XÂY DỰNG (WEBGIS) CÔNG CỤ PHỔ BIẾN THÔNG TIN Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ TẠI CÁC KHU CÔNG NGHIỆP ĐẾN CỘNG ĐỒNG

Hiện tại, những vấn đề môi trường đang diễn biến phức tạp, nền sản xuất công nghiệp không ngừng gia tăng, gây ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh, đặc biệt là môi trường không khí. Do đặc thù của môi trường khí là biến động không ngừng, khuếch tán nhanh chỉ trong thời gian ngắn nên phải tiến hành quan trắc thường xuyên và liên tục. Kết quả là một khối lượng dữ liệu khổng lồ theo không gian và thời gian cần phải được xử lý, gây khó khăn cho cả người quản lý và người sử dụng dữ liệu. Ngày nay, trong lĩnh vực quản lý và chia sẻ ứng dụng, thông tin địa lý qua mạng Internet bằng việc tích hợp GIS vào Web tạo nên một công cụ hữu dụng trong việc quản lý, thể hiện và truy vấn thông tin bản đồ trên Internet. Trên cơ sở đó, tác giả mong muốn xây dựng một Website được tích hợp GIS và sử dụng mã nguồn mở có khả năng thể hiện nhiều dạng bản đồ điện tử và cung cấp thông tin cho người sử dụng dựa trên dữ liệu môi trường không khí của các khu công nghiệp tỉnh Bình Phước Những nghiên cứu trong đề tài bao gồm: Nghiên cứu cách thức phát triển, xây dựng website dựa trên công nghệ GeoServer, OpenLayers và Google Earth, kết hợp với hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL Tìm hiểu một số ngôn ngữ lập trình như Java, JavaScript, HTML để xây dựng giao diện và lập trình sự kiện cho trang web Tìm hiểu cách xây dựng và truy xuất dữ liệu trong PostgreSQL bằng Java Tìm hiểu hệ thống các gói phần mềm Udig, OpenGeo hỗ trợ cho việc xây dựng bản đồ.

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Cô Dương Thị Thúy Nga đã tận tình chỉ bảo, dẫn dắt hướng đi cho em ngay từ đầu học kì chuyên ngành và trong suốt thời gian thực hiện đề tài này

Em xin cảm ơn các Thầy Cô trong Khoa Môi Trường – trường đại học Khoa Học Tự Nhiên, đặc biệt là anh Nguyễn Quang Long cán bộ trẻ thuộc bộ môn Tin Học Môi Trường đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài tại trường

Con xin cám ơn bố mẹ đã nuôi dưỡng, dạy bảo con để con có được ngày hôm nay, em cảm ơn anh chị luôn động viên, nhắc nhở, tạo điều kiện tốt nhất cho

em trên con đường học vấn

Cám ơn tất cả các bạn đã cùng chia sẻ những khó khăn, niềm vui, nỗi buồn cùng mình, đặc biệt là các bạn nhóm học tập Green252 và các bạn lớp 07 Tin Học Môi Trường

Mặc dù đã cố gắng nỗ lực hết sức mình, song chắc chắn đề tài này còn nhiều thiếu sót Rất mong nhận được sự thông cảm và góp ý của quý Thầy Cô cùng các bạn

CSDL: cơ sở dữ liệu

DBMS: hệ quản trị cơ sở dữ liệu

GDP: bình quân thu nhập quốc

HTTTĐL: hệ thống thông tin địa lý

KCN: khu công nghiệp

PMNM: phần mềm nguồn mở

QCVN: quy chuẩn Việt Nam

TCVN: tiêu chuẩn Việt Nam

THC: tổng hydrocarbons

SX: sản xuất

HÌNH 2.1 Mặt cắt ngang địa hình tỉnh Bình Phước 6

HÌNH 2.2 Nồng độ bụi trong môi trường xung quanh 12

HÌNH 2.3 Nồng độ bụi trung bình tháng 3 tháng 4 năm 2010……… 14

HÌNH 3.1 Biểu diễn đối hình học bằng mô hình Raster 17

HÌNH 3.2 Biểu diễn đối tượng địa lý bằng mô hình Raster 18

HÌNH 3.3 Biểu diễn đối hình học bằng mô hình Vector 18

HÌNH 3.4 Biểu diễn đối địa lý bằng mô hình Vector 18

HÌNH 3.5 Sơ đồ hoạt động của một website 25

HÌNH 3.6 Kiến trúc chung của một website 30

HÌNH 3.7 Sơ đồ các bước xử lý của Website 32

HÌNH 3.8 Các dạng yêu cầu từ phía Client 33

HÌNH 3.9 Sơ đồ giao diện của GeoServer 36

HÌNH 5.1 Giao diện màn hình chính của trang Web 69 HÌNH 5.2 Các chức năng chính trên trang Web……… 70

HÌNH 5.3 Các bản đồ trên trang Web 71 HÌNH 5.4 Màn hình bản đồ 2D 72 HÌNH 5.5 Màn hình bản đồ 3D 74

HÌNH 5.6 Thước chỉnh thời gian trên bản đồ GoogleEarth 74 HÌNH 5.7 Các chức năng chính của bản đồ GoogleEarth 75 HÌNH 5.8 Màn hình khi chọn thẻ “Tìm Kiếm” 75 HÌNH 5.9 Màn hình kết quả sau khi thực hiện chức năng tìm kiếm 76 HÌNH 5.10 Màn hình khi chọn thẻ “Dữ liệu KML 76 HÌNH 5.11 Màn hình kết quả sau khi upload bản đồ dạng KML/KMZ 77 HÌNH 5.12 Màn hình khi chọn thẻ “Lớp hiện hành” 78 HÌNH 5.13 Màn hình khi chọn thẻ “Tùy Chọn Bản Đồ” 78 HÌNH 5.14 Màn hình kết quả sau bật tất cả tùy chọn 79 HÌNH 5.15 Màn hình khi chọn thẻ “Download Bản Đồ” 80

HÌNH 5.16 Màn hình giao diện quản lý văn bản 80

HÌNH 5.17 Hộp thoại tùy chọn máy in 82 HÌNH 5.18 Giao diện màn hình quản lí thông tin dữ liệu 82

HÌNH 5.19 Màn hình thao tác và kết quả sau khi lọc dữ liệu dạng Text 83 HÌNH 5.20 Màn hình thao tác và kết quả sau khi lọc dữ liệu dạng Number 85 HÌNH 5.21 Màn hình thao tác và kết quả khi lọc dữ liệu dạng List 85 HÌNH 5.22 Màn hình thao tác và kết quả sau khi phân tích dữ liệu 86 HÌNH 5.23 Màn hình kết quả sau khi xuất báo cáo 86 HÌNH 5.24 Màn hình kết quả sau tính toán tải lượng ô nhiễm từ khu công nghiệp 87 HÌNH 5.25 Màn hình kết quả sau tính toán tải lượng ô nhiễm từ giao thông 88 HÌNH 5.26 Màn hình kết quả dự báo tải lượng ô nhiễm từ các nhà máy…………89

BẢNG 2.1 Tổng sản phầm trên địa bàn theo giá so sánh phân theo khu vực 8

BẢNG 2.2 Chuyển dịch cơ cấu kinh tế tỉnh Bình Phước giai đoạn 2006 – 2009 9

BẢNG 2.3 Phần trăm cơ cấu dân số 10

BẢNG 2.4 Vị trí lấy mẫu không khí tại các các khu dân cư tập trung 11

BẢNG 3.1 Bảng so sánh ưu nhược điểm của mô hình Raster và Vector 19

BẢNG 3.2 Các chức năng của các loại dịch vụ máy chủ 29

BẢNG 3.3 Các loại dữ liệu mà máy khách nhận được 30

BẢNG 4.1 Thông tin chung 41

BẢNG 4.2 So sánh về hệ điều hành hỗ trợ 42

BẢNG 4.3 So sánh về các tính năng cơ bản 42

BẢNG 4.4 So sánh về sự hỗ trợ bảng tạm và khung nhìn 43

BẢNG 4.5 So sánh chức năng đínhchỉmục 44

BẢNG 4.6 So sánh về các đối tượng khác 44

BẢNG 4.7 Khả năng lưu trữ dữ liệu của Postgres 47

BẢNG 4.8 Các khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Bình Phước 49

