XÂY DỰNG ỨNG DỤNG WEBGIS TRA CỨU THÔNG TIN HÀNH CHÍNH TỈNH TÂY NINH

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU 1 1.Lý do chọn đề tài 1 2.Nội dung nghiên cứu 3 3.Phương pháp nghiên cứu 4 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIS VÀ WEBGIS 5 1.1 Giới thiệu công nghệ GIS 5 1.1.1 Định nghĩa GIS 5 1.1.2 Các thành phần cơ bản trong GIS 6 1.1.3 Chức năng và ứng dụng của GIS 13 1.2 WebGIS công nghệ GIS qua mạng 15 1.2.1 Khái niệm về WebGIS 15 1.2.2 Kiến trúc WebGIS 16 1.2.3 Xây dựng WebGIS Server và WebGIS Client 18 1.3 Giải pháp mã nguồn đóng và mã nguồn mở 22 1.3.1 Giải pháp mã nguồn đóng 22 1.3.2 Giải pháp mã nguồn mở 23 1.3.3 Phần mềm máy chủ GeoServer 26 CHƯƠNG 2 : XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU 29 2.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu 29 2.1.1 Hiện trạng 30 2.2 Thiết kế ………………………………………………………………………..30 2.2.1 Thiết kế kiến trúc 30 2.2.2 Thiết kế cơ sở dữ liệu 30 2.2.3 Thiết kế lớp bản đồ với Udig 31 2.3 Hệ quản trị CSDL PostgreSQL 33 2.3.1 Giới thiệu 33 2.3.2 Thiết kế cơ sở dữ liệu trong postgreSQL 36 CHƯƠNG 3 : XÂY DỰNG ỨNG DỤNG WEBGIS 39 3.1 Giới thiệu về hệ thống 39 3.2 Thiết kế chức năng 39 3.3 Máy chủ GeoServer 40 3.3.1 Khái quát về GeoServer 40 3.3.2 Mô hình hoạt động 41 3.3.3 Sử dụng GeoServer làm máy chủ cho bản đồ 45 3.4 Hiện thị bản đồ lên Web 48 3.4.1 Giới thiệu về Openlayers 48 3.4.2 Sử dụng OpenLayer tạo bản đồ 48 3.5 Xây dựng giao diện 52 3.5.1 Giao diện chính 52 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 54 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

XÂY DỰNG ỨNG DỤNG WEBGIS TRA CỨU

THÔNG TIN HÀNH CHÍNH TỈNH TÂY NINH

Hà Nội - 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

SINH VIÊN:NGUYỄN THỊ KIM THANH

XÂY DỰNG ỨNG DỤNG WEBGIS TRA CỨU

THÔNG TIN HÀNH CHÍNH TỈNH TÂY NINH

Chuyên ngành: Công nghệ thông tin

Mã ngành:

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: T.S Nguyễn Long Giang

Hà Nội - 2016

LỜI CAM ĐOAN

Em tên là:Nguyễn Thị Kim Thanh, sinh viên lớp DH2C1 – Khoa Công nghệthông tin - Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội

Em xin cam đoan toàn bộ nội dung của đồ án do em tự học tập, nghiên cứutrên Internet, sách và các tài liệu trong và ngoài nước có liên quan Không sao chéphay sử dụng bài làm của bất kỳ ai khác, mọi tài liệu đều được trích dẫn cụ thể

Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan của mình trước QuýThầy Cô, Khoa và Nhà trường

Hà Nội, ngày 27 tháng 05 năm 2016

Người cam đoan

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

GIS Geographic Information System Hệ thống thông tin đại lý

GML Geographic Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu địa lý

XML eXtensible Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng

WMS Web Map Service Dịch vụ cung cấp bản đồ

WFS Web Feature Service Dịch vụ tính năng Web

WCS Web Coverage Service Dịch vụ bảo đảm Web

SLD Styled Layer Descriptor Mô tả kiểu lớp

KML Keyhole Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu Keyhole

SOAP Simple Object Access Protocol Giao thức truy cập đối tượng đơn

giản

SVG Scalable Vector Graphics Chuẩn đồ họa Vector

RDBMS Relational database management Cơ sở dữ liệu quan hệ

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC HÌNH ẢNH

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập tại trường Đại học Tài nguyên và Môi trường

Hà Nội em đã được các thầy cô chỉ bảo tận tình Không chỉ là những kiến thứcchuyên môn, chuyên ngành, đó còn là những chia sẻ, những kinh nghiệm, kỹ năngsống Tất cả những điều đó thực sự là những hành trang quý báu, làm nền tảng để

em có thể đương đầu với những thử thách, khó khăn khi bước vào một môi trườngmới đầy cạnh tranh ngoài xã hội

Em xin cám ơn thầy cô, những người đã tận tình truyền đạt cho em những trithức, kinh nghiệm quý báu của mình Em xin gửi lời cảm ơn đến những thầy côtrong Khoa Công nghệ Thông tin và Viện Hàn Lâm Khoa Học &Công nghệ ViệtNam

Em xin chân thành cảm ơn T.S Nguyễn Long Giang người đã tạo điều kiện,tận tình hướng dẫn, đóng góp ý kiến và chỉ bảo em trong suốt quá trình thực hiện đềtài

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trìnhthực hiện Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Kim Thanh

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống thông tin đặc biệt với cơ sở

dữ liệu gồm những đối tượng, những hoạt động hay những sự kiện phân bố trongkhông gian được biểu diễn như những điểm, đường, vùng trong hệ thống máy tính.GIS xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đường, vùng phục vụ cho những hỏi đáp vàphân tích đặc biệt

Như vậy, GIS là hệ thống thích hợp nhất để cung cấp thông tin tổng quan vềhiện trạng cơ sở hạ tầng được triển khai mang tính không gian địa lý Đặc biệt làtrong việc quản lý quy hoạch và sử dụng hợp lý không gian biển, GIS sẽ mang đếncho cán bộ quản lý những thông tin toàn diện về hiện trạng gắn với vị trí địa lý.Trong khi đó, bằng các phương pháp khác như bảng biểu, đồ thị, sơ đồ hoặc bản đồgiấy để quản lý quy hoạch không gian biển thì sẽ gặp nhiều hạn chế khác nhautrong việc cập nhật, thống kê báo cáo thông tin Điều này đặt vấn đề làm thế nào đểđưa bản đồ và thông tin thuộc tính lên web để lưu trữ và hiển thị thông tin một cách

dễ dàng

Công nghệ web và hệ thống thông tin địa lý ngày càng phát triển đòi hỏi việcxem bản đồ trên Internet được chú trọng Sự kết hợp giữa công nghệ web và hệthống thông tin địa lý tạo thành WebGIS đáp ứng yêu cầu trên

WebGIS trong thời gian gần đây phát triển mạnh mẽ và theo xu hướng phổbiến, không chỉ hiển thị được dạng thông tin thuần túy mà nó còn hiển thị thông tinkhông gian hữu ích cho người sử dụng

