Luận văn thạc sĩ Bản đổ, viễn thám và hệ thống thông tin địa lý: Xây dựng Webatlas tỉnh Đồng Tháp phục vụ giảng dạy môn địa lý địa phương

Đặc biệt nếu bản đồ được thiết kế thành một hệ thốnglogic, nội dung của các bản đỗ trong hệ thống có khả năng bố sung thông tin chonhau, có sự thống nhất về cơ sở toán học, nội dung và b

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LAM TUYẾT HƯƠNG

XÂY DỰNG WEBATLAS TÍNH ĐÔNG THÁP PHỤC VỤ

GIẢNG DẠY MÔN ĐỊA LÝ ĐỊA PHƯƠNGChuyên ngành : Bản d6, viễn thám và hệ thông thông tin địa lý

Mã so: 60440214

LUẬN VÁN THẠC SĨ

TP HO CHI MINH, tháng 8 năm 2018

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Lê Minh Vĩnh ¿2 255552 £s£s£zs2Cán bộ cham nhận xét 1 : TS Phan Hiền Vũ + +sceE+E+e£eEeesererreesCán bộ cham nhận xét 2 : TS Trần Thái Bình 5s +s+s£+E+e£eE+ezezsed

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Truong Dai học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCMngày 16 thang 08 năm 2018

Thanh phan Hội đông đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi của Hội đông cham bảo vệ luận văn thạc si)

PGS TS Trần Trọng ĐứcTS Phan Hiền Vũ

TS Trần Thái Bình

TS Phan Thị Anh Thư

mn BP WO t TS Nguyén Truong NganXác nhận của Chu tịch Hội đồng đánh giá LV va Trưởng Khoa quan ly chuyên

ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa.

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRUONG KHOA KY THUẬT XÂY DỰNG

NHIEM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨHọ tên học viên: LAM TUYET HUONG MSHV: 1670206Ngày, tháng, năm sinh: 03/10/1987 Nơi sinh: Bến TreChuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thống thông tin địa lýMã số: 60440214I TÊN DE TÀI:

Xây dựng WebAtlas tỉnh Đông Tháp phục vụ giảng dạy môn Địa lý địa phươngNHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Tim hiểu quy trình xây dựng WebAtlas.- _ Biên tập, thiết kế nội dung cho một số bản đồ chuyên dé phục vụ giảng dạy

môn học địa lý địa phương tỉnh Đồng Tháp.- Nghiên cứu thiết kế, xây dựng hệ thông WebAtlas phục vụ giảng dạy môn

học địa lý địa phương bằng các phần mềm mã nguồn mở và các chuẩn traođối dữ liệu địa lý OGC.

Il NGÀY GIAO NHIEM VU : 04/09/2017HI NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VU: 17/06/2018IV CÁN BO HƯỚNG DAN : TS LE MINH VĨNH

Tp HCM, ngày thang năm 20

CÁN BỘ HƯỚNG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

CB HED

Trước tiên tôi xin chân thành cảm on cô hướng dẫn của tôi — cô Lê Minh Vinhđã hết sức kiên nhẫn và tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian hoàn thành luận văn; xincảm ơn các thầy cô trong bộ môn Dia tin học — Khoa Kỹ thuật Xây dựng đã tao điềukiện tốt nhất để tôi hoàn thành đề tài; xin cảm ơn cha mẹ, bạn bè, đồng nghiệp đã

động viên, giúp đỡ tôi vượt qua những giai đoạn khó khăn trong quá trình thực hiện

dé tài; xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tinh của các anh chị trong văn phòng đăng ký sửdụng đất TP Cao Lãnh, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Đồng Tháp đã giúp tôi cóđược dữ liệu dé làm dé tài; xin cảm ơn các anh chị trong cộng đồng mạng đã giúpđỡ tôi gỡ bỏ những khó khăn trong quá trình làm dé tài Mặc dù thường xuyên đauốm trong thời gian làm dé tài, nhưng tôi đã có găng hết sức dé không khỏi phụ lòngmọi người, đặc biệt là cô hướng dẫn, hi vọng cô sẽ cảm thấy không vất vả khi

hướng dân tôi làm đề tài Một lân nữa xin chân thành cảm ơn.

CBE“Pia ly dia phương” là một môn học trong chương trình dao tạo ngành Su

phạm địa ly, là một phần nội dung trong chương trình học địa lý ở trường phốthông Môn học này giúp học sinh, sinh viên có kiến thức về đặc điểm tự nhiên,

kinh tế xã hội nơi các em sinh sống Dạy và học địa lý cần có bản đồ và tài liệu liên

quan để tra cứu Hiện nay Đồng Tháp vẫn chưa có một bộ Atlas trên giấy hoặcAtlas bản điện tử dé giảng dạy Xuất phát từ nhu cầu đó, dé tài “Yay dung WebAtlastỉnh Đông Tháp phục vụ giảng dạy môn Địa lý địa phương” được thực hiện nhằmxây dựng các bản đồ mô tả đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội và đưa vào WebAtlasđể phục vụ người dạy và học dia ly địa phương tinh Đồng Tháp

Dựa trên các số liệu thu thập được về điều kiện tự nhiên (địa hình, lượngmua, tho nhưỡng ) và kinh tế xã hội (dân cư, kinh tế, du lịch ) các bản déchuyên dé tương ứng được thiết kế và biên tập với phần mềm QGIS, sau đó đưa vaoweb tạo thành WebAtlas của tỉnh Hệ thống WebAtlas trong dé tài có kiến trúc:

Client — Server — Database Phía Client sử dụng thư viện ham Javascript Openlayers

hỗ trợ hiển thị bản đồ, chức năng xem thông tin đối tượng cũng được xử lý bằng cáchàm sử dụng ngôn ngữ Javascript Phan mềm Apache được sử dụng làm webserver,phân mềm Geoserver được sử dụng làm mapserver, phía server ngôn ngữ lập trìnhPHP được sử dụng để xử lý các quá trình liên quan đến dữ liệu Phía Database dùng

hệ quản tri cơ sở dữ liệu PostgreSQL và PostGIS quản lý thông tin không gian vathuộc tính.

Sản phẩm đề tài là một WebAtlas cho phép người dùng tương tác với 29 bảnđỗ chuyên dé thông qua mạng internet theo các chức năng cơ bản (phóng to, thunhỏ, xem thông tin, truy vấn ) ngoài ra còn có bố sung các thông tin đa phương

tiện cho một số đối tượng như hình ảnh, văn bản, biểu dé, bảng biểu, phim ảnh Sản

phẩm góp phần cung cấp tư liệu và một phương thức mới cho giáo viên và học sinh/sinh viên tỉnh Đồng Tháp khi dạy và học môn hoc Dia lý địa phương WebAtlasđược xây dựng toàn bộ dựa trên các phan mềm mã nguồn mở nên chi phí xây dựngthấp, đảm bảo tính pháp lý khi triển khai, do đó có tính khả thi và thực tiễn

CBE)Local Geography is a course in the curriculum for Geography teachereducation as well as a module for Geography in high schools This subject providesstudents with natural and socioeconomic characteristics of their homeland.Teaching and learning Geography need maps and geographical documents Up tillnow, there is neither hard nor online copy of Dong Thap Atlas for teaching LocalGeography in this province Therefore, it is necessary to conduct research named“Designing Dong Thap WebAtlas for teaching Local Geography” to create aWebAtlas which contains a set of maps describing the natural and socioeconomicalcharacteristics of Dong Thap.

Based on data collection of natural conditions (terrain, precipitation, land )and socioeconomic conditions (population, economic, traveling, religion ), thecorresponding maps are designed and edited using QGIS software They areuploaded into WebAtlas This system has client-server database architecture Firstof all, on the client side, Javascript Openlayers library is used to support displayingmaps on web The information viewer function is made by using Javascript.Secondly, on the server side, webserver is Apache software and mapserver isGeoserver software Furthermore, PHP language program is chosen to handle dataon database Finally, database management system PostgreSQL/PostGIS is used tomanage geospatial and attribute data on the database side.

The result of this thesis is a WebAtlas that allows users to interact with 29thematic maps (natural and socioeconomical) through the Internet This systemincludes fundamental functions such as zooming in and out, viewing information,queries and allows users to view multimedia information of objects includingimages, documents, charts, graphs, videos WebAtlas offers materials and a newmethod for teaching and learning Local Geography in Dong Thap province Sincethis WebAtlas is built on open source software, the development cost is low, whichensuring the legal status and its feasibility.

Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của tôi, dưới sự giám sátvà hướng dẫn của cô Lê Minh Vĩnh Những số liệu trong các bảng biểu, thông tin từ

các hình ảnh phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được tác giả thu thập,

tong hop từ nhiều nguồn khác nhau va có ghi trích dẫn tài liệu tham khảo đúng quyđịnh Ngoài ra một số mã viết chương trình trong luận văn được tham khảo từ cáctác giả khác nhau cũng được ghi cụ thé trong luận văn và tài liệu tham khảo

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nội dung của luận văn này.

TP Hỗ Chí Minh, ngày 17 tháng 6 năm 2018

Tác giả

Lam Tuyét Huong

CB HED

Bang 2.1 Cac ky tự quy ước trong câu lệnh HTTP GET UEL - 21

Bang 3.1 Thiết kế nội dung trong nhóm chuyên đề hành chính 4]

Bang 3.2 Thiết kế nội dung trong nhóm chuyên dé tự nhiên - 42

Bảng 3.3 Thiết kế nội dung trong nhóm chuyên dé kinh té 2-55: 44Bang 3.4 Thiết kế nội dung trong nhóm chuyên dé văn hóa xã hội 46

Bang 3.5 Mô ta thong tin thuộc tính lớp huyện 2-55 ĂĂ S225 re 46Bang 3.6 Mô ta thong tin thuộc tính của Op Xã n9 eree 47Bang 3.7 Mô ta thong tin thuộc tính lớp sÔng << 1 35s 47Bang 3.8 Mô ta thong tin thuộc tính lớp kênh: - 2 << 555cc ess 47Bang 3.9 M6 tả thông tin thuộc tính lớp dân CU - 5-55 << << <<++sses+ 47Bang 3.10 Mô tả thông tin thuộc tính lớp đường giao thông -««<- 46Bang 3.11 Mô tả thong tin thuộc tính lớp ranh 8IỚI - 5555 5s s2 46Bang 3.12 Mô tả thông tin thuộc tính lớp địa hình (Raster) «- 48

Bảng 3.13 Mô tả thông tin thuộc tính lớp các loại đất (tỉnh) cccccesececa 48Bảng 3.14 Mô tả thông tin thuộc tính lớp các loại đất (huyện) 49

Bảng 3.15 Mô tả thông tin thuộc tính lớp các loại đất (XA) ccccccseeeersei 49Bang 3.16 Mô tả thông tin thuộc tính lớp lượng mưa mùa mưa - 49

