ỨNG DỤNG GIS QUẢN lý HIỆN TRẠNG các TUYẾN ĐƯỜNG bộ tại TỈNH LONG AN

Việc kiểm soát thông tin tuần đường; thống kê, nắm rõ số lượng, vị trí, tình trạng chi tiết kết cấu hạ tầng giao thông; kiểm tra phát hiện hư hỏng trên các tuyến, vi phạm hành lang, xe q

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN



NGUYỄN THỊ THU SƯƠNG ỨNG DỤNG GIS QUẢN LÝ HIỆN TRẠNG CÁC TUYẾN ĐƯỜNG BỘ TẠI TỈNH LONG AN

LUẬN VĂN CAO HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Mã số: 60 48 02 01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Nguyễn Gia Tuấn Anh

TP HỒ CHÍ MINH – Năm 2017

Để hoàn thành luận văn này, không chỉ là thủ tục luận văn mà còn là lời tri ân chân

thành của tôi đến:

- TS Nguyễn Gia Tuấn Anh đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình trợ giúp cho tôi

trong suốt quá trình triển khai nghiên cứu và hoàn thành đề tài “Ứng dụng GIS

quản lý hiện trạng các tuyến đường bộ tại tỉnh Long An”

- Sở Giao thông vận tải, anh chị Ban quản lý dự án đã giúp đỡ, tạo điều kiện và

cung cấp số liệu, tài liệu cần thiết cho việc nghiên cứu và hoàn thành luận văn

này

- Quý Thầy Cô đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức bổ ích trong suốt

quá trình học tập tại Trường Đại học Công nghệ Thông tin, ĐHQG.HCM

- Các Anh, Chị Phòng Đào tạo Sau Đại học luôn nhiệt tình hỗ trợ và tạo điều

kiện thuận lợi để học tập và nghiên cứu

- Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, khích

lệ, chia sẽ, giúp đỡ và đồng hành cùng tôi trong cuộc sống cũng như quá trình

học tập và nghiên cứu

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài được hoàn chỉnh nhất, song do mới

buổi đầu làm quen với công việc nghiên cứu khoa học cũng như những hạn chế về

kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Rất

mong sự đóng góp, phê bình chân thành của Quý Thầy Cô để đề tài được hoàn chỉnh

hơn

Sau cùng, xin kính chúc mọi người được dồi dào sức khỏe và có nhiều niềm vui trong

cuộc sống Chúc Trường Đại học Công nghệ Thông tin, ĐHQG.HCM ngày càng phát

triển

Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 01 năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Thu Sương

Tôi xin cam đoan luận văn này do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Nguyễn Gia Tuấn Anh, giảng viên Trường Đại học Công nghệ thông tin TP.HCM

Các dữ liệu nghiên cứu trong luận văn là trung thực, do tôi lập trình, phân tích, thiết

kế

Các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Nếu sai, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Thu Sương

Lời cảm ơn 2

Lời cam đoan 3

Danh mục các bảng 8

Danh mục các hình vẽ, đồ thị 9

MỞ ĐẦU 11

Chương 1 TỔNG QUAN 13

1.1 Tình hình nghiên cứu 13

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 13

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 16

1.2 Mục tiêu và đối tượng phạm vi của đề tài 18

1.3 Tính mới và tính khoa học của đề tài 18

1.4 Phương pháp nghiên cứu 19

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 22

2.1 Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý 22

2.1.1 Định nghĩa 22

2.1.2 Các thành phần chính của hệ thống thông tin địa lý (GIS) 22

2.1.3 Các mô hình dữ liệu GIS 24

2.1.4 Các chức năng của GIS 25

2.2 Tổng quan về SQL server 2008 26

2.2.1 Giới thiệu 26

2.2.2 Dữ liệu không gian trong SQL Server 2008 27

2.3 Tổng quan Xamarin Android 34

2.3.1 Giới thiệu chung về Xamarin 34

2.3.2 Đặc điểm và các tính năng nổi bật của Xamarin 34

2.3.3 Kiến trúc Xamarin 35

2.3.4 Công cụ xác định vị trí của Android 36

2.3.5 Web Service trong Xamarin Android 36

2.4 Tổng quan hệ thống định vị toàn cầu GPS 39

2.4.1 Khái quát 39

2.4.4 Các phương pháp định vị GPS 42

2.5 Tổng quan về Google Map API 43

2.5.1 Khái niệm Google Maps 43

2.5.2 Cách khai báo gooogle map 44

2.5.3 Một số ứng dụng của Google Map API 45

2.5.4 Các loại bản đồ trong google map 45

2.6 Các hệ quy chiếu và hệ tọa độ sử dụng tại Việt Nam [2] 45

Chương 3 HIỆN TRẠNG CÁC TUYẾN BỘ TẠI TỈNH LONG AN 48

3.1 Giới thiệu 48

3.2 Quy trình tuần đường, bảo trì, giám sát 50

3.3 Thuật toán tính lý trình báo cáo 52

3.4 Một số biểu mẫu báo cáo 53

3.4.1 Biểu mẫu báo cáo công tác vệ sinh mặt đường 53

3.4.2 Biểu mẫu báo cáo hành lang an toàn giao thông 53

3.4.3 Biểu mẫu báo cáo hư hỏng mặt đường 54

3.4.4 Biểu mẫu báo cáo hư hỏng cầu 54

3.4.5 Biểu mẫu báo cáo hư hỏng lề đường, nền đường 55

Chương 4 ỨNG DỤNG QUẢN LÝ HIỆN TRẠNG CÁC TUYẾN ĐƯỜNG BỘ TẠI TỈNH LONG AN 56

4.1 Chuẩn bị dữ liệu 56

4.2 Thiết kế dữ liệu 56

4.1.1 Mô hình dữ liệu mức quan niệm 57

4.1.2 Mô hình dữ liệu mức vật lý 64

4.1.3 Sơ đồ và giải thuật kết nối dữ liệu hiển thị một điểm trên google map 66 4.3 Một số chức năng chính 67

4.1.4 Màn hình chính 67

4.1.5 Báo cáo điểm hư hỏng qua thiết bị di động 69

4.1.6 Màn hình đăng nhập trên hệ thống web 75

4.1.7 Giao diện xem tổng hợp số lượng báo cáo tuần đường của đơn vị 76

4.1.10 Màn hình gửi báo cáo về ban quản lý 78

4.1.11 Giao diện phân công đơn vị sửa chữa bảo trì 79

4.1.12 Giao diện tiếp nhận sửa chữa 80

4.1.13 Giao diện báo cáo sửa chữa bảo trì 80

4.2 Giao diện theo dõi báo cáo và phân công đơn vị nghiệm thu 81

4.2.1 Báo cáo tình trạng hư hỏng 82

4.2.2 Màn hình thể hiện danh sách các điểm cần khắc phục, đang và đã khắc phục 84 4.2.3 Màn hình quản lý thông tin 85

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90

5.1 Đánh giá 90

5.2 Kết luận 91

5.3 Kiến nghị 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt

HTTTĐL Hệ thống thông tin địa lý

SQL Structured Query Language

GIS Geographic Information System

Danh mục các bảng

Bảng 1: So sánh các ứng dụng đã phát triển 16Bảng 2: Bảng so sánh ứng dụng với những phần mềm hiện có 91