Với đề tài “Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng WebGIS dựa trên mã nguồn mở”,

em đã xây dựng trang WebGIS sử dụng bản đồ hành chính Tỉnh Tây Ninh để đưabản đồ lên Web với 1 số chức năng cơ bản

Hình a:Bản đồ Tỉnh Tây NinhHạn chế của bản đồ trên:

 Chỉ là một tấm ảnh tĩnh, mang tính chất đại khái

 Không gian chật hẹp, khó thể hiện hết các địa điểm cần thiết cho người xem Nhưngnếu làm tấm ảnh lớn thì người xem rất khó quan sát

WebGIS được phát triển từ những hạn chế và nhu cầu thực tế nói trên VớiWebGIS người dùng có thể tìm kiếm địa điểm, xem thông tin một cách dễ dàng,tiện lợi

Các tính năng, tiện ích mà WebGIS mang lại là rất lớn:

 Tính năng cơ bản của bản đồ số cần phải có: phóng to, thu nhỏ, kéo thả,

 Giới thiệu thông tin các địa điểm như: mã huyện, hành chính,diện tích,…

 Giao diện thân thiện, dễ sử dụng,

Một số trang Bản đồ số quen thuộc và thông dụng:

 Google Maps: http://maps.google.com

 Bing Map: http://www.bing.com/maps/

 Vietbando: http://www.vietbando.com/maps/

 Diadiem: http://www.diadiem.com/

Hình b - Google Map

2 Nội dung nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu xây dựng một hệ thống WebGIS sử dụng cáccông cụ mã nguồn mở Trong đó WebGIS server sử dụng GeoServer Phía clientdùng để tương tác với bản đồ dùng OpenLayers Hệ quản trị cơ sở dữ liệu khônggian sử dụng PostgreSQL + PostGIS WebGIS server tương tác với cơ sở dữ liệukhông gian lấy về dữ liệu không gian sau đó cung cấp các dịch vụ bản đồ

WebGIS client cho phép hiển thị bản đồ và thao tác trên bản đồ thông quacác dịch vụ mà WebGIS server cung cấp Hệ quản trị cơ sở dữ liệu không gian quản

lý dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của các đối tượng cần quản lý

Xây dựng tập các công cụ hỗ trợ quản lý và khai thác bản đồ:

 Hiển thị bản đồ

 Tương tác bản đồ

 Xem thông tin các đối tượng trên bản đồ

3 Phương pháp nghiên cứu

a Tìm hiểu về hệ thống thông tin địa lý GIS Các vấn đề cần quan tâm:

• GIS và chuẩn OpenGIS

• Hệ quản trị CSDL không gian hỗ trợ GIS (PostgreSQL + PostGIS)

• Phần mềm phía server cho WebGIS (GeoServer)

• Phần mềm phía client (OpenLayers)

b Cài đặt chương trình

Sử dụng các công cụ và phần mềm sau:

• MapInfo Professional 12.0 dùng cho việc số hóa bản đồ

• PostgreSQL 95 - Hệ quản trị CSDL quan hệ nguồn mở

• PostGIS 2.0 for PostgreSQL 9.5 - Plugin bổ sung khả năng quản lý dữ liệu khônggian cho PortgreSQL 9.5

• GeoServer - Phần mềm máy chủ nguồn mở viết bằng Java cho phép người dùngchia sẻ và chỉnh sửa dữ liệu không gian địa lý

• OpenLayers - Một thư viện JavaScript thuần dùng để hiển thị dữ liệu bản đồ tronghầu hết các trình duyệt web hiện đại và không phụ thuộc phía máy chủ

• Adobe Dreamweaver: Hỗ trợ viết code, thiết kế giao diện

1.1 Giới thiệu công nghệ GIS

Hệ thống thông tin địa lý (Geographical Information System) gọi tắt là GISđược hình thành vào những năm 1960 và phát triển rộng rãi trong 10 năm lại đây.Ngày nay GIS là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế, xã hội,quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới, đánh giá được hiện trạng của các quá

trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản

lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các dữ liệu địa lý đầu vào

1 Định nghĩa GIS

Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về GIS nhưng tất cả đều có điểm giốngnhau như: bao hàm khái niệm về dữ liệu không gian, phân biệt giữa hệ thông tinquản lý và GIS Về khía cạnh bản đồ học thì GIS là kết hợp của lập bản đồ trợ giúpmáy tính và công nghệ cơ sở dữ liệu So với bản đồ thì GIS có lợi thế là lưu trữ dữliệu và biểu diễn chúng thành hai công việc tách biệt nhau Do vậy GIS cho khảnăng quan sát dữ liệu từ nhiều góc độ

GIS là một hệ thông tin có khả năng thu thập, cập nhật, phân tích và quản trị,biểu diễn dữ liệu địa lý phục vụ giải quyết các bài toán ứng dụng có liên quan đến

vị trí địa lý trên bề mặt trái đất hoặc được định nghĩa như là một hệ thông tin vớikhả năng truy nhập, tìm kiếm, phân tích, xử lý và truy xuất dữ liệu địa lý nhằm hỗtrợ cho công tác quản lý, quy hoạch và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môitrường

Theo Viện nghiên cứu Hệ thống Môi trường ESRI, Mỹ thì GIS là công cụ

trên cơ sở máy tính để lập bản đồ và phân tích những cái đang tồn tại và các sự kiệnxảy ra trên Trái đất Công nghệ GIS tích hợp các thao tác CSDL như truy vấn vàphân tích thống kê với lợi thế quan sát và phân tích thống kê trên bản đồ Các khảnăng này giúp phân biệt với các hệ thông tin khác

Theo David Cowenm NCGIA, Mỹ thì GIS là hệ thống phần cứng, phần

mềm và các thủ tục được thiết kế để thu thập, quản lý, xử lý, phân tích, mô hình hóa

và hiển thị dữ liệu quy chiếu không gian để giải quyết các vấn đề quản lý và lập kếhoạch phức tạp

Độ phức tạp của thế giới thực vốn không giới hạn, càng quan sát thế giới gầnhơn thì càng thấy được chi tiết hơn, phức tạp hơn và dữ liệu lưu trữ sẽ tiến dần về

vô hạn Do vậy, để lưu trữ được dữ liệu không gian thế giới thực vào máy tính thìphải giảm số lượng dữ liệu là bằng cách đơn giản hóa hay trừu tượng hóa

Hình 1.1 - Mô phỏng hệ thống thông tin địa lýCông nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường (như cấutrúc hỏi đáp) và cho phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, phân tích các sự kiện,

dự đoán tác động và hoạch định chiến lược Những khả năng này là sự phân biệtcủa GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụngrộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau

1.1.1 Các thành phần cơ bản trong GIS

GIS bao gồm các thành phần sau: phần cứng, phần mềm, cơ sở dữ liệu, conngười và phương thức tổ chức

Hình 1.2 - Mô phỏng các thành phần cơ bản trong GIS

a Phần cứng

Phần cứng bao gồm máy vi tính (computer), máy vẽ (plotters), máy in(printer), bàn số hoá (digitizer), thiết bị quét ảnh (scanners), các phương tiện lưu trữ

số liệu (Floppy diskettes, optical cartridges, C.D ROM v.v )

Hình 1.3 - Các hợp phần thiết yếu cho công nghệ GIS

 Bộ xử lý trung tâm (CPU)

Bộ xử lý trung tâm hay còn gọi là CPU, là phần cứng quan trọng nhất củamáy vi tính CPU không những thực hành tính toán trên dữ liệu, mà còn điều khiểnsắp đặt phần cứng khác, CPU cần thiết cho việc quản lý thông tin theo sau thôngqua hệ thống Mặc dù bộ vi xử lý hiện đại rất nhỏ chỉ khoảng 5mm2 - nó có khảnăng thực hiện hàng ngàn, hoặc ngay cả hàng triệu thông tin trong một giây (theCyber 250 “máy vi tính siêu hạng”) có thể thực hiện 200 triệu thông tin trên giây

 Bộ nhớ trong (RAM)

Tất cả máy vi tính có một bộ nhớ trong mà chức năng như là “không gianlàm việc” cho chương trình và dữ liệu Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (RAM) này cókhả năng giữ 1 giới hạn số lượng dữ liệu ở một số hạng thời gian (ví dụ, hệ điềuhành MS - DOS mẫu có 640Kb ở RAM) Điều này có nghĩa nó sẽ ít có khả năngthực hiện điều hành phức tạp trên bộ dữ liệu lớn trong hệ điều hành

 Bộ sắp xếp và lưu trữ ngoài (diskette, harddisk, CD-ROM)

Băng có từ tính được giữ không những trong cuộn băng lớn (giống trongcuộn băng máy hát đĩa) mà còn trong cuộn băng nhỏ (giống như cuốn băng đượcdùng trong máy hát nhạc) Thuận lợi của dây băng có từ tính là nó có thể lưu trữ

một số lượng lớn dữ liệu (ví dụ toàn bộ Landsat MSS đòi hỏi 8MB của khả nănglưu trữ trên một băng) Sự gia tăng khả năng lưu trữ thực hiện bằng các đĩa có từtính Các đĩa cứng với khả năng lưu trữ rất lớn (được sử dụng trên PCs phổ biến 20hoặc 30Mb) mà còn ở các đĩa mềm với khả năng giới hạn (2.25 inch, với 360Kbhoặc 1.2 Mb hay 3.5inch với 720Kb hoặc 1.4Mb) Đĩa cứng thông thường được sửdụng cho lưu trữ tạm thời mà thông qua quá trình xử lý, sau khi dữ liệu được gántrong đĩa floppy hoặc dây băng có từ tính.

 Các bộ phận dùng để nhập dữ liệu (INPUT DEVICES)

- Digitizer

Bảng số hoá bản đồ bao gồm 1 bảng hoặc bàn viết, mà bản đồ được trải rộng

ra, và 1 cursor có ý nghĩa của các đường thẳng và các điểm trên bản đồ được định

vị Trong toàn bộ bàn số hoá việc tổ chức được ghi bởi phương pháp của một cộtlưới tốt đã gắn vào trong bảng Dây tóc của cursor phát ra do sự đẩy của từ tính điện

mà nó được tìm thấy bởi cột lưới sắt và được chuyển giao đến máy vi tính như mộtcặp tương xứng (mm trên 1 bảng XY hệ thống tương hợp) Hầu như các cursorđược vừa vặn với 4 hoặc nhiều nút cho việc chuyển các tín hiệu đặc biệt cho việcđiều khiển chương trình, ví dụ để chỉ ra điểm cuối của đường thẳng Các bảng sốhoá (digitizer) hiện nay có kích thước thay đổi từ bảng nhỏ 27cmx27cm đến bảnglớn 1mx1.5m

Hình 1.4 - Bảng số hóa (Digitizer)

- Scanner

Máy quét scanner sẽ chuyển các thông tin trên bản đồ tương xứng 1 cách tựđộng dưới dạng hệ thống raster Một cách luân phiên nhau, bản đồ có thể được trảirộng ra trên bàn mà đầu scanning di chuyển trong 1 loạt đường thẳng song songnhau Các đường quét (scan) phải được vector hoá trước khi chúng được đưa vào hệthống cơ sở dữ liệu vector

Hình 1.5 - Máy quét (Scanner)

- Các bộ phận để in ấn (OUTPUT DEVICES)

+ Máy in (printer)

Là bộ phận dùng để in ấn các thông tin, bản đồ, dưới nhiều kích thước khácnhau tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng, thông thường máy in có khổ từ A3 đếnA4 Máy in có thể là máy màu hoặc trắng đen, hoặc là máy in phun mực, Laser,hoặc máy in kim

Hình 1.6 - Máy in+ Máy vẽ (plotter)

Đối với những yêu cầu cần thiết phải in các bản đồ có kích thước lớn, thườngmáy in không đáp ứng được mà ta phải dùng đến máy Plotter (máy vẽ) Máy vẽthường có kích thước của khổ A1 hoặc A0

Hình 1.7 - Máy vẽ

b Phần mềm

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

- Nhập và kiểm tra dữ liệu (Data input): Bao gồm tất cả các khía cạnh về

biến đổi dữ liệu đã ở dạng bản đồ, trong lĩnh vực quan sát vào một dạng số tươngthích Ðây là giai đoạn rất quan trọng cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý

- Lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu (Geographic database): Lưu trữ và quản

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

- Xuất dữ liệu (Display and reporting): Dữ liệu đưa ra là các báo cáo kết quả

quá trình phân tích tới người sử dụng, có thể bao gồm các dạng: bản đồ (MAP),bảng biểu (TABLE), biểu đồ, lưu đồ (FIGURE) được thể hiện trên máy tính, máy

in, máy vẽ,

- Biến đổi dữ liệu (Data transformation): Biến đổi dữ liệu gồm hai lớp điều

hành nhằm mục đích khắc phục lỗi từ dữ liệu và cập nhật chúng Biến đổi dữ liệu cóthể được thực hiện trên dữ liệu không gian và thông tin thuộc tính một cách táchbiệt hoặc tổng hợp cả hai

- Tương tác với người dùng (Query input): Giao tiếp với người dùng là yếu

tố quan trọng nhất của bất kỳ hệ thống thông tin nào Các giao diện người dùng ởmột hệ thống tin được thiết kế phụ thuộc vào mục đích của ứng dụng đó

Các phần mềm tiêu chuẩn và sử dụng phổ biến hiện nay trong khu vực Châu

Á là ARC/INFO, MAPINFO, ILWIS, WINGIS, SPANS, IDRISIW, Hiện nay córất nhiều phần mềm máy tính chuyên biệt cho GIS, bao gồm các phần mềm nhưsau:

• Phần mềm dùng cho lưu trữ, xử lý số liệu thông tin địa lý: ACR/INFO, SPAN,ERDAS-Imagine, ILWIS, MGE/MICROSTATION, IDRISIW, IDRISI, WINGIS,

• Số liệu Vector: được trình bày dưới dạng điểm, đường và diện tích, mỗi dạng có liên

quan đến 1 số liệu thuộc tính được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu

• Số liệu Raster: được trình bày dưới dạng lưới ô vuông hay ô chữ nhật đều nhau, giá

trị được ấn định cho mỗi ô sẽ chỉ định giá trị của thuộc tính Số liệu của ảnh vệ tinh

và số liệu bản đồ được quét (scanned map) là các loại số liệu Raster

- Cơ sở dữ liệu bản đồ: là những mô tả hình ảnh bản đồ được số hoá theo

một khuôn dạng nhất định mà máy tính hiểu được Hệ thống thông tin địa lý dùng

cơ sở dữ liệu này để xuất ra các bản đồ trên màn hình hoặc ra các thiết bị ngoại vikhác như máy in, máy vẽ

- Dữ liệu thuộc tính (Attribute): được trình bày dưới dạng các ký tự hoặc số,

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

Trong các dạng số liệu trên, số liệu Vector là dạng thường sử dụng nhất Tuynhiên, số liệu Raster rất hữu ích để mô tả các dãy số liệu có tính liên tục như: nhiệt

độ, cao độ và thực hiện các phân tích không gian (Spatial analyses) của số liệu.Còn số liệu thuộc tính được dùng để mô tả cơ sở dữ liệu

Có nhiều cách để nhập số liệu, nhưng cách thông thường nhất hiện nay là sốhoá (digitizing) bằng bàn số hoá (digitizer), hoặc thông qua việc sử dụng máy quétảnh (Scanner)

d Con người

Đây là một trong những hợp phần quan trọng của công nghệ GIS, đòi hỏinhững chuyên viên hướng dẫn sử dụng hệ thống để thực hiện các chức năng phântích và xử lý các số liệu Đòi hỏi phải thông thạo về việc lựa chọn các công cụ GIS

để sử dụng, có kiến thức về các số liệu đang được sử dụng và thông thạo, hiểu cáctiến trình đang và sẽ thực hiện

e Phương thức tổ chức

Ðây là hợp phần rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệthống, là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS Hệthống GIS cần được điều hành bởi một bộ phận quản lý, bộ phận này phải được bổnhiệm để tổ chức hoạt động hệ thống GIS một cách có hiệu quả, phục vụ người sửdụng thông tin

Để hoạt động thành công, hệ thống GIS phải được đặt trong 1 khung tổ chứcphù hợp và có những hướng dẫn cần thiết để quản lý, thu thập, lưu trữ và phân tích

số liệu, đồng thời có khả năng phát triển được hệ thống GIS theo nhu cầu Hệ thốngGIS cần được điều hành bởi 1 bộ phận quản lý, bộ phận này phải được bổ nhiệm để

tổ chức hoạt động hệ thống GIS một cách có hiệu quả để phục vụ người sử dụngthông tin Trong quá trình hoạt động, mục đích chỉ có thể đạt được và tính hiệu quảcủa kỹ thuật GIS chỉ được minh chứng khi công cụ này có thể hỗ trợ những người

sử dụng thông tin để giúp họ thực hiện được những mục tiêu công việc Ngoài raviệc phối hợp giữa các cơ quan chức năng có liên quan cũng phải được đặt ra, nhằmgia tăng hiệu quả sử dụng của GIS cũng như các nguồn số liệu hiện có

Như vậy, trong 5 hợp phần của GIS, hợp phần phương thức tổ chức đóng vaitrò rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, đây là yếu tố quyếtđịnh sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS

Trong phối hợp và vận hành các hợp phần của hệ thống GIS nhằm đưa vàohoạt động có hiệu quả kỹ thuật GIS, 2 yếu tố huấn luyện và phương thức tổ chức là

cơ sở của thành công Việc huấn luyện các phương pháp sử dụng hệ thống GIS sẽcho phép kết hợp các hợp phần: (1) Phần cứng, (2) Phần mềm, (3) Con người và (4)

Cơ sở dữ liệu với nhau để đưa vào vận hành Tuy nhiên, yếu tố phương thức tổ chức

sẽ có tác động đến toàn bộ các hợp phần nói trên, đồng thời quyết định đến sự thànhcông của hoạt động GIS

1.1.2 Chức năng và ứng dụng của GIS

a Chức năng của GIS

 Thu thập dữ liệu

Thu thập dữ liệu là quá trình thu nhận dữ liệu theo khuôn mẫu áp dụng đượccho GIS Mức độ đơn giản nhất của thu thập dữ liệu là chuyển đổi khuôn mẫu dữliệu có sẵn từ bên ngoài Trong trường hợp này GIS phải có mô đun chương trìnhhiểu được các khuôn mẫu dữ liệu chuẩn như DLG (Digital Line Graphs), DXF(Drawing Exchange Format) hay các dữ liệu đầu ra của GIS như MapInfo, Arc Info,MapObject GIS còn phải có khả năng nhập các ảnh bản đồ trong khuôn mẫu GIF,JPEG Trên thực tế nhiều kĩ thuật được áp dụng để thu thập dữ liệu như qua vệtinh, máy bay, số hóa những bản đồ giấy

Phần lớn dữ liệu không gian là các bản đồ giấy, GIS phải số hóa chúng mới

sử dụng được, trình tự số hóa bao gồm:

• Mã hóa dữ liệu: là tiến trình gắn thuộc tính vào toàn bộ đối tượng hình học trên bản

đồ, chúng có thể là điểm, đường, vùng công việc này thường được thực hiện quanhập bàn phím

• Kiểm chứng và sửa lỗi là so sánh hình vẽ từ dữ liệu số hóa với tài liệu nguồn Phảiđảm bảo mọi đặc trưng trên bản đồ được số hóa với độ chính xác cần thiết

Nhìn chung công việc thu thập dữ liệu là nhiệm vụ khó khăn và nặng nề nhấttrong quá tình xây dựng một ứng dụng GIS

 Xử lý dữ liệu

Hai khía cạnh chính của xử lý dữ liệu thô bao gồm:

• Phát sinh dữ liệu có cấu trúc tôpô

• Với dữ liệu ảnh vệ tinh thì phải phân lớp các đặc trưng trong ảnh thành các hiệntượng quan tâm