BẢNG 4.9 Vị trí các nguồn thải tại các KCN, nhiên liệu sử dụng, các vị trí xả thải 54 BẢNG 4.10 Vị trí các điểm lấy mẫu không khí 56

BẢNG 4.11 Kết quả giám sát 58

BẢNG 4.12 Đặc tả các bảng dữ liệu của cơ sở dữ liệu 60

BẢNG 4.13 Bảng huyen_thixa 60

BẢNG 4.14 Bảng khucongnghiep 61

BẢNG 4.15 Bảng congty 62

BẢNG 4.16 Bảng loaisanxuat 62

BẢNG 4.17 Bảng loaihinhsanxuat 62

BẢNG 4.18 Bảng thongsodo 63

BẢNG 4.19 Bảng tieuchuanvietnam 63

BẢNG 4.20 Bảng tailuongonhiemtunhamay 64

BẢNG 4.21 Bảng tailuongonhiemtugiaothong 65

BẢNG 4.22 Bảng huong gio 65

BẢNG 4.23 Bảng capondinh 66

BẢNG 4.24 Bang dulieubando 66

BẢNG 4.25 Sơ đồ liên kết các bảng trong cơ sở dữ liệu 67

Hiện tại, những vấn đề môi trường đang diễn biến phức tạp, nền sản xuất công nghiệp không ngừng gia tăng, gây ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh, đặc biệt là môi trường không khí Do đặc thù của môi trường khí là biến động không ngừng, khuếch tán nhanh chỉ trong thời gian ngắn nên phải tiến hành quan trắc thường xuyên và liên tục Kết quả là một khối lượng dữ liệu khổng lồ theo không gian và thời gian cần phải được xử lý, gây khó khăn cho cả người quản lý và người

sử dụng dữ liệu

Ngày nay, trong lĩnh vực quản lý và chia sẻ ứng dụng, thông tin địa lý qua mạng Internet bằng việc tích hợp GIS vào Web tạo nên một công cụ hữu dụng trong việc quản lý, thể hiện và truy vấn thông tin bản đồ trên Internet Trên cơ sở đó, tác giả mong muốn xây dựng một Website được tích hợp GIS và sử dụng mã nguồn mở có khả năng thể hiện nhiều dạng bản đồ điện tử và cung cấp thông tin cho người sử dụng dựa trên dữ liệu môi trường không khí của các khu công nghiệp tỉnh Bình Phước

Những nghiên cứu trong đề tài bao gồm:

- Nghiên cứu cách thức phát triển, xây dựng website dựa trên công nghệ GeoServer, OpenLayers và Google Earth, kết hợp với hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL

- Tìm hiểu một số ngôn ngữ lập trình như Java, JavaScript, HTML để xây dựng giao diện và lập trình sự kiện cho trang web

- Tìm hiểu cách xây dựng và truy xuất dữ liệu trong PostgreSQL bằng Java

- Tìm hiểu hệ thống các gói phần mềm Udig, OpenGeo hỗ trợ cho việc xây dựng bản đồ

Recently, the environmental problems are going to unfold complicatedly, including industry is developing, so that causing bad impacts on surrounding environment, especially the atmosphere Because the air environment property is changing and diffusing quickly in the short time so that we have to usually monitor frequently As a result, the huge amount of spatial and temporal data needs to be handled It confuses both managers and data users

Nowadays, in terms of managing and sharing application, the geographic information through the Internet by combined Web with GIS is a useful tool for displaying and querying map information in the Internet For that, I want to build a Website, integrated with GIS and Open Source based on air environment data of industrial zones at Binh Phuoc Provinces, which has ability to display maps and supply information for users

The thesis methodology includes:

- Study how to build and develop web applying GeoServer, OpenLayers, Google Earth and combines with PostgreSQL Database Management System

- Learn about some programming languages such as Java, JavaScript, HTML

to construct interfaces and program events for Web page

- Learn about how to build and query data in PostgreSQL by using Java

- Learn about the system of Udig and OpenGeo software packages to support constructing maps

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

1.3 Ý nghĩa thực tiễn 3

1.4 Phạm vi nghiên cứu 3

1.5 Đối tượng nghiên cứu 3

1.6 Phương pháp nghiên cứu 4

1.7 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 4

1.7.1 Thế giới 4

1.7.2 Trong nước 5

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN……….…………6

2.1 Thông tin chung về tỉnh Bình Phước 6

2.1.1 Điều kiện tự nhiên 6

2.1.2 Điều kiện kinh tế - chính trị - xã hội 7

2.2 Hiện trạng môi trường không khí tỉnh Bình Phước 10

2.2.1 Chất lượng môi trường không khí tại khu dân cư tập trung 11

2.2.2 Hiện trạng môi trường không khí tại các khu vực sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp 13

2.3 Nhận xét chung 14

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 16

3.1 Sơ lược về GIS (Geographic Information System) 16

3.1.1 Khái niệm 16

3.1.2 Các dạng dữ liệu của GIS 16

3.1.3 Mô hình dữ liệu 17

3.1.4 Các nhiệm vụ của GIS 19

3.1.5 Dữ liệu cho GIS 22

3.2 Giới thiệu về phần mềm nguồn mở (Open Source) 22

3.2.1 Khái niệm 22

3.2.2 Lợi ích của phần mềm nguồn mở 23

3.3 Giới thiệu về OGC (Open GIS Consortium) và OGIS (Open Geodata Interoperability Specification) 24

3.3.1 Lược sử phát triển 24

3.3.2 OGIS (Open Geodata Interoperability Specification) 24

3.3.3 Ưu điểm của OpenGIS® 25

3.4 Giới thiệu cấu trúc website 25

3.4.1 Sơ đồ hoạt động của một website 25

3.4.2 Tiềm năng của web được tích hợp GIS 26

3.4.3 Phân loại 26

3.4.4 Kiến trúc và các bước xử lý trong website 30

3.4.4.1 Kiến trúc 30

3.4.4.2 Các bước xử lý 31

3.4.5 Một số công nghệ tích hợp GIS vào web hiện nay 34

3.5 Giới thiệu về công nghệ GeoServer 35

3.5.1 Lịch sử phát triển 35

3.5.2 Chuẩn mở và khả năng chia sẻ dữ liệu không gian 36

3.5.3 Các đặc trưng chính 37

3.6 Giới thiệu công nghệ Google Earth API 37

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU 39

4.1 Tổng quan về cơ sở dữ liệu không gian 39

4.1.1 CSDL không gian 39

4.1.2 Đặc trưng của CSDL không gian 39

4.1.3 Các hệ quản trị cơ sở hỗ trợ đối tượng không gian 40

4.2 So sánh các hệ quản trị cơ sở dữ liệu không gian 41

4.3 Lý do chọn Postgres làm hệ quản trị cơ sở dữ liệu 44

4.4 Giới thiệu về Postgres 45

4.4.1 Lược sử phát triển 45

4.4.2 Đặc điểm của Postgres: 45

4.5 Giới thiệu về PostGIS 47

4.5.1 Lược sử phát triển 47

4.5.2 Đặc điểm của PostGIS: 47

4.6 Xây dựng cơ sở dữ liệu cho website 48

4.6.1 Thông tin tổng quan về cơ sở dữ liệu 48

4.6.2 Xây dựng các bảng cơ sở dữ liệu 59

CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG WEBSITE 68

5.1 Nội dung xây dựng website quản lý dữ liệu khu công nghiệp 68

5.1.1 Các bước thực hiện chính 68

5.1.2 Giao diện và chức năng cơ bản trên màn hình chính 69

5.2 Chức năng chính trên trang web 70

5.2.1 Các chức năng đối với bản đồ 2D 71

5.2.2 Các chức năng đối với bản đồ 3D 73

5.2.3 Các chức năng đối với văn bản 80

5.2.4 Các chức năng quản lí thông tin dữ liệu 82

5.3 Nhận xét về các chức năng đã xây dựng 89

CHƯƠNG 6: TỔNG KẾT 91

6.1 Nhận xét và đánh giá về kết quả đạt được 91

6.1.1 Về phía bản thân 91

6.1.2 Về phía luận văn 91

6.2 Hướng phát triển 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 93

PHỤ LỤC: CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM……….……….…….94

THUẬT NGỮ

ACID là từ viết tắt các chữ cái đầu của bốn từ tiếng anhatomicity consistency isolation và durability Chúng được coi là bốn thuộc tính quan trọng của một hệ quản trị cơ sở dữ liệukhi xử lý bất kỳ giao dịch nào

