XÂY DỰNG HỆ TÌM KIẾM TRI THỨC THÔNG TIN ĐỊA LÝ CÁC ĐỀ TÀI KHOA HỌC VỀ GIS

Đề tài nghiên cứu Xây dựng hệ tìm kiếm tri thức thông tin địa lý các đề tài khoa học về GIS đã được thực hiện trong thời gian từ tháng 032018 đến tháng 072018. Mục tiêu của đề tài là áp dụng hệ tri thức để xây dựng công cụ tìm kiếm kết hợp cho hệ thống WebGIS về các bài báo khoa học của các hội thảo GIS để hỗ trợ giáo dục, cung cấp các thông tin thuộc tính và không gian của các đề tài khoa học GIS đã được nghiên cứu, báo cáo. Người dùng hướng đến là đối tượng nghiên cứu về GIS. Phương pháp xây dựng của đề tài là sử dụng công nghệ mã nguồn mở, để tối ưu vấn đề kinh phí thực hiện nghiên cứu mà vẫn đảm bảo các yêu cầu đề ra. Trong đó, tìm hiểu về hệ cơ sở tri thức để tiến xây dựng hệ thống dữ liệu. Kết hợp ngôn ngữ lập trình Python, HTML, CSS, Javascript và các công cụ PostgreSQLPostGIS, Visual Studio Code xây dựng web trên máy chủ Geoserver. Đề tài nghiên cứu đã đạt được các kết quả sau: Hoàn thành việc thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu về các đề tài, bài báo được trình bày tại các hội thảo GIS toàn quốc trên hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgresSQLPostGIS. Hoàn thành việc thiết kế chức năng và thiết kế giao diện trang WebGIS với công cụ tìm kiếm và quản lý hệ thống các đề tài, bài báo. Xây dựng trang web có công cụ tìm kiếm với các công cụ tương tác và quản lý bài viết.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG HỆ TÌM KIẾM TRI THỨC THƠNG TIN ĐỊA LÝ CÁC ĐỀ TÀI KHOA HỌC VỀ GIS Họ tên sinh viên: TRẦN TUẤN KHOA Ngành: Hệ thống Thông tin Địa lý Niên khóa: 2014 – 2018 i Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2018 XÂY DỰNG HỆ TÌM KIẾM TRI THỨC THÔNG TIN ĐỊA LÝ CÁC ĐỀ TÀI KHOA HỌC VỀ GIS Tác giả TRẦN TUẤN KHOA Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kĩ sư ngành Hệ thống Thông tin Địa lý Giáo viên hướng dẫn Thầy Khưu Minh Cảnh Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2018 ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập thực luận văn, nhận giúp đỡ tận tình q thầy mơn Hệ thống Thông tin Địa lý Ứng dụng trường Đại học Nông Lâm TP HCM, Trung tâm Ứng dụng Hệ thống Thơng tin Địa lý TP HCM, gia đình, bạn bè Tơi xin tỏ lịng biết ơn chân thành đến: Quý thầy cô trường Đại học Nông Lâm TP HCM tận tình dạy truyền đạt kiến thức quý báu cho thời gian học tập thực đề tài Th.S Khưu Minh Cảnh (Trung tâm Ứng dụng Hệ thống Thông tin Địa lý TP HCM) thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt trình thực đề tài Gia đình bạn bè động viên giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập, lúc thực đề tài Trần Tuấn Khoa Khoa Môi trường Tài nguyên Trường Đại học Nông Lâm TP HCM Số điện thoại: 0933306100 Email: trantuankhoabc@gmail.com iii TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu "Xây dựng hệ tìm kiếm tri thức thơng tin địa lý đề tài khoa học GIS" thực thời gian từ tháng 03/2018 đến tháng 07/2018 Mục tiêu đề tài áp dụng hệ tri thức để xây dựng cơng cụ tìm kiếm kết hợp cho hệ thống WebGIS báo khoa học hội thảo GIS để hỗ trợ giáo dục, cung cấp thơng tin thuộc tính khơng gian đề tài khoa học GIS nghiên cứu, báo cáo Người dùng hướng đến đối tượng nghiên cứu GIS Phương pháp xây dựng đề tài sử dụng công nghệ mã nguồn mở, để tối ưu vấn đề kinh phí thực nghiên cứu mà