Nghiên ứu xây dựng hệ thông tin địa lý quân sự trên mạng diện rộng

Chúng được áp dụng nhiều vào các bài toán như quản lý bản đồ ục tiêu, quản lý các đối tượng địa mchính tr , quị ản lý đất qu c phòng ố – các địa điểm đóng quân, hỗ trợ công tác cứu hộ cứ

B Ộ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ NỘI Ọ

Lê Văn Điệ p

NGHIÊN CỨU XÂY DỰ NG H Ệ THÔNG TIN ĐỊ A LÝ QUÂN SỰ

B Ộ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ NỘI Ọ

Lê Văn Điệ p

NGHIÊN C Ứ U XÂ Y D Ự NG H Ệ THÔNG TIN ĐỊ A LÝ QUÂN SỰ

TRÊN MẠ NG DI N RỘNG Ệ

Chuyên ngành: Công ngh thông tin ệ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THU T Ậ

NGƯ I HƯ Ờ Ớ NG DẪ N KHOA H C: Ọ

TS TẠ TU N ANH Ấ

Hà Nội - Năm 201 3

L ỜI CAM ĐOAN

Lu n vậ ăn Thạc sĩ “Nghiên cứu xây dựng hệ thông tin địa lý quân sự rên mạ t ng

tài li u tham khệ ảo, nội dung trích dẫn đã ghi rõ nguồ ốc.n g

Hà Nội, ngày 03 tháng 03 năm 2013

Tác giả luận văn

Lê Văn Điệp

L I C Ờ ẢM ƠN

động viên c a nhi u cá nhân và t p th ủ ề ậ ể

Tôi xin trân tr ng cọ ảm ơn các thầy cô giáo trường Đạ ọi h c Bách khoa Hà Nội,

đặc bi t là th y cô giáo trong “Vi n Công ngh thông tin và truyệ ầ ệ ệ ền thông” đã truyền

đạt cho tôi nhi u ki n th c trong quá trình h c t p ề ế ứ ọ ậ

tạo điều kiện giúp đỡ tôi v mề ọi mặt trong quá trình học tập và nghiên c u ứ

Tôi xin trân tr ng cọ ảm ơn thầy giáo hướng dẫn khoa h c: Tiọ ến sĩ Tạ Tuấn Anh

văn này

Xin trân tr ng cọ ảm ơn!

