Với những tính năng ưu việt, kỹ thuật GIS ngày nay đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu và quản lý, đặc biệt trong quản lý và quy hoạch sử dụng-khai thác các nguồn tài nguy
Trang 1MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
DANH MỤC HÌNH ẢNH 3
DANH MỤC BẢNG 6
BẢNG CỤM TỪ VIẾT TẮT 7
LỜI CẢM ƠN 8
LỜI CAM ĐOAN 9
LỜI MỞ ĐẦU 10
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIS, GOOGLE MAP API VÀ CÔNG NGHỆ WebGIS 12
1.1 Hệ thống thông tin địa lý 12
1.1.1 Gis là gì? 12
1.1.2 Lợi ích và hạn chế khi sử dụng kỹ thuật GIS 12
1.1.3 Các đặc điểm của hệ thống thông tin địa lý – GIS 14
1.1.4 Một hệ thống thông tin địa lý 15
1.1.5 Ứng dụng của GIS trong các ngành 18
1.2 Giới thiệu công cụ MapInfo 20
1.2.1 MapInfo là gì? 20
1.2.2 Tổ chức thông tin trong tập tin 21
1.3 Google Map API 22
1.3.1 Google Map API là gì? 22
1.3.2 Cách sử dụng và phát triển công nghệ 23
1.3.3 Load bản đồ về trang web cá nhân 24
1.3.4 Lớp phủ trên bản đồ (Overlays) 26
1.3.5 MARKERS 28
1.3.6 POLYLINES 29
1.3.7 POLYGON 31
1.3.8 INFOWINDOWS 31
1.3.9 Sự kiện 32
1.4 Tổng quan về WebGIS 33
Trang 21.4.1 Khái niệm 33
1.4.2 Nguyên lý hoạt động 33
1.4.3 Tính năng ưu việt của WebGIS 34
1.4.4 Các phương thức phát triển của WebGIS 34
1.4.5 Chuẩn dữ liệu không gian OGC 34
1.4.6 Kiến trúc 36
1.4.7 Chức năng WebGIS 37
1.4.8 Tiềm năng của WebGIS 37
1.4.9 Các phương thức phát triển của WebGIS 37
1.4.10 Một số nghiên cứu trong nước 38
CHƯƠNG 2:PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 39
2.1 Khảo sát thực tế 39
2.2 Yêu cầu phần mềm 40
2.2.1 Yêu cầu chức năng 40
2.2.2 Yêu cầu phi chức năng 41
2.3 Phân tích thiết kế các chức năng của hệ thống 42
2.3.1 Xác định các tác nhân 42
2.3.2 Sơ đồ Use Case 42
2.3.3 Xây dựng biểu đồ trình tự và biểu đồ triển khai 48
2.3.4 Lược đồ quan hệ dữ liệu 64
CHƯƠNG 3:XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH DEMO 68
3.1 Giới thiệu 68
3.2 Một số giao diện 68
KẾT LUẬN 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
Trang 3DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Sự thể hiện quang cảnh dước các lớp bản đồ khác nhau 14
Hình 1.2: Nguyên lý khi chồng lấp các bản đồ 15
Hình 1.3: Việc chồng lấp các bản đồ theo phương pháp cộng 15
Hình 1.4: Một ví dụ trong việc phân loại lại một bản đồ 16
Hình 1.5: Tạo API key 23
Hình 1.6: Tạo Markers trên bản đồ 28
Hình 1.7: Tạo Polyline trên bản đồ 30
Hình 1.8: Tạo Polygon trên bản đồ 31
Hình 1.9: Tạo Infowindows trên bản đồ 32
Hình 1.10: Sơ đồ kiến trúc 3 tầng của WebGIS 36
Hình 2.1: Sơ đồ UC tổng quát 42
Hình 2.2:Sơ đồ phân rã UC quản lí huyện 43
Hình 2.3:Sơ đồ phân rã UC quản lí xã phường 44
Hình 2.4:Sơ đồ phân rã UC quản lí đơn vị hành chính 45
Hình 2.5:Sơ đồ phân rã UC quản lí loại đơn vị hành chính 45
Hình 2.6:Sơ đồ phân rã UC quản lí thông tin liên lạc 46
Hình 2.7:Sơ đồ phân rã UC quản lí bài viết 47
Hình 2.8:Sơ đồ phân rã UC quản lí nhóm bài viết 47
Hình 2.9: Sơ đồ trình tự xem huyện trên bản đồ 48
Hình 2.10:Biểu đồ trình tự xem thông tin chi tiết huyện trên bản đồ 49
Hình 2.11:Biểu đồ trình tự sửa huyện 49
Hình 2.12:Biểu đồ trình tự thêm huyện 50
Hình 2.13:Biểu đồ trình tự xóa huyện 50
Trang 4Hình 2.14:Biểu đồ trình tự xem thông tin chi tiết xã trên bản đồ 51
Hình 2.15:Biểu đồ trình tự sửa xã phường 52
Hình 2.16:Biểu đồ trình tự thêm xã phường 52
Hình 2.17:Biểu đồ trình tự xóa xã phường 53
Hình 2.18:Biểu đồ trình tự xem thông tin đơn vị hành chính 53
Hình 2.19:Biểu đồ trình tự thêm đơn vị hành chính 54
Hình 2.20:Biểu đồ trình tự sửa đơn vị hành chính 55
Hình 2.21:Biểu đồ trình tự xóa đơn vị hành chính 55
Hình 2.22:Biểu đồ trình tự thêm loại đơn vị hành chính 56
Hình 2.23:Biểu đồ trình tự sửa loại đơn vị hành chính 57
Hình 2.24:Biểu đồ trình tự xóa đơn vị hành chính 57
Hình 2.25: Biểu đồ trình tự xem bài viết 58
Hình 2.26:Biểu đồ trình tự sửa bài viết 58
Hình 2.27:Biểu đồ trình tự thêm bài viết 59
Hình 2.28:Biểu đồ trình tự xóa bài viết 59
Hình 2.29: Biểu đồ trình tự xem nhóm bài viết 60
Hình 2.30:Biểu đồ trình tự sửa nhóm bài viết 61
Hình 2.31:Biểu đồ trình tự thêm nhóm bài viết 61
Hình 2.32:Biểu đồ trình tự xóa nhóm bài viết 62
Hình 2.33: Biểu đồ trình tự xem thông tin liên hệ 62
Hình 2.34:Biểu đồ trình tự xóa thông tin liên hệ 63