đảm bảo u cầu đề Trong đó, tìm hiểu hệ sở tri thức để tiến xây dựng hệ thống liệu Kết hợp ngôn ngữ lập trình Python, HTML, CSS, Javascript cơng cụ PostgreSQL/PostGIS, Visual Studio Code xây dựng web máy chủ Geoserver Đề tài nghiên cứu đạt kết sau: Hoàn thành việc thiết kế xây dựng sở liệu đề tài, báo trình bày hội thảo GIS tồn quốc hệ quản trị sở liệu PostgresSQL/PostGIS Hoàn thành việc thiết kế chức thiết kế giao diện trang WebGIS với cơng cụ tìm kiếm quản lý hệ thống đề tài, báo Xây dựng trang web có cơng cụ tìm kiếm với cơng cụ tương tác quản lý viết iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv MỤC LỤC v DANH MỤC VIẾT TẮT viii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Thông tin chung hội thảo GIS 2.1.1 Mục tiêu chung hội thảo 2.2 Tổng quan hệ tri thức 2.2.1 Các khái niệm [1] 2.2.2 Tiếp nhận, biểu diễn tri thức 2.2.3 Xây dựng hệ sở tri thức 2.3 Tổng quan khai thác liệu 2.3.1 Khái niệm 2.3.2 Các bước trình khai thác liệu 10 2.3.3 Những nhóm tốn khai thác liệu 11 v 2.3.4 Những lợi thách thức khai thác liệu 12 2.4 Công nghệ tảng 13 2.4.1 WebGIS 13 2.5 Phần mềm PostgreSQL [4] 14 2.6 Phần mềm Postgis [5] 15 2.7 Phần mền mã nguồn mở Geoserver [6] 16 2.8 Thư viện Leaflet [7] [8] 16 2.9 Ngơn ngữ lập trình Python/Flask [9] [10] 17 2.10 Tình hình nghiên cứu liên quan đến vấn đề nghiên cứu 17 2.10.1 Trên giới 17 2.10.2 Trong nước 17 3.1 Dữ liệu 18 3.2 Phương pháp 20 3.3 Thiết kế sở liệu 20 3.3.1 Thiết kế mơ hình sở liệu 20 3.2.2 Thiết kế mơ hình sở liệu luận lý 23 3.2.3 Thiết kế mơ hình sở liệu mức vật lý 23 3.3 Xây dựng Cơ Sở Dữ Liệu 26 3.3.1 Xây dựng CSDL 26 3.4 Xây dựng hệ thống WebGIS 29 3.4.1 Thiết kế hệ thống 29 vi 3.4.2 Thiết kế giao diện trang web 30 3.5 Thiết kế chức trang web 34 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 37 4.1 Giao diện trang web 37 4.1.1 Giao diện tìm kiếm 37 4.1.2 Giao diện đăng nhập 38 4.1.3 Giao diện đăng kí 39 4.2 Kết chức tìm kiếm 39 4.2.1.Tìm kiếm theo tinh thành phố 39 4.2.2.Tìm kiếm theo chủ đề: 41 4.2.3 Tìm kiếm theo phần mềm: 42 4.2.4 Kết luận 43 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 5.1 Kết 44 5.2 Kiến nghị 44 PHỤ LỤC 1: QUY TRÌNH ĐƯA DỮ LIỆU VÀO POSTGRESQL 46 PHỤ LỤC 2: QUY TRÌNH XÂY DỰNG WEBMAP 47 PHỤ LỤC 3: KHAI THÁC CƠ SỞ DỮ LIỆU BẰNG PHẦN MỀM POSTGRESSQL52 PHỤ LỤC : QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG CHỨC NĂNG TÌM KIẾM 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 vii DANH MỤC VIẾT TẮT GIS Geographic Information System HTML HyperText Markup Language CSS Cascading Style Sheets URL Uniform Resource Locator HTTP Hypertext Transfer Protocol OGC Open Geospatial Consortium WMS Web Map Server WFS Web Feature Service API Application Programming Interface SQL Structured Query Language CSDL Cơ sở liệu viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Tiếp nhận, biểu diễn tri thức Bảng 2.2 Các loại tri thức Bảng 2.3 Các hệ tri thức phân loại theo ứng dụng Bảng 3.1 Kiểu liệu thuộc tính thực thể KHU VUC 24 Bảng 3.2 Kiểu liệu thuộc tính thực thể BAIBAO 24 Bảng 3.3 Kiểu liệu thuộc tính thực thể CONGCU 25 ix DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Địa điểm hội thảo GIS tổ chức Hình 3.1 Bảng phân loại liệu Excel 19 Hình 3.2 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu 20 Hình 3.3 Sơ đồ mơ tả sơ lượt số thực thể