Để tài ứng dụng gis xây dựng bản Đồ cho các Điểm quán café aha quận cầu giấy

Với mục tiêu ứng dụng GIS trong việc cải thiện giao thông đô thị và pháttriển bền vững, chúng tôi đã chọn đề tài "Xây dựng bản đồ các điểm cho quáncoffe AHA công cộng ở quận Ba Đình" dướ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÁO CÁO MÔN HỌC HỆ THỐNG THÔNG TIN

KHÔNG GIAN

ĐỂ TÀI: ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CHO CÁC ĐIỂM

QUÁN CAFÉ AHA QUẬN CẦU GIẤY

Sinh viên thực hiện : LẠI QUANG MINH

NGUYỄN VĂN THUẬN Giảng viên hướng dẫn : ĐÀO NAM ANH

Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM

Hà Nội, tháng 10 năm 2024

PHIẾU CHẤM ĐIỂMSTT Họ và tên sinh viên Nội dung thực hiện Điểm Chữ ký

1 Lại Quang Minh

2 Nguyễn Văn Thuận

Giảng viên chấm 1:

Giảng viên chấm 2:

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỊA LÝ THÔNG TIN GIS 2

1.1 Khái niệm 2

1.2 Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý GIS 2

1.3 Chức năng của GIS: 3

1.4 Ứng dụng của GIS trong các ngành 5

1.4.1 Ứng dụng GIS trong môi trường 5

1.4.2 Ứng dụng GIS trong thủy văn 6

1.4.3 Ứng dụng GIS trong Nông nghiệp, quản lý đất đai 6

1.4.4 Ứng dụng GIS trong Dịch vụ tài chính 6

1.4.5 Ứng dụng GIS trong Y tế 6

1.4.6 Ứng dụng GIS cho Chính quyền địa phương 7

1.4.7 Ứng dụng GIS trong Giao thông 7

1.4.8 Ứng dụng GIS cho Các dịch vụ điện, nước, gas, điện thoại 7

1.5 Các công cụ và phần mềm GIS 8

1.6 Cách thức hoạt động của GIS trong việc xây dựng bản đồ 8

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ THU THẬP DỮ LIỆU 10

2.1 Khảo sát thực địa 10

2.2 Dữ liệu sử dụng 11

2.3 Phân tích dữ liệu 12

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ 13

3.1 Tải dữ liệu bản đồ 13

3.2 Thiết kế bản đồ 14

3.3 Triển khai bản đồ 15

3.3 Hiển thị bản đồ 16

CHƯƠNG 4: BẢN ĐỒ QUÁN COFFE AHA QUẬN CẦU GIẤY 17

4.1 Cài đặt 17

4.3 Code tạo bản đồ 18

4.4 Bản đồ tĩnh quán coffe AHA công cộng 20

4.5 Bản đồ tương tác quán coffe AHA công cộng 21

KẾT LUẬN 22

TÀI LIỆU THAM KHẢO 23

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1: 5 thành phần của GIS 3

Hình 1 2: Ứng dụng của GIS trong các ngành 5

Hình 3 1: Trang tải dữ liệu bản đồ 13

Hình 3 2: Thiết kế bản đồ 14

Hình 4 1: Bản đồ quận Ba Đình 17

Hình 4 2: Bản đồ tĩnh cho quán coffe AHA công cộng quận Ba Đình 20

Hình 4 3: Bản đồ tương tác trên html 21

LỜI MỞ ĐẦU

Trong bối cảnh công nghệ thông tin ngày càng phát triển và cuộc sống đô thịngày càng trở nên phức tạp, việc ứng dụng Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) để giảiquyết các vấn đề thực tiễn đã trở thành một lĩnh vực đầy hấp dẫn và thách thức chocác sinh viên và nhà nghiên cứu GIS không chỉ đơn thuần là công cụ quản lý dữliệu không gian, mà còn là một nghệ thuật kết hợp giữa công nghệ, khoa học và tưduy phân tích

Với mục tiêu ứng dụng GIS trong việc cải thiện giao thông đô thị và pháttriển bền vững, chúng tôi đã chọn đề tài "Xây dựng bản đồ các điểm cho quáncoffe AHA công cộng ở quận Ba Đình" dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Lê MạnhHùng, một chuyên gia trong lĩnh vực GIS và phân tích không gian

