TÌM HIỂU PHẦN MỀM ARCSDE VÀ ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ

TÌM HIỂU PHẦN MỀM ARCSDE VÀ ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ Lý do chọn đề tài Ngày nay động lực chính thúc đẩy sự phát triển của thế giới chính là tốc độ...

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH TIN HỌC TRẮC ĐỊA ĐỀ TÀI TÌM HIỂU PHẦN MỀM ARCSDE VÀ ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ Nguyễn Mạnh Cường Tin học Trắc địa K49 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com Nguyễn Mạnh Cường 1 Tin học Trắc địa K49 PHẦN MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Ngày nay động lực chính thúc đẩy sự phát triển của thế giới chính là tốc độ sáng tạo. Khoảng cách giữa lý thuyết và ứng dụng thực tế ngày càng được rút ngắn đến mức mà mỗi công nghệ mới ra đời đều được triển khai ứng dụng một cách nhanh chóng. Công nghệ thông tin được triển khai ứng dụng vào mọi lĩnh vực và làm thay đổi sâu rộng tới đời sống xã hội. Chính sự kết hợp của công nghệ thông tin và các lĩnh vực khác đã tạo ra nhiều giải pháp và công nghệ. Những công nghệ mới như ArcGIS Server, ArcIMS đã mang lại cho người dùng những trải nghiệm tuyệt vời. Biến một công nghệ phức tạp trở thành một ứng dụng thân thiết mà người dùng có thể đơn giản lướt web để tìm kiếm thông tin địa lý mình cần. Người dùng có thể tìm kiếm thông tin dễ dàng, nhưng với những người lập trình lại không đơn giản như vậy. Để có được một sản phẩm thân thiện với người sử dụng, họ phải xử lý dữ liệu, biên tập bản đồ, đưa lên trang web. Đó là những việc đòi hỏi sự phức tạp và nhiều thời gian mà một cá nhân không thể hoàn thành được. Do đó, chúng ta cần phải biết kết hợp, làm việc theo nhóm. Một yêu cầu được đặt ra là: làm thế nào để kết hợp với nhau để hoàn thành công việc. Để trả lời cho câu hỏi đó, một công nghệ mới đã ra đời, nếu thiếu nó những công nghệ như ArcGIS Server hay ArcIMS sẽ không được mọi người biết đến và nó chỉ được biết đến như một công cụ cho cá nhân đơn lẻ sử dụng. Công nghệ mà tôi muốn đề cập đến chính là một công cụ mang tính ứng dụng cao và phát triển mạnh cùng với các công nghệ như ArcGIS Server. Đó chính là ArcSDE. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com Nguyễn Mạnh Cường 2 Tin học Trắc địa K49 Phạm vi đề tài Đề tài “Tìm hiểu phần mềm ArcSDE và ứng dụng trong xây dựng và quản lý dữ liệu bản đồ” chỉ giới hạn trong phạm vi tìm hiểu công nghệ ArcSDE để cài đặt trên môi trường Desktop và mạng LAN đồng thời ứng dụng để xây dựng và quản lý dữ liệu bản đồ khu du lịch Tràng An. Phương pháp nghiên cứu Trên cơ sở nghiên cứu, tìm hiểu về công nghệ GIS, chuẩn CSDL. Đồng thời tìm hiểu và hệ quản trị cơ sở dữ liệu (RDBMS), phần mềm ArcSDE. Từ đó tiến hành cài đặt, chạy chương trình. Cấu trúc đồ án PHẦN MỞ ĐẦU Chương I. TỔNG QUAN ARCSDE Chương II. TỔ CHỨC VÀ QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS Chương III. TRIỂN KHAI CÀI ĐẶT ARCSDE VÀ PHƯƠNG PHÁP LƯU TRỮ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ KHU DU LỊCH TRÀNG AN KẾT LUẬN PHỤ LỤC Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com Nguyễn Mạnh Cường 3 Tin học Trắc địa K49 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 MỤC LỤC 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ARCSDE 5 1.1 Khái niệm ArcSDE 5 1.1.1 Khái niệm 5 1.1.2 Chức năng ArcSDE 6 1.2 Tầm quan