vùng của đối tượng [1][2]

Tóm lại, hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống phần mềm máy tính được sử dụng trong việc vẽ bản đồ, phân tích các vật thể, hiện tượng tồn tại trên trái đất Công nghệ GIS tổng hợp các chức năng chung về quản lý dữ liệu như hỏi đáp và phân tích thống kê với sự thể hiện trực quan và phân tích các vật thể hiện tượng không gian trong bản đồ Sự khác biệt giữa GIS và các hệ thống thông tin thông thường là tính ứng dụng của nó rất rộng trong việc giải thích hiện tượng, dự báo và quy hoạch chiến lược

1.2.2 Mô hình công nghệ

Cách khái quát có thể hiểu công nghệ GIS như là một quá trình sau [1]:

Hình 1.2 Mô hình công nghệ GIS

- Dữ liệu vào: Dữ liệu được nhập từ các nguồn khác nhau như chuyển đổi giữa các cách biểu diễn dữ liệu, máy quét, hình ảnh từ vệ tinh, hình chụp

- Quản lý dữ liệu: Sau khi dữ liệu được thu thập và tổng hợp, GIS cần cung cấp các thiết bị có thể lưu và bảo trì dữ liệu nhằm đảm bảo: Bảo mật số liệu, tích hợp số liệu, lọc và đánh giá số liệu, khả năng duy trì GIS lưu thông

tin thế giới thực thành các tầng dữ liệu riêng biệt, các tầng này đặt trong cùng một hệ trục toạ độ và chúng có khả năng liên kết với nhau

- Xử lý dữ liệu: Các thao tác xử lý dữ liệu được thực hiện để tạo ra thông tin Nó giúp cho người sử dụng quyết định cần làm tiếp công việc gì Kết quả của xử lý dữ liệu là tạo ra các ảnh, báo cáo và bản đồ

- Phân tích và mô hình: Số liệu tổng hợp và chuyển đổi chỉ là một phần của GIS Những yêu cầu tiếp theo là khả năng giải mã và phân tích về mặt định tính và định lượng thông tin đã thu thập

- Dữ liệu ra: Một trong các phương diện công nghệ GIS là sự thay đổi của các phương pháp khác nhau trong đó thông tin có thể hiển thị khi nó được

xử lý bằng GIS Các phương pháp truyền thống là bảng và đồ thị có thể cung cấp bằng các bản đồ và ảnh 3 chiều

Phần cứng

Phần mềm

Phương pháp phân tích

Dữ liệu

a Con người

Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý

hệ thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế Người sử dụng GIS

có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc

c Phần mềm

Là tập hợp các câu lệnh nhằm điều khiển phần cứng của máy tính thực hiện một nhiệm vụ xác định, phần mềm hệ thống thông tin địa lý có thể là một hoặc tổ hợp các phần mềm máy tính Phần mềm được sử dụng trong kỹ thuật GIS phải bao gồm các tính năng cơ bản sau:

- Nhập và kiểm tra dữ liệu: Bao gồm tất cả các khía cạnh về biến đổi dữ liệu đã ở dạng bản đồ, trong lĩnh vực quan sát vào một dạng số tương thích Ðây là giai đoạn rất quan trọng cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý

- Lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu: Lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu đề cập đến phương pháp kết nối thông tin vị trí và thông tin thuộc tính của các đối tượng địa lý (điểm, đường đại diện cho các đối tượng trên bề mặt trái đất) Hai thông tin này được tổ chức và liên hệ qua các thao tác trên máy tính và sao cho chúng có thể lĩnh hội được bởi người sử dụng hệ thống

- Xuất dữ liệu: Dữ liệu đưa ra là các báo cáo kết quả quá trình phân tích tới người sử dụng, có thể bao gồm các dạng: Bản đồ, bảng biểu, biểu đồ, lưu

đồ được thể hiện trên máy tính, máy in, máy vẽ

- Biến đổi dữ liệu: Biến đổi dữ liệu gồm hai lớp điều hành nhằm mục đích khắc phục lỗi từ dữ liệu và cập nhật chúng Biến đổi dữ liệu có thể được thực hiện trên dữ liệu không gian và thông tin thuộc tính một cách tách biệt hoặc tổng hợp cả hai