Hình 2.35:Biểu đồ trình tự phản hồi 63
Hình 2.36:Biểu đồ triển khai 64
Hình 2.37: Biểu đồ lớp tổng quát 64
Trang 5Hình 2.38: Biểu đồ quan hệ thực thể 65
Hình 3.1:Giao diện chính của website 68
Hình 3.2:Giao diện xem danh sách các xã trong huyện 69
Hình 3.3:Giao diện xem tin tức sự kiện 69
Hình 3.5:Giao diện liên hệ 70
Hình 3.6:Giao diện cập nhập 70
Hình 3.7:Giao diện sau khi quản trị đăng nhập thành công 71
Hình 3.8:Giao diện thêm mới huyện 71
Hình 3.9:Giao diện sửa huyện 72
Hình 3.10:Giao diện xóa huyện 72
Trang 6DANH MỤC BẢNG
Bảng 1:Bảng huyện 65
Bảng 2: Bảng phường xã 66
Bảng 3:Bảng loại đơn vị hành chính 66
Bảng 4:bảng đơn vị hành chính 66
Bảng 5:Bảng liên hệ 67
Bảng 6:Bảng bài viết 67
Bảng 7:Nhóm bài viết 67
Trang 7BẢNG CỤM TỪ VIẾT TẮT
1 GIS Geography Information
System
Hệ thống thông tin địa lý
2 WebGIS Website geography
Trang 8LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp hai tháng em đã hoàn thành được đề tài
đã chọn Tuy thời gian tương đối ngắn và kinh nghiệm về WebGIS tích lũy chưa nhiều nên còn nhiều thiếu sót Mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để em có
thể hoàn thiện đề tài này hơn Qua đây em xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn
Tuấn Anh – Bộ môn Công nghệ lập trình và ứng dụng đã tận tình hướng dẫn, định
hướng và chỉ bảo em trong thời gian qua để em hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này Và em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các bạn cùng lớp đã giúp đỡ em rất nhiều trong thời gian làm đề tài này
Xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2016
Sinh viên
Vũ Thị Minh
Trang 9LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan rằng đây là bài đồ án tốt nghiệp của em, có sự hỗ trợ từ giáo
viên hướng dẫn ThS Nguyễn Tuấn Anh – bộ môn Công nghệ lập trình và ứng
dụng, trường đại học Công nghệ thông tin và truyền thông Thái Nguyên, Đại học Thái Nguyên, các nội dung nghiên cứu và kết quả trong đề tài này là trung thực và không sao chép từ các báo cáo thực tập và đồ án khác trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính bản thân thu thập từ các nguồn khác nhau.Nếu có bất kỳ sự gian lận nào em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng
Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2016
Sinh viên
Vũ Thị Minh
Trang 10LỜI MỞ ĐẦU
GIS-Geography Information System (Hệ thống thông tin địa lý) ra đời và phát triển mạnh trong những thời gian gần đây Cùng với sự bùng nổ về cộng nghệ của Internet, GIS cũng đã phát triển công nghệ cho phép chia sẻ thông tin thông quan mạng toàn cầu bằng cách kết hợp GIS và Web Bên cạnh đó xu hướng chia sẻ dữ liệu , phát triển phần mềm trên công nghệ mã nguồn mở cũng được quan tâm ở các đang phát triển vì nhiều lợi ích mà nó mang lại Vì thế việc nghiên cứu ứng dụng trên cở sở mã nguồn mở sẽ mang lại khả năng chia sẻ thông tin địa lý rộng rãi cho các ngành
Nội dung chính của đề tài là nghiên cứu nền tảng công nghệ GIS, từ đó đưa ra các giải pháp về bản đồ trực tuyến, khả năng xây dựng ứng dụng bản đồ trên cơ sở
mã nguồn mở và từ đó xây dựng website bản đồ trực tuyến thông tin hành chính của tỉnh Thái Nguyên
Mục đích của đợt thực tập lần này là tìm hiểu về GIS và ứng dụng của GIS vào trong quản lý thông tin hành chính của tỉnh Thái Nguyên Từ đó nhận ra tầm quan trọng của nó trong cuộc sống hiện đại với kỹ thuật ngày càng phát triển mạnh mẽ …
Mục tiêu nghiên cứu:
-Tìm hiểu hệ thông GIS, nghiên cứu các công cụ và ngôn ngữ để hỗi trợ cho việc thiết kế mô hình bài toán
-Ứng dụng GIS vào trong quản lý thông tin hành chính của tỉnh Thái Nguyên Phạm vi nghiên cứu:
-Về giới hạn địa lý: Nghiên cứu và xây dựng hệ thống thông tin địa lý hỗ trợ công tác quản lý thông tin hành chính của tỉnh Thái Nguyên
-Về phần mềm sử dụng: Sử dụng phần mềm Mapinfo và Google Map API để xây dựng hệ thống hỗ trợ quản lý thông tin hành chính của tỉnh Thái Nguyên
Bố cục đề tài:
- Mục lục
- Danh mục hình ảnh
Trang 11- Lời cảm ơn
- Lời cam đoan
- Lời mở đầu
- Chương 1: Tổng quan về GIS, Google MAP API và công nghệ WebGIS
- Chương 2:Phân tích thiết kế hệ thống
- Chương 3: Xây dựng chương trình
- Kết luận
- Tài liệu tham khảo
Trang 12CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIS, GOOGLE MAP API VÀ CÔNG NGHỆ