trọng của ArcSDE trong ArcGIS 6 CHƯƠNG 2 TỔ CHỨC VÀ QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS 13 2.1 Tổ chức cơ sở dữ liệu trong GIS 13 2.1.1 Khái niệm cơ bản về hệ cơ sở dữ liệu 13 2.1.2 Các loại thông tin trong hệ thống thông tin địa lý 15 2.1.3 Kiến trúc một hệ quản trị cơ sở dữ liệu 16 2.1.4 Tính độc lập dữ liệu 19 2.1.5 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu của GIS 21 2.2 Quản lý cơ sở dữ liệu trong GIS 24 2.2.1 SDE Geodatabase 24 2.2.2 Quản lý cơ sở dữ liệu trong GIS 27 2.2.3 Những kiến thức cơ sở 28 CHƯƠNG 3 TRIỂN KHAI CÀI ĐẶT ARCSDE VÀ PHƯƠNG PHÁP LƯU TRỮ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ KHU DU LỊCH TRÀNG AN 37 3.1 Cấu hình và cài đặt ArcSDE 37 3.1.1 Phần mềm cài đặt 37 3.1.2 Yêu cầu cấu hình 37 3.1.3 Cài đặt 40 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com Nguyễn Mạnh Cường 4 Tin học Trắc địa K49 3.1.4 Phương pháp lưu trữ và chuyển dữ liệu bản đồ khu du lịch Tràng An vào SDE Geodatabase 57 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 65 LUẬT TOPOLOGY 65 DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BẢNG 83 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com Nguyễn Mạnh Cường 5 Tin học Trắc địa K49 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ARCSDE 1.1 Khái niệm ArcSDE 1.1.1 Khái niệm ArcSDE là một ứng dụng trên máy chủ, mà ứng dụng của nó là lưu trữ và quản lý dữ liệu không gian raster, vector và số liệu khảo sát dựa trên những hệ quản trị CSDL thịnh hành hiện nay (IBM DB2, Informix, SQL Server, và Oracle), nhằm tăng khả năng khai thác dữ liệu từ các ứng dụng đơn lẻ. ArcSDE Server sử dụng cùng với các sản phẩm ArcGIS Desktop (ArcView, ArcEditor và ArcInfo) hay các sản phẩm phát triển của ArcGIS (ArcGIS Engine, ArcGIS Server và ArcIMS với tính năng quản lý dữ liệu đa người dùng). ArcSDE là cổng nối giữa các ứng dụng GIS và hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ (RDBMS). ArcSDE cho phép nhiều người dùng từ các phần mềm GIS như ArcInfo, ArcEditor, ArcView, và ArcIMS, MapObject có thể lưu trữ, quản lý và truy cập trực tiếp tới dữ liệu không gian được lưu trong RDBMS. ArcSDE tương thích với nhiều RDBMS nổi tiếng như Oracle, Informix, IBM DB2, and Microsoft SQL Server. ArcSDE là thành phần chính trong quản lý dữ liệu chia sẻ và đa người dùng. ArcSDE cho phép quản lý một geodatabase quy mô lớn, có khả năng hiển thị và cập nhật đồng thời bởi nhiều người, tốc độ truy cập và tìm kiếm cực cao, ArcSDE thực sự là thành phần cần thiết cho các hệ thống GIS tầm trung và lớn. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com Nguyễn Mạnh Cường 6 Tin học Trắc địa K49 1.1.2 Chức năng ArcSDE Như một cổng giao tiếp để quản lý CSDL Là một hệ quản trị CSDL mở Là hệ thống quản lý đa người dùng Thực hiện các chức năng của GIS trong CSDL lớn Là mô hình thông tin địa lý phức tạp Cấu hình một cách mềm dẻo 1.2 Tầm quan trọng của ArcSDE trong ArcGIS Tầm quan trọng của ArcSDE trong ArcGIS Một ưu thế của ArcGIS là khả năng tiếp cận và sử dụng dữ liệu ở nhiều định dạng, từ nhiều hệ thống quản trị dữ liệu, đồng thời quản lý dữ liệu cơ sở. ArcSDE là cổng kết nối ArcGIS với phần quản trị thông tin trong hệ thống quản trị dữ liệu quan hệ (RDBMS). ArcSDE server cung cấp cổng liên lạc cho phép lưu trữ, quản lý và truy cập các thông tin không gian từ bất kỳ hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ (RDBMSs) trong bất kỳ ứng dụng nào của ArcGIS. Đây là một thành phần quan trọng quản lý cơ sở dữ liệu chia sẻ và đa người sử dụng trong RDBMS. ArcSDE làm tăng thêm những khả năng cần thiết cho ArcGIS khi người sử dụng cần một cơ sở dữ liệu geodatabase quy mô lớn có thể chỉnh sửa và hiển thị tức thì trong môi trường có nhiều người sử dụng. Những tiện ích của ArcSDE ArcSDE cung cấp một số tiện ích quan trọng cho người sử dụng geodatabase -Hiệu suất cao -Dung lượng dữ liệu cực lớn Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com Nguyễn Mạnh Cường 7 Tin học Trắc địa K49 -Toàn bộ thông tin không gian được đảm bảo chính xác -Mô hình thông tin tích hợp cho nhiều đối tượng sử dụng GIS. -Quản lý các thông tin không gian toàn diện trên nhiều dạng dữ liệu (vectors, rasters, số liệu điều tra…) -Giao diện dữ liệu chung cho tất cả các hệ thống quản trị dữ liệu quan hệ (RDBMSs). -Hỗ trợ geodatabase và các mô hình dữ liệu của ESRI -Giảm chi phí ArcSDE là server ứng dụng địa lý bậc cao cho những cơ sở dữ liệu quan hệ, người sử dụng quản lý các thông tin địa lý với bất kỳ RDBMSs và giúp cho dữ liệu của người sử dụng được mở trong tất cả các ứng dụng của ArcGIS. -Truy cập đồng thời tới nhiều cơ sở dữ liệu GIS Nhiều dữ liệu GIS biên dịch, phân tích, bản đồ hoá và quản lý công việc đòi hỏi dữ liệu được tích hợp từ nhiều file và nhiều nguồn hệ quản trị dữ liệu quan hệ. ArcSDE cung cấp cổng chung cho tất cả các loại dữ liệu mà không cần quan tâm đến định dạng và nguồn lưu trữ, đồng thời nó còn dễ dàng linh động giữa các hệ quản trị dữ liệu quan hệ khác nhau. Vì sao phải sử dụng ArcSDE ArcSDE cho phép quản lý dữ liệu không gian với hiệu suất cao trên nhiều loại cấu hình cơ sở dữ liệu (IBM DB2 Universal Database, IBM Informix Dynamic Server, Microsoft SQL Server, and Oracle) giống như khả năng của tất cả các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com Nguyễn Mạnh Cường 8 Tin học Trắc địa K49 Mặc dù tất cả cơ sở dữ liệu quan hệ đơn lẻ thông qua SQL nhưng vẫn có sự khác nhau đáng kể trong những cơ sở dữ liệu đơn lẻ khi xét chi tiết trong nguồn dữ liệu. Điều đó liên quan đến tốc độ và chỉ số, những dạng dữ liệu cung cấp, các công cụ quản lý đồng bộ và việc tiến hành các truy vấn phức tạp. Tính năng vượt trội của ArcSDE ArcSDE được thiết kế để xử lý với sự đa dạng, phức tạp trên cơ sở nền tảng hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ. Cấu trúc ArcSDE là linh hoạt nhất và nhiều lựa chọn cho người sử dụng. Cấu trúc của nó cho phép lựa chọn mở những dữ liệu đơn lẻ và những biểu đồ tự nhiên cũng như truy cập dữ liệu nhanh và toàn bộ không gian trên từng công cụ dữ liệu quan hệ. ArcSDE cho phép thúc đẩy khả năng của từng RDBMS đơn lẻ. Là cầu nối giữa ArcGIS geodatabase và những tính năng của RDBMS. Quản lý thông tin địa lý, cũng giống như nhiều ứng dụng khác như kế hoạch kinh doanh và quản lý quan hệ khách hàng, đòi hỏi sự tập trung ứng dụng chặt chẽ hơn trên RDBMS (ví dụ: ArcGIS Desktop hoặc ArcIMS/ArcGIS Server) Song hành GIS với xu thế phát triển IT (Công nghệ thông tin) Nhiều người sử dụng đòi hỏi GIS của họ phải tương thích với cộng nghệ IT mà họ sử dụng. Hiểu đơn giản là các ứng dụng GIS mà họ sử dụng gắn liền với những tiêu chuẩn công nghệ thông tin; thông tin GIS được quản lý như một phần không thể thiếu trong cơ sở dữ liệu của người sử dụng, dữ liệu phải được bảo vệ và việc truy cập dữ liệu phải hạn chế ở các mức độ khác nhau tuỳ theo người sử dụng. Đấy là những tiện ích chuẩn của RDBMS mà người sử dụng GIS cần. Từ khi ArcSDE cung ứng phương tiện cho lưu trữ và sử dụng dữ liệu GIS trong RDBMS với các ứng dụng đa dạng trong và ngoài GIS, ArcSDE Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com Nguyễn Mạnh Cường 9 Tin học Trắc địa K49 luôn hoạt động với vai trò quan trọng trong việc song hành giữa GIS và chiến lược IT. Tính năng vượt trội của ArcSDE ArcSDE được thiết kế để xử lý với sự đa dạng, phức tạp trên cơ sở nền tảng hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ. Cấu trúc ArcSDE là linh hoạt nhất và nhiều lựa chọn cho người sử dụng. Cấu trúc của nó cho phép lựa chọn mở những dữ liệu đơn lẻ và những biểu đồ tự nhiên cũng như truy cập dữ liệu nhanh và toàn bộ không gian trên từng công cụ dữ liệu quan hệ. ArcSDE cho phép thúc đẩy khả năng của từng RDBMS đơn lẻ. Là cầu nối giữa ArcGIS geodatabase và những tính năng của RDBMS. Quản lý thông tin địa lý, cũng giống như nhiều ứng dụng khác như kế hoạch kinh doanh và quản lý quan hệ khách hàng, đòi hỏi sự tập trung ứng dụng chặt chẽ hơn trên RDBMS (ví dụ: ArcGIS Desktop hoặc ArcIMS/ArcGIS Server) Giảm chi phí Với ArcSDE, dữ liệu không gian được lưu trữ tập trung, chi phí sở hữu thấp. Dữ liệu có thể được triển khai trên nhiều nền server (Windows, Linux, UNIX) và trên nhiều nền cơ sở dữ liệu. Hơn nữa, ArcSDE đảm bảo về dữ liệu luôn được hỗ trợ bởi tốc độ cao, bảo toàn dữ liệu và không làm ảnh hưởng đến tính linh động trong RDBMS. Ai sử dụng ArcSDE ArcSDE đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới, có hàng ngàn các tổ chức cá nhân lưu trữ, quản lý dữ liệu không gian lưu trữ trên RDBMS và phổ biến một cách dễ dàng. ArcSDE còn được ứng dụng ở hầu hết các cấp quản lý nhà nước, trong quốc phòng, thông tin, tài nguyên thiên nhiên, giao thông, bảo hiểm, tài chính và nhiều ngành công nghiệp. [...]... sở dữ liệu cho một hệ thống GIS bao gồm 2 cơ sở dữ liệu thành phần chính là : - Cơ sở dữ liệu địa lý (không gian) - Cơ sở dữ liệu thuộc tính (phi không gian) Trong hệ thống GIS, hệ quản trị cơ sở dữ liệu GIS được xây dựng bao gồm 2 hệ quản trị cơ sở dữ liệu riêng cho từng phần hoặc xây dựng một hệ quản trị cơ sở dữ liệu chung cho cả hai cơ sở dữ liệu con kể trên Thông thường hệ quản trị cơ sở dữ liệu. .. liệu GIS được xây dựng bao gồm 3 hệ quản trị cơ sở dữ liệu con: - Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho cơ sở dữ liệu địa lý - Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ ở mức tra cứu, hỏi đáp Hệ này được tích hợp cùng với hệ quản trị cơ sở dữ liệu địa lý cho phép người ta dùng truy nhập dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính đồng thời Tuy nhiên, hệ quản trị cơ sở dữ liệu này cho thao tác trên cơ sở dữ liệu thuộc tính... trên thị trường 2.2 Quản lý cơ sở dữ liệu trong GIS 2.2.1 SDE Geodatabase Là dữ liệu địa lý được lưu bởi ArcSDE trong các hệ quản trị cở sở dữ liệu RDBMS với dữ liệu không gian thuộc tính mối quan hệ của chúng Dữ liệu lưu trong ArcSDE sẽ có các trường mã Object ID Dữ liệu lưu có chứa mối quan hệ đối tượng Dữ liệu lưu trong ArcSDE sẽ có các mối quan hệ và các luật về không gian và dữ liệu thuộc tính Geodatabase... tiết trong phần “Hệ thống cơ sở