NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN WEBSITE QUẢN LÝ CÁC ĐIỂM QUAN TRẮC KHÔNG KHÍ TRÊN PHẠM VI THÀNH PHỐ HÀ NỘI

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIS VÀ WEBGIS 3 1.1 Tổng quan về công nghệ GIS 3 1.1.1 Hệ thống tin địa lý GIS 3 1.1.2 ArcGIS 5 1.2 Công nghệ WebGIS 9 1.2.1 Khái niệm 9 1.2.2 Sự cần thiết của công nghệ 10 1.2.3 Thường xuyên cập nhật bản đồ và cơ sở dữ liệu 11 1.2.4 Ý nghĩa khi tự tạo dịch vụ bản đồ 11 1.3 Ứng dụng web sử dụng ArcGIS Online 11 1.3.1 Khám phá dữ liệu 12 1.3.2 Ứng dụng, tạo bản đồ 13 1.3.3 Hợp tác và chia sẻ 13 1.3.4 Quản lý dữ liệu trên nền web 13 1.3.5 Quản trị 13 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 14 2.1 Phân tích, khảo sát bài toán 14 2.2 Các sơ đồ phân tích thiết kế hệ thống 19 2.2.1 Sơ đồ UseCase 19 2.2.2 Sơ đồ Tuần tự 22 2.2.3 Sơ đồ Hoạt Động 25 2.3 Cơ sở dữ liệu 27 CHƯƠNG 3. CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG DEMO 33 3.1 Tổng quan về website 33 3.2 Các bước xây dựng và chạy ứng dụng web quản lý 36 3.3 Xây dựng ứng dụng WebGIS và các chức năng 38 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO

NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN WEBSITE QUẢN LÝ CÁC ĐIỂM QUAN TRẮC KHÔNG KHÍ TRÊN PHẠM VI

THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Em xin cam đoan rằng đồ án tốt nghiệp này do chính em thực hiện, không cóhình thức sao chép từ các công trình nghiên cứu nào khác, các tài liệu được sử dụngtrong đồ án tốt nghiệp đều được ghi rõ nguồn gốc.

Sinh viên thực hiện

Đỗ Phú Quyền

đỡ mọi người dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp Trong suốt thời gian họctập nhất là trong quá trình làm đồ án, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp

đỡ nhiệt tình của các thầy cô, bạn bè và gia đình

Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Th.S Lê Thị Vui, đã trực tiếphướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Công nghệ thông tin,Trường Đại học Tài nguyên đã tận tình giảng dạy,trang bị cho em những kiến thứctrong suốt những năm học vừa qua

Vì thời gian, điều kiện có hạn, em đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành đề tàinhưng vẫn còn nhiều hạn chế và không thể tránh khỏi những thiếu sót, mong thầy

cô và các bạn có những ý kiến đóng góp để em có thể hoàn thiện đề tài một cách tốtnhất

Em xin chân thành cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIS VÀ WEBGIS 3

1.1 Tổng quan về công nghệ GIS 3

1.1.1 Hệ thống tin địa lý GIS 3

1.1.2 ArcGIS 5

1.2 Công nghệ WebGIS 9

1.2.1 Khái niệm 9

1.2.2 Sự cần thiết của công nghệ 10

1.2.3 Thường xuyên cập nhật bản đồ và cơ sở dữ liệu 11

1.2.4 Ý nghĩa khi tự tạo dịch vụ bản đồ 11

1.3 Ứng dụng web sử dụng ArcGIS Online 11

1.3.1 Khám phá dữ liệu 12

1.3.2 Ứng dụng, tạo bản đồ 13

1.3.3 Hợp tác và chia sẻ 13

1.3.4 Quản lý dữ liệu trên nền web 13

1.3.5 Quản trị 13

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 14

2.1 Phân tích, khảo sát bài toán 14

2.2 Các sơ đồ phân tích thiết kế hệ thống 19

2.2.1 Sơ đồ UseCase 19

2.2.2 Sơ đồ Tuần tự 22

2.2.3 Sơ đồ Hoạt Động 25

3.1 Tổng quan về website 33

3.2 Các bước xây dựng và chạy ứng dụng web quản lý 36

3.3 Xây dựng ứng dụng WebGIS và các chức năng 38

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO

KÝ HIỆU NỘI DUNG VIẾT TẮT Ý NGHĨA

CSDL Cơ sở dữ liệu Cơ sở dữ liệu

GIS Hệ thống thông tin địa lý Hệ thống thông tin địa lý

QCVN Quy chuẩn vượt ngưỡng Quy chuẩn vượt ngưỡng

DANH MỤC HÌN

Hình 1.3 Giao diện hoạt động của ArcView 7

Hình 1.4 Giao diện hoạt động của ArcEditor 8

Hình 1.5 Giao diện hoạt động của ArcInfo 9

Hình 1.6 Mô hình triển khai của WebGIS 10

Hình 1.7 Mô hình đám mây ArcGIS Online 12

Hình 2.1 Các tác nhân gây nên ô nhiễm không khí 14

Hình 2.2 Tỷ trọng tiêu thụ năng lượng theo ngành (Nguồn: Viện Năng lượng, Bộ Công thương, 2010) 16

Hình 2.3 Số lượng xe mô tô, gắn máy tại Hà Nội năm 2001 - 2013 (Nguồn: Bộ Giao thông vận tải, 2013) 16