WebGIS 1.1 Hệ thống thông tin địa lý
1.1.1 Gis là gì?
Kỹ thuật "Thông tin Địa lý" (Geograpgic Information System) đã bắt đầu được
sử dụng rộng rãi ở các nước phát triển hơn một thập niên qua, đây là một dạng ứng dụng công nghệ tin học (Information Technology) nhằm mô tả thế giới thực (Real world) mà loài người đang sống-tìm hiểu-khai thác Với những tính năng ưu việt, kỹ thuật GIS ngày nay đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu và quản
lý, đặc biệt trong quản lý và quy hoạch sử dụng-khai thác các nguồn tài nguyên một cách bền vững và hợp lý.Sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin đã đưa tin học thâm nhập sâu vào nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống, mở ra một giai đoạn mới trong quá trình phát triển khoa học Hệ thống thông tin địa lý là một trong những ứng dụng rất có giá trị của công nghệ tin học trong ngành địa lý, điều tra cơ bản, quy hoạch đô thị và cảnh báo môi trường
Kỹ thuật GIS đã được bắt đầu sử dụng rộng rãi ở các nước phát triển hơn một thập niên qua, với những tính năng ưu việt, kỹ thuật GIS ngày nay đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu và quản lý
Hệ thống thông tin địa lý là một kỹ thuật ứng dụng hệ thống vi tính số hoá, xuất hiện trong những năm 1960 cho đến nay công nghệ này được biết đến như là một kỹ thuật toàn cầu
Trong sự phát triển của đất nước ta hiện nay, việc tổ chức quản lý thông tin địa
lý một cách tổng thể có thể đóng góp không nhỏ vào việc sử dụng có hiệu quả hơn nguồn tài nguyên của đất nước
1.1.2 Lợi ích và hạn chế khi sử dụng kỹ thuật GIS
Kỹ thuật GIS là một công nghệ ứng dụng các tiến bộ của khoa học máy tính (computer based technology) do đó việc sử dụng GIS trong các mục tiêu nghiên cứu
so với các phương tiện cổ điển có thể mang lại những hiệu quả cao do:
Là cách tiết kiệm chi phí và thời gian nhất trong việc lưu trữ số liệu
Trang 13Có thể thu thập số liệu với số lượng lớn
Số liệu lưu trữ có thể được cập nhật một cách dễ dàng
Chất lượng số liệu được quản lý, xử lý và hiệu chỉnh tốt
Dễ dàng truy cập, phân tích số liệu từ nhiều nguổn và nhiều loại khác nhau Tổng hợp một lần được nhiều loại số liệu khác nhau để phân tích và tạo ra nhanh chóng một lớp số liệu tổng hợp mới.Tuy nhiên, có những trở ngại xuất hiện trong quá trình sử dụng kỹ thuật GIS, những trở ngại này đặc biệt quan trọng là cần được cân nhắc thận trọng trong quá trình phát triển GIS tại các nước kém và đang phát triển như Việt Nam, đó là:
Chi phí và những vấn đề kỹ thuật đòi hỏi trong việc chuẩn bị lại các số liệu thô hiện có, nhằm có thể chuyển từ bản đồ dạng giấy truyền thống sang dạng kỹ thuật
số trên máy tính (thông qua việc số hoá, quét ảnh )
Đòi hỏi nhiều kiến thức của các kỹ thuật cơ bản về máy tính, và yêu cầu lớn về nguồn tài chính ban đầu
Chi phí của việc mua sắm và lắp đặt thiết bị và phần mềm GIS khá cao
Trong một số lĩnh vực ứng dụng, hiệu quả tài chính thu lại thấp
Trong nông nghiệp, GIS có 3 điểm thuận lợi chính khi được so sánh với cách quản lý bản đồ bằng tay trước đây:
Chúng là một công cụ khá mạnh trong việc lưu trữ và diễn đạt các số liệu đặc biệt là các bản đồ
Chúng có thể cho ra những kết quả dưới những dạng khác nhau như các bản
đồ, bảng biểu, và các biểu đồ thống kê,…
Chúng là một công cụ đắc lực cho các nhà khoa học đặc biệt về lĩnh vực nghiên cứu hệ thống canh tác, đánh giá đất đai, khả năng thích nghi của các kiểu sử dụng đất, quản lý và xử lý các bản đồ giai thửa trong quản lý đất đai,
Trang 14Nó giúp cho các nhà làm khoa học đó khả năng phân tích các nguyên nhân và những ảnh hưởng và kiểm chứng những biến đổi trong hệ thống sinh thái cũng như khả năng thích ứng của việc thay đổi một chính sách đối với người dân
1.1.3 Các đặc điểm của hệ thống thông tin địa lý – GIS
Hệ thống thông tin địa lý trước hết là một hệ thống thông tin cũng như các hệ thống thông tin khác, ví dụ như thương mại, pháp luật, ngân hàng, Các hệ thống thông tin nói chung đều bao gồm các phần:
Hệ thống thiết bị phần cứng bao gồm máy tính hoặc hệ mạng máy tính, các thiết bị đầu vào, các thiết bị đầu ra
Hệ thống phần mềm bao gồm phần mềm hệ thống, phần mềm quản trị, phần mềm ứng dụng
Hệ thống thông tin đầu vào và hệ thống cập nhật thông tin
Hệ thống CSDL bao gồm các loại dữ kiện cần thiết
Hệ thống hiển thị thông tin và giao diện với người sử dụng
Sự khác nhau giữa hệ thống thông tin địa lý với các hệ thống thông tin khác chỉ ở hai điểm sau:
CSDL bao gồm các dữ liệu địa lý và các dữ liệu thuộc tính (các dữ liệu chữ -
số, dữ liệu multimedial, ) và mối quan hệ giữa hai loại dữ liệu này
Hệ thống thông tin đầu vào và hệ thống hiển thị thông tin đòi hỏi những đặc thù riêng về độ chính xác
Trang 151.1.4 Một hệ thống thông tin địa lý
Khả năng chồng lấp các bản đồ (Map Overlaying)
Việc chồng lấp các bản đồ trong kỹ thuật GIS là một khả năng ưu việt của GIS trong việc phân tích các số liệu thuộc về không gian, để có thể xây dựng thành một bản đồ mới mang các đặc tính hoàn toàn khác với bản đồ trước đây