Bang 3.17 M6 tả thông tin thuộc tính lớp lượng mưa mùa mưa (Raster) 50

Bang 3.18 Mô ta thông tin thuộc tính lớp lượng mưa mùa khô - 50

Bang 3.19 Mô ta thông tin thuộc tính lớp lượng mưa mua khô (Raster) 50

Bang 3.20 Mô ta thông tin thuộc tính lớp lượng mưa trung bình năm 50

Bang 3.21 Mô ta thông tin thuộc tính lớp lượng mua trung bình nam (Raster) 50

Bang 3.22 Mô tả thông tin thuộc tính bảng san xuất công nghiệp 51

Bang 3.23 Mô tả thông tin thuộc tính bang co cau các ngành kinh tế 51Bảng 3.24 Mô tả thông tin thuộc tính bảng sản xuất lúa -. -5-: 52

Bang 3.25 Mô tả thông tin thuộc tính bang chăn nuÔi - 55555555 s<2 52Bang 3.26 Mô ta thông tin thuộc tinh bang ngư nghi€p - - <<<- 52

Bang 3.28 Mô tả thông tin bảng sản xuất công nghiệp -5- 5525555: 53

Bang 3.29 Mô ta thông tin bang nông nghiỆp - 1 1 re 53Bang 3.30 Mô ta thông tin bang lâm nghiỆp 5 S9 ke 53Bang 3.31 Mô tả thông tin bảng ngư nghiỆp - 25 5< <1 12 1s kees 54

Bang 3.32 Mô tả thông tin thuộc tính lớp điểm du lich - 525555: 54

Bang 3.33 Mô tả thong tin thuộc tính lớp tôn g1áO << sc s2 54

Bang 3.34 Mô tả thông tin thuộc tính bảng dân số - 525555252 5sc5+2 55

Bang 3.35 Mô tả thông tin bảng du lỊCH G55 5511313935011 39535511 ke 55Bang 3.36 Mô tả thông tin danh sách người dùng 5 << «2 55

Bang 3.37 Nguồn gốc dữ liệu thu thập - +2 + 22+ £+x+xe£e+xzxerezeeree 56Bảng 3.38 Câu trúc bảng GEOMETRY_COLUMNS -55- 555cc csc5e2 76Bang 3.39 Câu trúc bảng SPATIAL _REF_SYS 5- 5552252 ccceseccerrsrree 76

Hình 2.1 Giao diện truy van các loại đất chính (“Haupt-Bodentyp”) và khả nănggiữ nước (“Wasserspeichervermégen”) trên phần mềm AGATIS - 7Hình 2.2 Đồ hình thung lũng Upper Engadin (Thụy Sỹ) vào mùa hè 8Hình 2.3 Một phan qua địa cau ảo được tích hợp vào Atlas -5-<¿ 9Hình 2.4 Giao diện tìm thông tin dựa vào từ khóa kết hợp với tương tác đồ họa 11Hình 2.5 Giao diện hệ thống T/A.SŒFP «<csSxSxSSkSvSkSEEEEEEEEE5EEE1 1111k 13

Hình 2.6 Giao diện WebAtlas tinh Bình Dương <2 14

Hình 2.7 Sơ đồ kiến trúc một WebGIS -cs- xxx 17Hình 2.8 Mô hình kiến trúc n-tier giữa các hệ thống ¿ - - 55 cscscs¿ 19Hình 2.9 Hình chữ nhật bao ngoài đối tượng hình học - «s2 22Hình 2.10 Tổ chức giao diện của GeoS€rVeT ¿+- + 2 2 2E £xzxresree, 27

Hình 2.11 Giao diện quản lý các lớp dữ liệu của Geoserver « 28

Hình 2.12 Ví dụ về độ tương phản trực quan trên bản đỒ 2 25552 35Hình 2.13 Ví dụ về mức độ dé đọc trên bản đồ ccccccereereerrrre 36Hình 2.14 Ví dụ về nguyên tắc làm nổi bật nội dung bản đồ - 37

Hình 2.15 Quy trình thành lập WebAtlas phục vụ giảng dạy môn học địa lý

địa phương tinh Đồng Tháp - ¿5 552522 1+ 2E EEEEEEEE5 E121 E1121 11112 e 39Hình 3.1 Quy trình xây dựng dữ liệu phục vụ hệ thống WebAtlas Đồng Tháp 57

Hình 3.2 Giao diện đăng ký hệ tọa độ cho ảnh quét - c5 ++++<**s*+ 58Hình 3.3 a) Dữ liệu không gian va thông tin thuộc tính của lớp huyén 59Hình 3.3 b) Dữ liệu không gian và thông tin thuộc tính của lớp xã 59Hình 3.4 Minh họa ký hiệu đường biên ØlỚI << 5 5S 11 ke 60

Hình 3.5 Các cấp đường giao thông sau khi thiết lập kiểu ký hiệu 6lHình 3.6 Các cấp điểm dân cư - - 52522 E222 E3 1 E5 3 12121111 1111111 ee, 61

Hình 3.7 Minh họa lớp ranh giới, giao thông và thủy hỆ - << << «<2 62Hình 3.8 Tai dữ liệu lượng mưa từ WorldC [im 5S ssss2 63

Hình 3.9 Kết quả hién thị lớp địa hình và lượng mưa trung bình năm 65

Hình 3.11 Lớp cơ cau kinh tẾ ¿+ SE +E+E+E+E2EEEEEE£EEEEEEEEEEE 1225111, 67Hình 3.12 Lớp sản xuất công nghiệp c.ccccccceccccsessssesescscssssesessssssesesesssesenssees 68

Hình 3.13 LOp Wa - (c1 111999011 11 1 vn 69Hình 3.14 Lớp chăn nuôÔi - - (<< 5 1 1199310101011 0 0n vn 70Hình 3.15 Lớp ngư nghi€p - (<< - G1100 vn 71Hình 3.16 Lớp lâm nghi€p - - - G00 ng vn 72

Hình 3.17 Lớp dân SỐ - + ¿6E S2 SE 2E9E£E9EEEE E191 5 1211151515111 115111111 e0 73

Hình 3.18 Lớp du lịch và lớp tôn giáo — ngưỡng - k2 74Hình 3.19 Tao Database mới trong PostgreSQL, -ĂS se 75Hình 3.20 Nap dữ liệu vào hệ quan tri co sở dữ liệu PostgreSQL — PostGIS 75Hình 3.21 Vi trí bảng SPATIAL REF SYS và bảng GEOMETRY_ COLUMNStrong cơ SO đữ lIỆU - nọ và 75

Hình 3.22 Một số lớp dữ liệu được nạp vào PostgreSQL/PostGIS 77Hình 4.1 Kiến trúc chung của hệ thong - - 2 2 52£+£2££££E+E+EzEz£rsrered 79Hình 4.2 Quy trình đăng nhập vào hệ thống - - 2 2 225+£+££z£szezesree, 81

Hình 4.3 Công cu Style Editor trén C€@OS€TVCT Ăn, 32

Hình 4.4 Rang buộc thé hiện đối tượng theo tỉ lệ - 2 2 2 25s+£+cs£zczzs¿ 83Hình 4.5 Rang buộc thé hiện đối tượng theo thuộc tính - 2 2 555552 83Hình 4.6 Sơ đồ xử lý yêu cau lay thông tin của đối tượng trên bản đồ 85

Hình 4.7 Quy trình đo khoảng cách/ diện tích trên màn hình client 86

Hình 5.1 Giao diện đăng nhập hệ thong ccecccccsesescscsessssesessscssesesesssessesesees 87

Hình 5.2 Giao diện chính của WebAtIAS cc ccccccssssssssseeeeccccceeeeeeesaeaeseeseeeeees 87

Hình 5.3 Xem thông tin co ban của đối tượng - - 2 2 2+s+s+cs£e£szezesree 88Hình 5.4 Xem thông tin chi tiết đối tượng - ¿2-5 + 2 2 2+E+E+£s££szeresree 88Hình 5.5 Xem hình ảnh đối tượng - - 2 22 E 2E £E+E£E£E+E£EE£E£ErEeEerrrerered 89Hình 5.6 Xem phim anh về đối tượng -¿- + - + 252 +*+E+E+E££E£E+EzEzEzrersrsred 89Hình 5.7 Hién thị ban đồ hành chính cấp tỉnh trên WebAtlas - 90Hình 5.8 Hién thị ban đồ hành chính cấp huyện trên WebAtlas - 90Hình 5.9 Ban đồ địa hình hiển thị trên WebA tlas - 2+2 < se xe se £eesesersed 91

Hinh 5.11 Ban dé lượng mua mùa mưa hiển thị trên WebAtlas - 92

Hình 5.12 Ban đồ lượng mưa trung bình năm hién thị trên WebAtlas 92

Hình 5.13 Bản đồ các loại đất cấp tỉnh hiển thị trên WebAtlas - 93

Hình 5.14 Bản đồ các loại đất cấp huyện hiển thị trên WebAtlas 93

Hình 5.15 Bản đồ các loại đất cấp xã hiển thị trên WebAtlas - 94

Hình 5.16 Bản đồ cơ cau kinh tế hiển thị trên WebAtlas - -. 94

Hình 5.17 Ban đồ sản xuất công nghiệp hién thị trên WebAtlas 95

Hình 5.18 Bản đồ sản xuất lúa hiển thị trên WebAtlas -.-cccccccccccre 96Hình 5.19 Bản đồ chăn nuôi hiển thị trên WebAtlas 655cc ssxsescsesed 96Hình 5.20 Bản đồ ngư nghiệp hiển thị trên WebAtlas ¿-5- 5+ +csccscs¿ 97Hình 5.21 Ban đồ lâm nghiệp hién thị trên WebAtlas ¿ -5- 2 c2 5s5s55¿ 97Hình 5.22 Xem biểu đồ cơ cau sản xuất trong nông nghiệp oo eee 98Hình 5.23 Bản đồ dân số hiển thị trên WebAtlas cc-ccccreereereerrrre 98Hình 5.24 Bản đồ du lịch hiển thị trên WebAtlas -cccccccceereerrrre 99Hình 5.25 Xem thông tin chi tiết điểm du lịch - 2 252552222 2£sz£z£zcze: 99Hình 5.26 Xem biểu đồ số lượt khách du lịch qua các năm -. - 100Hình 5.27 Xem thông tin chỉ tiết điểm cơ sở tôn giáo - - 2 5s s52 100

Hình 5.28 Xem hình ảnh chủa - G0010 101 0 999 90101 ng 101

Hình 5.29 Chức năng đo đạc trên bản d6 c.cccccccccsessescscscsssescsescssssssessseseesees 101Hình 5.30 Chú giải cho lớp ban đỗ các loại đất 5-5-5252 525scc+es£cscs2 102Hình 5.31 Chức năng tải ảnh trên hệ thống ¿-2- 5 252 22<+£+£z£zcecs2 102