- Tương tác với người dùng: Giao tiếp với người dùng là yếu tố quan trọng nhất của bất kỳ hệ thống thông tin nào Các giao diện người dùng ở một

hệ thông tin được thiết kế phụ thuộc vào mục đích của ứng dụng đó

Các phần mềm tiêu chuẩn và sử dụng phổ biến hiện nay là Arc/Info (ArcGIS), MapInfo, GeoMedia-Intergraph, Hiện nay có rất nhiều phần mềm máy tính chuyên biệt cho GIS, bao gồm các phần mềm như:

+ Phần mềm dùng cho lưu trữ, xử lý số liệu thông tin địa lý: Acr/Info, Span, ERDAS-Imagine, …

+ Phần mềm dùng cho lưu trữ, xử lý và quản lý các thông tin địa lý: Mapper, ArcView, MapInfo,

ER-Các phần mềm nguồn mở có GRASS, MapWindow, ShapeGIS, MapServer, …

Tuỳ theo yêu cầu và khả năng ứng dụng trong công việc cũng như khả năng kinh phí của đơn vị, việc lựa chọn phần mềm máy tính sẽ khác nhau

d Dữ liệu

Có thể coi thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS là dữ liệu Các

dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại Hệ GIS sẽ kết hợp

dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu (D MS) để tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu

Số liệu được sử dụng trong GIS không chỉ là số liệu địa lý riêng rẽ mà còn phải được thiết kế trong một cơ sở dữ liệu

Có 2 dạng số liệu được sử dụng trong kỹ thuật GIS là:

- Cơ sở dữ liệu bản đồ: Là những mô tả hình ảnh bản đồ được số hoá theo một khuôn dạng nhất định mà máy tính hiểu được Hệ thống thông tin địa lý dùng cơ sở dữ liệu này để xuất ra các bản đồ trên màn hình hoặc ra các thiết bị ngoại vi khác như máy in, máy vẽ

- Số liệu thuộc tính: Được trình bày dưới dạng các ký tự hoặc số, hoặc

ký hiệu để mô tả các thuộc tính của các thông tin thuộc về địa lý

Trong các dạng số liệu trên, số liệu Vector là dạng thường sử dụng nhất Tuy nhiên, số liệu Raster rất hữu ích để mô tả các dẫy số liệu có tính liên tục như: Nhiệt độ, cao độ và thực hiện các phân tích không gian của số liệu Còn

số liệu thuộc tính được dùng để mô tả cơ sở dữ liệu

Có nhiều cách để nhập số liệu, nhưng cách thông thường nhất hiện nay là

số hoá bằng bản đồ, hoặc thông qua việc sử dụng máy quét ảnh

Để hoạt động thành công, hệ thống GIS phải được đặt trong một khung

tổ chức phù hợp và có những hướng dẫn cần thiết để quản lý, thu thập, lưu trữ

và phân tích số liệu, đồng thời có khả năng phát triển được hệ thống GIS theo nhu cầu Trong quá trình hoạt động, mục đích chỉ có thể đạt được và tính hiệu quả của kỹ thuật GIS chỉ được minh chứng khi công cụ này có thể hỗ trợ những người sử dụng thông tin giúp họ thực hiện được những mục tiêu công việc Ngoài ra việc phối hợp giữa các cơ quan chức năng có liên quan cũng

phải được đặt ra, nhằm gia tăng hiệu quả sử dụng của GIS cũng như các nguồn số liệu hiện có

Như vậy, trong năm thành phần của GIS, thành phần phương pháp phân tích đóng vai trò rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, đây là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS Trong việc phối hợp và vận hành các hợp phần của hệ thống GIS nhằm đưa vào hoạt động có hiệu quả kỹ thuật GIS, hai yếu tố huấn luyện và chính sách - quản lý là cơ sở của thành công Việc huấn luyện các phương pháp sử dụng hệ thống GIS sẽ cho phép kết hợp các hợp phần: Thiết bị, phần mềm, con người và dữ liệu với nhau để đưa vào vận hành Tuy nhiên, yếu tố phương pháp phân tích sẽ có tác động đến toàn bộ các hợp phần nói trên, đồng thời quyết định đến sự thành công của hoạt động GIS

1.2.4 Một số ứng dụng của GIS

Công nghệ GIS ngày càng được sử dụng rộng rãi GIS có khả năng sử dụng dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính (phi không gian) từ các nguồn khác nhau khi thực hiện phân tích không gian để trả lời các câu hỏi của người

sử dụng Một số ứng dụng cụ thể của GIS thường thấy trong thực tế đó là [7]:

- Quản lý hệ thống đường phố, bao gồm các chức năng: tìm kiếm địa chỉ khi xác định được vị trí cho địa chỉ phố hoặc tìm vị trí khi biết trước địa chỉ phố; đường giao thông và sơ đồ, điều khiển đường đi, lập kế hoạch lưu thông

xe cộ; phân tích vị trí, chọn khu vực xây dựng các tiện ích như bãi đỗ xe, ga tàu …; lập kế hoạch phát triển giao thông;

- Quản lý giám sát tài nguyên, thiên nhiên, môi trường bao gồm các chức năng: Quản lý gió và thuỷ hệ, các nguồn nhân tạo, vùng ngập úng, đất nông nghiệp, tầng ngập nước, rừng, vùng tự nhiên, phân tích tác động môi trường…; xác định vị trí chất thải độc hại; mô hình hoá nước ngầm và đường

ô nhiễm; phân tích phân bố dân cư, quy hoạch tuyến tính;

- Quản lý quy hoạch: Phân vùng quy hoạch sử dụng đất, các hiện trạng

xu thế môi trường, quản lý chất lượng nước

- Quản lý các thiết bị: xác định đường ống ngầm, cáp ngầm; xác định tải trọng của lưới điện; duy trì quy hoạch các thiết bị, sử dụng đường điện;

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

1.3 WEBGIS

1.3.1 Giới thiệu về Webgis

a Định nghĩa

Cho đến nay, người ta đã đưa ra một số định nghĩa về WE GIS, cụ thể:

- WebGIS là một hệ thống phức tạp cung cấp truy cập trên mạng với những chức năng như là copy hình ảnh, lưu trữ, hợp nhất dữ liệu, điều khiển

và thao tác với dữ liệu, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian (theo Harder 1998) [11]

- WebGIS là hệ thống thông tin địa lý được phân bố thông qua hệ thống mạng máy tính phục vụ cho việc thống nhất, phổ biến, giao tiếp với các thông tin địa lý được hiển thị trên World Wide Web (Edward,2000,URL) [12]

b Sơ đồ hoạt đ ng của e GIS

Hình 1.4 Sơ đồ hoạt đ ng của WebGIS

Khi có yêu cầu phát sinh, máy khách (Client) gửi yêu cầu đến máy chủ web (WebServer) Nếu yêu cầu đó liên quan đến bản đồ, WebServer chuyển yêu cầu đó đến cho một công cụ xử lý (GeoServer) Tại GeoServer yêu cầu sẽ được phân loại và tùy thuộc vào loại yêu cầu mà GeoServer gọi đến chương trình thực thi để thực hiện Chương trình thực thi trên GeoServer truy cập vào CSDL để lấy dữ liệu Trong quá trình truy cập, chương trình thực thi tham chiếu đến tệp tin cấu hình bản đồ (config_mapfile) Dữ liệu lấy về sẽ được truyền về WebServer, WebServer tham chiếu đến tệp tin mẫu (HTML template) để tạo ra kết quả Kết quả sẽ được gửi về Client để hiển thị Chu trình cứ thế tiếp tục

1.3.2 Phân loại WebGIS

a Phân loại theo iến tr c

Internet theo triết lý dựa trên kiến trúc khách/chủ (Client/Server) Sự kết hợp giữa Client/Server sẽ cho ra các trang WebGIS có các chức năng khác nhau

Nhiệm vụ của Server

Mục tiêu cơ bản của mô hình tính toán client/server là tập trung dữ liệu

và phần mềm trên một máy để các client xâm nhập Thông thường thì việc tập trung đó (hay còn gọi là nặng Server) có nhiều lợi thế như dễ cập nhật, sử dụng máy tính mạnh sẽ hiệu quả hơn việc phân tán mọi thứ và dễ quản lý xâm nhập thông tin Nếu đặt dữ liệu GIS trên máy tính trung tâm thì ta có kết quả tương tự như môi trường Web Tuy nhiên chúng cũng có bất lợi, đó là hệ GIS đòi hỏi Server mạnh để thực thi nhiều công việc hơn các trang chủ Web thông thường khác

Do vậy, khi quá nhiều người sử dụng xâm nhập trang chủ thì bộ xử lý quá tải dẫn đến dừng hoạt động Đó là nguyên nhân để xây dựng máy chủ trên

cơ sở nhiều bộ xử lý chạy song song Vấn đề khác xẩy ra với ứng dụng GIS

phân tán nặng Server là quá tải đường truyền Internet Mỗi khi người dùng phóng to, thu nhỏ bản đồ thì yêu cầu mới được gửi từ Client đến Server, bản

