Thành lập bản đồ hành chính và du lịch tỉnh bắc giang phục vụ phát hành trên mạng bằng công nghệ mã nguồn mở

cứu ứng dụng công nghệ mã nguồn mở trong công tác thành lập bản đồ mạng ở Việt Nam, do vậy được giới hạn phạm vi và đối tượng nghiên cứu của đề tài như sau: - Phạm vi Tập trung nghiên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

ĐỖ THỊ LAN ANH

THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HÀNH CHÍNH VÀ DU LỊCH TỈNH BẮC GIANG PHỤ VỤ PHÁT HÀNH TRÊN MẠNG

BẰNG CÔNG NGHỆ MÃ NGUỒN MỞ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Cẩm Vân

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng bản thân Toàn bộ quá trình nghiên cứu được tiến hành một cách khoa học, các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là chính xác, trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tác giả luận văn

Đỗ Thị Lan Anh

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ HÌNH ẢNH 5

DANH MỤC CÁC BẢNG 6

DANH MỤC VIẾT TẮT 7

MỞ ĐẦU 8

1 Tính cấp thiết của đề tài 8

2 Mục tiêu nghiên cứu 9

3 Nội dung nghiên cứu 10

4 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu 10

5 Phương pháp nghiên cứu 11

6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 11

7 Cấu trúc của luận văn 12

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ LUẬN PHỤC VỤ CHO ĐỀ TÀI 13

1.1 Khái niệm chung về khoa học bản đồ 14

1.2 Khái niệm về bản đồ 14

1.3 Khái niệm bản đồ số 15

1.4 Khái niệm về bản đồ điện tử 16

1.4.1 Đặc điểm của bản đồ điện tử 16

1.4.1.1 Những đặc điểm chung 16

1.4.1.2 Đặc điểm về khuôn dạng dữ liệu 17

1.4.1.3 Đặc điểm về bố cục 18

1.4.1.4 Đặc điểm về chức năng 20

1.4.2 Yêu cầu đối với một bản đồ điện tử 20

1.4.3 Một số nội dung của các loại hình bản đồ điện tử đang lưu hành 20

1.4.4 Phân loại bản đồ điện tử 21

1.4.4.1.Phân loại theo các tiêu chí truyền thống 21

1.4.4.2 Phân loại theo các đặc điểm của bản đồ điện tử 22

1.4.4.3 Một số tiêu chí phân loại khác. 26

1.4.5 Thiết kế biên tập bản đồ điện tử 27

1.4.5.1 Các công nghệ thành lập bản đồ điện tử. 27

1.4.5.2.Quy trình chung thành lập bản đồ điện tử 29

1.4.6.Tính ưu việt và những hạn chế của bản đồ điện tử 31

1.4.6.1.Những ưu điểm của bản đồ điện tử 31

1.4.6.2 Những hạn chế của bản đồ điện tử 32

1.5 Bản đồ mạng (Web map) 32

1.5.1 Khái niệm 32

1.5.2 Công nghệ và phương thức quản trị bản đồ mạng trên mạng Internet. 32

1.5.2.1 Phương thức kiến trúc và quản lý mạng. 32

1.5.2.2 Các công nghệ phát hành bản đồ mạng 35

1.5.3 Một số phần mềm mã nguồn mở phục vụ phát hành bản đồ mạng 40

1.5.3.1 MapBender 40

1.5.3.2 MapGuide Open Source 41

1.5.3.3 Phần mềm Mapserver 41

1.5.4 Công nghệ bảo mật dữ liệu 45

1.5.5 Các công nghệ đóng gói sản phẩm 45

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 46

2.1.Thiết kế tổng thể 46

2.1.1.Mục đích thành lập bản đồ 46

2.1.2.Tên và chủ đề của bản đồ. 46

2.1.3 Lựa chọn công nghệ thành lập bản đồ. 46

2.1.4 Thiết kế nội dung. 47

2.1.4.1 Nội dung nền cơ sở địa lý. 47

2.1.4.2 Nội dung chuyên đề 47

2.1.5 Tư liệu 48

2.1.5.1 Tư liệu đồ họa 48

2.1.5.2 Tư liệu phi đồ họa 48

2.2 Thiết kế kỹ thuật 48

2.2.1 Thiết kế kiến trúc 48

2.2.2 Thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu để thành lập bản đồ. 49

2.2.2.1.Thu thập tài liệu, tư liệu và xử lý tài liệu phục vụ cho việc xây dựng hệ thống. 49

2.2.2.2 Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu theo chuyên đề. 50

2.2.3 Thiết kế giao diện các trang bản đồ 53

2.3 Thành lập biên tập bản đồ 54

2.3.1 Thành lập bản đồ chuyên đề số. 54

2.3.2 Lập trình xây dựng các modul, công cụ bản đồ. 55

2.4 Chạy thử, kiểm tra soát lỗi 55

2.5 Đóng gói và cài đặt chạy trên môi trường Web 55

CHƯƠNG 3: THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HÀNH CHÍNH VÀ DU LỊCH TỈNH BẮC GIANG PHỤC VỤ PHÁT HÀNH TRÊN MẠNG 56

3.1 Khái quát về đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội tỉnh Bắc Giang 56

3.1.1.Vị trí địa lý 56

3.1.2 Địa hình. 56

3.1.3 Khí hậu 57

3.1.4.Tài nguyên thiên nhiên 57

3.1.5 Mạng lưới giao thông bộ 59

3.1.6 Mạng lưới bưu chính viễn thông 59

3.1.7 Mạng lưới điện quốc gia 59

3.1.8 Hệ thống cấp nước sinh hoạt 59

3.1.9 Dân tộc – Tôn giáo 59

3.1.9.1.Dân tộc 59

3.1.9.2.Tôn giáo 60

3.1.10 Những lĩnh vực kinh tế lợi thế 60

3.1.11 Tiềm năng du lịch 61

3.2 Quy trình thành lập bản đồ hành chính và du lịch tỉnh Bắc Giang phục vụ phát hành trên mạng bằng công nghệ mã nguồn mở 62

3.2.1 Khảo sát, thu thập tư liệu 64

3.2.2 Phân tích, thiết kế hệ thống 68

3.2.2.1 Trang chủ 68

3.2.2.2 Trang bản đồ hành chính tỉnh Bắc Giang 69

3.2.2.3 Trang bản đồ Du lịch 69

3.2.3 Thành lập bản đồ chuyên đề hành chính và du lịch 69

3.2.4.Chuyển dữ liệu bản đồ Mapinfo sang dạng Shapefile 69

3.2.5 Thiết kế bộ ký hiệu và trình bày bản đồ, tạo Webmap 70

3.2.6 Chạy thử nghiệm Webmap 72

3.2.7 Phát hành trên mạng 72

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73

1 Kết luận 73

2.Kiến nghị 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Sơ đồ bố cục giao diện thiết kế của bản đồ điện tử……….19

Hình 1.2: Sơ đồ hoạt động của Mapserver……… 44

Hình 2.1 Kiến trúc hệ thống……… 48

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ thành lập bản đồ số……….……….54

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ mạng chuyên đề hành chính và du lịch tỉnh bắc giang……….63

Hình 3.2 Cây dạ hương nghìn năm tuổi 66

Hình 3.3 Khu du lịch Suối Mỡ 67

Hình 3.4 Chùa Vĩnh Nghiêm 67

Hình 3.5.Cổng thành của nghĩa quân Yên Thế……… 68

Hình 3.6 Giao diện trang chủ 70

Hình 3.7 Giao diện trang bản đồ hành chính tỉnh Bắc Giang……….71

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Lưu trữ thuộc tính của tỉnh, huyện……… 51

Bảng 2.2 Lưu trữ thuộc tính của UBND huyện……… 51

Bảng 2.3 Lưu trữ thuộc tính của đường giao thông……… 52

Bảng 2.4 Lưu trữ thuộc tính của các đối tượng thủy hệ……….52

Bảng 3.1 Danh sách địa chỉ các nhà hàng ở thành phố Bắc Giang…………64

Bảng 3.2 Danh sách địa chỉ các nhà hàng ở tỉnh Bắc Giang……… 65

DANH MỤC VIẾT TẮT

GIS Hệ thông tin địa lý (Geographic Information System)