 Lưu trữ và quản lý dữ liệu

Chức năng lưu trữ dữ liệu trong GIS liên quan đến tạo lập CSDL không gian.Thông thường dữ liệu thuộc tính của GIS trên cơ sở đối tượng được lưu trong bảng,chúng chứa chỉ danh duy nhất, tương ứng với đối tượng không gian, kèm theo rấtnhiều mục dữ liệu thuộc tính khác nhau Chỉ danh đối tượng không gian duy nhấtđược dùng để liên kết giữa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian tương ứng Đôikhi mục dữ liệu trong bảng thuộc tính bao gồm cả giá trị không gian như độ dàiđường, diện tích vùng mà chúng đã được dẫn xuất từ biểu diễn dữ liệu hình học

 Phân tích cơ sở dữ liệu

Đây là chức năng đóng vai trò rất quan trọng trong GIS Nó tạo nên sứcmạnh thực sự của GIS so với các phương pháp khác Tìm kiếm và phân tích dữ liệukhông gian giúp tìm ra những đối tượng đồ hoạ theo các điều kiện đặt ra hay hỗ trợviệc ra quyết định của người dùng GIS Có rất nhiều các phương pháp tìm kiếm vàphân tích dữ liệu không gian, các phương pháp khác nhau thường tạo ra các ứngdụng GIS khác nhau

b Ứng dụng của GIS

GIS đang được ứng dụng rộng rãi và đem lại hiệu quả rõ rệt vào nhiều lĩnhvực quân sự, giáo dục, môi trường,… đặc biệt là lĩnh vực tài nguyên môi trường.

Vì GIS được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không gian,

nó có rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển đô thị và môi trường tự nhiên như là:quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ thống công ích, lộtrình, nhân khẩu, bản đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả và bệnh tật Trong phần lớncác lĩnh vực này, GIS đóng vai trò như là một công cụ hỗ trợ quyết định cho việclập kế hoạch hoạt động

Theo những chuyên gia GIS kinh nghiệm nhất thì có rất nhiều ứng dụng đãphát triển trong những tổ chức quan tâm đến môi trường Với mức đơn giản nhất thìngười dùng sử dụng GIS để đánh giá môi trường, ví dụ như vị trí và thuộc tính củacây rừng Ứng dụng GIS với mức phức tạp hơn là dùng khả năng phân tích của GIS

để mô hình hóa các tiến trình xói mòn đất, sự lan truyền ô nhiễm trong môi trườngkhí hay nước, hoặc sự phản ứng của một lưu vực sông dưới sự ảnh hưởng của mộttrận mưa lớn Nếu những dữ liệu thu thập gắn liền với đối tượng vùng và ứng dụng

sử dụng các chức năng phân tích phức tạp thì mô hình dữ liệu dạng ảnh (raster) cókhuynh hướng chiếm ưu thế

1.2 WebGIS - công nghệ GIS qua mạng

1.2.1 Khái niệm về WebGIS

GIS có nhiều định nghĩa nên WebGIS cũng có nhiều định nghĩa Nói chung,các định nghĩa của WebGIS dựa trên những định nghĩa đa dạng của GIS và có thêmcác thành phần của Web Sau đây là một số định nghĩa về WebGIS:

- WebGIS là một hệ thống phức tạp cung cấp truy cập trên mạng với nhữngchức năng như là bắt giữ hình ảnh, lưu trữ, hợp nhất dữ liệu, thao tác dữ liệu, phântích và hiển thị dữ liệu không gian

- WebGIS là hệ thống thông tin địa lý được phân bố thông qua hệ thốngmạng máy tính phục vụ cho việc hợp nhất, phân tán (disseminate), giao tiếp với cácthông tin địa lý được hiển thị trên World Wide Web Trong cách thực hiện nhiệm

vụ phân tích GIS, dịch vụ này gần giống như kiến trục Client - Server của Web Xử

lý thông tin địa lý được chia thành các nhiệm vụ ở phía server và phía client Điều

này cho phép người dùng có thể truy xuất, thao tác và nhận kết quả từ việc khai thác

dữ liệu GIS từ trình duyệt web của họ mà không phải trả tiền cho phần mềm GIS

Một client tiêu biểu là trình duyệt web và server-side bao gồm mộtWebserver có cung cấp một chương trình phần mềm WebGIS Client thường yêucầu một ảnh bản đồ vừa xử lý thông tin địa lý qua Web đến server ở xa Serverchuyển đổi yêu cầu thành mã nội bộ và gọi những chức năng về GIS bằng cáchchuyển tiếp yêu cầu tới phần mềm WebGIS Phần mềm này trả về kết quả, sau đókết quả này được định dạng lại cho việc trình bày bời trình duyệt hay những hàm từcác plug-in hoặc Java applet Server sau đó trả về kết quả cho client hiển thị, hoặcgửi dữ liệu và các công cụ phân tích đến client để dùng ở phía client

Phần lớn sự chú ý gần đây là tập trung vào việc phát triển các chức năng GIStrên Internet WebGIS có tiềm năng lớn trong việc làm cho thông tin địa lý trở nênhữu dụng và sẵn sàng đưa tới số lượng lớn người dùng trên toàn thế giới Tháchthức lớn của WebGIS là việc tạo ra một hệ thống phần mềm không phụ thuộc vàoplatform và chạy trên chuẩn giao thức mạng TCP/IP, có nghĩa là khả năng WebGISđược chạy trên bất kỳ trình duyệt web của bất kỳ máy tính nào nối mạng internet.Đối với vấn đề này, các phần mềm GIS phải được thiết kết lại để trở thành ứngdụng WebGIS theo các kỹ thuật mạng internet

1.2.2 Kiến trúc WebGIS

Kiến trúc xuất bản web của hệ thống dữ liệu không gian cũng gần giống nhưkiến trúc dành cho một hệ thông tin web cơ bản khác, ngoại trừ có ứng dụng GIS sửdụng các kỹ thuật khác Cơ sở dữ liệu không gian sẽ được dùng để quản lý và truyxuất dữ liệu không gian, được đặt trên data server Nơi lưu trữ (clearing house)được dùng để lưu trữ và duy trì những siêu dữ liệu (metadata) về dữ liệu không giantại những data server khác nhau Dựa trên những thành phần quản lý dữ liệu, ứngdụng server và mô hình server được dùng cho ứng dụng hệ thống để tính toán thôngtin không gian thông qua các hàm cụ thể Tất cả các kết quả tính toán của ứng dụngserver sẽ được gửi đến web server để thêm vào các gói HTML, gửi cho phía client

và hiển thị nơi trình duyệt web

Các bước xử lý trong ứng dụng WebGIS:

Người sử dụng trình duyệt web ở phía client (thường là giao diện đồ họa)

Hình 1.8 - Các bước xử lý trong ứng dụng WebGISClient gửi yêu cầu của người sử dụng thông qua các giao thức HTTP đếnwebserver.