Dự án này không chỉ nhằm mục đích tạo ra một sản phẩm bản đồ hữu íchcho cộng đồng mà còn giúp chúng tôi áp dụng lý thuyết vào thực tiễn, từ việc thuthập dữ liệu, thiết kế bản đồ cho đến triển khai và hoàn thiện sản phẩm Qua quátrình học tập và làm việc, chúng tôi sẽ được tiếp cận các khái niệm GIS cơ bản,làm quen với các công cụ và phần mềm như QGIS và GeoServer, đồng thời rènluyện kỹ năng làm việc nhóm và khả năng giải quyết vấn đề

Chúng tôi hy vọng rằng, thông qua việc xây dựng bản đồ này, không chỉnâng cao kiến thức về GIS mà còn khám phá và phát triển niềm đam mê với lĩnhvực quản lý không gian đang ngày càng phát triển mạnh mẽ

Đặc biệt, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Đào Nam Anh,người đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt kiến thức, giúp chúng tôi không chỉtrong việc học tập mà còn trong việc phát triển kỹ năng và động lực để khám pháthế giới công nghệ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỊA LÝ THÔNG TIN GIS1.1 Khái niệm

Theo ESRI, tập đoàn nghiên cứu và phát triển các phần mềm GIS nổi tiếng, Hệthông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) là một tập hợp có tổ chức,bao gồm hệ thống phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu địa lý và con người,được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích, vàhiển thị tất cả các dạng thông tin liên quan đến vị trí địa lý

1.2 Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý GIS

 Phần cứng: bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại vi

 Phần mềm: là bộ não của hệ thống, phần mềm GIS rất đa dạng và có

 thể chia làm 3 nhóm (nhóm phần mềm quản đồ họa, nhóm phần mềm quảntrị bản đồ và nhóm phần mềm quản trị, phân tích không gian)

 Dữ liệu: bao gồm dữ liệu không gian (dữ liệu bản đồ) và dữ liệu thuộc tính(dữ liệu phi không gian) Dữ liệu không gian miêu tả vị trí địa lý của đốitượng trên bề mặt Trái đất Dữ liệu thuộc tính miêu tả các thông tin liênquan đến đối tượng, các thông tin này có thể được định lượng hay định tính

 Phương pháp: một phần quan trọng để đảm bảo sự hoạt động liên tục và cóhiệu quả của hệ thống phục vụ cho mục đích của người sử dụng

 Con người: Trong GIS, thành phần con người là thành phần quan trọng nhấtbởi con người tham gia vào mọi hoạt động của hệ thống GIS (từ việc xâydựng cơ sở dữ liệu, việc tìm kiếm, phân tích dữ liệu …) Có 2 nhóm ngườiquan trọng là người sử dụng và người quản lý GIS

1.3 Chức năng của GIS:

Hình 1 1: 5 thành phần của GIS

GIS có 5 chức năng chủ yếu:

 Thu thập dữ liệu: là công việc khó khăn và nặng nề nhất trong quá trình xâydựng một ứng dụng GIS Các dữ liệu được thu thập từ nhiều nguồn khácnhau như dữ liệu đo đạc từ thực địa, dữ liệu từ các loại bản đồ, dữ liệu thốngkê…

 Thao tác dữ liệu: vì các dữ liệu được thu thập từ nhiều nguồn có định dạngkhác nhau và có những trường hợp các dạng dữ liệu đòi hỏi được chuyểndạng và thao tác theo một số cách để tương thích với hệ thống Ví dụ: cácthông tin địa lý có giá trị biểu diễn khác nhau tại các tỷ lệ khác nhau (lớpdân cư trên bản đồ địa chính được thể hiện chi tiết hơn trong bản đồ địahình).Trước khi các thông tin này được tích hợp với nhau thì chúng phảiđược chuyển về cùng một tỷ lệ (cùng mức độ chi tiết hoặc mức độ chínhxác) Đây có thể chỉ là sự chuyển dạng tạm thời cho mục đích hiển thị hoặc

cố định cho yêu cầu phân tích

 Quản lý dữ liệu: là một chức năng quan trọng của tất cả các hệ thông tin địa

lý Hệ thống thông tin địa lý phải có khả năng điều khiển các dạng khácnhau của dữ liệu đồng thời quản lý hiệu quả một khối lượng lớn dữ liệu với

một trật tự rõ ràng Một yếu tố quan trọng của GIS là khả năng liên kết hệthống giữa việc tự động hóa bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu (sự liên kết giữa

dữ liệu không gian và thuộc tính của đối tượng) Các dữ liệu thông tin mô tảcho một đối tượng bất kỳ có thể liên hệ một cách hệ thống với vị trí khônggian của chúng Sự liên kết đó là một ưu thế nổi bật của việc vận hành GIS

