Nghiên cứu xây dựng bản đồ số hóa công nghiệp Việt Nam

Như vậy khi các ngành, vùng, đặc điểm công nghiệp tăng lên thì khung sẽ tự thay đổi một cách mềm dẻo để đáp ứng với dữ liệu thu thập được.. 1.4.2 Nội dung nghiên cứu Căn cứ trên mục tiê

Bộ công thương

viện nghiên cứu điện tử, tự động, tin học hóa

Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ năm 2007

nghiên cứu xây dựng bản đồ số hóa

công nghiệp việt nam

Chủ nhiệm đề tài: Ths lê văn lợi

6930

04/8/2008

hà nội - 2007

bac & dba

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

“ Nghiên cứu xây dựng bản đồ số hóa

Công nghiệp Việt Nam ”

DANH SÁCH CÁN BỘ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Chủ nhiệm đề tài: ThS Lê Văn Lợi

1 Lê Văn Lợi Thạc sỹ Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hoá

2 Nguyễn Đình Lượng Cử nhân Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hoá

3 Lê Đình Hanh Thạc sỹ Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hoá

4 Phạm Đình Thế Kỹ sư Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hoá

5 Nguyễn Kim Anh Kỹ sư Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hoá

MỤC LỤC

1 TỔNG QUAN 5

1.1 CƠ SỞ PHÁP LÝ/XUẤT XỨ CỦA ĐỀ TÀI 5

1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 5

1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 5

1.4 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 6

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 6

1.4.2 Nội dung nghiên cứu 7

1.4.3 Phương pháp nghiên cứu 9

1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC 9

1.6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC 13

2 PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU 13

2.1 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM DỮ LIỆU CÔNG NGHIỆP 14

2.2 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA CHUẨN OPENGIS 16

2.2.1 Phương án tiếp cận 16

2.2.2 Cấu trúc phân cấp của các lớp đối tượng 17

2.2.3 Một số đặc điểm 18

2.2.4 Nhập dữ liệu 18

2.2.5 Phân tích dữ liệu Geometry 19

2.3 CẤU TRÚC DỮ LIỆU MAPINFO 19

2.4 SO SÁNH OPENGIS VÀ MAPINFO 20

2.5 LỰA CHỌN HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU 20

2.6 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM THÔNG TIN ĐỊA LÝ 21

2.6.1 Longitude (kinh độ) và Latitude (vĩ độ) 21

2.6.2 Nền bản đồ và phương pháp zoom (phóng to, thu nhỏ), pan (dịch chuyển) 22

2.6.3 Thiết kế phần CSDL 24

2.6.4 Thiết lập CSDL ban đầu 29

2.6.5 Đọc dữ liệu từ các file MIF và MID 29

3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỔNG QUAN 31

3.1 KIẾN TRÚC HỆ THỐNG QUẢN TRỊ NỘI DUNG 33

3.2 KIẾN TRÚC NHÂN VÀ GIAO TIẾP TRÌNH ỨNG DỤNG 35

4 KIẾN TRÚC VÀ GIẢI THUẬT MƠ TƠ TÌM KIẾM BÁN NGỮ NGHĨA 36

4.1 KHÁI QUÁT 36

4.2 KIẾN TRÚC VÀ GIẢI THUẬT TÌM KIẾM 37

5 THIẾT KẾ PHẦN HIỂN THỊ BẢN ĐỒ 39

5.1 ĐẦU VÀO VÀ ĐẦU RA 39

5.2 TƯƠNG TÁC NGƯỜI DÙNG VÀ MODULE HIỂN THỊ 40

6 THIẾT KẾ GIAO DIỆN VÀ TƯƠNG TÁC TRANG CHỦ 42

6.1 THIẾT KẾ GIAO DIỆN 42

6.2 THIẾT KẾ TƯƠNG TÁC 43

QUẢN TRỊ NỘI DUNG VÀ CẬP NHẬT BẢN ĐỒ 49

6.3 SƠ ĐỒ LOGIC NGƯỜI DÙNG – CƠ SỞ DỮ LIỆU 49

6.4 QUI TRÌNH ĐĂNG NHẬP, ĐĂNG XUẤT 49

6.5 CƠ CHẾ SAO LƯU DỰ PHÒNG 50

6.6 CƠ CHẾ BẢO MẬT THÔNG TIN VÀ CẤP QUYỀN TRUY XUẤT 51

7 PHÂN MẢNH BẢN ĐỒ 54

7.1 LÝ DO PHÂN MẢNH 54

7.2 CẤU TRÚC THƯ MỤC PHÂN MẢNH 54

7.3 QUI TRÌNH PHÂN MẢNH 55

7.4 QUAN HỆ GIỮA BẢN ĐỒ VEC-TƠ VÀ PHÂN MẢNH 55

7.5 TẠO DỰNG BẢN ĐỒ TỪ PHÂN MẢNH 56

8 ĐỊNH VỊ ĐỐI TƯỢNG TRÊN BẢN ĐỒ 56

8.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐỊNH VỊ VÀ ĐỐI TƯỢNG TRÊN BẢN ĐỒ 56

8.2 BIỂU DIỄN THÔNG TIN ĐỊNH VỊ 57

9 CÁC CÔNG CỤ BẢN ĐỒ 59

9.1 CHÚ GIẢI 60

9.2 ĐO KHOẢNG CÁCH 61

9.3 TÍNH DIỆN TÍCH 61

10 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62

10.1 KẾT LUẬN E RROR ! B OOKMARK NOT DEFINED 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ SỬ DỤNG 63

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1: Khái niệm kinh độ, vĩ độ 21

Hình 2: Ảnh raster toàn bộ bề mặt trái đất 22

Hình 3: Nền bản đồ thế giới 22

Hình 4: Tọa độ màn hình của nền bản đồ thế giới 22

Hình 5: Mối quan hệ giữa cửa sổ hiển thị với bản đồ thật của thế giới 23

Hình 6: Bản đồ Việt nam với scale=5400, của sổ 500x400 23

Hình 7: Mối quan hệ giữa 2 mảng thông tin chính 24

Hình 8: Các mức zoom khi nhìn xuống bản đồ thế giới 27

Hình 9: Liên kết Lớp thông tin - geometry 28

Hình 10: Mô hình ứng dụng của IMAP 32

Hình 11: Luồng thông tin dưới góc độ kỹ thuật 33

Hình 12: Kiến trúc nhân và giao tiếp trình ứng dụng (API) 35

Hình 13: Mô hình cơ sở dữ liệu tri thức trong Semantic Search 37

Hình 14: Tiến trình tìm kiếm 38

Hình 15: Đầu vào và đầu ra của module hiển thị 40

Hình 16: Cơ chế hiển thị bản đồ từ CSDL 40

Hình 17: Giao diện bản đồ (bản beta) 42

Hình 18: Khuông nhìn cửa sổ hiển thị bản đồ 44

Hình 19: Thuyết minh vùng điều khiển 45

Hình 20: Giao diện vùng xem bản đồ theo địa chỉ 46

Hình 21: Giao diện vùng bản đồ chỉ dẫn 46

Hình 22: Giao diện danh mục công cụ bản đồ 47

Hình 23:Giao diện phần chú giải 47

Hình 24: Giao diện đo khoảng cách 48

Hình 25: Giao diện đo diện tích 48

Hình 26: Sơ đồ logic người dùng - cơ sở dữ liệu 49

Hình 27: Qui trình đăng nhập, đăng xuất 50

Hình 28: Cơ chế sao lưu dự phòng 51

Hình 29: Quá trình kiểm tra chức năng người dùng 53

Hình 30: Sơ đồ chức năng quản trị bảo mật thông tin 53

Hình 31: Sơ đồ ERD của bảo mật thông tin 54

Hình 32: Ghép bản đồ và khuông nhìn 56

Hình 33: Biểu diễn điểm khu công nghiệp 57

Hình 34: Biểu diễn điểm công ty công nghiệp 58

Hình 35: Biểu diễn thông tin tỉnh/thành phố 58

Hình 36: Biểu diễn thông tin quận/ huyện 59

Hình 37: Biểu diễn thông tin phường/xã 59

Hình 38: Biểu trưng trên chú giải và trên bản đồ 60

Hình 39: Tương tác giữa công cụ đo khoảng cách và phần di chuyển bản đồ 61

Hình 40: Tương tác giữa công cụ đo diện tích và phần di chuyển bản đồ 61

1 TỔNG QUAN

1.1 CƠ SỞ PHÁP LÝ/XUẤT XỨ CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài "Nghiên cứu xây dựng bản đồ số hóa ngành Công nghiệp Việt Nam" được thực

hiện theo:

Hợp đồng Nghiên cứu khoa học và Phát triển công nghệ số 06-11RD/BCN-KHCN giữa Bộ

Công nghiệp (bên A) và Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa (bên B) ký ngày

26 tháng 01 năm 2006 – thực hiện năm 2006

và

Hợp đồng Nghiên cứu khoa học và Phát triển công nghệ số 140.07RD/HĐ-KHCN giữa Bộ

Công nghiệp – nay là Bộ Công Thương (bên A) và Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa (bên B) ký ngày 06 tháng 02 năm 2007 – thực hiện năm 2007