Hà Nội, ngày 03 tháng 03 năm 2013

Tác giả luận văn

Lê Văn Điệp

M C L C Ụ Ụ

trang

Nhi m v ệ ụluận văn………

Mục lục……… ………

Danh m c các ký hiụ ệu, các chữ ế ắ vi t t t………

Danh mục các bảng………

Danh m c các hình vụ ẽ, đồ ị th ………

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 8

DANH MỤC CÁC BẢNG 9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 10

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 3

TỔNG QUAN 3

1.1 Giới thiệu về công nghệ WebGis 3

1.1.1 Giới thiệu chung 3

1.1.2 Kiến trúc hệ thông tin địa lý trên nền web 4

1.1.3 Các bước xử lý 7

1.1.4 Các hình thức triển khai 8

1.2 Giới thiệu chuẩn OGC 12

1.2.1 Tổng quan OGC 12

1.2.2 Lợi ích khi sử dụng chuẩn OGC 14

1.2.3 Đặc tả trừu tượng OGC 16

1.2.4 Các chuẩn OGC 18

Chương 2 21

WEB MAP SERVICE 21

2.1 Giới thiệu 21

2.2 Các thành phần cơ sở 22

2.2.1 Đánh số và thỏa thuận phiên bản 22

2.2.2 Những quy tắc chung trong HTTP request 23

2.2.3 Những quy tắc chung trong HTTP response 24

2.2.4 Những quy tắc về tham số trong câu request 24

2.2.5 Các tham số thông dụng trong câu request 25

2.2.6 Kết quả dịch vụ 25

2.2.7 Ngoại lệ dịch vụ 25

2.3 Các phương thức của WMS 25

2.3.1 Phương thức GetMap 25

2.3.2 Phương thức GetCapbilities 28

2.3.3 Phương thức GetFeatureInfo 29

Chương 3 32

WEB FEATURE SERVICE 32

3.1 Giới thiệu 32

3.2 Các thành phần cơ sở 33

3.2.1 Mã hóa câu yêu cầu 33

3.2.2 Không gian tên 33

3.3 Các thành phần chung 33

3.3.1 Định danh của Feature 33

3.3.2 Định danh duy nhất toàn cầu 34

3.3.3 Trạng thái của Feature 35

3.3.4 Tên của các thuộc tính 35

3.3.5 Tham chiếu đến thuộc tính 36

3.3.6 Thành phần <Native> 36

3.3.7 Filter 36

3.3.8 Thông báo về các Ngoại lệ 36

3.3.9 Các thuộc tính XML chung 37

3.4 Các phương thức của WFS 37

3.4.1 Phương thức GetCapbilities 37

3.4.2 Phương thức DescribeFeatureType 38

3.4.3 Phương thức GetFeature 39

3.5 So sánh chuẩn WMS và WFS 42

Chương 4 43

XÂY DỰNG CÔNG CỤ TÁC NGHIỆP BẢN ĐỒ ĐA NGƯỜI DÙNG TRÊN NỀN WEB 43

4.1 Thiết kế chương trình 43

4.1.1 Mô tả chung 43

4.1.2 Chức năng của hệ thống 43

4.1.3 Mô hình ứng dụng 45

4.1.4 Mô hình quan hệ thực thể 46

4.1.5 Thiết kế cơ sở dữ liệu 48

4.2 Lập trình triển khai 55

4.2.1 Lựa chọn giải pháp công nghệ thực hiện 55

4.2.2 Mô hình triển khai 56

4.3 Kết quả thử nghiệm 57

4.3.1 Cài đặt môi trường thử nghiệm 57

4.3.2 Một số giao diện tiêu biểu 57

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

trang

Bảng 2.1.Các ký tự quy ước trong câu HTTP GET URL 23

Bảng 2 Các tham số trong GetMap request1 27

Bảng 2.2 Các tham số trong GetCapabilities request URL 28

Bảng 2 Các tham số của request GetFeatureInfo3 30

Bảng 3.2 Bảng so sánh WMS và WFS 42

Bảng 1 Bảng dữ liệu danh mục đơn vị4 49

Bảng 2 Bảng dữ liệu người dùng4 49

Bảng 3 Bảng nhật ký sử dụng4 50

Bảng 4.4 Bảng tham số hệ thống 50

Bảng 5 Bảng dữ liệu bản đồ mẫu4 51

Bảng 6 Bảng dữ liệu dự án bản đồ4 51

Bảng 7 Bảng phân quyền dữ liệu4 52

Bảng 8 Bảng dữ liệu thư mục chứa4 52

Bảng 9 Bảng danh sách bản đồ tác chiến4 53

Bảng 10 Bảng danh sách các lớp tác nghiệp4 53

Bảng 4.11 Bảng dữ liệu spatial của các features 54

Bảng 12 Bảng dữ liệu spatial của các đối tượng text4 55

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

trang

Hình 1.1 Mô hình 3 lớp trong kiến trúc WebGIS 5

Hình 1.2 Các bước xử lý thông tin của WebGIS 6

Hỉnh 1.3 Quá trình xử lý thông tin của WebGIS 8

Hình 1.4 Kiến trúc hướng phục vụ 10

Hình 1.5 Kiến trúc hướng người dùng 11

Hình 1.6 Mô hình webGIS theo chuẩn OpenGIS 13

Hình 1.7 Mối quan hệ giữa các nhóm đặc tả OGC 18

Hình 1.8 Kiến trúc các dịch vụ web của OGC 20

Hình 2.1: Kết quả trả về của phương thức GetMap – WMS 26

Hình 4.1 Kiến trúc 3 lớp cho phần mềm ứng dụng 46

Hình 4.2 Quan hệ thực thể dữ liệu projects và quyền 47

Hình 4.3 Quan hệ thực thể dữ liệu bản đồ tác chiến 47

Hình 4.4 Quan hệ thực thể dữ liệu người dùng 48

Hình 4.10 Mô hình triển khai ứng dụng 56

Hình 4.11 Giao diện đăng nhập vào hệ thống 57

Hình 4.12 Giao diện chính 58

Hình 4.13 Giao diện tạo dự án tác nghiệp mới 59

Hình 4.14 Giao diện phân quyền dữ liệu 59

Hình 4.15 Giao diện tác nghiệp bản đồ 60

Hình 4.16 Giao diện quản lý người dùng 60

Hình 4.17 Tác nghiệp đồng thời trên cùng 1 bản đồ 61

1

MỞ ĐẦU

ứng d ng r ng rãi vào trong r t nhiụ ộ ấ ều lĩnh vực như địa chính, giao thông, thu l i, ỷ ợmôi trường, quản lý, bưu chính viễn thông, nh t là trong quân s Các h th ng ấ ự ệ ốthông tin GIS, các hệ ố th ng ứng d ng công ngh GIS và bụ ệ ản đồ ố đượ s c phát triển đem lại nh ng hi u qu kinh t , chính tr , xã h i to l n M t trong các th m nh ữ ệ ả ế ị ộ ớ ộ ế ạhàng đầu c a các h thông tin này là h tr quảủ ệ ỗ ợ n lý, tra c u, trình bày thông tin r t ứ ấ

tr c quan, kh ự ả năng mô hình hóa cao

chính tr , quị ản lý đất qu c phòng ố – các địa điểm đóng quân, hỗ trợ công tác cứu hộ

cứu nạn, quản lý và hỗ ợ tác nghiệp bản đồ tác chiế tr n ph c v ụ ụ công tác tham mưu tác chiến, hu n luy n, di n t p … ấ ệ ễ ậ

Các hệ ống thông tin quân sự ện nay chủ ếu được xây dựng trên máy đơn th hi y

bài toán quân sự ự th c tế, do đó nhu cầu về xây d ng hự ệ thông tin địa lý quân sự trên

nền web rất cần thiế Hơn nữ nhu cầu chia sẽ ữ ệu ngày càng lớn mà ác dữt a, d li c

liệu đểxây dựng hệ ống GIS thường được sử ụng từ th d nhiều nguồn và có thể được

định d ng theo các chuạ ẩn khác nhau Dó đó, khi khai thác dữ ệu này, ngườ ử li i s

dụng dễ ấp phải những trở ại lớn về ấn đề h tương thích, cũng như việ v ng v tín c mua bán phần mềm, làm quen v i viớ ệc sử ụ d ng phần m m Nhiề ề ứu ng dụng được xây

làm cho các ứng d ng có th giao tiụ ể ếp được

Để kh c ph c nh ng tr ng i này vi c ti n hành xây d ng các h th ng thông ắ ụ ữ ở ạ ệ ế ự ệ ốtin quân sự trên n n ề WebGIS theo chuẩn mở OGC là m t gi i pháp tộ ả ốt được sử

d ng r t nhiụ ấ ều nơi trên thế ới và trong nướ gi c

2

T thừ ực tế trên, mục đích chung của đềtài là xây dựng h ệ thông tin địa lý quân

đề tài là:

- Hi u và nể ắm được công ngh GIS, bệ ản đồ ố s ;

- Hi u và n m rõ yêu c u h ể ắ ầ ệ thông tin địa lý quân s ; ự

- Hi u và n m rõ các công ngh xây d ng bể ắ ệ ự ản đồ trên nền Web; chu n OGC; ẩ

- Gi i quyả ết mộ ố ấn đềt s v thu t toán, k thuậ ỹ ật cơ bản;

