BO GIAO DUC VA DAO TAO DAI HOC HUE
TRUONG DAI HOC KHOA HOC
NGUYEN VAN HUYNH
XAY DUNG HE THONG THONG TIN HO TRO QUAN LY VUNG CAY TRONG
TREN DIA BAN TINH GIA LAI BANG CONG NGHE GIS
CHUYEN NGANH: KHOA HOC MAY TINH MA SO: 8480101
LUAN VAN THAC SI KHOA HOC DINH HUONG UNG DUNG
Trang 2PHAN NOI DUNG
Chuong 1 TONG QUAN VE HE THONG THONG TIN QUAN LY
1.1 HE THONG THONG TIN QUAN LY 1.1.1 Khai niém hé théng
Hé théng là một tập hợp các phần tử tương tác được tổ chức nhằm thực hiện một mục đích xác định
Các phần tử ở đây là tập hợp các phương tiện vật chất và nhân lực
Hệ thống con bản thân nó cũng là một hệ thống nhưng là thành phần của một hệ thống khác Những hệ thống mà chúng ta đang xem xét thực chất đề là các hệ thống con nằm trong một hệ thống khác và đồng thời cũng chứa các hệ thống con
khác thực hiện những nhiệm vụ khác nhau của công việc Việc hiểu được bất cứ một hệ thống đặc biệt nào đó thường đòi hỏi chúng ta phải có được một số kiến thức lớn mà nó phục vụ
Những yếu tố cơ bản của một hệ thống gồm:
Mục đích: Chính là ly do mà hệ thống tổn tại và là một tiêu chí được sử dụng
khi đánh giá mức độ thành công của hệ thống
Phạm vi: Nhằm xác định những gì nằm trong hệ thống và những gì nằm ngồi hệ thống
Mơi trường: Bao gồm tất cả những yếu tố nằm ngoài hệ thống
Đầu vào: là những đối tượng và thông tin từ mơi trường bên ngồi hệ thống
được đưa vào hệ thống
Đầu ra: là những đối tượng hoặc những thông tin được đưa từ hệ thống ra mơi trường bên ngồi
1.1.2 Hệ thống thông tin quản lý
Trang 3* Dang co ban 1 Vòng được tạn tử các xâu 3 Vòng được tao từ cắc cung 3 Vùng được lạn từ ede mat xich Điểm ái - - # 4 Vùng được tạo ra từ Mi * các chuối Ving Đường Đoạn ————— - Ving ben trong a Đa giác Chuối, Xâu ww 1 Đa giác đưn Cung NA,
Mat Xích Zgi2 ke 300x462, TA 3 Đa giác phúc Mắt sích có hướng — geen or Điểm ảnh Chuỗi oN Tười các ỗ Hình 1.9 Một số khái niệm trong câu trúc cơ sở dữ liệu bản đỗổ 1242 Hệ thông Raster
Mô hình dữ liệu dạng raster phản ánh toàn bộ vùng nghiên cứu dưới dạng một lưới các ô vuông hay điểm ảnh (pixel) Mô hình raster có các đặc điểm:
* Các điểm được xếp liên tiếp tử trái qua phải và từ trên xuống dưới
* Mỗi một điểm ảnh (pixel) chứa một gia tri
* Một tập các ma trận điểm và các giá trị tương ứng tạo thành một lớp (layer) * Trong cơ sở dữ liệu có thể có nhiều lớp
Trang 4MUC LUC
Trang
LOT CAM ĐOAN 0 25 2122122121212121121121121222121221222 yeu i
LOT CAM ON 20 ooo cooe esos see see ese ever ter treet tteteeeieeieteneteteesneeeneteneees ii MỤC LỤC 222 22222221221122112111211121112111211121121112112121122222122 sa iii DANH MUC CAC BANG ooo oooo coos ceos ees cesses eevee verte tettevtettevetevetenetereeaneeaees Vv DANH MỤC CÁC HÌNH 55 222222122122112111212112221212122 xe vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 222 222222112212212221211212212222 e6 vii MỞ ĐẦU 2222 222222122212211221122112211221122112221222222221 22 eeree 1
Chuong 1 TONG QUAN VE HE THONG THONG TIN QUAN LY 3 1.1 HE THONG THONG TIN QUAN LY oo.occscscsccseccsescscseeesesesnecseteseeseevenees 3 1.1.1 Khái niệm hệ thống 2-2222 3221212211121111212211121112212122 s0 3 1.1.2 Hệ thống thông tin quản lý 222 52222122121211212221222212 6 3 1.2 GIN QQ2Q2 022522222212 22121211222122112211112221111211221121222212 se 5 12.1 GI Q22 2222222121222 1211122122122 sa 5 1.2.2 Các thành phần của GIS 2-5222 12221121112122112212212222 6 7
1.2.3 Phương thức làm việc GÏS .- 2c 012 12211121112 111 1xmkreyre 8
1.3 TIỂU KÉT CHƯƠNG l ©-2-2222221222122122122112112122122122 te 24
Chương 2 MỘT SÓ KỸ THUẬT XÂY DỰNG GIS -22- 252cScccrsccez 25
2.1 WEBGIS LÀ GÌ2 225 2222221221121112211211211221122122121222e 25
2.2 KIÊN TRÚC WEBGIS -22- 2222222211211111122112111221121222122 re 25
2.3 CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN - 52 222222222512111211121112111212211212 2e 28
2.3.1 Chiến lược thuần chủ -s- S122 111111155121 11111 1158151118112 18H 28
2.3.2 Chiến lược thuần khách .- 2-5-2222 21212522122211212122122222 xe 29
Trang 53.1.1 Kết quả điều tra khảo sát đánh giá thực trạng quản lý vùng cây trồng
trên địa bàn tỉnh Gia LuaI - - c1 1111 SS SE S91 152151512111 211 111111 xxx 36
3.1.2 Đề xuất phương pháp ưu xây dựng CSDL hệ thống thông tin hỗ trợ quân lý vùng cây trồng trên địa bàn tỉnh Gia Lai 52252552: 40
3.2 PHÁT BIÊU BÀI TỐN ©22-2222221222122121121122112222222 re 4
3.3 MÔ TẢ YÊU CÂU 52.222 2222221221211211221121121122122222 re 4 3.3.1 Chức năng của sản phẩm - 2 2 2212222121211212221122222122 z6 41 3.3.2 Các yêu cầu hệ thống - 222221 51212112121112121111212212 26 42 3.4 XÂY DỰNG HỆ THÓNG 222 22 22122212112112112112112222 re 43 3.4.1 Dữ liệu không gian trên microsoft SQL server 2008 43 3.4.2 SharpIAp 2 20 1211211111 111111 111 1111111111 1111111111111 Hy 45 3.5 THIẾT KÉ KIÊN TRÚC HỆ THểNG 2-â22222122212221222122122 2 46 3.6 XY DNG CSĐDL 222 2S 22112212221211211211211211221122222 re 46
3.7 XÂY DỰNG HỆ THÔNG TIN WEBGIS 222 22S222122212221222.22 xe 51
3.8 TIEU KET CHUONG 3 222 22222212212112112112211222222 re 54
KET LUAN VA HƯỚNG PHÁT TRIỂN 2-2222 22222122222222222 e6 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO - 522222 222112151221112211221122122222 se 56
Trang 6DANH MUC CAC BANG
Trang 7Hinh 1.1 Hinh 1.2 Hinh 1.3 Hinh 1.4 Hinh 1.5 Hinh 1.6 Hinh 1.7 Hinh 1.8 Hinh 1.9 Hinh 1.10 Hinh 1.11 Hinh 1.12 Hinh 1.13 Hinh 1.14 Hinh 2.1 Hinh 2.2 Hinh 2.3 Hinh 2.4 Hinh 2.5 Hinh 2.6 Hinh 2.7 Hinh 2.8 Hinh 3.1 Hinh 3.2 Hinh 3.5 Hinh 3.6 Hinh 3.7 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang
Các chức năng chính của hệ thống thông tin 2-5-5522 4
Ví dụ về Gis - Bản đồ quy hoạch toàn tỉnh Gia La1 - 6
Mô hình phần cứng Gis s5 222 222111212112151221121121222 1x6 7
PhHữØñi8:LHỨEG lại: XIGG (ChlỗusssnsonoeribielebiloyÐegsBiOHSGIGIISREEUDIHHORIHGBIOSES 8 Mô hình Vector và RaSf€r .- c1 22212211121 121 111111 1k, 9 Số liệu vector được biểu thị đưới dạng điểm (Ponmt) 11 Số liệu vector được biểu thị đưới dạng AFc - c cà: 11
Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng (Polygon) 12
Một số khái niệm trong cấu trúc cơ sở đữ liệu bản đồ 13 Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster 14 Sự chuyên đôi dữ liệu giữa rasfer và VeCfOT -. 5- 15
Nguyên lý khi chồng lắp các bản đồ 2 55 S2 S222 sec 22
Một thí dụ trong việc chồng lắp các bản đồ s2 2S s2 23 Một thí dụ trong việc phân loại lại một bản đồ 0 nà 23
Các bước xử lý trong ứng dụng WebGIS
Các đạng yêu cầu từ phía clienf -. scsscsscczxce
Cấu hình chiến lược Server Sife - 2.2 3 2221211112511 12g Cấu hình chiến lược Clienf sife 2 2S 2251252121151 E2 erree 30
Client site và S€TVeT SIf€ - Q2 1S 12 221121118181 HH này 31 Cae céng:nghé WEB GIS weccscensccameemnmnceanmanenenrencean 32 Cống TEKS MAPS CHV CP erence eserves wmmeemnmmenmmememremenemnne 33 Công nghệ GeoS€rV€T 2 2.11 1121 12112111211 111181111 H Hy 33 Trang chủ hệ thống 2-5222 1 21211212212112211121222 2e 51 Bản đồ đữ liệu cây trồng .- 2 2222522121122 2 12181 ree 52 Tư vấn lập dự toán 1 ha rừng trồng - 2 2S22E 222 E2 e2 53
Các loại bản đỗ khác
Trang quản trị hệ thống
Trang 8DANH MUC CHU VIET TAT STT Từ viết tắt Giải thích 1 | CSDL Cơ sở dữ liệu 2 | QCVN Quy chuẩn Việt Nam 3 |KTXH Kinh tế xã hội 4 STT Số thứ tự
5 |GIS Geographic Information System 6 |HTTP Hyper Text Transfer Protocol 7 |LAN Local Area Network
8 | SOC Service Object Container 9 | SOM Service Object Mananagment 10 | TN&MT Tài nguyên và Môi trường 11 | UML Unified Modeling Language 12 | WAN Wide Area Network
13, | SQL Structured Query Language 14 | WES Web Feature Service
15 | WMS Web Map Service 16 | CSS Cascading Style Sheet
17 WWW World Wide Web
Trang 9
MO DAU
Gia Lai là một tỉnh miền núi - biên giới nằm ở phía bắc Tây Nguyên trên độ
cao 600 — 800m so với mặt biển với diện tích 15.536,9 km”, tỉnh Gia Lai trải dai từ
1555820" đến 14°36'36" vi Bac, tir 107927123" đến 108°94'40" kinh Đông Phía bắc
giáp tỉnh Kon Tum, phía nam giáp tỉnh Đắk Lắk, phía tây giáp Campuchia với 90 km đường biên giới quốc gia, phía đông giáp các tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định và Phú Yên Với điều kiện khí hậu ơn hồ, quỹ đất canh tác nông nghiệp lớn đã tạo cho Gia Lai những lợi thế dé phát triển chuyên canh cây công nghiệp Đó là điều kiện thuận lợi để ngành công nghiệp chế biến của Gia Lai phát triển
Một điểm đáng chú ý khác đó là do đặc điểm địa hình Gia Lai phân thành 3
vùng rõ rệt với kiêu khí hậu và thổ nhưỡng tương đối khác nhau, nhưng nhìn
chung vẫn thuộc vùng khí hậu cao nguyên nhiệt đới gió mùa, đổi dào về độ ẩm, có
lượng mưa lớn, không có bão và sương muối Nằm đan xen đó là thung lũng đồng bằng (Ayunpa, Phú Thiện ) với sản lượng mỗi năm thu được khoảng hon
190.000 ha cây trồng các loại, trong đó 37.400 ha ngô, 15.900 ha đậu các loại, 1.400 ha lạc, 2.500 ha cao su, 1.400 ha cà phê, 1.200 ha tiêu, 1.400 ha mía, 3,5 ha
thuốc lá và hơn 2.000 ha mè Đi qua các thung lũng là những cao nguyên (Pleiku, Kon Hà Nùng), và vùng đổi núi (Kon Ka Kinh, Mang Yang, Đức Cơ ) với sản lượng cây trồng mỗi năm thu được trên 100.000 ha cao su, với sản lượng 93.500 tấn mủ khô/năm: khoảng 80.000 ha cà phê, với sản lượng gần 200.000 tấn cà phê
nhân/năm; 14.500 ha tiêu, sản lượng 43.600 tấn/năm; 17.000 ha điều, sản lượng
14.000 tấn/năm: 38.600 ha mía, sản lượng hơn 2.2 triệu tắn/năm: 63.500 ha mì,
sản lượng 1.180.000 tan/nam
Có thể nói, những điều kiện về đất đai khí hậu như trên, Gia Lai rất thích hợp
cho việc phát triển hình thành nên những vùng chuyên canh các loại cây công nghiệp ngắn và đài ngày đa dạng Đề làm được điều đó thì các loại cây trồng phải có quy hoạch tổng thê để phát triển ngành công nghiệp chế biến theo hướng hiện
đại, tiên tiến, theo hướng quản lý khoa học hơn, mang đến sự thuận tiện Qua đó ta
Trang 10quan ly, thay déi va cap nhat cac số liệu liên tục, với những tính năng ưu việt, kỹ
thuật GIS ngày nay đang được ứng dụng trong nhiều lãnh vực nghiên cứu và quản lý, đặc biệt trong quản lý và quy hoạch sử dụng, khai thác các nguôn tài nguyên một
cách bén vững và hợp lý Chính vì vậy tôi mạnh dạn chọn dé tai “Xây dựng hệ
thống thông tin hỗ trợ quản lý vùng cây trồng trên địa bàn tỉnh Gia Lai bằng công nghé GIS” dé giúp cho việc quản lý cây trồng ở Gia Lai được chặt chẽ, mang lại sự
thuận tiện hơn
Nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương: Chương 1 Tổng quan về hệ thống thông tin quân lý
Trang 11PHAN NOI DUNG
Chuong 1 TONG QUAN VE HE THONG THONG TIN QUAN LY
1.1 HE THONG THONG TIN QUAN LY 1.1.1 Khai niém hé théng
Hé théng là một tập hợp các phần tử tương tác được tổ chức nhằm thực hiện một mục đích xác định
Các phần tử ở đây là tập hợp các phương tiện vật chất và nhân lực
Hệ thống con bản thân nó cũng là một hệ thống nhưng là thành phần của một hệ thống khác Những hệ thống mà chúng ta đang xem xét thực chất đề là các hệ thống con nằm trong một hệ thống khác và đồng thời cũng chứa các hệ thống con
khác thực hiện những nhiệm vụ khác nhau của công việc Việc hiểu được bất cứ một hệ thống đặc biệt nào đó thường đòi hỏi chúng ta phải có được một số kiến thức lớn mà nó phục vụ
Những yếu tố cơ bản của một hệ thống gồm:
Mục đích: Chính là ly do mà hệ thống tổn tại và là một tiêu chí được sử dụng
khi đánh giá mức độ thành công của hệ thống
Phạm vi: Nhằm xác định những gì nằm trong hệ thống và những gì nằm ngồi hệ thống
Mơi trường: Bao gồm tất cả những yếu tố nằm ngoài hệ thống
Đầu vào: là những đối tượng và thông tin từ môi trường bên ngoài hệ thống
được đưa vào hệ thống
Đầu ra: là những đối tượng hoặc những thông tin được đưa từ hệ thống ra môi trường bên ngồi
1.1.2 Hệ thống thơng tin quản lý
Trang 12thông tin hỗ trợ việc ra quyết định, điều khiến phân tích các vấn dé, và hiển thị các
vấn đề phíc tạp trong một tổ chức
Hệ thống thông tin có thể bao gồm những thông tin cụ thê và đặc biệt về một
con người, về các địa điểm khác nhau, về các sự kiện bên trong một tổ chức hoặc
trong một môi trường xung quanh đó Nguồn Đích Vv Vv Thu thap Xử lý và lưu trữ Cung cấp Vv Vv
Hình 1.1 Các chức năng chính của hệ thống thông tin
Những hoạt động chủ yếu xảy ra trong một hệ thống thông tin gồm những
nhóm chính như sau:
- Thu thập dữ liệu: Là hoạt động thu thập và nhận dữ liệu từ trong một tổ
chức đoanh nghiệp hoặc từ mơi trường bên ngồi để xử lý trong một hệ thống thông tin
- Xử Ip thông tin: Là quá trình chuyên đổi từ những dữ liệu đầu vào thành dạng có ý nghĩa đối với người sử dụng
- Cung cấp thông tin: Sự phân phối các thông tin đã được xử lý tới những người hoặc những hoạt động cần sử dụng thông tin đó
- Lưu trữ thông tin: Các thông tin cần được lưu trữ để sử dụng trong tương lai, khi tiến hành phân tích để xây dựng các kế hoạch mới hoặc đưa ra các quyết
định có tính hệ thống khi cần vẫn được sử dụng
- Thông tin phản hồi: Là những thông tin xuất, giúp cho bản thân những người điều hành mạng lưới thông tin có thê đánh giá lại và hoàn thiện quá trình thu
Trang 13Lưu ý, hệ thống thông tin không nhất thiết phải cần đến máy tính — mặc dù ngày nay công nghệ thông tin giúp vận hành các hệ thống thông tin hiệu quả hơn nhiều Hệ thống thông tin thủ công có thể sử dụng giấy, bút và vẫn được sử đụng rộng rãi trong doanh nghiệp Việt Nam hiện nay Hệ thống thông tin vi tính dựa vào công nghệ phần cứng và phần mềm máy tính đề xử lý và phô biến thông tin Trong giáo trình này, khi sử đụng cụm từ hệ thống thông tin, chúng ta chỉ nhắc tới hệ thống thông tin vi tính
Ở đây cần phân biệt rõ máy tính và chương trình vi tính với hệ thống thông tin Các máy tính điện tử và các chương trình phần mêềm là nền tảng kỹ thuật, công
cụ và nguyên liệu cho hệ thống thông tin hiện đại Máy tính là thiết bị lưu trữ và xử
lý thông tin Các chương trình vi tính, hay phần mém, là tập hợp các chỉ thị nhằm hướng dẫn và điều khiển xử lý máy tính Tìm hiểu hoạt động của máy tính và các chương trình đóng vai trò rất quan trong trong việc thiết kế giải pháp cho các vấn đề của doanh nghiệp, nhưng máy tính chỉ là một phần của hệ thống thông tin
Máy tính và các chương trình là những yếu tố không thê thiếu của hệ thống thông tin vi tính, nhưng chỉ bản thân chúng thôi không thê tạo ra được thông tin mà doanh nghiệp cần Đề tìm hiểu về hệ thống thông tin, ta cần phải nắm được các vấn dé cần giải quyết, các quy trình thiết kế và triển khai, và các quy trình đưa ra giải pháp Các nhà quản lý hiện đại cần phải biết phối hợp những hiểu biết về máy tính với kiến thức về công nghệ thông tin
1.2 GIS 1.2.1 GIS
Hệ Thông tin dia ly (GIS) là một công cụ máy tính đề lập bản đỗ và phân tích
các sự vật, hiện tượng thực trên trái đất Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở
Trang 14dụng rộng trong nhiễu lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược) 10730 108'00` 08°30" \ kì QUANG NGAI Fret, Being Boundary of Distnet + run Sư Boder Gaee — —-—'— BuunuawurFretnes s3 P2nwosnameGEmer BÌNH ĐỊNH
ors jos oo" Tasso"
Hình 1.2 Ví dụ về Gis — Bản đồ quy hoạch toàn tỉnh Gia Lai
GIS cho phép tao lap ban dé, phối hợp thông tin, khái quát các viễn cảnh, giải quyết các vấn để phức tạp, và phát triển các giải pháp hiệu quả mà trước đây không
thực hiện được GIS là một công cụ được các cá nhân, tổ chức, trường học, chính
phủ và các doanh nghiệp sử dụng nhằm hướng tới các phương thức mới giải quyết
vân đê
Lap ban dé va phân tích địa lý không phải là kỹ thuật mới, nhưng GIS thực thi các công việc này tốt hơn và nhanh hơn các phương pháp thủ công cũ Trước công nghệ GIS, chỉ có một số ít người có những kỹ năng cần thiết để sử dụng thông tin
Trang 151.2.2 Các thành phần cia GIS
GIS duoc két hợp bởi năm thành phan chinh : phan cứng, phần mềm, dữ liệu,
con người và phương pháp
Phần cứng là hệ thống máy tính trên đó một hệ GIS hoạt động Phần mềm
GI§ có khả năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng, từ máy chủ trung tâm đến các
máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng
Hình 1.3 Mô hình phần cứng Gis
Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết dé lưu giữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý Các thành phần chính trong phần mềm GIS là:
Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý; Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS), Cong cu hé tro hoi dap, phan tich va hién thi dia ly; Giao dién dé hoa
người - may (GUID) để truy cập các công cụ dễ dàng
Dữ liệu các dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại Hệ GIS sẽ kết hợp
dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu khác, có thê sử đụng DBMS để tô chức lưu giữ và quản lý dữ liệu
Con người tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế Người sử dụng GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn để trong công việc
Trang 161.2.3 Phương thức làm việc GIS
GIS lưu giữ thông tin về thế giới thực đưới dạng tập hợp các lớp chuyên để có thê liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý Điều này đơn giản nhưng vô cùng quan trọng và là một công cụ đa năng đã được chứng minh là rất có giá trị trong việc giải quyết nhiều vấn đề thực tế, từ thiết lập tuyến đường phân phối của các chuyến xe, đến lập báo cáo chỉ tiết cho các ứng dụng quy hoạch, hay mô phỏng sự lưu thơng khí quyền tồn cau
Hình 1.4 Phương thức làm viéc Gis
Tham khảo địa lý các thông tin địa lý hoặc chứa những tham khảo địa lý hiện
(chang hạn như kinh độ, vi độ hoặc toạ độ lưới quốc gia), hoặc chứa những tham khảo địa lý an (nhu dia chi, ma buu dién, tén ving diéu tra dân số, bộ định danh các
khu vực rừng hoặc tên đường) Mã hoá địa lý là quá trình tự động thường được