Hình 2.4 Nồng độ NH3 tại một số vị trí trong các KCN miền Bắc năm 2012 18

Hình 2.5 Sơ đồ UseCase tổng quát 19

Hình 2.6 Sơ đồ phân rã chức năng thao tác trên bản đồ 21

Hình 2.7 Sơ đồ phân rã chức năng quản lý người dùng 21

Hình 2.8 Sơ đồ phân rã chức năng quản lý điểm quan trắc 22

Hình 2.9 Sơ đồ tuần tự mô tả chức năng đăng nhập 22

Hình 2.10 Sơ đồ tuần tự mô tả chức năng thêm mới 23

Hình 2.11 Sơ đồ tuần tự mô tả chức năng sửa 23

Hình 2.12 Sơ đồ tuần tự mô tả chức năng xóa 24

Hình 2.13 Sơ đồ tuần tự mô tả chức năng tìm kiếm 24

Hình 2.14 Sơ đồ hoạt động mô tả chức năng đăng nhập 25

Hình 2.15 Sơ đồ tuần tự mô tả chức năng thêm mới 26

Hình 2.16 Sơ đồ tuần tự mô tả chức năng sửa 26

Hình 2.17 Sơ đồ tuần tự mô tả chức năng xóa 27

Hình 2.18 Cơ sở dữ liệu của lớp Điểm quan trắc 28

Hình 2.20 Diễn biến nồng độ CO tại các tuyến đường phố của một số đô thị 2002-2006

30

Hình 2.21 Diễn biến nồng độ NO2 ven các trục giao thông của các đô thị trong toàn quốc 31

Hình 2.22 So sánh hệ thống xử lí khí thải SCR và SNCR 32

Hình 3.1 Giao diện khi đăng nhập vào hệ thống .33

Hình 3.2 Giao diện trang chủ của website sau khi đăng nhập vào hệ thống 33

Hình 3.3 Trang quản lý người dùng 34

Hình 3.4 Trang hiển thị các nội dung thực hiện 34

Hình 3.5 Thông tin chi tiết về một mục dữ liệu 35

Hình 3.6 Trang giao diện quản lý các điểm quan trắc của website 35

Hình 3.7 Hiển thị bản đồ nền trên ArcMap 10.1 36

Hình 3.8 Thông tin về các trường của layer Điểm quan trắc.shp 36

Hình 3.9 Cấu hình Service để Publish lên trên ArcGIS Online 37

Hình 3.10 Kết quả sau khi publish thành công lên ArcGIS Online 37

Hình 3.11 Sử dụng Web AppBuilder để xây dựng WebGIS 38

Hình 3.12 Trang giao diện chính của Web Appbuilder 38

Hình 3.13 Cấu hình bản đồ Web 39

Hình 3.14 Lựa chọn bản đồ Web cần xây dựng 39

Hình 3.15 Lựa chọn các chức năng bổ sung 40

Hình 3.16 Thay đổi các thuộc tính của website 40

Hình 3.17 Chạy thử nghiệm trên iPhone7 41

Hình 3.18 Website quản lý điểm quan trắc trên thành phố Hà Nội 41

Hình 3.19 Lựa chọn thêm mới một điểm quan trắc 42

Hình 3.20 Thông tin chi tiết của một điểm quan trắc 42

Hình 3.21 Kết quả truy vấn các điểm quan trắc trên bản đồ 43

Hình 3.22 Khởi tạo các truy vấn mới trên bản đồ 43

Hình 3.23 Vùng hiển thị phạm vi hoạt động của điểm quan trắc 44

Hình 3.26 Thiết lập các đặc điểm tìm kiếm 45

Hình 3.27 Tìm kiếm theo tên điểm quan trắc 46

Hình 3.28 Kết quả tìm kiếm được hiển thị trên bản đồ 46

Hình 3.29 Thiết lập các thông tin về biểu đồ 47

Hình 3.30 Lựa chọn biểu đồ sẽ thể hiện 47

Hình 3.31 Áp dụng vẽ biểu đồ 48

Hình 3.32 Biểu đồ kết quả đo 48

Hình 3.33 Thiết lập tổng quan cho chức năng phân tích sự cố 49

Hình 3.34 Khoanh vùng định vị để phân tích 49

Hình 3.35 Kết quả trả về với các giá trị đo 50

Hình 3.36 Kết quả báo cáo bằng file Excel 50

DANH MỤC BẢN

MỞ ĐẦU

1 Lí do lựa chọn đề tài

Trong công tác xây dựng CSDL thì việc ứng dụng công nghệ GIS là một yêucầu cấp thiết Công nghệ GIS đã tạo ra những lợi ích quan trọng trong quá trình xâydựng các loại bản đồ cũng như nâng cao hiệu quả cho việc giải quyết bài toán vềmôi trường

Công nghệ GIS cũng sẽ giúp các quản lý lưu trữ, phân tích và hệ thống hoáđược mọi thông tin cần thiết về các loại bản đồ trên máy tính trong một thời giandài và thường xuyên có thể bổ sung, cập nhật, tra cứu một cách dễ dàng phục vụcho công tác phân tích và quản lý

Hiện nay tình trạng ô nhiễm không khí cũng gia tăng,gây ảnh hưởng đến cuộcsống quanh ta,vì vậy việc sử dụng công nghệ GIS để xây dựng một website quản lýcác điểm quan trắc không khí giúp cho ta có thể hoàn thiện các chức năng quản lýmột cách dễ dàng, hiệu quả hơn

2 Mục tiêu của đề tài

- Hiển thị thông tin các điểm quan trắc trên bản đồ thành phố Hà Nội.

- Quản lý dữ liệu được đo trực tiếp từ các điểm quan trắc.

- Đưa ra các mức độ cảnh báo về độ ô nhiễm không khí.

- Xây dựng biểu đồ so sánh.

- Quản trị hệ thống.

3 Nội dung nghiên cứu

- Tìm hiểu cách thức quản lý dữ liệu từ các điểm quan trắc.

- Nghiên cứu việc tích hợp công nghệ GIS vào website.

- Xây dựng được bản đồ hiển thị các điểm quan trắc.

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: tiến hành thu nhập các tài liệu, thông tin

liên quan đến đề tài

- Tổng hợp và phân tích tích tài liệu để đưa ra cơ sở lý thuyết về Công nghệ

GIS

- Xây dựng các mô hình phân tích thiết kế hệ thống và CSDL.