Trang 16tính thuộc về một cấp nhóm nào đó Một lớp bản đồ mới được tạo ra mang giá trị mới, mà nó được tạo thành dựa vào bản đồ trước đây
Việc phân loại bản đồ rất quan trọng vì nó cho ra các mẩu khác nhau Một trong những điểm quan trọng trong GIS là giúp để nhận biết được các mẩu đó Đó
có thể là những vùng thích nghi cho việc phát triển đô thị hoặc nông nghiệp mà hầu hết được chuyển sang phát triển dân cư Việc phân loại bản đồ có thể được thực hiện trên 1 hay nhiều bản đồ…
Hình 1.4: Một ví dụ trong việc phân loại lại một bản đồ
Tổ chức dữ liệu trong GIS
Chức năng của hệ thống thông tin địa lý là để cải thiện khả năng người sử dụng để đánh giá đưa đến sự quyết định trong nghiên cứu, quy hoạch và quản lý
Để sắp xếp cho một số hệ thống thông tin, người sử dụng cần phải được cung cấp dữ liệu một cách đầy đủ và hữu hiệu, điều này đạt được bởi phương pháp của
hệ thống quản lý dữ liệu (DBMS) Một DBMS có thể được định nghĩa như sau:
“Một sự liên kết các dữ liệu đã lưu trữ cùng với nhau mà không gây một trở ngại hoặc việc làm dư thừa không cần thiết nhằm giúp ích cho chương trình được gia tăng khả năng sử dụng lên gấp bội; dữ liệu được lưu trữ để chúng là chương trình độc lập mà dữ liệu được sử dụng một cách phổ biến, và việc điều khiển trong việc thêm dữ liệu mới, hoặc sửa đổi và khôi phục dữ kiện hiện có bên trong hệ thống dữ liệu Dữ liệu được kết cấu như thế để cung cấp một nền tảng cho việc phát triển sau này” - (Martin, 1977)
Trang 17Các loại thông tin trong GIS
Như trên đã giới thiệu dữ liệu trong hệ thống thông tin địa lý bao gồm dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính
Dữ liệu địa lý, bao gồm các thể loại:Ảnh hàng không vũ trụ,bản đồ trực ảnh (orthophotomap),bản đồ nền địa hình lập từ ảnh hàng không - vũ trụ,bản đồ địa hình lập từ số liệu đo đạc mặt đất,bản đồ địa chính.Bản đồ địa lý tổng hợp từ các loại bản
đồ địa hình
Các loại ảnh và bản đồ nói trên đều ở dạng số và lưu lại dưới dạng vector hoặc raster hỗn hợp raster-vector Các dữ liệu địa lý dưới dạng vector được phân lớp thông tin yêu cầu của việc tổ chức các thông tin Thông thường người ta hay phân lớp theo tính chất thông tin: lớp địa hình, lớp thuỷ văn, lớp đường giao thông, lớp dân cư, lớp giới hành chính v.v… Trong nhiều trường hợp để quản lý sâu hơn, người ta sẽ phân lớp chuyên biệt hơn như trong lớp thuỷ văn được phân thành các lớp con các lớp sông lớn, sông nhỏ, lớp biển, lớp ao hồ, v.v…
Các thông tin ở dạng raster là các thông tin nguồn và các thông tin hỗ trợ, không gian quản lý như một đối tượng địa lý Các thông tin ở dạng vector tham gia trực tiếp quản lý và được định nghĩa như những đối tượng địa lý Các đối tượng này thể hiện ở 3 dạng: điểm, đường và vùng hoặc miền Mỗi đối tượng đều có thuộc tính hình học riêng như kích thước, miền vị trí Vấn đề được đặt ra là tổ chức lưu trữ và hiển thị các thông tin vector như thế nào để thoả mãn các yêu cầu sau:
Thể hiện đầy đủ các thông tin cần thiết,độ dư và độ thừa nhỏ nhất,truy cập thông tin nhanh,cập nhật thông tin dễ dàng và không sai sót (xoá bỏ thông tin không cần thiết, bổ sung thông tin mới, chỉnh lý các thông tin đã lạc hậu),
thuận lợi cho việc hiển thị thông tin
Dữ liệu thuộc tính (Attribute): là các thông tin giải thích cho các hiện tượng địa lý gắn liền với hiện tượng địa lý Các thông tin này được lưu trữ dữ liệu thông thường Vấn đề đặt ra là là phải tìm mối quan hệ giữa thông tin địa lý và thông tin thuộc tính Từ thông tin ta có thể tìm ra được các thông tin kia trong cơ sở dữ liệu
Trang 181.1.5 Ứng dụng của GIS trong các ngành
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, lộ trình, nhân khẩu, bản đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả và bệnh tật Trong phần lớn lĩnh vực này, GIS đóng vai trò như là một công cụ hỗ trợ quyết định cho việc lập kế hoạch hoạt động
Ứng dụng GIS trong Môi trường
Theo những chuyên gia GIS kinh nghiệm nhất thì có rất nhiều ứng dụng đã phát triển trong những tổ chức quan tâm đến môi trường Với mức đơn giản nhất thì người dùng sử dụng GIS để đánh giá môi trường, ví dụ như vị trí và thuộc tính của cây 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 sư lan truyền ô nhiễm trong môi trường khí hay nước, hoặc sự phản ứng của một lưu vực sông dưới sự ảnh hưởng của một trận 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) có
khuynh hướng chiếm ưu thế
Ứng dụng GIS trong Khí tượng thuỷ văn
Trong lĩnh vực này GIS được dùng như là một hệ thống đáp ứng nhanh, phục
vụ chống thiên tai như lũ quét ở vùng hạ lưu, xác định tâm bão, dự đoán các luồng chảy, xác định mức độ ngập lụt, từ đó đưa ra các biện pháp phòng chống kịp thời
vì những ứng dụng này mang tính phân tích phức tạp nên mô hình dữ liệu không
gian dạng ảnh (raster) chiếm ưu thế
Ứng dụng GIS trong Nông nghiệp
Những ứng dụng đặc trưng: Giám sát thu hoạch, quản lý sử dụng đất, dự báo
