TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HỌC PHẦN HỆ THỐNG THÔNG TIN KHÔNG GIAN ĐỀ TÀI XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CÁC THÀNH PHỐ TRÊN THẾ GIỚI Sinh viên thực hiện BÙI QUANG BÌNH PHAN Đ[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HỌC PHẦN HỆ THỐNG THÔNG TIN KHÔNG GIAN ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CÁC THÀNH PHỐ TRÊN THẾ GIỚI Giảng viên hướng dẫn BÙI QUANG BÌNH : PHAN ĐỨC THẮNG TRẦN ĐỨC ANH : LÊ HOÀN Ngành : CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chuyên ngành : CƠNG NGHỆ PHẦN MỀM Lớp : D14CNPM5 Khóa : 2019-2023 Sinh viên thực Hà Nội, tháng 12, 2022 PHIẾU CHẤM ĐIỂM Họ tên sinh viên Điểm Chữ ký Ghi Bùi Quang BÌnh Phan đức thắng Trần đức anh Họ tên giảng viên Giảng viên chấm 1: Giảng viên chấm 2: Chữ ký Ghi MỤC LỤ LỜI MỞ ĐẦU 1.Lý chọn đề tài .1 2.Cấu trúc báo cáo 1.1 Giới thiệu GIS 1.1.1 Khái niệm GIS 1.1.2 Dữ liệu địa lý 1.3 Hướng dẫn khởi động QGIS 1.4 Hệ thống liệu phần mềm QGIS .9 1.4.1 Dữ liệu vecto raster phần mềm QGIS CHƯƠNG KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG BÀI TOÁN 12 2.1 Nhiệm vụ .12 2.2 Mục tiêu .12 2.3 Thực trạng giải pháp 12 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG 13 3.1 Giới thiệu cài đặt công nghệ 13 3.2 Biểu đồ dân số data dân số Việt Nam 14 Hình ảnh biểu đồ .14 3.3 Kết 17 KẾT LUẬN 19 LỜI MỞ ĐẦU 1.Lý chọn đề tài Để hồn hồn mơn học năm 2021-2022, sinh viên cần viết báo cáo mơn học Đó lí có báo cáo này, để sử dụng QGIS, Geoserver, PostGIS, OpenLayer áp dụng xây dựng đồ đưa lên web thông qua đề tài:” Xây dựng đồ thành phố giới” Do thời gian có hạn, chúng tơi khơng mong muốn xây dựng phần mềm hồn chỉnh xác, mà cố gắng áp dụng qui trình xây dựng đồ đưa lên web Những kiến thức sử dụng để xây dựng sở luật tập thu thập chủ yếu từ website QGIS, Geoserver, PostGIS , 2.Cấu trúc báo cáo Cấu trúc báo cáo sẽ chia thành chương chính: Chương 1: Giới thiệu QGIS Chương 2: Khảo sát trạng toán Chương 3: Xây dựng hệ thống CHƯƠNG GIỚI THIỆU QGIS 1.1 Giới thiệu GIS 1.1.1 Khái niệm GIS GIS (Geographic Information System): Là hệ thống thơng tin mã hóa, lưu trữ, chuyển đổi, phân tích hiển thị thông tin không gian địa lý Là hệ thống nhập, lưu trữ, thao tác xuất thông tin địa lý Là hệ thống phần mềm máy tính, phần cứng liệu, nhân để giúp thoa tác, phân tích trình bày thơng tin GIS hệ thống thông tin sở máy tính với bốn khả chủ yếu: - Thu thập tiền xử lý liệu tham chiếu địa lý, bao gồm liệu từ đồ giấy, liệu vệ tinh, điều tra hay từ nguồn khác Quản lý liệu, bao gồm lưu trữ bảo trì CSDL Biến đổi, phân tích, mơ hình hóa iệu khơng gian liệu thuộc tính liên quan cơng cụ phần mềm Trình diễn liệu dạng báo cáo, đồ chuyên đề, biểu diễn đồ, … Các thành phần GIS: Hình 2.1: Các thành phần GIS Đối tượng nghiên cứu GIS tượng địa lý Hiện tượng địa lý (phenomena): tượng hay tiến trình địa lý + thực thể giới thực với khả năng: Đặt tên hay mô tả được, Tham chiếu địa lý, Được gán cho thời gian/khoảng thời gian mà tồn + Ví dụ: Nhiệt độ khơng khí, đất sử dụng,… Một số tượng địa lý xảy nơi (field) số khác xảy số vị trí nhất định (object) vùng nghiên cứu Ví dụ Về GIS: Hình 2.2: Ví dụ GIS 1.1.2 Dữ liệu địa lý Dữ liệu GIS rất phong phú chủng loại Hai thành phần dữu liệu địa lý: Thuộc tính (thống kê, phi khơng gian) Hình học (khơng gian, vị trí địa lý) Hai thành phần liệu địa lý lưu trữ kết nối logic với GIS Các mức độ trừu tượng liệu: Bốn mức độ trừu tượng liệu địa lý: Reality: Bao gồm tượng giới thực (đường phố, cây, ao, Conceptual Model: Định hướng người, mơ hình đối tượng, tiến trình lựa chọn, mà liên quan đến ứng dụng cụ thể (mơ hình liệu) Logical Model: Định hướng cài đặt giới thực (biểu đồ, danh sách ) Physical Model: Mô tả cài đặt cụ thể GIS (các bảng lưu trữ tệp hay CSDL) Hình 2.3 Các mức độ trừu tượng liệu Mơ hình khái niệm trừu tượng không gian (cách quan sát tượng tự nhiên người sử dụng) Mơ hình liệu GIS qui tắc sử dụng để biến đổi đặc trừn địa lý giới thực thành đối tượng rời rạc GIS cung cấp phương pháp (qui tắc) để thu thập lưu trữ liệu hình học theo mơ hình khái niệm Hai nhóm mơ hình liệu khơng gian Mơ hình liệu véc tơ: Mơ hình xem tượng địa lý tập thực thể không gian sở điểm, đoạn thẳng vùng Mô hình liệu raster (lưới tế bào): Hiển thị, định vị lưu trữ liệu đồ họa sử dụng ma trận hay lưới tế bào Mỗi mơ hình liệu có ưu nhược điểm riêng Lựa chọn sử dụng mơ hình tùy thuộc loại ứng dụng Tầng (layer) đồ tập dữu liệu mô tả tính chất vùng địa lý nghiên cứu Chỉ loại thơng tin x́t vị trí tầng đồ Bao nhiêu loại thông tin cần bấy nhiêu đồ Hình 2.5 Tầng đồ 1.1.3 Chức GIS GIS có nhóm chức bản: Thu thập liệu Nhập liệu từ đồ giấy, từ ảnh vệ tinh hay nhập trực tiếp tọa độ đối tư Chuyển đổi khuôn mẫu từ nguồn liệu khác Soạn thảo GIS nhằm sửa lỗi hay bổ sung đặc trưng Đặt tên cho đặc trưng để hệ thống nhận danh Xử lý sơ liệu Tạo lập cấu trúc topo cho liệu Phân lớp ảnh viễn thám Raster hóa cần Véctơ hóa cần Nội suy lưới tế bào Tam giác hóa Tái phân lớp Biến đổi chiếu đồ Lưu trữ truy vấn liệu Liên kết liệu thuộc tính với đối tượng khơng gian Liên kết với CSDL Cập nhật đặc trưng CSDL Nhập xuất liệu với GIS hay DBMS khác Tổ hợp tờ đồ để tạo lập CSDL lớn hơn, khớp cạnh tờ đồ láng giềng Tìm kiếm phân tích khơng gian Query • Chọn đặc trưng theo thuộc tinh: “Hãy tìm tỉnh có tỷ lệ đỗ tốt nghiệp phổ thơng > 90%” • Chọn đặc trưng theo quan hệ địa lý: “Hãy tìm trường học đạt chuẩn Quốc gia Tỉnh A” • Truy vấn tổ hợp thuộc tính/địa lý: “Hãy tìm tất xã vịng 10 km từ bệnh viện tỉnh mà có số trẻ tử vong cao” Buffering: tìm khu dân cư vịng 10 km từ bệnh viện Point-in-polygon: tìm làng có thảm thực vật Polygon overlay: tổ hợp ghi hành với liệu y tế huyện Geocoding/address matching: khớp danh sách địa với đồ đường phố Network : tìm đường ngắn nhất từ làng tới bệnh viện Hiển thị đồ họa tương tác Thăm dị (Exploratory) • hiển thị mẫu và nhận biết dị thường • so sánh thơng tin không gian đồ không gian liệu Xây dựng đồ (Cartography) Xuất liệu đồ cho hệ thống khác Hình 2.6 Chức GIS QGIS phần mềm quan trọng QGIS cho phép người sử dụng thực chức sau: Hiển thị trực quan Thể liệu theo phân bố không gian giúp người dùng nhận biết quy luật phân bố liệuc mối quan hệ không gian mà sử dụng phương pháp truyền thống rất khó nhận biết Tạo lập đồ Nhằm giúp cho người sử dụng dể dàng xây dựng đồ chuyên đề để truyền tải thông tin cần thiết cách nhanh chóng chuẩn xác, QGIS cung cấp hàng loạt công cụ để người dùng đưa liệu họ lên đồ, thể hiện, trình bày chúng cho có hiệu ấn tượng nhất Trợ giúp định