- Xây dựng website quản lý điểm quan trắc không khí.

5 Kết cấu của báo cáo

Ngoài mở đầu và kết luận, bố cục báo cáo gồm có 3 chương :

Chương 1: Tổng quan về GIS và WebGIS

Chương này trình bày tổng quan về công nghệ GIS và cấu trúc của WebGIS.Chương 2: Phân tích thiết kế hệ thống

Chương này trình bày các mô hình phân tích thiết kế hệ thống

Chương 3: Chương trình ứng dụng demo

Trong chương này giới thiệu về website về giao diện và cách thức hoạt động

1.1.1 Hệ thống tin địa lý GIS

A Khái niệm

Theo ESRI, tập đoàn nghiên cứu và phát triển các phần mềm GIS nổi tiếng,

Hệ thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) là một tập hợp có tổchức, bao gồm hệ thống phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu địa lý và conngười, được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phântích, và hiển thị tất cả các dạng thông tin liên quan đến vị trí địa lý

B Các thành phần của GIS

– Phần cứng: bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại vi

– Phần mềm: là bộ não của hệ thống, phần mềm GIS rất đa dạng và có thể chialàm 3 nhóm (nhóm phần mềm quản đồ họa, nhóm phần mềm quản trị bản đồ và nhóm phần mềm quản trị, phân tích không gian)

– Dữ liệu: bao gồm dữ liệu không gian (dữ liệu bản đồ) và dữ liệu thuộc tính(dữ liệu phi không gian) Dữ liệu không gian miêu tả vị trí địa lý của đối tượng trên

bề mặt Trái đất Dữ liệu thuộc tính miêu tả các thông tin liên quan đến đối tượng,các thông tin này có thể được định lượng hay định tính

– Phương pháp: một phần quan trọng để đảm bảo sự hoạt động liên tục và cóhiệu quả của hệ thống phục vụ cho mục đích của người sử dụng

– Con người: trong GIS, thành phần con người là thành phần quan trọng nhấtbởi con người tham gia vào mọi hoạt động của hệ thống GIS (từ việc xây dựng cơ

sở dữ liệu, việc tìm kiếm, phân tích dữ liệu …) Có 2 nhóm người quan trọng làngười sử dụng và người quản lý GIS

Hình 1.1 Các thành phần của GIS

C Chức năng của GIS

GIS có 5 chức năng chủ yếu:

– Thu thập dữ liệu: là công việc khó khăn và nặng nề nhất trong quá trình xâydựng một ứng dụng GIS Các dữ liệu được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau như

dữ liệu đo đạc từ thực địa, dữ liệu từ các loại bản đồ, dữ liệu thống kê…

– Thao tác dữ liệu: vì các dữ liệu được thu thập từ nhiều nguồn có định dạngkhác nhau và có những trường hợp các dạng dữ liệu đòi hỏi được chuyển dạng vàthao tác theo một số cách để tương thích với hệ thống Ví dụ: các thông tin địa lý cógiá trị biểu diễn khác nhau tại các tỷ lệ khác nhau (lớp dân cư trên bản đồ địa chínhđược thể hiện chi tiết hơn trong bản đồ địa hình) Trước khi các thông tin này đượctích hợp với nhau thì chúng phải được chuyển về cùng một tỷ lệ (cùng mức độ chitiết hoặc mức độ chính xác) Đây có thể chỉ là sự chuyển dạng tạm thời cho mụcđích hiển thị hoặc cố định cho yêu cầu phân tích

– Quản lý dữ liệu: là một chức năng quan trọng của tất cả các hệ thông tin địa

lý Hệ thống thông tin địa lý phải có khả năng điều khiển các dạng khác nhau của

dữ liệu đồng thời quản lý hiệu quả một khối lượng lớn dữ liệu với một trật tự rõràng Một yếu tố quan trọng của GIS là khả năng liên kết hệ thống giữa việc tự độnghóa bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu (sự liên kết giữa dữ liệu không gian và thuộctính của đối tượng) Các dữ liệu thông tin mô tả cho một đối tượng bất kỳ có thểliên hệ một cách hệ thống với vị trí không gian của chúng Sự liên kết đó là một ưuthế nổi bật của việc vận hành GIS

– Hỏi đáp và phân tích dữ liệu: GIS cung cấp khả năng hỏi đáp, tìm kiếm, truyvấn đơn giản và các công cụ phân tích dữ liệu không gian mạnh mẽ để cung cấpthông tin một cách nhanh chóng, kịp thời, chính xác, hỗ trợ ra quyết định cho nhữngnhà quản lý và quy hoạch

– Hiển thị dữ liệu: GIS cho phép hiển thị dữ liệu tốt nhất dưới dạng bản đồhoặc biểu đồ Ngoài ra còn có thể xuất dữ liệu thuộc tính ra các bảng excel, tạo cácbản báo cáo thống kê, hay tạo mô hình 3D, và nhiều dữ liệu khác

1.1.2 ArcGIS

ArcGIS là hệ thống GIS hàng đầu hiện nay, cung cấp một giải pháp toàn diện

từ thu thập nhập số liệu, chỉnh lý, phân tích và phân phối thông tin trên mạngInternet tới các cấp độ khác nhau như CSDL địa lý cá nhân hay CSDL của cácdoanh nghiệp Về mặt công nghệ, hiện nay các chuyên gia GIS coi công nghệ ESRI

là một giải pháp mang tính chất mở, tổng thể và hoàn chỉnh, có khả năng khai tháchết các chức năng của GIS trên các ứng dụng khác nhau như: desktop (ArcGISDesktop), máy chủ (ArcGIS Server), các ứng dụng Web (ArcIMS, ArcGIS Online),hoặc hệ thống thiết bị di động (ArcPAD) và có khả năng tương tích cao đối vớinhiều loại sản phẩm của nhiều hãng khác nhau