Hình 5.32 Xem bài giảng môn hỌC - 5 11399953111 1 331k, 103

CHƯƠNG 1 MO ĐẦU 562tr h2 |1.1 Đặt vấn dG: - kh 111211 111121 HT HT TH ng |

1.2 Mục tiêu của nghiÊn CỨU: - G009 vn 2

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên CỨU: - + ¿- - + 252 SE2E+E+ESEE£E£E£EeEzEErkrkrerree 31.3.1 Đối tượng HghiÊH Cứ: 5-5 St SE 1111111111111 1111k 3

1.3.2 Phạm Vi nghiÊH CUUE cọ 31.4 Nội dung và phương pháp thực hi Ện: 2-5551 1 ree 3

1.5 Ý nghĩa thực tiễn của luận VẶN: -G- Gv 1S 19v H1 11 1g ng re 4CHUONG 2 TONG QUAN TINH HINH NGHIÊN CỨU - 52.1 Tình hình nghiên cứu trên thé GiGi eeceeesesesescsescesssssesesessssseseseeeens 5

2.2 Tình hình nghiên cứu trong TƯỚC: 5G 0 ng ke 13

2.3 Tổng quan về WebGIS: + + %5 +2 E123 111511 5211111151111 1111111111 cxe 152.3.1 Kiến trúc một Web: ce++cxc+rterterttrttrittrirkrirrrirrrerrieo 172.3.2 Một số chuẩn trao đổi dữ liệu địa ly theo chuẩn OGC: -: 19

2.3.2.1 Các khải niIỆm CƠ DAN? cà 202.3.2.2 Giới thiệu các đặc tả CUA (G”- < <c<ss<<<csssss+ 23

2.3.2.3 Giới thiệu một số chuẩn trao Abi Ait liệu: ccccccecsesesexsesez 23

2.3.3 MO tl Phi SCrver: G0 ọ 262.3.3.1 Mapserver — (T@O/(S©FVÓTFi c0 90000 và 262.3.3.2 Webserver — ÀDACÏ©- 990000 0n và 282.3.4 Mô ta phía Database — Hệ quan trị cơ sở dit liệu PostgreSQL/PostGIS:

2.4 Tổng quan về WebAtlas? ccccccscscccccscssscscssscssssescscsssssescssssssssescsesssssseseseens 332.4.1 Một số khái nÏỆHH: -ScctrhhtrhhtHhhTHhHHHH ưh 332.4.2 Nguyên tắc thiết kế bản đổ: - + ¿c5 SkSk St kEE4151515 1111111111111 ckrki 35

2.4.3 Cơ sở thành lập WebAtas: Gv, 37

2.4.3.1 Nguyên tắc xây dựng IWebAllds: c-ccc+c+csrsrererererrerered 372.4.3.2 Quy trình thiết ÑẾ: - - - + Set SE 1151211111111 11111111111 y6 38

2.5 Giới thiệu môn học Dia lý dia phương: - 55555 ss2 40

CHUONG 3 XÂY DUNG CÁC BAN ĐỎ - c SH Hee 413.1 Thiết kế nội dung chuyên dé cho các lớp đối tượng: - 5-5:4]3.1.1 Nhóm chuyên đề hành CHINN: veccccececesesesesvscscssssssssssssssesesesvssscscscseasavevsees 413.1.2 Nhóm chuyên để tự nhhiÊH: - SE SE kEE E4 5151511111111 EEEEEkrkrrki 423.1.3 Nhém chuyén Gé Kinh Ti nng.ộụ ỤŨỒ 433.1.4 Nhóm chuyên dé văn hóa xã NOI: vecescscscesesesesesssvsssssssessesssssesesesesssssessesees 45

3.2 Mô tả các lớp dữ liệu dùng cho WebAtas: TS x2 463.2.1 Nhóm hành ChÍHH- xế 463.2.2 NAOM tue aaaaa 4 48

4.2.1 Giao diện đăng NNGD: SG S0 ng, 304.2.2 Giao diện chính Cua trang YV€: c <c c0 vn 30

4.3 Thiết kế các chức năng của hệ thống: + ¿2 + E2 £E+E+E+Ezrrezerxee 81

4.3.1 Chatc năng AGN HỘ: ong ven 81

4.3.2 Chức năng hiển thị bản AO: ceccccscecssesesescsvssssssssssssssssssscsesvsssscscscscassescsees 824.3.2.1 Tạo lớp bản đồ với thư viện Openlayer's: cicccccccececsececssesssssseseseseeee 324.3.2.2 Su dung SLD định nghĩa kiểu thé hiện cho bản đồ: S2

4.3.2.3 TẠO CHU GIẢI: Ă.Ặ ng và85

4.3.2.4 Nhóm các nút và công cụ thao tác với bản đỗ: :-5-5- 854.3.3 Chức năng xem thông tin đối tượng trên bản AO? c-cccccssss¿ S64.3.4 Chức năng do đạc trên bản đ -.- << <Se Set SkckEEEEtrererrree, S6CHƯƠNG 5 KET QUA 5+2 tre 884.1 Giao diện đăng nhập hệ thống: - - + 2+2 2E+E+E2EE£E£E£EEEEEEEEEErErErrrree, 885.2 Giao diện xem thông tin các lớp bản đồ: veces ssesesssesssesesseseseesseeees 895.3 Các bản đồ chuyên dé: occ cscccecccscssscscssssscsesesesssscscscssscesessessetetsnseseseeess 90n7 nan cố 905.3.2 Bản đồ địa hÌHh: sét 915.3.3 Ban đô lượng mua trung bình từ tháng 11 đến tháng 4: 925.3.4 Ban đồ lượng mưa trung bình từ tháng 5 đến tháng 10: 935.3.5 Ban đồ lượng mưa trung Dinh HN: << <5 +k+k‡EEEeEeEererererees 935.3.6 Ban đô phân bố các loại đất cấp tỉnh: ¿55+ 5s cs+e+e+tsesrererereee 945.3.7 Ban đô phân bố các loại đất cấp ÏNHVỆH: - 5-5252 5<+<+e+esesrsrereceee 945.3.8 Bản đô phân bố các loại đất cấp Xã: - ¿5c ccccece+ectsrererrereee 955.3.9 Ban GO co COU Kinh 6: 08Nng u 955.3.10 Ban đô sản xuất công nghiỆD:: veeccccccecsccecscssessssssssssessssessssssssssesessssssseseess 968 177.76 75g 8n 965.3.12 Bản đô chăn nuÔÌ: sccstcthhthhtrhhkrhttrhhr kg 96NET 108.1 2/nnn ho 975.3.14 Bản đô sản xuất lâm HghhiỆD: veeccccccececcecscssssesssssssssssssesesssssssesesssssssseseseees 982Ÿ; 1.7.8.8 99

5.3.16 BOM GO AU ICH: veeccccccceseccscscssesesssssssssssssssssssssscsessscssssessssssssssescsvscsssseaeess 995.3.17 Ban đô tôn giáo — tin NQUONG? ceececcceccscecscsessssesssessssssessssssssesesssessseeseees 1015.4 Các chức năng hỗ trợ khác: ccceecccccssesescecsescsscsescscscsesscssecscsesesssessssesseees 1025.4.1 Do đạc trên bản AO: - 5-55: S311 111111121 1111 11111 ty 1025.4.2 Xem chú giải trên bản đÌỒ: - - c5 5151 EEEEEEEkEkrkrkrkrkrrkd 1035.4.3 Xuất bản đÌỔ: - 555k E313 11112151111111111111111211111 1111.011 103

5.4.4 Xem tài liỆU (AM ÑÍHHẢO- 5 ccc cv re 104

CHƯƠNG 6 KET LUẬN - 5-5521 1 E22 1212151215 1111 111111111111 rk 1056.1 Kết quả của để tài: -¿- - - S1 123 1115131111 112115 1111011111101 11 11011111 gre 1056.2 Ưu, nhược điểm của hệ thống: ¿2 - + +E+ESESEEEEEEEEEEEEEEkrkrkrkrkred 1056.2.1 Ut AiG: cecccsccccccccsccsssssssssscssssesessscsssssscsssssssucsescsssssscscsssssssscscsessssssscseaees 1056.2.2 Nhwoc Aiem RE 1066.3 Ý nghĩa của dé tài: - - «+ << St T1 E111 1515111111111 1111111111111 1e 1076.4 Hướng phát triển của dé tài: ¿- - - S1 3115 5151315111111 1 11k ckrkrki 107TÀI LIEU THAM KHHẢO G- <6 SE E9E9E2E St EềEE E8 Eề ve Egvgxgvceree 108PHU LUC 1 MỘT SỐ MÃ CHUONG TRÌNH MÔ TẢ NỘI DUNG CHUYỂN DETHEO CHUAN ĐỊNH DẠNG SLD 5-52 S225 E2 SE E E1 EEEEEEESErrkrrrrred 111PHU LUC 2 MOT SO MA CHƯƠNG TRINH ĐƯỢC SỬ DUNG TRONG QUATRINH THIET KE HE THONG uc cccccccccscssccececessseesecscececsevevscscecsesevevacececvavaceceees 117

CHUONG 1 MO DAU1.1 Đặt van đề:

Dia lý là một bộ môn đặc thù nam trên ranh giới giữa nhóm ngành khoa học tự

nhiên và nhóm ngành khoa học xã hội Theo F Aydin và H Kaya, mục đích của

việc giảng dạy môn dia lý là giúp cho người học hiểu biết về cuộc sống và các thànhphân của cuộc sống Người học được tìm hiểu đặc điểm của thé giới đang sống, vềhệ thống con người và các nhu cầu của con người, về giới hạn và quy mô của vũ trụ,về cách đáp ứng nhu cầu cuộc sống với nguồn tài nguyên bên vững, về môi trườngsống xung quanh [1] Dạy va học địa lý không thé thiếu ban đồ bởi nó là kho tàngtri thức, là công cụ đồng thời cũng là phương tiện giảng dạy và học tập địa lý, lịchsử ở các cấp học, bậc học [2] Đặc biệt nếu bản đồ được thiết kế thành một hệ thốnglogic, nội dung của các bản đỗ trong hệ thống có khả năng bố sung thông tin chonhau, có sự thống nhất về cơ sở toán học, nội dung và bố cục phù hợp với từng

chương trình cua từng bậc học, thi sẽ mang lại hiệu quả cao trong day và học dia lý.

Hệ thống bản đồ như vậy gọi là Atlas Việc thiết kế Atlas đáp ứng mục tiêu suphạm cũng là van dé được các nhà quản lý giáo dục quan tâm, vì thế mà các sảnphẩm Atlas ngày càng đa dạng đã ra đời nhằm tăng cường hiệu quả trong dạy vàhọc địa lý, phù hợp với các hình thức giảng dạy mới, phát huy tối đa tư duy sáng tạo

của người học.

Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, việc ứngdụng công nghệ thông tin vào công tác giảng dạy là điều phù hợp với xu thé tất yếu.Một nghiên cứu của Murat ATES về quan điểm của giáo viên địa lý khi dạy họctích hợp GIS [1] cho thấy, trong quá trình giảng dạy, càng có sự cập nhật phương

pháp mới và công nghệ mới thì hiệu quả giảng dạy càng cao Trong đó, các trường

học ở các nước phát triển của Bắc Mỹ và châu Âu đã tích hợp GIS (hệ thống thôngtin địa lý) vào chương trình giảng dạy địa lý Hệ thong thông tin dia lý hỗ trợ thuthập, quan ly dữ liệu, trình bay bản đồ theo các chủ dé va đặc biệt hỗ trợ các côngcụ phân tích dữ liệu từ đơn giản đến phức tạp Các trường học cho rang GIS là mộttrong những phương tiện hỗ trợ đặc lực trong dạy và học địa lý, nó là công cụ hiệuquả giúp tăng cường kỹ năng địa lý của người học bao gồm tư duy không gian, phân

tích và suy luận dựa trên dữ liệu không gian Việc người học học địa lý dưới dạng

các chuyên đề sử dụng GIS giúp họ trải nghiệm và tham gia vào các hoạt động trảinghiệm trên lớp hoặc ngoài thực địa mà không cần chi nhớ bài học một cách thụđộng [1] Tuy nhiên, việc tích hợp này cũng gặp nhiều khó khăn về cơ sở vật chất,sự phức tap của phần mềm GIS desktop làm cho công tác huan luyện giáo viên trởnên mat thời gian, trong khi họ chỉ ứng dụng một phần nhỏ dé đưa vào bài học trên

lớp [3] Atlas điện tử với giao diện thân thiện, dễ sử dụng, tích hợp các chức năng

của GIS là một lựa chọn cho những người không phải là chuyên gia về GIS, đặcbiệt là giáo viên địa lý Atlas điện tử có thé được lưu trữ trên CD-ROM hoặc đăngtải lên mạng internet (WebAtlas), đây là nguồn tư liệu học tập hết sức hữu ích đối

với người hoc dia lý.

Khi mang internet ngày càng trở nên pho biến, các WebAtlas cũng ra đời đápứng nhu cầu tra cứu bản đỗ trực tuyến WebAtlas ở Việt Nam cũng không phải làđiều mới mẻ, nhưng WebAtlas phục vụ giảng dạy địa lý thì vẫn còn rất ít, WebAtlasở nhiều địa phương còn chưa có Điều nay gây khó khăn không nhỏ đối với giáoviên nếu muốn dạy những nội dung liên quan đến địa ly địa phương Theo quy địnhcủa Bộ giáo dục và Đào tạo, trong chương trình môn địa lý ở pho thông, các hocsinh có khoảng l-5 tiết học về địa lý địa phương, mục đích để các em biết được khái

quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội — văn hóa của khu vực đang sinh sống

Đối với sinh viên ngành Dia lý cũng có một môn học riêng về địa phương, tìm hiểucác van dé về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội — văn hóa ở địa phương nơi các emsinh sống nhưng mức độ chi tiết hơn học sinh phố thông Một số nơi trong nướcnhư Bình Duong, Đồng Nai, Tây Nguyên đã có WebAtlas, nhưng Đồng Tháp thìchưa Do đó, đề tài “Xây dựng WebAtlas tỉnh Đông Tháp phục vụ giảng dạy mônĐịa lý địa phương” được thực hiện nhằm mục đích tăng cường hiệu quả giảng dạyđối với môn địa lý địa phương, tăng hứng thú học tập, khả năng tư duy không giancủa học sinh, sinh viên chuyên ngành địa lý tại tỉnh Đồng Tháp

1.2 Mục tiêu của nghiên cứu:

Tìm hiểu quy trình xây dựng Atlas và WebAtlas.Xây dựng một số ban đồ về tự nhiên, kinh tế, văn hóa, xã hội tỉnh Đồng Tháp

làm nội dung cho Atlas bằng phần mềm QGIS desktop.Xây dựng một hệ thống WebAtlas cho phép quản lý, truy cập và xem thông tinmột số bản đồ về tự nhiên, kinh tế, văn hóa, xã hội tỉnh Đồng Tháp băng công nghệmã nguồn mở.

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:1.3.1 Đối twong nghiên cứu:

Dé tài tập trung nghiên cứu quy trình xây dựng WebAtlas; cách thức xây dựngmột hệ thống WebAtlas với các tính năng tương tác với bản đồ và các công cụ hỗtrợ xem thông tin các đối tượng trên bản đồ dưới sự hỗ trợ của các đặc tả OGC

(Open Geospatial Consortium).1.3.2 Pham vi nghién cwu:

Do giới hạn về thời gian va dữ liệu, luận văn chỉ thực hiện xây dựng một sốlớp ban đồ, số liệu thống kê vao thời điểm năm 2016, cu thé là:

- Về tự nhiên: địa hình, lượng mưa, sông ngòi, các loại đất.- _ Về hành chính: hành chính, giao thông, sông ngòi chính, điểm dân cư.- Về kinh tế: giá trị sản xuất nông lâm ngư nghiệp, công nghiệp

- Về xã hội: các điểm du lịch, các cơ sở tôn giáo

1.4 Nội dung và phương pháp thực hiện:

Tìm hiểu nguyên tắc thiết kế bản đồ, Atlas, WebAtlas bằng cách thu thập cáctài liệu, phân tích và tong hợp các nội dung, từ đó lựa chọn quy trình thực hiện sé sửdụng trong dé tài

Xây dựng các bản dé chuyên dé làm nội dung cho Atlas:- Thu thập dữ liệu thứ cấp vé các điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội tỉnhĐồng Tháp phục vụ cho việc xây dựng các bản đồ chuyên đề trong Atlas.- Từ quy trình xây dung Atlas, trên cơ sở tham khảo một số Atlas hiện hành,dựa trên các dữ liệu thu thập từ nhiều nguồn khác nhau, sử dụng phương phápphân tích tong hợp tiễn hành phân tích thiết kế nội dung các bản đồ chuyên đề.- Nghiên cứu ứng dụng phần mềm mã nguồn mở QGIS desktop biên tập dữliệu thu thập được, thiết kế nội dung chuyên dé cho từng lớp bản đồ

- Nghiên cứu cách thức áp dụng phương pháp thé hiện nội dung chuyên dé

cho các lớp bản đồ thông qua chuẩn định dạng Styled Layer Descriptor.- Xây dựng hoàn chỉnh các ban đồ chuyên đề

Xây dựng WebAtlas:

- Thu thập tài liệu liên quan đến các van đề về kiến trúc web, WebGIS, cácđặc tả XML, GML, các chuẩn trao đối dữ liệu của OGC, phân tích lựa chọn

ngôn ngữ lập trình phía server, ngôn ngữ lập trình phía client, phân tích xây

dựng dữ liệu ban đâu.- Nghiên cứu cách thức tô chức dữ liệu trên hệ quản trị cơ sở dữ liệu

ham muôn học hỏi và tìm hiệu môn Dia lý đôi với học sinh, sinh viên.

CHUONG 2 TONG QUAN TINH HÌNH NGHIÊN CỨU

2.1 Tình hình nghiên cứu trên thé giới:Việc tích hợp GIS vào chương trình giảng dạy để tăng khả năng tư duy khônggian và khả năng đặt câu hỏi, giải quyết van dé khi học địa lý không còn là điều mớimẻ trên thế giới, nhất là các quốc gia phát triển Bởi vì việc sử dụng GIS là kháphức tạp với những đối tượng sử dụng không phải là chuyên gia, cần có thời gian

huấn luyện và tìm hiểu Trong khi đó, các Atlas đa phương tiện (multimedia atlases)

thân thiện dễ sử dụng lại thiếu các chức năng phân tích của GIS Chính vì thế, mộtsố nghiên cứu đã dé xuất việc tích hợp các chức năng phân tích của GIS vào cácAtlas đa phương tiện Một SỐ hướng tiếp cận trong việc tích hợp này được BarbaraSchneider phân tích khi đề cập đến các chức năng của GIS trong Atlas đa phương

tiện [4] như sau:

“+ Thứ nhất là đưa các chức năng đa phương tiện vào GIS (Multimedia inGIS) hay nói cách khác là mở rộng phần mềm GIS thương mại bổ sung các yếu tôđa phương tiện Lợi thế của cách tiếp cận này là các chức năng của GIS cũng nhưcau trúc lưu trữ dữ liệu thuộc tính va dữ liệu không gian được xây dựng sẵn tronghệ thống [5,6] Một vài Atlas đa phương tiện quốc gia cũng dựa trên nên tảng này,ví dụ như PC-Atlas của Thụy Điền [7.8]

s* Thứ hai là bố sung các chức năng của GIS vào Atlas đa phương tiện (GIS inMultimedia), ưu tiên phát triển các Atlas đa phương tiện cao cấp Loại hình này cốgăng tích hop chức năng của GIS với các hệ thống biên tập các yếu tố đa phươngtiện và có sự linh hoạt hơn Giao diện của người dùng có thể được thiết kế độc lậpvới hệ thống GIS Hơn nữa, các chức năng ban đồ va GIS có thé được đặt riêng biệtdé đáp ứng từng nhu cau cụ thé của người dùng không phải là chuyên gia Dù cónhiều ưu điểm như vậy, nhưng hướng tiếp cập nảy cũng có mặt hạn chế, bởi nó cầnnhiều người để hoàn thành hệ thống nó cũng không hỗ trợ các cau trúc dữ liệu décó được bản đồ chất lượng cao và các chức năng cua GIS [4] Trên thực tế, ở hầuhết các Atlas đa phương tiện hiện đại như Atlas quốc gia cua Áo, Đức, Mỹ cho chấtlượng hiển thị rất tốt nhưng lại thiếu đi các chức năng của GIS trừ các chức năng đolường, truy van va chong lớp đơn giản [9,10,11]

s* Thứ ba là kết hợp GIS và Atlas đa phương tiện (GIS and MultimediaCartography) với cau trúc dữ liệu không chỉ cho phép hién thị bản đồ một cách tốiưu mà còn cung cấp các chức năng bản đồ và các chức năng cơ bản của GIS Đây lahướng tiếp cán mà tác gia hướng tới nhằm tạo ra một WebAtlas có hỗ trợ một sốchức năng của GIS như truy van, tìm kiếm, chong lớp

Từ hướng tiếp cận thứ ba, trong bài báo “GIS Functionality in MultimediaAtlases: Spatial Analysis for Everyone”, Barbara Schneider cũng đề xuất một phanmềm mang tên AGAIS (Analytical Geographic Atlas Information System) với mục