QGIS cung cấp cho người dùng cơng cụ để phân tích, xử lý liệu khơng gian, giúp cho người dùng dể dàng tìm lời giải đáp cho câu hỏi “Ở đâu…?”, “Có bao nhiêu…?”,… Các thơng tin sẽ giúp cho người dùng có định nhanh chóng, xác vấn đề cụ thể xuất phát từ thực tế mà cần phải giải Trình bày QGIS cho phép người dùng trình bày, hiển thị kết công việc họ cách dễ dàng Người dùng xây dựng đồ chất lượng tạo hiển thị tương tác để kết mối báo cáo, đồ thị, biểu đồ, bảng biểu, vẽ, tranh ảnh thành phần khác với liệu người dùng Họ tìm kiếm, truy vấn thông tin địa lý thông qua công cụ xử lý liệu rất mạnh chuyên nghiệp QGIS Khả tùy biến chương trình Mơi trường tùy biến QGIS cho phép người dùng tự tạo giao diện phù hợp với mục đích, đối tượng sử dụng, xây dựng cơng cụ để thực công việc người dùng cách tự động, tạo chương trình ứng dụng độc lập thực thi tảng QGIS 1.3 Hướng dẫn khởi động QGIS Có thể download cài đặt miễn phí trang chủ QGIS, link tải cài: http://www.qgis.org/en/site/forusers/download.html Chọn cài thích hợp với hệ điều hành máy tính: QGIS-OSGeo4W-2.12.0-1-Setup-x86: dùng cho hệ điều hành windows 7/8/10 32 bit QGIS-OSGeo4W-2.12.0-1-Setup-x86_64: dùng cho hệ điều hành Windows 7/8/10 64 bit Click vào ô Next cửa sổ cài đặt xuất Click vào Finish hồn tất cài đặt phần mềm 1.4 Hệ thống liệu phần mềm QGIS 1.4.1 Dữ liệu vecto raster phần mềm QGIS Thêm lớp liệu vector: Click chuột vào icon công cụ dọc, chọn Lớp mục chức năng, chọn Thêm lớp, chọn Thêm lớp Vector Cửa sổ Thêm lớp vector xuất hiện, click chuột vào Duyệt để tìm đến thư mục chứa file liệu vector cần mở Chọn file vector ANHAOTAY_HT.shp - Click vào Open để thêm lớp vector Thêm lớp liệu raster (ảnh vệ tinh, ảnh scan đồ): Click chuột vào icon công cụ dọc, chọn Lớp mục chức năng, chọn Thêm lớp, chọn Thêm lớp Rastor Tạo lớp liệu vector: Click chuột vào icon khai báo thông tin cho lớp Chọn loại đối tượng cần tạo lớp vector: Điểm; Đường; Vùng Chọn hệ tọa độ Và tạo trường thuộc tính cho lớp vector Các công cụ khác dùng để thêm liệu từ nguồn khác bố trí cột cơng cụ dọc bên trái khung, bao gồm: Dùng để thêm lớp liệu từ hệ quản trị liệu PostGIS Dùng để thêm lớp liệu từ SpatiaLite Spatialite hệ quản trị sở liệu vector 10 Dùng để thêm lớp liệu không gian MSSQL Dùng để thêm lớp thông tin từ hệ quản trị sở liệu Oracle Dùng để thêm lớp thông tin từ WMS (Web Map Service) \ WMTS (Web Map Title Service) Dùng để thêm lớp liệu từ file word file excel 11 CHƯƠNG KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG BÀI TOÁN Ngày nay, vật giới xung quanh ta, từ nhà, đường phố, hàng đến khu rừng, dãy núi hay biển cả, tất thu nhỏlại nằm gọn tầm tay nhờ công cụ vô mạnh mẽ: công nghệ Hệ thống thông tin địa lý (gọi tắt theo tên tiếng Anh GIS) Hệ thống thông tin địa lý “Geographical Information Systems (GIS)’’ ứng dụng rộng dãi đem lại hiệu rõ rệt vào nhiều lĩnh vực số nước tiên tiến Nước ta, việc xây dựng sơ liệu, ứng dụng vào GIS số ngành Địa Chính, Lâm Nghiệp có thành cơng lĩnh vực quy hoạch xây dựng quản lý đô thị nước ta, GIS bước đầu ứng dụng Có thể nói GIS cịn vấn đề 2.1 Nhiệm vụ Tìm hiểu vị trị đặt quốc gia giới Thao tác với liệu đồ PostGIS, Geoserver, QGIS Ứng dụng thuật tốn tìm đường đồ Hiện thị thông tin chi tiết đường, hồ, vùng đất,… Ẩn, layer