1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

- Việt Nam đang hội nhập với khu vực và toàn thế giới về tất cả các lĩnh vực công nghệ và các ngành công nghiệp Việc tổ chức, thu thập và giới thiệu các đặc điểm của các ngành công nghiệp Việt Nam một cách hệ thống là rất cần thiết để xây dựng một hình ảnh rõ nét hơn về các lợi thế của công nghiệp Việt Nam

- Giới thiệu theo phương thức điện tử có nhiều ưu thế hơn hẳn so với giới thiệu bằng các phương thức khác như xuất bản bằng giấy, phát thanh, truyền hình: thời gian cập nhật nhanh, lưu trữ có hệ thống, xuất bản tức thời, thông tin thường trực 24/24, 7/7

- Trong phương thức điện tử, bản đồ số hóa theo công nghệ GIS có ưu thế vượt trội vì tính thân thiện và dễ tiếp cận với người dùng Năm 2006, tập đoàn Gartner, chuyên

nghiên cứu các xu hướng phát triển của công nghệ đã có nhận định: “location-aware applications will hit mainstream adoption in the next two to five years” – các ứng dụng

nhận biết vị trí sẽ trở thành xu thế chủ đạo trong vòng 2 đến 5 năm tới Để có thể sẵn sàng đón nhận xu thế này, chúng tôi thấy cần phải xây dựng ngay một lõi bản đồ mà trên

đó có thể biểu diễn dữ liệu công nghiệp theo phương thức nhận biết vị trí Để xây dựng được lõi công nghệ GIS, đòi hỏi nhóm thực hiện đề tài phải khảo sát kỹ các công nghệ hiện có và đặc biệt là các xu thế mà các tập đoàn lớn làm về GIS đang theo đuổi

1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Ngay từ cuối năm 2005, khi xin xét duyệt đề cương thực hiện các đề tài, chúng tôi đã lập kế hoạch cho từng năm nghiên cứu như các điểm trình bày dưới đây

Năm 2006, đề tài đặt ra các mục tiêu cụ thể như sau:

- Nghiên cứu, thiết kế khung cơ sở dữ liệu cho việc lưu các tham số của các ngành công nghiệp Việt Nam Thiết kế này sẽ có tính mở để có thể xây dựng cơ sở dữ liệu theo lớp Như vậy khi các ngành, vùng, đặc điểm công nghiệp tăng lên thì khung sẽ tự thay đổi một cách mềm dẻo để đáp ứng với dữ liệu thu thập được

- Xây dựng các tính năng cơ bản của kỹ thuật bản đồ như pan, zoom, tìm kiếm, hiển thị kết quả bằng đồ họa Đặc biệt trong tìm kiếm thông tin, đề tài sẽ tìm kiếm theo tiếng Việt với nhiều tùy chọn và tiêu chí khác nhau tùy theo nhu cầu của người dùng

- Xây dựng bộ công cụ cho phép nhập dữ liệu từ các nguồn đã có theo các chuẩn đã được thừa nhận hiện nay trên thế giới hoặc nhập dữ liệu trực tiếp

- Tổ chức nhập dữ liệu theo bản đồ hành chính làm bản đồ nền Trên cơ sở này nhập dữ liệu của từng ngành được lựa chọn theo một thứ tự ưu tiên nhất định

- Từng bước xây dựng mô tơ tìm kiếm theo văn bản và theo ngữ nghĩa

- Xây dựng Website nội bộ và tiến tới xây dựng website trực tuyến về công nghiệp Việt Nam

Năm 2007, đề tài đặt ra các mục tiêu cụ thể như sau:

- Hoàn thiện thiết kế khung cơ sở dữ liệu cho việc lưu các tham số của các ngành công nghiệp Việt Nam

- Hoàn thiện các tính năng giao tiếp cơ bản của kỹ thuật bản đồ như pan, zoom, tìm kiếm, hiển thị kết quả bằng đồ họa

- Nghiên cứu thiết kế xây dựng module thống kê công nghiệp trên nền GIS

- Xây dựng Website bản đồ công nghiệp trực tuyến trên Internet với các chức năng tham chiếu, xem bản đồ trực tuyến, kết xuất dữ liệu bản đồ và tích hợp mô tơ tìm kiếm

1.4 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

1 Khái niệm

Các bản đồ số hóa có tên chung là Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS: Geographical Infromation System) GIS là hệ thống thông tin cho phép người dùng có thể thu thập số liệu, quản trị và phân tích số liệu đã thu thập được bằng giao diện bản đồ Các thuộc tính của dữ liệu đều gắn trực tiếp hoặc gián tiếp với các tham số địa lý Mục tiêu của hệ thống GIS là tích hợp và biểu diễn dữ liệu trên nền thông tin địa lý

2 Phần mềm GIS

GIS được rất nhiều công ty phần mềm quan tâm và phát triển thành các thương phẩm (MapInfo, ArcView, Google Maps, Google Earth, ) Các gói phần mềm này có ba dạng:

a - Dạng cài đặt trên Desktop, phân phối dưới dạng đóng gói;

b - Dạng sử dụng qua Web (không cần cài đặt, nhưng các bộ duyệt phải ở mức cao);

c - Dạng kết hợp – nghĩa là có cài đặt trên Desktop nhưng vẫn phải kết nối với Internet để lấy dữ liệu từ máy chủ trung tâm về

3 Đặc điểm

- Các gói phần mềm thuộc dạng a- có ưu thế là tốc độ cao vì cơ sở dữ liệu GIS được lưu ngay trên máy Bất lợi của phần mềm dạng này là tính phổ biến không cao vì nó chỉ chạy trên một máy hoặc một số máy và các thay đổi, cập nhật của cơ sở dữ liệu chỉ mang ý nghĩa cục

bộ

- Các gói phần mềm thuộc dạng b- có ưu thế là tính phổ biến rất cao, người nào cũng có thể truy nhập được, chỉ cần kết nối máy vào Internet Tuy nhiên, tốc độ xử lý chậm vì các giao dịch đều phải trao đổi giữa Client (máy trạm) và Chủ (máy Server trên Internet) Google Maps

sử dụng phương án này

- Các gói phần mềm dạng c- sử dụng khung dữ liệu sẵn có trên Desktop còn cơ sở dữ liệu để trên máy chủ Đặc điểm này cho phép phần mềm tải dữ liệu từ máy chủ về một lần trên Desktop và sau đó sử dụng lại (cache dữ liệu) Google Earth sử dụng kỹ thuật này

1.4.2 Nội dung nghiên cứu

Căn cứ trên mục tiêu cuối cùng là xây dựng được website GIS với đầy đủ tính năng của một phần mềm hệ thống thông tin địa lý giới thiệu các vấn đề liên quan đến Công nghiệp Việt Nam và do đề tài kéo dài trong 2 năm, nên chúng tôi lập kế hoạch theo từng năm như sau:

Các nội dung nghiên cứu trong năm 2006:

06-1 Thiết kế CSDL bản đồ số hóa và nhập dữ liệu từ bản đồ hành chính: Lược đồ CSDL

về bản đồ chuẩn hóa theo ERD

06-2 Thiết kế và xây dựng phần nhập dữ liệu cho bản đồ: điểm, đường, vùng: Thiết kế

chức năng và phần coding cho việc nhập dữ liệu bản đồ để vẽ bản đồ nền: thiết kế hướng đối tượng và giao diện thân thiện

06-3 Thiết kế và xây dựng phần nhập dữ liệu cho các lớp thông tin khác nhau trên bản đồ:

Thiết kế chức năng và phần mềm nhập dữ liệu bản đồ cho các lớp thông tin: thiết kế hướng đối tượng và giao diện thân thiện

06-4 Thiết kế và xây dựng giao diện bản đồ với các chức năng ở mức đơn giản

06-5 Lập Website nội bộ và chạy thử nghiệm về bản đồ số hóa ngành công nghiệp Việt

Nam: Website nội bộ với các thông tin thử nghiệm ở mức đơn giản

Các nội dung nghiên cứu trong năm 2007:

07-1 Hoàn thiện thiết kế khung cơ sở dữ liệu cho việc lưu các tham số của các ngành

công nghiệp Việt Nam

07-2 Hoàn thiện các tính năng giao tiếp cơ bản của kỹ thuật bản đồ như pan, zoom, tìm

kiếm, hiển thị kết quả bằng đồ họa

07-3 Nghiên cứu thiết kế và xây dựng mô tơ tìm kiếm thông tin trên nền GIS, kết hợp

phương thức tìm kiếm toàn văn và tìm kiếm theo ngữ nghĩa sử dụng từ điển ngữ nghĩa đa ngữ

07-4 Nghiên cứu thiết kế xây dựng bộ công cụ cho phép soạn thảo trực tiếp bản đồ dựa

trên một nền có trước

07-5 Nghiên cứu thiết kế xây dựng module thống kê công nghiệp trên nền GIS

07-6 Xây dựng Website bản đồ công nghiệp trực tuyến trên Internet với các chức năng

tham chiếu, xem bản đồ trực tuyến, kết xuất dữ liệu bản đồ và tích hợp mô tơ tìm kiếm