về hàng hoá, nghiên cứu về đất trồng, kế hoạch tưới tiêu, kiểm tra nguồn nước
Trang 19Ứng dụng GIS trong Dịch vụ tài chính
GIS được sử dụng trong lĩnh vực dịch vụ tài chính tương tự như là một ứng dụng đơn lẻ Nó đã từng được áp dụng cho việc xác định vị trí những chi nhánh mới của Ngân hàng Hiện nay việc sử dụng GIS đang tăng lên trong lĩnh vực này, nó là một công cụ đánh giá rủi ro và mục đích bảo hiểm, xác định với độ chính xác cao hơn những khu vực có độ rủi ro lớn nhất hay thấp nhất Lĩnh vực này đòi hỏi những dữ liệu cơ sở khác nhau như là hình thức vi phạm luật pháp,
địa chất học, thời tiết và giá trị tài sản
Ứng dụng GIS trong Y tế
Ngoại trừ những ứng dụng đánh giá, quản lý mà GIS hay được dùng, GIS còn
có thể áp dụng trong lĩnh vực y tế Ví dụ như, nó chỉ ra được lộ trình nhanh nhất giữa vị trí hiện tại của xe cấp cứu và bệnh nhân cần cấp cứu, dựa trên cơ sở dữ liệu giao thông GIS cũng có thể được sử dụng như là một công cụ nghiên cứu dịch bệnh
để phân tích nguyên nhân bộc phát và lây lan bệnh tật trong cộng đồng
Ứng dụng GIS cho Chính quyền địa phương
Chính quyền địa phương là một trong những lĩnh vực ứng dụng rộng lớn nhất của GIS, bởi vì đây là một tổ chức sử dụng dữ liệu không gian nhiều nhất Tất cả các cơ quan của chính quyền địa phương có thể có lợi từ GIS GIS có thể được sử dụng trong việc tìm kiếm và quản lý thửa đất, thay thế cho việc hồ sơ giấy tờ hiện hành Nhà cầm quyền địa phương cũng có thể sử dụng GIS trong việc bảo dưỡng nhà cửa và đường giao thông GIS còn được sử dụng trong các trung tâm điều khiển
và quản lý các tình huống khẩn cấp
Ứng dụng GIS trong thị trường Bán lẻ
Phần lớn siêu thị vùng ngoại ô được xác định vị trí với sự trợ giúp của GIS GIS thường lưu trữ những dữ liệu về kinh tế - xã hội của khách hàng trong một vùng nào đó Một vùng thích hợp cho việc xây dựng môt siêu thị có thể được tính toán bởi thời gian đi đến siêu thị, và mô hình hoá ảnh hưởng của những siêu thị cạnh tranh GIS cũng được dùng cho việc quản lý tài sản và tìm đường phân phối
hàng ngắn nhất
Trang 20Ứng dụng GIS trong Giao thông
GIS có khả năng ứng dụng đáng kể trong lĩnh vực vận tải Việc lập kế hoạch
và duy trì cở sở hạ tầng giao thông rõ ràng là một ứng dụng thiết thực, nhưng giờ đây có sự quan tâm đến một lĩnh vực mới là ứng dụng định vị trong vận tải hàng
hải, và hải đồ điện tử Loại hình đặc trưng này đòi hỏi sự hỗ trợ của GIS
Ứng dụng GIS cho Các dịch vụ điện, nước, gas, điện thoại
Những công ty trong lĩnh vực này là những người dùng GIS linh hoạt nhất, GIS được dùng để xây dựng những cơ sở dữ liệu là cái thường là nhân tố của chiến lược công nghệ thông tin của các công ty trong lĩnh vực này Dữ liệu vector thường được dùng trong các lĩnh vực này những ứng dụng lớn nhất trong lĩnh vực này là Automated Mapping và Facility Management (AM-FM) AM-FM được dùng để quản lý các đặc điểm và vị trí của các cáp, valve Những ứng dụng này đòi hỏi những bản đồ số với độ chính xác cao
Một tổ chức dù có nhiệm vụ là lập kế hoạch và bảo dưỡng mạng lưới vận chuyển hay là cung cấp các dịch vụ về nhân lực, hỗ trợ cho các chương trình an toàn công cộng và hỗ trợ trong các trường hợp khẩn cấp, hoặc bảo vệ môi trường, thì công nghệ GIS luôn đóng vai trò cốt yếu bằng cách giúp cho việc quản lý và sử dụng thông tin địa lý một cách hiệu quả nhằm đáp ứng các yêu cầu hoạt động và
Trang 211.2.2 Tổ chức thông tin trong tập tin
Thông tin MapInfo quản lý và khai thác là thông tin địa lý, tức là thông tin có phần thuộc tính và phần không gian
a Cấu trúc dữ liệu
Phần thông tin không gian có cấu trúc không gian theo mô hình vector Điều này khiến cho dữ liệu MapInfo thường khá gọn nhẹ, nhưng cũng chính điều này
khiến cho các chức năng phân tích không gian của MapInfo có hạn chế
Phần thuộc tính của thông tin trong MapInfo được lưu dưới dạng bảng với các
cột và hàng theo kiểu mô hình quan hệ
b Về tổ chức
Thông tin trong MapInfo tổ chức theo từng table Mỗi table là một tập hợp các tập tin về dữ liệu không gian, thuộc tính và mối lien kết giữa chúng do hệ thống tạo
ra Mỗi table thường được tổ chức theo các tập tin sau:
(table).tab: chứa thông tin mô tả cấu trúc dữ liệu thuộc tính Đó là file ở dạng văn bản mô tả khuôn dạng của file lưu trữ thông tin của bạn
(table).dat: chứa thông tin thuộc tính, phần mở rộng của tập tin này có thể là.dbf,….,.xls khi thông tin được lấy từ Foxbase, Excel hoặc.bmp,jpg…khi thông tin được lấy là ảnh quét
(table).map: thông tin không gian
(table).id: thông tin về sự liên kết giữa thông tin không gian và thuộc tính của chúng
(table).ind: chứa thông tin về chỉ số (index) của đối tượng Tập tin này chỉ
có khi trong cấu trúc của table có ít nhất một trường dữ liệu (field) được chọn làm index, …
c Tổ chức thông tin địa lý theo lớp đối tượng
Khái niệm về Layer
Trong bản đồ số, thông tin không được hiển thị, trình bày trên cùng một mặt giấy như ở bản đồ truyền thống, ngược lại, nó được tổ chức thành từng lớp riêng mà trong MapInfo ta gọi là layer Có thể hiểu layer như một tấm giấy trong suốt, trên