Hình 1.2 Bộ phần mềm ứng dụng ArcGIS (Nguồn: ESRI)

a.ArcGIS Desktop (với phiên bản mới nhất là ArcGIS 10) bao gồm những công cụ

rất mạnh để quản lý, cập nhật, phân tích thông tin và xuất bản tạo nên một hệ thốngthông tin địa lý (GIS) hoàn chỉnh, cho phép:

- Tạo và chỉnh sửa dữ liệu tích hợp (dữ liệu không gian tích hợp với dữ liệuthuộc tính)

- Cho phép sử dụng nhiều loại định dạng dữ liệu khác nhau thậm chí cả những

dữ liệu lấy từ Internet;

- Truy vấn dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ nhiều nguồn và bằngnhiều cách khác nhau;

- Hiển thị, truy vấn và phân tích dữ liệu không gian kết hợp với dữ liệu thuộctính;

- Thành lập bản đồ chuyên đề và các bản in có chất lượng trình bày chuyênnghiệp

ArcGIS Destop là một bộ phần mềm ứng dụng gồm: ArcMap, ArcCatalog,ArcScene, ArcToolbox, và ArcGlobe Khi sử dụng các ứng dụng này đồng thời,người sử dụng có thể thực hiện được các bài toán ứng dụng GIS bất kỳ, từ đơn giảnđến phức tạp, bao gồm cả thành lập bản đồ, phân tích địa lý, chỉnh sửa và biên tập

dữ liệu, quản lý dữ liệu, hiển thị và xử lý dữ liệu Phần mềm ArcGIS Desktop đượccung cấp cho người dùng ở 1 trong 3 cấp bậc với mức độ chuyên sâu khác nhau là

b.ArcView: Cung cấp đầy đủ chức năng cho phép biểu diễn, quản lý, xây dựng và

phân tích dữ liệu địa lý, các công cụ phân tích không gian cùng với việc biên tập vàphân tích thông tin từ các lớp bản đồ khác nhau đồng thời thể hiện các mối quan hệ

và nhận dạng các mô hình Với ArcView, cho phép:

- Ra các quyết định chuẩn xác hơn dựa trên các dữ liệu địa lý;

- Xem và phân tích các dữ liệu không gian bằng nhiều phương pháp;

- Xây dựng đơn giản và dễ dàng các dữ liệu địa lý;

- Tạo ra các bản đồ có chất lượng cao;

- Quản lý tất cả các file, CSDL và các nguồn dữ liệu;

- Tùy biến giao diện người dùng theo yêu cầu

Hình 1.3 Giao diện hoạt động của ArcView

c.ArcEditor: Là bộ sản phẩm có nhiều chức năng hơn, dùng để chỉnh sửa và quản

lý dữ liệu địa lý ArcEditor bao gồm các tính năng của ArcView và thêm vào đó là một số các công cụ chỉnh sửa, biên tập Với ArcEditor, cho phép:

- Dùng các công cụ CAD để tạo và chỉnh sửa các đặc tính GIS;

- Tạo ra các CSDL địa lý thông minh;

- Tạo quy trình công việc một cách chuyên nghiệp cho 1 nhóm và cho phépnhiều người biên tập;

- Xây dựng và giữ được tính toàn vẹn của không gian bao gồm các quan hệhình học topo giữa các đặc tính địa lý;

- Quản lý và mở rộng mạng lưới hình học;

- Làm tăng năng suất biên tập;

- Quản lý môi trường thiết kế đa người dùng với versioning;

- Duy trì tính toàn vẹn giữa các lớp chủ đề và thúc đẩy tư duy logic của ngườidùng;

- Cho phép chỉnh sửa dữ liệu độc lập (khi tạm ngừng kết nối với CSDL)

Hình 1.4 Giao diện hoạt động của ArcEditor

d.ArcInfo: Là bộ sản phẩm ArcGIS đầy đủ nhất ArcInfo bao gồm tất cả các chức

năng của ArcView lẫn ArcEditor Cung cấp các chức năng tạo và quản lý một hệGIS, xử lý dữ liệu không gian và khả năng chuyển đổi dữ liệu, xây dựng dữ liệu, môhình hóa, phân tích, hiển thị bản đồ trên màn hình máy tính và xuất bản bản đồ racác phương tiện khác nhau Với ArcInfo, cho phép:

- Xây dựng một mô hình xử lý không gian rất hữu dụng cho việc tìm ra cácmối quan hệ, phân tích dữ liệu và tích hợp dữ liệu.

- Thực hiện chồng lớp các lớp vector, nội suy và phân tích thống kê

- Tạo ra các đặc tính cho sự kiện và chồng xếp các đặc tính của các sự kiện đó

- Chuyển đổi dữ liệu và các định dạng của dữ liệu theo rất nhiều loại địnhdạng

- Xây dựng những bộ dữ liệu phức tạp, các mô hình phân tích và các đoạn mã

để tự động hóa các quá trình GIS

- Sử dụng các phương pháp trình diễn, thiết kế, in ấn và quản lý bản đồ đểxuất bản bản đồ

Hình 1.5 Giao diện hoạt động của ArcInfo

1.2 Công nghệ WebGIS

1.2.1 Khái niệm

Cùng với sự bùng nổ về công nghệ Internet, GIS cũng đã phát triển công nghệcho phép chia sẻ thông tin thông qua Internet bằng cách kết hợp GIS và Web để tạothành WebGIS.Công nghệ GIS trên nền Web (hay còn gọi là WebGIS) là hệ thốngthông tin địa lý phân tán trên một mạng các máy tính để tích hợp, trao đổi các thôngtin địa lý trên mạng Internet.WebGIS có tiềm năng lớn trong công việc làm chothông tin địa lý trở nên hữu dụng và sẵn sàng tới số lượng lớn người sử dụng trên

thế giới Với việc sử dụng bản đồ trực tuyến, giải pháp này sẽ giúp khách hàng cóthể cập nhật dữ liệu lên bản đồ để phục vụ cho mục đích quản lý