- Xây d ng ng d ng h ự ứ ụ ệ thông tin địa lý quân s trên n n Web ự ề

- Cấu trúc của luận văn gồm: phần mở đầu; chương 1, 2, 3 và 4; phần kết luận

và ki n ngh ; tài li u tham kh o ế ị ệ ả

N i dung chính c a lu n ộ ủ ậ văn:

- Chương 1: Chủ ế y u nghiên cứu tổng quan về ệ ống GIS, công nghệ h th

- Chương 4: Xây d ng công c ự ụtác nghiệp bản đồ tác chiến đa người dùng;

- K t lu n và ki n ngh ế ậ ế ị hướng m cở ủa đề tài

đóng góp vô cùng quý báu để tôi có th hoàn thành luể ận văn đạt các yêu cầu đặt ra

3

C hương 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về công nghệ WebGis

1.1.1 Giới thiệu chung

thành t ba khái niừ ệm địa lý, thông tin và hệ thống Khái niệm “địa lý” liên quan

đến các đặc trưng về không gian, v ị trí Các đặc trưng này ánh xạ ự tr c tiếp đến các đối tượng trong không gian, chúng có th ể là đối tượng vật lý, văn hoá, kinh t … ếtrong tự nhiên Khái niệm “thông tin” đề ập đế c n ph n dầ ữ ệu đượ li c qu n lý bả ởi GIS, đó là các dữ ệ li u v thu c tính và d li u không gian c a đề ộ ữ ệ ủ ối tượng GIS có tính “hệ ố th ng” tức là hệ ống GIS đượ th c xây d ng t các module, viự ừ ệc tạ ập các o lmodule giúp thuận lợi trong việc quản lý và h p nh t ợ ấ

H thệ ống thông tin địa lý trên web (WebGIS) là hệ ống thông tin địa lý phân thtán trên m t mộ ạng các máy tính để tích hợp, trao đổi các thông tin địa lý trên n n ềweb Công nghệ WebGIS này tương tự ến trúc Cl ki ient-Server của web Xử lý thông tin không gian địa lý được x lý c ử ở ả phía Server và phía Client Điều này cho phép người dùng có th khai thác thông tin GIS qua trình duy t web ể ệ

M t ộ Client tiêu biểu là một trình duyệt web, một Server bao gồm một Web Server cung cấp một chương trình ứng d ng GIS trên n n web Client g i yêu cụ ề ử ầu

d liữ ệu bản đồ đến Server ở xa qua môi trường web, Server xử lý thông tin yêu cầu

qua vi c chuy n ti p cệ ể ế ác yêu cầu đến ph n mầ ề ứm ng d ng GIS Ph n m m này trụ ầ ề ả

lại kết quả, sau đó kết quả này đượ ịc đ nh dạng lại và phản hồi lại cho phía Client Server trả ề ế v k t qu cho Client hi n thả ể ị, hoặc gử ữ ệi d li u ho c các công cặ ụ phân tích để Client s d ng ử ụ

Điều quan tr ng ọ ở đây chính là công nghệ WebGIS Công ngh này có kh ệ ảnăng làm cho thông tin địa lý tr nên h u d ng và s n sàng tở ữ ụ ẵ ới lượng lớn ngườ ửi s

định được v ị trí cho địa ch ph ho c tìm v trí khi biỉ ố ặ ị ết trước địa ch ph ỉ ố(geocoding) Quản lý đường giao thông và sơ đồ, điều khiển đường đi, lập kế ho ch ạlưu thông xe cộ, phân tích v trí, ch n khu v c xây d ng các tiị ọ ự ự ện ích như bãi đỗ xe,

ga tàu, l p k ho ch phát tri n giao thông… ậ ế ạ ể

- Ứng dụng trong quản lý giám sát tài nguyên, thiên nhiên, môi trường như:

định ví trí ch t thấ ải độc hại, mô hình hoá nước ngầm và đường ô nhi m, phân tích ễ

các hiệ ạn tr ng xu th ế môi trường, qu n lý chả ất lượng nước…

xác định t i tr ng cả ọ ủa lưới điện, duy trì quy ho ch các thiế ị ử ụng đườạ t b , s d ng điện…

các đối tượng địa chính tr , quị ản lý đất qu c phòng – ố các địa điểm đóng quân, hỗ

tr ợ công tác cứu hộ ứu nạn, quản lý và hỗ ợ tác nghiệp bản đồ tác chiến phục vụ c tr công tác tham mưu tác c ếhi n, hu n luy n, di n t p… ấ ệ ễ ậ

1.1.2 Kiến trúc hệ thông tin địa lý trên nền web

cung cấp các dịch vụ ề thông tin đị v a lý theo công ngh web service Chính vì thệ ếnên bất cứ WebGIS nào cũng p ảh i th a mãn ki n trúc ba t ng thông d ng cỏ ế ầ ụ ủa một

5

ứng dụng web Sau đó tùy thuộc vào t ng lo i công ngh và các cách th c phát ừ ạ ệ ứ

t ng d liầ ữ ệu được trình bày trong hình

Tầng trình bày: Thông thường ch là các trình duy t Internet Explorer, ỉ ệMozilla Firefox để m ở các trang web theo URL được định s n Các ng d ng ẵ ứ ụclient có th là mể ột website, Applet, Flash,… được viết bằng các công nghệ theo

Tầng giao dịch: thường được tích h p trong mợ ột webserver nào đó, ví d ụ như Tomcat, Apache, Internet Information Server Đó là mộ ứt ng d ng phía server ụnhiệm vụ chính của nó thường là tiếp nhận các yêu cầu từ client , lấy dữ ệu từ cơ li

s d liở ữ ệu theo yêu cầu client , trình bày dữ ệu theo cấu hình định sẵn hoặc theo li

yêu cầu của client và trả ết quả ề theo yêu cầu Tùy theo yêu cầu của client mà k v

kết quả ề khác nhau : có thể là một hình ảnh dạng bimap (jpeg, gif, png) hay dạng v

việc trình bày hìn ảnh bản đồ đượ ảh c đ m nhiệm bởi Client, thậm trí client có thể ử x

lý một số bài tóan về không gian Thông thường các phản hồ và request đềi u theo

T ầ ng dữ liệu: là nơi lưu trữ các dữ ệu địa lý bao gồm cả các dữ ệu không li ligian và phi không gian Các dữ ệu này đượ li c qu n trả ị ở b i các hệ ả qu n trị cơ s d ở ữliệu như ORACLE, MS SQL SERVER, ESRI SDE, POSGRESQL,… hoặc là các file dữ ệ li u dạng flat như shapefile, tab, XML,… Các dữ ệu này đượ li c thi t k , cài ế ế