 Hỏi đáp và phân tích dữ liệu: Khi đã xây dựng được một hệ thống cơ sở dữliệu GIS thì người dùng có thể hỏi các câu hỏi đơn giản như:

o Thông tin về thửa đất: Ai là chủ sở hữu của mảnh đất?, Thửa đất rộngbao nhiêu m2?

o Tìm đường đi ngắn nhất giữa hai vị trí A và B?

o Thống kê số lượng cây trồng trên tuyến phố?

o Hay xác định được mật độ diện tích trồng cây xanh trong khu vực đôthị?…

GIS cung cấp khả năng hỏi đáp, tìm kiếm, truy vấn đơn giản “chỉ nhấn và nhấn” vàcác công cụ phân tích dữ liệu không gian mạnh mẽ để cung cấp thông tin một cáchnhanh chóng, kịp thời, chính xác, hỗ trợ ra quyết định cho những nhà quản lý vàquy hoạch

 Hiển thị dữ liệu: GIS cho phép hiển thị dữ liệu tốt nhất dưới dạng bản đồhoặc biểu đồ Ngoài ra còn có thể xuất dữ liệu thuộc tính ra các bảng excel,tạo các bản báo cáo thống kê, hay tạo mô hình 3D, và nhiều dữ liệu khác

1.4 Ứng dụng của GIS trong các ngành.

Hình 1 2: Ứng dụng của GIS trong các ngành

Vì GIS được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không gian,

nó có rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển đô thị và môi trường tự nhiên như là:quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ thống công ích, lộtrình, nhân khẩu, bản đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả và bệnh tật Trong phần lớnlĩnh vực này, GIS đóng vai trò như là một công cụ hỗ trợ quyết định cho việc lập

kế hoạch hoạt động

1.4.1 Ứng dụng GIS trong môi trường

Theo những chuyên gia GIS kinh nghiệm nhất thì có rất nhiều ứng dụng đãphát triển trong những tổ chức quan tâm đến môi trường Với mức đơn giản nhấtthì người dùng sử dụng GIS để đánh giá môi trường, ví dụ như vị trí và thuộc tínhcủa cây rừng Ứng dụng GIS với mức phức tạp hơn là dùng khả năng phân tích củaGIS để mô hình hóa các tiến trình xói mòn đất sư lan truyền ô nhiễm trong môitrường khí hay nước, hoặc sự phản ứng của một lưu vực sông dưới sự ảnh hưởngcủa một trận mưa lớn Nếu những dữ liệu thu thập gắn liền với đối tượng vùng và

ứng dụng sử dụng các chức năng phân tích phức tạp thì mô hình dữ liệu dạng ảnh(raster) có khuynh hướng chiếm ưu thế

1.4.2 Ứng dụng GIS trong thủy văn.

Trong lĩnh vực này GIS được dùng như là một hệ thống đáp ứng nhanh,phục vụ chống thiên tai như lũ quét ở vùng hạ lưu, xác định tâm bão, dự đoán cácluồng chảy, xác định mức độ ngập lụt, từ đó đưa ra các biện pháp phòng chống kịpthời vì những ứng dụng này mang tính phân tích phức tạp nên mô hình dữ liệukhônggian dạng ảnh (raster)

1.4.3 Ứng dụng GIS trong Nông nghiệp, quản lý đất đai

Những ứng dụng đặc trưng: Guam sat thu hoạch, hệ thống quản lý đất đai,

dự báo về hàng hoá, nghiên cứu về đất trồng, kế hoạch tưới tiêu, kiểm tra nguồnnước

1.4.4 Ứng dụng GIS trong Dịch vụ tài chính

GIS được sử dụng trong lĩnh vực dịch vụ tài chính tương tự như là một ứngdụng đơn lẻ Nó đã từng được áp dụng cho việc xác định vị trí những chi nhánhmới của Ngân hàng Hiện nay việc sử dụng GIS đang tăng lên trong lĩnh vực này,

nó là một công cụ đánh giá rủi ro và mục đích bảo hiểm, xác định với độ chính xáccao hơn những khu vực có độ rủi ro lớn nhất hay thấp nhất Lĩnh vực này đòi hỏinhững dữ liệu cơ sở khác nhau như là hình thức vi phạm luật pháp, địa chất học,thời tiết và giá trị tài sản