đích hoàn thiện phiên ban thứ hai cua Atlas Thuy Sỹ [4] Trước tiên, tác gia bai bao

tìm hiểu các loại chức năng của GIS để chọn ra các chức năng phù hợp với Atlas đaphương tiện Đó là những chức năng không phụ thuộc vào cấu trúc dữ liệu, khôngđòi hỏi bất kỳ kiến thức về khái niệm không gian trừu tượng và cũng dễ dàng nambắt Một vài chức năng trong số đó bị loại trừ như tạo vùng đệm (buffer), tạo hànhlang (corridor) vì chúng không có ý nghĩa đối với các bản đồ tỉ lệ nhỏ có quy môquốc gia, chức năng thống kê đa biến cũng không cần thiết vì nó quá phức tạp Cuốicùng, tác giả đề xuất bộ bảy chức năng của GIS phù hợp với Atlas đa phương tiệnđược triển khai trong phần mềm AGAIS bao gồm:

s* Truy vấn cơ sở dữ liệu: truy van theo thuộc tính (thematic boolean queries),truy van theo mối quan hệ không gian (topological queries), tdi phân loại

như đã đề cập Dữ liệu được sử dụng để phát triển phần mềm là dữ liệu số về thổnhưỡng của Thụy Sỹ với đầy đủ thông tin thuộc tính về loại đất, các chỉ tiêu đánhgiá đất Dữ liệu không gian được lưu trữ dưới dạng các tập tin bản đỗ đa phươngtiện (multimedia map file) với cau trúc dữ liệu theo kiểu spaghetti Dữ liệu thuộctính được lưu trữ băng hệ quan tri cơ sở dữ liệu chuẩn, được nạp và xử lý băng cácmodules bản đồ đa phương tiện (multimedia map extension) AGAIS là phan mềmđược thiết kế để cài đặt trên desktop, các phiên bản tiếp theo được tác giả đề xuấtđưa lên web, tăng cường các chức năng GIS trên dữ liệu dạng điểm, dữ liệu rastervà các chức năng 3D Hình 2.1 minh họa giao diện truy vấn các loại đất chính vàkhả năng giữ nước của đất trên phan mềm AGAIS.

new

B N Gewisser

'ở'| Sødlunqen und Verkehr` Haupt-@đentyp 6rlindigkeit Steingehalt Fe { Kantonsgrenian

-/ Braunerde see fhách kein » Bozirksqrenzen

fiF2anIseher Mieshoden tief hoch

Frosspeden sehr tief salir wich

Reld£ira

Rolhuoán®

extrem gering sehr gerne

sehr goring gering

œring tmè3$Íg

massig gutWasserdurchléssigkeit Yernéssungsgrad

stark gehemmt kein

gehemient tief

schwach gehernrnt mittel

for tat hoch

lỳb#f/nñ+3\9

Abtragen( HekiassierungÑ Kartenvergleich

: / { í _" ¿ Varschneidung

i / _—— = { - A " Statistik

= fe —— == | , (fe.

[ ' sổ 2⁄2 = |i =

Hình 2.1 Giao diện truy van các loại đất chính (“Haupt-Bodentyp”) va khả nang giữ

nước (Wasserspeichervermögen”) trên phan mêm AGAIS [4]

Một nghiên cứu khác dé cập đến việc thay thế Atlas bản in bang Atlas nên

web ở Thụy Sỹ thông qua dự án “Swiss World Atlas interactive” [12] Đây là dự án

của Viện bản đồ ở ETH Zurich từ năm 2005 Phiên bản đầu tiên của Atlas này đượccông bố vào tháng 10 năm 2010 và được truy cập miễn phí thông qua ứng dụng

web Bên cạnh các lớp bản đô địa hình và bản đô chuyên đề ở các câp khác nhau

như thành phó, quốc gia, lục địa hoặc thế giới, “Swiss World Atlas interactive”

cung cấp các công cụ hién thị bố sung như đồ hình dang khối (block diagram), môhình quả địa cầu (virtual ølobe) và các mô hình minh họa khác Hầu hết các bản đồtrong phiên bản in đều được đưa vào WebAtlas Hệ thống cho phép truy cập hàngchục ban đỗ cùng lúc Điểm sáng tạo trong hệ thông Atlas này là các đồ hình dạngkhối mô phỏng độ lỗi lõm của bề mặt địa hình Sự kết hợp mô hình độ cao số vớicác lớp bản đồ chuyên đề cùng khu vực làm cho người dùng có thể hình dung rõ

ràng hơn sự hiện diện của các hiện tượng tự nhiên cũng như các công trình nhân

tạo Hình 2.2 là đồ hình mô tả lớp phủ bề mặt thung lũng khu vực Upper Engadin

(Thụy S¥) vào mùa hè.

Trong “Swiss World Atlas interactive”, một quả dia cầu ảo trong được tíchhợp vào Atlas Tuy nó ít phù hợp với các ban đồ ở tỉ lệ lớn cũng như các đô hình

dạng khói nhưng lại phù hợp thé hiện các câu trúc hoặc hiện tượng trên quy mồ toàn

thế giới Hình 2.3 mô tả quả địa cầu ảo được đưa vào Atlas, thể hiện các vùng khíhậu và các đại dương, dòng biển nóng, dòng biển lạnh

Flaz ` : /MuottasMuradl CBlertna

Hình 2.2 Đồ hình thung lũng Upper Engadin (Thụy Sỹ) vào mùa hè [12]

Ngoài ra, WebAtlas này còn b6 sung thêm các mô hình động thay thế cho cácthông tin đồ họa tĩnh như mô hình hệ mặt trời, chuyển động tự quay quanh trục củaTrái Đất Những mô hình động trong WebAtlas này có thé kết hợp các thành phanchuyển động, thay đối hình dạng và các biểu đồ thể hiện số liệu thống kê hoặc cáchình thức thể hiện khác Những mô hình tương tác như thế giúp cho người học nângcao khả năng quan sát các chuyển động theo chu kỳ, tăng khả năng nhận thức cáccầu trúc cũng như quá trình phát triển của hiện tượng địa lý Các ký hiệu và chữ trêncác bản đồ trong Atlas cũng được thiết kế sao cho luôn phù hợp với mọi tỉ lệ khiphóng to hoặc thu nhỏ, sự tương phản về màu sắc giữa các lớp đối tượng cũng được

chú trọng sao cho đạt tính trực quan, dễ đọc

Về giao diện, hệ thống được thiết kế với các chức năng phù hợp với từng bậchọc, được chia làm ba nhóm chính Nhóm thứ nhất chứa các chức năng tim kiếm vàhiển thị, nhóm thứ hai chứa các chức năng trình bay các bản đồ chuyên dé và tươngtác với bản đồ, nhóm thứ ba là nhóm chức năng chung Vẻ mặt kỹ thuật, “SwissWorld Atlas interactive” được lập trình hoàn toàn bằng ngôn ngữ Java Khi ngườidùng mở trình duyệt web, phần mềm Atlas sẽ tiễn hành kiểm tra phiên bản Java trênmáy tính, nếu phiên bản không tương thích Java sẽ tự động được cập nhật lại Mô

hình quả dia cầu ảo được viết bang phần mềm nỗi tiếng của NASA World Wind

virtual globe.Mặc du chưa có tích hợp kha nang phan tích cua GIS nhưng do được phép

truy cập miễn phí thông qua mang internet nên “Swiss World Atlas interactive”

cũng được xem là tài liệu hữu ích cho giáo viên tích hợp vào bài giảng, bài kiểm tracho học sinh trên lớp đồng thời cũng là nguồn tài liệu để học sinh tự học ở nhà

Bai báo “A web Atlas for geographical education — new approaches and

implementation” lại dé xuất các hướng tiếp cập mới cho một hệ thống WebAtlasnhằm nâng cao tính hiệu quả của Atlas trong quá trình dạy học môn địa lý [13] Đólà kha năng đồng bộ các bản dé trong Atlas và tương tác với Atlas băng hệ thongcác từ khóa gợi ý Bài báo nêu hai ví dụ về cách mà phiên bản web làm cho Atlashoàn thiện giá tri cua nó đối với giáo viên và học sinh Ví dụ thứ nhất chỉ ra nhữngkhó khăn khi học sinh chưa có kinh nghiệm trong việc so sánh các bản đồ ở các tỉ lệkhác nhau Tác giả mô tả chức năng xem cùng một lúc hai hay nhiều bản đồ ở tỉ lệkhác nhau trong giới hạn của cửa số chứa bản đồ Chức năng này hỗ trợ cho sinhviên học cách so sánh các bản đồ ở tỉ lệ khác nhau và ước tính khoảng cách, nângcao kỹ năng phân tích suy đoán trên bản đồ Ví dụ thứ hai liên quan đến việc tìmkiếm thông tin trên bản đồ, thay vì dùng phương pháp thử và sai (trial-and-error) détìm kiếm vị trí trên bản đô, sinh viên có thé dùng các công cụ truy vẫn dé tìm thôngtin Atlas phiên bản web có những giao diện hỗ trợ truy van thông tin thuộc tínhcũng như các thông tin không gian, đồng thời còn có các từ khóa gợi ý cho nhữngsinh viên chưa có kinh nghiệm hoặc không nhớ chính xác từ khóa cần tìm là gì.Chức năng này giúp cho người học phát triển các chiến lược tìm kiếm thông tinthích hop, đây là một trong những yêu cau can thiết đối với việc dạy học địa lý Honnữa, người học có thể phát triển mô hình định hướng theo không gian bằng cáchnhập từ khóa gan với vị trí muốn tìm Hình 2.4 mô tả ví dụ tìm kiếm thông tin bangcách nhập từ khóa Kết quả tìm kiếm cho ra nhiều gợi ý và bản đồ kết quả thé hiện

khu vực mà người dùng chọn trên ban đô nhỏ.

