Xây dựng Website quản lý hệ thống xe buýt thành phố Đà Nẵng

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu khônggian 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: Xây dựng c

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong những năm học vừa qua và nhất là đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi học tập, thực hiện đề tài tốt nghiệp này.

Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn thầy Th.S Hồ Phan Hiếu đã trực tiếp, tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.

Để có được kết quả như ngày hôm nay, tôi rất biết ơn gia đình Ông

Bà, Cha Mẹ và những người thân trong gia đình đã động viên, khích lệ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất về vật chất lẫn tinh thần trong suốt quá trình học tập cũng như quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp này.

Mặc dù đã cố gắng hoàn thành đồ án trong phạm vi và khả năng cho phép nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự thông cảm, góp ý và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các bạn.

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 01 tháng 06 năm 2015 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hoàng Lương Đức

Tôi xin cam đoan:

o Những nội dung trong báo cáo này là do tôi thực hiện dưới

sự hướng dẫn trực tiếp của thầy Th.S Hồ Phan Hiếu.

o Mọi tham khảo dùng trong báo cáo này đều được trích dẫn

rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố.

o Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hoàng Lương Đức

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

1.1 HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) 5

1.1.1 Khái niệm 5

1.1.2 Nền tảng của hệ thống thông tin địa lý Gis 7

1.1.3 Dữ liệu GIS 10

1.2 WEBGIS 13

1.2.1 Khái niệm 13

1.2.2 Kiến trúc WebGIS và các bước xữ lý 13

1.2.3 Các kiến trúc triển khai 15

1.2.4 Các chuẩn trao đổi dữ liệu của hệ thống WebGIS 15

1.3 MÃ NGUỒN MỞ GEOSERVER 16

1.3.1 Khái niệm 16

1.3.2 Chức năng 16

1.3.3 Kiến trúc 16

1.4 HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU POSTGRESQL VÀ POSTGIS 17 1.4.1 PostgresSQL 17

1.4.2 PostGIS 18

1.5 GIỚI THIỆU OPENLAYERS 19

1.6 CHUẨN OPENGIS 20

1.6.1 Tổng quan về OGC 20

1.6.2 Các dịch vụ hỗ trợ bởi OpenGIS 21

Chương 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 24

2.1 PHÂN TÍCH YÊU CẦU 24

2.1.1 Khảo sát hiện trạng 24

2.1.4 Phân tích khả thi 31

2.1.5 Các chức năng chính của hệ thống 32

2.1.6 Yêu cầu dữ liệu 34

2.2 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 35

2.2.1 Biểu đồ ca sử dụng 35

2.2.2 Yêu cầu hệ thống 38

2.2.3 Biểu đồ hoạt động 39

2.2.4 Sơ đồ giải thuật 42

2.3 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU 45

2.3.1 Nhóm thông tin bản đồ 45

2.3.2 Nhóm thông tin quản lý 45

Chương 3: TRIỂN KHAI VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 47

3.1 TRIỂN KHAI 47

3.1.1 Giao diện tổng quan trang web 47

3.1.2 Giao diện quản trị 51

3.2 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 54

3.2.1 Kết quả đạt được 54

3.2.2 Hạn chế và khó khăn 55

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 56

Hướng phát triển 56

TÓM TẮT LUẬN VĂN 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

Hình 2 Minh họa mô hình vector và raster 12

Hình 3 Mô hình minh họa cho phân tích chồng xếp 12

Hình 4 Các bước xử lý 14

Hình 5 Cấu trúc của geoserver 16

Hình 6 Cấu trúc Postgres với những ứng dụng phía client 17

Hình 7 Vị trí của postGIS trong PostgresSQL 18

Hình 8 OpenLayers có thể giao tiếp thông qua nhiều giao thức 19

Hình 9 Biểu đồ Use Case tổng quát 35

Hình 10.Use Case quản lý bài viết 35

Hình 11.Use Case quản lý thành viên 36

Hình 12.Use Case quản lý thông tin liên hệ 36

Hình 13.Use Case quản lý thông tin bản đồ trạm xe buýt 36

Hình 14.Use Case xem bản đồ 37

Hình 15.Sơ đồ hoạt động đăng nhập 39

Hình 16.Sơ đồ hoạt động thêm bài viết 39

Hình 17.Sơ đồ hoạt động sửa bài viết 39

Hình 18.Sơ đồ hoạt động xóa bài viết 40

Hình 19.Sơ đồ hoạt động thêm thành viên 40

