Thiết kế cơ sở dữ liệu cho hệ thông tin địa lí về tài nguyên nước t

Mục tiêu và nội dung của Đe tài: a- M ục tiêu Nhằm bước đầu nghiên cứu cơ sờ lí thuyêt và côns nghệ đê tiến tới xây dựng một hệ thống GIS về nguyên nước, đề tài '‘Thiết kế cơ sở dữ liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

ĐÈ TÀI

T H IẾ T K É C O S Ở D Ử L IỆ U

C H O H Ệ T H Ô N G T IN Đ ỊA LÍ V È T À I N G U Y Ê N N Ư Ớ C

(Designing the GIS D atabase of W ater Infrastructures)

Mã số: Q G -0 2 -01

Đề tài nghiên cứu khoa học đặc biệt cấp Đại học Quốc gia Hà nội

C hủ trì đề tài : PG S T S N gu yễn Đ ình H óa

H o ^ - - c !3 I » a M r t I | V

' R U N G T Â M TI-, - Ĩ | N í H ư V i Ẽ N j

0T/ ~ịệrZ-_

HÀ NỘI - 2005

MUC LUC • •

PHẢN M Ở Đ Ầ U

Mục lụ c ii

Những người thực hiện đề tà i V Các kí hiệu và chữ viết tắ t vi

Danh mục các bàng vii

Danh mục các h ìn h viii

Báo các tóm tắt (tiếng Việt) ix

Project su m m ary xiv

NỘI DUNG CHÍNH M ơ Đ À U 1

1 Đặt vấn đ ề 1

1.1 M ục tiêu của đề tà i 1

1.2 Các nội dung nghiên c ứ u 3

2 T o n s quan tình hình nghiên cứu trong nước và neoài n ư ớ c 3

2.1 Trên thế g i o i 3

2.2 Ở V iệt n am 6

3 Thời gian, địa điểm, phương pháp luận và phương pháp nghiên c ứ u 7

3 1 Đ iều tra khảo s á t 7

3.2 Tìm hiếu các công cụ mã nguồn m ờ 8

CHƯƠNG 1 - CSDL CHO HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÍ TÀI NGUYÊN NƯỚC 10