Các nội dung điều chỉnh:

Do kế hoạch tổng thể của đề tài được lập vào cuối năm 2005, do tính chất phát triển không ngừng của công nghệ và khảo sát thực tế các vấn đề liên quan đến công nghệ và công nghiệp, trên cơ sở cân nhắc kỹ lưỡng, chúng tôi đã có các điều chỉnh như sau:

Điều chỉnh No 1

Ngoài nội dung phát triển bản đồ trên nền Web, chúng tôi điều chỉnh nhân bản đồ để phát triển bản đồ cho cả 3 hướng:

- trên nền Web: đã xây dựng website, phiên bản Beta tại địa chỉ: http://www.vnitmap.com

- trên nền Desktop: phát triển trên Java, xem bản báo cáo chi tiết

- trên các thiết bị di động PDA, phát triển trên Java, xem bản báo cáo chi tiết

Nội dung 07-3 mới: “Nghiên cứu thiết kế và xây dựng mô tơ tìm kiếm, sử dụng phương thức tìm kiếm toàn văn làm lõi, kết hợp tìm kiếm theo ngữ nghĩa sử dụng từ điển ngữ nghĩa đa ngữ - lấy việc biểu diễn thông tin chuẩn xác trên nền Web làm chủ đạo, sử dụng các phương thức: tìm kiếm theo hành chính, tìm kiếm theo phân lớp”

Điều chỉnh No 3

Sau khi xem xét kỹ các công cụ trên các bộ phần mềm bản đồ của các hãng khác, và do đặc điểm phát triển trên cả 3 nền Web, Desktop và PDA, chúng tôi điều chỉnh nội dung 07-4 thành 2 nội dung mới:

Nội dung 07-4 cũ: “Nghiên cứu thiết kế xây dựng bộ công cụ cho phép soạn thảo trực tiếp bản đồ dựa trên một nền có trước”

Nội dung 07-4.a mới: “Nghiên cứu thiết kế xây dựng bộ công cụ cho phép soạn thảo trực tiếp và gián tiếp dựa trên một nền có sẵn hoặc các bộ dữ liệu được chuyển đổi tư các phần mềm khác”

Nội dung 07-4.b mới: “Nghiên cứu thiết kế xây dựng qui trình phân mảnh bản đồ dựa trên bản đồ véc tơ thành cấu trúc phân mảnh đa cấp để có thể truy xuất, hiển thị trên Web, Desktop và trên các thiết bị cầm tay PDA một cách thống nhất”

1.4.3 Phương pháp nghiên cứu

- Sử dụng các qui trình, qui chuẩn hiện đại về xây dựng phần mềm đã được các công ty hàng đầu thế giới áp dụng, đúc rút kinh nghiệm

- Đầu tư thích hợp các cấu thành phần cứng, các bước nghiên cứu cơ bản, tìm hiểu đầy

đủ về các chuẩn dữ liệu số, tham khảo chi tiết các đánh giá của các tổ chức thứ ba về loại phần mềm tương tự đã được sản xuất thương mại hoặc sản xuất thử

- Đào tạo, tập huấn và sử dụng các công cụ thiết kế phần mềm, công cụ phát triển phần mềm, công cụ kiểm tra phần mềm, đánh giá mức hiệu dụng

- Lập thiết kế và phản biện thiết kế

- Lập nhóm quản lý chất lượng và test theo qui trình Alpha, Beta, Release Candidate

- Lập nhóm kiểm tra chéo sử dụng người dùng cuối đóng vai trò thẩm định

1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC

1 Khái niệm

Các bản đồ số hóa có tên chung là Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS: Geographical Infromation System) GIS là hệ thống thông tin cho phép người dùng có thể thu thập số liệu, quản trị và phân tích số liệu đã thu thập được bằng giao diện bản đồ Các thuộc tính của dữ liệu đều gắn

trực tiếp hoặc gián tiếp với các tham số địa lý Mục tiêu của hệ thống GIS là tích hợp và biểu diễn dữ liệu trên nền thông tin địa lý Nói một cách khác, GIS là một công cụ cho phép người dùng có thể truy vấn thông tin địa lý, phân tích dữ liệu và soạn thảo chúng theo mục tiêu của họ

2 Phần mềm GIS

GIS được rất nhiều công ty phần mềm quan tâm và phát triển thành các thương phẩm (MapInfo, ArcGIS, Google Maps, Google Earth, ) Các gói phần mềm này có ba dạng:

- Dạng cài đặt trên Desktop, phân phối dưới dạng đóng gói;

- Dạng sử dụng qua Web (không cần cài đặt, nhưng các bộ duyệt phải ở mức cao);

- Dạng kết hợp – nghĩa là có cài đặt trên Desktop nhưng vẫn phải kết nối với Internet để lấy

dữ liệu từ máy chủ trung tâm về

3 Đặc điểm

- Các gói phần mềm thuộc dạng a- có ưu thế là tốc độ cao vì cơ sở dữ liệu GIS được lưu ngay trên máy Bất lợi của phần mềm dạng này là tính phổ biến không cao vì nó chỉ chạy trên một máy hoặc một số máy và các thay đổi, cập nhật của cơ sở dữ liệu chỉ mang ý nghĩa cục bộ

- Các gói phần mềm thuộc dạng b- có ưu thế là tính phổ biến rất cao, người nào cũng có thể truy nhập được, chỉ cần kết nối máy vào Internet Tuy nhiên, tốc độ xử lý chậm vì các giao dịch đều phải trao đổi giữa Client (máy trạm) và Chủ (máy Server trên Internet) Google Maps sử dụng phương án này

- Các gói phần mềm dạng c- sử dụng khung dữ liệu sẵn có trên Desktop còn cơ sở dữ liệu để trên máy chủ Đặc điểm này cho phép phần mềm tải dữ liệu từ máy chủ về một lần trên Desktop

và sau đó sử dụng lại (cache dữ liệu) Google Earth sử dụng kỹ thuật này

Phần lớn các phần mềm GIS đều là các phần mềm “công cụ” – nghĩa là người dùng sử dụng chúng để tạo ra các bản đồ Có một số website dựng sẵn, nhưng chúng có tính chất chung cho rất nhiều lĩnh vực Riêng về bản đồ công nghiệp, đáng chú ý có Industrial Map of India, Romano-British Industries Các bản đồ số này có thể tra cứu theo lĩnh vực (như automobiles, khu khai thác quặng, lò gốm, ) Tuy vậy, các bản đồ này không có các chức năng cơ bản như pan, zoom và tìm kiếm, hiển thị ngay trên bản đồ

sẽ được sử dụng nhiều trong các cơ quan chính phủ, trong kinh doanh, trong công nghiệp, với các ứng dụng cụ thể như là quản lý bất động sản, quản lý các cơ quan chăm sóc sức khỏe, bản

đồ hóa các khu vực an ninh đáng lưu ý, trong quốc phòng, phát triển bền vững, quản lý các nguồn lợi quốc gia, trong giao thông và logistics

Hiện nay có xu thế sử dụng GIS cho các dịch vụ dựa trên địa điểm (Location-Based Service - LBS) Dịch vụ LBS cho phép các thiết bị di động có gắn GPS (ô tô, điện thoại di động, PDA) biết các dịch vụ gần nhất đang ở đâu (khách sạn, nhà hàng, ga tầu, ) và biết các đối tượng di động khác đang ở đâu (bạn bè, các cháu nhỏ, xe công an) Các dịch vụ này đang ngày càng được các nhà sản xuất tích hợp sẵn trong các thiết bị có gắn GPS

5 Kỹ thuật sử dụng cho GIS

Công nghệ sử dụng cho GIS hiện đại đều số hóa Một số kỹ thuật thường dùng là số hóa một bản đồ có sẵn hoặc xây dựng dựa trên các tham chiếu địa lý

5.1 – Liên kết thông tin từ nhiều nguồn khác nhau

Một trong những kỹ thuật thông thường nhất của GIS là liên kết các nguồn thông tin khác nhau thành một nguồn thông tin chung dựa vào nền thông tin vị trí Thông tin vị trí gồm các tọa độ x,

y, z trong không gian Thông thường x và y là kinh độ và vĩ độ, còn z là cao độ (so với mặt nước biển) Tuy nhiên, các dạng thông tin khác cũng có thể làm nền miễn là chúng biểu diễn cho giá trị vị trí hoặc gián tiếp tham chiếu đến giá trị vị trí GIS có thể được chuyển đổi từ các thông tin

số hóa có sẵn Ví dụ, các ảnh chụp trái đất từ vệ tinh được đưa vào các CSDL GIS dưới dạng ảnh quét

5.2 – Biểu diễn dữ liệu

Dữ liệu GIS là dữ liệu của thế giới thực (đường phố, đồng bằng, rừng núi, khu dân cư, khu công nghiệp, ) được mã hóa dưới dạng số Các đối tượng này được chia làm hai loại chính: đối tượng rời rạc (nhà, điểm đỗ xe) và các đối tượng liên tục (các cánh đồng, các dòng sông) Có 2 phương pháp lưu dữ liệu chủ yếu là Raster và Vector