ER 22 Hình 3.4 Tạo database 26 Hình 3.5 Kết nối sở liệu 27 Hình 3.6 Import liệu vào 28 Hình 3.7 Dữ liệu sau Import 28 Hình 3.8 Sơ đồ chức hệ thống WebGIS 30 Hình 3.9 Mơ tả Sitemap trang web 31 Hình 3.10 Mơ tả mơ hình UML 32 Hình 3.11 Mơ tả giao diện trang 33 Hình 3.12 Mơ tả giao diện trang đăng nhập 33 Hình 3.13 Mơ tả giao diện trang tìm kiếm 34 Hình 4.1 Giao diện Timeline 37 Hình 4.2 Giao diện trang tìm kiếm 38 Hình 4.3 Giao diện đăng nhập 38 Hình 4.4 Giao diện đăng ký 39 Hình 4.5 Tìm kiếm theo Tỉnh thành phố 40 Hình 4.6 Kết tìm kiếm theo chủ đề 40 Hình 4.7 Tìm kiếm theo chủ đề 41 Hình 4.8 Kết tìm kiếm theo chủ đề 41 Hình 4.9 Tìm kiếm theo phần mềm 42 Hình 4.10 Kết tìm kiếm theo phần mền 42 Hình 14 Kết truy vấn cơng cụ theo chủ đề Xuất thông tin kỹ thuật (công cụ) bắt đầu chữ N SELECT DISTINCT tenkythuat AS "Cơng cụ", kythuatchinh AS "Kỹ thuật chính", kythuatchitiet AS "Kỹ thuật chi tiết", kythuatthucap AS "Kỹ thuật thứ cấp", tenbai AS "Tên" FROM chi_tiet_ky_thuat, cong_cu, bai_bao WHERE chi_tiet_ky_thuat.makythuat = cong_cu.makythuat AND chi_tiet_ky_thuat.mabaibao = bai_bao.mabaibao AND tenkythuat LIKE N'N%' ORDER BY tenkythuat; 57 Hình 15 Kết truy vấn ký tự Xuât thông tin “giá trị” ; “ghi chú” giá trị kỹ thuật báo SELECT DISTINCT tenbai AS "Tên", tenkythuat AS "Công cụ", giatri AS "Gía trị", ghichu AS "Ghi chú" FROM chi_tiet_ky_thuat, cong_cu, bai_bao, gia_tri_ky_thuat WHERE chi_tiet_ky_thuat.makythuat = cong_cu.makythuat AND chi_tiet_ky_thuat.mabaibao = bai_bao.mabaibao AND chi_tiet_ky_thuat.mabaibao = gia_tri_ky_thuat.mabaibao ORDER BY tenkythuat; 58 Hình 16 Kết truy vấn giá trị kỹ thuật Xuất thông số báo (bảng thong_so_ky_thuat) SELECT DISTINCT thongso AS "Thông Số", tenbai AS "Tên" FROM chi_tiet_ky_thuat, cong_cu, bai_bao, gia_tri_ky_thuat, thong_so_ky_thuat WHERE chi_tiet_ky_thuat.makythuat = cong_cu.makythuat AND chi_tiet_ky_thuat.mabaibao = bai_bao.mabaibao AND thong_so_ky_thuat.maxuly= gia_tri_ky_thuat.maxuly ORDER BY tenbai; 59 Hình 17 Kết truy vấn báo Xuất cá thông tin báo với tỉnh thành , quận huyện , phường xã: + Tỉnh SELECT DISTINCT tinh_thanh.name_tinh, don_vi_hanh_chinh.mabaibao mabaibao, tenbai, tacgia, donvi, nam, nhom_bai_bao.tennhom FROM don_vi_hanh_chinh, tinh_thanh, bai_bao, nhom_bai_bao WHERE don_vi_hanh_chinh.code_tinh = tinh_thanh.code_tinh AND don_vi_hanh_chinh.mabaibao = bai_bao.mabaibao AND bai_bao.nhom = nhom_bai_bao.nhom ORDER BY tenbai; + Huyện SELECT DISTINCT quan_huyen.name_huyen, don_vi_hanh_chinh.mabaibao mabaibao, tenbai, tacgia, donvi, nam, nhom_bai_bao.tennhom FROM 60 don_vi_hanh_chinh, quan_huyen, bai_bao, nhom_bai_bao WHERE don_vi_hanh_chinh.code_huyen = quan_huyen.code_huyen AND don_vi_hanh_chinh.mabaibao = bai_bao.mabaibao AND bai_bao.nhom = nhom_bai_bao.nhom ORDER BY tenbai; + Xã SELECT DISTINCT phuong_xa.name_xa, don_vi_hanh_chinh.mabaibao mabaibao, tenbai, tacgia, donvi, nam, nhom_bai_bao.tennhom FROM don_vi_hanh_chinh, phuong_xa, bai_bao, nhom_bai_bao WHERE don_vi_hanh_chinh.code_xa = phuong_xa.code_xa AND don_vi_hanh_chinh.mabaibao = bai_bao.mabaibao AND bai_bao.nhom = nhom_bai_bao.nhom ORDER BY tenbai; Hình 18 Kết truy vấn báo tỉnh 61 PHỤ LỤC : QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG CHỨC NĂNG TÌM KIẾM Đề tài sử dụng ngơn ngữ Python để hỗ trợ lập trình chức cho trang