6

đặt và xây d ng theo t ng quy trình, t ng quy mô bài toán mà l a ch n h qu n ự ừ ừ ự ọ ệ ả

tr ị cơ sở ữ ệ d li u phù h p ợ

Cơ sở ữ ệ d li u không gian s ẽ được dùng để qu n lý và truy xu t d li u không ả ấ ữ ệ

duy trì nh ng siêu ữ d liữ ệu về ữ ệ d li u không gian t i nh ng data server khác nhau ạ ữ

Dựa trên những thành phần quản lý dữ ệ ứng dụng server và mô hình server li u, được dùng cho ng d ng h thứ ụ ệ ống để tính toán thông tin không gian thông qua các hàm cụ thể T t cấ ả ế k t qu tính toánả của ứng d ng server sụ ẽ được gửi đến web server để thêm vào các gói HTML, g i cho phía client và hi n th ử ể ị nơi trình duyệt web

Xem hình minh họa dưới đây Lưu ý là tấ ảt c các thành phần đều được kế ối t nnhau thông qua m ng Internet ạ

v i ng d ng và gớ ứ ụ ọi các hàm có liên quan để tính toán x lý N u có yêu c u d liử ế ầ ữ ệu

nó s g i yêu c u d liẽ ử ầ ữ ệu đến data exchange server(server trao đổi dữ ệ li u)

Data exchange server nh n yậ êu cầ ữ ệu d li u và tìm ki m v trí cế ị ủa những dữ

liệu này sau đó gửi yêu cầu dữ ệu đến server chứa dữ ệu (data server ) tương ứ li li ng

c n tìm ầ

Data server d li u ti n hành truy vữ ệ ế ấn lấy ra d li u c n thi t và tr d li u này ữ ệ ầ ế ả ữ ệ

v cho data exchange server ề

rải rác trên mạng Sắp xếp dữ ệu lại theo logic của yêu cầu dữ ệu,sau đó gửi trả li li

d li u v cho application server ữ ệ ề

Application server nh n dậ ữ ệ li u trả ề ừ v t các data exchange server và đưa chúng đến các hàm c n s d ng, x lý chúng tầ ử ụ ử ại đây và kết qu ả được tr v cho web ả ềserver

Web server nh n vậ ề ế k t quả ử x lý, thêm vào các ngữ ả c nh web (HTML, PHP ) để có th hi n th ể ể ị được trên trình duy t và cu i cùng g i tr k t qu v cho ệ ố ử ả ế ả ềtrình duyệt dướ ại d ng các trang web

Client side được dùng để hi n th k t qu ể ị ế ả đến cho người dùng, nh n các đi u ậ ề

 Server side

Server side có nhi m vệ ụ lưu trữ ữ ệ d li u không gian, x lý tính toán và trử ả ề ế v k t quả(dướ ại d ng hi n th ể ị được) cho client side

9

server sử ụ d ng nghi thức HTTP để giao tiếp với trình duyệt web ở phía client Tất

thông dịch và sau đó gọi các chức năng của ứng d ng thông qua các giao tiụ ếp mạng như MAPI, Winsock, namped pipe…

c u l y d liầ ấ ữ ệu đến clearinghouse

Data server: Data server là phần cơ bản của hầ ết các hệ ốu h th ng thông tin với

để qu n lý d li u thu c tính Ngày nay có nhi u s n ph m và gi i pháp ph n m m ả ữ ệ ộ ề ả ẩ ả ầ ềthay th qu n lý d u không gian và thu c tính mế để ả ữliệ ộ ột cách chung nhất

Ví d : ụ

Nhìn chung các cơ sở ữ ệ d li u s dử ụng đều là các cơ sở ữ ệ d li u quan h , và ệtrong tương lai sẽ thay th bế ằng cơ sở ữ ệu hướng đối tượng như Clearinghouse d liClearinghouse được s dử ụng để ch a d li u v d liứ ữ ệ ề ữ ệu không gian được qu n lý ảbởi các data server Clearinghouse đóng vai trò như một cuốn catalog, clearinghouse tìm kiếm trong catalog này để tìm d li u c n ữ ệ ầ

Có 2 chi n thu t lế ậ ựa chọn, tương ứng v i 2 ki u tri n khai, ki u thớ ể ể ể ứ nh ập ất ttrung công việc chủ ế y u cho phía server, kiểu kia ngược lại tập trung công việc cho phía client

1.1.4.1 Kiến trúc hướng server

“theo yêu cầu” b i mở ột server đủ ạ m nh, server này sẽ truy cập dữ ệ li u và phần m m ề

c n thiầ ết để ử x lý d li u ữ ệ

để ch y GIS trong m t m ng c c bạ ộ ạ ụ ộ Trong đó, máy client cấu hình không đòi hỏi

không được c u hình m nh và vi c truy n d li u l n qua m ng Internet s gây ấ ạ ệ ề ữ ệ ớ ạ ẽnhi u khó kề hăn.