Applet: chương trình java chứa trong web

Ajax: Asynchronous JavaScript and XML

Boolean: kiểu cấu trúc truy vấn dạng đúng sai

BSD: Berkeley Software Distribution( một hệ điều hành máy tính mã nguồn mở) Compiler: trình biên dịch

Download: tải dữ liệu

Data server: dữ liệu máy chủ

GPL: General Public License - Quyền Sở hữu Công cộng phần mềm của GNU HTML: Hyper Text Markup Language - Ngôn ngữ hiển thị siêu văn bản

Java: ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng

JavaScript: ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng và theo khuôn mẫu

JDBC: Java DataBase Connectivity- chuẩn truy xuất cơ sở dữ liệu

JSP: Javascript - ngôn ngữ kịch bản(script) java

Numeric: địng dạng số(number) cho dữ liệu

Post: cổng kết nối

Plug-in: là các chương trình nhỏ nhằm bồ sung cho chương trình lớn hơn

Response: câu lệnh dùng để thực hiện thao tác đáp ứng lệnh của người sử dụng Request: câu lệnh đưa ra yêu cầu của người sử dụng với máy tính

Transaction: trình trao đổi dữ liệu

Unix: là một hệ điều hành được phát triển vào thập kỷ 60

CHƯƠNG 1:MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay những vấn đề môi trường đang diễn biến phức tạp, những biến cố môi trường nếu xảy ra thường để lại những hậu quả to lớn và khó kiểm soát Trong khi đó, nền sản xuất công nghiệp lại không ngừng gia tăng, việc đốt các nhiên liệu hóa thạch dùng trong sản xuất cũng tăng theo, gây ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh Điều đó đặt ra yêu cầu cấp bách phải quản lý và kiểm soát môi trường

không khí, đặc biệt là tại các khu công nghiệp và những vùng lận cận

Do đặc thù của ô nhiễm không khí là biến động không ngừng, khả năng khuếch tán nhanh, chỉ trong thời gian ngắn Nên cần phải tiến hành quan trắc thường xuyên và liên tục.Kết quả là một khối lượng dữ liệu khổng lồ theo thời gian

và không gian cần phải được xử lý Điều đó đặt ra một vấn đề hết sức quan trọng:

+ Đối với người quản lý dữ liệu: làm sao để việc lưu trữ và cập nhật dữ liệu được tiến hành một cách nhanh chóng và dễ dàng, kịp thời ghi nhận những biến đổi của môi trường

+ Đối với người sử dụng dữ liệu: làm sao để việc tìm kiếm và sử dụng những kết quả đó theo những mục đích khác nhau cũng được thực hiện một cách dễ dàng

Ngày nay, hạ tầng viễn thông không ngừng phát triển, việc liên lạc, cập nhật

dữ liệu từ các trạm quan trắc gửi về trung tâm được tiến hành bằng nhiều cách khác nhau, mỗi kĩ thuật có thế mạnh riêng và tính kinh tế khác nhau Trong tất cả các lĩnh vực, khả năng quản lý, chia sẻ các ứng dụng, thông tin địa lý qua mạng Internet bằng việc tích hợp GIS vào Web tạo nên một công cụ rất hữu dụng trong việc thể hiện và truy vấn thông tin bản đồ trên Internet Cho phép người quản lý có thể lưu trữ, cập nhật và thể hiện dữ liệu một cách chóng và dễ dàng thông qua môi trường Internet Người dùng cũng có thể truy cập nhanh những thông tin cần thiết trên các bản đồ điện tử ở bất cứ nơi đâu với cái nhìn trực quan thông qua trình duyệt Web,

họ có thể tìm hiểu các thông tin đó mà không cần đến tận nơi để khảo sát

Để cung cấp thông tin môi trường cho mọi người đã có các phương tiện thông tin đại chúng: phát thanh, truyền hình, bên cạnh đó còn có một số website…Tuy nhiên các website về môi trường của nước ta nói chung chưa đáp ứng đầy đủ yêu cầu về cung cấp thông tin Trên tư tưởng đó tác giả mong muốn xây dựng một website sử dụng công nghệ bản đồ mã nguồn mở, có khả năng thể hiện nhiều dạng bản đồ điện tử và cung cấp thông tin môi trường cho người sử dụng, dựa trên dữ liệu môi trường không khí các khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Bình Phước Đồng thời hỗ trợ các nhà quản lý trong công tác quản lý môi trường thông qua việc cập nhật dữ liệu trực tuyến, cung cấp thông tin môi trường cho cộng đồng thông qua mạng Internet

1.2 Mục tiêu đề tài

Một hệ thống cơ sở dữ liệu môi trường không khí hoàn chỉnh bao gồm 2 thành phần: Quản lý dữ liệu trên Desktop và phổ biến thông tin cần thiết cho người dùng thông qua mạng Internet Mục tiêu của đề tài là xây dựng công cụ phổ biến thông tin ô nhiễm không khí cho người dùng thông qua mạng Internet

Hình 1.1 Sơ đồ triển khai cơ sở dữ liệu

Để đáp ứng nhu cầu thông tin cho người dùng, đề tài cần đảm bảo những mục tiêu cụ thể sau đây:

Xây dựng một website tích hợp GIS, có khả năng hiển thị nhiều định dạng bản đồ và tra cứu thông tin môi trường không khí các khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Bình Phước

Sử dụng các công cụ, phần mềm mã nguồn mở để đảm bảo không phát sinh nhiều chi phí mà vẫn đảm bảo hiệu quả

ỨNG DỤNG

dữ liệu

Xây dựng một hệ thống sơ sở dữ liệu môi trường không khí, giúp người quản

lý quản lý tốt khối dữ liệu khổng lồ được cập nhật hàng giờ từ các trạm quan trắc, thông qua đó lưu trữ và thể hiện lại một cách trực quan sinh động trên trình duyệt web

Xây dựng giao diện thân thiện, dễ sử dụng, cung cấp các chức năng hữu ích cho người dùng:

 Tra cứu, tìm kiếm thông tin về các khu công nghiệp, các số liệu về ô nhiễm không khí theo nhiều tiêu chí khác nhau và xuất báo cáo

 Phân tích thành phần các chất ô nhiễm vượt chuẩn, vẽ đồ thị biểu diễn và xuất báo cáo

 Xây dựng công cụ tính toán và dự báo tải lượng ô nhiễm khí thải

 Xây dựng công cụ đưa số liệu thống kê ô nhiễm lên GoogleEarth

 Xây dựng công cụ download và upload bản đồ lên GoogleEarth

Đánh giá khả năng sử dụng phần mềm, tìm ra những hướng phát triển mới phục vụ tối đa cho công tác quản lý cũng như cung cấp thông tin một cách trực quan,dễ hiểu và sinh động hơn cho người sử dụng

1.3 Ý nghĩa thực tiễn

Tạo ra một kênh thông tin mới, một môi trường giao tiếp mới giữa người quản lý và người sử dụng, vì ứng dụng web này đảm nhận luôn chức năng là một website thông tin cho trung tâm, cơ quan sử dụng phần mềm này

Việc thể hiện GIS trên môi trường Internet giúp dễ dàng hơn trong việc quản

lý dữ liệu cũng như quan sát hiện tượng

Việc cập nhật dữ liệu và thể hiện các kết quả tính toán sẽ nhanh chóng hơn

Giảm đáng kể lượng nhân lực làm công tác quản lý dữ liệu, đặc biệt là đối với phương pháp lưu trữ dữ liệu dạng ghi chép truyền thống, nhìn chung ứng dụng này mang lại lợi ích kinh tế khá cao

1.4 Phạm vi nghiên cứu

Các khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Bình Phước

1.5 Đối tượng nghiên cứu

Cấu trúc của một hệ thống cơ sở dữ liệu môi trường không khí

Nghiên cứu cách thức phát triển, xây dựng websiteứng dụng công nghệ GeoServer, OpenLayers, GoogleEarth kết hợp với hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL

Nghiên cứu về hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographic Information System)

Nghiên cứu về các hệ quy chiếu (EPSG) và tọa độ sử dụng với GoogleMap

và cách thức chồng lớp bản đồ phù hợp

Tìm hiểu một số ngôn ngữ lập trình như Java, JavaScript, HTML

Tìm hiểu phương thức kết nối của Geoserver bằng ngôn ngữ Java

Tìm hiểu cách xây dựng và truy xuất dữ liệu trong PostgreSQL bằng Java

Tìm hiểu hệ thống các gói phần mềm Udig, OpenGeo hỗ trợ cho việc xây dựng bản đồ

1.6 Phương pháp nghiên cứu

Tìm hiểu cấu trúc của hệ thống dữ liệu môi trường của một khu công nghiệp

và tìm kiếm số liệu cho việc xây dựng hệ thống

Tham khảo và tổng hợp tài liệu từ nhiều nguồn về nội dung cần phát triển, chủ yếu là từ Internet và các diễn đàn

Tham khảo và học hỏi về ngôn ngữ Java, JavaScript và hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL từ những người có kinh nghiệm và tài liệu tham khảo

1.7 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

 Tìm đường đi ngắn nhất hay tiết kiệm thời gian nhất dựa vào tình hình giao thông thực tế đang diễn ra

 Tìm vị trí những điểm vui chơi, các trung tâm mua sắm

 Theo dõi thông tin thời tiết ở một số nơi đã và đang được quan tâm phát triển mạnh mẽ

 Quản lý xe taxi hay tàu biển ngoài khơi để biết chúng đang ở đâu và làm gì…

1.7.2 Trong nước

Hiện nay kỹ thuật này mới chỉ áp dụng trong các lĩnh vực gắn liền với đời sống của người dân như tìm đường, các khu vui chơi giải trí Có thể kể đến một website đang được phát triển mạnh mẽ hiện nay ở Việt Nam là Việt bản đồ http://www.vietbando.com/Maps/

Còn đối với các vấn đề về quản lý xã hội hay các vấn đề về môi trường, hiện nay việc áp dụng còn hạn chế và chưa phát triển

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1 Thông tin chung về tỉnh Bình Phước

2.1.1 Điều kiện tự nhiên

2.1.1.1 Vị trí địa lý

Bình Phước là một tỉnh ở miền Đông Nam Bộ, nằm trong Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, có 240 km đường biên giới với Vương quốc Campuchia (giáp 3 tỉnh: Kongpongcham, Kratie và Mundulkiri) Đây là cửa ngõ và là cầu nối của vùng với Tây Nguyên và Campuchia:

- Phía Bắc giáp tỉnh Đắk Nông

- Phía Nam giáp tỉnh Bình Dương

- Phía Đông giáp tỉnh Lâm Đồng và Đồng Nai

- Phía Tây giáp tỉnh Tây Ninh và Vương quốc Campuchia

- Trung tâm tỉnh lỵ nằm ở thị xã Đồng Xoài, cách TP Hồ Chí Minh 110 km

2.1.1.2 Đặc điểm địa hình

Địa hình vùng lãnh thổ tỉnh Bình Phước có thể xếp vào loại cao nguyên ở phía Bắc Đông Bắc và Đông Bắc, dạng địa hình đồi núi, thấp dần về phía Tây và Nam Phần phía Đông và Đông nam tỉnh (huyện Bù Đăng) giáp ranh với sông Đồng Nai địa hình có độ dốc tương đối lớn

Địa hình đồi núi có độ cao < 180m chủ yếu đồi núi nhỏ, dạng bát úp, bị chia cắt mạnh bởi mạng sông suối chằng chịt trong tỉnh, thường tập trung thành khu vực riêng biệt

HÌNH 1 Hình 2.1.Mặt cắt ngang địa hình tỉnh Bình Phước

5

Lượng mưa hàng năm biến động từ 2,045 – 2,325 mm Mùa mưa diễn ra từ tháng 5 đến tháng 11, chiếm 85 – 90% tổng lượng mưa cả năm, nhiều nhất là vào tháng 7 Mùa khô từ cuối tháng 11 đến đầu tháng 5 năm sau, lượng mưa chiếm 10 – 15% lượng mưa cả năm, ít nhất là vào tháng 2, tháng 3

Nhìn chung, Bình Phước là tỉnh ít bị ảnh hưởng bởi bão lụt, động đất, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển nông nghiệp, công nghiệp

2.1.2 Điều kiện kinh tế - chính trị - xã hội

2.1.2.1 Tăng trưởng và chuyển dịch cơ cấu kinh tế

Trong những năm gần đây, nền kinh tế Bình Phước đã đạt được những thành tựu quan trọng, giữ được tốc độ tăng trưởng khá, kinh tế có sự chuyển dịch đáng kể theo hướng tăng tỉ trọng công nghiệp và dịch vụ Tuy vậy, quy mô GDP còn nhỏ so với cả nước và các tỉnh thuộc Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam

Tổng giá trị GDP của Bình Phước theo giá trị so sánh 1994 đã tăng từ 3,744.1 tỷ đồng năm 2006 lên 5,383.5 tỷ đồng 2009 và đạt 6,081 tỷ đồng năm 2010 Vậy trong giai đoạn 2006 – 2009 đã tăng được 2,336.9 tỷ đồng Tốc độ tăng bình quân năm đạt khoảng 12.9%

Bảng 2.1.Tổng sản phầm trên địa bàn theo giá so sánh phân theo khu vực (Đơn vị

tính: Tỷ đồng)

Chỉ tiêu phấn đấu 2010 2006 2009 Ước tính

2010

Ước tính

2010 so chỉ tiêu (%) Tổng GDP 4,770 – 4,980 3,744.1 5,383.5 6,081.0 127.5 Nông lâm và

thủy sản 2,147 – 2,042 2,041.1 2,690.0 2,864.9 133.4 Công nghiệp –

Xây dựng 1,288 – 1,494 743.5 1,217.8 1,467.4 113.9 Dịch vụ 1,336 – 1,444 959.5 1,475.7 1,748.7 130.9

BẢNG 1

(Nguồn: tổng hợp từ quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội tỉnh Bình Phước

thời kỳ 2006 – 2020 và Niên giám thống kê tỉnh Bình Phước năm 2009)

Cơ cấu kinh tế tiếp tục chuyển dịch theo hướng tăng dần tỷ trọng công nghiệp – xây dựng và dịch vụ Năm 2006, công nghiệp – xây dựng chỉ chiếm 19.9%, dịch vụ 25.6%, nông – lâm nghiệp 54.5% Ước tính đến năm 2010 nông – lâm nghiệp – thủy sản chiếm 47.1%, công nghiệp – xây dựng 24.1%, dịch vụ 28.8% (tương ứng năm 2007 là 53% - 21.4% - 25.6%)

Bảng 2.2.Chuyển dịch cơ cấu kinh tế tỉnh Bình Phước giai đoạn 2006 – 2009

Chỉ tiêu phấn

GDP (Tỷ đồng)

Tỷ trọng ( % )

GDP (Tỷ đồng)

Tỷ trọng ( % )

GDP (Tỷ đồng)

Tỷ trọng ( % )

GDP (Tỷ đồng)

Tỷ trọng ( % )

Tổng sản

phẩm

GDP

4,770 – 4,980

27 – 30 743.5 19.9 1,217.8 22.6 1,467.4 24.1

Dịch vụ

1,336 – 1,444

Bảng 2.3.Phần trăm cơ cấu dân số

BẢNG 3

Về cơ cấu lao động: Lao động trong độ tuổi đang làm việc trong lĩnh vực Nông Lâm Thuỷ sản chiếm 68.9%, Công nghiệp - Xây dựng chiếm 10.1% & trong các ngành Dịch vụ chiếm 21% Trong đó lao động có trình độ chuyên môn số người đã tốt nghiệp sơ cấp chiếm 3.5% dân số , trung cấp 3.8%, cao đẳng 1.3% và đại học trở lên là 2.1%