Hiện nay, có rất nhiều giải pháp bản đồ trực tuyến được các nhà phát triển đưa

ra như Mapbender,MapBuilder,MapServer, OpenLayers, Geoserver chúng đều làcác phần mềm mã nguồn mở hỗ trợ xây dựng các ứng dụng về bản đồ trên nền web.Nếu kết hợp xây dựng WebGIS trên phần mềm mã nguồn mở thì sẽ có được các lợiích mà phần mềm mã nguồn mở mang lại như chi phí đầu tư về phần mềm giảm, tậndụng được các thành quả ý tưởng chung của cộng đồng, tính chất an toàn cao, mạnhhơn, tùy biến tương tác nhiều hơn

Hình 1.6 Mô hình triển khai của WebGIS

1.2.2 Sự cần thiết của công nghệ

Hệ thống Web map server là một sự lựa chọn kinh tế

- Với khả năng phân phối thông tin địa lý trên toàn thế giới

- Người dùng internet có thể truy cập đến các ứng dụng GIS mà không phảimua phần mềm

- Đối với phần lớn người dùng không có kinh nghiệm về GIS thì việc sử dụngWebGIS sẽ đơn giản hơn việc sử dụng các phần mềm ứng dụng GIS khác.

- WebGIS là chức năng bổ sung cho GIS hoạt động trong môi trường rộnghơn thông qua mạng và được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong thương mại, quản

lý nhà nước và giáo dục Nhiều ứng dụng sẽ được chạy trên mạng nội bộ trongdoanh nghiệp và cơ quan chính phủ như là một phương tiện phân phối và sử dụng

dữ liệu không gian địa lý chung

1.2.3 Thường xuyên cập nhật bản đồ và cơ sở dữ liệu

Với một hệ thống dựa trên Server, tất cả các bản đồ và dữ liệu khác được duytrì tập trung Khi máy chủ được cập nhật, tất cả mọi người ngay lập tức sử dụngthông tin cập nhật trong ngày

Bản đồ dựa trên máy chủ Web luôn sẵn sàng cho bất cứ ai có quyền truy cậpweb, dù họ có hoặc không đi du lịch hoặc mạng LAN trong công ty hay mangWAN không sẵn có

1.2.4 Ý nghĩa khi tự tạo dịch vụ bản đồ

Một số yêu cầu của người sử dụng bản đồ là đơn giản và trực tiếp Bản đồdựa trên Web giúp cho những người sử dụng phi kỹ thuật tự thực hiện mà khôngphải chờ đợi

Với một hệ thống dựa trên máy chủ, tất cả các bản đồ và dữ liệu được duy trìtrên các máy chủ của công ty hoặc cơ quan Việc bảo mật và sao lưu có thể được ápdụng

Bản đồ dựa trên web không thể thay thế hoàn toàn cho phần mềm phân tíchbản đồ trên máy tính Trong các tình huống sau đây bạn nên so sánh chi tiết về cáclựa chọn trước khi chọn cách tiếp cận một Web Map:

 Việc biên tập bản đồ phức tạp: Bởi độ trễ vốn có trong mạng Internet, chỉnhsửa các đa giác và các đối tượng đường phức tạp là khó khăn và thường lúngtúng.

 Khối lượng dữ liệu lớn: Rất hiếm hệ thống Web Maps mà cung cấp hỗ trợ tốtkhi khối lượng dữ liệu lớn

 Hệ thống menu và giao diện điều khiển bản đồ phức tạp: Có thể tải về thôngqua trình Java hoặc Windows, nhưng đòi hỏi phải lập trình thêm

1.3 Ứng dụng web sử dụng ArcGIS Online

ArcGIS Online là một ứng dụng web GIS trực tuyến,cho phép chúng ta có thể

sử dụng, tạo và chia sẻ các bản đồ, các ứng dụng,phân tích các lớp dữ liệu khácnhau.Đồng thời,chúng ta có thể truy cập đến các bản đồ, các ứng dụng có sẵn để sửdụng trên hệ thống dữ liệu của ESRI, nơi ta có thể thêm vào các đối tượng hoặc phổbiến các lớp ứng dụng web

Hợp nhất dữ liệu của bạn với dữ liệu từ Esri và những người dùng ArcGIS đểtạo ra các bản đồ cho công việc bạn làm Sẵn sàng dùng các bản đồ nền, các công

cụ, các mẫu và các tập dữ liệu làm điều đó dễ dàng để thiết kế và xuất bản các bảnđồ

Duyệt phần lớn tài nguyên địa lý trực tuyến rộng lớn của thế giới và tìm hiểucác bản đồ và dữ liệu về hàng ngàn các chủ đề Kết hợp nội dung bằng bất kỳ cáchnào bạn muốn và xem chúng trên một bản đồ

Tất cả mọi người trong tổ chức của bạn có thể chia sẻ các bản đồ, dữ liệu, vànhững ý tưởng mới nhất trên một nền tảng duy nhất Tạo các nhóm dự án, tùy chỉnhcác công cụ làm việc và xây dựng ứng dụng web của riêng bạn để kết nối mọi ngườithông qua GIS

Hình 1.7 Mô hình đám mây ArcGIS Online

1.3.1 Khám phá dữ liệu

ArcGIS Online bao gồm các bản đồ tương tác và những phối cảnh cho phép takhám phá, hiểu rõ và đo đạc dữ liệu địa lý mà chúng ta cần Việc truy cập vào cácbản đồ có sẵn để sử dụng giúp cho dữ liệu chúng ta xây dựng trở nên phong phúhơn.Sử dụng các công cụ phân tích bao gồm trong trình xem bản đồ để tìm ra cácđiểm mới , phù hợp với dữ liệu mình đang làm và tìm ra những gì còn thiếu mà dữliệu chúng ta đang xây dựng còn thiếu