đồ mới được Server phát sinh và gửi trở lại Client

Chúng có thể làm tắc nghẽn đường truyền hay làm giảm tính tương tác

và tính hiệu quả của giao diện với người sử dụng

Nhiệm vụ của Client

Thông thường các trình duyệt Web thuộc nhóm Client mỏng, phần lớn các xử lý được thực hiện trên Server còn trình duyệt chỉ làm nhiệm vụ hiển thị Các ứng dụng trên Client mỏng đòi hỏi Server nặng như mô tả trên Ngược lại, các ứng dụng xây dựng trên quan điểm Client nặng sẽ thực hiện nhiều xử lý trên Client Nếu trình duyệt có khả năng đồ họa cao và xử lý nhiều chức năng GIS thì chúng có thể dễ dàng duyệt, phóng to, thu nhỏ bản

đồ và truy vấn dữ liệu không gian Chúng làm giảm tải đường truyền và bộ xử

lý của Server Tuy nhiên, các nhà phát triển trình duyệt Web thông thường không muốn xây dựng các chức năng GIS cho hệ thống chương trình của họ Nhưng họ đã cho khả năng mở rộng chức năng trình duyệt Web bằng các công nghệ khác như: Java applet, ActiveX, …

Java applet được xây dựng bằng ngôn ngữ lập trình Java của Sun Microsystems Java cho phép viết một trình ứng dụng hay một đoạn mã trình (applet) trên hệ điều hành này và chạy nó trên bất cứ máy tính nào khác nếu

có môi trường Java mà không phải dịch lại applet đó

Điều khiển ActiveX là những thành phần lập trình hướng đối tượng trên nền hệ điều hành Windows Điều khiển ActiveX cung cấp nhiều chức năng tương tự như Java applet Tuy nhiên, do được xây dựng bằng công nghệ mở rộng của Microsoft cho nên chúng chỉ chạy trên PC có môi trường hệ điều hành và trình duyệt Web của Microsoft

Khi người sử dụng gọi trang chủ thì applet được tự động nạp và trở thành một phần của trình duyệt Điều này cho người phát triển phần mềm GIS xây dựng các applet xử lý dữ liệu không gian của riêng họ Bất lợi của giải pháp này là các máy Client phải nạp các applet (có khi lên tới megabyte) mỗi khi xâm nhập trang chủ

Việc lựa chọn giải pháp nặng hay nhẹ máy chủ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố Client nặng tương tác với Server nhẹ cho khả năng phân tích mềm dẻo

và phong phú hơn, làm giảm tải đường truyền, tăng số lượng người dùng đồng thời và cập nhật phần mềm khó khăn hơn Client nhẹ/Server nặng chiếm dụng giải băng truyền tin đáng kể để tải các bản đồ Giải pháp này dành cho các ứng dụng không đòi hỏi các thao tác phân tích GIS phức tạp Giải pháp cân đối giữa Client và Server có thể là giải pháp ưu việt cho các dự án

* Ƣu điểm của mô hình này

- Nếu sử dụng máy chủ có hiệu năng cao: Người sử dụng có thể xâm nhập dữ liệu phức tạp và rất lớn, quy trình phân tích GIS phức tạp cũng được thực hiện nhanh ngay cả khi Client không có phần cứng mạnh

- Client được kiểm soát tốt hơn khi sử dụng dữ liệu và luôn đảm bảo người dùng sử dụng dữ liệu là chính xác

* Nhƣợc điểm của mô hình này

- Mỗi yêu cầu từ Client (dù nhỏ đến mấy) vẫn phải gửi đến Server để xử

lý, sau đó kết quả được gửi qua Internet trở lại Client

- Hiệu suất bị ảnh hưởng bởi dải băng thông và lưu lượng trên Internet giữa máy Server và máy Client, đặc biệt khi phải tải tệp dữ liệu lớn

- Mô hình này không tận dụng được lợi thế và sức mạnh của máy tính phía Client, nó chỉ được sử dụng để hiển thị kết quả

Nhìn chung, chiến thuật này áp dụng tốt nhất cho các ứng dụng WebGIS thương mại hay cộng đồng với số lượng lớn người dùng mà không quan tâm đến khả năng xử lý GIS trên các máy người dùng

Hình 1.6 Mô hình ết nối nhẹ phía Server/nặng phía Client

* Ƣu điểm của mô hình này

- Trong mô hình này người sử dụng sẽ tận dụng được sức mạnh xử lý của máy tính phía Client và có đầy đủ khả năng làm chủ tiến trình phân tích

dữ liệu

- Khi mà Server đã gửi CSDL theo yêu cầu của Client thì người sử dụng

có thể chế tác dữ liệu mà không cần trao đổi thông điệp giữa Client và Server qua Internet