Cũng với server m nh, vi c phân tích, x lý các chạ ệ ử ức năng GIS sẽ được ti n ếhành nhanh và không đòi hỏi quá nhi u ề ở người dùng s am hi u ự ể

Kiểm soát được các thao tác của người dùng (chủ ế y u là đơn giản) trên dữ ệu li

và luôn đảm bảo người dùng nh n k t qu ậ ế ả đúng từ ữ ệ d li u (do phía client không

ph i x lý nhi u) ả ử ề

Khó khăn

l n, t t c ớ ấ ả đều gử ềi v phía server, và server x lý xong l i g i tr v cho client thông ử ạ ử ả ềqua đường truy n trên m ng ề ạ

truyền mạng Internet giữa server và client Nhất là khi mà kết quả ả ề ải mang tr v phchuy n nh ng file l ể ữ ớn

lý trên máy client Ch y u client ch x lý g i yêu c u và hi n th k t qu ủ ế ỉ ử ử ầ ể ị ế ả đáp ứng

11

Nhìn chung, chi n thu t này áp d ng t t nh t cho các ng d ng WebGIS ế ậ ụ ố ấ ứ ụ

kh ả năng xử lý GIS trên các máy người dùng

1.1.4.2 Kiến trúc hướng client

Thay vì để server làm quá nhi u vi c, m t s chề ệ ộ ố ức năng xử lý GIS s ẽ được đưa về phía máy người dùng, và tại đây sẽ có m t ph n d liộ ầ ữ ệu được x lý ử

Có 2 dạng triển khai chi n thuế ật client side như sau:

- GIS Applet được phân phối đến Client khi có yêu c u ầ

GIS Applet và Plug-in cố đị ở nh Client

Các thu n lậ ợi và khó khăn của chiến thuật này

Thu n lậ ợi

T n d ng sậ ụ ức mạnh x ử lý trên máy người dùng

Người dùng được quyền điều khi n trong quá trình phân tích d li u ể ữ ệ

Khi server g i dử ữ ệ li u c n thi t vầ ế ề, người dùng có th làm viể ệc vớ ữ ệi d li u này

mà không ph i gả ửi đi hay nhận v cái gì khác t m ng ề ừ ạ

12

1.1.4.3 Kiến trúc kết hợp

Áp d ng thu n túy 2 chi n dụ ầ ế ịch trên đều có những hạn chế ất định Đố nh i với

gian truyền giữa yêu cầu và hồi đáp Trong khi đó với client side lại phụ- thuộc vào

được đáp ứng

Kết hợp 2 chiến thuật cho ta một giải pháp “lai”, tận dụng được ưu điểm của 2

server x lý Nh ng công viử ữ ệc đòi hỏi người dùng có quyền điều khi n cao (thao tác ể

bản đồ, v.v ) được giao cho client Như vậy đòi hỏi thông tin về ấu hình của server c

và client cần được chia s cho nhau ẻ

server để ấ l y d li u ữ ệ

1.2 Giới thiệu chuẩn OGC

1.2.1 Tổng quan OGC

dựng các chuẩn m ở cho hệ thông tin địa lý ớ tinh thầ đồng tâm, tự v i n nguyện, phi

lợi nhuậ có tính toàn cầ Ngày nay, OGC là một tổ chức quốc tế ủa 438 công ty n u c(s liố ệu ngày 23/03/2012), các ổ chức chính phủ và các trường đại học tham gia t vào quá trình tìm tiếng nói chung để phát tri n các đ c tả ể ặ giao tiếp chuẩn mở ề ộ v n i dung và d ch v ị ụ không gian địa lý cho cộng đồng

nhà nước và các trung tâm nghiên cứu dưới nhiều hình thức khác nhau Việc tham gia vào OGC là cơ hộ ắi n m bắt được các xu th phát tri n c a công ngh ế ể ủ ệ GIS đồng

thời là nơi để nhận được các tư vấn, hỗ ợ ần thiết để ạch định các chính sách tr c hophát tri n GIS và các kinh nghi m quý báu tể ệ ừ các d ựán GIS trên toàn thế ớ gi i theo

13

giữa các hệ ố th ng khác nhau

các hệ th nố g thông tin địa lý có th ể tương tác được với nhau Các nhà phát tri n ể

trong các s n ph m và d ch vả ẩ ị ụ ủ c a mình B khung c a chu n OGC gộ ủ ẩ ồm các nhóm

sau:

- Cách thức chung th hiể ện Trái đất và các hiện tượng của nó dưới dạng số ọc h

d a trên ự cơ sở toán h c và khái ni m ọ ệ

- Mô hình chung để ự th c hiện những truy nhập, quản lý, thao tác, trình bày, và

chia s geodata gi a nh ng cẻ ữ ữ ộng đồng thông tin

- B ộ khung để ử ụ s d ng mô hình ữ liệu mở và mô hình dich vụ ở Open GIS d m

để ả gi i quy t vế ấn đề kh ả năng không hoạt động k t h p không ch v mế ợ ỉ ề ặt kĩ thuật

mà c v m t t ả ề ặ ổchức

Hình 1.6 Mô hình webGIS theo chuẩn OpenGIS

14

1.2.2 Lợi ích khi sử dụng chuẩn OGC

m m theo chu n này thì có nh ng tính ch t sau: ề ẩ ữ ấ

- Liên hợp: Chuẩn OGC cung cấp những giao di n chuệ ẩn đố ớ ữ ệu địi v i d li a lý

và nh ng dữ ịch v x ụ ử lý dữ ệu đị li a lý Những giao di n này hệ ỗ ợ tr trong nh ng hữ ệ

thống độc lập và ệ ốh th ng m ngạ : sự truy cậpd liữ ệu địa lý, những thao tác ử lý dữx

liệu địa lý khách/ch phân tán, thao tác d liủ ữ ệu địa lý ngang hàng phân tán

- H tr ỗ ợ trao đổi thông tin Đặc tả OpenGIS tối ưu hóa việc chia sẻ ữ ệu bên: d litrong m t cộ ộng đồng những người dùng và nh ng nhà s n xu t.ữ ả ấ