2 SouthAmerice, Annual Rainfall -/0} xi

Fle Edit Atlases Maps View Toolbox Navigation History Window Help

— - a] Seo: † cd¿^{ Buenos Aires ÊMe»2»sesbs i] the query agen

> Santiago, Panama, Central America

| Santisao City: 20°09'N 75°40'W

— Mep Thema - Town 37°48'N 0*°46'vv

Santiago del Estero, Argentina, South America

| Annual Rairfall City 27°41'9 64"30'W

clear | card [[ Ẳœ | Ì

— SE Aughuái —~ = xj

415°07"¢" E, 2754636" N

Hình 2.4 Giao diện tim thông tin dựa vào từ khóa kết hợp với tương tác đồ họa [13]

Từ Atlas hỗ trợ giảng dạy trong phòng học, tác giả bài báo “A WebGIS-based

teaching assistant system for gegraphy field practice (TASGFP)” [14] đã đề xuấtmột hệ thống hỗ trợ day học địa lý trên nền WebGIS với các bài tập thực dia bênngoài lớp học Ddy cũng là ý trởng rất hay và có ích mà tác giả luận văn mongmuốn đưa vào hệ thông WebAtlas cua minh Boi thực hành thực dia trong dia lý làquá trình học tập đặc biệt, có tính toán nhằm tạo điều kiện cho người học có cơ hộiquan sát trực tiếp các hiện tượng tự nhiên và các đói tượng địa lý bên ngoài lớp học[15] Việc tham gia vào các hoạt động khảo sát thực địa giúp người học có thể tựlàm quen với các khái niệm cơ bản, liên hệ với phần lý thuyết đã học và các phươngpháp nghiên cứu co bản, trau dồi năng lực phân tích và giải quyết van dé một cáchđộc lập Các bài tập thực địa là sợi liên kết quan trọng giữa lý thuyết và thực tiễn[14] Hệ thống TASGFP có những đặc điểm như sau:

* Thành phan chính là dữ liệu bản đồ, một module kiểm soát các lớp, đượcdùng dé quản lý dữ liệu bản đồ theo yêu cầu của người dùng, ngoài ra còn có cácchức năng điều hướng cơ bản, xem thông tin đối tượng, tọa độ và chế độ xuất ra tập

tin ảnh.

* Thành phân tiếp theo là hệ thông quản lý các tài nguyên liên quan đến dữliệu không gian, mà cụ thé là các điểm có trong bài thực địa, các điểm này đượcđánh dau băng tọa độ GPS trên bản đô, mỗi điểm lại liên kết với các nội dung kiếnthức liên quan Các điểm thực địa được nhóm lại và tính toán khoảng cách sao chothuận tiện lập kế hoạch và mang lại hiệu quả cho các bài tập thực địa của người học.Về mặt kỹ thuật, hệ thống TASGFP được tích hợp các chức năng của GIS nhưthu thập, lưu trữ, tính toán, phân tích, quản lý và thể hiện dữ liệu địa ly Dé tién choviệc truy cập và tương tác khi di ra thực dia, hệ thong được thiết kế trên nền web.

Dữ liệu được lưu trữ và quản lý bởi hệ quản tri cơ sở dé liệu không gian ArcSDE.

TASGFP là một WebAtlas có thé được truy cập bang trình duyệt web hoặc ứngdụng Java web, người dùng truy cập vào hệ thống mà không can phải cai đặt bất cứphan mềm nào thêm nữa Nội dung bản đồ được mô tả bằng các tập tin XML, cácứng dụng được lập trình bằng ngôn ngữ Java xử lý và tính toán vị trí địa lý, mộtphan trong đó là thư viện ban dé phép chiếu PROJ.4 dùng cho việc đồng bộ các banđô Giao diện chính của Atlas được truy cập thông qua địa chỉ web Trên bản đồ nền

của hệ thong, các điểm thực địa gần nhau được gom lại thành nhóm, mỗi điểm thực

địa sẽ liên kết với các đoạn phim, hình ảnh và tập tin âm thanh có liên quan đếnhiện tượng địa lý tại đó Nội dung thực địa có thể theo tuyến hoặc theo điểm phụthuộc vào yêu cầu của giáo viên Hệ thống cũng cung cấp một chức năng đặc biệtgọi là roaming, dựa trên nên “street view map” Dọc theo các tuyến thực địa, cácđoạn phim liên tục được ghi lại ở chế độ đi bộ hoặc lái xe với tọa độ chính xác từGPS Hình 2.5 là giao diện của hệ thống

Hệ thống TASGFP được thiết kế cho cả sinh viên và giáo viên với các mức độtruy cập khác nhau, người quản tri có thể thực hiện các lệnh liên quan đến hệ thốngva dữ liệu như sửa đổi chức năng, cầu trúc hệ thống hoặc thao tác dữ liệu Trong khiđó, giáo viên có thé nhập dữ liệu còn sinh viên thì có thé truy van thông tin, tìmkiếm hình ảnh, đoạn phim vé diém thuc dia Hé thong cũng con một số hạn chế nhưchưa khai thác triệt để thông tin không gian, chưa tích hợp thống kê không gian vàphân tích không gian Các thông tin chủ yếu vẫn là dạng thông tin truyền thống

(hình anh, đoạn phim hay ghi âm), cũng chưa có một tiêu chuẩn nào dé thống nhấtdữ liệu từ các nguôn khác nhau, gây khó khăn cho người quản trị.

Hinh 2.5 Giao dién hé thống TASGFP [14|

2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước:

Ở Việt Nam, ngay từ thời phong kiến đã xuất hiện tập bản đồ đầu tiên thời vuaHồng Đức Giai đoạn Pháp thuộc, việc thành lập các bản đồ và Atlas chủ yếu dongười Pháp thực hiện nhằm phục vụ công tác điều tra, khai thác thuộc địa của họ.Hiện nay, nhiều địa phương trong cả nước cũng đã ứng dụng công nghệ GIS và kỹthuật bản đồ số để thành lập các Atlas điện tử: Atlas điện tử Bắc Ninh, Lào Cai,Đồng Nai, Lạng Sơn, Vĩnh Phúc nhằm phục vụ cho công tác quy hoạch và pháttriển kinh tế - xã hội của mỗi địa phương Các tập bản đồ phiên bản in cũng đã đượcxuất bản như: Atlas kinh tế xã hội Việt Nam, Atlas giao thong, Atlas hành chínhViệt Nam, Atlas lịch sử Việt Nam, Atlas thế gil

Hiện tại ở Việt Nam, WebAtlas đã không còn là khái niệm mới mẻ, nhiều địaphương cũng đã xây dựng hệ thống WebAtlas phục vụ tra cứu thông tin hoặc phụcvụ công tác quản lý Công trình đáng chú ý là đề tài cấp nhà nước của Viện địa lýtrong khuôn khổ Chương trình khoa học công nghệ trọng điểm cấp nhà nước‘Khoa học và Công nghệ phục vụ phat triển kinh tế - xã hội vùng Tây Nguyên” do

tiễn sĩ Nguyễn Đình Kỳ làm chủ nhiệm Đề tài đã xây dựng bộ cơ sở dữ liệu nền địa

lý toàn khu vực Tây Nguyên ở 4 tỷ lệ khác nhau (1:25000, 1:50000, 1:100000,

1:250000), bộ cơ sở dữ liệu GIS chuyên đề về tự nhiên, môi trường, kinh tế xã hội,Atlas điện tử tổng hợp vùng Tây Nguyên Atlas tổng hợp vùng Tây Nguyên đượcSở khoa học và công nghệ Lâm Đông tổ chức hội nghị chuyển giao vào ngày27/03/2017 cho các sở, ngành và các trường đại học, cao đăng trên địa bàn tỉnh[16] Day là nguồn tư liệu qui không những phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùngTây Nguyên mà còn có thể đưa vào giảng dạy địa lý ở các bậc học Giao diện Atlasđược xây dựng bằng ngôn ngữ HTML5, CSS3 và Jquery [17] Dé tai luận văn cũngtham khảo cách thức xây dựng và thiết cơ sở đữ liệu địa lý, thiết kế giao điện Atlastừ Atlas điện tử tông hợp vùng Tây Nguyên đề sản phẩm được hoàn thiện hơn

Đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng web Atlas quản lý hành chínhthành pho Hà Noi” — luận án tiễn sĩ của Bùi Ngọc Quý nghiên cứu co sở khoa họcxây dựng WebAtlas nói chung và WebAtlas quản lý hành chính thành phố Hà Nộinói riêng, cấu trúc của WebAtlas được xây dựng trên cơ sở sử dụng phần mềmMapXtreme, lần đầu tiên xây dựng WebAtlas hành chính Hà Nội với 29 bản đồ cácquận huyện, thị xã hỗ trợ công tác quản lý hành chính nhà nước [18] Dé tai này làtài liệu tham khảo rất hữu ích về cơ sở khoa học xây dựng WebAtlas, dù có sự khác

biệt vê nên tang công nghệ trong luận văn.

€ C | @ atlasbinhduong.gov.vn/MAP/BDT/Atlas/index.php W f3 a :

Atlas :NV tit DUIS

 f4 H8 tú £ m

DANH SÁCH BAN DO Fs

- |í#)

CHƯƠNG I: VỊ TRÍ ĐỊA LÝm CHUONG II: HANH CHÍNH ^N

@ Hành chính TP Thủ Dau Một Q t/\/ # 5 x

We - sao@ Hành chính thị xã Di An TG ` s.-

Nhi, 3008610841 Q -Šý H DAU TIEN < H.PHUGIAGY J

@ Hành chính thị xã Thuận An x 4 ' f

1

@ Hanh chính thi xã Bên Cát Hệ Leg mel

@ Hành chính thị xã Tân Uyên | | 2 Tả ft Ny oe

@ Hành chính huyện Bau Bang 4 Mã (cấy UYENS.

@ Hanh chính huyện Dầu Tiếng | Set CÁT, lân” TÊN id \

@ Hành chính huyện Phú Giáo 2 if TX TAN we

@ Hành chính huyện Bắc Tan U |? L ớ HU Ẩhuột Xem nhanh= = nh _ Cd

m CHUONG III: DIEU KIỆN TU NH @ ie eet >;

m CHUONG IV: DAN CƯ - LAO ĐỘI 8đ ` aay

m CHUONG VI: QUY HOẠCH a : water

Ngoài ra một số địa phương như Đồng Nai, Binh Duong, Vinh Phúc cũng đãcó WebAtlas phục vụ tra cứu thông tin kinh tế, xã hội, văn hóa, du lịch Hình 2.6 là

giao diện WebAtlas của tỉnh Bình Dương.

Những nghiên cứu trên cho thấy, WebAtlas là một bước tiễn mới cần hướngtới trong công nghệ thiết kế và xây dựng bản đồ, mặc dù không thé phủ định vai tròcủa ban đồ giấy, hoặc tập bản đồ ban in nhưng phiên ban Atlas trên web sẽ giúp chongười sử dụng có những tương tác tích cực với bản đồ nhiều hơn như khả năng thayđối tỉ lệ bản đồ nhanh chóng (phóng to, thu nhỏ), xem thông tin (thông tin thuộctính, đoạn phim, hình ảnh) của đối tượng chỉ bang một cú chạm, xem các thông tinchuyên đề khác nhau mà không phải lật trang, đo tính khoảng cách, chu vi diện tíchmột cách chính xác, tìm kiếm thông tin đối tượng dựa vào từ khóa gợi ý hoặc quanhệ không gian giữa đối tượng can tìm với các đối tượng xung quanh WebAtlas làmột xu thế tất yếu phù hợp với sự phát triển mạnh mẽ của thời đại công nghệ thôngtin, thời đại mà mạng lưới internet và các thiết bị truy cập ngày càng trở nên đa

dạng và phong phú.