2.1.2.3 Y tế

Mạng lưới y tế trong thời gian qua nhìn chung được quan tâm đầu tư và nâng

cấp; các xã, phường, thị trấn đều có cơ sở y tế

Tuy nhiên, ngành y tế và công tác chăm sóc sức khỏe nhân dân của tỉnh còn nhiều hạn chế, đó là: khả năng và tiến độ đầu tư cơ sở vật chất cho ngành y tế còn chậm, chất lượng y tế chưa đáo ứng nhu cầu bảo vệ sức khỏe ngày càng cao của nhân dân, việc quản lý y dược tư nhân chưa chặt chẽ, công tác vệ sinh môi trường,

an toàn lao động chưa được quản lí chặt chẽ

2.1.2.4 Giáo dục

Giáo dục và đào tạo của tỉnh đã có nhiều chuyển biến tích cực, các cấp học, bậc học đều được củng cố, chất lượng giáo dục được nâng lên, cơ sở vật chất cho phát triển của ngành được tăng cường, quy mô giáo dục ngày càng phát triển và từng bước nâng cao trình độ văn hóa cho nhân dân

2.2 Hiện trạng môi trường không khí tỉnh Bình Phước

Bình Phước là tỉnh chuyển tiếp giữa Tây nguyên và các tỉnh thuộc khu vực Đông Nam Bộ và là tỉnh thuần nông, còn nhiều rừng nên được các nhà khoa học đánh giá khá cao về môi trường sinh thái Đặc biệt, khả năng tự làm sạch môi

trường ở các vùng nông thôn của tỉnh Bình Phước khá lý tưởng so với các tỉnh thành khác trong khu vực Thế nhưng trong những năm gần đây, tốc độ phát triển công nghiệp trên địa bàn tỉnh đã làm cho tình trạng môi trường, nhất là môi trường không khí đang bị ô nhiễm

Phát triển công nghiệp là quy luật tất yếu trong quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước Tuy nhiên, việc định hướng và phát triển công nghiệp như thế nào cần phải được các cơ quan chức năng thẩm định, phân tích, làm rõ những tác hại từ khí thải cũng như nước thải của các nhà máy Các cơ quan chức năng cần có sự kiểm tra, xử lý các nhà máy gây ô nhiễm nặng như hiện nay để trả lại môi trường sống trong lành cho người dân ở xung quanh các khu công nghiệp

2.2.1 Chất lượng môi trường không khí tại khu dân cư tập trung

Nguồn thải gây ô nhiễm môi trường không khí khu vực đô thị và khu dân cư chủ yếu là do các hoạt động của các phương tiện giao thông vận tải, nâng cấp hạ tầng đô thị, đường sá, xây dựng nhà cửa, sinh hoạt của người dân

Phòng Thí nghiệm Phân viện KTTV & MT phía Nam đã tiến hành lấy mẫu, phân tích chất lượng môi trường không khí xung quanh tại một số vị trí sau:

Bảng 2.4.Vị trí lấy mẫu không khí tại các các khu dân cư tập trung

TT Kí hiệu mẫu Địa điểm lấy mẫu

1 KK – 01 Trung tâm hành chính huyện Đồng Phú

2 KK – 02 Trung tâm hành chính tỉnh Bình Phước

3 KK – 03 Khu thương mại Đồng Xoài

4 KK – 04 Ql 14, Khu vực xã Minh Hưng

5 KK – 05 Trung tâm thị trấn Chơn Thành

6 KK – 06 Trung tâm Thương mại thị trấn An Lộc

BẢNG 4

Qua kết quả phân tích cho thấy chất lượng không khí khu vực đô thị và khu vực dân cư tập trung trên địa bàn tỉnh Bình Phước còn tương đối tốt, chưa bị ảnh hưởng bởi các chất khí độc hại như CO, SO2, NO2 Tuy nhiên, chất lượng môi trường không khí ở đây đã có dấu hiệu ô nhiễm bụi, cao hơn tiêu chuẩn cho phép (TCVN

5937 – 2005) từ 1.06 – 1.83 lần Tại vị trí Khu thương mại Đồng Xoài và trung tâm thị trấn Chơn Thành – Huyện Chơn Thành do nằm ở vị trí đầu mối giao thông nơi

có mật độ xe cộ qua lại nhiều nên hàm lượng bụi ở đây đều vượt tiêu chuẩn cho phép

HÌNH 2 Hình 2.2.Nồng độ bụi trong môi trường xung quanh

Nhìn chung chất lượng không khí khu vực đô thị, khu dân cư tập trung tỉnh Bình Phước chỉ có chỉ số bụi vượt tiêu chuẩn cho phép tại các khu trung tâm đô thị Các chỉ số đo được còn lại đều nằm trong giới hạn cho phép Do đó, có thể nói mức độ ô nhiễm không khí tại các khu vực này chưa nghiêm trọng và ít ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng Tuy nhiên, với lượng phương tiện giao thông cơ giới ngày càng một gia tăng nhanh chóng trong các đô thị, do đó các chất độc hại như bụi, khí độc hại và tiếng ồn đang là mối lo ngại đến môi trường không khí hiện nay Thêm vào

đó, hoạt động sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp nằm xen kẽ trong các khu

dân cư cũng là nguyên nhân gia tăng gây ô nhiễm môi trường không khí trong thời gian tới

2.2.2 Hiện trạng môi trường không khí tại các khu vực sản xuất công nghiệp

và tiểu thủ công nghiệp

Thực hiện phương châm “Trải chiếu hoa mời gọi các nhà đầu tư” với các chính sách, biện pháp thông thoáng nhằm phát huy tiềm năng thế mạnh sẵn có của địa phương, trong những năm qua kinh tế-xã hội của Bình Phước không ngừng phát triển và luôn đạt tốc độ tăng trưởng cao với GDP tăng bình quân hàng năm khoảng 13%

Tại tỉnh Bình Phước, dù hoạt động công nghiệp chưa phát triển mạnh như một

số tỉnh thành khác, nhưng đã tiềm ẩn nhiều yếu tố tác động xấu đến môi trường sống của người dân

Chất lượng môi trường không khí tại các KCN, đặc biệt là các KCN cũ, tập trung các nhà máy có công nghệ sản xuất lạc hậu hoặc chưa được đầu tư hệ thống

xử lí khí thải, đã và đang bị suy giảm

Ô nhiễm không khí tại KCN chủ yếu bởi bụi, một số KCN có biểu hiện ô nhiễm

CO, SO2 và tiếng ồn Các KCN mới với cơ sở đầu tư công nghệ hiện đại và hệ thống quản lí tốt thường có hệ thống xử lí khí thải trước khi xả ra môi trường nên thường ít gặp các vấn đề ô nhiễm không khí hơn

Ô nhiễm bụi – dạng ô nhiễm phổ biến nhất ở các KCN: Tình trạng ô nhiễm bụi ở

các KCN diễn ra khá phổ biến, đặc biệt vào mùa khô đối với các KCN đang trong quá trình xây dựng Hàm lượng bụi lơ lửng trong không khí xung quanh của các KCN đểu vượt QCVN

Ô nhiễm CO, NO 3 , SO 2 chỉ diễn ra cục bộ tại một số KCN: Nhìn chung, nồng độ

khí CO, SO2 và NO3 trong không khí xung quanh các KCN hầu hết đều nằm trong giới hạn cho phép Tại 1 số KCN, do công nghệ sản xuất lạc hậu hoặc do doanh nghiệp không lắp đặt hệ thống xử lí khí thải, hiện tượng ô nhiễm CO, SO2 và NO3

vẫn diễn ra

Ô nhiễm khí khác – đặc thù cho các loại hình sản xuất: Tại các KCN, bên cạnh

những ô nhiễm thông thường như bụi, CO, SO2 và NO3 còn cần quan tâm đến một

số khí ô nhiễm đặc thù do loại hình sản xuất sinh ra như hơi axit, hơi kiềm, NH3,

H2S, VOC,… Nhìn chung những khí này vẫn còn nằm trong ngưỡng cho phép Mặc

dù vậy, cũng cần phải lưu ý đến việc kiểm soát các hơi khí độc trong khu vực công nghiệp