- Phố ế Đặ bi n : c tả OpenGIS cung c p nh ng ấ ữ phương tiện cho t t c các ứng ấ ả

giao di n và nh ng giao thệ ữ ức chuẩn

- Đáng tin cậy : X lý d liử ữ ệu địa lý phân tán yêu c u m t m c cao kh ầ ở ộ ứ ả năng điều khi n và s toàn v n c t OpenGIS cung c p m t khung công nghể ự ẹ Đặ ả ấ ộ ệ ỗ ợ h tr OpenGIS g n nhãn nhắ ững sơ đồ để đưa đế n cho những ngườ ử ụi s d ng phần mềm trên n n OpenGIS nh ng s bề ữ ự ảo đảm nhất định c a tính hoủ ạt động liên h p.ợ

- D s d ng: ễ ử ụ Phần mềm trên nề đặc tản OpenGIS s s dẽ ử ụng những quy tắc

và nh ng thữ ủ ụ t c chắc chắn và logic cho việc sử ụ d ng d liữ ệu địa lý và các dịch vụ

x ử lý thông tin Các quá trình xử lý phức tạp và không cần thiết ẽ được dấ nhằm s u

đảm bảo tính đơn giản và d dàng khi s d ng.ễ ử ụ

- Kh chuy n : ả ể Đặc tả OpenGIS là sự độc lậ đối vớp i môi trường phần mềm,

n n t ng ph n c ng và mề ả ầ ứ ạng, do đó quá trình phát triển đa dạng và linh động

- Hợp tác Đặc tả : OpenGIS h tr ỗ ợ tính toán dùng chung và những tài nguyên

ngh thông tin khác.ệ

- Biến đổi được : Phần mềm trên nề Đặc tản OpenGIS thường gồm có những thành ph n phầ ần mềm x ửlý d ng pluginạ có thể đượ ấc c u hình cho b t kì ng d ng ấ ứ ụ

• Viết phần mềm để truy cập dữ liệu địa lý

• Viết phần mềm để truy cập xử lý thông tin địa lý

• Sửa đổi những ứng dụng theo nhu cầu người dùng cụ thể, tích hợp phi không gian và không gian

• Chọn một môi trường phát triển

• Cung cấp những ứng dụng trên những nền tảng đa dạng

• Sử dụng lại mã xử lý thông tin địa lý

- Đối với nhà quản thông tin linh hoạt hơn đối với:lý

• Truy cập và / hoặc phân phối geodata

• Cung cấp những khả năng xử lý thông tin địa lý tới những khách hàng

• Tích hợp ữ liệu địa lý và sự xử lý vào một kiến trúc tính toán liên hợpd

• Chọn những nền thích hợp kiểu máy tính cá nhân, kiểu máy chủ, và - kiểunền tính toán phân tán ( CORBA, OLE / COM, DCE, ….)

• Phù hợp với người dùng với những công cụ xử lý thông tin địa lý đúng (và được địng cỡ đúng)

16

• Sự truy nhập thời gian thực tới một hệ thống vũ trụ thông tin địa lý lớn rộng hơn so với hệ thống vũ trụ thông tin địa lý có thể truy cập ngày nay

• Nhiều ứng dụng hơn (với những middleware và tài liệu hỗn hợp) khai thác thông tin địa lý

• Những khả năng làm việc với những kiểu geodata và định dạng khác nhau bên trong một môi trường ứng dụng đơn và dòng công việc ( workflow ) liên tục , mà không quan tâm đến chi tiết của những kiểu và những định dạng này

1.2.3 Đặc tả trừu tượng OGC

Chuẩn OGC được xây dựng trên nền tảng các đặc tả ừu tượng (Abstract trSpecification) Hay nói cách khác các đặ ả ừu tược t tr ng là các khái ni m n n t ng ệ ề ả

để xây d ng các chu n OGC Do cùng tham chiự ẩ ếu đựa trên các đặ ả ừu tược t tr ng nên các chuẩn OGC đều có th ể tương tác được giữa các nhánh và các hệ ố th ng x lý ửkhông gian Đặ ảc t OGC cung c p các mô hình tham chi u cho s phát tri n các ấ ế ự ể

- Mô hình d liữ ệu địa lý: ậ ợlà t p h p chung và ph bi n nhổ ế ững kiểu thông tin địa lý

cơ bản có th ể đượ ử ụng để ậc s d l p mô hình d liữ ệu địa lý

những kiểu định nghĩa đồ ọ ị h a đa lý trong ô hình ữ ệu địa lý mở ung cấp m d li , c

nh ng kh ữ ả năng chia sẻ ữ ệu đị d li a lý bên trong nh ng cữ ộng đồng người dùng

GIS trong cùng m t ộ mô hình để ế l p thi t ậ cho cộng đồng, những người xây dựng

d liữ ệu địa lý và người dùng chia sẻ ững định nghĩa đặc tính địa lý nh chung Giúp dể dàng lập danh m c, chia sụ ẻ nh ng tậ ữ ệ tương thích vớữ p d li u i nh ng ữđịnh nghĩa đó m t cách chính xác tộ ối ưu và hiệu qu Cho ví d , nhả ụ ững kĩ sư,

mô tả đặc điểm các kiểu đất khác nhau theo nh ng m c tiêu nghữ ụ ề nghiệp khác nhau Nh ng mô hình cữ ộng đồng thông tin định nghĩa một sơ đồ nhằm tự độ ng biên d ch gi a nh ng t ị ữ ữ ừ điển đặc tính địa lý khác nhau

17

Đặ ả ừu tược t tr ng OGC được chia thành 12 nhóm:

d ng hình h c ạ ọ

không gian mà nhờ đó các đặc tính liên hệ ớ v i các vị trí trên Trái đất theo quy

tắc đo đạc

không gian địa lý đến nh ng t a đ nh, t a đ quét, và nh ng h th ng tham ữ ọ ộ ả ọ ộ ữ ệ ốchi u gián tiế ếp mà không được tìm thấy trong các văn bản đo đạc