2.3 Tổng quan về WebGIS:GIS (Geographic Information System) là một hệ thống thông tin áp dụng chodữ liệu địa lý, và được xem như là một hệ thống gom phan cung, phan mềm với cácchức năng được thiết kế dé thu thập, lưu trữ, truy vấn và biến đối, phân tích và théhiện dữ liệu tham chiếu đến vị trí trên mặt đất, nhằm hỗ trợ giải quyết các bài toán

quy hoạch và quản lý phức tạp [19].

WebGIS là hệ thống thông tin địa lý trên nền web Theo nghĩa hẹp, WebGISlà hệ thống thông tin địa lý sử dụng công nghệ web dé kết nối các thành phan lại vớinhau Kiến trúc đơn giản nhất của WebGIS là một hệ thong hai tang gồm một servervà một hay nhiều client Một hệ thống WebGIS không chỉ là những chương trìnhchạy trên máy tính mà quan trọng hơn là máy chủ có thể ở đâu đó trên mạngInternet, hoặc trên “đám mây” Đôi khi server và client có thể chạy trên cùng mộtmáy tính nhưng chúng thực sự là hai phân tách biệt nhau [20]

Ngày nay, các phân mềm GIS đã thé hiện được nhiều loại định dạng dữ liệu

không gian khác nhau và việc chuyên đôi giữa các dạng cũng trở nên dê dàng và

pho biến Tuy nhiên, không phải ai cũng có thé sử dung GIS một cách hiệu quả.WebGIS là một giải pháp có chi phí đầu tư thấp và dé dàng sử dụng dữ liệu khônggian đa chiêu, các công cụ xử lý cũng thân thiện hơn đối với người sử dụng Nhiềutổ chức cá nhân dang quan tâm đến việc xây dựng các bản dé và công cu xử lý bảndé mà không phải mat nhiều thời gian và có thé thực hiện thông qua môi trườnginternet Công nghệ web cho phép trình bày dữ liệu ban đồ trực quan Bang cáchthiết lập một webserver, máy khách có thể tạo ra các bản đồ Khi các bản đồ và cácbiéu đỗ được đăng tải trên mạng internet, những máy khách khác có thé nhìn thaycác cập nhật và truy cập rộng rãi qua mạng internet Người dùng internet có thé tiếpcận các ứng dụng GIS mà không can có kiến thức về GIS hay mua các phần mềmbản quyên.

Có nhiều cách để sử dụng các chức nang cua GIS trên nền web [21]:* Phương thức server side: cho phép người dùng lấy dữ liệu và thực hiện

các bài toán phân tích trên máy chủ Máy chủ thực hiện yêu cầu và gửi trảkết quả cho người dùng Với phương thức này, quá trình nhận kết quảtruy vấn có thé tốn thời gian, thêm vào đó nếu có phát sinh lỗi từ phía

server thì sẽ làm treo toàn bộ hệ thống

G

s* Phương thức client side: cho phép người dùng thực hiện các thao tác phântích trên dữ liệu tại máy của người dùng Tuy nhiên, các thao tác xử lý dữ

liệu có thể bị giới hạn do phụ thuộc nhiều vào hệ điều hành cũng như

trình duyệt trên máy của người dùng.

lv+* Phương thức kết hợp server và client: kết hợp hai phương thức trên dé tậndụng ưu điểm cũng như giảm thiểu khuyết điểm của từng loại Đối với

phương thức này, các tác vụ đòi hỏi sử dụng cơ sở dữ liệu hoặc các phépphân tích xử lý phức tạp sẽ được gán trên máy chủ, còn các tác vụ nhỏ sẽđược gán trên máy khách.

Hiện nay, công nghệ WebGIS được xây dựng trên cả hai loại phần mềm làphần mềm mã nguồn mở và phần mềm thương mại Các phần mềm mã nguồn mởđã có những bước tiễn mạnh mẽ trong những năm gần đây và từng bước trở thànhcông cụ hỗ trợ thiết thực cho người sử dụng Với việc sử dụng công nghệ WebGIS

mã nguồn mở, người sử dung không phải đặt mua va cai đặt các chương trình GIStrên máy tính mà có thé tiến hành phân tích, tính toán, lưu trữ, chia sẻ thông tinthông qua môi trường internet Ngoài ra, người dùng còn có thé xem xét cách thứchoạt động của phần mềm dé có thé hiệu chỉnh hay phát triển theo ý mình, có thé sửdụng dưới nhiều mục đích, với nhiều máy khác nhau hay phân phối lại theo ý muốn.Được xây dựng trên các hệ điều hành mã nguồn mo, dựa trên các cơ sở dtliệu, dịch vụ web và các kỹ thuật phát triển phần mềm hiện nay một số hệ thống mãnguồn mở đã tạo được chỗ đứng vững chắc trong lĩnh vực ứng dụng GIS Những hệthống nảy có thể là các hệ quản trị cơ sở dữ liệu không gian như PostGIS, môi

trường phân tích dữ liệu như GRASS, kỹ thuật máy chủ cho web như MapServer,Geoserver, Deegree, những công cụ cho máy trạm như MapBuilder, MapBenderhay những công cụ chuyên nghiệp cho máy desktop thông thường như gvGIS.

2.3.1 Kiến trúc một WebGIS:WebGIS có kiến trúc tương tự như kiến trúc client/server 3 tầng điển hình.Các nhiệm vụ địa xử lý được phân về phía server (máy chủ) và phía client (máykhách) Client thường là một trình duyệt web, còn server thường bao gồm mộtwebserver, phan mềm WebGIS và cơ sở dữ liệu (hình 2.7)

Server Middle ware Client

Truy van khong gian

> Web

Mapserver Webserver h WWW

< browserHtml, image, map

Spatial Database

Hình 2.7 Sơ đỗ kiến trúc một webGISKiến trúc 3 tầng được mô tả như sau:

s* Client (Presentation Tier): thường là một trình duyệt web như Internet

Explorer, Mozilla FireFox, dé mở các trang web theo một URL” định sẵn Cácứng dụng ở phía client có thể là một website, Applet, Flash được viết bằng công

nghệ chuẩn ma W3C đã chứng thực Phía client cũng có thé là một phần mềm ứng

dụng trên desktop như uDig, QuantumGIS, GrassGIS, ArcGIS

s* Server (Bussiness Tier): thường được tích hợp trong một webserver nào

đó, vi dụ như Apache, Tomcat, Internet Information Server Webserver tích hợp

với một ứng dụng bản đồ gọi là mapserver, như Geoserver, Mapserver, Mộtwebserver chủ yếu giữ chức năng tiếp nhận và phản hồi các yêu cầu (request) từweb browser theo phương thức truyền dữ liệu trên mạng HTTP Khi webservernhận được yêu cau từ phía Client, tiến hành lay dữ liệu từ cơ sở dữ liệu phíaDatabase (nếu có yêu câu), trình bày dữ liệu theo yêu cau đã được định nghĩa trướccủa phía Client và trả kết quả về Client Webserver trả kết quả về cho phía Clienttheo một giao diện web được cài đặt sẵn Tùy theo dạng client mà kết quả trả vềkhác nhau: có thé là một hình ảnh dang bitmap (hay jpeg, gif, png ) hay dạngvector được mã hóa như SVG, KML, GML Một khi dạng vector được trả về thìviệc trình bày hình ảnh bản đồ được đảm nhiệm bởi Client (thick client), thậm chíClient có thể xử lý một số bài toán không gian Thông thường các yêu cầu và kếtquả trả về đều theo chuẩn HTTP POST hoặc GET Nếu theo công nghệ WebService thì chúng có thé được mã hóa bằng các định dang XML” Mapserver là nơithực hiện các truy vẫn không gian, các bài toán phân tích không gian, tạo và trả bảndé theo yêu câu của phía Client

“+ Database (Data Tier): là nơi lưu trữ các cơ sở dữ liệu địa lý bao gồm các

dữ liệu không gian va phi không gian Các dữ liệu này được quan tri bởi các hệ sơsở dữ liệu như MS SQL Server, ESRI SDE, POSTGRESQL, ORACLE hoặc làcác file dữ liệu dạng các tập tin chứa dữ liệu như shapefile, tab, XML Các dữ liệu

này được thiết kế, cài đặt và xây dựng tùy theo quy trình riêng của từng cá nhân haytổ chức Tùy theo quy mô và yêu cầu của hệ thông mà công nghệ quản tri cơ sở dữliệu được lựa chọn cho phù hợp Cơ sở dữ liệu không gian sẽ được dùng để quản lýva truy xuất đữ liệu không gian, được đặt trên data server Dữ liệu không gian đượclưu trữ và duy trì tại những data server khác nhau Dựa trên những thành phần quản

2 World Wide Web Consutirum: chuẩn thiết kế web® Extension Markup Language: Ngôn ngữ tông quát dùng đề lưu trữ dữ liệu thông qua các thẻ có nghĩa

ly dữ liệu, ứng dung server và mô hình server dùng cho ứng dụng hệ thống dé tinhtoán thông tin không gian thông qua các hàm cụ thé Tat cả kết quả tính toán củaứng dụng server sẽ được gửi đến webserver để thêm vào các gói HTML, gửi chophía client va hién thi noi trinh duyét web.

Kiến trúc 3-tier là kiến trúc phổ biến được sử dung cho các ứng dụng web, tuynhiên, kiến trúc này đôi khi trở nên không linh hoạt và nặng nề trong quá trình vậnhành, thay vào đó, kiến trúc n-tier được phát triển và mở rộng cho các hệ thốngthông tin Kiến trúc n-tier thường được áp dụng cho các hệ thống phân tán, tức làcác hệ thống độc lập nhưng có khả năng liên kết với nhau thành một hệ thống lớnhơn (hình 2.8) Khả năng phân tán này chỉ có thể là phân tán các ứng dụng hoặc

phân tán cơ sở dữ liệu.

của các công nghệ khác, đặc biệt là công nghệ Webservice theo SOA

(Serviced-Oriented Architecture), có thé kế đến như các website dựa trên các dịch vụ củaGoogle hoặc các WebGIS theo chuẩn mở OGC (Open Geospatial Consortium)

2.3.2 Một số chuẩn trao đổi dữ liệu địa lý theo chuẩn OGC:Sự phát triển mạnh mẽ của các WebGIS hiện nay thúc day việc phố biến cáctiện ích của hệ thống thông tin địa lý rộng rãi đến mọi người và việc chia sẻ các cơsở đữ liệu (CSDL) nói chung và CSDL không gian nói riêng đã không còn là vấn đề

khó khăn Sự ra đời của WebGIS đã khắc phục được những hạn chế mà GIS truyềnthống mang lại như giá thành của CSDL, chuyển đôi định dạng dữ liệu giữa cácphân mềm, giá thành của phần mềm, van dé bản quyên, khả năng cập nhật và khaithác dữ liệu Tuy nhiên, trong quá trình phát triển không ngừng của WebGIS, thìquá trình phát triển định dạng dữ liệu độc quyên bởi các hãng phần mềm hay các tổchức khác nhau lại là trở ngại lớn Điều này có nghĩa là người sử dụng chỉ có thểtruy cập vào từng server dé lay thông tin dữ liệu của chính server đó và không thétích hợp các dữ liệu từ các server khác nhau Vấn dé “đồng vận hành”

(interoperability) được đặt ra.