Raster: Ma trận các ô, mỗi ô chứa 1 giá trị Dạng thông thường của raster là ảnh số Mỗi ô, bên

cạnh giá trị màu của ô đó, còn có thể có 1 giá trị khác

Vector: Dữ liệu dạng hình học như điểm, đường, đa giác Dữ liệu dạng vector độc lập với

khuông nhìn (view)

Raster thường chiếm nhiều dung lượng lưu nhưng cho ảnh thực và các phép toán phủ nhiều lớp dễ thực hiện hơn

Dữ liệu dạng vector có thể thực hiện một cách dễ dàng phép toán phóng to, thu nhỏ Ngược lại,

do dữ liệu dạng raster là ảnh nên khó thực hiện hơn Một số thuộc tính của raster lại tỷ lệ theo ảnh Do đó, việc phóng to thu nhỏ lại càng khó thực hiện

Dữ liệu dạng phi địa lý (dữ liệu không có thuộc tính địa lý như mã tỉnh thành phố, giá trị xuất khẩu của một ngành công nghiệp, ) Dữ liệu dạng này sẽ được gắn với thuộc tính của vector

sử dụng GPS cũng nằm trong loại thu thập dữ liệu theo phương pháp đo địa hình

6.3 – Đo theo cảm biến từ xa (Remote sensed): dùng máy ảnh chụp, các máy quét hình, các máy LIDAR Các thiết bị này được đặt trên các máy bay thăm dò hoặc trên các vệ tinh

Các ảnh số hóa hiện nay phần lớn được thực hiện chụp ảnh không gian (ảnh chụp từ máy bay, khinh khí cầu, hoặc từ vệ tinh) Việc số hóa được thực hiện từ các trạm chụp – các trạm này lấy ảnh gốc từ các ảnh stereo (ảnh giả không gian 3 chiều) Các hệ thống này cho phép xác định được độ cao và kinh độ, vĩ độ từ ảnh (dựa trên nguyên lý của photogrammetry) Hiện nay, các ảnh chụp là ảnh tương tự, sau đó được số hóa Trong tương lai, các máy ảnh số sẽ cho ra ảnh trực tiếp, không cần qua bước số hóa

Ảnh từ vệ tinh lấy được dựa trên nguyên lý dùng một rada phát sóng và đo tín hiệu phổ điện từ phản lại từ mặt đất

Một số phần mềm GIS có công cụ chuyển đổi raster sang vector

7 - Hình chiếu, hệ tọa độ và mốc tính toán

Khi vẽ bản đồ, người ta phải tìm cách thể hiện nó trên giấy hoặc trên màn hình máy tính Hình thức thể hiện này có tên gọi là phép chiếu (projection) Bên cạnh đó, dữ liệu được lưu bao giờ cũng phải theo một hệ tọa độ nhất định Giữa các phần mềm GIS cần có một chuẩn chung, nghĩa là dữ liệu phải tương thích, mới có khả năng chuyển đổi dữ liệu từ GIS này sang GIS khác Các hệ thống GIS hiện nay đều sử dụng hệ thống kinh độ, vĩ độ và độ cao Mô hình ở mức đơn giản giả thiết quả đất tròn Các mô hình chính xác hơn sử dụng các datum

8 - Sử dụng GIS để phân tích dữ liệu

Một trong những ứng dụng đầu tiên là sử dụng GIS để phân tích các đặc điểm khí hậu của các vùng trong một quốc gia: lượng mưa theo mùa, các loại hình đất,

Một loại ứng dụng cổ điển nữa là lập bản đồ các nguồn khoáng sản, nước ngầm, theo vùng địa lý

GIS còn dùng để phân tích các dịch vụ quanh một điểm (vùng) nào đó dựa vào vị trí địa lý của điểm (vùng đó) và bản đồ các dịch vụ quanh đó – đo theo một khoảng cách nhất định Đặc điểm phân tích này cho phép truy vấn các loại dữ liệu (thuộc các lớp khác nhau) khi chọn một điểm trên bản đồ

Geostatistics là một môn khoa học dự báo dựa trên dữ liệu của GIS từ việc dự báo các mỏ quặng đến vấn đề kiểm soát môi trường, Trong geostatistics người ta sử dụng một số công

cụ tính toán như Lý thuyết đồ thị (graph theory), đại số ma trận, và các phép toán nội suy Dữ liệu cho các phép tính này được lấy ra từ dữ liệu của GIS

Phần mềm GIS là công cụ cho phép người dùng truy cập dữ liệu GIS, phân tích, xử lý, kết xuất

và hiển thị kết quả Có rất nhiều phần mềm GIS dạng thương mại (trên đây liệt kê một số ít các phần mềm nổi tiếng), dạng mã nguồn mở (chủ yếu mới phát triển gần đây) và mã nguồn chia

sẻ Phần mềm thương mại được sử dụng nhiều nhất là của ESRI (ArcView, ArcGIS, ArcSDE, ArcIMS và ArcWeb) Các cơ quan chính phủ, quân sự thường sử dụng theo thiết kế may đo, trong đó có sử dụng mã nguồn mở và có lẽ là GRASS được dùng nhiều

Xu thế chuyển đổi dần từ phần mềm đóng gói sang các phần mềm Client/Server trên mạng nội

bộ, sang sử dụng trên Internet và xây dựng các API

1.6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC

Trong nước đã có một số công ty quan tâm phát triển phần mềm GIS, nhưng chủ yếu cung cấp công cụ để vẽ bản đồ ở mức độ tổng quát, chứ không chuyên sâu về một lĩnh vực nhất định Có một số website cung cấp thông tin dưới dạng bản đồ nhưng tập trung vào một số dịch vụ như đường phố, nhà hàng, khách sạn Hiện tại, chưa có cơ quan nào cung cấp dịch vụ giới thiệu ngành công nghiệp Việt Nam theo công nghệ GIS một cách chuyên nghiệp

Sự cần thiết phải phát triển một bản đồ số hóa giới thiệu ngành Công nghiệp Việt Nam:

• Việt Nam đang hội nhập với khu vực và toàn thế giới về tất cả các lĩnh vực công nghệ và các ngành công nghiệp Việc tổ chức, thu thập và giới thiệu các đặc điểm của các ngành công nghiệp Việt Nam là rất cần thiết để xây dựng một hình ảnh rõ nét hơn về các lợi thế của công nghiệp Việt Nam

• Giới thiệu theo phương thức điện tử có nhiều ưu thế hơn hẳn so với giới thiệu bằng các phương thức khác như xuất bản bằng giấy, phát thanh, truyền hình: thời gian cập nhật nhanh, lưu trữ có hệ thống, xuất bản tức thời, thông tin thường trực 24/24, 7/7

• Trong phương thức điện tử, bản đồ số hóa theo công nghệ GIS có ưu thế vượt trội vì tính thân thiện và dễ tiếp cận với người dùng Mặt khác, các ngành công nghiệp thường phân

bố trên nền địa lý nên giới thiệu theo bản đồ là hợp logic

Một số ngành, đơn vị có các website giới thiệu về lĩnh vực, ngành nghề của họ Tuy nhiên, hầu hết chỉ là các trang văn bản và nội dung giới thiệu thông thường chỉ gói gọn trong các hoạt động của đơn vị đó Việc xây dựng bản đồ số hóa dựa trên nền một cơ sở dữ liệu thống nhất sẽ làm cho việc cập nhật, lưu trữ, giới thiệu và tìm kiếm thông tin có bài bản, toàn diện

2 PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU

Các bản đồ số hóa có tên chung là Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS: Geographical Infromation System) GIS là hệ thống thông tin cho phép người dùng có thể thu thập số liệu, quản trị và phân tích số liệu đã thu thập được bằng giao diện bản đồ Các thuộc tính của dữ liệu đều gắn trực tiếp hoặc gián tiếp với các tham số địa lý Mục tiêu của hệ thống GIS là tích hợp và biểu diễn dữ liệu trên nền thông tin địa lý

Để xây dựng bản đồ số hóa ngành Công nghiệp Việt Nam, chúng ta cần đi theo một mô hình về GIS Sau khi khảo sát, xem xét các khía cạnh liên quan (cơ sở dữ liệu và đồ họa), mô hình được chọn là OpenGIS (http://www.opengis.org)

Trên cơ sở về mô hình, chúng tôi cần nghiên cứu kỹ các đặc điểm của mô hình này và đi đến lựa chọn Hệ quản trị cơ sở dữ liệu, phương pháp và ngôn ngữ thể hiện các giao tiếp với cơ sở

dữ liệu, ngôn ngữ thể hiện đồ họa, ngôn ngữ phục vụ điều hành đồ họa

2.1 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM DỮ LIỆU CÔNG NGHIỆP

Cho đến tận thời điểm cuối năm 2005 và đầu năm 2006, sau khi khảo sát dữ liệu trên Internet

và tham khảo tài liệu các đơn vị quản lý, chúng tôi nhận thấy chưa có một tổ chức nào xuất bản các thông tin ngành công nghiệp một cách có hệ thống và duy trì xuất bản một cách có định kỳ