dùng để tạo ra các tham khảo địa lý hiện (vị trí bội) từ các tham khảo địa lý an (la những mô tả, như địa chỉ) Các tham khảo địa lý cho phép định vị đối tượng (như khu vực rừng hay địa điểm thương mại) và sự kiện (như động đất) trên bề mặt quả đất phục vụ mục đích phân tích
Trang 17mô hình vector, thông tin về điểm, đường và vùng được mã hoá và lưu dưới đạng
tập hợp các toa độ x,y VỊ trí của đối tượng điểm, như lỗ khoan, có thể được biểu
diễn bởi một toạ độ đơn x,y Đối tượng dạng đường, như đường giao thông, sông
suối, có thể được lưu dưới dang tập hợp các toạ độ điểm Đối tượng dạng vùng, như
khu vực buôn bán hay vùng lưu vực sông, được lưu như một vòng khép kín của các
điểm toạ độ
Hình 1.5 Mô hình Vector và Raster
Mô hình vector rất hữu ích đối với việc mô tả các đối tượng riêng biệt, nhưng
kém hiệu quả hơn trong miêu tả các đối tượng có sự chuyên đổi liên tục như kiểu
đất hoặc chi phí ước tính cho các bệnh viện Mô hình raster được phát triển cho mô phỏng các đối tượng liên tục như vậy Một ảnh raster là một tập hợp các ô lưới Cả mô hình vector và raster đều được dùng để lưu dữ liệu địa lý với nhưng ưu điểm,
nhược điểm riêng, các hệ GIS hiện đại có khả năng quản lý cả hai mô hình này
1.2.4 Cấu trúc cơ sở dữ liệu trong GIS
Một cơ sở đữ liệu của hệ thống thông tin địa lý có thể chia ra làm 2 loại số liệu
Trang 18File la độ điểm Chi số điểm Chỉ s XY Truc x
VỊ trí không gian Dữ liệu tạa độ Hình 1.6 Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm (Point)
Tỷ lệ trên bản đồ tỷ lệ lớn, đối tượng thê hiện dưới dạng vùng Tuy nhiên trên
bản đồ tỷ lệ nhỏ, đối tượng này có thể thể hiện dưới đạng một điểm Vì vậy, các đối
tượng điểm và vùng có thê được dùng phản ánh lẫn nhau Kiểu đối tượng đường (Ares)
Đường được xác định như một tập hợp dãy của các điểm Mô tả các đối tượng địa lý dạng tuyến, có các đặc điểm sau:
* Là một dãy các cặp toạ độ
* Một arc bắt đầu và kết thúc bởi node
* Các arc nôi với nhau và cắt nhau tai node
* Hình dạng của are được định nghĩa bởi các điểm vertices * Độ dài chính xác bằng các cặp toạ độ Trục y File tạa độ đuởng Chỉ số Toa dé x 10 _—z Điểm (veriax] a Z — Chỉ số đường x H \ 116 \ N Biểm đấu Nodes Truc x 5 10
Vj tri khéng gian Dữ liệu tọa độ
Hình 1.7 Số liệu vector được biểu thị dưới dang Arc
Trang 19Kiểu đổi tượng vùng (Polygons)
Vùng được xác định bởi ranh giới các đường thẳng Các đối tượng địa lý có diện tích và đóng kín bởi một đường được gọi là đối tượng vùng polygons, có các
đặc điểm sau:
* Polygons được mô tả bằng tập các đường (ares) va diém nh4n (label points) * Một hoặc nhiều arc định nghĩa đường bao của vùng
Trang 20* Dang co ban 1 Vòng được tạn tử các xâu 3 Vòng được tao từ cắc cung 3 Vùng được lạn từ ede mat xich Điểm ái - - # 4 Vùng được tạo ra từ Mi * các chuối Ving Đường Đoạn ————— - Ving ben trong a Đa giác Chuối, Xâu ww 1 Đa giác đưn Cung NA,
Mat Xích Zgi2 ke 300x462, TA 3 Đa giác phúc Mắt sích có hướng — geen or Điểm ảnh Chuỗi oN Tười các ỗ Hình 1.9 Một số khái niệm trong câu trúc cơ sở dữ liệu bản đỗổ 1242 Hệ thông Raster
Mô hình dữ liệu dạng raster phản ánh toàn bộ vùng nghiên cứu dưới dạng một lưới các ô vuông hay điểm ảnh (pixel) Mô hình raster có các đặc điểm:
* Các điểm được xếp liên tiếp tử trái qua phải và từ trên xuống dưới
* Mỗi một điểm ảnh (pixel) chứa một gia tri
* Một tập các ma trận điểm và các giá trị tương ứng tạo thành một lớp (layer) * Trong cơ sở dữ liệu có thể có nhiều lớp
Trang 21Cac nguén dit liéu x4y dung nén dif liéu raster có thê bao gồm: * Quét anh
* Anh may bay, anh vién tham * Chuyén tt dé liéu vector sang
* Lưu trữ dữ liệu dạng raster
* Nén theo hàng (Run lengh coding)
* Nén theo chia nhỏ thành từng phần (Quadfree) * Nén theo ngữ cảnh (Fractal)
Trong một hệ thống đữ liệu cơ bản raster được lưu trữ trong các ô (thường hình vuông) được sắp xếp trong một mảng hoặc các dãy hàng và cột Nếu có thẻ,
các hàng và cột nên được căn cứ vào hệ thống lưới bản đỗ thích hợp
Việc sử dụng cấu trúc dữ liệu raster tất nhiên đưa đến một số chi tiết bị mất
Với lý do này, hệ thống raster-based không được sử dụng trong các trường hợp nơi
có các chỉ tiết có chất lượng cao được đòi hỏi Chu din Lớp! - Lớp 2 + Lớp 3 #
Hình 1.10 Sự biểu thị kết quả bản đỗ dưới dạng Raster
1.2.4.3 Chuyển đổi cơ sở dữ liệu dạng vector và raster
Việc chọn cấu trúc dữ liệu dưới dang vector hoặc raster tuỳ thuộc vào yêu cầu của người sử dụng, đối với hệ thống vector, thì dữ liệu được lưu trữ sẽ chiếm diện
tích nhỏ hơn rất nhiều so với hệ thống raster, đồng thời các đường confour sẽ chính xác hơn hệ thống raster Ngoài ra cũng tuỳ vào phần mềm máy tính đang sử đụng mà nó cho phép nên lưu trữ dữ liệu đưới dạng vector hay raster Tuy nhiên đối với việc sử dụng ảnh vệ tinh trong GIS thì nhất thiết phải sử dụng đưới đạng raster
Trang 22Một số công cụ phân tích của GIS phụ thuộc chặt chẽ vào mô hình dữ liệu raster, do vay no doi hoi qua trình biến đổi mô hình dữ liệu vector sang dữ liệu
raster, hay còn gọi là raster hoá Biến đổi từ raster sang mô hình vector, hay còn gọi
là vector hoá, đặc biệt cần thiết khi tự động quét ảnh Raster hoá là tiến trình chia
đường hay vùng thành các ô vuông (pixcel) Ngược lại, vector hoá là tập hợp các pixcel dé tạo thành đường hay vùng Nết đữ liệu raster không có cấu trúc tốt, thí du
ảnh vệ tinh thì việc nhận dạng đối tượng sẽ rất phức tạp
Nhiệm vụ biến đổi vector sang raster là tìm tập hợp các pixel trong không gian raster trùng khớp với vị trí của điểm, đường, đường cong hay đa giác trong biểu diễn vector Tổng quát, tiến trình biến đổi là tiến trình xấp xi vì với vùng không
gian cho trước thì mô hình raster sẽ chỉ có khả năng địa chỉ hoá các vị trí toạ độ
nguyên Trong mô hình vector, độ chính xác của điểm cuối vector được giới hạn bởi