* Nhƣợc điểm của mô hình này

- Dữ liệu, applets trao đổi giữa Server và Client là rất lớn nên dễ gây ra nghẽn mạng

- Nếu máy tính Client không đủ mạnh thì rất khó khăn cho tập dữ liệu phức tạp và lớn, các chương trình phân tích GIS phức tạp sẽ bị chạy chậm hoặc không chạy được ở trên Client so với ở trên Server

c) Kết hợp Server và Client

Có thể kết hợp bằng cách dữ liệu lưu trên máy chủ, các chức năng xử lý đặt tại máy khách Cũng có thể kết hợp bằng cách máy chủ cung cấp các chức năng, dữ liệu lưu ở máy khách Hoặc cũng có thể kết hợp theo cách dữ liệu và chức năng vừa lưu ở máy chủ, vừa cung cấp các chức năng xử lý đơn giản cho máy khách, …

Trong trường hợp này, khả năng GIS là cung cấp các applets hay các chương trình nhỏ có thể thực thi được trên máy khách Các applets này được phân phối cho máy khách khi người dùng cần Một khi dữ liệu và applets được tải về máy khách, người dùng có thể làm việc độc lập với máy chủ Các yêu cầu và kết quả sẽ không gửi qua Internet Applets có thể được viết bằng Java hoặc JavaScript

b Phân loại theo thu t

a) Thuần HTML (Pure HTML)

Thuật ngữ “thuần HTML” dùng để chỉ những trang WebGIS được tạo ra bằng cách sử dụng các khả năng của HTML, loại trừ việc dùng các phần mở rộng từ phía máy chủ (Server side extensions) hoặc các Scripts Các phần tử của nó chỉ sử dụng các liên kết đơn giản (simple link) và các hình ảnh Các chức năng của nó được thực hiện thông qua cấu trúc liên kết HTML chỉ cho phép dùng các hình ảnh dạng raster, vì vậy chỉ có những bản đồ raster mới được phân phối trên nó

Ưu điểm của kỹ thuật này là thứ nhất chỉ cần dùng các Server thấp để xử

lý, vì Server ở đây làm việc như là một WebServer dùng phân phối các trang HTML và các hình ảnh Thứ hai, không cần phần mềm GIS nào chạy trong lúc thực thi các yêu cầu của người dùng Thứ ba, phía máy khách chỉ cần dùng trình duyệt Web chuẩn

Nhược điểm : chỉ dùng cho các nhiệm vụ có cấu trúc đơn giản

b) HTML với các chương trình thực thi trên Server

Trái ngược với giải pháp “thuần HTML”, đây là giải pháp tạo ra một trang HTML WebGIS do một chương trình đang chạy trên Server, chương trình này có khả năng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu Máy khách gửi một yêu cầu đến WebServer, chương trình trên máy chủ sẽ nhận được yêu cầu này và tạo ra kết quả riêng, kết quả này có thể là một bản đồ (raster) hoặc là một

trang HTML Các tham số có thể được gửi kèm đến chương trình, các tham số này được lấy từ các thành phần của trang HTML như text boxs, combo boxs, radio button,

Khi chuyển đến máy chủ, toạ độ của điểm kích trên bản đồ cũng được chuyển kèm theo Vì vậy các chương trình trên máy chủ sẽ xử lý các hành động tương ứng với điểm kích Do đó có thể phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển hoặc thực hiện các hành động tại các điểm kích trên bản đồ chính xác

Kết nối giữa WebServer và các chương trình trả lời có thể thực hiện thông qua CGI (Common Gateway Interface) hoặc bất cứ giao diện nào được cung cấp mà giao tiếp được với WebServer

c) Các giải pháp dựa trên JAVA (Solutions based Java)