Microstation Phần mềm chuyên nghiệp để số hóa biên tập bản đồ

VN2000 Tên hệ toạ độ, độ cao chính thức sử dụng ở Việt Nam

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Bản đồ học là một ngành khoa học kỹ thuật, có tính ứng dụng cao, liên quan đến nhiều lĩnh vực trong đời sống, xã hội Trước đây, bản đồ được thể hiện ở dạng truyền thống (chủ yếu là in trên giấy), việc thể hiện các thông tin

về không gian địa lý bị hạn chế, đồng thời việc tiếp cận của người dùng với dạng sản phẩm truyền thống đó cũng không rộng và gặp nhiều khó khăn Ngày nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ, đặc biệt là sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ truyền thông và thông tin, cho phép bản đồ đến với người dùng dễ dàng, nhanh chóng và chi tiết hơn Bản đồ mạng (webmap, còn gọi là bản đồ trực tuyến) là một dạng sản phẩm bản đồ như vậy

Hiện nay có nhiều công nghệ cho phép thành lập được bản đồ mạng (như: ArcGIS Server, MapXTreme, mã nguồn mở MapServer, Mapbender, MapBuilder, Mapguide Open Souce, ), mỗi một công nghệ đều có những điểm mạnh và điểm yếu riêng của mình, chẳng hạn: ArGIS Server hay MapxTreme đều là những công nghệ có tính quy mô rộng, đáp ứng tốt cho những hệ thống bản đồ Webmap lớn, tuy nhiên giá thành bản quyền phần mềm cao, kinh phí triển khai lớn Ngược lại, công nghệ mã nguồn mở lại có giá thành triển khai thấp, không phải mua phần mềm bản quyền, kế thừa được nhiều tính năng ưu việt của cộng đồng phát triển mã nguồn mở; tuy nhiên tính linh hoạt trong vấn đề cập nhật còn bị hạn chế và phụ thuộc nhiều vào đội ngũ phát triển Việt Nam là một nước đang phát triển, kinh tế của nước ta còn nhiều khó khăn, tuy nhiên đội ngũ nhân lực về công nghệ thông tin thì ngày càng lớn mạnh Phát triển sản phẩm bản đồ mạng theo công nghệ mã nguồn

mở là lựa chọn phù hợp cho giai đoạn này, giúp thúc đẩy nhanh được việc đưa thông tin địa lý đến với mọi người trong toàn xã hội Đặc biệt là thông tin

địa lý mang tính ứng dụng trong đời sống, xã hội, như: Hành chính, du lịch, văn hóa - xã hội, tài nguyên - thiên nhiên, môi trường, khí hậu,

Du lịch là một ngành công nghiệp không khói mang lại lợi ích về kinh

tế nên các địa phương có tiềm năng du lịch luôn nỗ lực khai thác triệt để nguồn lợi này Quảng bá hình ảnh về địa phương và các thế mạnh về du lịch

là một nhu cầu cần thiết; giải pháp quảng bá qua bản đồ trực tuyến là giải pháp tiện lợi, hiệu quả Mặt khác, các địa điểm du lịch là nơi con người có thể thưởng thức cảnh đẹp, thư giãn, tìm hiểu phong tục tập quán và vẻ đẹp truyền thống văn hóa của các vùng miền khác nhau Với cuộc sống bận rộn hiện nay, con người dễ dàng tìm hiểu thông tin về các địa điểm du lịch, các dịch vụ của các công ty du lịch thông qua bản đồ trực tuyến

Bắc Giang là một tỉnh trung du miền núi Đông Bắc Bộ đang trên đà phát triển kinh tế - xã hội Việc thành lập Bản đồ Hành chính và Du lịch bằng công nghệ mã nguồn mở phát hành lên mạng nhằm quảng bá tiềm năng du lịch cũng như phục vụ tra cứu những thông tin cần thiết về tỉnh Bắc Giang Như vậy tỉnh Bắc Giang sẽ thu hút nhiều hơn sự quan tâm của nhiều cá nhân

và tổ chức đầu tư vốn góp phần xây dựng tỉnh Bắc Giang ngày càng phát triển

Với mong muốn tìm hiểu thêm về bản đồ mạng cũng như góp phần quảng bá cho du lịch của tỉnh Bắc Giang, trong phạm vi nghiên cứu của mình, tác giả đã lựa chọn đề tài: “Thành lập bản đồ hành chính và du lịch

tỉnh Bắc Giang phục vụ phát hành trên mạng bằng công nghệ mã nguồn mở” Đề tài tập trung nghiên cứu thành lập bản đồ mạng (Web Map) và sử

dụng giải pháp công nghệ là phần mềm mã nguồn mở MapServer

2 Mục tiêu nghiên cứu

2.1 Về lý luận

- Nghiên cứu về mặt lý thuyết ứng dụng của công nghệ mã nguồn mở trong việc xây dựng và thành lập các bản đồ chuyên đề điện tử

- Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ tạo ra bản đồ mạng bằng cách ứng dụng mã nguồn mở đối với điều kiện thực tế của Việt Nam

3 Nội dung nghiên cứu

* Nghiên cứu về phương pháp sử dụng mã nguồn mở trong việc thành lập các bản đồ điện tử

* Sử dụng mã nguồn mở để thành lập bản đồ hành chính, du lịch tỉnh Bắc Giang

* Đánh giá về tính hiệu quả và những mặt hạn chế của việc ứng dụng công nghệ mã nguồn mở trong việc xây dựng và thành lập các bản đồ điện tử trong điều kiện thực tế của Việt Nam

* Tổng hợp đề xuất về việc đưa bản đồ hành chính và du lịch tỉnh Bắc Giang lên cổng thông tin điện tử của tỉnh

4 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Trong phạm vi giới hạn về thời gian, nguồn lực và yêu cầu của Luận văn Thạc sĩ, đề tài được xem là đóng góp tích cực vào việc thúc đẩy nghiên

cứu ứng dụng công nghệ mã nguồn mở trong công tác thành lập bản đồ mạng

ở Việt Nam, do vậy được giới hạn phạm vi và đối tượng nghiên cứu của đề tài

như sau:

- Phạm vi

Tập trung nghiên cứu phương pháp xây dựng và thành lập bản đồ điện

tử chuyên đề dựa trên công nghệ mã nguồn mở

- Đối tượng

Xây dựng và thành lập bản đồ Hành chính &Du lịch tỉnh Bắc Giang

5 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp tiếp cận hệ thống

- Phương pháp phân tích tổng hợp

- Phương pháp thiết kế - biên tập bản đồ

- Phương pháp kế thừa trao đổi học hỏi các chuyên gia

- Phương pháp thử nghiệm

6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài góp một phần cơ sở khoa học cho việc thành lập bản đồ mạng bằng công nghệ mã nguồn mở ở Việt Nam

- Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài giúp thúc đẩy nhanh việc cung cấp thông tin địa lý về các chuyên đề như hành chính và du lịch, đến với cộng đồng người dùng mạng Internet, góp phần tích cực vào việc phát triển các mục tiêu kinh tế, văn hóa - xã hội, du lịch-dịch vụ của tỉnh Bắc Giang

7 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm 3 chương và phần mở đầu, kết luận Ngoài ra còn có tài

liệu tham khảo, phụ lục, bảng biểu và hình ảnh minh họa

Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô và bạn bè, đồng nghiệp thuộc Bộ môn Bản đồ trường Đại học

Mỏ Địa chất Hà Nội Tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình và quý báu của PGS.TS Nguyễn Cẩm Vân - người hướng dẫn trực tiếp để tôi hoàn thành luận văn này, cùng toàn thể các thầy cô và các bạn đồng nghiệp đã giúp tôi hoàn thành luận văn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ LUẬN PHỤC VỤ

mô phỏng thế giới thực tế Cùng với bản đồ số là các bản đồ mạng (Web map) cũng xuất hiện