mật độ hệ thống toạ độ bản đỗ còn vị trí khác của đoạn thẳng được xác định bởi hàm toán học đen Bê | ha | bế z # 3 a lá 4 4 wel] ade [espa] nope matter} a ie] no] ro a pe pc] ta eo | ee] tà a t t 1 1 4 4 4 4 Chuyén dai dit ligu Raster sang dit litu Vector a ta | | Bè | me bà | | | copie ey Bà Bò CÍ | | Pe pm || le mateo [oo & | kh [—Ì—|T-lh l 1 ] 1 4 4 4 4
Chuyên đủi dữ ligu Vector sang di ligu Raster
Hình 1.11 Su chuyén déi đữ liệu giữa raster va vector (Nguồn: Tor Bernhardsen, 1992)
Trang 231244 Thuận lợi và bắt lợi của hệ thong di liéu raster và vector a Thuận lợi của hệ thống cơ sở dữ liệu raster
- VỊ trí địa lý của mỗi ô được xác định bởi vị trí của nó trong ô biểu tượng,
hình ảnh có thể được lưu trữ trong một mảng tương xứng trong máy vi tính cung cấp đủ đữ liệu bất kỳ lúc nào Vì vậy mỗi ô có thể nhanh chóng và dễ đàng được
định địa chỉ trong máy theo vị trí địa lý của nó
- Những vị trí kế cận được hiện diện bởi các ô kế cận, vì vậy mối liên hệ giữa các ô có thể được phân tích một cách thuận tiện
- Quá trình tính toán đơn giản hơn và dé dang hơn cơ sở hệ thống đữ liệu vector
- Đơn vị bản đỗ ranh giới thửa được trình bày một cách tự nhiên bởi giá trị ô
khác nhau, khi giá trị thay đổi, việc chỉ định ranh giới thay đổi
b Hạn chế của hệ thống đữ liệu raster
- Khả năng lưu trữ đòi hỏi lớn hơn nhiều so với hệ thống cơ sở đữ liệu vector - Kích thước ô định rõ sự quyết định ở phương pháp đại diện ở phương pháp đại
diện Điều này đặc biệt khó dễ cân xứng với sự hiện diện đặc tính thuộc về đường thẳng
Thường hình ảnh gần thì nối tiếp nhau, điều này có nghĩa là nó phải tiến hành một bản đỗ hoàn chỉnh chính xác dé thay đổi 1 ô đơn Quá trình tiến hành của dữ liệu về kết hợp thì choáng nhiều chỗ hơn với 1 hệ thống cơ sở vector
Dữ liệu được đưa vào hầu như được số hoá trong hình thức vector, vì thế nó phải chính xác ] vector đến sự thay đổi hoạt động raster để đổi dữ liệu hệ số hoá
vào trong hình thức lưu trữ thích hợp
Điều này thì khó hơn việc xây dựng vào trong bản đồ từ dữ liệu raster
c Thuận lợi của hệ thống co’ so’ vector
- Việc lưu trữ được đòi hỏi ít hơn hệ thống cơ sở đữ liệu raster
- Bản đỗ gốc có thê được hiện diện ở sự phân giải gốc của nó
- Đặc tính phương pháp như là các kiêu từng, đường sá, sông suối, đất dai có
thê được khôi phục lại và tiến triển 1 cách đặc biệt
- Điều này dễ hơn đề kết hợp trạng thái khác nhau của phương pháp mô tả dữ liệu với l đặc tính phương pháp đơn
Trang 24- Dữ liệu lưu trữ có thể được tiến triển trong bản đồ kiểu dạng đường thẳng mà khéng 1 raster để sự khôi phục vector
d Hạn chế của hệ thống cơ sở dữ liệu vector
- Vị trí của điểm đỉnh cần được lưu trữ 1 cách rõ ràng
- Mối quan hệ của những điểm này phải được định dạng trong I cấu trúc thuộc
về địa hình học, mà nó có lẽ khó đề hiểu và điều khiển
- Thuật tốn cho việc hồn thành chức năng thì hoàn toàn tương đương trong hệ thống cơ sở dữ liệu raster là quá phức tạp và việc hoàn thành có lẽ là không xác thực
- Sự thay đổi 1 cách liên tiếp dữ liệu thuộc về không gian không thể được hiện
diện như raster l sự khôi phục để raster được yêu cầu tiến hành dữ liệu kiểu này
Mô hình thông tin thuộc tính
Số liệu phi không gian hay còn gọi là thuộc tính là những mô tả về đặc tính,
đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định Một trong các chức
năng đặc biệt của công nghệ GIS là khả năng của nó trong việc liên kết và xử lý
đồng thời giữa dữ liệu bản đồ và đữ liệu thuộc tính Hệ thống thông tin địa lý có 4
loại số liệu thuộc tính:
- Đặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian có thể thực hiện SQL (Structure Query Language) va phan tich
- Số liệu hiện tượng, tham khảo địa lý: miêu tả những thông tin, các hoạt động thuộc vị trí xác định
- Chỉ số địa lý: tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vỊ, liên quan đến các
đối tượng địa lý
- Quan hệ giữa các đối tượng trong không gian, có thể đơn giản hoặc phức tạp (sự liên kết, khoảng tương thích, mối quan hệ đồ hình giữa các đối tượng)
Dé mô tả một cách đầy đủ các đối tượng địa lý, trong bản đồ số chỉ dùng thêm
Trang 25- Có thể có các kích thước, màu sắc, các kiểu chữ khác nhau
- Nhiều mức của thông tin mô tả có thê được tạo ra với ứng dụng khác nhau
- Có thể tạo thông tin cơ sở dữ liệu lưu trữ thuộc tính
- Có thể tạo độc lập với các đối tượng địa lý có trong bản đỗ
- Không có liên kết với các đối tượng điểm, đường, vùng và dữ liệu thuộc tính
của chúng
Bản chất một số thông tin dữ liệu thuộc tính như sau:
- Số liệu tham khảo địa lý: mô tả các sự kiện hoặc hiện tượng xảy ra tại một vị
trí xác định Không giống các thông tin thuộc tính khác, chúng không mô tả về bản
thân các hình ảnh bản đồ Thay vào đó chúng mô tả các danh mục hoặc các hoạt
động như cho phép xây đựng, báo cáo tai nạn, nghiên cứu y tế, liên quan đến các
vị trí địa lý xác định Các thông tin tham khảo địa lý đặc trưng được lưu trữ và quản
lý trong các file độc lập và hệ thống không thể trực tiếp tổng hợp chúng với các hình ảnh bản đỗ trong cơ sở dữ liệu của hệ thống Tuy nhiên các bản ghi này chứa các yếu
tổ xác định vị trí của sự kiện hay hiện tượng
- Chỉ số địa lý: được lưu trong hệ thống thông tin địa lý để chọn, liên kết và tra cứu số liệu trên cơ sở vị trí địa lý mà chúng đã được mô tả bằng các chỉ số địa lý xác định Một chỉ số có thể bao gồm nhiều bộ xác định cho các thực thể địa lý sử
dụng từ các cơ quan khác nhau như là lập danh sách các mã địa lý mà chúng xác định mối quan hệ không gian giữa các vị trí hoặc giữa các hình ảnh hay thực thể địa lý Ví dụ: chỉ số địa lý về đường phố và địa chỉ địa lý liên quan đến phố đó
- Mối quan hệ không gian: của các thực thể tại vị trí địa lý cụ thể rất quan
trọng cho các chức năng xử lý của hệ thống thông tin địa lý Các mối quan hệ không gian có thể là mối quan hệ đơn giản hay légic, ví dụ tiếp theo số nhà 101 phải là số nhà 103 nếu là số nhà bên lẻ hoặc nếu là bén chin thi cả hai đều phải là các số chin kể nhau Quan hệ Topology cũng là một quan hệ không gian Các quan hệ không gian có thê được mã hoá như các thông tin thuộc tính hoặc ứng dụng thông qua giá