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Hình 2.1 : Phần mềm quản lý giao thông và ánh sáng đô thị huyện Điện Bàn tỉnh

Quảng Nam [5] 14

Hình 2.2 : Phần mềm Mobiwork quản lý đường bộ [6] 15

Hình 2.3 : Giao diện ứng dụng của phần mềm ArcView quản lý CSDL đường bộ tại Seberang Perai Selatan, Penang, Malaysia [14] 17

Hình 2.1 : Các thành phần không gian của đối tượng GIS 26

Hình 2.2 : Sơ đồ các lớp dữ liệu không gian trong SQL Server 2008 27

Hình 2.3 : Kiến trúc Xamarin [18] 36

Hình 2.4 : Mô hình hoạt động của Web Service 38

Hình 2.5 : Mô phỏng mô hình GPS 40

Hình 2.6 : Sơ đồ liên quan giữa ba phần của GPS 41

Hình 3.1 : Quy trình báo cáo tuần đường 51

Hình 3.2 : Quy trình xử lý sửa chữa bảo trì 51

Hình 3.3 : Quy trình giám sát bảo trì 52

Hình 3.4 : Mô hình thuật toán tính lý trình báo cáo trên ứng dụng di động 52

Hình 3.5 : Mẫu báo cáo công tác vệ sinh mặt đường 53

Hình 3.6 : Mẫu báo cáo tình trạng hành lang an toàn đường bộ 53

Hình 3.7 : Mẫu báo cáo tình trạng hư hỏng mặt đường 54

Hình 3.8 : Mẫu báo cáo tình trạng hư hỏng cầu 54

Hình 3.9 : Mẫu báo cáo tình trạng hư hỏng lề đường, nền đường 55

Hình 4.1 : Mô hình dữ liệu mức vật lý cho hệ thống quản lý tuần tra đường bộ 65

Hình 4.2 : Sơ đồ kết nối dữ liệu hiển thị một điểm trên google map 66

Hình 4.3 : Giao diện trang chủ trên web 67

Hình 4.4 : Màn hình đăng nhập vào ứng dụng 69

Hình 4.5 : Màn hình danh sách các chức năng của ứng dụng 70

Hình 4.6 : Màn hình báo cáo hiện trạng đường 71

Hình 4.7 : Màn hình báo cáo hiện trạng cầu 72

Hình 4.8 : Màn hình báo cáo giám sát 73

Hình 4.9 : Màn hình thu thập cột mốc km 74

Hình 4.11 : Màn hình tổng hợp số lượng báo cáo tuần đường 76

Hình 4.12 : Màn hình danh sách báo cáo tuần đường được gửi bằng ứng dụng trên di động 77

Hình 4.13 : Màn hình thông tin chi tiết một báo cáo tuần tra đường 77

Hình 4.14 : Màn hình gửi báo cáo về Ban quản lý dự án 78

Hình 4.15 : Màn hình phân công sửa chữa bảo trì 79

Hình 4.16 : Màn hình tiếp nhận sửa chữa 80

Hình 4.17 : Màn hình báo cáo xử lý 80

Hình 4.18 : Màn hình theo dõi báo cáo, phân công giám sát nghiệm thu 81

Hình 4.20 : Màn hình báo cáo thống kê theo đơn vị tuần đường 82

Hình 4.21 : Màn hình báo cáo thống kê theo tình trạng hư hỏng 82

Hình 4.22 : Màn hình xuất tập tin dưới dạng excel 83

Hình 4.23 : Màn hình thể hiện danh sách báo cáo cần khắc phục, đang và đã khắc phục 84

Hình 4.24 : Danh sách cột mốc được thu thập bằng ứng dụng di động 85

Hình 4.25 : Danh sách lý trình quản lý 86

Hình 4.26 : Danh sách cầu quản lý 87

Hình 4.27 : Thông tin kết cấu mặt cầu 88

Hình 4.28 : Danh sách các đơn vị 88

Hình 4.29 : Màn hình quản lý người dùng 89

Hình 4.30 : Màn hình thay đổi mật khẩu 89

MỞ ĐẦU

Tình hình chung

Trong những năm gần đây, mạng lưới giao thông đường bộ trên toàn thế giới

đã có sự phát triển nhanh chóng do tăng dân số và các hoạt động kinh tế Sự gia tăng của lưu lượng xe trên đường đã yêu cầu sự cam kết để cải thiện hệ thống giao thông đường bộ hiện hành Hệ thống giao thông đường bộ hiện hành sẽ giúp các cơ quan trong việc quản lý cơ sở hạ tầng đường bộ có hiệu quả, hỗ trợ giám sát các cơ sở hạ tầng đường bộ rộng rãi Tuy nhiên, để giữ cho cơ sở hạ tầng đường bộ trong điều kiện

an toàn, giảm thiểu sự xuất hiện của tai nạn giao thông thì việc giám sát và quản lý toàn diện cần được phát triển bằng cách cung cấp một hệ thống quản lý đường bộ toàn diện

Long An là tỉnh có hệ thống giao thông vận tải tương đối phức tạp bao gồm: đường bộ, đường thủy Hệ thống giao thông Long An có khả năng liên kết rộng rãi địa bàn tỉnh với các tỉnh lân cận và cả nước; hoạt động vận tải trên địa bàn tỉnh chủ yếu vẫn là giao thông đường bộ bao gồm: quốc lộ, tỉnh lộ, đường huyện, đường xã Địa bàn của tỉnh khá rộng, vì vậy công tác quản lý bảo trì kịp thời mạng lưới đường

bộ gặp rất nhiều khó khăn, phức tạp Việc kiểm soát thông tin tuần đường; thống kê, nắm rõ số lượng, vị trí, tình trạng chi tiết kết cấu hạ tầng giao thông; kiểm tra phát hiện hư hỏng trên các tuyến, vi phạm hành lang, xe quá tải… được các đơn vị thực hiện liên tục và vẫn còn nhiều hạn chế: quản lý thông tin rời rạc, chưa khoa học; công nghệ thấp; cơ chế, chính sách, quy hoạch còn thiếu và chưa đồng bộ; một số quy định chưa cụ thể và khả thi; công tác thực thi pháp luật còn hạn chế;… Điều này đặt ra bài toán cho công tác quản lý, nhất là trong việc quản lý hiện trạng, sửa chữa mạng lưới giao thông đường bộ Nếu chỉ bằng những phương pháp khai thác thông tin truyền thống qua bảng biểu, đồ thị, người lãnh đạo sẽ rất khó khăn cho việc xác định thông tin chi tiết các tuyến đường, thông tin liên quan đến đơn vị hành chính, phạm vi triển khai, thông tin qui hoạch … Nâng cao hiệu quả quản lý và bảo trì kết cấu hạ tầng giao thông

Ngoài ra việc phát hiện và sửa chữa bảo trì không kịp thời sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới cuộc sống sinh hoạt và đi lại của người dân, dẫn đến ùn tắc giao