Ở nhiều nước trên thế giới, công nghệ tin học ứng dụng vào ngành bản

đồ, đặc biệt là hệ thống thông tin địa lý (GIS) rất phát triển nên việc thành lập bản đồ và Atlas điện tử (Electronic Atlas) đã trở thành một phương pháp hiện đại, phổ cập để xuất bản và đưa bản đồ vào sử dụng rộng rãi trong xã hội Từ những tập bản đồ điện tử đầu tiên ra đời vào những năm 90 của thế kỷ trước ở Canada sau này ở Mỹ, Thụy Sỹ, Nhật, Úc đến nay tính ứng dụng của chúng ngày càng được khẳng định Nhiều nước đã xuất bản dưới hình thức các đĩa CD-ROM, DVD và đưa lên mạng các tập bản đồ điện tử quốc gia hoặc những lãnh thổ lớn như các tập bản đồ điện tử của Mỹ, Canada, Mexico, các tập bản

đồ vùng Arisona, vùng Bắc Mỹ

Ở Việt Nam trong thời gian qua nhiều ngành, tỉnh đã sớm áp dụng công nghệ bản đồ số và GIS để thành lập các Atlas điện tử Một số tỉnh đã xuất bản các tập bản đồ dưới hai hình thức bản đồ in ấn và điện tử như tập bản đồ điện

tử tỉnh Lào Cai, tỉnh Đồng Nai Trên các trang Web của các tỉnh hầu như đều giới thiệu các bản đồ điện tử dưới dạng ảnh về hành chính, địa hình và du lịch

Cùng với sự phát triển của khoa học bản đồ và những tiện ích mà mạng Internet mang lại; các bản đồ điện tử được đưa lên mạng, xuất hiện một sản

phẩm bản đồ mới là bản đồ mạng (Web map) Trên cơ sở tìm hiểu về các sản phẩm bản đồ điện tử, bản đồ mạng trên thế giới cũng như ở Việt Nam, phạm

vi đề tài luận văn xin giới thiệu quy trình thành lập bản đồ mạng sử dụng công nghệ mã nguồn mở với chuyên đề về hành chính và du lịch tỉnh Bắc Giang

1.1 Khái niệm chung về khoa học bản đồ

Khoa học bản đồ (Cartography) là một lĩnh vực khoa học liên ngành xuất hiện rất sớm trong các ngành khoa học ứng dụng Khái niệm về khoa học bản đồ thay đổi theo thời gian Những định nghĩa chung nhất là những định nghĩa được các nhà bản đồ và Hội Bản đồ thế giới (International Association

of Cartographers - IAC) đề xuất

Tại đại hội lần thứ III, năm 1966, Hội Bản đồ thế giới đã đưa ra một định nghĩa hết sức tổng quát nói lên đặc thù của ngành khoa học này: “Khoa học bản đồ là Khoa học, Công nghệ, và Nghệ thuật thiết kế, thành lập và sử dụng bản đồ” Theo Salishev K.A nhà bản đồ học người Nga, Khoa học bản

đồ được định nghĩa: là khoa học về thể hiện và nghiên cứu phân bố không gian, về sự kết hợp và tương tác của các hiện tượng tự nhiên, xã hội, trực tiếp bằng các mô hình kí hiệu – hình tượng nhằm tái tạo từng phần hoặc lĩnh vực này hay lĩnh vực khác của hiện thực dưới hình thức khái quát và trực quan

Từ những định nghĩa và quan điểm trên có thể thấy đối tượng nghiên cứu của khoa học bản đồ là phương thức thể hiện các đối tượng, hiện tượng tự nhiên, kinh tế xã hội lên bản đồ và bản đồ là sản phẩm, đầu ra, kết quả cuối cùng của tất cả các công trình của các ngành liên quan đến địa thông tin hay thông tin không gian (Geoinformation)

1.2 Khái niệm về bản đồ

Có rất nhiều định nghĩa về bản đồ (Map), định nghĩa sau đây của Hội Bản đồ thế giới tại Hội nghị lần thứ X năm 1999 thể hiện được những đặc

điểm chính của bản đồ và cả vai trò của người thành lập bản đồ: “Bản đồ là sự biểu thị bằng kí hiệu các thực tế địa lí, phản ánh các yếu tố, hoặc các đặc điểm một cách có chọn lọc thông qua nỗ lực sáng tạo của tác giả bản đồ và được thiết kế để sử dụng khi các quan hệ không gian là những vấn đề cần được ưu tiên”

Bản đồ phản ánh một cách khái quát những nhận biết của con người về

tự nhiên và xã hội Người thành lập bản đồ lựa chọn những yếu tố, đối tượng phù hợp với mục đích thành lập bản đồ và tỉ lệ của bản đồ, sử dụng các ký hiệu, hình vẽ và màu sắc để thể hiện các nội dung cần phản ánh

1.3 Khái niệm bản đồ số

Các dạng tồn tại của bản đồ hay các sản phẩm bản đồ phản ánh sự phát triển về mặt công nghệ thành lập và in ấn bản đồ Các dạng bản đồ đã có

sự cải tiến thay đổi không ngừng từ khi xuất hiện đến nay Từ các dạng bản

đồ sơ khai được khắc trên đá, trên đất sét, được vẽ trên vỏ cây, trên giấy da, các bản đồ truyền thống được in ấn xuất bản trên giấy đến thế kỷ 20 đã xuất hiện một dạng bản đồ mới là bản đồ số (Digital Map) hàng loạt các thuật ngữ mới gắn với bản đồ số

Bản đồ số ra đời và tồn tại gắn liền với máy tính điện tử và công nghệ

số (Digital technique) là sản phẩm của công nghệ tin học, khoa học bản đồ và các ngành liên quan Bản đồ số là một tập hợp có tổ chức các dữ liệu địa lý dạng số trên những thiết bị có khả năng đọc và thể hiện dữ liệu dưới dạng hình ảnh bản đồ

Bản đồ số là thuật ngữ chung chỉ tất cả các loại bản đồ được thành lập biên tập và lưu trữ trong môi trường số, cần phải có các phần mềm chuyên dụng (CAD hoặc GIS) và thiết bị điện tử để đọc được bản đồ Khi nói đến bản đồ số là bao gồm không chỉ nội dung thông tin bản đồ mà tất cả các thành phần tạo nên bản đồ như dữ liện bản đồ, thiết bị ghi dữ liệu, máy tính điện tử,

các phần mềm cho phép thể hiện dữ liệu dưới dạng hình ảnh bản đồ

Bản đồ số có đầy đủ các đặc điểm cơ bản của bản đồ truyền thống như phản ánh thông tin địa lý, tuân theo cơ sở toán học, sử dụng các ký hiệu để thể hiện nội dung có chọn lọc khái quát hóa và tổng quát hóa bản đồ nhưng mọi thông tin của bản đồ số được ghi ở dạng số và quản lý bằng các thông tin không gian được quy chiếu về mặt phẳng và được thiết kế theo các tiêu chuẩn của bản đồ học, tuy nhiên dữ liệu được thể hiện theo nguyên lý số

1.4 Khái niệm về bản đồ điện tử

Bản đồ số là một phương thức hiển thị mới các hiện tượng, đối tượng địa lý dựa trên nền tảng công nghệ thông tin Từ bản đồ số có hai hình thức xuất bản và phát hành chính là in thành bản đồ giấy như các dạng bản đồ truyền thống và dạng bản đồ điện tử (Elictronic Map), dưới hình thức lưu trữ trên đĩa CD hoặc phát hành trên mạng trong các trang Web (Web map) Có thể hiểu một cách ngắn gọn, bản đồ điện tử là một thể loại bản đồ số được phát triển để có thể sử dụng được bằng các phương tiện điện tử như máy tính, mạng Internet v.v mà không phụ thuộc vào các phần mềm làm ra bản đồ số Như vậy có thể thấy bản đồ điện tử là bản đồ số được hiển thị trực quan trên màn hình hay môi trường máy tính, được xây dựng nhờ sử dụng các phương tiện kỹ thuật và chương trình phần mềm tin học, được quản lý bằng các phép chiếu, hệ thống ký hiệu, với độ chính xác và các phương pháp trình bày của kỹ thuật đồ họa Bản đồ điện tử cho phép người dùng thao tác và xem bản đồ mà không cần phải hiểu biết về các công cụ thành lập bản đồ số Bản