có đồ 2.2 Mục tiêu Xây dựng đồ đo lường mức dân số nước ta 2.3 Thực trạng giải pháp Thực trạng: Hiện nay, Hệ thống thị mật độ dân số nhiều nhà phát triển xây dựng trang web như: maps.google.com, Tuy nhiên đa số hệ thống chưa có tự động tìm đường ngắn nhất giúp cho người sử dụng dễ dàng biết mật độ dân số nước cách nhanh nhất Vì gây khó chịu cho người sử dụng Giải pháp: Hệ thống mà em xây dựng nhiều hạn chế nhất định cải thiện phần hệ thống cũ Giúp người sử dụng dễ dàng tìm mà họ muốn tìm 12 Ngồi ra, hệ thống giúp người dùng theo dõi trực quan, chi tiết nhất đường đi, cơng viên-hồ, vùng đất,… Có thể ẩn đường, thành phố lân cận hay vùng thành phố CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG 3.1 Giới thiệu cài đặt công nghệ - Python: Python ngơn ngữ lập trình hướng đối tượng đơn giản, dễ học, mạnh mẽ, cấp cao Python có cấu trúc cú pháp ngơn ngữ khác Link cài python: Download Python | Python.org Python thơng dịch: Python trình thơng dịch xử lý thời gian chạy Bạn không cần phải biên dịch chương trình trước thực Nó tương tự với PERL PHP Python tương tác (Interactive): Tại dấu nhắc Python (command line) bạn tương tác trực tiếp với trình thơng dịch để viết chương trình Python Python hướng đối tượng: Python hỗ trợ kỹ thuật lập trình hướng đối tượng kỹ thuật lập trình đóng gói mã đối tượng Python ngôn ngữ người bắt đầu: Python ngôn ngữ tuyệt vời cho lập trình viên bắt đầu hỗ trợ phát triển loạt ứng dụng từ xử lý văn đơn giản, lập trình web, lập trình game -GeoPanda: GeoPandas dự án mã nguồn mở giúp làm việc với liệu địa không gian python dễ dàng GeoPandas mở rộng kiểu liệu Khung liệu Pandas sử dụng phép hoạt động không gian kiểu hình học Các phép tốn hình học thực shapely Geopandas phụ thuộc vào fiona để truy cập tệp matplotlib để vẽ biểu đồ GeoPandas dự án dẫn đầu cộng đồng viết, sử dụng hỗ trợ nhiều người từ khắp nơi giới với nhiều nguồn gốc khác GeoPandas sẽ ln phần mềm nguồn mở 100%, miễn phí cho tất người sử dụng phát hành theo điều khoản tự giấy phép BSD-3-Khoản Link tải GeoPanda: https://geopandas.org/en/stable/ -Matplotlib: Để thực suy luận thống kê cần thiết, cần phải trực quan hóa liệu bạn Matplotlib giải pháp cho người dùng Python Nó thư viện vẽ đồ thị rất mạnh mẽ hữu ích cho người làm 13 việc với Python NumPy Module sử dụng nhiều nhất Matplotib Pyplot cung cấp giao diện MATLAB thay vào đó, sử dụng Python nguồn mở Link tải : matplotlib · PyPI 3.2 Kết Trang web sau khu dựng xong 14 KẾT LUẬN Với tốc độ phát triển ngày tăng mạng máy tính việc thiết kế cài đặt ứng dụng cho người dùng rất cần thiết Vì xậy dựng hệ thống quán ăn lẩu phần giúp cho khách hàng thuận tiện việc lựa chọn địa điểm rút tiền cho thuận tiện Với kiến thức tảng học trường nỗ lực mình, chúng em hồn thành đề tài “Xây dựng đồ tìm kiếm thành phố giới” Mặc dù cố gắng đầu tư rất nhiều thời gian có hạn, kiến thức cịn non yếu nên phần mềm chắn nhiều hạn chế Chúng em rất mong nhận thông cảm góp ý thầy, giáo để đề tài chúng em hoàn thiện Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Đào Nam Anh tận tình giúp đỡ chúng em suốt thời gian thực đề tài Em xin cảm ơn 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Slide giảng dạy thầy Đào Nam Anh Hang Nguyen Thuy ,Tutorial từ Qgis tiếng Việt 2010 16