1.3.2 Ứng dụng, tạo bản đồ

ArcGIS Online bao gồm mọi thứ mà ta có thể tạo bản đồ, phối cảnh và cácứng dụng đi kèm.Thông qua chức năng hiển thị bản đồ và phối cảnh, ta có thể truycập vào một thư viện bản đồ nền và sử dụng các công cụ để thêm các lớp riêng mà

ta muốn, cũng như có thể chia sẻ với người khác

1.3.3 Hợp tác và chia sẻ

Ta có thể thiết lập các nhóm riêng hoặc nhóm công khai để mở cho tất cả mọingười.Chúng ta có thể chia sẻ bản đồ bằng cách nhúng chúng vào trang web haytrong các ứng dụng web hoặc thông qua các công cụ, phương tiện thông tin đại

chúng.ArcGIS Online bao gồm một số cấu hình ứng dụng có sẵn và người xâydựng.Chỉ cần một vài bước đơn giản mà không cần lập trình, ta có thể xuất bản mộtứng dụng web mà bất cứ ai cũng có thể truy cập thông qua trình duyệt web.

1.3.4 Quản lý dữ liệu trên nền web

Ta có thể xuất bản các lớp và bản đồ như các lớp dữ liệu web trên ArcGISOnline.Điều này giúp giải phóng được tài nguyên khi các lớp dữ liệu web được lưutrữ trong hệ thống dữ liệu của ESRI.Chúng ta có thế thêm các lớp dữ liệu lên web,các ứng dụng trên điện thoại để sử dụng chúng một cách tốt hơn Chúng ta có thểxuất trực tiếp các dữ liệu từ ArcGIS cho các ứng dụng Desktop hoặc website củaArcGIS Online mà không cần phải cài đặt trên server và chia sẻ các dữ liệu này vớibên ngoài

1.3.5 Quản trị

ArcGIS Online bao gồm các công cụ, tính năng cho phép người quản trịkhông chỉ tùy chọn trang chủ mà còn quản trị được toàn bộ hệ thống bao gồm: Cấuhình trang web, mời các thành viên tham gia nhóm và xác định chức năng mà họ cóthể sử dụng được, quản lý các nội dung được chia sẻ trong nhóm hay thiết lập cácchính sách bảo mật

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG

2.1 Phân tích, khảo sát bài toán

Hiện trạng môi trường không khí ở Việt Nam trong những năm qua, với xu thế đổi mới và hội nhập, Việt Nam đã tạo được những xung lực mới cho quá trình phát triển, vượt qua tác động của suy thoái toàn cầu và duy trì tỷ lệ tăng trưởng kinh tế

hàng năm với mức bình quân 5,7%/năm Tuy nhiên, nước ta vẫn đang phải đối mặt với rất nhiều thách thức, trong đó có vấn đề ô nhiễm môi trường không khí

Ô nhiễm không khí không chỉ là vấn đề nóng tập trung ở các đô thị phát triển,các khu, cụm công nghiệp… mà đã trở thành mối quan tâm của toàn xã hội Ônhiễm không khí được xem là một trong những tác nhân hàng đầu có nguy cơ tácđộng nghiêm trọng đối với sức khỏe cộng đồng Với mục đích cung cấp bức tranhtổng thể về chất lượng môi trường không khí, Bộ TN&MT đã xây dựng Báo cáomôi trường quốc gia năm 2013 với chủ đề môi trường không khí Báo cáo phân tích

cụ thể hiện trạng môi trường không khí xung quanh (không bao gồm môi trườngkhông khí trong nhà và trong khu vực sản xuất) giai đoạn 2008 - 2013, chỉ ra cácnguyên nhân gây ô nhiễm, từ đó đưa ra những giải pháp khắc phục cho những nămsắp tới

Hình 2.1 Các tác nhân gây nên ô nhiễm không khí Các yếu tố khí hậu và thời tiết (bao gồm chế độ bức xạ, nhiệt độ, lượng mưa…)

có ảnh hưởng nhất định đến môi trường không khí Ở Việt Nam, khí hậu có sự phânhóa rõ rệt theo vùng miền Miền Bắc có khí hậu nhiệt đới gió mùa, miền Nam khíhậu nhiệt đới trong khi khu vực cao nguyên biểu hiện đặc trưng khí hậu ôn đới Khí

hậu khô, nóng, bức xạ nhiệt cao là các yếu tố làm thúc đẩy quá trình phát tán cáckhí ô nhiễm, còn mưa nhiều có thể góp phần làm giảm các chất ô nhiễm không khí Ngoài ra, độ che phủ cây xanh cũng là yếu tố giúp giảm lượng khí thải trong khíquyển đáng kể Theo thống kê ở nước ta, mặc dù tổng diện tích rừng đã tăng, đạtmức độ che phủ 40%, nhưng chất lượng rừng đang tiếp tục suy thoái Đối với cáckhu vực đô thị, mật độ cây xanh chưa đạt tiêu chuẩn về độ che phủ Cụ thể, tại thủ

đô Hà Nội và TP Hồ Chí Minh diện tích này mới đạt <4m2/người, thấp hơn so vớiyêu cầu của tiêu chuẩn (10-15 m2/người) và không đáp ứng vai trò lá phổi xanhgiảm thiểu ô nhiễm không khí