đồ điện tử là hình thức xuất bản và đóng gói của bản đồ số Được coi như là một dạng sản phẩm bản đồ phục vụ lưu hành và sử dụng cho tất cả công chúng

1.4.1 Đặc điểm của bản đồ điện tử

1.4.1.1 Những đặc điểm chung

Bản đồ điện tử là những bản đồ số được thiết kế cho việc sử dụng và khai thác thông tin bản đồ trực tiếp trên máy tính mà không phụ thuộc vào các phần mềm thành lập bản đồ gốc và người dùng không cần sử dụng các phần mềm đồ họa và GIS Bản đồ điện tử cũng có đặc điểm chung của bản đồ truyền thống như:

- Tính không gian (cấu trúc không gian) thể hiện sự phân bố không gian của các đối tượng hiện tượng thông qua cơ sở toán học của các phép chiếu hình

- Tính trừu tượng: sử dụng hệ thống kí hiệu (ngôn ngữ bản đồ) thể hiện nội dung bản đồ

- Tính tổng quát: các đối tượng, hiện tượng thể hiện trên bản đồ phải được lựa chọn, khái quát hóa và phân loại hợp lý

Về nội dung và phương pháp thể hiện trên bản đồ không thay đổi Bản

đồ điện tử vẫn phải sử dụng các phương pháp thể hiện truyền thống của bản

đồ học với hệ thống các ký hiệu, chữ viết có màu sắc kích thước khác nhau

Ngoài ra các bản đồ điện tử còn có những đặc điểm mới, những cấu trúc mới và chức năng mới so với bản đồ giấy và bản đồ số, những đặc điểm này liên quan chặt chẽ đến mục đích phục vụ và sử dụng bản đồ

1.4.1.2 Đặc điểm về khuôn dạng dữ liệu

Cũng như bản đồ số, bản đồ điện tử có hai khuôn dạng dữ liệu là cấu trúc vecto và raster, từ đó cũng có hai dạng bản đồ điện tử là bản đồ dạng vector và bản đồ dạng raster

Mô hình dữ liệu vector thể hiện các đối tượng địa lý mô phỏng theo sự phân bố của nó trong không gian thật (dạng điểm, dạng đường và dạng vùng) như các bản đồ truyền thống Các đối tượng được quản lý theo từng lớp thông tin phụ thuộc vào đặc điểm cấu trúc không gian của đối tượng hay từng lớp theo nội dung chuyên đề Khuôn dạng vector được sử dụng nhiều nhất trong

môi trường Web là SWF, SVG, DXR, AVS

Mô hình dữ liệu kiểu raster thể hiện các đối tượng bằng ma trận hệ thống các ô vuông (pixel) Bản đồ điện tử dạng raster thường có các định dạng như JPEG, PNG, GIF là các khuôn dạng chủ yếu của các file ảnh

Khuôn dạng dữ liệu quyết định khả năng tương tác của bản đồ điện tử Bản đồ khuôn dạng vector có tính linh hoạt cao, kích thước tệp giảm nhẹ, được hiển thị nhanh hơn và cho phép tương tác với người dùng Bản đồ khuôn dạng raster hạn chế hơn không thể có nhiều chức năng như bản đồ dạng vector, là loại bản đồ tĩnh chỉ để xem, phục vụ tra cứu

1.4.1.3 Đặc điểm về bố cục

Đối với các bản đồ điện tử, bố cục bản đồ có nhiều thay đổi Bố cục trang không bó hẹp trong phạm vi thể hiện bản đồ mà mỗi trang bản đồ có bố cục phức hợp gồm phần bản đồ, các phần hỗ trợ và liên kết thường được gọi chung là giao diện để giúp người sử dụng tương tác với bản đồ Bản đồ có hình thức xuất hiện và trình bày nội dung phong phú hơn, phù hợp với việc khai thác thông tin bằng máy tính, thuận tiện cho việc sử dụng chuột kích hoạt các nút trên màn hình

Ngoài các thành phần bố cục chung như khung, chú giải, tên bản đồ trên bản đồ điện tử còn có những thành phần khác như hệ thống các nút chức năng, các đường dẫn, các liên kết đến các thành phần khác của bản đồ Mỗi bản đồ có những thiết kế khác nhau nhưng nhìn chung một trang bản đồ điện tử thường có bố cục hay giao diện được thiết kế như hình vẽ

Trong đó các phần thường được thiết kế như sau:

Hình 1.1: Sơ đồ bố cục giao diện thiết kế của bản đồ điện tử

- A: Phần giới thiệu chung về bản đồ tên cơ quan thành lập và các đường dẫn đến các hướng dẫn sử dụng bản đồ

- B: Phần quản lý các lớp thông tin trên bản đồ

- C: Phần không gian hiển thị bản đồ, với bảng chú giải đi kèm hoặc phần chú giải được thể hiện trên một cửa sổ độc lập Trong phần bản đồ có các công cụ để xem và phân tích bản đồ như phóng to, thu nhỏ, in ấn, dịch chuyển

- D: Phần thông tin hỗ trợ cho bản đồ đang thể hiện, đây là các đường dẫn đến các thông tin bổ sung như tài liệu thành lập bản đồ, xuất xứ (Metadata) các thuyết minh, hình ảnh video, đường dẫn đến thông tin liên quan khác

- E: Phần thể hiện các đường dẫn để xem tiếp hoặc quay lại các phần của bản đồ

Vị trí các phần bố cục trang bản đồ có thể thay đổi, nhưng các nội dung trên đều được cố gắng thể hiện để người dùng có thể thao tác nhanh và tìm

thấy các thông tin cần thiết ngay trên trang bản đồ

1.4.1.4 Đặc điểm về chức năng

Bản đồ điện tử được hiển thị trên màn hình và sử dụng các thiết bị của máy tính để xem vì thế có thêm các chức năng mới để người dùng có thể xem bản đồ dễ dàng và thuận lợi

Các chức năng cơ bản không thể thiếu của bản đồ điện tử là chức năng thu phóng, di chuyển và in ấn Các chức năng tương tác nâng cao như tìm kiếm, đo đạc khoảng cách, lựa chọn và phân tích thông tin phụ thuộc vào từng loại bản đồ cụ thể Đối với bản đồ điện tử dạng vector được bố cục nội dung bằng sự kết hợp và chồng xếp nhiều lớp thông tin theo các dạng thể hiện khác nhau còn có thêm các chức năng mở hoặc đóng các lớp thông tin để làm nổi bật các chủ đề của bản đồ

1.4.2 Yêu cầu đối với một bản đồ điện tử

Bản đồ điện tử phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu đối với một bản đồ được xuất bản và phát hành, đảm bảo về nội dung hình thức, tính pháp lý đúng đắn của số liệu

Các tài liệu dữ liệu địa lý làm nền cho các bản đồ điện tử cũng đều phải tuân theo các quy định của ngành Đo đạc bản đồ Cơ sở toán học của bản đồ, nguyên tắc thiết kế ký hiệu, độ chính xác và phương pháp thể hiện ký hiệu bản đồ… tất cả đều phải đảm bảo như các bản đồ xuất bản trên giấy

Ngoài ra bản đồ điện tử cần phải được thiết kế với giao diện dễ sử dụng, hình thức ký hiệu và màu sắc hấp dẫn dễ lôi cuốn người dùng và phù hợp với các tính năng kỹ thuật của màn hình máy tính

1.4.3 Một số nội dung của các loại hình bản đồ điện tử đang lưu hành

Bản đồ điện tử phát hành theo hai hình thức đóng gói trên đĩa CD phục

vụ sử dụng độc lập cho máy tính cá nhân và chia sẻ đa người dùng trên mạng Internet