- Nhóm 4: Stored Functions and Interpolation : Nhóm này cần thiết để ỗ ợ h tr cho

x ạ theo thứ ự “từ t ” và “đến” một không gian tọ ộa đ toán học thì được gọi là Phạm vi vùng ph ủ

tâm cơ bản v vi c x lý và trình diề ệ ử ễn thông tin không gian địa lý

v viề ệc xử lý và trình diễn thông tin không gian địa lý

s d ng nh ng hình nh s cử ụ ữ ả ố ủa Trái đất

nh ng quan h giữ ệ ữa các đặc tính

tin cao mà không liên k t m nh m v i nhế ạ ẽ ớ ững vấn đề không gian địa lý

t c th i c nh ng hành vi truy vứ ờ ả ữ ấn và kích thước có th ểchấp nhận được

việc cài đặt những dịch vụ để truy cập, quản lý, thao tác, biểu diễn, và chia sẻ geodata gi a nh ng cữ ữ ộng đồng thông tin

18

nh ng ph n còn lữ ầ ại được tập trung trên không gian địa lý chia s ẻ

5, 9 có n i dung lý thuy t thông tin cao mà không liên k t mộ ế ế ạnh m v i nh ng ẽ ớ ữ

vấn đề không gian địa lý

M i liên h giố ệ ữa các nhóm:

1.2.4 Các c huẩn OGC

sung thêm các chuẩn mở trên nền web Hiện nay chuẩn OGC có hơn 40 chuẩn

19

- GeoAPI Implemenation Specification

- GeoSPARQL - A Geographic Query Language for RDF Data

- Geography Markup Language

(GeoXACML)

- KML

- Location Service (OpenLS)

- OGC network Common Data Forum (netCDF)

- Observations and Measurements

- Open GeoSMS Standard

- Ordering Services Framework for Earth Observation Products

- PUCK

- SWE Common Data Model

- SWE Service Model, Sensor Model Language

- Sensor Observation Service

- Sensor Planning Service

- Simple Features CORBA

- Simple Features OLE/COM

- Web Coverage Processing Service

- Web Map Tile Service

- Web Processing Service

20

- Web Service Common

Trong các chuẩn đó, ba chuẩn dịch vụ truy cập thông tin địa lý mang tính

d ch v Web cị ụ ủa tổ chức OGC

được s d ng r t nhi u nh m cung c p các d ch v bi u diử ụ ấ ề ằ ấ ị ụ ể ễn các thông tin địa lý ra

ảnh bản đồ và truy v n các d liấ ữ ệu địa lý đó

21

Chương 2 WEB MAP SERVICE

WMS là m t trong nhộ ững đặc tả đầu tiên c a OGC và hiủ ện nay được sử ụ d ng

rất rộng rãi trong các hệ ố th ng WebGis WMS có khả năng tạo ra và hiển thị ản đồ b

t nhiừ ều nguồn dữ ệu đa dạng và khác nhau Bản đồ được tạo ra dưới dạng các ả li nh chuẩn như SVG (Scalable Vector Graphic), PNG (Portal Network Graphic), GIF(Graphic Interchange Format), JPEG(Joint Photographics Expert Group),…

điệp yêu cầu đến WMS Server và hi n th k t qu tr v Không giệ ị ế ả ả ề ống như WFS cho phép ch n lọ ựa đối tượng cụ ể để ả ề dướ th tr v i d ng GML mà không quan tâm ạ

đến cách th c trình bày d liứ ữ ệu như thế nào, WMS cho phép ngườ ử ụi s d ng hi n th ệ ị

theo ý mu n là SLD (Styled Layer Descriptor) SLD mô tố ả các đối tượng dưới dạng các ký hi u ệ

GetMap(bắt buộc): Yêu cầu GetMap trả ề ột bả ồ v m n đ dưới dạ ảnh (ảng nh

bản đồ) trong một phạm vi địa lý và theo các tham s ố được định nghĩa cụ th ể

GetCapabilities (bắt buộc): Yêu cầu GetCapabilities trả ề các siêu dữ ệu v li

th phể ục vụ, các tham s mà Web Map Server có th nh n ố ể ậ

GetFeatureInfo (tu ỳ chọn): Yêu cầu GetFeatureInfo trả ề thông tin về đối v tượng địa lý c th ụ ể được hi n th trên b n đ N u m t Web Map Server h tr d ch ể ị ả ồ ế ộ ỗ ợ ị

v ụnày thì bả ồn đ mà nó trả ề được gọi là bản đồ có khả năng truy vấn thông tin và v

cách thêm vào URL các tham số ch ỉ ra m t v trí (X,Y) và sộ ị ố đối tượng có thể ả ề tr v thông tin

22

2.2 Các thành phần cơ sở

2.2.1 Đánh số và thỏa thuận phiên bản

2.2.1.1 Cách thức đánh số phiên bản

vượt quá 99 Mỗi đặ ả OWS được đánh số độ ậc t c l p

2.2.1.2 Thay đổi phiên bản

Mỗi một bộ ố phiên bản của một đặc tả ẽ được đánh số ại tương ứng với s s l

m i lỗ ần thay đổi đặc tả đó Bộ ố s này s ẽ được tăng đều và v n không nhiẫ ều hơn ba

s nguyên Có th ố ểcác lần tăng sẽ không liên t c nhau ụ

S ố phiên bản xuất hiện trong ít nhất hai chỗ: mộ ở trong tài liệu Capabilitiest XML mô tả ị dch v , và m t trong danh sách tham sụ ộ ố ủ c a câu request yêu c u dầ ịch

v ụ do client gửi Mỗi dịch vụ có thể ỗ ợ h tr nhiều phiên bản, và mỗi client có thể

phiên b n trong danh sách tham sả ố ủ c a câu request này phải được dịch vụ đó hỗ ợ tr ,

nếu không client sẽ ến hành thỏa thuận với dịch vụ để chọn ra phiên bản đặc tả ti phù h p N u không th a thuợ ế ỏ ận được thì sẽ ngừng liên l c Quá trình th a thuạ ỏ ận được th c hi n qua ự ệ phương thức GetCapabilities và tuân theo qui t c sau: ắ