1 Phân tích yêu c ầ u 10

3.1 M ục tiê u 10

3.2 Yêu cầu dữ liệ u 11

3.3 Yêu cầu j ữ liệu của “W ater Infrastructure Inventory System” 11

3.4 D ừ liệu tro:'-? CD "Vietnam Water Resources A tlas" 14

4 Thiết kế C SD L 15

4.1 Sơ đồ thực thể - liên h ệ 15

4.2 Lược đồ C S D L 18

4.3 Chuẩn h ó a 21

6 - Bảng operation 25

CHƯƠNG 2 - CẬP NHẬT CSDL T ự ĐỘNG QUA EMAIL 29

1 Phân tích yêu cầu 29

1.1 Các chức n ă n g 29

1.2 Các ưu điểm của giải pháp dựa trên em a il 30

1.3 Lựa chọn công n g h ệ 31

2 Thiết kế chương trìn h 32

2.1 Sơ đô chức n ă n g 33

2.2 Chi tiêt các chức n ã n g 35

3 Triển khai chương trìn h 38

3.1 Các mô đ u n 38

3.2 Các tham sô câu h ìn h 38

3.3 Các hàm tiện íc h 39

3.4 Một số thao tác cấu h ình 43

4 Khuôn mẫu tài liệu X M L 46

4.1 Lược đồ D T D 46

4.2 M ột thông điệp XML với các vấn tin 49

4.3 Tnrờnơ hợp gưi tệp đính kèm vào C SD L 50

5 Sư dụng chương trình dbrobot 51

5.1 Thêm bản e h i 51

5.2 Cập nhật biMig 53

5.3 Vấn tin s e le c t 53

5.4 Giư ảnh đính kèm đối tượng vào CSD L 55

5.5 Trane Web hiên thị dữ liệu 57

CHƯƠNG 3 - XẢY DỰNG HỆ THONG 59

1 Cài đặt hệ thống n ền 59

1.1 Cài đặt và cấu hình dịch vụ thư điện tử postfix 59

1.2 Khởi tạo cơ sở đữ liệu PosgreSQL cho hệ th ố n g 65

1.3 Cài đặt và cấu hình dịch vụ Web Apache 67

1.4 Các thông số cấu hình quan trọng của A p a ch e 68

2 Biên dịch và cài đặt chương trình dbrobot 72

2.1 Các bước cài đ ặ t 72

2.2 Cấu hình hệ thống 73

2.3 Trang Web hiển thị dữ liệu 74

KÉT LUẬN VÀ KIÉN N G H Ị 76

TÀI LIỆU THAM K H Ả O 79

PHỤ LỤC 81

1 Phụ lục A - Water Infrastructure Inventory System 81

2 Phụ lục B - Tài liệu Vietnam Environment Monitor 2003 - W ater 86

3 Phụ lục c - Dữ liệu trích từ Vietnam Water Resources A tla s 88

4 Phụ lục D - Các báo cáo khoa h ọ c 100

5 Phụ lục E - Danh sách các luận v ă n 125

TÓM TẮT

ĐÊ TÀI KHCN CẤP ĐHQGHN

•#

Tên Đề tài: Thiết k ế cơ s ở d ữ liệu cho hệ thông tin địa lí về tài nguyên nước

Mã số: QG - 02 -01

Chủ nhiệm đề tài: PGS TS Nguyễn Đình Hoá

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Công nghệ thông tin - ĐHQG HN

Cơ quan và cá nhân phối hợp thực hiện:

it Họ và tên Cơ quan

1 PGS TS Nguyễn Ngọc Thạch Khoa Địa lí, ĐHKHTN

9 TS Hoàng M inh Hiên Bộ Nông nghiêp và phát triên nông thôn

1 Mục tiêu và nội dung của Đe tài:

a- M ục tiêu

Nhằm bước đầu nghiên cứu cơ sờ lí thuyêt và côns nghệ đê tiến tới xây dựng một hệ thống GIS về nguyên nước, đề tài '‘Thiết kế cơ sở dữ liệu cho hệ thòne tin địa lí về tài nguvên nước:' đặt mục tiêu thiêt kế hệ thống CSDL của hệ tliòns tin địa lí GIS nhàm mục tiêu lưu trữ bền vững và khai thác có hiệu quả kho

dừ liệu về tài nguyên nước, phục vụ nhiều người dùng, nhiều mục tiêu Hệ CSDL các dữ liệu CO' bản này sẽ phục vụ cho việc xây dựne các hệ thống GIS mục đích ehune ciới thiệu đến cộn.e đồns naười dùng đôna đảo các hiêu biêt chune cần

IX

thiết để nâng cao ý thức về bảo vệ thiên nhiên, bảo vệ môi trường Nó cũng có thể dùng để tham khảo khi cần các số liệu khái quát phục vụ một số ứng dụng thực tiễn Đây không phải là một CSDL chuyên đề, định hướng cho một ứng dụng cụ

thể, đòi hỏi các dữ liệu chuyên sâu chi tiết

b- Nội dung

Nghiên cứu triển khai

- Điều tra khảo sát yêu cầu về lưu trữ thông tin cơ bản của một GIS về tài nguyên nước, vận dụng cho thực tiễn Việt Nam

- Phân tích thiết kế khung CSDL cho hệ thống

- Xây dựng các mô đun phần mềm thực hiện chức năng cập nhật CSDL từ

xa qua Email

- Tìm hiểu các công nghệ liên quan để triển khai hệ thống thứ nghiệm,

Tìm hiếu và nghiên cứu lí thuyết

- Xử lí dữ liệu không gian

- XML và cơ sở dữ liệu trên nền dịch vụ Web

2 Kết quả:

a - K ết quả khoa học:

- Bán đặc tả các mục dữ liệu cần thiết cho hệ thông tin địa lí về tài nguyên nước cẩn thiết cho nhiều ứng dụng khác nhau; ý nghĩa thực tê của những dừ liệu ấy mối licn quan giữa các trườna, dữ liệu