Các bản đồ trên đĩa CD là hình thức phát hành đầu tiên của bản đồ điện

tử Đây thông thường là các bản đồ sản phẩm của các kết quả nghiên cứu địa

lý của một lãnh thổ hoặc phục vụ quảng bá du lịch và các sự kiện Phổ biến nhất là các đĩa CD bản đồ du lịch của các thành phố, các khu du lịch, các điểm du lịch nổi tiếng hoặc đĩa CD bản đồ chuyên đề về địa chất, đất đai, khí hậu, hành chính, du lịch v.v… của các lãnh thổ

Các bản đồ trên mạng thường là các bản đồ với các nội dung phục vụ cho việc tra cứu thông tin về thời tiết, khí hậu, địa danh, giao thông du lịch

Vì thế thường thấy những bản đồ về thời tiết và khí hậu, các bản đồ hành chính của một lãnh thổ Các bản đồ du lịch được giới thiệu trên các trang Web

về du lịch Bản đồ giao thông giới thiệu các tuyến giao thông, bến xe, trạm đỗ

và phương thức tìm đường đi ngắn nhất của các thành phố Bản đồ hành chính thể hiện phân chia hành chính các cấp, giới thiệu các nước trên toàn thế giới, theo các châu lục, vùng và hành chính của từng quốc gia

Ở Việt Nam trên tất cả các trang Web cổng thông tin điện tử của các tỉnh đều có các bản đồ hành chính Các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố

Hồ Chí Minh có các bản đồ giao thông thể hiện mạng lưới đường các cấp, về các tuyến xe buýt, các bến đỗ, trạm trung chuyển Trên nhiều trang Web du lịch đều có các bản đồ giới thiệu về các điểm, tuyến du lịch của các tỉnh…

Các bản đồ điện tử hiện nay được thiết kế chủ yếu cho mục đích phát hành trên mạng vì thế những nội dung phân tích về các phương pháp thành lập bản đồ dưới đây chủ yếu nói về bản đồ mạng (Web map)

1.4.4 Phân loại bản đồ điện tử

1.4.4.1.Phân loại theo các tiêu chí truyền thống

Bản đồ điện tử được phân loại theo những tiêu chí truyền thống như theo lãnh thổ thể hiện, theo nội dung chuyên đề, theo kích thước, theo đối tượng thể hiện, theo tỉ lệ, theo các tính chất phụ…

Theo lãnh thổ có bản đồ thế giới, bản đồ quốc gia, các vùng, tỉnh huyện xã…

Theo nội dung có bản đồ hành chính, địa hình, du lịch, giao thông, bản

đồ lịch sử…

1.4.4.2 Phân loại theo các đặc điểm của bản đồ điện tử

Bản đồ điện tử được thực hiện bằng những phương pháp mới trong thiết kế và biên tập với nhiều chức năng mới nên còn được phân loại theo những tiêu chí mới như khả năng tương tác với người dùng, số lượng tỉ lệ hay mức nhìn của bản đồ, một thành phần (chỉ cần đồ họa) hay đa thành phần thông tin…

Bản đồ điện tử có các tiêu chí phân loại chủ yếu như sau:

a Phân loại theo tổ hợp các phương tiện kỹ thuật sử dụng khi trình bày bản

đồ

+ Bản đồ điện tử đơn thuần: là một bản đồ chuyên đề với giao diện hình thức và nội dung thể hiện như các bản đồ truyền thống (chỉ có nội dung bản đồ và chú giải) Đây thường là các bản đồ minh họa trong các đĩa CD hay trên các trang Web về một công trình nghiên cứu hay một chuyên đề nào đó hoặc là các bản đồ ảnh

+ Bản đồ điện tử đa phương tiện: là các bản đồ điện tử nhưng nội dung

và hình thức được thiết kế liên kết với các thành phần truyền thông khác (Multimedia) như: hình ảnh, bài viết, âm thanh và video…Môi trường đa phương tiện thực chất là môi trường kết hợp nhiều phương tiện kỹ thuật khác nhau Trên các bản đồ giấy cũng đã sử dụng các kỹ thuật đa phương tiện này

để mô tả các đối tượng hay các hiện tượng địa lý như các hình ảnh minh họa, biểu đồ, đồ thị, lời thuyết minh, bảng biểu thống kê, như các bản đồ du lịch, bản đồ hành chính, bản đồ giáo khoa v.v…

Đối với các bản đồ điện tử đa phương tiện ngoài các hình ảnh minh

họa, máy tính còn cung cấp nhiều phương tiện hữu hiệu khác cho thiết kế và biên tập bản đồ Đó là các phương tiện kỹ thuật về âm thanh, về hình ảnh động, kỹ thuật minh họa bằng video clip và nhiều phương tiện khác Với sự trợ giúp của các phương tiện này, các sản phẩm bản đồ điện tử trở nên đa dạng, sinh động và đạt hiệu quả sử dụng cao hơn cũng như tăng cường lượng thông tin mà bản đồ cần chuyển tải

Bằng các chức năng liên kết đa phương tiện người dùng có thể mở xem các hình ảnh, xem tranh minh họa, các đoạn phim và các bài viết về nội dung của bản đồ Nhờ đó bản đồ đã trở thành một phương tiện truyền thông với nhiều hiệu ứng hấp dẫn hơn, phối hợp được các khả năng cung cấp thông tin tốt hơn, truyền tải thông tin trực quan và phong phú hơn

+ Bản đồ điện tử 3D: là dạng bản đồ điện tử được thể hiện trong không gian 3 chiều Đây là dạng bản đồ đang ngày càng trở nên phổ biến trên thế giới, thường được ứng dụng cho các bản đồ chỉ dẫn giao thông Nhờ đó xem được các hình ảnh ở dạng không gian 3 chiều, có thể nhìn các con đường, con phố và các tín hiệu giao thông một cách sống động, rõ nét như ngoài thế giới thực, do đó việc tìm đường trở nên dễ dàng hơn rất nhiều

b Phân loại theo khả năng cập nhật và tương tác

Đây là phân loại bản đồ điện tử dựa trên cơ sở mức độ tương tác và khả năng phân tích mà chúng có thể cung cấp cho người dùng Theo tiêu chí này, bản đồ điện tử có thể chia ra thành các loại như bản đồ chỉ hiển thị trên màn hình (View- only map), bản đồ tương tác (Interactive map) và bản đồ phân tích (Analytical map)

+ Bản đồ chỉ để đọc (View – only map): có dữ liệu gốc dưới dạng ảnh hoặc bản đồ đã cố định nội dung không thể thay đổi thông tin Đây là các bản

đồ được hiển thị trên màn hình như bản đồ số hoàn chỉnh phục vụ tra cứu, có thể coi như là một phiên bản điện tử của bản đồ giấy, không có các chức năng

bổ sung đặc biệt Thông thường là các bản đồ dạng ảnh (raster) với các định dạng GIF, JPEG, PDF…các bản đồ này tuy không thay đổi được nội dung nhưng vẫn có giao diện với các công cụ như phóng to, thu nhỏ, di chuyển màn hình và một số công cụ khác để khai thác thông tin như có thể hiển thị cùng một lúc hai vùng khác nhau của tờ bản đồ trên hai cửa sổ khác nhau của một màn hình máy tính, cho phép in bản đồ ra giấy…

+ Bản đồ tương tác (Interactive map): là bản đồ có khả năng cập nhật

và thay đổi, đóng mở các lớp thông tin hiển thị Bản đồ dạng cấu trúc vector được phát triển từ các hệ thống GIS có dữ liệu đi kèm Bản đồ tương tác được thiết kế dành cho các độc giả đã thành thạo trong việc sử dụng máy tính Các bản đồ cho phép người dùng thao tác với các dữ liệu của bản đồ Bản đồ tương tác thường là các bản đồ đa phương tiện