Hình 20.Sơ đồ hoạt động xóa thành viên 40

Hình 21.Sơ đồ hoạt động xóa liên hệ 40

Hình 22.Sơ đồ hoạt động sửa trạm xe buýt 41

Hình 23.Sơ đồ hoạt động xóa trạm xe buýt 41

Hình 24.Sơ đồ hoạt động tìm kiếm trạm xe buýt 41

Hình 25.Sơ đồ giải thuật đăng nhập 42

Hình 26.Sơ đồ giải thuật tìm kiếm 43

Hình 27.Sơ đồ giải thuật hàm parseWKT 44

Hình 30.Giao diện tìm kiếm trên bản đồ 48

Hình 31.Giao diện đo đạc trên bản đồ 49

Hình 32.Giao diện xem thông tin trạm dừng 50

Hình 33.Giao diện liên hệ 51

Hình 34.Giao diện đăng nhập 51

Hình 35.Giao diện quản lý bài viết 52

Hình 36.Giao diện quản lý thành viên 52

Hình 37.Giao diện quản lý trạm dừng 53

Hình 38.Giao diện quản lý danh sách liên hệ 53

Bảng 2 Chức năng đăng nhập 32

Bảng 3 Các chức năng tìm kiếm trạm dừng 32

Bảng 4 Bảng các chức năng tương tác bản đồ 32

Bảng 5 Bảng chức năng liên hệ người quản trị 33

Bảng 6 Bảng các chức năng quản lý thông tin cá nhân 33

Bảng 7 Bảng các chức năng quản lý thông tin trạm xe 33

Bảng 8 Bảng các chức năng quản lý liên hệ 33

Bảng 9 Yêu cầu các lớp dữ liệu 34 Bảng 10 Yêu cầu chức năng

38 Bảng 11 Bảng BusStop

45 Bảng 12 Bảng users

45 Bảng 13 Bảng news

46 Bảng 14 Bảng contact

46

lý (GIS) xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đường, vùng phục vụ cho những hỏi đáp

và phân tích đặc biệt (Dueker, 1979) Như vậy, hệ thống GIS là hệ thống thích hợpnhất để cung cấp thông tin tổng quan về hiện trạng cơ sở hạ tầng được triển khaimang tính không gian địa lý

Trong bối cảnh đất nước ngày càng phát triển, thì sẽ kéo theo sự gia tăng nhucầu du lịch và đi lại sẽ ngày một nhiều Điều này dẫn đến một yêu cầu để quản lýcác tuyến xe buýt của một khu vực nào đó

Kết hợp hai lý do trên, tôi đã thực hiện đề tài “Xây dựng ứng website quản lý

hệ thống xe buýt thành phố Đà Nẵng”

1.2 Mục đích

Luận văn tốt nghiệp trên thực hiện với hai mục đích chính :

 Tìm hiểu về công nghệ GIS, WebGIS

 Xây dựng hệ thống để quản lý hệ thống xe buýt thành phố Đà Nẵng

1.3 Ý nghĩa

Luận văn này sẽ xây dựng một hệ thống thông tin về trạm dừng xe buýt trênđịa bàn thành phố Đà Nẵng Hệ thống này sẽ cung cấp đến người dùng các thông tincần thiết liên quan đến trạm xe như vị trí địa lý, địa chỉ, tần suất, thời gian bắt đầu

và thời gian kết thúc tuyến xe; cho phép người dùng tìm kiếm, truy vấn thông tintrạm dừng một cách dễ dàng

Với việc tìm hiểu GIS, WebGIS và xây dựng hệ thống bản đồ thì mọi thông tinđều do chính mình cung cấp, tùy biến, và độ bảo mật cao, không phụ thuộc vào nhàcung cấp nguồn thông tin

2 PHẠM VI ĐỀ TÀI

Đề tài tập trung nghiên cứu xây dựng một hệ thống WebGIS sử dụng các công

cụ mã nguồn mở Trong đó WebGIS server sử dụng GeoServer Phía client dùng đểtương tác với bản đồ dùng OpenLayers Hệ quản trị cơ sở dữ liệu không gian sửdụng PostgreSQL + PostGIS WebGIS server tương tác với cơ sở dữ liệu khônggian lấy về dữ liệu không gian của các tuyến, trạm xe buýt… sau đó cung cấp cácdịch vụ bản đồ WebGIS client cho phép hiển thị bản đồ và thao tác trên bản đồthông qua các dịch vụ mà WebGIS server cung cấp Hệ quản trị cơ sở dữ liệu khônggian 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:

Xây dựng công cụ để quản lý thành viên, quản lý bài viết, trạm dừng xe buýt…

3 TRIỂN KHAI ĐỀ TÀI

1.4 Kế hoạch thực hiện

 Tìm hiểu GIS, WebGIS, GeoServer, Openlayers, PostgreSQL vàPostGIS, PHP

 Phân tích thiết kế hệ thống

 Xây dựng cơ sở dữ liệu

 Triển khai GeoServer

 Xây dựng ứng web sử dụng ngôn ngữ PHP

 Viết báo cáo tổng kết đề tài và đề ra hướng phát triển

1.5 Phương pháp thực hiện

1.5.1 Tìm hiểu lý thuyết

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 hổ trợ GIS (PostgreSQL + PostGIS)

 Phần mềm phía server cho WebGIS (GeoServer)

 Phầm mềm phía client (OpenLayers)

1.5.2 Phân tích yêu cầu và thiết kế mô hình

 Thiết kế sơ đồ use case

 Thiết kế sơ đồ hoạt động

 Thiết kế sơ đồ lớp

 Thiết kế sơ đồ tuần tự

 Xây dựng cơ sở dữ liệu

1.5.3 Cài đặt chương trình

Sử dụng các công cụ và phần mềm sau:

 PostgreSQL 8.4 – Hệ quản trị CSDL quan hệ nguồn mở

 PostGIS 1.5 for PostgreSQL 8.4 – Plugin bổ sung khả năng quản lý

dữ liệu không gian cho PortgreSQL

 GeoServer 2.3.0 - Phần mềm máy chủ nguồn mở viết bằng Java chophép người dùng chia sẻ và chỉnh sửa dữ liệu không gian địa lý

 OpenLayers 2.12 - Một thư viện JavaScript thuần dùng để hiển thị dữliệu bản đồ trong hầu hết các trình duyệt web hiện đại và không phụthuộc phía máy chủ

 WampServer 2.2 – Gói phần mềm tích hợp Apache2, PHP và MySQLcho phép tạo môi trường phát triển ứng dụng web

 NetBeans IDE 7.1.2 dùng để viết mã PHP, JavaScript, HTML, CSS

1.5.4 Kết quả đạt được

Các kết quả đạt được khi thực hiện luân văn này là:

 Tìm hiểu về GIS, WebGIS, Geoserver, PostgreSQL + PostGIS,OpenLayers

 Xây dựng được hệ thống thông tin về trạm dừng xe buýt của Thành phố

Đà Nẵng

Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT1.1 HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)

1.1.1 Khái niệm

Hệ thống thông tin địa lý có thuật ngữ tiếng Anh là Geographical InformationSystem Nó được hình thành từ 3 khái niệm: địa lý (Geographical), thông tin(Information) và hệ thống (System)

Khái niệm “địa lý” (Geographical) được sử dụng vì GIS trước hết liên quan đếncác đặc trưng “địa lý” hay “không gian” Các đặc trưng này được ánh xạ hay liênquan đến các đối tượng không gian Chúng có thể là các đối tượng vật lý, văn hóahay kinh tế trong tự nhiên Các đặc trưng trên bản đồ là biểu diễn ảnh của các đốitượng không gian trong thế giới thực Biểu tượng, màu và kiểu đường được sử dụng

để thể hiện các đặc trưng không gian khác nhau trên bản đồ 2D

Khái niệm “thông tin” (Information) được sử dụng vì nó liên quan đến khối dữliệu khổng lồ do GIS quản lý Các đối tượng thế giới thực đều có tập riêng các dữliệu chữ số thuộc tính hay đặc tính (còn gọi là dữ liệu phi hình học, dữ liệu thốngkê) và các thông tin vị trí cần cho lưu trữ, quản lý các đặc trưng không gian

Khái niệm “hệ thống” (System) đề cập đến cách tiếp cận hệ thống của GIS Môitrường hệ thống GIS được chia nhỏ thành các module, để dễ hiểu, dễ quản lý,nhưng chúng được tích hợp thành hệ thống thống nhất, toàn vẹn

Công nghệ thông tin đã trở thành quan trọng, cần thiết cho tiệm cận này và hầuhết các hệ thống thông tin đều được xây dựng trên cơ sở máy tính

Hình 1 Hệ thống thông tin địa lý trong hệ thống thông tin nói chung

Hình 1 cho ta biết “hệ thống thông tin địa lý” nằm ở khoảng nào trong “hệ thốngthông tin” nói chung “Hệ thống thông tin” bao gồm hệ thống thông tin phi hình học(kế toán, quản lý nhân sự…) và hệ thống thông tin không gian “Hệ thống thông tinđịa lý” bao gồm nhiều hệ thống thông tin khác: Hệ thống thông tin đất đai (Hệthống thông tin địa chính, hệ thống thông tin quản lý đất sử dụng: rừng, lúa…), hệthống thông tin địa lý quản lý kinh tế, xã hội, dân số…

“Thông tin địa lý” bao gồm dữ liệu về bề mặt trái đất và các diễn giải dữ liệu, đểchúng trở nên dễ hiểu Thông tin địa lý được thu thậy qua bản đồ, qua đo đạc trựctiếp, đo đạc bằng máy bay, viễn thám, hoặc được thu thập thông qua điều tra, phântích hay mô phỏng

Thông tin địa lý bao gồm hai loại dữ liệu: dữ liệu không gian và dữ liệu thuộctính (phi không gian); trả lời các câu hỏi “có cái gì?”; “ở đâu?”

1.1.2 Nền tảng của hệ thống thông tin địa lý Gis

Các bộ phận của hệ thống thông tin địa lý

Hệ thống thông tin địa lý GIS bao gồm năm thành phần:

 Những con người được đào tạo (People)

 Dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính (Data)

 Phương pháp phân tích (Analysis)

 Phần mềm (Software)

 Phần cứng (Hardware)

Tất cả được kết hợp, tổ chức, tự động hóa, điều hành, cung cấp thông tin thôngqua sự diễn tả địa lý

1.1.2.1 Con người xây dựng và sử dụng GIS

Khi ta thiết lập một kiểu dữ liệu, xây dựng một phần mềm tin học, hay biên soạnmột tài liệu, điều quan trọng là cần làm rỏ công việc mình đang tiến hành phục vụđối tượng nào

Có thể thấy những vai trò căn bản của con người trong GIS như sau:

 Sử dụng bản đồ - đó là người tiêu dùng, đầu cuối của GIS Họ tìm trong bản

đồ được tạo ra cho nhu cầu chung hay nhu cầu riêng của họ Tất cả các thànhviên đó là người sử dụng bản đồ Người sử dụng hệ thống là những người sửdụng GIS để giải quyết các vấn đề không gian Nhiệm vụ chủ yếu của họ là

số hóa bản đồ, kiểm tra lỗi, soạn thảo, phân tích dữ liệu thô và đưa ra các giảipháp cuối cùng để truy vấn dữ liệu địa lý

 Xây dựng bản đồ - Sử dụng một số lớp bản đồ từ một vài nguồn khác nhau

và thêm vào đó những dữ liệu cần thiết, tạo ra những bản đồ theo ý người sửdụng

 Phát hành bản đồ - in bản đồ Những người này tạo ra những bản đồ có chấtlượng cao

 Thao tác viên hệ thống có trách nhiệm vận hành hệ thống hàng ngày, đểngười sử dụng hệ thống làm việc hiệu quả: sửa chữa khi chương trình bị tắcnghẽn, trợ giúp nhân viên thực hiện các phân tích có độ phức tạp cao, huấnluyện người dùng, quản trị hệ thống, quản trị CSDL, an toàn, toàn vẹn CSDL

để tránh hư hỏng mất mát dữ liệu

 Chuyên viên phân tích hệ thống GIS là nhóm người chuyên nghiên cứu thiết

kế hệ thống có trách nhiệm xác định mục tiêu của hệ thống GIS trong cơ

quan, hiệu chỉnh hệ thống trong cơ quan Thông thường, chuyên gia phântích hệ thống là nhân viên của các hãng lớn chuyên về cài đặt GIS.

 Nhà cung cấp GIS có trách nhiệm cung cấp phần mềm, cập nhật phần mềm,phương pháp nâng cấp cho hệ thống, huấn luyện người dùng GIS thông quacác hợp đồng với quản trị hệ thống

 Phân tích và giải quyết các vấn đề địa lý – như các vấn đề sự phát tán cácchất hóa học, tìm kiếm đường đi ngắn nhất, xác định địa điểm

 Xây dựng và nhập dữ liệu địa lý – từ một vài dạng biên tập khác nhau,chuyễn đổi, và truy cập Nhà cung cấp dữ liệu có thể là tổ chức Nhà nướchay tư nhân Thông thường các cơ quan Nhà nước cung cấp dữ liệu được xâydựng cho chính nhu cầu của họ, những dữ liệu này có thể được sử dụng trongcác cơ quan, tổ chức khác hoặc được bán với giá rẻ hay cho không tới các dự

án GIS phi lợi nhuận Các công ty tư nhân thì thường cung cấp dữ liệu sửađổi từ dữ liệu các cơ quan Nhà nước cho phù hợp với ứng dụng cụ thể

 Quản trị dữ liệu – điều hành cơ sở dữ liệu của GIS và đảm bảo cho GIS hoạtđộng suôn sẽ

 Thiết kế cơ sở dữ liệu – Xây dựng các kiểu dữ liệu logic và xây dựng cơ sở

dữ liệu

 Phát triển – xây dựng GIS theo ý người sử dụng phục vụ một số yêu cầuriêng và yêu cầu của ngành nghề Người phát triển ứng dung là những lậptrình viên được đào tạo để xây dựng các giao diện người dùng, làm giảm khókhăn khi thực hiện các thao tác cụ thể trên các hệ thống GIS chuyên nghiệp.Phần lớn, lập trình GIS bằng ngôn ngữ macro do nhà cung cấp GIS xây dựng

để người phát triển ứng dụng có khả năng ghép nối với các ngôn ngữ máytính truyền thống

1.1.2.2 Nguồn dữ liệu cho GIS

Một hệ thống thông tin địa lý GIS bất kỳ nào cũng bào gồm thành phần dữ liệukhông gian Dữ liệu không gian này có thể từ những ảnh chụp từ máy bay, ảnh vệtinh, đường đồng mức, bản đồ số về môi trường hay địa bạ về quyền sử dụng đất.GIS còn có thể ở những nơi khác nữa, như được các công ty, họ giữ cơ sở dữliệu về khách hàng của mình đi kèm với dữ liệu địa lý Hay GIS tính toán vị trí củabất kỳ địa điểm nào trên trái đất từ địa chỉ bưa điện

1.1.2.3 Thủ tục và phân tích

Các chuyên gia điều hành GIS bằng các hàm, thủ tục và các quyết định Đó làtập hợp kinh nghiệm của con người và là phần không thể thiếu được của GIS

Một vài ví dụ về chức năng phân tích là:

 Khoa học được ứng dụng có liên quan tới không gian như thủy văn, khítượng hay dịch tể học

 Chất lượng các thủ tục đảm bảo dữ liệu là chính xác, nhất quán và đúng đắn

 Thuật toán giải quyết vấn tin trên tuyến, mạng hay mặt

 Những kiến thức áp dụng đễ vẽ bản đồ tạo ra những bản đồ thể hiện hoànhảo

Một vài chức năng của phần mềm GIS:

 Khả năng lưu trữ các dạng thức hình học trực tiếp dưới dạng cơ sở dữ liệucột

 Khung làm việc để định nghĩa lớp bản đồ và các phương thức thể hiện bản

đồ Những phương pháp vẽ này dựa trên giá trị thuộc tính của đối tượng

 Cơ sở hạ tầng để hỗ trợ việc tạo ra các bản đồ từ đơn giản đến phức tạp, làmcho công việc lập bản đồ trở nên đơn giản hơn

 Tạo lập và lưu trữ các mối quan hệ hình học topo giữa các đối tượng liên kếtmạng và cấu trúc hình học polygon

 Chỉ mục không gian hai chiều (2D) để thể hiện nhanh chóng các đối tượngđịa lý

 Một tập hợp các toán tử để xác định mối quan hể địa lý như gần, kề liền,chồng và so sánh không gian.

 Nhiều công cụ hỗ trợ vấn tin

 Hệ thống Work-Flow cho phép chỉnh sửa, biên tập các dữ liệu địa lý có được

từ nhiều nguồn và ở các phiên bản khác nhau

Với những phân tích trên ta có thể đi tới định nghĩa hệ thống thông tin địa lý

1.1.3 Dữ liệu GIS

GIS lưu giữ thông tin về thế giới thực dưới dạng tập hợp các lớp chuyên đề cóthể liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý Điều này đơn giản nhưng vô cùngquan trọng và là một công cụ đa năng đã được chứng minh là rất có giá trị trongviệc giải quyết nhiều vấn đề thực tế từ thiết lập tuyến đường phân phối của cácchuyến xe, đến lập báo cáo chi tiết cho các ứng dụng quy hoạch, hay mô phỏng sựlưu thông khí quyển toàn cầu

Hình 2 Các lớp chuyên đề thông tin trong GIS

Hệ thống thông tin địa lý làm việc với hai dạng mô hình dữ liệu địa lý khácnhau cơ bản – mô hình vector và mô hình raster Trong mô hình vector, thông tin vềđiểm, đường và vùng được mã hóa và lưu dưới dạng tập hợp các tọa độ x,y Đốitượng dạng đường, như đường giao thông, sông suối được lưu dưới dạng tập hợpđiểm Đối tượng dạng vùng, như khu vực buôn bán hay vùng lưu vực sông được lưunhư một vòng khép kín các điểm tọa độ.

Mô hình vector rất hữu ích đối với việc mô tả các đối tượng riêng biệt, nhưngkém hiệu quả hơn trong miêu tả các đối tượng có sự chuyển đổi liên tục như kiểuđất hoặc chi phí ước tính cho các bệnh viện Mô hình raster được phát triển cho môphỏng các đối tượng liên tục như vậy Một ảnh raster là một tập hợp các ô lưới

Hình 3 Minh họa mô hình vector và raster

GIS cung cấp nhiếu công cụ phân tích, đặc biệt có hai công cụ quan trọng:phân tích liền kề và phân tích chồng lớp

 Phân tích liền kề: GIS sử dụng phương pháp vùng đệm để xác định mốiquan hệ giữa các đối tượng liền kề Ví dụ như truy vấn các thông tin như tổng

số khách hàng trong bán kính 10 km, những lô đất trong khoảng 60 m từ mặtđường

 Phân tích chồng lớp: Chồng xếp là quá trình tích hợp các thông tin khácnhau Ví dụ sự chồng xếp này có thể là sự kết hợp dữ liệu về đất, độ dốc, thảmthực vật hoặc sở hữu đất với định giá thuế

Hình 4 Mô hình minh họa cho phân tích chồng xếp.

1.2 WEBGIS

1.2.1 Khái niệm

WebGIS là hệ thống thông tin địa lý phân tán trên một mạng các máy tính đểtích hợp, trao đổi các thông tin địa lý trên World Wilde Web (Edward, 2000,URL).Trong cách thực hiện nhiệm vụ phân tích GIS, dịch vụ này gần giống như là kiếntrúc Client-Server của Web Xử lý thông tin địa lý được chia ra thành các nhiệm vụ

ở phía server và phía client

1.2.2 Kiến trúc WebGIS và các bước xữ lý

Tất cả kết quả tính toán của ứng dụng server sẽ được gởi đến web server đểthêm vào các gói HTML, gởi cho phía client và hiển thị nơi trình duyệt web Xemhình minh họa dưới đây Lưu ý là tất cả các thành phần đều được kết nối nhau thôngqua mạng Internet

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

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

f - 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 gởitrả dữ liệu về cho application server

g - 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

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

1.2.3 Các kiến trúc triển khai

* Client side: Client-side được dùng để hiển thị kết quả đến cho người dùng,

nhận các điều khiển trực tiếp từ người dùng và tương tác với web server thông quatrình duyệt web Các trình duyệt web sử dụng chủ yếu HTML để định dạng trangweb Thêm vào đó một vài plug-in, ActiveX và các mã Applet được nhúng vàotrình duyệt để tăng tính tương tác với người dùng