- Phân tích thiết kế khung CSDL: Xây dựng sơ đồ thục thể-liên hệ và lược đồ CSDL cho hệ thông tin địa lí

- Các mô đun phần mềm đê xây dựng hệ thống cập nhật dữ liệu từ xa qua email

Hệ thống cập nhật CSDL từ xa dựa trên email sẽ có các chức năne và tính năn2 sau :

- Đây là hệ thống tự động, người sử dụng gửi email chứa các yêu cầu truv cập CSDL trực tiếp tới máy chủ và các giao dịch được thực hiện, không có sự tham sia của người trung gi.a-i

X

- Người sử dụng gửi yêu càu truy cập CSDL qua thư điện tử, dùng bất kì phần mềm thư điện tử nào, từ bất kì đâu.

- Giao tiếp người sử dụng với hệ thống thông qua một địa chỉ thư điện tử

thông thường, ví dụ địa chi nhận thư là dbm ail@ gis-iti.vnu.edu.vn Hệ thống tiếp nhận yêu cầu thực hiện truy vấn CSDL và gửi báo cáo kết quả trả lại cho người gửi cũng qua email

- Trao đổi dừ liệu với CSDL sử dụng chuẩn XML Nội dung các thông điệp e-mail là một tài liệu XM L, được điền đúng khuôn mẫu Các thẻ XML cho phép thế hiện rõ ý nghĩa của từng mục đữ liệu gói kèm nó

- Thông điệp e-mail có thể có tệp đính kèm là hình ảnh, bàn vẽ

- Hệ thống cho phép thực hiện tất cả các giao dịch CSDL qua các vấn tin SỌL thông thường,

- Hệ thống có các chức năng xác thực người đùng, kiểm tra quyền truy cập

b - K ết quả ứng dụng:

Hệ thống là bản mẫu thử nghiệm Chưa có triển khai ứng dụng thực tiễn

c - K ết quả đào tạo:

Các luận văn đã tiến hành trong khuôn khổ các nghiên cứu của đề tài và đã báo vệ thành công:

- 01 luận văn cao học và

- 04 luận vãn tốt nghiệp đại học

Luận vân cao học:

Đơn vị đào tạo: K hoa Toán-Tin, Trường ĐHKHTN- ĐHQG HN

Họ tên học viên: Trần Phương Chi

Tên đề tài: “Các đôi tượng hình học trone hệ thône tin địa lí-GIS"

Đã bảo vệ: 12/2003

Khoá luận tốt nghiệp:

Lương Thái Lê, 2002: “Cập nhật CSDL từ xa qua email"

Nguyễn Thị Thuý 2003: "Tương quan XML và CSDL"

XI

Trần Anh Tú, 2003, “gửi tệp đính kèm qua Email vào CSDL”

Chu Tú Anh, 2003, “WAP và cập nhật CSDL từ xa”

* d - K ết quả công bố:

1- Tham gia hội nghị khoa học quốc tế “International Symposium on

Geoinformatics fo r Spatial-Infrastructure Development in Earth and Allied

Science”, GIS-IDEAS lần thứ nhất tại Hà Nội 25-28/09/2002.

Trưng bày áp phích (poster): Design GIS Database o f Water Resources 2- Tham gia hội nghị khoa học quốc tế “The Regional Conference on Digital G M S”, tổ chức bởi: Greater Mekong Subregion Academic and Research Network and Asean Foundation, tại AIT, Bangkok, Thailand, 26-28/02/2003, CÓ báo cáo

Tên báo cáo: Nguyễn Đình Hoá, “An Em ail Robot fo r Collecting Data and

Application in Water Resource Inventory S ystem ”, trang 161-164 trong

Proceedings của hội nghị

3- Bài viết: Đỗ Ngọc Minh, “Xây dựng ứng dụng WAP với IỈS và A SP”, PC World Vietnam 12/2003

Họp tác quốc tế

- Tham gia thành lập và là hội viên của Hội địa tin học Nhật Việt - JVGC - Japan Vietnam G eoinform atics Consortium

- Tham gia vào ban tổ chức hội nghị GIS-IDEAS, lần thứ nhất tại Hà Nội 25-28/09/2002 và ban tổ chức hội nghị GIS-IDEAS, lần thứ hai, Ha Nội, 16- 18/09/2004

- Trao đổi quốc tế với các GS tại một số cơ sở khoa học Nhật bản

A ssoc.Prof.Dr V RAGHAVAN, Media Center, OSAKA CITY University Japan

Prof M am oru SHIBAYAM A, The Center for Southeast Asian Studies, Kyoto University, Japan

XII

Assoc.Prof.Dr s HERATH, IIS, University o f Tokyo, Japan.