Mỗi một bản đồ là một sự hiển thị các dữ liệu được lựa chọn theo một chuyên đề nào đó Bản đồ được tạo thành sẽ hiển thị bản chất của chuyên đề

mà người sử dụng quan tâm, nhưng luôn nhấn mạnh các đối tượng được lựa chọn Ngoài các chức năng thông thường của bản đồ điện tử như phóng to, thu nhỏ, di chuyển màn hình, trong môi trường tương tác, người sử dụng có thể thay đổi nội dung bản đồ bằng các thao tác “bật hoặc tắt” các lớp nội dung, hiển thị thông tin thuộc tính “ẩn dưới” các đối tượng địa lý bằng thao tác kích con trỏ vào một đối tượng nào đó như một con đường, một con sông, một vùng lãnh thổ trên màn hình sẽ xuất hiện tên và các đặc điểm khác của đối tượng

+ Bản đồ phân tích (Analytical map): là bản đồ cho phép thực hiện các chức năng phân tích các thông tin trên bản đồ theo các phép phân tích không gian tương tự như khi sử dụng trong một phần mềm GIS Đối với loại bản đồ này cần thiết phải có một cơ sở dữ liệu (CSDL) đảm bảo và phải thiết kế thêm nhiều chức năng hơn

c Phân loại theo các mức nhìn hay số lượng tỉ lệ sử dụng cho bản đồ

Các bản đồ được phân loại theo số lượng tỉ lệ bản đồ được thể hiện hay các mức nhìn được thiết kế để xem bản đồ

+ Bản đồ một tỉ lệ hay chỉ có một mức nhìn Với bản đồ này dù phóng

to thu nhỏ cũng không làm thay đổi hàm lượng nội dung của bản đồ, không có thêm thông tin mới, mức độ chi tiết không được tăng lên Đây thường là các bản đồ điện tử dạng ảnh raster, hay dạng vecto có một tỉ lệ thể hiện

+ Bản đồ đa tỉ lệ hay bản đồ có nhiều mức nhìn: Là bản đồ điện tử được thiết kế ở nhiều tỉ lệ khác nhau với nội dung chi tiết và các đối tượng được thể hiện phù hợp với từng tỉ lệ hay mức nhìn Trong cùng một bản đồ người dùng có thể xem thông tin ở các mức độ chi tiết khác nhau phụ thuộc vào tỉ lệ phóng to, thu nhỏ Thông thường các bản đồ được thiết kế theo chuỗi

3 tỉ lệ Tỉ lệ nhỏ nhất (tỉ lệ 1) cho phép nhìn toàn cảnh bao trọn lãnh thổ được bản đồ hóa trong khuôn khổ của màn hình hay trong giao diện của trang bản

đồ Với tỉ lệ này nội dung thể hiện chỉ là những yếu tố đối tượng chính, mức

độ khái quát hóa cao Tỉ lệ bản đồ trung bình (tỉ lệ 2) là mức phóng to hơn, chi tiết hơn tỉ lệ 1 Tỉ lệ lớn nhất (tỉ lệ 3) là mức nhìn cho phép xem xét chi tiết hơn các đối tượng được thể hiện với diện tích lãnh thổ thực nhỏ hơn, những đối tượng cụ thể hơn và mức khái quát và tổng quát hóa ít hơn, chi tiết Phương pháp xác định các tỉ lệ và mức nhìn với các nội dung bản đồ gần giống yêu cầu thể hiện nội dung bản đồ địa hình ở các mức lớn, trung bình và nhỏ

Trong loại bản đồ này còn có thuật ngữ bản đồ đa tầng hay thiết kế có thứ bậc (Hierarchical map) Thí dụ bậc 1 là bản đồ hành chính tỉnh, bậc 2 ứng với bản đồ hành chính theo huyện và bậc 3 là bản đồ hành chính xã

Để thành lập các bản đồ này cần sử dụng CSDL đa tỉ lệ (Multiscale data base - MSDB) với các dữ liệu đã được chuẩn bị sẵn ở các mức tỉ lệ khác

nhau

d Phân loại theo hình thức xuất bản và phát hành

Có hai loại bản đồ điện tử là bản đồ được đóng gói xuất bản trên đĩa CD-ROM và bản đồ phát hành trên mạng Internet

+ Bản đồ trên đĩa CD: là bản đồ có nội dung đã được đóng gói vì thế thông tin dễ bị lạc hậu không được cập nhật thường xuyên, thường được sử dụng để trình bày các bản đồ là các kết quả nghiên cứu của một công trình cụ thể, một sự kiện cụ thể như bản đồ đất, bản đồ hiện trạng sử dụng đất tại các thời điểm xác định Công nghệ xây dựng bản đồ điện tử trên đĩa CD-ROM đơn giản hơn so với công nghệ bản đồ mạng, tuy nhiên bản đồ có mức độ phát hành hạn chế, hay bị sao chép vì vậy cần thiết kế thêm phương tiện hay hình thức bảo vệ bản quyền như mật mã hay khóa mềm khác nhau

+ Bản đồ điện tử trên mạng hay còn gọi là bản đồ mạng (Web map) được phát hành rộng rãi hơn, có thể dễ dàng truy cập và làm mới thông tin thường xuyên Công tác thiết kế, công nghệ xây dựng bản đồ phức tạp hơn, phụ thuộc vào các ngôn ngữ lập trình Ngoài các chức năng cho người dùng bản đồ đòi hỏi phải thiết kế thêm các chức năng quản lý cập nhật bản đồ và chức năng quản lý hệ thống

1.4.4.3 Một số tiêu chí phân loại khác

Bản đồ điện tử còn được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau phụ thuộc vào mục đích, phương thức sử dụng bản đồ và công nghệ thành lập bản

đồ Một số tác giả còn phân loại bản đồ theo tiêu chí động của hiện tượng được biểu thị: với hai loại bản đồ là bản đồ tĩnh và bản đồ động

- Bản đồ tĩnh là bản đồ trong đó các hiện tượng được biểu thị tĩnh về không gian và thời gian (không thể thay đổi) thường là các bản đồ ảnh chỉ có khả năng xem

- Bản đồ động với các hiện tượng được biểu thị có thể biến động về

thời gian hoặc không gian có cơ sở dữ liệu GIS đi kèm

Cách phân loại này nếu phân tích cụ thể có thể trùng với các kiểu phân loại đã liệt kê ở trên

1.4.5 Thiết kế biên tập bản đồ điện tử

1.4.5.1 Các công nghệ thành lập bản đồ điện tử

Hiện nay để thành lập bản đồ điện tử nói chung cần sử dụng một hệ thống các công nghệ khác nhau

a Các công nghệ thành lập bản đồ số (các phần mềm đồ họa - CAD và GIS)

Để xây dựng cơ sở dữ liệu và biên tập thể hiện các lớp thông tin bản

đồ Các phần mềm được sử dụng nhiều là Freehand, Adobe Illustrator, Arcgis, Mapinfo…

b Các công nghệ thiết kế Web:

Bao gồm các phần mềm thiết kế các trang Web để tạo giao diện và hệ thống công cụ liên kết các nội dung bản đồ (đã được thành lập trong các phần mềm đồ họa nói trên) Các phần mềm thiết kế trang Web có thể sử dụng là Frontpage, Macromedia với Macromedia Director, Macromedia Flash, Dreamweaver, Authoware…

c Các công nghệ cung cấp các giải pháp tra cứu và phân phối dữ liệu bản đồ trên mạng diện rộng (Internet/ Intranet)

Đây là các phần mềm phục vụ đưa bản đồ lên mạng tại các máy chủ (Software Mapserver), đồng thời có thể dùng cho bản đồ trên đĩa CD Các phần mềm thường dùng là ArcIMS (Internet Mapping System) của ESRI, MapXtrem của Mapinfo (hãng Pitney Bowes), Geomedia Web map dựa trên

mã nguồn mở (Open GIS ideas) của hãng Intergraph, MapGuide của Autodesh Autocad Các phần mềm mã nguồn mở như Mapserver, SVG (Scalable Vector Graphic)…

d.Các ngôn ngữ lập trình cho bản đồ mạng.