trị toạ độ của các thực thể
Trang 26thời trong các thành phần không gian và phi không gian Các bộ xác định có thé đơn giản là một số đuy nhất liên tục, ngẫu nhiên hoặc các chỉ báo địa lý hay số
liệu xác định vị trí lưu trữ chung Bộ xác định cho một thực thể có thể chứa toạ độ phân bố của nó, số hiệu mảnh bản dé, m6 tả khu vực hoặc con trỏ đến vị trí lưu trữ của số liệu liên quan Bộ xác định được lưu trữ cùng với các bản ghi toạ
độ hoặc mô tả số khác của các hình ảnh không gian và cùng với các bản ghi số
liệu thuộc tính liên quan
1.2.5 Các ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý
Nhờ những khả năng phân tích và xử lý đa dạng, kỹ thuật GIS hiện nay được ứng đụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực, được xem là công cụ hỗ trợ quyết định (decision - making support tool) Một số lĩnh vực được ứng dụng chủ yếu ở nhiều nơi trên thế giới là:
NGHIÊN CỨU QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
- Quản trị rừng (theo dõi sự thay đổi, phân loại ),
- Quản trị đường di cư và đời sống động vật hoang dã, - Quản lý và quy hoạch đồng bằng ngập lũ, lưu vực sông,
- Bảo tồn đất ướt,
- Phân tích các biến động khí hậu, thuỷ văn
- Phân tích các tác động môi trường (EIA), - Nghiên cứu tỉnh trạng xói mòn đất,
- Quản trị sở hữu ruộng đất,
- Quản lý chất lượng nước,
- Quản lý, đánh giá và theo dõi dịch bệnh,
- Xây dựng bản đồ và thống kê chất lượng thô nhưỡng - Quy hoạch và đánh giá sử dụng đất đai
NGHIÊN CỨU DIEU KIEN KINH TE - XA HỘI
- Quan ly dân số,
- Quan tri mạng lưới giao thông (thuỷ - bộ), - Quản lý mạng lưới y tế, giáo đục,
- Điều tra và quản lý hệ thống cơ sở hạ tầng
Trang 27NGHIÊN CUU HO TRG CAC CHUONG TRINH QUY HOACH PHAT TRIEN
- Đánh giá khả năng thích nghi cây trồng, vật nuôi và động vật hoang dã, - Định hướng và xác định các vùng phát triển tối ưu trong sản xuất nông nghiệp, - Hỗ trợ quy hoạch và quản lý các vùng bảo tồn thiên nhiên,
- Đánh giá khả năng và định hướng quy hoạch các vùng đô thị, công nghiệp lớn,
- Hỗ trợ bồ trí mạng lưới y tế, giáo dục
Trong nghiên cứu sản xuất nông nghiệp và phát triển nông thôn, các lĩnh vực ứng
dụng của kỹ thuật GIS rất rộng rãi Do vậy, GIS trở thành công cụ hữu dụng cho việc
quan ly và tổ chức sản xuất nông nghiệp - nông thôn trên các vùng lãnh thô
CAC LINH VUC UNG DUNG CUA GIS TRONG SAN XUAT NONG NGHIEP VA PHAT TRIEN NONG THON
- Thổ nhưỡng: Xây dựng các bản đồ đất và đơn tính đất, Đặc trưng hoá các lớp phủ thô nhưỡng
- Trồng trọt: Khả năng thích nghỉ các loại cây trồng: Sự thay đổi của việc sử dụng đất; Xây dựng các đề xuất về sử đụng đất; Khả năng bền vững của sản xuất nông nghiệp Nông - Lâm kết hợp; Theo đối mạng lưới khuyến nông: Khảo sát nghiên cứu dịch - bệnh cây trồng (côn trùng và cỏ dại); Suy đoán hay nội suy các ứng dụng kỹ thuật
- Quy hoạch thuỷ văn và tưới tiêu: Xác định hệ thống tưới tiêu; Lập thời biểu
tưới nước; Tính toán sự xói mòn/ bồi lắng trong hồ chứa nước; Nghiên cứu đánh giá
ngập lũ
- Kinh tế nông nghiệp: Điều tra dân số / nông hộ: Thống kê; Khảo sát kỹ thuật canh tác; Xu thế thị trường của cây trồng: Nguồn nơng sản hàng hố
- Phân tích khí hậu: Hạn hán; Các yếu tổ thời tiết, Thống kê
- Mô hình hố nơng nghiệp: Ước lượng / tiên đoán năng suất cây trồng - Chăn nuôi gia súc / gia cầm: Thống kê; Phân bố; Khảo sát và theo đối diễn
biến, dự báo dịch bệnh
Trang 28lựa các giải pháp đề giải quyết những vấn đề được đặt ra, hoặc chỉ ra các mối quan hệ
mật thiết và các kết quả của một quyết định Ví dụ, GIS có thể chỉ ra các nguồn tài
nguyên thiên nhiên có khả năng bị ảnh hưởng do các quyết định nào đó trên cơ sở các dữ liệu của ảnh vệ tinh Những vùng chịu tốn thất từ vùng khai hoang có thể được định nghĩa và phân tích trên cơ sở dữ liệu chồng lấp của các yêu cầu về loại đất, sự gia tăng năng suất, thời gian, loại, tỷ lệ và khả năng quản lý, nhu cầu thực tế có thé
được chỉ ra và định rõ kết quả
Trong nông nghiệp, sự thiệt hại về tiềm năng tài nguyên thiên nhiên do việc
mở rộng diện tích trồng lúa có thể được đánh giá về mặt số lượng, việc đánh giá trên cơ sở về mặt kinh tế của nơi có sự thay đổi về mặt kỹ thuật GIS có thể chỉ ra sự thay đổi ở mặt giới hạn về số lượng (trong việc phát triển điện tích của một vùng
mới) GIS cũng được sử dụng để chỉ ra những tuyến đường tốt nhất cho giao thông đường bộ và thuỷ lợi
Một hướng sử dụng quan trọng khác của GIS là trong phân tích thống kê những đặc điểm (như diện tích của khu rừng hay chiều đài của con sông, kênh, đường, vùng) qua việc xác định các vùng đệm Ví dụ, đất xung quanh một khu rừng được giới hạn có thê được nghiên cứu để quyết định cách sử dụng đất thích hợp nhất, vùng đệm xung quanh có thê được chồng lấp với hiện trạng đất có khả năng tiềm tàng lý tưởng dé chọn ra cách sử dụng có hiệu quả nhất
Một phương pháp khác có thể được sử đụng để đánh giá thích nghi đất cho việc canh tác các vụ riêng biệt Phương pháp bao gồm sử dụng một vài bản đỗ có
chủ để từ dữ liệu của vệ tỉnh cũng như dữ liệu không ảnh Thí dụ, tài nguyên đất có thể được dùng để đánh giá cho sự phát triển ruộng lúa Các dữ liệu về điều kiện đất, sức sản xuất của đất và yêu cầu điều kiện ẩm độ đất cần phải được thu thập và đánh
giá khả năng thích nghỉ cho các vùng trồng lúa
Có thể nói GIS là một hệ thống dưới đạng số dùng cho việc phân tích và quản
lý các số liệu thuộc về địa lý được kết hợp với các hệ thống phụ dùng cho việc nhập các dữ liệu và quyết định một kế hoạch phát triển nào đó Thí dụ như các bản đỗ đất, mưa, địa hình, mật độ dân số, sử dụng đất, có thể được kết hợp để phát triển thành một bản đổ mới sẽ chỉ ra được những vùng có khả năng đất bị xói mòn hoặc
Trang 29những vùng đất thích nghi cho sự phát triển của các loại cây ăn trái hoặc lúa 2, 3
vụ, với các mức độ khác nhau tuỳ vào các yêu cầu mà ta đã đặt ra trước đó