dữ liệu Vì vậy, ở đây chúng ta chỉ đi sâu vào hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho dữ liệu không gian Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho dữ liệu không gian bao gồm các hệ thống con sau: - Hệ thống nhập bản đồ - Hệ thống hiển thị bản đồ - Hệ thống tra cứu, hỏi đáp cơ sở dữ liệu - Hệ thống phân tích địa lý - Hệ thống phân tích thống kê - Hệ thống đầu ra Hệ quản trị cơ sở dữ liệu. .. thống nhập bản đồ Hệ thống cung cấp các công cụ để số hoá các đối tượng trên bản đồ Hiện nay tồn tại hai phương pháp để chuyển bản đồ giấy thành bản đồ số: + Số hoá bản đồ: dùng bàn vẽ (digitizer) ghi lại các đối tượng bản đồ trên giấy Chức năng có thể có trong bản thân hệ thống hoặc dùng 1 phần mềm khác số hoá, sau đó nhập vào kết quả số hoá bởi phần mềm đó + Vector hoá bản đồ: Bản đồ được quét vào thành... người sử dụng GIS -ArcSDE for Coverages Trong khi ArcSDE được biết đến như là một công cụ cho truy cập dữ liệu trong RDBMSs, nó còn cung cấp file dữ liệu không gian cơ sở Server này được gọi là ArcSDE for Coverages, cung cấp một số file vector cơ sở trong toàn bộ dữ liệu CHƯƠNG 2 TỔ CHỨC VÀ QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS 2.1 Tổ chức cơ sở dữ liệu trong GIS 2.1.1 Khái niệm cơ bản về hệ cơ sở dữ liệu “Chức... diễn dữ liệu trong máy Nguyễn Mạnh Cường 14 Tin học Trắc địa K49 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com 2.1.2 Các loại thông tin trong hệ thống thông tin địa lý Như trên đã giới thiệu dữ liệu trong hệ thống thông tin địa lý bao gồm dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính: Dữ liệu địa lý: bao gồm các thể loại - Ảnh hàng không vũ trụ - Bản đồ trực ảnh (orthophotomap) - Bản đồ nền... tại trong CSDL Việc thay đổi lược đồ khái niệm không làm ảnh hưởng tới các lược đồ con đang tồn tại, do đó không cần thiết phải thay đổi các chương trình ứng dụng 2.1.5 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu của GIS Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là hệ thống quản lý, lưu trữ, bảo trì toàn bộ cơ sở dữ liệu Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cũng cung cấp các công cụ cho phép người dùng hỏi đáp, tra cứu và tác động vào cơ sở dữ liệu. .. phải tìm mối quan hệ giữa thông tin địa lý và thông tin thuộc tính Từ thông tin ta có thể tìm ra được các thông tin kia trong cơ sở dữ liệu 2.1.3 Kiến trúc một hệ quản trị cơ sở dữ liệu Một CSDL được phân thành các mức khác nhau Ở đây có thể xem như chỉ có một CSDL đơn giản và có một hệ phần mềm QTCSDL Hình 2.1 Cấu trúc hệ Cơ sở dữ liệu Sự trừu tượng hoá dữ liệu - CSDL vật lý (mức vật lý) là các tệp dữ. .. nối với cơ sở dữ liệu -Khả năng cập nhập dữ liệu nhanh với những file raster lớn -Thay đổi cấu trúc một bảng trong cơ sở dữ liệu mà không cần phải khởi động lại -Thêm hai lựa chọn cho tạo bảng bằng tay qua cơ sở dữ liệu và bảng tạm thời -Quản lý bảo vệ sao chép phần mềm không cần khoá cứng trong máy chủ Windows -Hoàn thiện dịch vụ báo lỗi (thêm nhiều lựa chọn ) -Windows group hỗ trợ trong SQL Server . Đề tài Tìm hiểu phần mềm ArcSDE và ứng dụng trong xây dựng và quản lý dữ liệu bản đồ chỉ giới hạn trong phạm vi tìm hiểu công nghệ ArcSDE để cài đặt. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH TIN HỌC TRẮC ĐỊA ĐỀ TÀI TÌM HIỂU PHẦN MỀM ARCSDE VÀ ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ Nguyễn