Để xây dựng được cơ sở dữ liệu về công nghiệp, có 2 mảng vấn đề cần được nghiên cứu và thiết kế

Vấn đề thứ nhất là nguồn dữ liệu Dữ liệu về công nghiệp là loại dữ liệu sống – có nghĩa là thay đổi theo thời gian Do tính chất này, để có dữ liệu cập nhật, bắt buộc phải có một tổ chức chính thống cung cấp hoặc/và phải có một cơ chế cập nhật thông tin

Do đó, nguồn dữ liệu đòi hỏi nguồn lực về tài chính, kỹ thuật và nhân sự Chúng tôi đã liên hệ với Trung tâm Thông tin và Dự báo kinh tế - Xã hội Quốc gia, thuộc Bộ Kế hoạch và Đầu tư Vào thời điểm giữa năm 2007, Trung tâm chỉ có dữ liệu ở phạm vi kinh tế nói chung, chưa phân định giữa công nghiệp và các ngành khác

Ngay cả đối với Trung tâm, để có được dữ liệu, chúng tôi vẫn phải cần thực hiện các điểm sau:

- Có kinh phí để mua dữ liệu

- Có module chuyển đổi dữ liệu của Trung tâm thành dữ liệu trên bản đồ

- Có người nhập và chỉnh sửa dữ liệu định kỳ

Vấn đề thứ hai là phân tích và xác định dữ liệu công nghiệp cần những tiêu chí và thuộc tính nào

Để giải quyết vấn đề trên, chúng tôi tìm kiếm thông tin trên Internet và các trang vàng, quảng cáo, Vấn đề cần được quan tâm hàng đầu là tính chất chính thống của thông tin Việc cung cấp thông tin được nhìn dưới rất nhiều góc độ và nhiều khi phụ thuộc vào tính chất quảng bá thông tin

Chúng tôi cố gắng lược bỏ các loại thông tin mà ở đó, độ sai lệch rất nhiều hoặc quá phụ thuộc vào tính chủ quan của người đưa tin

Sau đây là đề xuất cấu trúc thông tin của chúng tôi:

1-/ Tần suất cập nhật thông tin: 6 tháng / 1 lần

2-/ Dạng thông tin: gồm 2 loại chính

Thông tin mang tính chất thống kê

Dạng thông tin này cần thêm thuộc tính thời gian:

6 tháng đầu năm năm N – đề nghị mã là N-0106 Ví dụ, 6 tháng đầu năm năm 2007 sẽ

là 2007-0106

6 tháng cuối năm năm N – đề nghị mã là N-0712 Ví dụ, 6 tháng cuối năm năm 2007 sẽ

là 2007-0712

Cả năm năm N – đề nghị mã là N-0112 Ví dụ, cả năm năm 2007 sẽ là 2007-0112

Thông tin gắn với đối tượng

Đối tượng ở đây được hiểu là:

1 các ngành công nghiệp,

2 các tập đoàn kinh tế công nghiệp,

3 các tổng công ty 90-91,

4 các khu công nghiệp,

5 các trường đào tạo chuyên ngành công nghiệp,

6 các viện nghiên cứu công nghiệp,

7 các báo công nghiệp,

8 các công ty công nghiệp

Nếu có thể được, chúng tôi đã đề nghị Trung tâm mã hóa tất cả các thông tin nói trên theo thứ

tự ưu tiên từ 1 đến 8 Mặt khác, chúng tôi cũng đề nghị Trung tâm cung cấp danh mục các thông tin từ 1 đến 8

Chúng tôi có các yêu cầu cụ thể trước mắt như sau:

- Máy công nghiệp

- Máy nông nghiệp

- Quản lý công nghiệp

- Than

- Thép

- Thiết bị điện

- Thuốc lá

- Xây dựng công nghiệp

Chúng tôi đề nghị Trung tâm cung cấp thông tin các khu công nghiệp như sau:

1 Mã số khu công nghiệp

2 Vị trí địa lý

Diện tích nhỏ: 1 điểm (kinh độ, vĩ độ)

Diện tích trung bình, hình chữ nhật: góc trái trên của hình chữ nhật (kinh độ, vĩ độ) và góc

phải dưới của hình chữ nhật (kinh độ, vĩ độ)

Diện tích lớn: 1 polygon gồm nhiều điểm tạo thành một đa giác: (kinh độ, vĩ độ, kinh độ, vĩ

độ, kinh độ, vĩ độ, )

3 Tên khu công nghiệp

4 Thuộc địa giới hành chính:

Số fax

E-mail

7 Tổng diện tích đất (m2)

8 Thông tin mô tả khu công nghiệp (file đính kèm hoặc địa chỉ website)

9 Thông tin chủ đầu tư

Tên chủ đầu tư

Loại hình chủ đầu tư: Cơ quan Nhà nước, DN nước ngoài, DN trong nước,

Số điện thoại

Số fax

Email

Thông tin mô tả chủ đầu tư (file đính kèm hoặc địa chỉ website)

10 Ngày bắt đầu hoạt động

11 Thời hạn hoạt động: vĩnh viễn hoặc trong bao nhiêu năm

12 Các thông tin về điều kiện tham gia khu công nghiệp (file đính kèm hoặc địa chỉ website)

13 Danh mục các ngành nghề được phép hoạt động trong khu công nghiệp

Thông tin mô tả công ty hoặc file đính kèm hoặc địa chỉ Website (nếu có)

15 Ngày tháng năm thông tin trên đây được xuất bản

16 Nguồn thông tin (đơn vị cung cấp thông tin trên)

Tuy nhiên, trên thực tế, chúng tôi đã phải thu thập dữ liệu từ các nguồn khác Lý do: thời điểm chúng tôi đàm phán với Trung tâm là thời điểm sau khi các khoản chi phí của đề tài đã được hoạch định

2.2 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA CHUẨN OPENGIS

Các công ty đề xướng chuẩn OpenGIS:

Environmental Systems Research Institute, Inc., IBM, Informix, MapInfo, Oracle

OpenGIS là chuẩn về hệ quản trị (HQT) cơ sở dữ liệu (CSDL) Mục tiêu của chuẩn này là định nghĩa một lược đồ SQL cho phép trích xuất, truy vấn và cập nhật CSDL đối với các tuyển GIS thông qua các giao tiếp ODBC Chuẩn này đưa ra các khái niệm thuộc tính không gian và phi không gian Các thuộc tính không gian ở đây là các thuộc tính có gắn đặc điểm địa lý, là các đặc tính đơn giản nội suy từ không gian hai chiều

2.2.1 Phương án tiếp cận

Môi trường của OpenGIS là chuẩn SQL92 OpenGIS thêm một số đặc điểm vào SQL92 Các dữ liệu về không gian được chứa trong các bảng Các bảng có các cột mang thuộc tính không gian Chuẩn mở rộng có tên là SQL92 with Geometry Types

– Các đối tượng được định nghĩa trong Hệ thống tham chiếu không gian

– Đối tượng có tên là Geometry

– Một Geometry phải thuộc vào một lớp nào đó (mô hình OO – hướng đối tượng)

2.2.2 Cấu trúc phân cấp của các lớp đối tượng

– interior, boundary, và exterior

– MBR (Minimum Bounding Rectangle),

– Một điểm trong hệ tham chiếu không gian

– Ví dụ: vị trí các công ty công nghiệp, các khu công nghiệp

– Được định nghĩa từ một dãy các điểm

– Là lớp trừu tượng (abstract)

– Đường nội suy từ một dãy các điểm

– Ví dụ: các tuyến đường bộ, đường sắt, đường trong các thành phố

– Các thuộc tính

• Các đoạn nối nhau liên tiếp

• Là một đường nếu chỉ có 2 điểm

• LineString là LinearRing nếu nó simple và closed

• Bao polygon là LinearRing

• Các polygon không cắt chéo nhau

• Polygon có thể có khuyên ở trong

• Dimension: 2

• MBR: hình chữ nhật bao

l Lớp Multipoint, MultiCurve, MultiLineString, MultiSurface, MultiPolygon

– Chúng là các lớp đặc biệt vì chúng chứa các đối tượng thuộc các lớp con tương ứng

– OpenGIS không có “văn bản” (khác với MapInfo)

– OpenGIS không qui định cấu trúc đối tượng nên cần có cách chuyển đổi giữa các đối tượng của OpenGIS và các dạng thức thông thường khác

– Well-Known Binary (WKB) Format

l Tạo dữ liệu cho các đối tượng (ví dụ lấy từ MySQL)

2.2.5 Phân tích dữ liệu Geometry

• Các hàm chuyển đổi dữ liệu

– AsBinary(g) – AsText(g) – GeomFromText(wkt[,srid]) – GeomFromWKB(wkb[,srid])

• Các hàm đặc trưng khác (không liệt kê)