Quá trình đô thị hóa cùng với các hoạt động phát triển kinh tế-xã hội chưa đượcquản lý và kiểm soát tốt gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng môi trường khôngkhí Ở Việt Nam, giai đoạn 2008 - 2013 tốc độ tăng trưởng kinh tế được ghi nhậngiảm do ảnh hưởng từ khủng hoảng tài chính từ cuối 2007 - 2010 Tuy vậy, sức épmôi trường từ các ngành nghề vẫn không hề nhỏ Các nguồn thải hiện nay đang có

xu hướng gia tăng cả về số lượng và quy mô

từng vùng miền và quy mô tính chất của từng nguồn thải Số lượng đô thị tăngnhanh chóng kèm với gia tăng nhanh dân số đô thị (hiện chiếm 32% tổng dân sốtoàn quốc) trong khi cơ sở vật chất chưa đáp ứng nhu cầu là nguyên nhân dẫn đếncác vấn đề môi trường không khí ở các đô thị loại I và II Hoạt động xây dựng, cảitạo và xây mới các khu chung cư, khu đô thị, cầu đường, sửa chữa nhà, vận chuyểnvật liệu và phế thải xây dựng… diễn ra ở khắp nơi, làm phát tán bụi vào môi trườngkhông khí xung quanh

Trong khi đó, theo ngành nghề thì xây dựng gây áp lực môi trường không khíchủ yếu do các đơn vị thi công chưa thực hiện đầy đủ và nghiêm ngặt các biện phápbảo vệ môi trường tại công trường xây dựng Áp lực từ hoạt động dân sinh tập trung

ở khu vực nông thôn nơi nguyên liệu đun nấu và sản xuất vẫn chủ yếu dựa vàonhiên liệu hóa thạch, củi và các chất thải chưa được kiểm soát Ngành chăn nuôi

với quy mô và số lượng tăng nhanh chóng (gần 2.000 trang trại trong 2 năm từ 2011

- 2013) thải khoảng 75 - 85 triệu tấn chất thải, làm phát sinh các loại khí thải gồmkhí CO2 chiếm 9%, khí CH4 chiếm 37%, NOx 65%, và một số khí khác như H2S và

NH3 Lĩnh vực trồng trọt cũng gây ra vấn đề môi trường do tăng lượng phân bónhóa học, thuốc bảo vệ thực vật và lượng chất thải sau thu hoạch (gồm rơm rạ, câykhô) thiếu kiểm soát

Hình 2.2 Tỷ trọng tiêu thụ năng lượng theo ngành (Nguồn: Viện Năng lượng, Bộ

Công thương, 2010)

qua các năm được đánh giá là nguồn đóng góp đáng kể gây suy giảm chất lượngmôi trường không khí Trong đó, các khí CO, VOC, TSP chủ yếu do các loại xemáy phát thải còn đối với ô tô thì nguồn ô nhiễm chính gồm các khí SO2 và NO2

Hình 2.3 Số lượng xe mô tô, gắn máy tại Hà Nội năm 2001 – 2013

(Nguồn: Bộ Giao thông vận tải, 2013)

Nhìn chung, nguyên nhân ô nhiễm chủ yếu từ các ngành được lý giải do côngnghệ sản xuất chưa được cải tiến đáng kể, hiệu suất sử dụng năng lượng và tàinguyên chưa cao, đầu tư cho công tác BVMT của các doanh nghiệp chưa được chútrọng và các chế tài quản lý đối với vấn đề ô nhiễm MTKK chưa hiệu quả.

Tại các đô thị, ô nhiễm do bụi vẫn là vấn đề đáng lo ngại nhất và chưa đượccải thiện so với giai đoạn từ 2003 - 2007 Nồng độ các thông số bụi (bụi mịn và bụi

lơ lửng tổng số) có xu hướng duy trì ở ngưỡng cao, đặc biệt tại các trục giao thông

và tuyến đường chính ở các đô thị lớn Các khu công trường xây dựng cũng gópphần đáng kể gây ô nhiễm bụi và phạm vi ô nhiễm chủ yếu là cục bộ Kết quả đocho thấy, số ngày có giá trị bụi PM10, PM2,5 vượt QCVN(quy chuẩn vượt ngưỡng)chiếm tỷ lệ khá cao, đặc biệt tại các trạm ven đường giao thông

Bên cạnh đó là vấn đề bụi mịn, yếu tố có tác động nguy hại đáng kể đối vớisức khỏe người dân Tỷ lệ bụi mịn (PM2,5 và PM1) ở nước ta khá cao, đặc biệt ghinhận vào những ngày nhiệt độ thấp hoặc không khí khô

Phần lớn các thông số ô nhiễm khác (NO2, SO2, CO và chì) vẫn nằm trongngưỡng cho phép của QCVN 05:2013/BTNMT và ô nhiễm thường mang tính cục

bộ Về ô nhiễm tiếng ồn, giá trị đo tại các trục giao thông thường cao hơn khu dân

cư và tại một số trục đạt xấp xỉ ngưỡng QCVN 26:2010/BTNMT

Riêng đối với thông số ôzôn ở tầng mặt đất, kết quả quan trắc năm 2013 đã ghinhận có một số trường hợp tăng cao xấp xỉ ngưỡng QCVN 05:2013/BTNMT trungbình 1 giờ, đáng kể mức tăng cao xuất hiện cả ban đêm Trong tương lai, cần có cácnghiên cứu cụ thể để xác định nguyên nhân và diễn biến vấn đề ô nhiễm này

Tương tự khu đô thị, vấn đề nổi cộm ở các khu vực sản xuất là ô nhiễm bụi.Nồng độ bụi lơ lửng tổng số tại nhiều điểm quan trắc quanh các khu công nghiệpvượt quy chuẩn trung bình 24 giờ và trung bình năm

Năm 2011 là năm ghi nhận xung quanh các khu công nghiệp, khu sản xuất bị

ô nhiễm bụi nặng hơn cả Đến năm 2012, bức tranh môi trường không khí được cảithiện đáng kể tuy nhiên mức độ ô nhiễm giảm được lý giải do nhiều nhà máy công

nghiệp ngừng hoạt động hoặc sản xuất cầm chừng từ hệ lụy khủng hoảng kinh tế.Bên cạnh đó, một số ngành công nghiệp như ngành khai khoáng, nhiệt điện, ximăng…đang hoạt động vẫn tiếp tục phát thải vào môi trường không khí một lượngbụi lớn.