Mặc dù có nhiều phần mềm thiết kế Web có thể sử dụng để biên tập giao diện và kết nối các đối tượng trên bản đồ mạng, nhưng để có một bản đồ mạng có tính chuyên nghiệp cao vẫn cần công tác lập trình chuyên nghiệp bằng các ngôn ngữ phát triển Web

Một số ngôn ngữ phát triển Web thường được sử dụng:

+ HTML: ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản, được chuẩn hóa cho tất cả các trình duyệt, cho phép hiển thị nhiều loại dữ liệu, cho phép tạo các trang bản đồ ảnh nhưng không tạo được các công cụ tương tác

+ Java: ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng được thiết kế độc lập với

hệ điều hành cho phép người lập trình viết chương trình một lần và có thể dùng lại nhiều lần, được dùng để tạo ra giao diện các công cụ điều khiển tương tác và liên kết các thành phần bản đồ

+ XML (Extensible Markup Language): ngôn ngữ Web có tính chất đặc

tả đối tượng thường được dùng để tạo ra CSDL dạng bảng thuộc tính

+ ASP (Active Server Pages) là môi trường xây dựng kịch bản trên máy chủ dùng để tạo và chạy các ứng dụng Web kết nối với CSDL và có tương tác

+ ASP.NET (Active Server Pages Net Framework) đây không phải là ngôn ngữ lập trình mà là một công nghệ phát triển các ứng dụng về mạng là

bộ công cụ có sẵn để thiết kế giao diện cho trang bản đồ đưa vào Web (Phương pháp thiết lập các ứng dụng cho mạng dựa trên CLR- Common Language Runtime)

+ PHP (Hyper Text Prerocesor) là ngôn ngữ kịch bản mã nguồn mở, có thể sử dụng phát triển Web, hỗ trợ kết nối và làm việc được với các kiểu dữ liệu bản đồ

Việc lựa chọn các công nghệ và phần mềm phụ thuộc vào mục tiêu nhiệm vụ và kinh phí thực hiện xây dựng các bản đồ điện tử cụ thể

1.4.5.2.Quy trình chung thành lập bản đồ điện tử

Bản đồ điện tử được thành lập theo quy trình chung của công tác thành lập bản đồ, tuy nhiên các bước thiết kế và công nghệ có sự thay đổi phù hợp với đặc điểm của bản đồ điện tử

Xây dựng bản đồ điện tử có thể phân thành những bước chính gồm:

Trong Đề cương khoa học cần trình bày cụ thể những vấn đề sau:

- Xác định mục đích thành lập bản đồ, loại hình và đối tượng phục vụ

- Xác định tên và chủ đề bản đồ, tỉ lệ cơ bản và chuỗi tỉ lệ

Lựa chọn công nghệ thành lập bản đồ, lựa chọn công nghệ phát hành bản đồ lựa chọn ngôn ngữ lập trình thiết kế biên tập bản đồ

- Lựa chọn các yếu tố nội dung bản đồ xác định hàm lượng nội dung, quy định mức độ và phương thức thể hiện cho từng loại tỉ lệ và nội dung bản

đồ tương ứng với các mức hiển thị

- Định hướng thu thập các loại tư liệu, lựa chọn phương thức sử dụng

tư liệu bản đồ giấy, tư liệu thống kê, tư liệu bản đồ số

b Thiết kế kỹ thuật

Đây là công đoạn thực hiện các công việc thiết kế cụ thể theo nội dung của đề cương khoa học, bao gồm các công việc :

Thiết kế và xây dựng cở sở dữ liệu (CSDL) để thành lập bản đồ

+ Thu thập tài liệu và xử lý tài liệu (quét bản đồ và số hóa nội dung xử

lý tài liệu chuyển đổi định dạng nhập thông tin thuộc tính )

+ Thiết kế mô hình CSDL theo chuyên đề theo kiểu dữ liệu, thiết kế cấu trúc CSDL (danh mục đối tượng lớp và nhóm lớp đối tượng các thành phần thuộc tính của đối tượng )

+ Thiết kế hình thức và nội dung giao diện của bản đồ : xác định vị trí

và chức năng của các công cụ, phương thức tích hợp liên kết các đối tượng bản đồ với các thông tin Media và các công cụ của hệ thống bản đồ

c Thành lập biên tập bản đồ

Đây là công việc gồm hai nội dung chính là thành lập bản đồ và lập trình liên kết các nội dung bản đồ vào giao diện

- Thành lập bản đồ tác giả hay bản đồ chuyên đề số

Sử dụng các phần mềm CAD hoặc GIS biên tập và trình bày các yếu tố nội dung bản đồ ở các mức hiển thị từ CSDL đã xây dựng, biên tập các nội dung Media và kiểm tra sửa chữa

- Lập trình xây dựng các Modul, giao diện bản đồ:

Đây là công việc xây dựng các công cụ đọc bản đồ, chế độ nhìn, khung, kéo thả màn hình, đo khoảng cách bật tắt các lớp, xây dựng các công cụ tìm kiếm trong phần mềm đã lựa chọn, liên kết các thành phần đa phương tiện Các công việc cần thực hiện là:

+ Lập trình hiển thị trang bản đồ điện tử (dạng trang Web), lập trình thiết kế cấu trúc và giao diện cho bản đồ

+ Lập trình thiết kế bộ công cụ sử dụng bản đồ

+ Lập trình liên kết các thành phần của trang bản đồ và thông tin thuộc

tính các thông tin khác với các công cụ chức năng thành một hệ thống thống nhất

d Đóng gói phát hành bản đồ

- Đối với bản đồ trên đĩa CD: Lập trình đóng gói sản phẩm trên đĩa CD

để bản đồ có thể chạy độc lập trong các hệ điều hành khác nhau (Windows, Macintosh )

- Đối với bản đồ phát hành trên mạng: Lập trình phát hành bản đồ trên mạng dưới dạng web Đăng ký thiết lập và cài đặt các thông số cho bản đồ vào hệ thống mạng

- Chạy thử và hoàn thiện chương trình

1.4.6.Tính ưu việt và những hạn chế của bản đồ điện tử

Với việc thành lập bản đồ điện tử, công nghệ bản đồ đã phát triển và sánh vai cùng công nghệ máy tính và cuộc sống số

1.4.6.1.Những ưu điểm của bản đồ điện tử

- Các bản đồ được dễ dàng phân tích bằng các phương pháp và công cụ phân tích dữ liệu mạnh như GIS Mọi dữ liệu dưới dạng đồ họa hoặc các tài liệu thống kê đều có thể được liên kết và thể hiện trên bản đồ Có thể khai thác các thông tin một cách đồng bộ bằng những công nghệ hiện đại như phân tích xu hướng, phát triển hay đánh giá các đối tượng theo nhiều chỉ tiêu

- Bản đồ điện tử có khả năng liên kết được các loại dữ liệu khác nhau trên một bản đồ Với phương thức quản lý theo các lớp thông tin và khả năng bật, tắt để hiển thị

- Cơ sở dữ liệu của bản đồ điện tử cho phép xác định rõ mối liên hệ giữa các dữ liệu thông tin văn bản với vị trí địa lý của đối tượng thể hiện Đây không chỉ đơn thuần là một bộ hiển thị dữ liệu, mà còn cho phép quan sát hình dạng và ý nghĩa thông tin Quan sát được sự phân bố không gian của đối tượng và phân tích ý nghĩa của chúng

Với giao diện linh hoạt dễ sử dụng các bản đồ trở nên linh động, tương tác và thu hút hơn bản đồ giấy

Khi sử dụng bản đồ điện tử người dùng được tham gia vào việc thể hiện các nội dung bản đồ có thể khai thác thông tin theo nhiều hướng, có thể xem

cụ thể chi tiết hay tổng quan các nội dung vì vậy gây được hứng thú cho người dùng

- Bản đồ phải được cập nhật thường xuyên mới phù hợp vời thời đại thông tin phát triển nhanh