Tất cả các vấn đề trên có thể được giải quyết bằng cách xây dựng một mô hình

hệ thống thông tin địa lý (GIS) để quản lý hiện trạng các tuyến đường bộ Hệ thống GIS là công nghệ quản lý thông tin trên nền bản đồ địa lý, công nghệ này phát triển gắn liền với sự ra đời của bản đồ số và sự phát triển của các công nghệ có liên quan như công nghệ xây dựng bản đồ số, công nghệ định vị qua vệ tinh sử dụng thiết bị GPS, qua đó nhằm xác định dữ liệu không gian, kết hợp với biện pháp thu thập xác định vị trí GIS là một trong những công nghệ mới, hiện đại được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực ở khắp nơi trên thế giới nhằm hiện đại hóa công tác quản lý, xử lý, phân tích và tăng cường năng lực công tác cho bộ máy hành chính Mặt khác việc ứng dụng CNTT trong công tác quản lý đang là xu hướng tất yếu của các đơn vị quản lý Nhà nước, đặc biệt là quản lý chuyên ngành cấp sở, ban ngành Vì vậy việc phát triển ứng dụng GIS thành công và được triển khai rộng rãi sẽ mang lại nhiều hiệu quả tích cực trong công tác quản lý mạng lưới giao thông vận tải, nâng cao trình độ, tăng tính chuyên nghiệp cho cán bộ quản lý cũng như lưu dữ liệu, tra cứu thông tin, giải quyết những vấn đề liên quan đến quy hoạch xây dựng các công trình cầu, đường, giúp người quản lý tiết kiệm tối đa chi phí, thời gian làm việc, mang lại hiệu quả công việc tối ưu nhất

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Tình hình nghiên cứu

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Tại Việt Nam, công nghệ GIS cũng được thí điểm khá sớm, từ cuối thập niên

80 và đến nay GIS được ứng dụng trong nhiều ngành, phổ biến như quy hoạch nông, lâm nghiệp, quản lý rừng, lưu trữ tư liệu địa chất, đo đạc bản đồ, địa chính, viễn thông, Riêng lĩnh vực ứng dụng GIS quản lý hiện trạng các tuyến đường bộ bước

đầu đã được thực hiện tại một số đơn vị, tiêu biểu như:

- Phần mềm quản lý cầu đường được thiết kế và phát triển bởi công ty phần

 Chi tiết đoạn đường trong con đường lớn

 Thông tin lịch sử con đường

 Báo cáo tuần đường

 Quản lý thông tin cầu, thông tin cầu thuộc đoạn đường nào

 Thông tin lịch sử cầu

o Nhận xét:

 Phần mềm quản lý hai đối tượng trong lĩnh vực giao thông: cầu và đường, tuy nhiên, phần mềm chỉ quản lý trên cơ sở dữ liệu, chưa thể hiện được thông tin quản lý trên bản đồ

- Phần mềm quản lý giao thông và ánh sáng đô thị huyện Điện Bàn tỉnh

Quảng Nam được thiết kế và phát triển bởi công ty TNHH Tâm Việt

(TAVICO), đã triển khai trên địa bàn huyện Điện Bàn tỉnh Quảng Nam.[5]

Hình 2.1: Phần mềm quản lý giao thông và ánh sáng đô thị huyện Điện Bàn tỉnh

 Quản lý danh mục: Huyện, đường, loại đường, biển báo,

 Quản trị hệ thống: người dùng, phòng ban,

 Chức năng bản đồ: Hiển thị bản đồ, thao tác trên bản đồ, tìm kiếm

đối tượng trên bản đồ

 Web GIS: Hiển thị bản đồ dưới dạng web, tìm địa điểm,

 Quản lý đối tượng giao thông: Cập nhật thuộc tính; cập nhật lịch

sử hiện trạng; thêm, xóa sửa các đối tượng

 Báo cáo dữ liệu:đường đô thị, đường huyện, đường tỉnh,

o Nhận xét:

Phần mềm quản lý thông tin tuyến đường, biển báo, trạm chiếu sáng cho phép người dùng tìm kiếm, xem thông tin trực tiếp trên bản đồ Tuy nhiên phần mềm chỉ thể hiện tình trạng trên cả tuyến đường, không chi tiết địa điểm cụ thể, không tích hợp tuần đường qua di động

- Phần mềm Mobiwork quản lý đường bộ được thiết kế và phát triển bởi

Công ty cổ phần Công nghệ thông tin địa lý eK, phần mềm gồm 2 phiên

bản: phiên bản web và phiên bản di động Phần mềm đã triển khai tại Sở

Giao thông vận tải Tỉnh Nghệ An, Công ty cổ phần quản lý và xây dựng

giao thông thủy bộ Nghệ An, Công ty Cổ phần đường bộ 240, [6]

Hình 2.2: Phần mềm Mobiwork quản lý đường bộ [6]

 Thu thập, cập nhật dữ liệu tại hiện trường bằng thiết bị di dộng

 Tra cứu, khai thác bản đồ mọi lúc, mọi nơi qua giao diện Web hoặc ứng dụng di động

 Phần mềm được cài đặt trên cloud nên rất dễ triển khai, tích hợp dễ dàng với di động, được triển khai rộng rãi tại khá nhiều tỉnh thành

cả nước, tuy nhiên, người dùng phải trả chi phí thuê phần mềm khi

sử dụng

STT Tên phần mềm

Đối tượng quản lý

Tích hợp di động

Tích hợp bản đồ

Hỗ trợ phân tích không gian

Chi phí triển khai

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Sự phát triển và tăng trưởng kinh tế của một quốc gia luôn liên quan chặt chẽ với hệ thống giao thông hiện có Cơ sở hạ tầng giao thông đường tốt và hiệu quả sẽ thúc đẩy phát triển công nghiệp và kinh tế-xã hội GIS được xem là một trong những công cụ hữu ích có thể được sử dụng để quản lý cơ sở dữ liệu trong kỹ thuật bảo trì đường bộ Hệ thống này có khả năng lưu trữ, quản lý, phân tích, tính toán và hiển thị tất cả các dạng dữ liệu địa lý cho công tác bảo dưỡng đường bộ [14] Cụ thể như:

- Một mô hình điển hình của con đường ở Penang, Malaysia [14] được sử

dụng như là một trường hợp nghiên cứu để làm rõ hơn các ứng dụng của GIS trong việc bảo trì đường bộ

Hình 2.3: Giao diện ứng dụng của phần mềm ArcView quản lý CSDL đường bộ

tại Seberang Perai Selatan, Penang, Malaysia [14]

o Ứng dụng quản lý đối tượng cầu, đường và được xây dựng trên ArcGis 3.1, cho phép xem nhiều lớp đối tượng, tuy nhiên chưa tích hợp với web và tuần đường qua di động

- Tại bang Lagos Nigeria, mô hình GIS được nghiên cứu áp dụng trong bảo

trì đường bộ Các phương pháp áp dụng trong nghiên cứu này bao gồm thu thập dữ liệu, chuyển đổi dữ liệu, tạo ra cơ sở dữ liệu thuộc tính, truy vấn

dữ liệu không gian, sử dụng một cơ sở dữ liệu mạng lưới đường bộ tập trung

- Tại New Zealand, dữ liệu liên quan đến đường bộ đã được thu thập từ nhiều

năm nay Hệ thống phân tích Crash (CAS) đã được sử dụng để ghi lại và phân tích tai nạn giao thông từ năm 1990 CAS là một hệ thống máy tính tích hợp cung cấp công cụ để thu thập, bản đồ, truy vấn và báo cáo về vụ tai nạn đường bộ và dữ liệu liên quan