Java là ngôn ngữ lập trình độc lập có thể được phiên dịch bởi trình duyệt Web Chương trình Java sẽ được tải về trình duyệt của máy khách khi cần thiết Chương trình Java (applets) sẽ khởi động và có thể yêu cầu dữ liệu cần thiết từ máy chủ Nói chung giải pháp dựa trên Java rất uyển chuyển bởi nó tránh được những giới hạn của HTML thuần Ưu diểm của việc dùng Java là công việc có thể thực thi trên máy khách mà không cần phải truyền về máy chủ Nhược điểm là việc sử dụng Java để giải quyết công việc hiện nay trên mạng là rất chậm, vài ứng dụng Java không hoạt động sau bức tường lửa

c Phân loại theo ịch vụ

Theo Claus RINNER [10] (nghiên cứu sinh của học viện tin học GMD - Germany National Research Center for Information Technology) thì có 5 loại dịch vụ WebGIS sau:

a) Geodata Server

Chỉ lưu trữ dữ liệu địa lý và cung cấp dữ liệu cho máy khách khi có yêu cầu thông qua Internet Máy khách download dữ liệu về và dùng các chương

trình GIS trên máy khách để xử lý dữ liệu Ưu điểm của dịch vụ này là dữ liệu

có sẵn mà không cần phải số hoá

GeoServer là một máy chủ mã nguồn mở với mục đích kết nối những thông tin địa lý có sẵn tới các Geoweb (trang Web địa lý) sử dụng chuẩn mở Được bắt đầu bởi một tổ chức phi lợi nhuận có tên The Open Planning Project (TOPP), nhằm mục đích hỗ trợ việc xử lý thông tin không gian địa lý với chất lượng cao, đơn giản trong sử dụng, là phần mềm mã nguồn mở nhằm cung cấp và chia sẻ dữ liệu Được kỳ vọng sẽ trở thành một phương thức đơn giản

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

b) Map Server

Lưu trữ dữ liệu và cung cấp các bản đồ thông qua WWW, kèm theo một

số chức năng như Zoom, Pan và một số tham số như hiển thị lớp, lựa chọn màu sắc Ở đây máy chủ xử lý toàn bộ, máy khách chỉ hiển thị các bản đồ do máy chủ cung cấp

c) Online Retrieval System

Phân phối các bản đồ chuyên đề và một số hàm phân tích Khi sử dụng các hàm này, kết quả sẽ trả về cho máy khách, dữ liệu trả về ở đây là dữ liệu

đã được phân tích

d) Online GIS

Lớn hơn Online Retrieval System vì nó có khả năng thực hiện các chức năng phân tích thực (real analysis functions) trên các tiến trình của dữ liệu đưa vào

e) GIS Function Server

Giống như Online GIS nhưng chỉ khác là GIS Function Server không chứa dữ liệu, nếu Online GIS chỉ trả về dữ liệu thì GIS Function Server trả về

dữ liệu, các chương trình phân tích nhỏ để máy khách có thể xử lý GIS Function Server cung cấp các chức năng GIS giải quyết trên dữ liệu do người dùng Upload lên hoặc cung cấp các hàm phân tích cho máy khách download

về Như vậy việc phân tích không gian không còn giới hạn ở việc dữ liệu lưu trên máy chủ

Có thể quan sát dễ hơn các chức năng của các loại dịch vụ qua bảng sau:

Bảng 2.1 Bảng phân chức năng các loại dịch vụ

Quản lý

dữ liệu

Hiển thị

Phân tích và trả dữ liệu

Phân tích GIS

Geodata Sever X

Online Retrieval System X X X

Những chức năng trên thuộc về máy chủ, vậy máy khách sẽ nhận được những gì?

Bảng 2.2 sau đây mô tả các loại dữ liệu mà máy khách nhận được

Bảng 2.2 Bảng mô tả các loại dữ liệu mà máy khách nh n được

Theo OGC (Open Geospatial Consortium) một tổ chức phi lợi nhuận, dẫn đầu trên thế giới về phát triển các chuẩn dữ liệu địa lý và các dịch vụ, đã đưa ra các đặc tả về các loại dịch vụ sau:

f) 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:

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

- 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

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

đồ thông qua Styled Layer Desrciptor (SLD)

g) 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

h) 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

là không giới hạn như:

- Quản trị rừng (theo dõi sự thay đổi, phân loại )

- Quản trị đường di cư và đời sống động vật hoang dã

- Quản lý và quy hoạch đồng bằng ngập lũ, lưu vực sông

- Bảo tồn đất ướt

- Phân tích các biến động khí hậu, thuỷ văn

- Phân tích các tác động môi trường

- Nghiên cứu tình trạng xói mòn đất

- Quản trị sở hữu ruộng đất

- Quản lý chất lượng nước

- Quản lý, đánh giá và theo dõi dịch bệnh

- Xây dựng bản đổ và thống kê chất lượng thổ nhưỡng

- Quy hoạch và đánh giá sử dụng đất đai