web Kết nối sở liệu Kết nối sở liệu ngôn ngữ Python, lưu tên file config.py 62 Đọc trường thuộc tính bảng có CSDL Đọc trường thuộc tính bảng CSDL ngôn ngữ Python lưu file models.py 63 64 65 Truy vấn liệu theo điều kiện Truy vấn liệu Chủ đề: Điều kiện để truy vấn CSDL chủ đề ngôn ngữ HTML: Công Nghệ GIS có giá trị value =1 Viễn Thám, GIS Trong Nghiên Cứu Tai Biến Thiên Nhiên có giá trị value =2 Viễn Thám, GIS Trong Quản Lý Tài Nguyên Thiên Nhiên Mơi Trường có giá trị value =3 Viễn Thám, GIS Trong Quy Hoạch Lãnh Thổ có giá trị value =4 UAV, GPS, 3D, Cơ Sở Dữ Liệu có giá trị value =5 66 Truy vấn CSDL Chủ đề câu lệnh SQL, ứng với giá trị truy vấn đền CSDL tương ứng ngơn ngữ Python Ứng với giá trị truy vấn SQL lấy chủ đề Công Nghệ GIS Giá trị truy vấn SQL lấy chủ đề Viễn Thám, GIS Trong Nghiên Cứu Tai Biến Thiên Nhiên Giá trị truy vấn SQL lấy chủ đề Viễn Thám, GIS Trong Quản Lý Tài Nguyên Thiên Nhiên Mơi Trường Giá trị truy vấn SQL lấy chủ đề Viễn Thám, GIS Trong Quy Hoạch Lãnh Thổ Giá trị truy vấn SQL lấy chủ đề UAV, GPS, 3D, Cơ Sở Dữ Liệu 67 Truy vấn liệu Năm Điều kiện để truy vấn CSDL năm ngôn ngữ HTML Truy vấn CSDL năm câu lệnh SQL, ứng với giá trị truy vấn đến CSDL tương ứng ngôn ngữ Python Truy vấn liệu Phần mềm Điều kiện để truy vấn CSDL phần mềm ngôn ngữ HTML 64 Truy vấn CSDL phần mềm câu lệnh SQL, ứng với giá trị truy vấn đền CSDL tương ứng Truy vấn liệu phương pháp Điều kiện để truy vấn CSDL phương pháp Truy vấn CSDL phương pháp câu lệnh SQL, ứng với giá trị truy vấn đền CSDL tương ứng ngơn ngữ Python 65 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] N T T Dương Tấn Anh, HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU, HCM: Nhà xuất ĐHQG TPHCM, 2012 [3] T V Anh and M V Sỹ, "Nghiên cứu giải pháp chia sẻ liệu địa lý phần mềm mã nguồn mở Geoserver," Trường Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội, Công ty cổ phần tư vấn thiết kế cơng trình xây dựng Hải Phịng, 2013 Tiếng Anh: [2] Edward Mac Gillavry, Cartographic aspects of WebGISsoftware, Department of Cartography Utrecht University URL: http://cartography.geog.uu.nl/students/scripties.html [4] "PostgreSQL," 2018 [Online] Available: https://www.postgresql.org/ [5] "PostGIS," 2018 [Online] Available: https://postgis.net/documentation/ [6] "GeoServer," 2018 [Online] Available: http://geoserver.org/about/ [7] "Leaflet," [Online] Available: https://leafletjs.com [8 ] "WMS reference," [Online] Available: http://docs.geoserver.org/stable/en/user/services/wms/reference.html [9] "Python," 2018 [Online] Available: https://www.python.org/ [10] "Flask," 2018 [Online] Available: http://flask.pocoo.org/ 67 ... 07/2018 XÂY DỰNG HỆ TÌM KIẾM TRI THỨC THÔNG TIN ĐỊA LÝ CÁC ĐỀ TÀI KHOA HỌC VỀ GIS Tác giả TRẦN TUẤN KHOA Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kĩ sư ngành Hệ thống Thông tin Địa lý Giáo viên... nghiên cứu hiệu Từ lý trên, đề tài ? ?Xây dựng hệ tìm kiếm tri thức thông tin địa lý đề tài khoa học GIS? ?? 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung:  Xây dựng trang WebGIS cung cấp thông tin vị trí, năm,... trantuankhoabc@gmail.com iii TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu "Xây dựng hệ tìm kiếm tri thức thơng tin địa lý đề tài khoa học GIS" thực thời gian từ tháng 03/2018 đến tháng 07/2018 Mục tiêu đề tài áp dụng hệ