Web server nhận yêu cầu của người dùng gửi đến từ phía client, xử lý vàchuyển tiếp yêu cầu đến ứng dụng trên server có liên quan

Application server (chính là các ứng dụng GIS) nhận các yêu cầu cụ thể đốivới ứng dụng và gọi các hàm có liên quan đến tính toán xử lý Nếu có yêu cầu dữliệu nó sẽ gửi yêu cầu dữ liệu đến data exchange server (server trao đổi dữ liệu)

Data exchange server nhận yêu cầu dữ liệu và tìm kiếm vị trí của những dữliệu này sau đó gửi yêu cầu dữ liệu đến server chứa dữ liệu (data server) tương ứngcần tìm

Data server dữ liệu tiến hành truy vấn lấy ra dữ liệu cần thiết và trả dữ liệunày về cho data exchange server

Data exchange server nhận dữ liệu từ nhiều nguồn data server khác nhaunằm rải rác trên mạng Sắp xếp dữ liệu lại theo logic của yêu cầu dữ liệu, sau đó gửitrả dữ liệu về cho application server.

Application server nhận dữ liệu trả về từ các data exchange server và đưachúng đến các hàm cần sử dụng, xử lý chúng tại đây và kết quả được trả về cho webserver

Web server nhận kết quả xử lý, thêm vào các ngữ cảnh web (HTML, ASP,PHP…) để có thể hiển thị được trên trình duyệt và cuối cùng gửi trả kết quả về chotrình duyệt dưới dạng các trang web

Hình 1.9 - Các dạng yêu cầu từ phía client

1.2.3 Xây dựng WebGIS Server và WebGIS Client

a) Xây dựng WebGIS Server

WebGIS Server trong đề xuất này, được xây dựng dựa trên ba dịch vụ chínhcủa chuẩn OpenGIS: WMS, WFS, WCS các dịch vụ này cung cấp thông tin về dữliệu địa lý và phi địa lý thông qua chuẩn dữ liệu GML Ngoài ra khi xây dựngWebGIS Server cần tuân thủ một số chuẩn về truy vấn dữ liệu như: WebGIS Server

có khả năng kết nối đến các nguồn dữ liệu khác nhau như hệ quản trị cơ sở dữ liệubao gồm: Microsoft SQL Server 2008, Oracle, MySQL, PostgreSQL với Plugin hỗ

trợ lưu trữ dữ liệu không gian PostGIS,… tập tin chứa dữ liệu không gian và hệthống cung cấp dữ liệu thuộc tính khác thông qua giao thức SOAP.

Hình 1.10 - Mô hình WebGIS Server

Diễn giải mô hình:

WFS: cho phép một client nhận và cập nhật dữ liệu không gian được mã hóa

trong GML từ nhiều WFS khác nhau Nguồn dữ liệu do WFS cung cấp được lấy từ

2 nguồn là Spatial data và Web Services

WMS: là một dịch vụ giúp tạo ra các bản đồ dựa trên các dữ liệu địa lý.

Nguồn dữ liệu do WMS cung cấp được lấy từ WFS và Spatial data

WCS: có tính năng tương đương với WFS nhưng nó làm việc với dữ liệu

Raster Nguồn dữ liệu do WCS cung cấp được lấy từ WMS và Spatial data (Raster)

Web Services: cung cấp dữ liệu phi địa lý từ nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm

thể hiện các thông tin về hiện trạng, mật độ, mức độ lên bản đồ

Spatial data: trong ngữ cảnh của mô hình đề xuất, spatial data cho phép lưu

trữ dữ liệu không gian Các dữ liệu này có thể được lưu trữ trong một tập tin hoặcmột hệ cơ sở dữ liệu có hỗ trợ lưu trữ dữ liệu không gian

b) Xây dựng WebGIS Client

Vai trò của WebGIS Client là tiếp nhận yêu cầu từ phía người dùng, chuyểnyêu cầu của người dùng lên WebGIS Server, tiếp nhận và phân tích kết quả từWebGIS Server trả về và hiển thị kết quả.

Một yêu cầu mang tính sống còn khi lựa chọn và xây dựng hệ thống WebGISClient là khả năng tuân thủ các chuẩn giao tiếp đã được qui định mà trong đề xuấtgiải pháp này là chuẩn OpenGIS

Hình dưới đây trình bày mô hình tương tác giữa WebGIS Client với WebGISServer và các WebGIS Server như Google, Yahoo Map,… Trong mô hình trên cũngtrình bày khả năng gửi, nhận, phân tích và hiển thị bản đồ với sự hỗ trợ của bộPlugin là SVG

Hình 1.11 - Mô hình WebGIS Client

Diễn giả mô hình:

Requester: Có nhiệm vụ nhận và gửi yêu cầu từ Client lên và Server và

ngược lại

Parser: Phân tích và hiển thị bản đồ theo chuẩn SLD.

Hình 1.12 - Mô hình tương tác giữa WebGIS Server và WebGIS Client

Khi nhận dữ liệu từ WFS, Web Client tiến hành phân tích tập GML thành 2tập dữ liệu: dữ liệu địa lý và phi địa lý Các dữ liệu địa lý sẽ được đóng gói theochuẩn SVG Sau khi đóng gói, Web Client chuyển dữ liệu này cho SVG để hiển thịcác thông tin địa lý Đối với dữ liệu phi địa lý, tùy thuộc vào từng nhu cầu cụ thể sẽđược xử lý và hiển thị thông qua đặc tả SLD

Đối với các dữ liệu từ WMS, Web Client sẽ hiển thị thông tin hình ảnh từWMS trả về Đối với dữ liệu phi địa lý, tùy thuộc vào từng nhu cầu cụ thể sẽ được

xử lý và hiển thị thông qua đặc tả SLD

Hình 1.13 - Phân tích dữ liệu phía Client

Hình 1.14 - Cơ chế hiển thị và chồng xếp dữ liệu

Do tính chất của dữ liệu trả về từ WebGIS Server là vector nên việc hiển thị,

tô màu chủ yếu thực hiện phía client Kỹ thuật tô màu cho các đối tượng trên bản đồphía client có thể thực hiện theo nhiều cách thức khác nhau, tuy nhiên việc tuântheo một chuẩn tô màu hoặc thể hiện các đối tượng địa lý cũng mang ý nghĩa quantrọng trong quá trình giao tiếp cũng như khả năng sử dụng lại OpenGIS đưa ra đặc

tả SLD mô tả qui tắc cũng như cách thức chung cho việc thể hiện và tô màu cho cácđối tượng địa lý

Đối với trường hợp dữ liệu trả về là dạng ảnh đối với trường hợp sử dụngdịch vụ WMS thì WebGIS Client chỉ việc hiển thị các ảnh trả về từ Server Việcchồng lớp bản đồ được thực hiện khá đơn giản, các lớp bản đồ được chia ra thànhcác đối tượng riêng biệt và được ghép nối với nhau thông qua thẻ <div>

1.3 Giải pháp mã nguồn đóng và mã nguồn mở

1.3.1 Giải pháp mã nguồn đóng

Hiện nay đối với các sản phẩm nguồn đóng nổi trội nhất đầu tiên phải kể đếncác sản phẩm: ArcGIS Server của ESRI, MapXtreme của MapInfo, ProjectWise củaBentley Systems, GeoMedia Web Map của Intergraph,… Nhìn chung các sản phẩmthương mại hiện nay trên thị trường đáp ứng tốt các nhu cầu đặt ra, một số tính năngcủa phần mềm thương mại

• Quản lý ảnh.