đó thể hiện hình ảnh của các đối tượng khác nhau, các nội dung khác nhau của một bản đồ Mỗi Layer thường chỉ thể hiện một khía cạnh nội dung của bản đồ truyền
Trang 22thống, là một tập hợp các đối tượng bản đồ thuần nhất, thể hiện và quản lý các đối tượng địa lý trong không gian theo một chủ đề cụ thể, phục vụ một mục đích nhất định trong hệ thống.Với việc chồng các layer này lên nhau ta sẽ có một bản đồ đầy
đủ như bản đồ truyền thống, nhưng lại rất tiện lợi trong việc khai thác sau này Như vậy, layer chính là hình ảnh cụ thể về dữ liệu không gian của một table
Ví dụ như để đưa vào quản lý bản đồ hành chính của một huyện ta có thể tổ chức nó thành bốn lớp thông tin cơ bản như sau:
Lớp thông tin về vùng lãnh thổ của xã
Lớp thông tin về đường địa giới của xã
Lớp thông tin về các điểm trụ sở UBND xã
Lớp thông tin về tên địa danh của xã
Với cách tổ chức thông tin theo từng lớp đối tượng như vậy đã giúp cho phần mềm MapInfo xây dựng thành các khối thông tin độc lập cho các mảnh của bản đồ
số Điều đó sẽ giúp thành lập các bản đồ số linh hoạt hơn theo các cách tập hợp các layer khác nhau
Đối tượng địa lý
Các đối tượng địa lý – dữ liệu không gian – cuối cùng cũng quay về các ý niệm cơ bản là điểm, đường, vùng (miền)
1.3 Google Map API
1.3.1 Google Map API là gì?
Google Maps là một dịch vụ ứng dụng và công nghệ bản đồ trực tuyến trên web miễn phí được cung cấp bởi Google, hỗ trợ nhiều dịch vụ khác của Google nổi bật là dẫn đường Nó cho phép thấy bản đồ đường sá, đường đi cho xe đạp, cho người đi bộ và xe hơi, và những địa điểm kinh doanh trong khu vực cũng như khắp nơi trên thế giới
Map API là gì?
Đó là một phương thức cho phép 1 website B sử dụng dịch vụ bản đồ của site
A (gọi là Map API) và nhúng vào website của mình (site B) Site A ở đây là google map, site B là các web site cá nhân hoặc tổ chức muốn sử dụng dịch vụ của google,
có thể rê chuột, zoom, đánh dấu trên bản đồ
Trang 23Các ứng dụng xây dựng trên map được nhúng vào trang web cá nhân thông qua các thẻ javascripts do vậy việc sử dụng API google rất dễ dàng
Google Map API đã được nâng cấp lên phiên bản thứ 3 Phiên bản này hỗ trợ không chỉ cho các máy để bàn truyền thống mà cho cả các thiết bị di động Nhanh hơn và nhiều hơn các ứng dụng
Điều quan trọng là các dịch vụ hoàn toàn miễn phí với việc xây dựng một ứng dụng nhỏ Trả phí nếu đó là việc sử dụng cho mục đích kinh doanh, doanh nghiệp
1.3.2 Cách sử dụng và phát triển công nghệ
Tất cả các ứng dụng Maps API nên tải Maps API sử dụng một API key Một key API cho bạn kiểm soát các ứng dụng của mình và cũng là việc google có thể liên lạc với bạn về ứng dụng có ích bạn đang xây dựng Từ đó có cơ hội phát triển bản thân mình
Tạo một API key:
Truy cập vào https://code.google.com/apis/console và đăng nhập bằng tài khoản gmail của mình
Click vào Services link bên trái menu
Kéo xuống dưới tìm Google Maps API v3 service và kích hoạt dịch vụ
Click API Access, một API key sẽ hiện lên và bạn sẽ copy lại để sử dụng
Hình 1.5: Tạo API key
Trang 241.3.3 Load bản đồ về trang web cá nhân
Khi đã có key google cung cấp ta sử dụng key đó trong đoạn mã javascripts trong thẻ <head>:
<scripttype="text/javascript">
src="http://maps.googleapis.com/maps/api/js?key=YOUR_API_KEY&se nsor=SET_TO_TRUE_OR_FALSE">
</script>
Tạo một hàm trong javascripts:
IGFMAP.init=function() {
geocoder = new google.maps.Geocoder();
directionsDisplay = new google.maps.DirectionsRenderer();
center: một điểm làm trung tâm của bản đồ Latitudes(vĩ độ) và
Longitudes(kinh độ) Tương tự như trên khi ta định nghĩa 1 điểm là tọa độ trong Map ta để nó nằm trong new google.maps.LatLng(lat,lng) Một điểm được xác định bởi vĩ độ và kinh độ
Trang 25Map type: loại Map được hiển thị sau khi load xong có 4 loại để chọn: ROADMAP, SATELLITE, HYBRID, TERRAIN
Map object: var map = new
google.maps.Map(document.getElementById("map "), myOptions); Xác định
id html chứa đối tượng Map với tùy chọn "myOptions" như trên
Sau đó load bản đồ vào web
Trang 26Tổng quan: Lớp phủ(overlays) là các đối tượng trên bản đồ và được gắn với vĩ
độ, kinh độ cho nên nó sẽ di chuyển cùng bản đồ khi ta kéo hoặc zoom bản đồ Overlays phản ánh các đối tượng mà bạn thêm vào bản đồ như points, line, areas, hoặc các "collections of object" tạm gọi là bộ sưu tập đối tượng, các đối tượng mà bạn muốn xây dựng Vd: khu vực công nghiệp, khu vực sông, khu vui chơi giải trí Các loại lớp phủ: markers, polylines, areas, inforwindows, polygons
Thêm các lớp phủ: Đầu tiên phải xác định lớp phủ nào cần xây dựng để có thể hiển thị trên Map Thêm lớp phủ trực tiếp lên bản đồ sử dụng phương thức setmap() Ví dụ sau thêm lớp phủ Markers để đánh dấu điểm trên map
Trang 27var myLatlng = new google.maps.LatLng(21.682953,105.815978); var myOptions =
var marker = new google.maps.Marker({
position: myLatlng, //vị trí này sẽ xuất hiện điểm đánh dấu với icon mặc định của google
title:"Hello World!"