• Hàm đáng chú ý

– Area(mpoly) – Centroid(mpoly) – MBRContains(g1,g2) – MBRDisjoint(g1,g2) – MBRIntersects(g1,g2)

2.3 CẤU TRÚC DỮ LIỆU MAPINFO

l Vì sao NC cấu trúc dữ liệu MapInfo

– MapInfo rất phổ biến ở VN

– Dữ liệu mua được hiện nay đều ở dạng này

l Cấu trúc internal của MapInfo không mở

l Cấu trúc xuất dữ liệu của MapInfo mở

– MIF File Header

– MIF Data Section

l Cấu trúc COLUMNS – quan hệ giữa MIF và MID

– COLUMNS là cấu trúc bảng của MID

– Có bao nhiêu cột và dữ liệu loại nào

– Mỗi một geometry ở MIF tương ứng với một bản ghi ở MID

– Bản ghi của MID được ghi ở file text, dữ liệu cột này với cột kia cách nhau bởi dấu phẩy

– Dữ liệu hiện nay chỉ ở dạng byte, chưa có dữ liệu dạng Unicode

l Các dạng dữ liệu Geometry của MapInfo

l OpenGiS có cấu trúc đơn giản hơn

– Hướng đối tượng

– Ngoài cấu trúc, còn định nghĩa các phép toán

l MapInfo có cấu trúc nhiều loại hơn

– Một số cấu trúc có vẻ như “không chuẩn”: arc, text, ellipse

2.5 LỰA CHỌN HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU

Theo truyền thống và kinh nghiệm sử dụng, chúng tôi vẫn thường chọn MySQL MySQL là hệ quản trị cơ sở dữ liệu mã nguồn mở cung cấp dưới dạng Dual License: hoặc GNU General Publicc License (GPL) Chúng tôi sử dụng GPL license

MySQL là HQT CSDL quan hệ MySQL tuân thủ các câu lệnh chuẩn của các chuẩn phổ thông như SQL92, SQL99 và SQL2003 Tuy nhiên, MySQL không yểm trợ một cách đầy đủ các chuẩn này Mặt khác MySQL lại có phần mở rộng mang đặc trưng riêng của nó

Qua thực tế sử dụng, MySQL là một phần mềm rất ổn định, và theo kinh nghiệm của chúng tôi

là dễ sử dụng

Đối với môi trường Web, hiện tại MySQL là HQT CSDL được sử dụng rộng rãi nhất

Kể từ phiên bản 4.0, MySQL hỗ trợ mô hình OpenGIS đối với Engine MyISAM Kể từ phiên bản 5.0, MySQL hỗ trợ OpenGIS ở tất cả các engine

Tuy nhiên, do hiện nay trên các ISP, các gói MySQL vẫn còn các phiên bản thấp (4 là chủ yếu) nên chúng tôi chỉ sử dụng mô hình mà không sử dụng các thuộc tính đặc trưng

2.6 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM THÔNG TIN ĐỊA LÝ

2.6.1 Longitude (kinh độ) và Latitude (vĩ độ)

Để tìm đọc kỹ hơn về các khái niệm trên, tham khảo:

Hình 1: Khái niệm kinh độ, vĩ độ

Tuy nhiên, khi vẽ bản đồ ta sử dụng số đo theo hệ thập phân, đổi phút và giây thành thập phân – các phần mềm khác cũng theo cách này

Ta tưởng tượng bề mặt trái đất trải rộng theo hình chữ nhật – ta được một hình chữ nhật có chiều rộng gấp đôi chiều dài

Hình 2: Ảnh raster toàn bộ bề mặt trái đất

Tất nhiên, cực bắc và cực nam trên ảnh bị méo mó, không thật Nhưng đối với các phần khác

có thể coi là phẳng và bản đồ ta xử lý được giả thiết là nằm trên mặt phẳng

2.6.2 Nền bản đồ và phương pháp zoom (phóng to, thu nhỏ), pan (dịch chuyển)

Nền bản đồ thế giới là một hình chữ nhật có chiều rộng gấp đôi chiều cao Sở dĩ như vậy vì trục

X tương ứng với kinh độ chạy từ -180 độ đến + 180 độ (360 độ) còn chiều cao chạy từ -90 độ đến 90 độ (180 độ)

Hình 3: Nền bản đồ thế giới

Zoom: Việc phóng to, thu nhỏ tương đương với tăng và giảm giá trị của scale

Tuy nhiên, khi vẽ trên màn hình ta phải theo tọa độ màn hình, nghĩa là trục Y tăng dần từ trên xuống và điểm gốc tọa độ là góc trái trên

Hình 4: Tọa độ màn hình của nền bản đồ thế giới

Chuyển đổi: giả thiết ta có một điểm có kinh độ $long và vĩ độ $lat, vẽ trên một nền hình chữ nhật có chiều rộng $width và chiều cao $height, thì tọa độ mới trong hình chữ nhật đó sẽ là:

$x = (($long +180) / 360) * $width

$y = ((($lat * -1) + 90) / 180) * $height

Tuy nhiên, ta chỉ “soi” một phần của bản đồ Do đó, mối quan hệ giữa cửa sổ hiển thị bản đồ so với bản đồ thật của thế giới được thể hiện như trong hình vẽ sau:

Hình 5: Mối quan hệ giữa cửa sổ hiển thị với bản đồ thật của thế giới

Các giá trị chiều rộng, chiều cao của cửa sổ hiển thị là các hằng số, không biến thiên Vấn đề còn lại là xác định giá trị zoom (scale trong hình 5) và điểm góc trái trên của cửa sổ (hoặc điểm tâm của cửa sổ) để xem một vùng nào đó theo chỉ định của người dùng

Pan: Dịch chuyển cửa sổ - đồng nghĩa với việc dịch chuyển điểm trái trên hoặc tâm của cửa sổ

Nếu ta chọn tâm là (109 độ kinh đông, 16 độ vĩ bắc), cửa sổ (500 x 450) và zoom là 5400, ta được hình sau:

Hình 6: Bản đồ Việt nam với scale=5400, của sổ 500x400

Vì chúng ta chỉ xét bản đồ Việt Nam nên việc di chuyển ra khỏi biên giới của Việt Nam là vô nghĩa (mà thực tế ta cũng không có thông tin ngoài biên giới) nên ta phải giới hạn điểm tâm phải nằm trong khoảng xác định: từ kinh độ nào đến kinh độ nào và từ vĩ độ nào đến vĩ độ nào Về

scale

2 x scale min_y

min_x

mặt lập trình, điều này cũng có nghĩa là ta phải giới hạn người dùng chỉ được di chuyển trong một hình chữ nhật

Mặt khác, việc phóng to thu nhỏ cũng phải nằm trong một khoảng xác định Để tiết kiệm thời gian tính toán, các giá trị này cần được chia theo mức Mức nhỏ nhất là 1 (tương đương với

scale=5400) và mức phóng to nhất là 12 Các mức này sẽ ứng với các giá trị scale cụ thể nên

sẽ giảm thiểu việc tính toán rất đáng kể

Tất cả các con số đề cập ở trên đều cần được cụ thể hóa

2.6.3 Thiết kế phần CSDL

CSDL chia thành 2 mảng: mảng để vẽ (các geometry) và mảng chứa thông tin

Hình 7: Mối quan hệ giữa 2 mảng thông tin chính

Một phần tử trong mảng thông tin có thể tham chiếu đến n phần tử trong mảng geometry Mảng thông tin sẽ gồm nhiều lớp, tồn tại một cách tương đối độc lập với nhau Phần mảng thông tin sẽ được phát triển dần dần, hết lớp này đến lớp khác

Phần được quan tâm chính ở đây là phần geometry

2.6.3.1 Mô hình dữ liệu

Như đã xác định từ đầu, chúng ta sẽ theo mô hình dữ liệu của OpenGiS (http://www.opengis.org) Tham khảo thêm 2 tài liệu:

Extensions in MySQL ” của tài liệu MySQL 5.0

Chú ý: Ta chỉ theo về mô hình, chúng ta KHÔNG sử dụng loại dữ liệu geometry của MySQL Lý

do: các hosting trên Internet hiện nay chưa hỗ trợ geometry

Một tài liệu khác cần được tham khảo là cấu trúc của file MIF và MID của Mapinfo (MIDMIFfileformat.pdf)

Area GeneralPath Rectangle2D

CubicCurve2D Line2D RectangularShape

Dimension2D Point2D RoundRectangle2D

Geometry của bản đồ = n đối tượng Mỗi đối tượng phải là một trong các loại sau:

- Mỗi đối tượng có tọa độ là các cặp số (x,y) Tất cả các giá trị tọa độ của đối tượng đều là độ

- Mỗi đối tượng có MBR (Minimum Bounding Rectangle) – hình chữ nhật bé nhất chứa đối tượng: ((MINX MINY, MAXX MINY, MAXX MAXY, MINX MAXY, MINX MINY))

- Ngoài ra, mỗi đối tượng còn có các thuộc tính sau:

- Simple hoặc Non-simple

- Closed hoặc Not closed

Để tạo thuận lợi cho quá trình vẽ trên màn hình, ta thêm các thuộc tính của MapInfo:

- Pen Style: (width, pattern, color) dùng để vẽ các đường

- Brush Style: (pattern, forecolor [, backcolor ]) dùng để vẽ họa tiết nền

- Symbole Style: (shape, color, size) dùng để vẽ ký hiệu cho 1 điểm Ta sẽ có 1 bảng danh mục ký hiệu biểu trưng cho các ngành công nghiệp khác nhau

- Font Style: (”fontname”, style, size, forecolor [, backcolor]) dùng cho các đối tượng văn bản (text)

2.6.3.2 Thiết kế các bảng lưu thông tin địa lý

Cấu trúc của bảng geom:

No Name Type Null? Description

1 geom_srid int(10) NO PRI auto_increment

2 geom_parent_id int(10) NO Trỏ đến geom_srid mẹ (nếu tồn tại)

3 geom_type tinyint(1) NO Loại geometry: 0-11 (xem ở trên)

4 geom_coords mediumtext NO Tọa độ (kinh tuyến, vĩ tuyến)

5 geom_mbr varchar(250)NO Minimum Bounding Rectangle

6 geom_centroid varchar(100) Yes Tọa độ (kinh tuyến, vĩ tuyến) của điểm trọng tâm

7 geom_simple tinyint(1) NO

8 geom_closed tinyint(1) NO

9 pen_style varchar(100)YES width, pattern, color

10 brush_style varchar(100)YES pattern, forecolor [, backcolor ]

11 symbol_style varchar(100)YES shape, color, size

12 font_style varchar(100)YES ”fontname”, style, size, forecolor [, backcolor]

13 mbr_min_x double No Giá trị tách ra từ geom_mbr

14 mbr_min_y double No Giá trị tách ra từ geom_mbr

15 mbr_max_x double No Giá trị tách ra từ geom_mbr

16 mbr_max_y double No Giá trị tách ra từ geom_mbr

- Trường geom_parent_id: chỉ đến đối tượng mức trên mà đối tượng này thuộc vào,

= 0 nếu đối tượng này ở mức trên cùng

Cấu trúc bảng imap_symbol:

No Name Type Null? Description

1 symbol_id int(2) NO PRI auto_increment

2 symbol_descvarchar(250)NO Mô tả ký hiệu/ngành công nghiệp

3 symbol_pic mediumblob YES Ảnh của ký hiệu

Để vẽ, ta phải căn cứ vào các yếu tố sau: mức zoom, các chiều rộng, cao của cửa sổ dùng để

vẽ và cửa sổ đó ứng với vùng kinh độ, vĩ độ nào

Hình 8: Các mức zoom khi nhìn xuống bản đồ thế giới

Như đã được đề cập ở trên, ta sử dụng các mức zoom số, đánh số từ 1 đến 12, 1 ứng với mức zoom nhỏ nhất (5400) và 12 ứng với mức zoom cao nhất Sau này, khi có nhiều dữ liệu hơn, ta

sẽ tăng mức zoom lên 13, 14, Tuy trên thực tế hiện nay ta chia 12 mức, phần lập trình không được dựa vào con số 12 mà phải lập trình tổng quát có n mức Sau này, khi n tăng lên, chương trình sẽ không cần phải sửa đổi

2.6.3.3 Thiết kế các bảng liên kết GIS với các lớp thông tin

Với các bảng lưu thông tin địa lý ta có thể vẽ bản đồ về mặt hình học Nhưng các hình này chưa

có thông tin gì khác ngoài việc chúng là các đa giác, các hình chữ nhật, Muốn biết được chúng là gì ta cần tìm cách ghép chúng với các bảng khác cho biết đó là tỉnh nào, huyện nào, ngành công nhiệp gì,

Công việc tiếp theo là phải xây dựng các giao tiếp cho phép các geometry đó liên kết với các lớp thông tin

Về cơ bản, ta có thể thiết kế theo quan hệ m-n như trong hình vẽ sau:

Hình 9: Liên kết Lớp thông tin - geometry

Có một điểm khác biệt cơ bản so với mô hình thông thường là: chúng ta không biết trước được tên bảng và cấu trúc bảng nằm trong các lớp thông tin Vì vậy, phần mềm imap phải có khả năng “quản trị” được các bảng

Cấu trúc bảng quản trị các bảng lớp thông tin table_info:

No Name Type Null? Description

1 table_id int(2) NO PRI auto_increment

2 table_title varchar(250) NO Nhan đề của bảng (tỉnh, huyện, xã, )

3 table_name varchar(250) NO Tên bảng

4 id_field varchar(250) NO Tên trường làm khóa

5 title_text varchar(250) NO Văn bản cho trường tiêu đề

6 title_field varchar(250) NO Tên trường làm tiêu đề liệt kê

7 disp_fields varchar(250) NO

Danh mục các trưởng hiển thị theo cấu trúc:

Tên trường | Văn bản tiêu đề Tên trường | Văn bản tiêu đề

8 search_fields text NO Danh sách các trường sử dụng trong tìm kiếm (liệt kê cách nhau bởi dấu phảy)

9 min_view tinyint(1) NO Mức view tối thiểu

10 max_view tinyint(1) NO Mức view tối đa

11 info_layer int(2) NO Thuộc lớp thông tin

12 min_disp tinyint(1) YES Mức min hiển thị tên

13 max_disp tinyint(1) YES Mức max hiển thị tên

14 font_name varchar(50) YES Tên font

15 font_size decimal(5,1) YES Cỡ font

16 fill_color varchar(10) YES Màu nền (polygon)

17 border_color varchar(10) YES Màu đường viền

18 font_color varchar(10) YES Màu font chữ

19 border_size tinyint(1) YES Cỡ đường viền

20 text_shift varchar(50) YES Trượt văn bản (trượt x, trượt y)

21 table_order double NO Thứ tự trong danh mục bảng

table_title: Tiêu đề bảng (bảng này chứa thông tin gì)

Các trường khác phục vụ mục đích tìm kiếm và hiển thị kết quả

Bảng để liên kết lớp thông tin với geometry itf: (viết tắt của interface)

geometry

lớp thông tin - geometry

No Name Type Null? Description

1 itf_id int(10) NO PRI auto_increment

2 geom_srid int(10) NO Giá trị khóa của geom

3 info_id int(10) NO Giá trị khóa bản ghi trong bảng table_id

4 table_id int(2) NO Trỏ đến table_info

5 key_words text YES Các từ khóa để xác định geom từ văn bản, ngữ

Để tăng tốc độ tìm kiếm, ta thêm trường key_words Khi tìm kiếm nhanh, chỉ cần kích hoạt tìm kiếm trên bảng itf và tìm các cụm từ trong trường key_words

2.6.4 Thiết lập CSDL ban đầu

Để khởi dựng CSDL ban đầu chúng ta phải lấy thông tin mua/tìm kiếm Các thông tin này hiện nay đều ở dạng thức của MapInfo và mã theo chuẩn TCVN3 (ABC) Do đó, ta phải lập các module đọc và chuyển vào các bảng đã phân tích ở trên, đồng thời phải thiết lập được luôn các lớp thông tin ban đầu: lớp thông tin hành chính, lớp thông tin biên giới, lớp thông tin đường giao thông cấp quốc gia và liên tỉnh

Khi đọc thông tin của MapInfo ta phải phân biệt 11 trường hợp khác nhau của cấu trúc file MIF (như phân tích trong các phần trước) Đồng thời phải liên kết chéo với file MID để tạo lớp thông tin (chẳng hạn như hành chính gồm các vùng, tỉnh, huyện, xã và các quần đảo Hoàng Sa, Trường Sa, Côn Đảo, Đảo Phú Quốc)

Sau khi có thông tin của bảng geom, ta phải tạo dựng bảng screen_coords theo số mức như

số mức đã định trong bảng view_level

Sau khi có số liệu, các phần như Web-based map và Java Map đọc thông tin và thể hiện trên bản đồ Cửa sổ mặc định sẽ có kích cỡ 500x450 pixels Sau này chiều của cửa sổ cũng sẽ được thiết lập một cách mềm dẻo

2.6.5 Đọc dữ liệu từ các file MIF và MID

Các file của MapInfo được tổ chức thành từng cặp có đuôi là MIF và MID

Cấu trúc file MIF:

MIF File Header

MIF Data Section

Pen, Brush, Symbol, and Font Codes in MIF

Cấu trúc của file MIF ghi dữ liệu trên từng dòng và chúng đều là các ký tự ASCII

Phần dữ liệu bản đồ bắt đầu bằng 1 dòng chứa từ Data

Phần này chứa một số lượng tùy ý các đối tượng vẽ, Mỗi đối tượng vẽ trên file MID tương ứng duy nhất với một dòng trên file MID và dòng văn bản này chính là bản ghi thông tin của đối tượng vẽ, số trường bằng n (trong COLUMNS n ở trên), các giá trị cách nhau bởi dấu phẩy, các giá trị văn bản được đặt trong nháy đúp

Khi không có đối tượng vẽ trên file MIF tương ứng với một giá trị nào trên file MID, thì phần dữ liệu trên file MIF phải chứa dòng NONE

Như vậy, chúng ta có tất cả là 12 trường hợp có thể gặp trên file MIF:

key_words.