• Xuất bản tới người xem

• Quản lý dữ liệu: Cung cấp dịch vụ dữ liệu địa lý cho việc kết xuất thông tin, tái tạo

và đồng bộ hóa cũng như cung cấp các công cụ làm việc để quản lý dữ liệu khônggian quy mô lớn trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ RDBMS như IBM DB2,IBM Informix, Oracle, Microsoft Access, Microsoft SQL Server, và PostgreSQL

• Các dịch vụ WebGIS: Hỗ trợ dịch vụ Web bao gồm: bản đồ, ảnh, cộng cụ định vị,

xử lý địa lý, KML, WMS, WCS, WFS và WFS-T REST và truy cập SOAP cùngvới các chức năng biên tập

• Phân tích không gian: Hỗ trợ các công cụ phân tích và xử lý địa lý dựa trên máy chủgồm có phân tích mạng lưới, phân tích ba chiều, phân tích không gian, phân tíchvector cũng như các mô hình, câu lệnh và các công cụ phân tích

• Hỗ trợ một loạt các loại cho máy khách như ArcGIS Desktop, ArcGIS, Explorer,ArcGIS for AutoCAD, và các ứng dụng truy cập Web

• Hỗ trợ một hệ thống quản lý ảnh toàn diện để cung cấp một số lượng ảnh lớn có thểđược sử dụng trên máy trạm, ứng dụng di động, web hoặc máy khách

• Công cụ phát triển ứng dụng: Bao gồm APIs and Application DevelopmentFramework for .NET, Java, JavaScript, Flex, Microsoft Silverlight/WPF, vàEnterprise JavaBeans ADF components (Chỉ với phiên bản Advanced)

• Biên tập dữ liệu không gian qua Web: Hỗ trợ các nhiệm vụ biên tập không gian chocác ứng dụng như thêm, chỉnh sửa và xóa một đối tượng bản đồ như điểm, đường,vùng

1.3.2 Giải pháp mã nguồn mở

Hiện nay giải pháp nguồn mở cũng khá phong phú và đa dạng đáp ứng ngàycàng cao nhu cầu của người dùng Các sản phẩm phần mềm chủ yếu là Web Server,Web Client, ứng dụng chạy trên máy đơn

Phần mềm Web Server: nguồn mở phổ biến hiện nay được thế giới và một số

Sở - Ngành của Việt Nam sử dụng như: GeoServer, Map Server, Mapfish, deegree,Mapbender,… các phần mềm này hầu hết điều áp dụng chuẩn OpenGIS, tùy vàomức độ phổ biến và mục đích mà mức độ áp dụng của mỗi phần mềm khác nhau

MapServer: là dự án của OSGeo, và được duy trì bởi các nhà phát triển từkhắp nơi trên thế giới Ban đầu được phát triển bởi trường Đại học Minnesota(UMN) ForNet dự án trong hợp tác với NASA, và Bộ Tài nguyên Minnesota

(MNDNR) Sau đó nó được tổ chức bởi các dự án TerraSIP, NASA tài trợ dự ángiữa UMN và một tập đoàn lợi ích quản lý đất đai Mapserver hỗ trợ hầu hết cácchuẩn của OGC: WMS (client/server), non-transactional WFS (client/server),WMC, WCS, Filter Encoding, SLD, GML,

Deegree: là gói phần mềm nguồn mở được viết bằng ngôn ngữ Java, tuân thủcác chuẩn OpenGIS Deegree là một dự án của OSGeo (Open Source GeospatialFoundation) nhằm cung cấp các phần mềm hỗ trợ quản lý và phân tích dữ liệukhông gian

Mapfish: là một framework cho phép xây dựng các ứng dụng web Nó chútrọng vào năng suất và chất lượng của sản phẩm Mapfish được phát triển dựa trênPython web framework Nó hỗ trợ tốt công nghệ RIA tuân thủ chuẩn OpenGIS.Mapfish tuân thủ chuẩn OpenGIS vào việc xây dựng các dịch vụ bao gồm WMS,WFS

GeoServer: là phần mềm nguồn mở được viết bằng ngôn ngữ Java, hỗ trợ tốthai dịch vụ WMS và WFS Là một dự án mang tính cộng đồng, Geoserver đượcphát triển, kiểm thử và hỗ trợ bởi nhiều nhóm đối tượng và tổ chức khác nhau trêntoàn thế giới GeoServer xây dựng các dịch vụ dựa trên chuẩn OpenGIS Hiện nay,

ở Việt Nam có một số tổ chức cá nhân đã tìm hiểu và triển khai phần mềm nàytrong đó có Cục Công nghệ thông tin thuộc Bộ Tài nguyên và Môi Trường

Phần mềm Web Client gồm có: Openlayers, GeoExt, kvwmap,…đại diện vànổi bật nhất là OpenLayers, OpenLayers được cộng đồng đóng góp và đánh giá rấtcao bởi tính ổn định cũng như khả năng kết và hiển thị thông tin từ các dịch vụWMS, WFS, WCS Ngoài ra, Openlayers còn hỗ trợ hiển thị dữ liệu không giantrên thiết bị di động

Phần mềm Desktop: Các phần mềm nguồn mở chạy trên máy trạm là phươngtiện để người sử dụng khai thác, xử lý và hiển thị thông tin So với các phần mềmchạy trên máy chủ thì các phần mềm chạy trên máy trạm đa dạng hơn rất nhiều cả

về số lượng lẫn chức năng Phần dưới đây sẽ khái quát về các phần mềm phổ biếnnhất hiện nay

GRASS: phần mềm GIS mã nguồn mở được biết đến sớm nhất, từ nhữngnăm 1980 Với thiên hướng là phần mềm GIS chuyên xử lý dữ liệu raster, GRASS

có chức năng biên tập dữ liệu vectơ rất hạn chế nên khó có thể sử dụng được trong

hệ thống thông tin đất đai

Quantum GIS (QGIS): được phát triển trong sự hợp tác chặt chẽ với GRASS.Các chức năng biên tập dữ liệu vectơ tuy tốt hơn GRASS nhưng vẫn còn thua kémnhiều phần mềm GIS mã nguồn mở khác nên không phải là lựa chọn tốt cho hệthống thông tin đất đai

uDIG: được phát triển bởi Refractions Research (nhà sản xuất PostGIS), vìthế uDIG có một lợi thế lớn là hỗ trợ rất tốt cơ sở dữ liệu PostgreSQL/PostGIS Tuynhiên, những phiên bản đầu tiên của uDIG các chức năng biên tập dữ liệu vector rấthạn chế Với các phiên bản sau này, nhược điểm này dần dần đang được khắc phục