});
//sau đó gọi phương thức setmap() để thêm vào bản đồ
"marker.setMap(map)"
marker.setMap(map);// đối tượng map được khởi tạo ở trên
Nhưng trên bản đồ với một ứng dụng nhỏ thì ít nhất ta cũng phải sử dụng trên
2 lớp phủ Vì vậy để quản lý chúng thật sự dễ dàng ta tạo một mảng chứa các lớp phủ Khi muốn tạo một lớp phủ ta chỉ setmap() trên các phần tử của mảng hoặc loại
bỏ chúng cũng vậy Điều quan trọng là có thể xóa các lớp phủ khi cho độ dài của mảng bằng 0
Trang 281.3.5 MARKERS
Markers dùng để xác định một điểm trên bản đồ hoặc đánh dấu địa điểm dựa trên vĩ độ và kinh độ Theo mặc định sử dụng icon của google làm hình ảnh hiện lên điểm đánh dấu Hoặc muốn một icon của mình thì ta gọi phương thức setIcon() Sau đây là các trường được xây dựng trong new google.maps.Marker:
Position(bắt buộc): quy định là tọa độ LatLng của điểm được đánh dấu
map(tùy chọn): quy định đối tượng bản đồ được đánh dấu
Nếu thuộc tính này được khai báo trong đây nó sẽ thay thế cho Markers.setMap(map)
Icon(tùy chọn): hình ảnh tùy chọn mà bạn muốn hiển thị thay thế hình ảnh mặc định Dùng tùy chọn này thay thế cho marker.setIcon(link đến hình ảnh trong thư mục)
Title(tùy chọn): tiêu đề của địa điểm
draggable(tùy chọn): thuộc tính động của điểm đánh dấu, thể hiện sự chuyển động của điểm được đánh dấu Nếu TRUE tính động được khởi động
animation: cách thức chuyển động của điểm đánh dấu Có 2 cách thức DROP, BOUNCE
Hình 1.6: Tạo Markers trên bản đồ
Trang 29var myLatlng = new google.maps.LatLng(21.682953,105.815978); var myOptions = {
var icon = "link đến hình ảnh";
var marker = new google.maps.Marker({
Cũng giống như lớp phủ Markers ta khai báo lớp phủ Polyline và các thuộc tính của nó như sau:
Trang 30//vẽ đường
var poly=new google.maps.Polyline({
path: //giá trị là một mảng chứa các tọa độ cần nối với
nhau
strokeColor: "#FF0000",// tùy chọn màu sắc
strokeOpacity: 1.0,//độ đậm nhạt của màu sắc
strokeWeight: 2//độ rộng của đường
Trang 311.3.7 POLYGON
Cũng giống như đối tượng Polylines, Polygon xây dựng dựa trên một loạt các tọa độ, tuy nhiên thay vì mở thì nó hoàn toàn khép kín trong một khu vực (vùng)
// tạo vùng
var polygon=new google.maps.Polygon({
paths: triangleCoords,//tập các tọa độ với tọa độ đầu trùng tọa độ cuối đảm bảo cho việc khép kín
strokeColor: "#FF0000",//màu sắc của đường nối điểm
strokeOpacity: 0.8,//độ đậm nhạt
strokeWeight: 2,//độ rộng
fillColor: "#FF0000",//màu sắc của đa giác
fillOpacity: 0.35//độ đậm nhạt của đa giác
Tạo một Infowindows cũng giống như các lớp phủ khác:
Trang 32var info = new google.maps.InfoWindow({
content: 'text'//chứa nội dung Infowindows
})
Hình 1.9: Tạo Infowindows trên bản đồ
1.3.9 Sự kiện
Một số đối tượng trong Maps API được thiết kế để đáp ứng với sự kiện người
sử dụng chẳng hạn như các sự kiện chuột hoặc bàn phím Một đối tượng google.maps.Marker có thể lắng nghe người sử dụng các sự kiện sau đây, ví dụ:
Một sự kiện được gọi như sau:
google.maps.event.addListener(đối tượng, sự kiện gọi,
function(){
});
Sau đây là chương trình khi click chuột vào map thì lấy tọa của điểm đó và đổ
dữ liệu lên ô điểm đi
Trang 33google.maps.event.addListener(IGFMAP.map, "click", function (event) {
Trang 34Web Server Web Server sẽ trả thông tin về cho người duyệt web theo giao diện web được cài đặt sẵn
1.4.3 Tính năng ưu việt của WebGIS
Công nghệ WebGIS ngày càng phát triển phổ biến cùng với sự phát triển và phổ biến của đường truyền internet và máy trạm có tốc độ cao, các thiết bị di động
và máy tính bảng.Bảo vệ bản quyền phần mềm, và mã nguồn, dữ liệu bản đồ gốc
Thuận tiện cho người sử dụng khi không cần cài đặt các phần mềm GIS mà vẫn xem được thông tin thuộc tính và không gian qua mạng, dễ dàng cho việc tương tác dữ liệu không gian mà không yêu cầu trình độ chuyên môn
1.4.4 Các phương thức phát triển của WebGIS
Có nhiều phương thức dùng để thêm các chức năng của GIS trên Web:
Server side: cho phép người dùng gửi yêu cầu lấy dữ liệu và phân tích trên máy chủ Máy chủ sẽ thực hiện các yêu cầu và gửi trả dữ liệu hoặc kết quả cho người dùng
Client side: cho phép người dùng thực hiện vài thao tác phân tích trên dữ liệu tại chính máy người dùng
Server và client: kết hợp hai phương thức server side và client side để phục vụ nhu cầu của người dùng