1.2.6 Ưu điểm và nhược điểm của GIS
Ưu điểm
Việc sử dụng GIS trong việc nghiên cứu, ứng dụng so với các phương tiện cổ
điển đã đem lại nhiều lợi ích cho con người, g1úp con người thực hiện công việc của mình dễ dàng, thuận tiện hơn và chi phí ít hơn
GIS la một công cụ khá mạnh trong việc lưu trữ và diễn đạt đữ liệu đặc biệt là
dữ liệu bản đồ Chúng có thê xuất ra kết quả ở những đạng khác nhau như các bản đồ, biểu đồ thống kê GIS giúp tiết kiệm chỉ phí và thời gian trong việc lưu trữ đữ
liệu Có thê thu thập và lưu trữ dữ liệu với số lượng lớn Số liệu lưu trữ có thể được
quản lý, cập nhật, chỉnh sửa một cách đễ dàng Dễ dàng truy cập, phân tích đữ liệu
từ nhiều nguồn và nhiều loại khác nhau Có thể tạo ra một lớp số liệu tổng hợp mới từ việc tổng hợp, phân tích các loại số liệu khác
- Khả năng chồng lắp bản đồ (Map Overlaying)
Việc chồng lắp các bản đỗ trong kỹ thuật GIS là một khả năng ưu việt của GIS trong việc phân tích các số liệu thuộc về không gian, để có thể xây dựng thành một bản đồ mới mang các đặc tính hoàn toàn khác với bản đồ trước đây
Dang Raster
Ching lap
U= F(A.Bs)
Trang 30Di héu khéng gian DU LIEU KHONG GIAN VA THUOC Dif LIEU TINH = _ ` | Đagmäc | cấm a, ⁄ Trữ liệu vàn TT — z / Dit liéu vac Lớp BE h 6 Dit hiéu ra = Di liệu thuộc tĩnh Pra mide Cha tr = = Đa giác | Liên kết ia tri Hình 1.13 Một thí dụ trong việc chồng lắp các bản đồ - Kha năng phân loai cac thudc tinh (Reclassification)
Một trong những điểm nổi bật trong tất cả các chương trình GIS trong việc phân tích các thuộc tính số liệu thuộc về không gian là khả năng của nó để phân loại
các thuộc tính nổi bật của bản đổ Nó là một quá trình nhằm chỉ ra một nhóm thuộc tính thuộc về một cấp nhóm nào đó Một lớp bản để mới được tạo ra mang gia tri mới, mà nó được tạo thành dựa vào bản đỗ trước đây
Một trong những điểm quan trọng trong GIS là giúp để nhận biết được các mẫu đó Đó có thể là những vùng thích nghi cho việc phát triển đô thị hoặc nông nghiệp mà hầu hết được chuyền sang phát triển dân cư Việc phân loại bản đỗ có thé
Trang 31Nhược điểm
Ngoài những ưu điểm như đã nêu thì việc sử dụng công nghệ GIS cũng có những hạn chế sau:
Cac ung dung GIS doi hoi rất cao về việc xây dựng dữ liệu ban đầu, công việc
này đòi hỏi nhiều kiến thức về kỹ thuật máy tính và yêu cầu lớn về nguồn tài chính
ban dau
Đồ hoạ trong các ứng dụng GIS khá cao nên cdc tmg dung GIS đòi hỏi các cấu hình
máy tính khá mạnh dẫn đến chỉ phí cho việc trang bị, lắp đặt các thiết bị và phần mềm về
GIS rất cao
Bản quyền phần mềm và chỉ phí vận hành rất cao
1.3 TIEU KET CHUONG 1
Chương | da trinh bay các nội dung chính như sau: - Lý thuyết cơ bản hệ thống thông tin quản lý
- Lý thuyết GIS và nêu được ưu điểm và nhược điểm của GIS
Chương tiếp theo sẽ trình bày một số kỹ thuật xây dựng GIS, nêu được các
Trang 32Chuong 2 MOT SO KY THUAT XAY DUNG GIS
2.1 WEBGIS LA Gi?
GIS có nhiều định nghĩa nên WebGIS cũng có nhiều định nghĩa Nói chung, các định nghĩa của WebGIS dựa trên những định nghĩa đa dạng của GIS và có thêm các thành phần của Web (web component) Sau đây là một số định nghĩa về WebGIS:
- WebGIS là một hệ thống phức tạp cung cấp truy cập trên mạng với những chức năng như là bắt giữ hình ảnh (capturing), lưu trữ, hợp nhat dé liéu (integrating), thao tác đữ liệu (manipulating), phân tích và hiền thị đữ liệu không gian
- WebGIS là hệ thống thông tin địa lý được phân bố thông qua hệ thống mạng máy tính phục vụ cho việc hợp nhất, phân tan (disseminate), giao tiếp với các thông
tin địa lý được hiển thị trên World Wide Web Trong cách thực hiện nhiệm vụ phân
tích GIS, dịch vụ này gần giống như kiến trục Client-Server của Web Xử lý thông tin địa lý được chia thành các nhiệm vụ ở phía server và phía client Điều này cho phép người dùng có thê truy xuất, thao tác và nhận kết quả từ việc khai thác dữ liệu GIS từ trình duyệt web của họ mà không phải trả tiền cho phần mềm GIS
WebGIS có tiềm năng lớn trong việc làm cho thông tin địa lý trở nên hữu dụng và sẵn sàng đưa tới số lượng lớn người dùng trên toàn thế giới Thách thức lớn
của WebGIS là việc tạo ra một hệ thống phần mềm không phụ thuộc vào platform
và chạy trên chuẩn giao thức mang TCP/IP, cé nghia la kha ning WebGIS duoc chạy trên bat kỳ trình duyệt web của bất kỳ máy tính nào nối mạng internet Đối với vấn để này, các phần mềm GIS phải được thiết kết lại để trở thành ứng dụng 'WebGIS theo các kỹ thuật mang internet
2.2 KIÊN TRÚC WEBGIS
Kiến trúc xuất bản web của hệ thống đữ liệu không gian cũng gần giống như
kiến trúc dành cho một hệ thông tin web cơ bản khác Có nhiều dạng của việc xuất
bản web cho thông tin không gian, phần phức tạp nhất sẽ được trình bày ở đây đề có cái nhìn tổng quát hơn về kiến trúc của chúng
Trang 33Cơ sở dữ liệu không gian sẽ được dùng để quản lý và truy xuất dữ liệu không
gian, được đặt trên data server Nơi lưu trữ (clearing house) được dùng để lưu trữ và
duy trì những siêu dữ liệu (metadata) về đữ liệu không gian tại những data server khác nhau Dựa trên những thành phần quản lý dữ liệu, ứng đụng server và mô hình server được dùng cho ứng dụng hệ thống dé tính tốn thơng tin không gian thông qua các hàm cụ thể Tất cả các kết quả tính toán của ứng dụng server sẽ được gửi đến web server để thêm vào các gói HTML, gửi cho phía client và hiền thị nơi trình duyệt web
Các bước xử lý trong ứng dụng WebGIS
Người sử dụng trình duyệt web ở phía client (thường là giao diện đồ hoa)
May khach Trinh duyét Web: HTML (ActiveX, Plug-in, Applet, Script languge) 1 |: May chu Web: IS (CGI, ISAPI, ASP Server, MAPIT} 4 I: Cac ung dung GIS (model server, method server)
Trung tam trau
đổi he lieu Kho hru tru: (catalog server, meta data server) a e đ in Huy JUD HỊ 1113| | Không giai may chu cu thé pousayuy S
[toe sce ent 5 —
li | | || chứa diy lieu May chu chua dit ligu: SDBMS (
SpatialWare, SQL, .)