* Server side: Gồm có: Web server, Application server, Data server và

Clearinghouse Server Server-side có nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu, xử lý tính toán và trả

về kết quả (dưới dạng hiển thị được) cho client-side

1.2.4 Các chuẩn trao đổi dữ liệu của hệ thống WebGIS

Tổ chức OGC đã đưa ra ba chuẩn dịch vụ truy cập thông tin địa lý mang tínhchuẩn hóa cao là: Web Map Service (WMS), Web Feature Service (WFS) và WebCoverage Service (WCS) Ngoài ra còn có các chuẩn khác như GeoParser vàGeoCoder Trong đó, hai chuẩn WMS và WFS là hai chuẩn cơ bản được sử dụng rấtnhiều nhằm cung cấp các dịch vụ biểu diễn các thông tin địa lý ra ảnh bản đồ vàtruy vấn các dữ liệu địa lý đó

1.3.3 Kiến trúc

Hình 6 Cấu trúc của geoserver.

Tại thời gian chạy, một module sử dụng Spring để lấy được các lớp cung cấpdịch vụ từ những module khác Đấy là hàm phụ thêm mở rộng cho cơ cấuGeoServer Kỹ thuật này được sử dụng khi cung cấp thêm OGC Web Service(bằngmodule WFS và WMS) và hỗ trợ cho các ảnh WMS khác nhau

1.4 HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU POSTGRESQL VÀ POSTGIS

1.4.1 PostgresSQL

1.4.1.1 Khái quát

PostgreSQL là hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ đối tượng dựa trênPOSTGRES bản 4.2, được phát triển tại trường đại học California tại phòng nghiêncứu máy tính Berkeley [1] Nó là một chương trình mã nguồn mở xây dựng trên mãnguồn ban đầu của đại học Berkeley

Nó hỗ trợ một phần rất lớn cho SQL chuẩn và cung cấp nhiều tính năng hiệnđại như:

 Các truy vấn phức tạp

 Khóa ngoài

 Trigger

 Khung nhìn

 Tính toàn vẹn của các giao dịch

 Kiểm tra truy cập đồng thời đa phiên bản

Ngoài ra, PostgreSQL có thể được mở rộng bởi nhiều người dùng bằng nhiềucách, ví dụ, người dùng có thể thêm kiểu dữ liệu, hàm, toán tử, hàm tập hợp,phương thức đánh chỉ mục và ngôn ngữ thủ tục

1.4.1.2 Cấu trúc Postgres với những ứng dụng phía client

PostgreSQL được hiện thực như một hệ thống client – server

1.4.2 PostGIS

1.4.2.1 Khái quát

PostGIS là 1 phần mở rộng của hệ quản trị CSDL hướng đối tượngPostgreSQL được cung cấp miễn phí cho phép các đối tượng GIS được lưu trữtrong CSDL PostGIS bao gồm hỗ trợ cho những chỉ mục (index) không gian GiST-based R-Tree cũng như các chức năng phân tích và xử lý các đối tượng GIS

1.4.2.2 Vị trí của postGIS trong PostgresSQL

Hình 8 Vị trí của postGIS trong PostgresSQL.

1.5 GIỚI THIỆU OPENLAYERS

OpenLayers là một bộ thư viện Javascript cho phép hiển thị bản đồ tại các ứngdụng web được sử dụng khá phổ biến ngày nay

Một số đặc điểm nổi bật của bộ thư viện là:

 Là bộ thư viện mã nguồn mở, miễn phí được phát triển bởi cộng đồngphần mềm mã nguồn mở

 Tuân theo các chuẩn quốc tế phổ biến như OGC

 Hỗ trợ nhiều loại dịch vụ (WMS, WFS, WCS ) và mapserver nhưArcGIS, Geoserver, Mapserver

 Đọc dịch vụ từ các Bản đồ như Google Map, OpenStreetMap, Bing,Yahoo! Maps

Conservation Service Intergraph là thành viên nguyên tắc thương mại đầu tiên củaOGC, sau này Intergraph đóng góp rất nhiều nỗ lực để phát triển các đặc tả củaOGC Hiện nay Intergraph là thành viên chiến lược của OGC.

OGC là một tổ chức xây dựng các chuẩn với tính chất đồng tâm, tự nguyện, cótính toàn cầu và phi lợi nhuận OGC dẫn dắt việc phát triển các chuẩn cho các dịch

vụ trên cơ sở vị trí và không gian địa lý OGC hoạt động với chính quyền, các nhànông nghiệp GIS và các viện nghiên cứu để tạo ra các giao tiếp ứng dụng mở chocác hệ thống thông tin địa lý và các công nghệ chính yếu khác có liên quan

Ngày nay, OGC là một tổ chức quốc tế của 438 công ty (số liệu ngày23/03/2012), các tổ chức chính phủ và các trường đại học tham gia vào quá trìnhtìm tiếng nói chung để phát triển các đặc tả giao tiếp cho cộng đồng Chúng tathường gọi đó là các đặc tả OPENGIS (OpenGIS Specifications) Các đặc tảOpenGIS hỗ trợ các giải pháp đồng vận hành, tích hợp làm cho dữ liệu địa lý luônsẵn sàng phục vụ cho Web, các dịch vụ trên nền tảng định vị, các dịch vụ không dây

và phù hợp với các xu hướng chính của công nghệ thông tin Các đặc tả sẽ tăngcường sức manh cho các nhà phát triển công nghệ nhằm biến các dịch vụ và thôngtin không gian phức tạp trở nên dễ dàng truy cập và hữu ích bới hầu hết các loại ứngdụng