3 Tình hình s ử dụng kỉnh phí:

' Kinh phí được cấp: 60.000.000 VNĐ

Nội dung chi:

Tông cộng 60.000.000

x i i i

PROJECT SUMMARY

Project name: D esigning the GIS Database o f Water Infrastructures

Project code : QG - 02 -01

Project coordinator : Assoc Prof Dr Nguyễn Đình Hoá

Implementing institution : Infomation Technology Institute - VNUH

With the participation o f :

tt Name Organization

1

1

Assoc.Prof Dr Nguyên

Ngọc Thạch

Faculty o f Geography College o f Science - VNUH

2 Dr Hoàng M inh Hiên Ministry o f Agricuture and Rural

Development

3 Mr Phan Thê Hùng Infomation Technology Institute - VNUH

4 Mr Phạm Văn Hải Infomation Technology Institute - VNUH

5 Mr Đỗ Ngọc M inh Infomation Technology Institute - VNƯH

6 Ms Bùi Thị Đông Infomation Technology Institute - VNƯH

8 Mr Vũ Quôc Việt Infomation Technology Institute - VNUH

1 Objectives and Contents:

a- Objectives

Design the database schema o f the GIS o f water infrastructures for consistent storages and effective exploitations of the data in various application areas

XIV

b- Contents

Implementation researches

- Specification o f requirements o f data storages for the GIS o f water

Infrastructures Analysis and design the database schema.

- Development o f the functional module for remote update the database tables through email messages

- Implementing the test

Theoretical reseaarches

- Data exchanges and synchronization between the GIS sites in the Internet

- Handle the spacial data

2 Results obtained:

a - Results in sciencetific researches:

- The list o f data items need to be stored in the GIS o f water resources with explanation o f practical meaning and the relationship between data fields

- Analysis and design o f the database schema: the entities - relationship diagram and the overall database schemal

Develop the email robot software module with the following characteristics and features: The input to the module is an email message in the form o f a XML document containing data items and marked tags The program parses the content

of inessaae, formulates SQL queries and send to the database m anagement system Then the system send back the report o f queries executions to system

administrator and sender through email Especially, the system is capable o f handle the attachem ent to email (bv example: pictures, documentation .), to insert

it into a separate table in the database and linked to relevant objects

b - Results in applications:

The system has been just tested for functions The real world application not

be implemented yet

XV

c - Result in educations'.

Thesis relying upon the research activities in the project had been

successfully upholded:

- 01 master thesis

- 04 bachelor thesis

d - P ublications:

1- The “International Symposium on Geoinformatics fo r Spatial-

Infrastructure D evelopm ent in Earth and Allied Science", the 1st GIS-IDEAS

Hanoi 25-28/09/2002

Poster session: Design GIS Database o f W ater Resources

2- “The Regional Conference on Digital GM S’\ organized by the Greater Mekong Subregion Academic and Research Network and Asean Foundation, at

the AIT, Bangkok, Thailand, 26-28/02/2003,

Presentation: Nguyễn Đình Hoá, “An Em ail Robot for Collecting Data and

Application in Water Resource Inventory System ", Proceedings o f the

Conference, p 161-164

3- Paper in Vietnamese: Đỗ Ngọc Minh, “Xây dựng ứna dụn2 WAP với IIS

và A SP” PC W orld Vietnam 12/2003

3 Budget used:

Budget allocated : 60.000.000 VNĐ

details o f expenses:

(in VND)

XV]

3 Semina and Conference 5.000.000

Total 60.000.000

xvi i