Hình 2.3.Nồng độ bụi trung bình tháng 3 tháng 4 năm 2010

2.3 Nhận xét chung

Do quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa phát triển còn chậm, mặt khác diện tích cây xanh dọc các đô thị khá cao (chủ yếu là cây công nghiệp) nên môi trường không khí còn khá trong lành Tuy vậy một số khu vực đã có dấu hiệu ô nhiễm bụi

và tiếng ồn, đặc biệt là khu vực nút giao thông có mật độ xe cộ qua lại cao, đường

sá chưa hoàn chỉnh hoặc những khu phố mua bán sầm uất như KCN Minh Hưng

…Bên cạnh đó các ngành công nghiệp trên địa bàn tỉnh chưa phát triển mạnh nên môi trường không khí của Bình Phước chưa bị ô nhiễm bởi khí thải công nghiệp độc hại

Qua khảo sát thực tế, cũng như dựa vào các kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí tại các cơ sở sản xuất trên địa bàn cho thấy hầu hết các cơ sở sản

xuất đều là những nguồn làm tăng mức đô ô nhiễm không khí của tỉnh Mức độ tác động nặng nhẹ ở mỗi cơ sở đều có sự khác nhau, nó phụ thuộc vào ngành nghề sản xuất, quy trình công nghệ và tình trạng thiết bị Ngành công nghiệp chế biến hạt điều đang phát triển mạnh nhất ở tỉnh trong thời gian qua Các nhà máy chế biến hạt điều sử dụng củi, vỏ hạt điều làm nguyên liệu đốt trong quá trình sản xuất nên thải

ra một lượng lớn khí thải có chứa các chất gây ô nhiễm môi trường không khí như

CO, SO2, phenol,… và chất thải rắn khó phân hủy Thêm vào đó, tình trạng máy móc tại các cơ sở sản xuất trong tỉnh tuy đã tiến bộ so với những năm trước nhưng nhìn chung hệ thống sản xuất còn cũ kĩ, lạc hậu, công nghệ sạch ít chất thải thân thiện với môi trường chưa được áp dụng Đây là nhưng điều đáng lo ngại nhất tới chất lượng môi trường không khí tại các khu vực phát triển công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp tỉnh Bình Phước

Ngoài ra, môi trường không khí tại các khu vực nông thôn cũng đang dần bị tác động từ quá trình phun thuốc trừ sâu cho hoa màu, cây công nghiệp,…Do ý thức người dân chưa cao nên việc phát tán hóa chất vào môi trường không khí ngày càng tăng cao Các chất độc hại này sẽ tích tụ dần trong cơ thể và gây tác hại từ từ tới sức khỏe của người dân đang sinh sống canh tác trong khu vực

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1 Sơ lược về GIS (Geographic Information System)

3.1.1 Khái niệm

Khái niệm GIS (Geographic Information System) ra đời từ những năm đầu của thập

kỷ 60 Có nhiều định nghĩa về GIS, tuy nhiên một trong những định nghĩa đầy đủ và

dễ hiểu là: hệ thống thông tin địa lý là tập hợpphần cứng, phần mềm và các thủ tục

để lưu trữ, quản lý, điều khiển, phân tích, mô hình hóa và hiển thị dữ liệu địa lý nhằm giải quyết các vấn đề quản lý và qui hoạch phức tạp (Ủy ban tọa độ quốc gia liên ngành về bản đồ số của Mỹ, 1988 định nghĩa) [1]

3.1.2 Các dạng dữ liệu của GIS

Dữ liệu địa lý mô tả những thực thể có vị trí Dữ liệu địa lý gồm thông tin vị trí và những thông tin cần quan tâm, được xem như là các thuộc tính của thực thể

Dữ liệu GIS được chia làm 3 dạng:

Dữ liệu không gian (Spatial data): Dữ liệu không gian (trả lời cho câu hỏi về vị trí - ở đâu?) được thể hiện trên bản đồ và HTTTĐL dưới dạng điểm (point), đường (line), hoặc vùng (polygon) Dữ liệu không gian là dữ liệu về đối tượng mà vị trí của nó được xác định trên bề mặt Trái Đất Dữ liệu không gian sử dụng trong HTTTĐL luôn được xây dựng trên một hệ thống tọa độ

Dữ liệu phi không gian (Non-spatial data) hay dữ liệu thuộc tính (attribute): Dữ liệu phi không gian (trả lời cho câu hỏi cái gì?, như thế nào) thể hiện tính chất của đối tượng như chiều dài, rộng của con đường, độ cao của cây rừng, dân cư của thành phố…với dữ liệu phi không gian thì vị trí không quan trọng

Dữ liệu thời gian (Temporal data): Dữ liệu thời gian (trả lời cho câu hỏi: tồn tại khi nào?) Trên thực tế thì các thông tin không gian (có vị trí tọa độ) và thông tin thuộc tính có thể biến đổi không phụ thuộc vào nhau tương đối theo thời gian

Ví dụ: Sự di chuyển của một con voi làm thay đổi vị trí của nó nhưng vẫn giữ nguyên thuộc tính tên “con voi” của nó Hay quá trình xói mòn đất làm thay đổi thuộc tính “độ cao” của quả đồi nhưng lại giữ nguyên vị trí tọa độ của nó

3.1.3 Mô hình dữ liệu

Mô hình dùng để biểu diễn lại một phần thế giới thực, trong hệ thống thông tin địa

lý dữ liệu có mối quan hệ với nhau, đặt ra yêu cầu phải được lưu trữ như là một CSDL, từ đó tạo nên mô hình dữ liệu Dưới đây là một số mô hình dữ liệu thường được dùng để lưu trữ sắp xếp dữ liệu bên trong hệ thống thông tin địa lý

Có hai nhóm mô hình dữ liệu không gian chính biểu diễn thế giới thực mà chúng ta thường gặp trong GIS là mô hình dữ liệu raster và mô hình dữ liệu vector

3.1.3.1 Mô hình Raster:

Là phương pháp biểu diễn các đặc trưng địa lý bằng các điểm ảnh

HÌNH 3 Hình 3.1 Biểu diễn đối hình học bằng mô hình Raster

Mô hình raster dựa trên hệ thống hiển thị, định vị và lưu trữ dữ liệu địa lý bằng cách

sử dụng ma trận ô lưới (cell, pixcel) Biểu diễn tọa độ của mỗi pixcel là trung tâm (centroid) của nó.Làn lượt mỗi cell hay pixcel có những thuộc tính dữ liệu riêng biệt được gán cho chúng Độ phân dải dữ liệu raster tùy thuộc vào kích cỡ pixcel hay kích cỡ lưới, từ vài milimet đến tới nhiều kilomet Mô hình raster là dữ liệu mảng hai chiều

Những đặc tính không gian được lưu trữ bằng cách gán cho mỗi ô lưới một giá trị là thuộc tính (attribute) mỗi ô Mỗi ô lưới có giá trị biểu thị phản xạ phổ hay đặc điểm của vị trí như: Kiểu đất, độ cao, nước, thực vật

Vd: giá trị ô lưới biểu thị giá trị độ cao địa hình, loại thực vật, nồng độ dầu loang…

Hình 3.2 Biểu diễn đối tượng địa lý bằng mô hình Raster 3.1.3.2 Mô hình Vector

Biểu diễn các đặc trưng địa lý bằng các phần tử đồ họa cơ bản điểm, đường, vùng

Hình 3.3 Biểu diễn đối hình học bằng mô hình Vector

Trong thực tế không gian nghiên cứu thường có các dạng phức tạp, điều này

có nghĩa rằng các ranh giới tế bào thường không liên quan với các hiện tượng thế giới thực được mô tả Để giải quyết vấn đề này, người ta cố gắng tạo ra sự kết hợp các tham khảo địa lý với các hiện tượng địa lý Tham khảo địa lý cặp tọa độ từ một

số không gian địa lý được gọi là mô hình vector

HÌNH 6

Hình 3.4 Biểu diễn đối địa lý bằng mô hình Vector

HÌNH 4

HÌNH 5

3.1.3.3 So sánh 2 mô hình Raster và Vector

Bảng 3.1 Bảng so sánh ưu nhược điểm của mô hình Raster và Vector

2 Thể hiện được mối quan hệ hình học

3 Thích hợp cho việc số hóa các bản

nếu độ phân giải thấp, nhưng nếu

dùng độ phân giải cao sẽ làm tăng

Mục đích chung của các Hệ Thông tin địa lý là thực hiện 5 nhiệm vụ sau: + Nhập dữ liệu