Số thành viên tham gia vào OGC ngày càng tăng với mọi thành phần: tư nhân,nhà nước và các trung tâm nghiên cứu dưới nhiều hình thức khác nhau Việc thamgia vào OGC là cơ hội nắm bắt được các xu thế phát triển của công nghệ GIS đồngthời là nơi để nhận được các tư vấn, hỗ trợ cần thiết để hoạch định các chính sáchphát triển GIS và các kinh nghiệm quý báu từ các dự án GIS trên toàn thế giới theochuẩn OpenGIS nhằm thực thi hiệu quả khả năng đồng vận hành, tích hợp dữ liệugiữa các hệ thống khác nhau

1.6.2 Các dịch vụ hỗ trợ bởi OpenGIS

OpenGIS đã đưa ra ba chuẩn dịch vụ truy cập thông tin địa lý mang tính chuẩnhóa cao là: WMS (Web Map Service), WFS (Web Feature Service), WCS (WebCoverage Service) đáp ứng nhu cầu trao đổi, chia sẻ thông tin giữa các hệ thống vớinhau

Ngoài đặc tả cho các dịch vụ, OpenGIS còn đặc tả một số chuẩn phục vụ choquá trình truy vấn, truyền tải, định dạng thông tin: GML, KML, Filter Encoding,Simple Features, GeoAPI, CityGML,…

1.6.2.1 Web Map Service (WMS)

WMS là một dịch vụ giúp tạo ra các bản đồ dựa trên các dữ liệu địa lý Bản đồ ởđây được hiểu như một cách thể hiện trực quan của dữ liệu địa lý, còn bản thân bản

đồ không được xem là dữ liệu Các bản đồ này được hiển thị dưới định dạng ảnhnhư PNG, GIF, JPEG hoặc các định dạng thành phần đồ họa vector như SVG(Scalable Vector Graphics), WebCGM (Web Computer Graphics Metafile) MộtWMS sẽ hỗ trợ ba thao tác, trong đó có hai thao tác đầu là bắt buộc cho mọi WMS[6]

 GetCapabilities: cung cấp các thông tin metadata ở mức dịch vụ, đó là đặc tảcho các thông tin của dịch vụ WMS và các tham số cần thiết cho các yêu cầu

 GetMap: cung cấp ảnh bản đồ khi nhận được các tham số về chiều và thôngtin không gian địa lý hợp lệ

 GetFeatureInfo: truy vấn thông tin của các feature trên bản đồ

1.6.2.2 Web Map Service (WFS)

WFS cho phép một client nhận và cập nhật dữ liệu không gian được mã hóatrong GML từ nhiều WFS khác nhau WFS hỗ trợ các thao tác INSERT, UPDATE,DELETE, LOCK, QUERY và DISCOVERY trên các feature địa lý và phi địa lý sửdụng giao thức HTTP

Đối tượng địa lý là một tập các thuộc tính, mà mỗi thuộc tính là một bộ ba giá trịsau {tên, kiểu, giá trị} Tên và kiểu của thuộc tính đối tượng được quy định bởi kiểuđối tượng đó Các đối tượng địa lý phải có ít nhất một thuộc tính có giá trị mô tảthông tin địa lý Nó có thể có các thuộc tính không nhằm mô tả thông tin địa lý

- Ti n trình yêu c u và x lý yêu c uế ầ ử ầ

 Ứng dụng client yêu cầu tài liệu mô tả khả năng của dịch vụ WFS Đó làtài liệu mô tả các thao tác mà WFS hỗ trợ đồng thời liệt kê danh sách cácFeatureType mà dịch vụ này hỗ trợ

 Ứng dụng client có thể gởi yêu cầu lấy thông tin mô tả chi tiết của mộthay nhiều FeatureType đến WFS

 Dựa trên thông tin mô tả chi tiết của các FeatureType này, ứng dụngclient sẽ tạo ra một yêu cầu

 Yêu cầu này được gởi đến server

 WFS thực thi yêu cầu đó

 Sau khi đáp ứng xong yêu cầu, WFS sẽ gởi về trạng thái kết quả của việcđáp ứng (thành công một thao tác, hay thất bại)

- WFS h tr các thao tác sauỗ ợ

 GetCapabilities: WFS bắt buộc phải mô tả khả năng của nó qua thao tácnày Nó chỉ ra các FeatureType mà nó hỗ trợ và các thao tác mà nó hỗ trợtrên mỗi FeatureType.