Trong đó:

$table_id: là giá trị khóa của bảng table_info

$info_id: giá trị khóa của bản ghi vừa được tạo thành

$key_words: các từ khóa (nếu có) từ bản ghi vừa được tạo thành Hàm write_geom($geom)cho kết quả là geom_srid của geometry

Hàm write_itf($srid, $info) ghi kết nối geometry và bảng thông tin

3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỔNG QUAN

Mã phần mềm: IMAP (Industrial Map – Bản đồ Công nghiệp)

Mô hình ứng dụng của phần mềm này được mô tả như trong hình vẽ sau:

Hình 10: Mô hình ứng dụng của IMAP

Khởi tạo &

Cập nhật (Web)

Khai thác (Web)

Khai thác (Desktop)

Phân mảnh

Khai thác

(PDA)

3.1 KIẾN TRÚC HỆ THỐNG QUẢN TRỊ NỘI DUNG

Về mặt kiến trúc cơ bản, luồng tác nghiệp chung được hình dung như trong hình vẽ sau:

Hình 11: Luồng thông tin dưới góc độ kỹ thuật

Người dùng thông thường chỉ truy cập, đọc tin trên trang chủ

Nhóm quản trị và người đăng tin, đương nhiên là người dùng thông thường nhưng có vai trò

và được cấp quyền quản trị

Các thành phần như Web server, CGI engines, databases, Files, Documents nằm trên máy chủ

Tất cả các giao diện đều web-based, có nghĩa là người dùng (hoặc quản trị) chỉ sử dụng các bộ

duyệt – như Microsoft Internet Explorer, Netscape, FireFox – để giao tiếp

Phân biệt người dùng thông thường và quản trị viên:

Người dùng thông thường có thể xem thông tin tất cả các mục đăng tải công cộng Ngoài ra, họ

có thể tham gia vào các diễn đàn Họ có quyền viết bài, sửa bài đăng trên diễn đàn Tuy nhiên,

họ không được phép thay đổi các dữ liệu của trang tin

Quản trị viên có quyền thay đổi từng phần hoặc toàn bộ thông tin tùy thuộc vào quyền được cấp

trong tài khoản của họ Chúng tôi sẽ cung cấp hệ thống cấp quyền đối với tất cả các user quản

trị

Kiến trúc giao diện:

Về mặt kiến trúc, trang tin được tổ chức theo cấu trúc phân cấp:

Mọi

người

Nội dung hiển thị trên trang chủ

Web server + CGI Engines

databases

Bộ phận quản trị (Back office interfaces)

Files, Documents

Bộ phận có trách nhiệm nhập tin

- Toàn bộ trang tin được phân bố thành nhiều Mục chính;

- Các mục này lại có các Mục con;

- Mục chính/Mục con có mối liên hệ logic: đây là các kênh thông tin và các mục trong kênh thông tin đó

Số lượng các mục chính, mục con là tùy chọn và có thể thay đổi một cách mềm dẻo dựa vào quyền quản trị đã được cấp

Authorization (hệ thống cấp phép):

Trước khi cập nhật, người dùng phải đăng nhập

Hệ thống quản trị đăng nhập bao gồm:

Authentication: Tất cả các thao tác cập nhật đều bắt buộc phải đi qua thao tác đăng nhập

Hệ thống quản trị sẽ kiểm tra người dùng bằng tên đăng nhập và mật

khẩu

Privileges: Mỗi một tài khoản có một số quyền Các quyền này tương ứng với việc

được phép sửa đổi dữ liệu Mục chính/mục con nào

Super-user: super user có quyền cấp phát quyền cho các tài khoản và có thể tạo

người dùng mới, kể các super user khác

Cập nhật thông tin:

Mỗi một Mục chính/Mục con có các công cụ cho phép các chuyên viên / quản trị viên có thể cập nhật, thay đổi nội dung trong cơ sở dữ liệu cũng như có thể tải lên hoặc tải xuống các files, tài liệu

Chức năng thêm:

- Tìm kiếm thông tin cơ sở dữ liệu: tìm kiếm trong toàn bộ thông tin lưu trên cơ sở dữ

liệu Mô tơ tìm kiếm có một số các tùy chọn, đối với tiếng Việt có: tìm có phân biệt dấu / không phân biệt dấu, tìm tổng thể hoặc tìm chi tiết, tìm theo văn bản, tìm theo

số, tìm theo ngày tháng năm và có các phép toán so sánh theo ngôn ngữ tự nhiên Phần tìm kiếm được thiết kế đơn giản, dễ sử dụng

3.2 KIẾN TRÚC NHÂN VÀ GIAO TIẾP TRÌNH ỨNG DỤNG

Để có thể mở rộng một cách mềm dẻo, cả về dữ liệu và chức năng, chúng tôi thiết kế theo kiến trúc nhân và giao tiếp trình ứng dụng như trong hình vẽ sau

Hình 12: Kiến trúc nhân và giao tiếp trình ứng dụng (API)

Các file thư viện trên có khoảng hơn 200 hàm PHP tạo thành một nhân cung cấp hầu hết các

chức năng cần thiết để quản trị nội dung trên server và khoảng hơn 85 hàm viết trong ngôn ngữ

Javascript tạo thành một nhân, gọi là nhân Client và Ajax, cung cấp các công cụ để quản trị

phần hiển thị và giao tiếp người dùng trên bộ duyệt Web

Giao tiếp trình ứng dụng API đương nhiên bao gồm các hàm nói trên Tuy nhiên, API không chỉ

API

trúc bảng, có thể các hàm thư viện không bao quát được Trong trường hợp này, có thể phải viết các hàm mang tính chất ứng dụng đặc trưng

Bản thân cơ sở dữ liệu, đối với MySQL phiên bản 5.0 trở lên, cũng có các hàm riêng Tuy nhiên, các hàm này chưa lập thành nhân được vì có trường hợp chúng tôi sử dụng phiên bản thấp hơn

4 KIẾN TRÚC VÀ GIẢI THUẬT MƠ TƠ TÌM KIẾM BÁN NGỮ NGHĨA

4.1 KHÁI QUÁT

Tìm kiếm luôn là một ứng dụng rất quan trọng, Thực tế cho thấy có rất nhiều công cụ tìm kiếm

đã và đang được xây dựng và chúng đang đóng một vai trò quan trọng như các tìm kiếm trong Internet của Google, AOL, Altavista, MSN và ở nhiều mạng Intranet của nhiều tổ chức và ứng dụng khác nhau Trong rất nhiều các phần mềm quản lý đã tích hợp công cụ tìm kiếm, lý do cơ bản là:”Cơ sở dữ liệu thông tin ngày càng lớn và nhu cầu khai thác thông tin ngày càng đa dạng”

Phần lớn các công cụ tìm kiếm hiện nay đều dựa theo cơ chế tìm theo từ khoá (Keyword Search Engine), thông tin lập từ khoá, sau đấy từ khoá được lập chỉ mục, người sử dụng có thể tạo các câu truy vấn gồm các từ khoá nói trên và nhận về kết quả Tuy nhiên phương pháp này gặp khó khăn sau:

· Một từ khoá có thể có một hay nhiều ngữ cảnh tuỳ thuộc vào ngữ cảnh và mối liên hệ giữa các từ khoá với nhau (mỗi lần tìm kiếm cùng một từ khoá có thể cho kết quả không hoàn toàn giống nhau)

· Các thông tin có cùng ý nghĩa sẽ bị bỏ qua

Như vậy nếu công cụ tìm kiếm có thể tích hợp tri thức để hiểu được ý nghĩa của các từ khoá thì kết quả tìm kiếm sẽ chính xác hơn, lúc đó việc tìm kiếm sẽ dựa trên ngữ nghĩa chứ không dựa trên từ khoá nữa Như vậy trong rất nhiều trường hợp tìm kiếm sẽ dựa chủ yếu trên các thông tin liên quan hay các phạm trù, lĩnh vực liên quan

So sánh giữa tìm kiếm truyền thống và tìm kiếm theo ngữ nghĩa

Nhược điểm của công cụ tìm kiếm truyền thống:

Không thể tìm ra các tài liệu như mong muốn vì:

· Rất nhiều tài liệu cùng nội dung nhưng sử dụng thuật ngữ khác nhau

· Đôi khi các lỗi trong tài liệu có thể gây hiểu nhầm thành các ý nghĩa khác nhau

· Trả về quá nhiều các kết quả không liên quan đến ý định mong muốn một cách cứng nhắc

· Vì thế người sử dụng phải tự học cách sử dụng các công cụ tìm kiếm một cách hiệu quả nhất, như là làm thế nào để Google tìm ra tài liệu khoa học thay vì quảng cáo, hay tìm loại gì thì sử dụng Yahoo, hay Google,…để có được kết quả như mong muốn