- Hệ thống quản lý dữ liệu tất cả các vụ tai nạn giao thông được báo cáo từ

cảnh sát, cung cấp tất cả các công cụ để chuyển đổi vị trí giữa các hệ thống

tham chiếu tuyến tính và hệ thống tham chiếu không gian

1.2 Mục tiêu và đối tượng phạm vi của đề tài

 Mục tiêu:

o Đưa ứng dụng GIS vào công tác tổ chức quản lý bảo trì, bảo đảm tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật mạng lưới công trình giao thông đường bộ, đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao của công tác quản lý hành chính nhà nước

o Xây dựng một cơ sở dữ liệu đáp ứng được nhanh chóng nhu cầu thông tin về các tuyến đường bộ trong tỉnh nhằm phục vụ cho công tác quản lý

o Nghiên cứu mô hình quản lý mạng lưới công trình giao thông trên nền tảng GIS có tính hệ thống, khoa học và trực quan

 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

o Hệ thống giao thông đường bộ trên địa bàn tỉnh Long An

o Hệ thống có khả năng mở rộng để quản lý các đối tượng khác trong lĩnh vực thông tin truyền thông, nông nghiệp, y tế, giáo dục, để phục vụ công tác quản lý hành chính nhà nước

1.3 Tính mới và tính khoa học của đề tài

 Tính khoa học:

- Đề tài hỗ trợ lưu trữ dữ liệu không gian tương đối lớn về hiện trạng các

tuyến đường bộ trên địa bàn tỉnh Long An

- Đề tài tích hợp ứng dụng tuần đường trên di động, giúp lấy địa điểm chính

xác qua công nghệ định vị qua vệ tinh GPS đã được tích hợp trên thiết bị

di động (điện thoại, máy tính bảng)

- Đề tài sử dụng công nghệ đánh chỉ mục Spatial Index của SQL Server, hỗ

trợ tìm kiếm thông tin nhanh hơn

- Đề tài hỗ trợ bảo mật dữ liệu tốt hơn cách bảo quản dữ liệu truyền thống

(lưu trữ dữ liệu trên giấy, trên tập tin….)

 Tính mới:

Hiện nay đã có một số tỉnh thành, địa phương trong nước thực hiện việc ứng dụng GIS để quản lý cầu đường, tuy nhiên, đến thời điểm này, tại Long An vẫn chưa xây dựng được một hệ thống phần mềm nào để quản lý vấn đề này Các hệ thống phần mềm ứng dụng GIS để quản lý cầu đường hiện nay thường chỉ quản lý một hoặc một số nội dung trong hạ tầng giao thông, hầu như, chưa có hệ thống nào quản lý hoàn chỉnh toàn bộ các nội dung như tỉnh yêu cầu

Đề tài sẽ xây dựng được một mô hình hệ thống thông tin địa lý để quản lý hoàn chỉnh các yêu cầu đặt ra hiện nay; tạo một cơ sở dữ liệu đầy đủ về thông tin đường bộ; giúp lãnh đạo có cái nhìn trực quan, thuận lợi hơn trong công tác quản lý, sửa chữa bảo trì và phát triển mạng lưới giao thông trên địa bàn tỉnh Long An

Đề tài thể hiện dữ liệu hình ảnh trên bản đồ trực tiếp từ cơ sở dữ liệu SQL mà không sử dụng các công cụ hỗ trợ trung gian nên ít tốn chi phí bản quyền phần mềm

(hiện tại, Long An đã mua bản quyền phần mềm Microsoft SQL Server)

Xây dựng “Ứng dụng GIS quản lý hiện trạng các tuyến đường bộ tại tỉnh Long An” thành công sẽ giúp lãnh đạo có cái nhìn trực quan hơn, hỗ trợ đưa ra quyết

định trong công tác sửa chữa, hay đưa ra các kế hoạch bảo dưỡng nhanh chóng, kịp thời thông qua các thông tin hiển thị trực quan trên bản đồ như hình ảnh, vị trí, tình trạng, Ngoài ra hệ thống còn gúp nhân viên thực hiện công tác tuần đường báo cáo nhanh chóng qua điện thoại di động Đề tài thành công sẽ mở ra một định hướng phát triển mới trong việc ứng dụng GIS quản lý các hệ thống thông tin trong tỉnh trên nền bản đồ, giúp thuận lợi trong công tác quản lý nhà nước, quy hoạch và phát triển hạ

tầng trong tỉnh

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Khảo sát tình hình thực tế và thu thập thông tin

Dựa trên các thông tin pháp luật như: thông tư 47/2012/TT-BGTVT về “Quy

định về tuần tra, kiểm tra bảo vệ kết cấu hạ tầng giao thông đường bộ”, dựa trên tình

hình thực tế tại đơn vị tôi đã thu được những thông tin như sau:

- Quy trình báo cáo tuần tra đường bộ

- Quy trình phân công xử lý, khắc phục

- Danh sách cầu, đường, loại báo cáo, kết cấu mặt đường, kết cấu mặt cầu,

- Danh sách các người dùng dự kiến sẽ sử dụng phần mềm

- Các biểu mẫu báo cáo đang được sử dụng

1.4.2 Phân tích thông tin

Từ các thông tin thu thập được, tiếp tục tiến hành các bước sau:

- Chuẩn hóa thông tin

- Tạo các danh mục dữ liệu bằng Microsoft Excel về tuyến đường, cầu, loại

báo cáo, kết cấu mặt đường, kết cấu mặt cầu, … để thực hiện nhập dữ liệu

tự động vào hệ thống phần mềm

- Xác định các đối tượng người dùng

- Xác định những thông tin cần lưu trữ trong hệ thống

- Phân tích các biểu mẫu báo cáo

1.4.3 Thiết kế cơ sở dữ liệu và ứng dụng

Sau khi thực hiện phân tích các thông tin thu thập được và từ mô hình ERD đã xây dựng, tiếp tục tiến hành các công việc:

- Thiết kế CSDL quản lý các hiện trạng đường tuần tra theo thời gian trên

hệ quản trị CSDL server 2008

- Thiết kế các chức năng và giao diện của ứng dụng quản lý:

o Thiết kế chức năng ứng dụng báo cáo tuần đường trên thiết bị di động

o Thiết kế giao diện hệ thống trên web

Kết quả thực hiện của bước này là: mô tả các bảng biểu (table) và mối liên hệ giữa chúng (database diagram); danh sách các chức năng và các màn hình giao diện

- Sử dụng ngôn ngữ lập trình C#, framework Net 4.0, và cùng với thư viện

Linq, Telerik, bản đồ google map API để cài đặt các chức năng của ứng dụng trên web theo mô hình thiết kế

Kết quả sau khi thực hiện bước này là: CSDL đã được cài đặt trên hệ quản trị SQL server 2008; ứng dụng quản lý hiện trạng các tuyến đường trên địa bàn tỉnh Long An với các chức năng như đã thiết kế

1.4.5 Kiểm định ứng dụng

Sau khi xây dựng hoàn thành ứng dụng, tiến thành thực hiện kiểm nghiệm ứng dụng, các bước được thực hiện như sau:

- Tạo kịch bản kiểm thử

- Nhập liệu và kiểm tra các chức năng như kịch bản

- Chỉnh sửa các lỗi phát sinh trong quá trình kiểm thử

Kết quả sau khi thực hiện bước này là một ứng dụng quản lý hiện trạng các tuyến đường bộ trong tỉnh hoàn chỉnh với các chức năng đã được kiểm định

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý

2.1.1 Định nghĩa

Hệ thống thông tin địa lý (HTTTĐL)- Geographical information system (GIS)

là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần mềm, tư liệu địa lý và người điều hành được thiết kế hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý HTTTĐL có mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý [2]

HTTTĐL là một hệ thống máy tính có chức năng lưu trữ và liên kết các dữ liệu địa lý với các đặc tính của bản đồ dạng đồ họa, từ đó cho một khả năng rộng lớn

về việc xử lý thông tin, hiển thị thông tin và cho ra các sản phẩm bản đồ, các kết quả

là mô hình dữ liệu

Trên thế giới có nhiều khái niệm, định nghĩa về hệ thống thông tin địa lý, mà các định nghĩa này xuất phát từ các cách nhìn khác nhau trong khoa học

2.1.2 Các thành phần chính của hệ thống thông tin địa lý (GIS)

Hệ thống GIS bao gồm năm thành phần chính: phần cứng, phần mềm, con

người, dữ liệu, giao diện người dùng, …

 Phần cứng (Hardware): Phần cứng là các thiết bị sử dụng trong các thao

tác HTTTĐL Ngày nay phần mềm HTTTĐL chạy trên nhiều kiểu phần cứng, từ máy chủ trung tâm tới máy tính cá nhân, trên mạng hay máy đơn Ngoài ra, HTTTĐL đòi hỏi các thiết bị nhập liệu (bao gồm bàn số hóa và

tính), đĩa mềm, băng từ) Các thiết bị có thể được nối với nhau thông quan

thiết bị truyền tin hay mạng cục bộ

 Phần mềm (Software): Phần mềm HTTTĐL cung cấp những chức năng

và những công cụ cần thiết để nhập, lưu trữ, phân tích và hiển thị thông tin

địa lý Các chức năng chính là:

 Những công cụ cho việc nhập và thao tác với thông tin địa lý

 Hệ thống lưu trữ và quản trị cơ sở dữ liệu

 Những công cụ cho phép truy vấn, phân tích, thể hiện, chuyển đổi

dữ liệu

 Giao tiếp đồ họa với người sử dụng dễ dàng truy xuất, trình bày dữ

liệu

 Dữ liệu (Data): Thành phần quan trọng trong GIS là dữ liệu Dữ liệu địa

lý và những dữ liệu bảng biểu liên quan có thể thu thập hoặc mua từ những nhà cung cấp dữ liệu GIS sẽ tích hợp dữ trong HTQTDL nhằm tổ chức và duy trì dữ liệu không gian và thuộc tính Khi tiến hành phân tích không gian, người dùng phải có các kỹ năng lựa chọn và sử dụng công cụ từ các

hộp công cụ GIS và có những kiến thức sâu về các dữ liệu sử dụng

 Con người: Đây là thành phần quan trọng nhất Con người ở đây là các

chuyên viên tin học, chuyên gia GIS, thao tác viên GIS, phát triển ứng dụng GIS bao gồm:

 Người sử dụng hệ thống: là những người sử dụng 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 các dữ liệu thô và đưa ra các giải pháp cuối cùng để truy vấn dữ liệu địa lý Những người này phải thường xuyên được đào tạo lại do GIS thay đổi liên tục và yêu cầu mới của kỹ thuật phân tích

 Thao tác viên hệ thống: có trách nhiệm vận hành hệ thống hàng

ngày để người sử dụng hệ thống làm việc hiệu quả Công việc của

họ là sửa chữa khi chương trình bị tắc nghẽn hay là công việc trợ giúp nhân viên thực hiện các phân tích có độ phức tạp cao Họ còn

làm việc như quản trị hệ thống, quản trị CSDL, an toàn, toàn vẹn CSDL tránh hư hỏng, mất mát dữ liệu

 Nhà cung cấp GIS: cung cấp các phần mềm, cập nhật phần mềm,

phương pháp nâng cấp cho hệ thống

 Nhà cung cấp dữ liệu: là các cơ quan nhà nước hay tư nhân cung

cấp các dữ liệu sửa đổi từ nhà nước

 Người phát triển ứng dụng: là những lập trình viên, họ xây dựng

giao diện người dùng, giảm khó khăn các thao tác cụ thể trên hệ thống GIS

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

cứu thiết kế hệ thống, được đào tạo chuyên nghiệp có trách nhiệm xác định các mục tiêu của hệ GIS trong cơ quan, hiệu chỉnh hệ thống, đề xuất kỹ thuật phân tích đúng đắn

 Giao diện người dùng: Giao diện đồ họa cho phép người dùng dễ dàng

thực hiện các theo tác địa lý và các thao tác khác như truy nhập CSDL, làm báo cáo

2.1.3 Các mô hình dữ liệu GIS

 Vector model: biểu diễn các hiện tượng địa lý 2D bằng points (điểm), lines

(đường) và polygons (vùng)

 Points: cặp toạ độ (x, y)

 Lines: tập hợp các toạ độ định nghĩa một hình dạng

 Polygons: tập hợp các toạ độ cho đường bao quanh một vùng, điểm đầu và cuối có cùng vị trí

 Raster model: biểu diễn các hiện tượng địa lý 3D như một bề mặt được chia

thành những ô lưới bằng nhau (ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, ảnh quyét dùng

để số hoá…)

 TIN model: biễu diễn các hiện tượng địa lý 3D dưới bởi các mạng tam giác liên kết với nhau qua các điểm với giá trị x, y, z TINs cũng là cách lưu trữ và phân tích bề mặt gồ ghề hiệu quả

 Dữ liệu dạng bảng: có thể xem GIS như một cơ sở dữ liệu hình học Cũng giống như các cơ sở dữ liệu khác ArcGIS cho phép kết nối các bảng dữ liệu với nhau

2.1.4 Các chức năng của GIS

GIS có một số chức năng như quản lý, lưu trữ, tìm kiếm, thể hiện, trao đổi và xử

lý dữ liệu không gian cũng như các dữ liệu thuộc tính Dưới đây là các chức năng của GIS có thể chia làm các loại như sau:

 Thu nhận dữ liệu: gồm dữ liệu thuộc tính và hình học Các thiết bị thu nhận

dữ liệu có thể là tự động, bán tự động hay thủ công Các dữ liệu có thể là vector hay raster

 Cấu trúc: gồm cấu trúc dữ liệu dùng để lưu trữ dữ liệu Các cấu trúc thông

dụng có thể là cơ sở dữ liệu quan hệ, cơ sở dữ liệu hướng đối tượng hay cơ sở

dữ liệu quan hệ đối tượng

 Thao tác: gồm hai thao tác chính: thao tác làm mịn dữ liệu không gian (nếu

có) và chuyển đổi qua lại các hệ thống tọa độ

 Phân tích: là một vấn đề cốt lõi của GIS Các phân tích thường gặp bao gồm

việc tính toán hình học, phân tích topology, phân tích địa hình

 Trình bày dữ liệu: là công việc cuối trong GIS Dữ liệu được trình bày theo

yêu cầu của người dùng ở các dạng thức khác nhau: biểu mẫu, bảng, báo cáo,

đồ thị, bản đồ, …

Thông thường một đối tượng trong GIS có cả 3 thuộc tính: ngữ nghĩa, không gian và thời gian:

Hình 2.1: Các thành phần không gian của đối tượng GIS

Nguồn: “Các mô hình dữ liệu không gian-thời gian trong GIS” [1]

2.2 Tổng quan về SQL server 2008

2.2.1 Giới thiệu

SQL server là hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ do Microsoft phát triển, hoạt động theo mô hình khách chủ cho phép nhiều người dùng truy xuất đến dữ liệu đồng thời cùng lúc Sản phẩm này được xây dựng cho các chức năng cơ bản của lưu trữ dữ liệu lấy theo yêu cầu của các ứng dụng khác, có thể được chạy trên cùng một máy tính hoặc trên một qua mạng

SQL server là hệ quản trị được nhiều người lựa chọn để lưu trữ hệ thống nhờ vào một số tính năng nổi bật như sau:

- Cho phép truy cập tới CSDL qua mạng

- Hỗ trợ mô hình Client/Server

- Kho dữ liệu (Data WareHouse)

- Tương thích với chuẩn ANSI/ISO SQL – 92

- Hỗ trợ tìm kiếm Full-Text (Full – Text Search)

- Hỗ trợ tìm kiếm thông tin trực tuyến (Books Online)

- Hỗ trợ các kiểu dữ liệu mới và các hàm thư viện làm việc với các kiểu

dữ liệu này như XML, các kiểu dữ liệu giá trị lớn như video, image

- Hỗ trợ FileStream để thao tác với các đối tượng nhi phân lớn (Blog)

- Hỗ trợ truy vấn dữ liệu bằng ngôn ngữ LinQ

- Hỗ trợ Dotnet 3.5

- …

2.2.2 Dữ liệu không gian trong SQL Server 2008

 Các loại dữ liệu không gian trong SQL server 2008

Dữ liệu không gian khá phức tạp, vì thế rất khó để thể hiện dữ liệu không gian bằng những kiểu dữ liệu đơn giản như kiểu số, kiểu ký tự…Trong SQL server 2008

đã định nghĩa thêm những kiểu dữ liệu mới nhằm phục vụ cho việc lưu trữ và xử lý

dữ liệu không gian đó là Geography và Geometry

- Geography: loại dữ liệu này dùng để thể hiện dữ liệu trắc địa Trong

Geography, vị trí của một điểm được thể hiện bằng 2 thuộc tính là kinh độ (Longitude) và vĩ độ (Latitude) Sử dụng hai thuộc tính này có thể xác định chính xác vị trí một điểm trên bề mặt 3D Ví dụ như vị trí một điểm trên

bề mặt trái đất

- Geometry: loại dữ liệu này dùng để thể hiện dữ liệu trên bề mặt phẳng

Geometry dùng tọa độ X và Y để thể hiện vị trí một điểm Các tọa độ này nằm trong cùng một hệ trục thống nhất Vì thế, loại dữ liệu này thường được kết hợp với một hệ tham chiếu phẳng đã tính toán độ cong của bề mặt trái đất

Tuy nhiên, Geography và Geometry là những kiểu dữ liệu trừu tượng, nó có

các lớp hiện thực để thể hiện cụ thể các loại dữ liệu không gian trong SQL server

Hình 2.2: Sơ đồ các lớp dữ liệu không gian trong SQL Server 2008

Nguồn: MSDN[17]

Các lớp kế thừa của Geography và Geometry được chia thành 2 loại: loại đơn

và loại tập hợp

 Loại đơn

o Point: là một vị trí chính xác, không có chiều dài hoặc diện tích

Point được định nghĩa bởi tọa độ X và Y hoặc Long và Lat

o LineString: là đoạn thẳng, là đường ngắn nhất giữa 2 điểm, chỉ có

chiều dài, không có diện tích LineString được định nghĩa là đường nối một chuỗi các điểm LineString cũng có thể là một vòng (ring) nếu có điểm đầu và điểm cuối trùng nhau

o Polygon: là một vùng hai chiều, có chiều dài và diện tích Một vùng

có thể có nhiều lỗ trống mà mỗi lỗ trống cũng là một vùng con

 Loại tập hợp

o GeomCollection: là một kiểu tập hợp, nó có thể chứa các kiểu dữ

liệu loại đơn như: Point, LineString và Polygon

o MultiPoint: là một kiểu tập hợp của Point, chứa nhiều đối tượng có

kiểu dữ liệu là Point

o MultiLineString: là một kiểu tập hợp của LineString, chứa nhiều

đối tượng có kiểu dữ liệu là LineString

o MultiPolygon: là một kiểu tập hợp của vùng, chứa nhiều đối tượng

có kiểu dữ liệu là Polygon

 Các phương thức xử lý dữ liệu không gian trong SQL server 2008

Để xử lý cho các kiểu dữ liệu không gian, SQL server đã cung cấp một số phương thức để thực hiện xử lý Có thể chia các phương thức này thành 2 loại sau:

 Khởi tạo đối tượng

o STGeomFromText

Phương thức này hỗ trợ nhiều kiểu dữ liệu khác nhau bao gồm các loại dữ liệu đơn như: Point, LineString, Polygon hoặc các dữ liệu loại tập hợp như: MultiPoint, MultiLineString và MultiPolygon

Ví dụ:

Tạo một đối tượng có kiểu là Point

Declare @GeoPoint GEOMETRY;

Set @GeoPoint =

GEOMETRY :: STGeomFromText ( 'POINT(50,60)' , 0 );

Declare @GeoMultiPoint GEOMETRY;

Set @GeoMultiPoint =

GEOMETRY :: STGeomFromText ( 'MULTIPOINT((15 20),(50 60))' , 0 );

Tạo một đối tượng có kiểu là LineString

Declare @GeoLineString GEOMETRY;

Set @GeoLineString =

GEOMETRY :: STGeomFromText ( 'LINESTRING (10 10, 15 20, 30 30)' , 0 );

Tạo một đối tượng có kiểu là MultiLineString

Declare @GeoMultiLine GEOMETRY;

Set @GeoMultiLine =

GEOMETRY :: STGeomFromText ( 'MULTILINESTRING (10 10, 15 20,30 30), (40 20, 50 25, 60 30))' , 0 );

Tạo một đối tượng có kiểu là Polygon

Declare @GeoPolygon GEOMETRY;

Set @GeoPolygon = GEOMETRY :: STGeomFromText ( 'Polygon ((20 10, 15 20, 30 30, 30 15, 20 10))' , 0 );

Tạo một đối tượng có kiểu là MultiPolygon

Declare @GeoMultiPolygon GEOMETRY;

Set @GeoMultiPolygon =

GEOMETRY :: STGeomFromText ( 'MULTIPOLYGON (((20 10, 15 20,

30 30, 30 15, 20 10)),((30 20, 50 30, 40 15,30 20)))' , )

o STPointFromText

Phương thức này chỉ hỗ trợ tạo các đối tượng có kiểu dữ liệu là Point

Ví dụ:

Tạo một đối tượng có kiểu là Point

Declare @GeoPoint GEOMETRY;

Set @GeoPoint = GEOMETRY :: STPointFromText ( 'POINT (50 60)' , 0 );

o STMPointFromText

Phương thức này chỉ hỗ trợ tạo các đối tượng có kiểu dữ liệu là MultiPoint

Ví dụ:

Tạo một đối tượng có kiểu là MultiLineString

Declare @GeoMultiPoint GEOMETRY;

Tạo một đối tượng có kiểu là LineString

Declare @GeoLineString GEOMETRY;

Tạo một đối tượng có kiểu là Polygon

Declare @GeoPolygon GEOMETRY;

Set @GeoPolygon = GEOMETRY :: STPolyFromText ( 'Polygon ((20

Tạo một đối tượng có kiểu là MultiPolygon

Declare @GeoMultiPolygon GEOMETRY;

Set @GeoMultiPolygon =

GEOMETRY :: STMPolyFromText ( 'MULTIPOLYGON (((20 10, 15 20,

30 30, 30 15, 20 10)),((30 20, 50 30, 40 15,30 20)))' , 0 );

Declare @GeoPolygon GEOMETRY;

Set @ GeoPolygon = GEOMETRY :: STPolyFromText ( 'Polygon ((20 10, 15 20, 30 30, 30 15, 20 10))' , 0 );

Select @GeoPolygon STArea ();

((20 10, 15 20, 30 30, 30 15, 20 10))' , 0 );

Select @GeoLineString STIntersects ( @GeoPolygon );

 Kết quả trả về: 1 Line có giao với Polygon

Ví dụ 2: liệt kê các điểm nằm trong một Polygon Declare @P1_Geom GEOMETRY ;

SELECT @P1_Geom = P.HINH_DANG

FROM POLYGONS P WHERE P.ID = 118;

SELECT * FROM POINTS P

Declare @GeoPolygon1 GEOMETRY;

Declare @GeoPolygon2 GEOMETRY;

Set @GeoPolygon1 = GEOMETRY :: STPolyFromText ( 'Polygon ((15 10, 10 25, 30 20, 25 15, 15 10))' , 0 );

Set @GeoPolygon2 = GEOMETRY :: STPolyFromText ( 'Polygon ((20 10, 15 20, 30 30, 30 15, 20 10))' , 0 );

Select @GeoPolygon1 STDifference ( @GeoPolygon2 );

Declare @GeoPolygon1 GEOMETRY ;

Declare @GeoPolygon2 GEOMETRY;

Set @GeoPolygon1 = GEOMETRY :: STPolyFromText ( 'Polygon ((15

2.3 Tổng quan Xamarin Android

2.3.1 Giới thiệu chung về Xamarin

Xamarin là hãng phần mềm lập trình di động được thành lập vào năm 2011 được viết trên ngôn ngữ C# để viết các ứng dụng chạy trên hệ điều hành iOS, Android, Windows và được Microsoft đã mua lại và tích hợp vào Microsoft Visual Studio chạy trên môi trường Widnows 8

Công cụ Xamarin dùng ngôn ngữ C# để xây dựng cho cả iOS, Android lẫn Window một cách nhanh chóng và dễ dàng hỗ trợ đầy đủ các tính năng mạnh mẽ Với nền tảng là ứng dụng di động, với mục tiêu là điện thoại, máy tính bảng và các thiết bị chạy iOS, Android và Windows Với Xamarin chúng ta sẽ không phải lập trình nhiều lần, xây dựng ứng dụng gốc cho nhiều nền tảng trên một cơ sở dữ liệu code C# được chia sẻ, sử dụng cùng một IDE, ngôn ngữ và API

2.3.2 Đặc điểm và các tính năng nổi bật của Xamarin

 Đặc điểm

Với gói công cụ của Xamarin, lập trình viên có thể viết các ứng dụng hoàn toàn bằng C# đồng thời chia sẻ các mã lập trình tương tự lên iOS, Android, Windows

và Mac Ngoài ra, lập trình viên cũng có thể tái sử dụng thư viện NET trong khi vẫn

có thể dễ dàng tích hợp các thư viện và khung phát triển đặc trưng của từng nền tảng

Xamarin cũng cung cấp các đoạn mã soạn sẵn hiệu năng cao với khả năng truy xuất vào tất cả các hàm API nội trú để lập trình viên có thể phát triển các ứng dụng nội trú (native app) tùy theo trải nghiệm của thiết bị

Giao diện người dùng tương thích với từng nền tảng

Truy cập API gốc: Tất cả những gì có thể làm trong Objective-C hay Java đều

có thể được thực hiện bằng C# Sử dụng và có quyền truy cập vào toàn bộ các

chức năng của nền tảng và thiết bị, bao gồm cả khả năng đặc thù như: iBeacons, NFC, Bluetooth, Media Android Fragments

 Các tính năng nổi bật

o Xamarin Platform: Xamarin 2.0 xuất bản tháng 1/2013 hiện đang sử dụng iOS, Android and Windows viết ngôn ngữ C# với cộng cụ Xamarin Studio or Visual Studio Đây là công cụ hầu hết các app đang

sử dụng bao gồm các hãng 3M, Target, AT&T, HP… Ngoài ra, Xamarin

có thêm các component tích hợp trong UI controls, backend systems, cloud services và cho đối tác thứ 3 tích hợp app mobile

o Xamarin Test Cloud: ứng dụng điện toán đám mây để test app mobile nhằm giả lập trước khi xuất bản trên store

o Xamarin for Visual Studio: là ngôn ngữ dùng để lập trình cho các ứng dụng chạy trên iOS, Android and Windows

o Xamarin Studio: là chuẩn IDE để viết lập trình app được xuất bản 1/2013 với tên gọi Xamarin 2.0

o Xamarin.Mac: công cụ được dành cho Apple để viết bằng ngôn ngữ C#

o Net Mobility Scanner: dành cho các lập trình viên sử dụng bằng ngôn ngữ NET để chạy các ứng dụng viết trên iOS, Android, Windows Phone, and Windows Store

2.3.3 Kiến trúc Xamarin

Hình 2.3: Kiến trúc Xamarin [18]

Nguồn: https://developer.xamarin.com

 Data Layer: gồm các cơ sở dữ liệu bắt buộc như cơ sở dữ liệu SQLite

 Service Access Layer: dùng để truy cập các dịch vụ từ các dịch vụ web phức tạp như REST, JSON, và WCF

 Data Access Layer: là lớp trừu tượng giữa business logic và data layer

 Business Layer: bao gồm tất cả các lớp Business Logic và Business object

 App Layer: thực hiện các tính năng nền tảng, ràng buộc giữa các Business Layer với UI Layer

 UI Layer - Lớp giao diện: dùng để thể hiện các giao diện của ứng dụng

2.3.4 Công cụ xác định vị trí của Android

Một số công nghệ được sử dụng bên trong để xác định vị trí của người dùng, Android sử dụng ba nhà cung cấp vị trí:

 GPS Provider - GPS đưa ra vị trí chính xác nhất, sử dụng sức mạnh nhất và các công trình ngoài trời tốt nhất cung cấp dịch vụ này sử dụng một sự kết hợp của GPS và hỗ trợ GPS (aGPS), trả về dữ liệu GPS thu thập bởi các tháp di động

 Network Provider - cung cấp một sự kết hợp của WiFi và dữ liệu di động, bao gồm aGPS dữ liệu được thu thập bởi các tháp di động Nó sử dụng ít năng lượng hơn so với các nhà cung cấp GPS, nhưng trả về dữ liệu vị trí của chính xác khác nhau

 Passive Provider - Một "cõng" tùy chọn sử dụng các nhà cung cấp theo yêu cầu của các ứng dụng hoặc dịch vụ khác để tạo ra dữ liệu vị trí trong một ứng dụng Đây là một lựa chọn lý tưởng ít đáng tin cậy nhưng tiết kiệm năng lượng cho các ứng dụng mà không cần phải cập nhật vị trí liên tục để làm việc

2.3.5 Web Service trong Xamarin Android

a Khái niệm Web Service

Là sự kết hợp các ứng du ̣ng trên máy tính cá nhân, thiết bi ̣ di đô ̣ng với ứng dụng trên các thiết bi ̣ khác, các cơ sở dữ liê ̣u và các ma ̣ng máy tính để ta ̣o thành mô ̣t

cơ cấu tính toán hoàn hảo mà người sử du ̣ng có thể làm viê ̣c, yêu cầu, phân tích, khai

b Ca ́ c công nghệ xây dựng Web Service

Để xây dựng Web Service cho ứng du ̣ng di đô ̣ng dùng NET Framwork (phiên

bản 4.5.3), hiện nay có các công nghê ̣ chính sau:

 Web Service

 WCF Service

 WCF REST Service

 Web API Service

c Đặc điểm Web Service

 Ưu điểm:

- Cung cấp khả năng hoạt động rộng lớn với các ứng dụng phần mềm khác nhau chạy trên những nền tảng khác nhau

- Sử dụng các giao thức và chuẩn mở

- Nâng cao khả năng tái sử dụng

- Thúc đẩy đầu tư các hệ thống phần mềm đã tồn tại

- Tạo mối quan hệ tương tác lẫn nhau và mềm dẻo giữa các thành phần trong hệ thống, dễ dàng cho việc phát triển các ứng dụng phân tán

- Thúc đẩy hệ thống tích hợp, giảm sự phức tạp của hệ thống, hạ giá thành hoạt động, phát triển hệ thống nhanh và tương tác hiệu quả với hệ thống của các doanh nghiệp khác

 Nhược điểm:

Khi Web service không hoạt động sẽ dẫn đến những thiê ̣t ha ̣i lớn sau:

- Giao diện không thay đổi

- Có thể lỗi nếu một máy khách không được nâng cấp

- Thiếu các giao thức cho việc vận hành

- Có quá nhiều chuẩn cho Web Service khiến người dùng khó nắm bắt

- Phải quan tâm nhiều hơn đến vấn đề an toàn và bảo mật

d Kiến trúc của Web Service

- Mô hình hoa ̣t đô ̣ng của Web Service

Hình 2.4: Mô hình hoạt động của Web Service

- Dịch vụ Web gồm có 4 chuẩn chính:

o SOAP (Simple Object Access Protocol) : là một giao thức giao tiếp có cấu trúc như XML và mã hóa thành định dạng chung cho các ứng dụng trao đổi với nhau SOAP không bi ̣ ràng buộc bởi

bất kỳ ngôn ngữ lâ ̣p trình nào hoă ̣c công nghê ̣ nào

o WSDL (Web Service Description Language): định nghĩa một tài liệu XML mô tả giao diện của các dịch vụ web

o UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration): Để

có thể sử dụng các service, trước tiên client phải tìm service, ghi nhận thông tin về cách sử dụng và biết được đối tượng nào cung cấp service UDDI định nghĩa một số thành phần cho biết các thông tin này, cho phép các client truy tìm và nhận những thông tin được yêu cầu khi sử dụng Web service

o REST (Representational State Tranfer): được dùng trong Web Service 2.0, là mô ̣t kiến trúc phần mềm cho các hệ thống phân

tán, được chọn sử dụng rộng rãi thay cho Web service dựa trên SOAP và WSDL

 Sử du ̣ng phương thức HTTP rõ ràng

 Phi trạng thái

 Hiển thị cấu trúc thư mục URIs

 Chuyển đổi JSON/ XML hoặc cả hai

 Đặc trưng của REST:

 Là dạng client – server

 Phân tách giao diê ̣n của client ra khỏi dữ liê ̣u

 Cho phép mỗi thành phần phát triển đô ̣c lâ ̣p

 Hỗ trợ đa nền tảng

 Mỗi yêu cầu từ client phải có đủ thông tin cần thiết để server có thể hiểu được mà không cần phải lưu trữ thêm thông tin nào trước đó

 Tất cả tài nguyên được truy cập thông qua mô ̣t interface thống nhất (HTTP GET, PUT, POST, DELETE, )

2.4 Tổng quan hệ thống định vị toàn cầu GPS

2.4.1 Khái quát

Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System - GPS): là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo do Bộ Quốc phòng Mỹ thiết kế, xây dựng, vận hành và quản lý Trong cùng một thời điểm, tọa độ của một điểm trên mặt đất sẽ được xác định nếu xác định được khoảng cách từ điềm đó đến ít nhất ba vệ tinh

Các chức năng chính của GPS:

- Thu nhận và lưu trữ dữ liệu từ mảng điều khiển

- Cung cấp thời gian chính xác bằng các chuẩn tần số nguyên tử đặt trên vệ tinh

- Truyền thông tin và tín hiệu đến người sử dụng trên một hay hai tần số

Hình 2.5: Mô phỏng mô hình GPS

Nguồn: https://dinhvitoancaudss.wordpress.com

GPS có nhiều ưu điểm như sau:

- Độ chính xác định vị cao (từ decamet đến milimet) và đang được cải tiến

- Có sẵn cho người sử dụng bất cứ đâu trên trái đất

- Hoạt động liên tục 24h/ngày, trong mọi điều kiện thời tiết

- Người sử dụng không cần quan tâm đến việc điều hành hệ thống

- Hiện nay đã tích hợp vào các thiết bị di động với hệ điều hành Android, iOS, window phone, …

- …

2.4.2 Nguyên tắc xác định vị trí của GPS

Các vệ tinh chính là các điểm tham chiếu cho các vị trí trên trái đất Nguyên

lý cơ bản của GPS là sử dụng “phép toán tam giác” Để tính toán tam giác, máy thu GPS đo khoảng cách dựa vào thời gian truyền sóng vô tuyến Để đo thời gian đó, GPS cần phải xác định được thời gian một cách chính xác Cùng với khoảng cách, GPS cũng cần phải xác định được chính xác vị trí của vệ tinh không gian

Các chức năng chính của GPS:

- Thu nhận và lưu trữ dữ liệu được truyền từ mảng điều khiển

- Cung cấp thời gian chính xác bằng các chuẩn tần số nguyên tử đặt trên

vệ tinh

- Truyền thông tin và ứng dụng đến người sử dụng trên một hay hai tần