 DescribeFeatureType: Khi có yêu cầu, WFS phải có khả năng mô tả cấutrúc của bất kỳ FeatureType nào mà nó hỗ trợ

 GetFeature: WFS phải có khả năng đáp ứng các yêu cầu lấy các thể hiệncủa feature Client có thể chỉ rõ các thuộc tính cần lấy và các ràng buộctrên các feature đó

 GetGmlObject: WFS có thể đáp ứng các yêu cầu lấy các thể hiện củafeature bằng việc sử dụng Xlinks đã được đề cập trong XML IDs của nó.Client phải chỉ định có hay không việc nhúng phần từ Xlinks vào trong

dữ liệu trả về

 Transaction: WFS có thể phục vụ một yêu cầu về giao dịch Một giaodịch được định nghĩa là những thao tác làm thay đổi features bao gồm:thêm, sửa và xóa trên features

 LockFeature: WFS có thể xử lý việc khóa một hoặc nhiều thể hiện củaFeatureType trong suốt quá trình giao dịch

 Dựa trên những thao tác đã được đề cập có thể phân WFS thành 3 loạinhư sau:

 Basic WFS: hỗ trợ GetCapabilities, DescribeFeatureType và GetFeature

Nó được xem như một WFS chỉ đọc

 XLink WFS: hỗ trợ Basic WFS và GetGmlObject

 Transaction WFS: hỗ trợ Xlink WFS và Transaction, LockFeature

1.6.2.3 Web Coverage Service (WCS)

WCS cung cấp dữ liệu dưới dạng Coverage Coverage là loại dữ liệu biểu diễncác hiện tượng thay đổi theo không gian WCS cung cấp các phương thức để clienttruy cập và lấy dữ liệu về:

 GetCapabilities: trả về một tài liệu XML (extensible Markup Language môt

Chương 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG2.1 PHÂN TÍCH YÊU CẦU

2.1.1 Khảo sát hiện trạng

2.1.1.1 Vị trí địa lý thành phố Đà Nẵng

Tọa độ phần đất liền của thành phố Đà Nẵng từ 15°15' đến 16°40' vĩ độ bắc và

từ 107°17' đến 108°20' kinh độ đông Phía bắc giáp tỉnh Thừa Thiên-Huế, phía tây

và nam giáp tỉnh Quảng Nam, phía đông giáp biển Đông

Bốn điểm cực trên đất liền của thành phố Đà Nẵng là:

 Cực bắc và cực tây là phường Hòa Hiệp Bắc, quận Liên Chiểu và xã HòaBắc, huyện Hòa Vang

 Cực nam là xã Hòa Khương, huyện Hòa Vang

 Cực đông là phường Thọ Quang, quận Sơn Trà

Ngoài phần đất liền, vùng biển của thành phố gồm quần đảo Hoàng Sa nằm ở15°45’ đến 17°15’ vĩ độ bắc, 111° đến 113° kinh độ đông, ngang bờ biển các tỉnhQuảng Trị, Thừa Thiên Huế, Quảng Nam và một phần tỉnh Quảng Ngãi; cách đảo

Lý Sơn (thuộc tỉnh Quảng Ngãi) khoảng 120 hải lý về phía nam

Bốn điểm cực của quần đảo Hoàng Sa là:

 Cực bắc tại bãi đá Bắc

 Cực nam tại bãi ngầm Ốc Tai Voi

 Cực đông tại bãi Gò Nổi

 Cực tây tại đảo Tri Tôn

2.1.1.2 Hành chính

Đà Nẵng là một trong năm thành phố trực thuộc trung ương của Việt Nam,được xếp vào đô thị loại I Đà Nẵng hiện có sáu quận, hai huyện bao gồm 45phường và 11 xã Ngoại trừ quận Cẩm Lệ, năm quận còn lại của thành phố đều giápbiển

Bảng 1 Danh sách các đơn vị hành chính trực thuộc thành phố Đà Nẵng

Danh sách các đơn vị hành chính trực thuộc thành phố Đà Nẵng

Lực lượng lao động của thành phố năm 2005 là 386.487 người đến năm 2010

đã tăng lên 462.980 người, chiếm 49,14% dân số Đây là nguồn cung đảm bảo chonền kinh tế phát triển, nhất là chất lượng lao động ngày một tăng; tỷ lệ lao động quađào tạo từ 37% năm 2005 tăng lên 50% năm 2010, tỷ lệ lao động qua đào tạo nghềtăng từ 25,5% năm 2005 lên 37% năm 2010

GDP của thành phố Đà Nẵng năm 2010 đạt 10.400 tỉ đồng Năm 2012, đạt14.230 tỷ đồng, tăng 9,1% so với năm 2011 GDP bình quân đầu người năm 2011ước đạt 2283 USD, gấp 2,2 lần so với năm 2005 và bằng 1,6 lần mức bình quânchung của Việt Nam

Tổng vốn đầu tư phát triển trên địa bàn năm 2012 ước đạt hơn 26 nghìn tỉđồng Sau 15 năm luôn vượt chỉ tiêu thu ngân sách thì vào năm 2012, Đà Nẵng hụtthu ngân sách hàng nghìn tỷ đồng

Tổng thu ngân sách nhà nước năm 2012 là 6.905,7 tỉ đồng trong khi năm 2011

là 13.668,26 tỉ đồng Ngành công nghiệp có tốc độ tăng trưởng bình quân 20%/năm.Thuỷ sản, dệt may, da giày, cao su, là những lĩnh vực mũi nhọn được tập trungphát triển Bên cạnh đó, thành phố còn chú tâm đến ngành Công nghệ thông tin