Các bản đồ phụ thuộc nhiều vào công nghệ thông tin Các nhà sản xuất

sẽ ngày càng hoàn thiện công nghệ vì vậy các nhà bản đồ cũng phải luôn luôn

tự nâng cao trình độ của mình Phát triển bản đồ điện tử là một công việc phức tạp cần công sức đóng góp của nhiều ngành và đòi hỏi một lượng kinh phí lớn nên các cơ quan thành lập bản đồ cần có kế hoạch thực hiện cụ thể thì mới thành công

1.5 Bản đồ mạng (Web map)

1.5.1 Khái niệm

Bản đồ mạng (Web map) là bản đồ điện tử được đưa lên mạng Internet

1.5.2 Công nghệ và phương thức quản trị bản đồ mạng trên mạng Internet

1.5.2.1 Phương thức kiến trúc và quản lý mạng

Để tiến hành phát hành bản đồ điện tử trên môi trường mạng cần nắm được một số khái niệm về mạng và kiến trúc của bản đồ mạng

a Mạng Internet

Mạng Internet là mạng toàn cầu hình thành vào cuối thập kỷ 60, thế kỷ

20 từ hệ thống mạng nội bộ của Bộ quốc phòng Mỹ Đến nay được mở rộng

và phát triển thành một hệ thống mạng liên kết với nhau thông qua địa chỉ mạng Người dùng không thấy các mối liên kết vật lý, nhưng bất kỳ hai máy tính nào trên mạng Internet đều được nối với nhau Mạng Internet không thuộc quyền quản lý của quốc gia nào Mỗi mạng thành phần sẽ có cơ quan phụ trách nhưng không có một tổ chức nào chịu trách nhiệm toàn bộ Internet

b Dịch vụ web (Web service)

Trên Internet có rất nhiều dịch vụ trong đó có Web - dịch vụ thông tin toàn cầu Theo định nghĩa của W3C (World Wide Web Consortium), dịch vụ Web là một hệ thống phần mềm được thiết kế để hỗ trợ khả năng tương tác giữa các ứng dụng trên các máy tính khác nhau thông qua mạng Internet Đây

là dịch vụ mạnh nhất trên Internet được xây dựng trên kỹ thuật Hypertext (siêu văn bản) Hypertext là kỹ thuật trình bày thông tin trên một trang, có các đầu mối liên kết để mở ra các trang thông tin mới dưới dạng một số từ khóa văn bản Trên cùng một trang thông tin có thể thể hiện nhiều kiểu dữ liệu khác nhau như bài viết, hình ảnh, hình ảnh động, mô phỏng, video clip… Khai thác thông tin bằng Web trên Internet được thực hiện theo phương thức khách – chủ (Client- Server) Các nguồn thông tin hay CSDL được đặt tại máy chủ (Web server) Khi một máy tính kết nối với Internet, người dùng (Client) tại máy tính đó sử dụng các trình duyệt Web (Web browser) đưa địa chỉ truy nhập để đến được các trang khác nhau, từ đó có thể xem thông tin trên máy chủ Tại máy chủ sử dụng phần mềm Web server để đáp ứng nhu cầu từ người dùng

Tầng thứ 2 liên quan đến công nghệ Web là Web Server là tầng của những người quản trị mạng và phát triển công nghệ truyền bá thông tin địa lý thông qua môi trường Internet

Tầng thứ 3 là tầng người dùng (Client) tại các máy khách người dùng

sử dụng bản đồ mạng thông qua các trình duyệt Web

Phương thức khai thác sử dụng bản đồ mạng dựa trên hai kiến trúc phát triển cho bản đồ mạng là kiến trúc hướng máy khách (Client- side Architecture) và kiến trúc hướng máy chủ (Server- side Archirtecture)

Với kiến trúc hướng máy khách người dùng đưa ra yêu cầu và thông qua trình duyệt Web gửi đến máy chủ và bản đồ được hiển thị trên máy khách với sự hỗ trợ của các phần mềm có trên máy khách như Java applet, Active X hoặc plug – in Có một số bản đồ điện tử yêu cầu người sử dụng phải cài đặt phần mềm vào máy trước khi đọc bản đồ

Với kiến trúc hướng máy chủ người dùng đưa ra yêu cầu và thông qua trình duyệt Web gửi đến máy chủ, tại đó bản đồ đã được biên tập sẵn và tổ chức thành CSDL bản đồ Máy chủ gửi bản đồ đến máy khách thông qua giao thức truyền tin HTTP (Hyper Text Tranfer Protocol) như một hình ảnh đồ họa

được nhúng trong các trang HTML Như vậy mọi dữ liệu được giữ trên máy chủ bản đồ, máy khách chỉ là công cụ hiển thị nên việc phát triển và cập nhật bản đồ đơn giản và các bản đồ được chuẩn hóa theo khuôn dạng dữ liệu của Inernet Ngày nay đa số các bản đồ mạng phát triển theo kiến trúc này

1.5.2.2 Các công nghệ phát hành bản đồ mạng

Muốn đưa bản đồ lên mạng phải thông qua các dịch vụ của Internet Lúc này người sử dụng không còn đọc được bản đồ thông qua các phần mềm quản lý bản đồ (CAD và GIS) mà qua các trình duyệt Vì thế tại các máy chủ các dữ liệu bản đồ phải được lưu trữ theo khuôn dạng dữ liệu trên Web để có thể trình bày theo ngôn ngữ HTML hoặc XML Bản đồ số có thể ở nhiều khuôn dạng khác nhau, ở các môi trường khác nhau, nhưng khi chuyển lên mạng Internet đều phải về một khuôn dạng mà HTML hiểu được

Như vậy theo phương thức kiến trúc và quản lý bản đồ mạng, các bản

đồ phải được biến đổi chuẩn hóa theo khuôn dạng dữ liệu mạng, cần có các công nghệ để thực hiện công việc này Đây chính là nhóm công nghệ phát hành bản đồ lên mạng được thiết lập tại các máy chủ bản đồ và phục vụ biên tập

Hiện nay có rất nhiều công nghệ trợ giúp nhằm đưa dữ liệu địa lý lên mạng Internet nhưng đều tập trung vào hai hướng phát triển công nghệ, đó là công nghệ theo hướng có bản quyền thương mại và công nghệ theo hướng mã nguồn mở phi lợi nhuận

Với hướng phát triển công nghệ có bản quyền thương mại, người dùng phải chi phí một khoản kinh phí không nhỏ cho việc mua bản quyền phần mềm, nhưng đầu tư cho lập trình không lớn và quy trình biên tập bản đồ phát hành lên mạng có tính chuyên nghiệp cao

Nếu lựa chọn hướng phát triển công nghệ theo mã nguồn mở thì không cần chi phí cho bản quyền phần mềm mà các chức năng cơ bản như hiển thị,

phân tích, truy vấn dữ liệu địa lí đều được đáp ứng Tuy nhiên cần có trình độ lập trình cao hơn và công tác biên tập lại càng nhiều phức tạp hơn

a Các phần mềm thương mại

Số lượng phần mềm thương mại hỗ trợ cho biên tập bản đồ mạng khá nhiều Mỗi một phần mềm đều có một thế mạnh riêng và đi kèm một công nghệ riêng biệt Các phần mềm thương mại được dùng nhiều nhất là:

- Các phần mềm của hãng ESRI (Environment Systems Reseach Institude): Có hai chương trình: Arc Internet Map Servers ArcIMS) và MapObjects

- Hãng Pitney Bowes (Mapinfo) có phần mềm MapXtrems Servers sử dụng ngôn ngữ MapBasic và MapX ActiveX với các chức năng cũng giống như ArcIMS

- Hãng INTERGRAPH có chương trình GeoMedia Web Map dựa trên

mã nguồn mở Có thể kết hợp các dữ liệu GIS khác nhau trong một Atlas Với GeoMedia Webmap có thể đưa lên mạng mọi bản đồ

- Hãng Autodesh Autocad có sản phẩm MapGuide…

b Giới thiệu một số phần mềm tiêu biểu