Hình 2.1 Cac bước xử lý trong ứng dụng WebGIS
Client gửi yêu cầu của người sử dụng thông qua các giao thức HTTP đến webserver
Trang 34Web server nhận yêu cầu của người dùng gửi đến từ phía client, xt ly va chuyền tiếp yêu cầu đến ứng dụng trên server có liên quan
Application server (chính là các ứng dụng GIS) nhận các yêu cầu cụ thê đối với ứng dụng và gọi các hàm có liên quan đến tính toán xử lý Nếu có yêu cầu dữ liệu nó sẽ gửi yêu cầu dữ liệu đến data exchange server (server trao đổi dữ liệu)
Data exchange server nhận yêu cầu dữ liệu và tìm kiếm vị trí của những dữ liệu này sau đó gửi yêu cầu dữ liệu đến server chứa dữ liệu (đata server) tương ứng
can tim
Data server đữ liệu tiến hành truy vấn lấy ra đữ liệu cần thiết và tra dit liệu này về cho data exchange server
Data exchange server nhận dữ liệu từ nhiều nguồn đata server khác nhau nằm rải rác trên mạng Sắp xếp đữ liệu lại theo logic của yêu cầu dữ liệu, sau đó gửi trả dữ liệu về cho application server
Application server nhận dữ liệu trả về từ các data exchange server và đưa chúng đến các hàm cần sử dụng, xử lý chúng tại đây và kết quả được trả về cho web server
Web server nhận kết quả xử lý, thêm vào các ngữ cảnh web (HTML, ASP,
Trang 35Kiến trúc triển khai
Hoạt động của WebGIS mang mô hình của một trang web động Có nghĩa là
sẽ được chia ra làm 2 phan: Các hoạt động ở phía Client (client-side) và các hoạt
động phía Server (server-side)
Thuần khách: Họat động ở phía client được dùng để tiếp nhận những yêu cầu tương tác với bản đồ, những điều khiển trực tiếp của người đùng để tương tác với
server thông qua trình duyệt web
Thuần chủ: Server side gồm có các thành phần: Webserver, Application server, Data server va Clearinghouse
Với ứng dụng WebGIS thi Server side có nhiệm vụ lưu trữ các dữ liệu không
gian, nhận những yêu cầu từ Client và thực hiện xử lý tính toán sau đó kết quả sẽ
được tra vé cho client side
Web server duoc su dung dé phục vụ cho các ứng dụng web, nó sử dụng
phương thức truyền tin HTTP để giao tiếp với client Các yêu cầu được nhận và biên dịch, sau đó sẽ sử dụng những chức năng ứng dụng thông qua các giao tiếp mạng
Application server là các ứng dụng được dùng để gọi các hàm xử lý GIS, gửi yêu cầu lấy đữ liệu đến clearning house
Dafa server là phần cơ bản của hầu hết các hệ thống thông tin địa lý dùng để quản lý và điều khiển truy cập dữ liệu
Clearning house được dùng để chứa dữ liệu về không gian được quản lý bởi các data server
2.3 CHIEN LUOC PHAT TRIEN 2.3.1 Chiến lược thuần chủ
Trang 36Cau a Server-side
cGi
at SCRIPT
- ΠSERVER
1.Client gởi yêu cầu đến Server
2.Server xử lý yêu cau và gởi các thông tin đến các script CGI 3.Kết quả được trả về server
4.Kết quả phản hồi yêu cầu được gởi lại cho client
5.Trình duyệt phía client hiển thị thông tin
Hình 2.3 Cấu hình chiến lược Server site Ưu điểm:
- Nếu máy chủ có khả năng xử lý cao được dùng, người dùng sẽ truy cập được các dữ liệu lớn và phức tạp thay vì phải xử lý trên máy khách
- Nếu máy chủ có khả năng xử lý cao được dùng, các chức năng phân tích GIS phức tạp sẽ được xử lý nhanh hơn thay vì xử lý trên máy khách
Nhược điểm:
- Bất cứ các yêu cầu dù lớn hay nhỏ đều phải được gửi về cho máy chủ xử lý và các kết quả cũng được gửi trả lại cho máy khách hiển thị thông qua Internet
- Ảnh hưởng đến băng thông khi truyền tải dữ liệu lớn
- Không tận dụng được ưu thế của máy cục bộ
Chiến lược này thường được sử đụng cho các hệ thống lớn trên toàn cầu
2.3.2 Chiến lược thuần khách
Chiến lược này chuyển đổi các yêu cầu sang được xử lý tại máy khách Máy khách phải có khả năng đủ mạnh để xử lý các yêu cầu này Thay vì phải bắt máy chủ xử lý tất cả thì một số chức năng GIS sẽ được tải về máy khách, trú ngụ ở đó và
dữ liệu được xử lý tại máy khách
Trang 37Cau hinh Client-Side Al T CLIENT (3) DATA @ SERVER Hình 2.4 Cấu hình chiến lược Client site Ưu điểm:
- Sử đụng được ưu thế của máy khách
- Người dùng có thể điều khiển được các điều khiển xử lý dữ liệu
- Người dùng có thê làm việc mà không cần phải gửi và nhận các yêu cầu qua Internet
Nhược điểm:
- Việc tải các chức năng từ máy chủ như các Applets có thê bị trì hoãn, kéo dài - Các dữ liệu lớn và phức tạp sẽ khó được xử lý trên máy khách nếu máy khách không đủ mạnh - Các thủ tục GIS phức tạp sẽ khó thực hiện trên máy khách nếu máy khách không đủ mạnh - Người dùng sẽ không được huấn luyện (đào tạo) nếu muốn dùng dữ liệu hoặc các chức năng phân tích
Chiến lược này thường được sử dụng cho các hệ thống nhỏ trong phạm vị cục bộ
2.3.3 Chiến lược kết hợp chủ khách (Server and client processes)
Nếu dùng chiến lược thuần chủ hoặc thuần khách thì sẽ gặp các giới hạn: - Nếu các chiến lược thuần chủ đòi hỏi phải chuyển tải thường xuyên, thì các tác vụ của nó sẽ dé lam tén thương đến băng thông và đường truyền Internet
Trang 38- Các chiến lược thuần khách thì lại có thể chiếm hết tài nguyên của may
khách Một số tác vụ sẽ thực hiện rất chậm do sự không phù hợp giữa các yêu cầu
của các tiên trình và khả năng của máy WS Server 2 Pe CLIEHT-SIIE SERVER-SIDE
Hinh 2.5 Client site va Server site
Server side va thuần khách có thể kết hợp với nhau để cho ra các kết quả lai phù hợp với khả năng của server và client
- Các tác vụ đòi hỏi sử dụng database hoặc phân tích phức tạp sẽ được gán trên máy chủ
- Các tác vụ nhỏ sẽ được gán ở máy khách
Trong trường hợp nay, cả máy chủ và máy khách cùng chia sẽ thông tin với nhau về sức mạnh và khả năng của chúng, do đó đữ liệu và applets có thể được gán sao cho tối ưu nhất
2.4 CONG NGHE WEBGIS VOI MÃ NGUÒN MỞ
WebGIS là xu hướng phố biến thông tin mạnh mẽ trên Internet không chỉ đưới góc độ thông tin thuộc tính thuần tuý mà nó kết hợp được với thông tin không gian hữu ích cho người sử dụng
Tiếp cận công nghệ WebGIS phù hợp là yếu tố quan trọng để xây dựng một WebGIS hoàn chỉnh và có khả năng đáp ứng phát triển trong tương lai Bài viết
Trang 39này sẽ giới thiệu một số công nghệ xây dựng WebGIS mã nguồn mở đang phổ biến hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam như Mapserver, Geoserver, Sharpmap, Google map API Hình 2.6 Các công nghệ WEBGIS Céng nghé MapServer
- Manguén mé, phat trién boi UMN (University of Minnesota )
- Hỗ trợ nhiều môi trường phát triển khác nhau như: PHP, Python, Perl, Java, C#
- Hỗ trợ nhiều hệ điều hành: Linux, Windows, Mac OS X, Solaris
- Hé tro nhiều định dạng dữ liệu ESRI shapfiles, PostGIS, ESRI ArcSDE,
Oracle Spatial, MySQL - Tương thích với OGC
Trang 40GIS The Web
Harnessing the Web and the power of GIS
Going Far Beyond Mapping and Visualization
Hinh 2.7 Cong nghé MapServer Céng nghé GeoServer
- Mã nguồn mở, ban đầu phát triển bi The Open Planning Project (TOPP) - Hỗ trợ đầy da WMS (Web Map Service), WFS (Web Feature Service) (1.0 and 1.1)
- Hé tro nhiều định dạng dữ liệu ESRI shapfiles, PostGIS, ESRI ArcSDE,
Oracle Spatial, MySQL, Mapinfo - Hỗ trợ tích hợp ảnh Google map - Tương thích với OGC Global Navigator J rectanyle to Examples
Great Barrier Reef,
Munchen or Munich or Monaco, Mount Everest or Mt Everest,
Harrisburg, PA (fram Pennsylvania anly3, Results 2 6.584,416.433 | Tip:
= ijUse [Shift] [Arrow Left] and [Shift] [arrow Right] for History
Data sources: © Nasa - Satellite imagery, © Demis - maps, © GeaBios - the rest Terms of Use: Non Profit Only
Hinh 2.8 Cong nghé GeoServer