+ Thao tác dữ liệu

+ Quản lý dữ liệu

Công nghệ GIS hiện đại có thể thực hiện tự động hoàn toàn quá trình này với công nghệ quét ảnh cho các đối tượng lớn; những đối tượng nhỏ hơn đòi hỏi một số quá trình số hoá thủ công (dùng bàn số hoá) Ngày nay, nhiều dạng dữ liệu địa lý thực sự có các định dạng tương thích GIS Những dữ liệu này có thể thu được từ các nhà cung cấp dữ liệu và được nhập trực tiếp vào GIS

3.1.4.2 Thao tác dữ liệu

Có những trường hợp các dạng dữ liệu đòi hỏi được chuyển dạng và thao tác theo một số cách để có thể tương thích với một hệ thống nhất định Ví dụ, các thông tin địa lý có giá trị biểu diễn khác nhau tại các tỷ lệ khác nhau (hệ thống đờng phố được chi tiết hoá trong file về giao thông, kém chi tiết hơn trong file điều tra dân số

và có mã bưu điện trong mức vùng) Trước khi các thông tin này được kết hợp với nhau, chúng phải được chuyển về cùng một tỷ lệ (mức chính xác hoặc mức chi tiết) Đây có thể chỉ là sự chuyển dạng tạm thời cho mục đích hiển thị hoặc cố định cho yêu cầu phân tích Công nghệ GIS cung cấp nhiều công cụ cho các thao tác trên dữ liệu không gian và cho loại bỏ dữ liệu không cần thiết

3.1.4.3 Quản lý dữ liệu:

Đối với những dự án GIS nhỏ, có thể lưu các thông tin địa lý dưới dạng các file đơn giản Tuy nhiên, khi kích cỡ dữ liệu trở nên lớn hơn và số lượng người dùng cũng nhiều lên, thì cách tốt nhất là sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS)

để giúp cho việc lưu giữ, tổ chức và quản lý thông tin Một DBMS chỉ đơn giản là một phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu

Có nhiều cấu trúc DBMS khác nhau, nhưng trong GIS cấu trúc quan hệ tỏ ra hữu hiệu nhất Trong cấu trúc quan hệ, dữ liệu được lưu trữ ở dạng các bảng Các

trường thuộc tính chung trong các bảng khác nhau được dùng để liên kết các bảng này với nhau Do linh hoạt nên cấu trúc đơn giản này được sử dụng và triển khai khá rộng rãi trong các ứng dụng cả trong và ngoài GIS

3.1.4.4 Hỏi đáp và phân tích:

Một khi đã có một hệ GIS lưu giữ các thông tin địa lý, có thể bắt đầu hỏi các câu hỏi đơn giản như:

+ Ai là chủ mảnh đất ở góc phố?

+ Hai vị trí cách nhau bao xa?

+ Vùng đất dành cho hoạt động công nghiệp ở đâu?

Và các câu hỏi phân tích như:

+ Tất cả các vị trí thích hợp cho xây dựng các toà nhà mới nằm ở đâu? + Kiểu đất ưu thế cho rừng sồi là gì?

+ Nếu xây dựng một đường quốc lộ mới ở đây, giao thông sẽ chịu ảnh hưởng như thế nào?

GIS cung cấp cả khả năng hỏi đáp đơn giản "chỉ và nhấn" và các công cụ phân tích tinh vi để cung cấp kịp thời thông tin cho những người quản lý và phân tích Các hệ GIS hiện đại có nhiều công cụ phân tích hiệu quả, trong đó có hai công cụ quan trọng đặc biệt:

3.1.4.4.1 Phân tích liền kề

+ Tổng số khách hàng trong bán kính 10 km khu hàng?

+ Những lô đất trong khoảng 60 m từ mặt đường?

Để trả lời những câu hỏi này, GIS sử dụng phương pháp vùng đệm để xác định mối quan hệ liền kề giữa các đối tượng

3.1.4.4.2 Phân tích chồng xếp

Chồng xếp là quá trình tích hợp các lớp thông tin khác nhau Các thao tác phân tích đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải được liên kết vật lý Sự chồng xếp

này, hay liên kết không gian, có thể là sự kết hợp dữ liệu về đất, độ dốc, thảm thực vật hoặc sở hữu đất với định giá thuế

3.1.4.5 Hiển thị

Với nhiều thao tác trên dữ liệu địa lý, kết quả cuối cùng được hiển thị tốt nhất dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ Bản đồ khá hiệu quả trong lưu giữ và trao đổi thông tin địa lý GIS cung cấp nhiều công cụ mới và thú vị để mở rộng tính nghệ thuật và khoa học của ngành bản đồ Bản đồ hiển thị có thể được kết hợp với các bản báo cáo, hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác (đa phương tiện)

3.1.5 Dữ liệu cho GIS

Những dữ liệu bản đồ nào là cần thiết? Nhìn chung có một số loại dữ liệu bản

đồ phổ biến sau:

Bản đồ nền: bao gồm các bản đồ đường phố, đường quốc lộ; đường ranh giới hành chính, ranh giới vùng dân cư; sông, hồ; mốc biên giới; tên địa danh và bản đồ raster

Bản đồ và dữ liệu thương mại: Bao gồm dữ liệu liên quan đến dân số/nhân khẩu, người tiêu thụ, dịch vụ thương mại, bảo hiểm sức khoẻ, bất động sản, truyền thông, quảng cáo, cơ sở kinh doanh, vận tải, tình trạng tội phạm

Bản đồ và dữ liệu môi trường: Bao gồm các dữ liệu liên quan đến môi trường, thời tiết, sự cố môi trường, ảnh vệ tinh, địa hình và các nguồn tài nguyên thiên nhiên

Bản đồ tham khảo chung: Bản đồ thế giới và quốc gia; các dữ liệu làm nền cho các cơ sở dữ liệu riêng

3.2 Giới thiệu về phần mềm nguồn mở (Open Source)

3.2.1 Khái niệm

Phần mềm nguồn mở (PMNM) là những phần mềm được cung cấp dưới cả dạng mã và nguồn, không chỉ là miễn phí về giá mua mà chủ yếu là miễn phí về bản quyền: người dùng có quyền sửa đổi, cải tiến, phát triển, nâng cấp theo một số nguyên tắc chung qui định trong giấy phép PMNM (ví dụ General Public Licence – GPL) mà không cần xin phép ai, điều mà họ không được phép làm đối với các phần

mềm nguồn đóng (tức là phần mềm thương mại) Nhìn chung, thuật ngữ “Open source” được dùng để lôi cuốn các nhà kinh doanh, một điều thuận lợi chính là sự miễn phí và cho phép người dùng có quyền “sở hữu hệ thống”

Nhà cung cấp phần mềm nguồn mở có quyền yêu cầu người dùng trả một số chi phí về các dịch vụ bảo hành, huấn luyện, nâng cấp, tư vấn, vv… tức là những dịch vụ thực sự đã thực hiện để phục vụ người dùng, nhưng không được bán các sản phẩm nguồn mở vì nó là tài sản của trí tuệ chung, không phải là tài sản riêng của một nhà cung cấp nào

Tiện ích mà Open Source mang lại chính là quyền tự do sử dụng chương trình cho mọi mục đích, quyền tự do để nghiên cứu cấu trúc của chương trình, chỉnh sửa phù hợp với nhu cầu, truy cập vào mã nguồn, quyền tự do phân phối lại các phiên bản cho nhiều người, quyền tự do cải tiến chương trình và phát hành những bản cải tiến vì mục đích công cộng

3.2.2 Lợi ích của phần mềm nguồn mở

Phần mềm có thể được sao chép hoàn toàn miễn phí, bạn hoàn toàn an tâm khi chia sẽ một chương trình tuyệt vời với bạn bè