client gửi m t request GetCapabilities d ch vộ ị ụ ẽ s xem phiên b n này có phù hả ợp với phiên bản trong đặc tả hay không, n u không sế ẽ ế ti n hành thỏa thuận để đạt được phiên b n phù h p N u trong request không có sả ợ ế ố phiên bản thì server sẽ đáp ứng

l i v i phiên b n cao nh t mà nó hi u ạ ớ ả ấ ể

Vi c th a thu n phiên bệ ỏ ậ ản được ti n hành theo trình t sau: ế ự

này

phiên b n cao nhả ất nhỏ hơn phiên bản này

23

h tr thì server s gỗ ợ ẽ ửi lại phiên b n nh ả ỏnhất mà nó h tr ỗ ợ

3a)N u client v n không hiế ẫ ểu phiên bản m i mà server mớ ới gử ại l i, thì nó ho c ặ

là ng ng liên lừ ạc với server ho c là gặ ửi lạ ội m t request mới với phiên b n mà clientả

phiên bản client đã yêu cầu)

không hi u thì nó sể ẽ ử g ạ ội l i m t request mới với phiên bản lớn hơn phiên bản server

đã gửi

Việc thỏa thuận cứ ếp diễn cho đến khi cả hai đều hiểu được phiên bản thỏ ti a thu n hoậ ặc đến khi client quyết định ng ng liên lừ ạc với server

Ví dụ 1: Server hiểu các phiên b n 1, 2, 4, 5 và 8 Client hiả ểu các phiên bản 1,

3, 4, 6 và 7 Client yêu cầu phiên bản 7 Server trả ề phiên bản 5 Client gử ại yêu v i l

cầu khác với phiên bản 4 Server trả ề phiên bản 4, client đồng ý và kết thúc quá v

định dạng

số

Bảng 2.1.Các ký tự quy ước trong câu HTTP GET URL

24

s t o nên m t câu request hố để ạ ộ ợp lệ đế phương thứ n c

“?” Các tham s ốlà các cặp tên/giá tr và phân cách nhau b i d u “&” ị ở ấ

http://host[:port]/path?{name[=value]&}

2.2.2.2 HTTP POST

đường d n URLẫ Khi phương thức POST được s d ng, c u trúc yêu cử ụ ấ ầu như là

m t tài li u XML ộ ệ

2.2.3 Những quy tắc chung trong HTTP response

Khi nhậ đượn c một request hợp lệ ịch vụ ẽ ử, d s g i về ộ m t phản hồ tương ứi ng đúng với nh ng gì request yêu c u ng ai tr ữ ầ ọ ừ trường h p x y ra th a thu n phiên b n ợ ả ỏ ậ ảthì có th cho k t qu ể ế ảkhác

Khi nhận được một request không h p l , d ch vợ ệ ị ụ ẽ ử s g i về một ngo i biạ ệt

d v (Service Exception) ịch ụ

Các đối tượng tr v trong ph n h i ph i theo ki u MIME (Multipurpose ả ề ả ồ ả ểInternet Mail Extensions)

2.2.4 Những quy tắc về tham số trong câu request

 Tên tham s không phân biố ệt hoa thường

 Giá tr c a tham s có phân biị ủ ố ệt hoa thường

Tham s EXCEPTIONS ch ố ỉ ra định dạng để thông báo l i ỗ

Ngoài ra còn có m t s tham sộ ố ố khác như: Hệ quy chiếu, Hình chữ nhật bao, Chi u th i gianề ờ , độ cao,

2.2.6 Kết quả dịch vụ

Giá tr tr v c a môt request hị ả ề ủ ợp lệ ẽ tương ứ s ng v i kiớ ểu được yêu c u trong ầ

tham số FORMAT Trong môi trường HTTP, header kiểu nội dung của ản hồ ẽ

2.2.7 Ngoại lệ dịch vụ

Khi nhận được một request không hợp lệ ị, d ch vụ ẽ đưa ra mộ s t Ngo ệ ịại l d ch

v Ngoụ ại lệ này sẽ ải thích cho ứng dụng client hoặc người sử ụng biết lý do tại gi dsao request không hợp lệ

2.3 Các phương thức của WMS

2.3.1 Phương thức GetMap

a Ch ức năng

L y ấ ảnh bản đồ mà các tham số địa lý và chiều đã đượ ịnh nghĩa hợc đ p lệ Khi

nhận được một request GetMap, Map Server ho c là s ặ ẽ đáp ứng request này, ho c là ặ

s tung ra m t Ngo i l d ch v ẽ ộ ạ ệ ị ụ

26

b Yêu cầu (request )

web Ph n lẩ ớn các yêu cầu này được trả ờ l i bằng HTML c u thành lên m t trang ấ ộweb Tuy nhiên, m t k t qu có th là m t nh, ví d ộ ế ả ể ộ ả ụlà một đoạn HTML sau

<img src=”http://webmapping.mgis.psu.edu/images/header.gif”>

Đoạn HTML trên đơn là là yêu cầu m t nh đưộ ả ợc lưu trữ trên web server M t ộ

cho dù trông nó có v ẻphức tạp hơn

K t qu ế ả như sau trên trình duyệt:

Tham số request Bắt buộc/

được phân cách bởi dấu phẩy

trong request

chữ nhật bao theo đơn vị của SRS.

c Phản h ồ i (ph ả n h ồi)

Nếu quá trình ử lý yêu cầu từ Client không gặp lỗi bản đồ ết quả ẽ được trảx k s

v ề theo định dạng mà Client yêu cầu Nhưng nếu có một lỗi xảy ra, Server sẽ ửi trả g

v mề ột thông điệp lỗi được mã hoá b i XML v Client ở ề

Ví d , trong yêu cụ ầu dưới đây, yêu cầu đã bị sai trong tham số format (thi u ếchữ g) m t l i sau s đư c tr v : ộ ỗ ẽ ợ ả ề

< ServiceExceptionReport version = " 1.1.1 " >

< ServiceException code = " InvalidFormat " >