Các tác vụ này đòi hỏi sử dụng CSDL hoặc phân tích phức tạp sẽ được gán trên máy chủ,các tác vụ nhỏ sẽ được gán ở máy khách.Trong trường hợp này,cả máy chủ và máy khách cùng chia sẽ thông tin với nhau về sức mạnh và khả năng của chúng
1.4.5 Chuẩn dữ liệu không gian OGC
Open Geospatial Consortium (OGC) là một tổ chức phi lợi nhuận, dẫn đầu trên thế giới về phát triển các chuẩn dữ liệu địa lý và các dịch vụ, đã đưa ra các đặc
tả về các loại dịch vụ sau:
Trang 35Web Map Service (WMS)
WMS là một trong các chuẩn phổ biến nhất của OGC WMS tạo ra các bản đồ dưới dạng ảnh Các bản đồ này tự bản thân chúng không chứa dữ liệu Một WMS
cơ bản cho phép Client kết nối và lấy bản đồ thông qua các phương thức:
GetCapabilties: trả về tài liệu XML mô tả chức năng của WMS
GetMap: trả về các lớp bản đồ dựa vào các tham số được cung cấp bởi Client Các tham số có thể được nhúng vào trong một URL (Uniform Resource Locator) của dịch vụ
GetFeatureInfo: trả về thông tin liên quan đến một đối tượng được hiển thị trên bản đồ tại vị trí X, Y Phương thức này cho phép Client có thể truy vấn để có thêm thông tin về một đối tượng
Ngoài ra, WMS còn cung cấp cho Client kiểm soát các kiểu hiển thị bản đồ
thông qua Styled Layer Desrciptor (SLD) (Trần Quốc Vương, 2006)
Web Feature Service (WFS)
WFS cung cấp các đối tượng dữ liệu dưới dạng định dạng thống nhất GML (Geography Markup Languge) Dữ liệu mà Client nhận được là một đặc tả về dữ liệu không gian và thông tin thuộc tính kèm theo Một WFS cơ bản cho phép Client kết nối và lấy dữ liệu về theo các phương thức:
GetCapabilities: trả về tài liệu XML mô tả chức năng của WFS
DescribeFeatureType: trả về một lược đồ XML định nghĩa các lớp đối tượng GetFeature: trả về một tập các đối tượng dữ liệu thoả mãn các ràng buộc
được mô tả trong yêu cầu
Ngoài ra, WFS còn cho phép Client thực hiện các giao tác tạo, xóa, sửa các
đối tượng (Trần Quốc Vương, 2006)
Trang 36Web Coverage Service (WCS)
WCS cung cấp dữ liệu dưới dạng Coverage Coverage là loại dữ liệu biểu diễn các hiện tượng thay đổi theo không gian WCS cung cấp các phương thức để Client truy cập và lấy dữ liệu về:
GetCapabilities: trả về một tài liệu XML (Extensible Markup Languge) mô tả chức năng của WCS
DescribeCoverage: trả về một tài liệu XML mô tả các Coverage mà WCS
Hình 1.10: Sơ đồ kiến trúc 3 tầng của WebGIS
Client: thường là một trình duyệt Web browser như Internet Explorer, Fire Fox, Chrome, …để mở các trang web theo URL (Uniform Resource Location – địa chỉ định vị tài nguyên thống nhất) định sẵn Các client đôi khi cũng là một ứng dụng desktop tương tự như phần mềm MapInfo, ArcGIS,…
Application Server: thường được tích hợp trong một Web Server nào đó (Tomcat, Apache, Internet Information Server) Nhiệm vụ chính của tầng dịch vụ
Trang 37thường 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 có sẵn hoặc theo yêu cầu của client và trả kết quả về theo yêu cầu
Data Server: là nơi lưu trữ các dữ liệu bao gồm cả dữ liệu không gian và phi không gian Các dữ liệu này được tổ chức lưu trữ bởi các hệ quản trị cơ sở dữ liệu như PostgreSQL/PostGIS, Microsoft SQL Server 2008, MySQL, Oracle,…hoặc có thể lưu trữ ở dạng các tập tin dữ liệu như shapfile, XML,…
1.4.7 Chức năng WebGIS
Một trang WebGIS thông thường gồm có 2 chức năng chính là :
Chức năng hiển thị : Hiển thị toàn bộ tất cả các lớp bản đồ, hiển thị các lớp bản đồ theo tùy chọn, thay đổi tỉ lệ hiển thị bản đồ(phóng to, thu nhỏ), di chuyển khu vực hiển thị, hiển thị thông tin về đối tượng cụ thể và in bản đồ
Chức năng phân tích và thiết kế: Thực hiện việc tìm kiếm các dữ liệu phù hợp với yêu cầu (qua các query), chỉnh sửa đối tượng sẵn có thông tin về màu sắc thông qua 1 chuẩn bản đồ và tạo bản đồ chuyên đề
1.4.8 Tiềm năng của WebGIS
WebGIS là xu hướng phổ biến thông tin mạnh mẽ trên internet không chỉ dưới gốc độ thông tin thuộc tính thuần túy mà nó còn kết hợp được thông tin không gian hữu ích cho người sử dụng Khả năng ứng dụng của WebGIS bao gồm :
Có 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 cho máy trạm
Đối với phần lớn người dùng không có kinh nghiệm về GIS thì việc sử dụng Web - GIS sẽ đơn giản hơn việc sử dụng các ứng dụng GIS loại khác
1.4.9 Các phương thức phát triển của WebGIS
Có nhiều phương thức dùng để thêm các chức năng của GIS trên Web:
Server side: cho phép người dùng gửi yêu cầu lấy dữ liệu và phân tích trên máy chủ.Máy chủ sẽ thực hiện các yêu cầu và gửi trả dữ liệu hoặc kết quả cho người dùng.’