1.4.5 Ứng dụng GIS trong Y tế

Ngoại trừ những ứng dụng đánh gía, quản lý mà GIS hay được dùng, GIScòn có thể áp dụng trong lĩnh vực y tế Ví dụ như, nó chỉ ra được lộ trình nhanhnhất giữa vị trí hiện tại của xe cấp cứu và bệnh nhân cần cấp cứu, dựa trên cơ sở dữliệu giao thông GIS cũng có thể được sử dụng như là một công cụ nghiên cứu dịchbệnh để phân tích nguyên nhân bộc phát và lây lan bệnh tật trong cộng đồng

1.4.6 Ứng dụng GIS cho Chính quyền địa phương

Chính quyền địa phương là một trong những lĩnh vực ứng dụng rộng lớnnhất của GIS, bởi vì đây là một tổ chức sử dụng dữ liệu không gian nhiều nhất Tất

cả các cơ quan của chính quyền địa phương có thể có lợi từ GIS GIS có thể được

sử dụng trong việc tìm kiếm và quản lý thửa đất, thay thế cho việc hồ sơ giấy tờhiện hành Nhà cầm quyền địa phương cũng có thể sử dụng GIS trong việc bảodưỡng nhà cửa và đường giao thông GIS còn được sử dụng trong các trung tâmđiều khiển và quản lý các tình huống khẩn cấp

1.4.7 Ứng dụng GIS trong Giao thông

GIS có khả năng ứng dụng đáng kể trong lĩnh vực vận tải Việc lập kế hoạch

và duy trì cở sở hạ tầng giao thông rõ ràng là một ứng dụng thiết thực, nhưng giờđây có sự quan tâm đến một lĩnh vực mới là ứng dụng định vị trong vận tải hànghải, và hải đồ điện tử Loại hình đặc trưng này đòi hỏi sự hỗ trợ của GIS

1.4.8 Ứng dụng GIS cho Các dịch vụ điện, nước, gas, điện thoại

Những công ty trong lĩnh vực này là những người dùng GIS linh hoạt nhất,GIS được dùng để xây dựng những cơ sở dữ liệu là cái thường là nhân tố của chiếnlược công nghệ thông tin của các công ty trong lĩnh vự này Dữ liệu vecto thườngđược dùng trong các lĩnh vực này những ứng dụng lớn nhất trong lĩnh vực này làAutomated Mapping và Facility Management (AM-FM) AM-FM được dùng đểquản lý các đặc điểm và vị trí của các cáp, valve Những ứng dụng này đòi hỏinhững bản đồ số với độ chính xác cao Một tổ chức dù có nhiệm vụ là lập kế hoạch

và bảo dưỡng mạng lưới vận chuyền hay là cung cấp các dịch vụ về nhân lực, hỗtrợ cho các chương trình an toàn công cộng và hỗ trợ trong các trường hợp khẩncấp, hoặc bảo vệ môi trường, thì công nghệ GIS luôn đóng vai trò cốt yếu bằngcách giúp cho việc quản lý và sử dụng thông tin địa lý một cách hiệu quả nhằm đápứng các yêu cầu hoạt động và mục đích chương trình của tổ chức đó

 GeoServer: GeoServer là một phần mềm mã nguồn mở cho phép chia sẻ và xuấtbản dữ liệu không gian trên web Nó hỗ trợ nhiều tiêu chuẩn của OGC (OpenGeospatial Consortium) và cho phép người dùng tạo dịch vụ WMS (Web MapService), WFS (Web Feature Service) để phục vụ dữ liệu không gian cho cácứng dụng web và di động.