Hình 2.4 Nồng độ NH3 tại một số vị trí trong các KCN miền Bắc năm 2012

(Nguồn: Trạm quan trắc môi trường Công nghiệp, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2013)

Ngoài ra, ô nhiễm tiếng ồn xung quanh các khu công nghiệp cũng được ghinhận.Đặc trưng ở một số nhà máy chế biến nông lâm thủy sản, mùi ô nhiễm rấtnặng gây ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng cuộc sống người dân ở khu vực lâncận Các thông số khác (NO2, SO2) nhìn chung vẫn thấp hơn ngưỡng quy chuẩn chophép

Đối với vùng nông thôn, nhìn chung chất lượng môi trường không khí còn khátốt Môi trường chủ yếu bị tác động cục bộ do các hoạt động sản xuất của làng nghề,xây dựng, đốt rơm rạ, đốt rác thải, đun nấu

Tại các làng nghề, vấn đề ô nhiễm không khí chưa có dấu hiệu giảm nhữngnăm qua ô nhiễm không khí chủ yếu gồm bụi, khí độc, hơi kim loại, mùi và tiếng

ồn và tùy thuộc vào tính chất, quy mô và sản phẩm của từng loại ngành nghề Nồng

độ SO2, NO2 tại các làng nghề tái chế nhựa, đúc đồng rất cao, vượt nhiều lần giớihạn cho phép Bụi và tiếng ồn là hai vấn đề ô nhiễm thường xảy ra ở các làng nghề

cơ khí và sản xuất đồ gỗ Đối với các làng nghề chế biến thực phẩm, ô nhiễm mùi làvấn đề nổi cộm ảnh hưởng đáng kể đến môi trường

Các nghiên cứu về các vấn đề ô nhiễm không khí liên quốc gia và ảnh hưởngcủa chúng đến chất lượng môi trường không khí ở Việt Nam còn hạn chế Lắngđọng axit và suy giảm tầng ôzon là hai vấn đề ô nhiễm toàn cầu được đánh giá là cótác động nhất định đến chất lượng môi trường và sức khỏe cộng đồng Đối với một

số vấn đề khác như sương mù quang hóa hay ô nhiễm xuyên biên giới hiện vẫnchưa rõ ràng nhưng đã xuất hiện những biểu hiện nhất định

Đầu vào: thông tin về các điểm quan trắc được cung cấp bời người dùng như

tên điểm quan trắc, ngày quan trắc, vị trí, các giá trị đo, quy chuẩn vượt ngưỡng,phương pháp phân tích

Đầu ra: việc lấy các mẫu không khí để phân tích, so sánh và đưa ra các báo

cáo, cảnh báo về mức độ ô nhiễm trên địa bàn thành phố Hà Nội một cách chính xác

và chuẩn xác nhất

Tiêu chí đánh giá: các giá trị thông số được nhập vào chính xác, cập nhật

liên tục trong ngày, hiển thị chi tiết trên bản đồ

2.2 Các sơ đồ phân tích thiết kế hệ thống

2.2.1 Sơ đồ UseCase

a.Sơ đồ UseCase tổng quát

Hình 2.5 Sơ đồ UseCase tổng quát

Danh sách các Actor

Bảng 2.1 Danh sách các Actor

1 Người dùng Người sử dụng website

2 Admin Quản trị của website

Danh sách các UseCase

Bảng 2.2 Danh sách các UseCase

ST

1 Đăng nhập Đăng nhập vào hệ thống

2 Quản lý toàn hệ thống Quản lý toàn hệ thống

3 Cập nhật Cập nhật thông tin về các điểm quan trắc

4 Quản lý người dùng Gắn quyền cho người dùng, cho phép thêm

hoặc xóa người dùng ở trong nhóm

5 Tìm kiếm điểm quan trắc Tìm kiếm các điểm quan trắc trên bản đồ hoặc

ở khu vực cụ thể nơi đặt điểm quan trắc

6 Quản lý điểm quan trắc Cho phép thêm mới, sửa hoặc xóa thông tin về

các điểm quan trắc

b.Sơ đồ UseCase mức phân rã

- UseCase phân rã chức năng thao tác trên bản đồ

Hình 2.6 Sơ đồ phân rã chức năng thao tác trên bản đồ

- UseCase phân rã chức năng quản lý người dùng

Hình 2.7 Sơ đồ phân rã chức năng quản lý người dùng

- UseCase phân rã chức năng quản lý điểm quan trắc

Hình 2.8 Sơ đồ phân rã chức năng quản lý điểm quan trắc

2.2.2 Sơ đồ Tuần tự

1 Sơ đồ tuần tự chức năng đăng nhập

 Người dùng sẽ yêu cầu đăng nhập vào hệ thống, khi đó hệ thống sẽ yêu cầunhập user và password, khi nhận được username và password hệ thống sẽ

kiểm tra và xác nhận thông tin có đúng hay không sau đó thông báo kết quảcho người dùng.

Hình 2.9 Sơ đồ tuần tự mô tả chức năng đăng nhập

2 Sơ đồ tuần tự chức năng thêm mới

 Người dùng yêu cầu thêm thông tin mới tới hệ thống thông qua classDataAccess, hệ thống sẽ yêu cầu nhập thông tin cần thêm, khi đã nhập thôngtin, hệ thống sẽ kiểm tra thông tin đó có hợp lệ hay không sau đó cập nhậtthông tin mới vào trong cơ sở dữ liệu

Hình 2.10 Sơ đồ tuần tự mô tả chức năng thêm mới