Ilwis: ban đầu là phần mềm thương mại phát triển bởi ITC (Hà Lan), gần đây

đã trở thành phần mềm mã nguồn mở Với bản chất là một phần mềm thương mạinên Ilwis có khá nhiều chức năng mạnh

1.3.3 Phần mềm máy chủ GeoServer

GeoServer của tổ chức OSGeo, hiện tại sản phẩm này đã được tổ chức OGCcấp giấy chứng nhận về áp dụng chuẩn OpenGIS đối với các phiên bản của dịch vụWMS 1.1.1, WFS 1.0, WCS 1.0 GeoServer được phát triển trên nền công nghệJAVA sử dụng bộ thư viện Geotools, có khả năng kết nối với hầu hết các hệ quản

trị cơ sở dữ liệu phổ biến như: Microsoft SQL Server 2008, MySQL,PostgreSQL+PostGIS, …

Hình 1.16 - Kiến trúc của GeoServerGeoServer là một phần mềm máy chủ mã nguồn mở viết trên nền Java (Javabase server) trợ giúp chúng ta thực hiện các thao tác chỉnh sửa và xem thông tin bản

đồ số Được thiết kế trên cơ sở các chuẩn của Hiệp hội không gian địa lý mở (OpenGeospatial Consortium – OGC)

GeoServer cho phép người dùng hiển thị thông tin không gian của mình vềthế giới Cung cấp chuẩn dịch vụ bản đồ (Web Map Service - WMS), GeoServer cóthể tạo bản đồ và xuất ra nhiều định dạng OpenLayers, một thư viện bản đồ hoàntoàn miễn phí, được tích hợp cùng GeoServer giúp cho công việc tạo bản đồ trở nênđơn giản hơn bao giờ hết

GeoServer hỗ trợ rất nhiều style bản đồ Tương thích với chuẩn Web FeatureService (WFS), GeoServer cho phép chia sẻ và chỉnh sửa dữ liệu đang được dùng

để hiển thị bản đồ

GeoServer cho phép xuất dữ liệu linh hoạt dựa vào việc hỗ trợ các chuẩnKML, GML, Shapefile, GeoRSS, Portable Document Format, GeoJSON, JPEG,

GIF, SVG, PNG GeoServer có thể đọc được nhiều định dạng dữ liệu, bao gồm:PostGIS, Oracle Spatial, ArcSDE, DB2, MySQL, Shapefiles, GeoTIFF, GTOPO30

và nhiều loại khác Bên cạnh đó, GeoServer còn có thể chỉnh sửa dữ liệu nhờ nhữngthành phần xử lý của chuẩn Web Feature Server

Geosever được phép sử dụng miễn phí và là phần mềm mã nguồn mở: điềunày làm giảm đáng kể rào cản về vấn đề tài chính khi sử dụng các phần mềm GIS.Hơn thế nữa vì là mã nguồn mở nên việc sửa lỗi và cải tiến tính năng là rất nhanh sovới các phần mềm GIS truyền thống

Mang tính chất cộng đồng: GeoServer có một cộng đồng lớn và năng độngbao gồm những người sử dụng và phát triển từ khắc nơi trên thế giới

GeoServer được xây dựng trong bộ GeoTools, được viết bởi ngôn ngữ Java.MapServer cũng được coi là một sản phẩm mã ngồn mở, có nhiều chức năng tương

tự Sự khác biệt giữa hai sản phẩm là Mapserver được phát triển trong môi trường

cũ, được viết bởi ngôn ngữ C và hoạt động nhờ CGI, còn GeoServer được viết bằngngôn ngữ Java GeoServer phân biệt với MapServer bởi nó có giao diện đồ họa,giúp đơn giản hơn trong việc cấu hình và thực thi chức năng sửa đổi dựa vào WebFeature Server, cho phép chỉnh sửa thông tin không gian cả trên Web cũng như máytrạm trên Desktop Ưu điểm lớn nhất của MapServer là tốc độ thực thi nhanh hơnGeoServer, nhưng từ phiên bản 1.6 trở đi của GeoServer thì tốc độ của hai sảnphẩm đã tương đương

GeoServer hỗ trợ việc chia sẻ dữ liệu không gian địa lên lên Google Earththông qua đặc tính “network link” sử dụng KML

Hình 1.17 – GeoServer

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU

2.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu

Tây Ninh nối cao nguyên Nam Trung Bộ với đồng bằng sông Cửu Long, vừamang đặc điểm của một cao nguyên, vừa có dáng dấp, sắc thái của vùng đồng bằng,tọa độ của tỉnh từ 10057’08’’ đến 11046’36’’ vĩ độ Bắc và từ 105048’43" đến

106022’48’’ kinh độ Đông. Phía Đông giáp tỉnh Bình Dương và Bình Phước, phíaNam và Đông Nam giáp Thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Long An, phía Bắc và TâyBắc giáp 3 tỉnh Vương quốc Campuchia Svay Riêng, pray veng và TbongKhmum (Kampong Cham trước năm 2013) với 02 Cửa khẩu Quốc tế Mộc Bài và

Xa Mát, các cửa khẩu quốc gia: Chàng Riệc, Kà Tum, Phước Tân và nhiều cửakhẩu tiểu ngạch

Hình 2.1 - Bản đồ hành chính Tỉnh Tây Ninh

Cơ sở dữ liệu WebGIS được phân làm 2 loại: dữ liệu không gian và dữ liệuphi không gian (thuần thuộc tính) Tuy nhiên, trong phạm vi của đề tài này ta sẽ tậptrung vào thiết kế CSDL không gian cho ứng dụng.

2.2 Thiết kế

2.2.1 Thiết kế kiến trúc

Hình 2.2 - Sơ đồ kiến trúc GISWebGIS bản đồ số nhắm đến người sử dụng là những người truy cập webbình thường không đòi hỏi có kiến thức nhiều về lĩnh vực GIS Vì thế, hệ thốngđược xây dựng dựa trên kiến trúc Client - Server Chiến lược phát triển theo hướngServer - side được chọn để giảm thiểu các chức năng phân tích phía người dùng

2.2.2 Thiết kế cơ sở dữ liệu

Trong một cơ sở dữ liệu GIS thường bao gồm các lớp dữ liệu Trong mỗi lớp

dữ liệu bao gồm dữ liệu không gian và thuộc tính Cơ sở dữ liệu webGIS sẽ có cáclớp không gian sau:

Tên layer Kiểu LayerLayer hành chính tây ninh Polygon (region)Layer giao thông tây ninh Polygon (region)Layer thủy hệ tây ninh Polygon (region)

2.2.3 Thiết kế lớp bản đồ với Udig

Hình 2.3 - Một số lớp trong Udig

Hình 2.4 - Xây dựng dữ liệu cho lớp hành chính

Hình 2.5 - Xây dựng dữ liệu cho lớp giao thông tây ninh và lớp thủy hệ tây ninh