Các định dạng file không hoàn toàn bị kiểm soát bởi một vài nhà cung cấp Điều gì sẽ xảy ra khi dữ liệu nằm trong một phần mềm độc quyền? Việc sử dụng một định dạng file độc quyền sẽ khiến bạn chỉ được dùng chương trình của một công ty Do yêu cầu công việc, bạn muốn sử dụng dữ liệu trên cho một ứng dụng khác nhưng chương trình bản quyền lại không cho phép Còn nếu như nhà cung cấp chấm dứt hổ trợ và ngưng việc nâng cấp sản phẩm, chắc chắn rằng dữ liệu của bạn

sẽ phải bỏ đi Với phần mềm bản quyền, chỉ có duy nhất nhà cung cấp có thể giải quyết vấn đề của bạn Nhưng với OpenSource thì hoàn toàn khác bạn có thể gặp nhiều nhà cung cấp làm vừa lòng mình, và dữ liệu của bạn sẽ trở nên có giá trị đối với những phần mềm dạng này

Hầu hết các sản phẩm Open Source đều có khả năng bảo mật tuyệt vời, khi một vết nứt được tìm thấy, nó thường được trám nhanh hơn phần mềm có bản quyền Các hệ thống Open Source, nhất là các hệ thống dựa trên UNIX, thường linh

hoạt đến khó tin nổi Bởi vì chúng được xây dựng từ nhiều khối thống nhất và được miêu tả cặn kẽ, rất dễ để bạn thay thế nhiều phần của hệ thống với phần có giao diện tương tự

Có một cộng đồng hỗ trợ lớn Không bị phụ thuộc vào một công ty nào

3.3 Giới thiệu về OGC (Open GIS Consortium) và OGIS (Open Geodata Interoperability Specification)

OGC là một tổ chức của các đại lý phần mềm, các cơ quan chính phủ, các viện nghiên cứu, các chuyên gia chuyên về xử lý địa lý đối với các hệ thống mở Dự án đầu tiên của tổ chức là phát triển Open Geodata Interoperability Specification (OGIS)

3.3.2 OGIS ( Open Geodata Interoperability Specification)

OGIS là tiêu chuẩn hỗ trợ các giải pháp “cho phép thể hiện dữ liệu địa lý” trên Web và các dịch vụ liên quan đến tọa độ địa lý và phù hợp với xu hướng phát triển của CNTT Các tiêu chuẩn này làm tăng thêm sức mạnh cho các nhà phát triển công nghệ nhằm thể hiện các dịch vụ liên quan đến thông tin không gian phức tạp thành các dịch vụ có thể dễ dàng truy cập và có ích với tất cả các loại ứng dụng

OpenGIS® là thương hiệu đăng ký của tổ chức quốc tế OGC Tiêu chuẩn OpenGIS® được phát triển thống nhất và duy nhất, hỗ trợ bởi OGC, nó cho phép chính phủ và các thành viên có được công nghệ xử lý dữ liệu địa lý một cách đồng

bộ dạng “cắm là chạy” (plug and play) OGC được hình thành từ đầu năm 1990 và

đến những năm 1997- 1998 đã phát triển ngày càng vững chắc và trở nên phổ biến với xu hướng toàn cầu hóa lan rộng trên toàn thế giới

3.3.3 Ưu điểm của OpenGIS®

Đối với nhà phát triển ứng dụng: có thể dễ dàng hơn trong việc xây dựng các phần mềm truy cập Geodata và tài nguyên Geoprocessing; sửa đổi các ứng dụng cho phù hợp với nhu cầu cụ thể của người dùng Có thể sử dụng lại mã nguồn của Geoprocessing

Đối với nhà quản lý thông tin: Linh hoạt hơn trong việc phân phối hoặc truy cập dữ liệu Geodata, cung cấp khả năng của Geoprocessing tới tận khách hàng Đối với người dùng cuối: Là người được hưởng lợi tối ưu nhờ truy cập nhanh chóng và dễ dàng đến một hệ thống thông tin rộng lớn có nhiều ứng dụng và khai thác thông tin gắn với không gian địa lý chính xác

3.4 Giới thiệucấu trúc website

3.4.1 Sơ đồ hoạt động của một website

HÌNH 7 Hình 3.5 Sơ đồ hoạt động của một website

Khi có yêu cầu phát sinh, Client gửi yêu cầu đến WebServer Nếu yêu cầu có liên quan đến bản đồ, WebServer chuyển yêu cầu đó đến MapServer xử lý.Tại MapServer, yêu cầu sẽ được phân loại và tùy thuộc vào loại yêu cầu mà MapServer gọi đến chương trình thực thi để thực hiện Chương trình thực thi trên MapServer truy cập vào cơ sở dữ liệu để lấy dữ liệu Trong quá trình truy cập, chương trình thực thi tham chiếu đến tập tin cấu hình bản đồ (config_mapfile) Dữ liệu lấy

về sẽ được chuyển 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

3.4.2 Tiềm năng của web được tích hợp GIS

Khả năng phân phối thông tin địa lý rộng rãi trên toàn cầu

Người dùng Intenet có thể truy cập đến các ứng dụng GIS mà không phải mua phần mềm Điều này giúp cho chúng ta tiết kiệm được chi phí đối với một hệ thống GIS bởi các phần mềm GIS hiện nay có giá thành rất cao

Đối với phần lớn người dùng không có kinh nghiệm về GIS thì việc sử dụng

sẽ đơn giản hơn là việc sử dụng các ứng dụng GIS loại khác

Cho phép thêm các chức năng GIS trong các ứng dụng chạy trên cơ sở mạng như thương mại, chính phủ, giáo dục Nhiều ứng dụng loại này chạy trên mạng cục

bộ như một phương tiện phân phối và sử dụng dữ liệu địa lý không gian (geospatial data)

3.4.3.2 Theo kỹ thuật

Thuần HTML (Pure HTML)

Thuật ngữ “thuầnHTML” dùng để chỉ những trang Website được tạo ra bằng cách sử dụng các khả năng của HTML, loại trừ việc dùng các phần mở rộng từ phía máy chủ (Serverside 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

HTML với các chương trình thực thi trên Server (HTML with Server Programs)

Trái ngược với giải pháp “thuần HTML”, đây là giải pháp tạo ra một trang HTMLWeb 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 textboxs, comboboxs, 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

Các giải pháp dựa trên JAVA (JAVA based solutions)

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 điểm 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

MapServer

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

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

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

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 3.2 Các chức năng của các loại dịch vụ máy chủ

Quản lý

dữ liệu Hiển thị

Phân tích và trả dữ liệu

Phân tích GIS

GISFunctionServer (X) (X) (X) X

BẢNG 7 3.4.4 Kiến trúc và các bước xử lý trong website

3.4.4.1 Kiến trúc

Dịch vụ web thông tin địa lý được xây dựng để cung cấp các dịch vụ về thông tin địa lý theo công nghệ web service Chính vì thế nên bất cứ website nào cũng phải thỏa mãn kiến trúc ba tầng thông dụng của một ứng dụng web Sau đó tùy thuộc vào từng loại công nghệ và các cách thức phát triển, mở rộng khác nhau mà Website sẽ trở thành n tầng khác nhau Kiến trúc 3 tầng của Website được mô tả như hình dưới bao gồm tầng trình bày, tầng giao dịch và tầng dữ liệu

HÌNH 8 Hình 3.6 Kiến trúc chung của một website

Tầng trình bày: Thông thường chỉ là các trình duyệt Internet Explorer,

Mozilla Firefox, Google Chrome để mở các trang web theo URL được định sẵn Các ứng dụng client có thể là một website, Applet, Flash,… được viết bằng các công nghệ theo chuẩn của W3C Các Client đôi khi cũng là một ứng dụng desktop tương tự như phần mềm MapInfo, ArcMap,…

Tầng giao dịch: thường được tích hợp trong một webserver nào đó, ví dụ

như Apache Tomcat, Internet Information Server Đó là một ứng dụng phía server nhiệm vụ chính của nó thường là tiếp nhận các yêu cầu từ client, lấy dữ liệu từ cơ sở

dữ liệu theo yêu cầu client, trình bày dữ liệu theo cấu hình định sẵn hoặc theo yêu cầu của client và trả kết quả về theo yêu cầu Tùy theo yêu cầu của client mà kết quả về khác nhau: có thể là một hình ảnh dạng bimap (jpeg, gif, png) hay dạng vector được mã hóa như SVG, KML, GML,…Một khi dạng vector được trả về thì việc trình bày hình ảnh bản đồ được đảm nhiệm bởi Client, thậm trí client có thể xử