Tổ chức Open Geospatial Consortium (OGC) là một tô chức nghiên cứu pháttriển về sự tích hợp các cơ sở đữ liệu địa lý mà không quan tâm đến dữ liệu nềnđược thực hiện bang phần mềm nào, giải quyết van dé “đông vận hành” cho cácđịnh dạng dữ liệu khác nhau từ các nguồn khác nhau OGC là tổ chức xây dựng cácchuẩn với tính chất đồng tâm, tự nguyện, có tính toàn cầu và phi lợi nhuận OGCdẫn dat việc phát triển các chuẩn cho các dịch vụ trên cơ sở vị trí và không gian địalý OGC hoạt động với chính quyên, các nhà công nghiệp GIS và các Viện nghiêncứu để tạo ra các giao tiếp ứng dụng mở cho các hệ thống thông tin địa lý và cáccông nghệ chính yếu khác có liên quan

2.3.2.1 Các khái niệm cơ ban:a URL (Uniform Resource Locator):

URL — định vi tài nguyên thống nhất là một dia chi do người dùng cung cấpdùng để truy cập đến vị trí một tài nguyên nào đó trên máy chủ URL cũng có thểhiểu đơn giản là địa chỉ web, tạo ra khả năng siêu liên kết giữa các trang web trênmạng internet Địa chỉ web bắt buộc phải là duy nhất [23]

Một URL cơ bản thường có 3 phan: phan giao thức (HTTP, FPT ), phần địachỉ máy chủ, phần đường dẫn đến nơi chứa tài nguyên Địa chỉ máy chủ thường làtên miền (domain name) hoặc địa chi IP kết nối với công (port) néu có

b Request:

HTTP cho phép giao tiếp giữa rất nhiều loại server/client với nhau, chủ yếuthông qua TCP/IP, tuy nhiên bat kỳ giao thức đáng tin cậy nào khác cũng có thé

được dùng Công giao tiếp chuẩn là 80, tuy nhiên có thé dùng bất kỳ công khác.Giao tiép giữa client và server dựa vào một cap request/response Client khởi taoHTTP request và nhận HTTP response từ server gửi về.

Khi trình duyệt web yêu cầu trang tài liệu với địa chỉ chứa trang tài liệu thìtrình duyệt web sẽ gửi lệnh yêu cầu đến máy chủ webserver thông qua giao thứcHTTP Tập lệnh yêu cầu của giao thức HTTP có thể bao gồm một số lệnh POST,

GET, HEAD, CONNECT

s* HTTP POST request: dùng dé chuyén dữ liệu lên cho máy chủCâu lệnh POST request sẽ đóng gói những tham số yêu cầu và chứa trong câulệnh request Khi câu lệnh được trình duyệt gửi đến máy chủ, máy chủ mở nó ra và

tìm dữ liệu được gửi kèm bên trong.

s* HTTP GET request: dùng dé lay dữ liệu từ máy chủDang tong quát của HTTP GET request như sau:

http://host{:port]/path?4name[=value |& }Ky tự quy ước trong câu lệnh HTTP GET request được m6 ta trong bang 2.1

Bang 2.1 Cac ky tự quy ước trong câu lệnh HTTP GET URL

Ký tự Ý nghĩa? Phân tách tiền tố URL và phần tham số trong câu lệnh HTTP GET URL& _ | Phân tách các tham số trong câu lệnh HTTP GET URL

= Phân tách tên và giá trị của tham số trong câu lệnh HTTP GET URL

Phân tách namespace va identifier trong tham số SRS, layer, format

; Phân tách giá tri riêng biệt cua các tham sô có nhiêu gia tri

/ Phân tách kiểu MIME và kiểu con trong giá trị tham số định dạngHTTP GET request thực chat là một tiền tố URL được gan vào các tham số détạo ra các câu lệnh hợp lệ gửi đến mapserver bên phía máy chủ Tiền tố URL baogồm tên giao thức, tên miễn, tên công, đường dẫn Các tham số bao gồm các cặptên tham số=giá trị và phân tách với nhau băng dau “&”

Đối với đặc tả WMS, các request sử dụng phương thức HTTP GET còn việc

sử dụng HTTP POST chưa được định nghĩa [24].

s%* Các tham số thường gặp trong câu lệnh HTTP request doi với đặc tả

WMS:

Trong câu lệnh request trên có các tham số sau:

- SERVICE: đặc tả được sử dụng trong câu lệnh (WMS).

- VERSION: số phiên bản của đặc tả WMS, giá trị của tham SỐ thường là mộtbộ 3 số nguyên dương cách nhau bởi dấu cham “.” dạng X.Y Z

- REQUEST: chỉ ra giao tác nào của đặc tả được thực hiện Gia tri của tham sỐ

này là tên của một trong các giao tác mà OGC đặc tả Dac ta WMS có các giaotác: GetMap, GetCapabilities, GetFeatureInfo.

- SRS (Spatial Reference System): dùng để chỉ định hệ quy chiếu mà đặc tảdùng dé hiền thị thông tin địa lý Giá trị của tham số này là một bộ giá trị baogôm tiền tố namespace (EPGS — European Petroleum Survey Group), một dauhai cham “:”, và một số hiệu đại diện cho hệ quy chiếu được sử dụng

- BBOX: dùng để xác định hình chữ nhật nhỏ nhất bao quanh đối tượng hình

học Các giá tri tọa độ của hình chữ nhật cho phép xác định phạm vi không

gian của đối tượng hình hoc Gia tri của các tham SỐ này là tập hợp 4 con sỐphân cách nhau bởi dau phẩy “.”, biểu diễn các giá trị minX, min Y, maxX,maxY của hình chữ nhật theo hệ quy chiều quy định trong tham số SRS (hình

kiểu định dang (format) trả về của response được mô ta trong tài liệu CapabilitiesXML Mỗi giao tác hỗ trợ các kiểu MIME trong danh sách định dạng quy định san.

2.3.2.2 Giới thiệu các đặc ta cua OGC:

Đặc tả (Specifications) cua tô chức OGC, được đăng ký bản quyền với tênOpenGIS®, là các tiêu chuẩn toàn cầu về các phần mềm định dạng kiến trúc, cungcấp một nên cơ sở về các hệ thống mở dé xử lý các dữ liệu không gian

Các đặc tả của OGC được chia thành 2 nhóm:

Các đặc tả tổng quát (hay còn gọi là các đặc tả trừu tượng — AbstractSpecifications) là những chuẩn quy định các nền tảng nham đảm bảo tính đồng vận

hành của các dữ liệu không gian.

s* Các đặc tả kỹ thuật (hay còn gọi là các đặc ta bồ sung — ImplementationSpecification) là các chuẩn cung cấp những kỹ thuật chi tiết và bố sung trong cáchthức xử lý thông tin Những chuẩn này tiện lợi và chi tiết hơn các đặc tả lý thuyết.Có thé kế đến một số chuẩn như :

- Geography Markup Language (GML) : một dạng mã hóa XML để truyền tảivà lưu trữ các thông tin địa lý, bao gồm cả hình thể và thuộc tính của đối

tượng địa lý.

- Web Map Service (WMS) hỗ trợ việc tạo và hiển thi các hình ảnh bản đồ

theo các định dạng đã được mồ tả trong tài liệu của đặc tả.- Styled Layer Descriptor (SLD) là một dang mã hóa của đặc ta WMS cho

phép ky hiệu hóa dữ liệu theo yêu cau người sử dụng.- Web Map Context Document (WMC) : đặc tả kết hợp với WMS nhằm chiđịnh một máy chủ nào đó có thé mô tả và cung cấp nội dung bản đô

2.3.2.3 Giới thiệu một số chuẩn trao đôi dit liệu:

a Web Map Server (WMS):Day là một trong những đặc ta cơ bản quan trọng do OGC đưa ra, trong đó

webserver trở thành Web Map Server có server cung cấp dịch vụ chia sẻ dữ liệu

Các hoạt động mà Client có thể thực hiện thông qua dịch vụ này gồm: trả về mô tả

các ban đồ, trả về bản dé, trả về các thông tin truy van trên bản đồ [24].Chuan này không áp dụng cho việc nhận dữ liệu thô - dữ liệu chưa xử ly dạng

thuộc tính hay không gian Web Map Server có khả năng tao ra và hiển thi ban đồtừ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau Các bản đồ được tạo ra dưới các định dạng ảnhnhư JPEG, PNG, GIF hoặc định dạng các thành phan vector như SVG, webCGM

WMS cung cấp ba giao tac co ban thực hiện các dich vu nói trên:

GetCapabilites, GetMap và GetFeatureInfo:

1) GetCapabilites ( bat buột): yêu cầu WMS server trả về danh sách các giaotác va các dịch vụ được cung cấp bởi máy chủ [24]

Một câu lệnh GetCapabilities điển hình sẽ có dạng như sau: http://www

example.com/wms?service=wms&version=1.1.1& request=GetCapabilities Trong

câu lệnh nay có ba tham số được truyền đến máy chủ WMS, service=wms,

version=1.1.1 và request=GetCapabilities Từ khóa service chỉ ra dich vụ nào đang

được gọi, từ khóa version dé cap dén phiên ban WMS được yêu cầu, từ khóa

request là nơi chỉ định thực hiện giao tác GetCapabilities.

2) GetMap ( bắt buột): cho phép CHent chỉ thị một loạt các server tạo ra cáclớp bản đồ với hệ quy chiếu, kích thước, tỷ lệ và hình học (dưới dạng pixel) Clientcó thể chồng lớp các bản đồ theo một trình tự mong muốn [24]

“* Get Map Request:

Câu lệnh Get Map yêu cau bản đồ bao gồm:- Tiền tố URL: hAttp:/Nocalhost/geoserver/thesis/wms.- Tiền tố và các tham số cách nhau bởi dẫu “3” các tham số cách nhau bởi dau“&”°, Các tham số dùng dé gọi bản đô:

+ service: xác định dich vụ WMS được gọi.+ version: phiên bản của dịch vụ được gọi.+ request: chỉ định thực thực hiện giao tác GetMap.

+ layers: chỉ ra các lớp bản đỗ nào được yêu cau.+ styles: chỉ ra kiểu thé hiện dùng cho lớp ban đồ, nếu tham số này không

có giá tri thì giá tri mặc định được đưa vào.

+ bbox: phạm vi bao quanh tối thiểu của khu vực hién thị bản đồ.+ width, heighf: kích thước khung bản đồ

+ srs=: hệ thống tham khảo toa độ không gian dùng cho lớp ban đồ