 Thư viện Python: Một số thư viện Python phổ biến được sử dụng trong GIS baogồm:

o Geopandas: Thư viện này mở rộng Pandas, cho phép làm việc với dữ liệuđịa lý trong Python Geopandas hỗ trợ nhiều định dạng tệp và có thể được

sử dụng để phân tích không gian, lập bản đồ và xử lý dữ liệu địa lý

o Fiona: Thư viện này được sử dụng để đọc và ghi các tệp dữ liệu địa lý, hỗtrợ nhiều định dạng khác nhau

o Shapely: Thư viện này cung cấp các công cụ để thực hiện các phép toánhình học, như tính toán diện tích, chu vi, và kiểm tra giao nhau giữa cácđối tượng địa lý

1.6 Cách thức hoạt động của GIS trong việc xây dựng bản đồ

GIS hoạt động bằng cách tích hợp dữ liệu không gian với các thông tin thuộctính để tạo ra bản đồ có thể phân tích và trực quan hóa Quy trình xây dựng bản đồtrong GIS thường bao gồm các bước sau:

 Thu thập dữ liệu: Dữ liệu không gian có thể được thu thập từ nhiều nguồnkhác nhau, bao gồm khảo sát thực địa, dữ liệu vệ tinh, và các cơ sở dữ liệu

công cộng Dữ liệu này có thể là điểm (như vị trí các trạm cho quán), đường(như các tuyến đường giao thông), hoặc vùng (như các khu vực đô thị).

 Xử lý và quản lý dữ liệu: Dữ liệu thu thập được sẽ được xử lý và lưu trữtrong các hệ thống cơ sở dữ liệu Trong GIS, các dữ liệu không gian thườngđược lưu trữ dưới dạng các tệp vector hoặc raster Các công cụ GIS sẽ giúpchuyển đổi và tối ưu hóa dữ liệu để dễ dàng truy xuất và phân tích

 Phân tích dữ liệu: Sau khi dữ liệu được quản lý, GIS cung cấp nhiều công cụphân tích để khám phá mối quan hệ không gian Ví dụ, chúng tôi có thể sửdụng GIS để xác định khoảng cách từ các trạm cho quán coffe AHA đến cácđiểm du lịch nổi bật, từ đó đưa ra các khuyến nghị cho người dùng

 Tạo bản đồ: Cuối cùng, dữ liệu đã được phân tích sẽ được sử dụng để tạo rabản đồ GIS cho phép người dùng tùy chỉnh bản đồ với các lớp thông tinkhác nhau, như vị trí các trạm cho quán coffe AHA, đường phố, và các điểmtham quan Bản đồ này có thể được xuất bản dưới dạng bản đồ tĩnh hoặc bản

đồ tương tác trên web

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ THU THẬP DỮ LIỆU 2.1 Khảo sát thực địa

Để xây dựng bản đồ các điểm quán café AHA, chúng tôi đã tiến hành khảosát thực địa tại quận Cầu Giấy Quá trình khảo sát được thực hiện theo các bướcsau:

 Xác định địa điểm khảo sát: Trước tiên, nhóm nghiên cứu đã thực hiện

việc xác định các khu vực có mật độ cao của điểm quán cafe AHA Nhữngđịa điểm này bao gồm các mặt đường Phạm Văn Đồng và xung quanh Cầugiấy Chúng tôi đã sử dụng thông tin từ các nguồn trực tuyến như trêngoogle map và các tài liệu địa phương để lập danh sách các vị trí khả thi

 Lập kế hoạch khảo sát: Một kế hoạch chi tiết đã được xây dựng nhằm đảm

bảo tính hiệu quả trong quá trình khảo sát Kế hoạch này bao gồm:

o Thời gian khảo sát: Chọn thời gian khảo sát vào các buổi sáng hoặcchiều, khi hoạt động bán café nhất

o Công cụ cần thiết: Trang bị máy tính bảng hoặc smartphone có GPS,máy ảnh để ghi lại thông tin và hình ảnh

 Thực hiện khảo sát: Trong quá trình khảo sát, nhóm đã ghi lại vị trí của các

quán café AHA bằng cách sử dụng thiết bị GPS Đồng thời, chúng tôi cũngthu thập các thông tin chi tiết về từng quán café AHA, bao gồm:

o Tên và địa chỉ của các quán AHA: Cung cấp thông tin rõ ràng chongười dùng

o Số lượng đồ uống có sẵn: Ghi nhận số lượng đồ uống để đánh giá khảnăng phục vụ của từng quán

o Thời gian hoạt động của từng quán: Xác định thời gian mở cửa vàđóng cửa của từng quán, từ đó giúp người dùng dễ dàng lên kế hoạchcho việc mở bán

o Các dịch vụ bổ sung: Chẳng hạn như đặt đồ uống,và hỗ trợ kháchhàng