NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ WEBGIS VÀ XÂY DỰNG TRANG WEB DỰ BÁO THỜI TIẾT KHU VỰC NAM BỘ - 5 pdf

Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng Hình 1-34 Chia xẻ liệu GIS nhóm ứng dụng Bài toán chia sẻ liệu giải chuẩn trao đổi liệu WebGIS, tổ chức OGC định nghĩa 1.5.2 Giải pháp cho vấn đề chia sẻ liệu 1.5.2.1 Web Map Service / Server Đây chuẩn tổ chức OGC đưa Trong web server trở thành web map server có service phục vụ cho chia sẻ liệu Các hoạt động mà client thực thơng qua serivce gồm : nhận mô tả đồ, nhận đồ, thông tin truy vấn đặc điểm thể đồ Chuẩn không áp dụng cho việc nhận liệu thô (dữ liệu chưa xử lý dạng thuộc tính hay khơng gian) mà thường nhận ảnh đồ dạng đồ họa Những đồ thường tạo với định dạng PNG, GIF, JEPG dạng yếu tố đồ họa SVG (dạng XML) định dạng WebCGM (Web Computer Graphics Metafile) Sau chức web map service: 37 Chương : WebGIS – Cơng nghệ GIS qua mạng Hình 1-35 Các chức WMS • GetCapabilities - Khả hỗ trợ (bắt buộc): Client nhận mô tả thông tin WMS, tham số chấp nhận hỗ trợ, bảng mô tả, thường dạng file XML • GetMap - Lấy đồ (bắt buộc) : Client nhận ảnh đồ phù hợp với tham số mà client gởi lên server • GetFeatureInfo - Lấy thông tin đặc điểm ( không bắt buộc) : Client hỏi thơng tin đặc điểm (đối tượng) xuất đồ Trình duyệt web phía client thơng qua Web Map Service thực chức cách gởi yêu cầu dạng URL Nội dung chuỗi URL phụ thuộc vào công việc yêu cầu (chỉ tham số Request Type) Hình 1-36 Các tham số chuỗi URL thực chức GetMap 38 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng Ví dụ : + Lấy thơng tin WMS Server Chuỗi URL : http://mymapserv/cgi-bin/mapserv?map=Tamilnadu.map&request=capabilities Kết : Nhận tài liệu XML mô tả thông tin WMS Server + Lấy đồ sơng Tiền với layer kích thước 500x700 Chuỗi URL : http://tnmapserver/cgibin/mapserv?map=tienmap.map&VERSION=1.1.1&layers=st ate,rivers&Height=500&width=700&request=GetMap Kết : Nhận ảnh đồ dịng sơng Tiền Client Web map server trình duyệt web, web server có chức GIS 1.5.2.2 Web Feature Service / Server Đây chuẩn OGC đưa Trong web server gọi Web Feature server có service phục vụ việc chia sẻ liệu Tuy nhiên thay trả ảnh đồ dạng đồ họa Web Feature Server gởi trả thơng tin khơng gian thơng tin thuộc tính có liên quan dạng file GML (Geographic Markup Language) dạng XML sau client sử dụng file XML làm liệu để tạo ảnh đồ Web Feature Service hoàn toàn tương tự Web Map Service chức năng, cách làm việc khác dạng liệu trao đổi 39 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng Chương : MapServer – WebGIS Application 2.1 Lược sử phát triển MapServer môi trường phát triển cho việc xây dựng ứng dụng GIS thơng qua Internet Trong mơ hình kiến trúc WebGIS, MapServer đóng vai trị ứng dụng GIS đặt web server Đây phần mềm mã nguồn mở xây dựng với thành phần dạng nguồn mở phi lợi nhuận MapServer phát triển trường đại học Minesota, bang Minesota Hoa Kỳ, tài trợ NASA thông qua dự án ForNet sau Terraship Hiện số lượng nhà phát triển tham gia phát triển ngày nhiều giới MapServer chạy nhiều môi trường điều mà phần mềm thương mại khác chưa làm MapServer với mã nguồn viết C++ biên dịch để chạy version UNIX/Linux, Microsoft Windows MacOS Để giao tiếp với thành phần khác môi trường web, MapServer sử dụng chuẩn giao tiếp CGI (Common Gateway Interface) MapServer hỗ trợ chuẩn tổ chức OGC ( tổ chức phát triển chuẩn WebGIS) :WMS, WFS, WCS, WMC,SLD, GML v.v Hệ thống MapServer bao gồm MapScript, cho phép ngôn ngữ kịch khác PHP, Perl, Python Java truy xuất hàm API MapServer MapScript cung cấp môi trường thuận lợi cho việc phát triển ứng dụng tích hợp liệu phân tán Ta lấy liệu không gian thông qua các ngôn ngữ kịch kể dựa vào MapScript ta tạo ảnh đồ Ví dụ sử dụng module Perl’s DBI, cho phép tích hợp liệu từ sở liệu nhiều hãng (Oracle, Sybase, MySQL) với liệu GIS truyền thống ảnh đồ trang web MapServer không ứng dụng WebGIS hoàn chỉnh nhiên MapServer cung cấp chức cốt lõi đủ mạnh để đáp ứng cho ứng dụng web khác Ngoài việc tương tác với liệu GIS, MapServer cho phép người dùng điều khiển tùy biến việc tạo ảnh đồ, dạng trang web, file ảnh,report…Nói 40 Chương : WebGIS – Cơng nghệ GIS qua mạng cách khác MapServer đóng vai trị “map engine” cung cấp nội dung để tạo ảnh đồ cần đến 2.2 Các thành phần mơ hình xử lý MapServer 2.2.1 Các thành phần MapServer Ứng dụng MapServer sử dụng chuẩn giao tiếp CGI để giao tiếp với thành phần với HTTP Server Cho nên đơi cịn gọi ứng dụng MapServer ứng dụng MapServer CGI Do có mã nguồn mở nên có ứng dụng biên dịch để dùng MapScript truy xuất trực tiếp hàm API MapServer Ứng dụng MapServer CGI sử dụng tài nguyên sau: i Một HTTP Server Apache Internet Information Server (vai trò web server) ii Phần mềm MapServer (vai trò WebGIS application) iii File khởi tạo, dùng để cấu hình tùy biến thơng số ứng dụng MapServer (không bắt buộc) iv Một file text gọi Mapfile, điều khiển cách tương tác với liệu Như lấy liệu gì, đâu, xếp chúng theo thứ tự ?… v Một template file dùng để định dạng kết (đối với trường hợp truy vấn) trình bày theo định dạng cửa sổ trình duyệt vi Tập liệu GIS 2.2.1.1 Initialization file MapServer “khơng có trạng thái” nghĩa http server nhận yêu cầu từ client thơng qua chuỗi URL http server gọi MapServer chạy thực thi Bằng cách sử dụng file khởi tạo (dưới dạng file html htm ) ta định nghĩa tham số cần thiết để MapServer thực thi Ví dụ : img_file=[img] img_ext=[mapext] img_xy=[center] 41 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng Thông qua chuỗi URL nhận được, sử dụng file khởi tạo MapServer biết tham số Các tham số MapServer gởi trả kèm kết cho phía client 2.2.1.2 Mapfile Mapfile định nghĩa liệu dùng ứng dụng, cách hiển thị tham số cho câu truy vấn Mapfile xem file cấu hình cho ứng dụng Mapfile bao gồm thông tin vẽ đồ nào, ghi đồ vẽ kết câu truy vấn Mapfile có phần mở rộng map Ta tìm hiểu Mapfile phần sau 2.2.1.3 Template File Template file điều khiển hình đồ ghi trả MapServer xuất trang html Cách làm MapServer sau Trước hết MapServer đọc file template gặp từ khóa từ mẫu thay giá trị tương ứng với lấy từ chuỗi kết trả về, cuối file html gởi cho trình duyệt Bởi template file dùng để tạo trang html nên thông thường template file lưu dạng trang html với phần mở rộng html Ví dụ: Template file đơn giản chứa field MapServer thay Hình 2-1 Xử lý với file Template đơn giản Ta định dạng template file 42 Chương : WebGIS – Cơng nghệ GIS qua mạng Hình 2-2 Xử lý định dạng file Template Ngồi trình duyệt sử dụng trang html phát sinh từ template file để hiển thị cho người dùng, template file chứa đoạn mã ngơn ngữ script, thẻ html vv…quy định tương tác người dùng (phóng to, thu nhỏ dịch chuyển…) 2.2.1.4 GIS Dataset Về liệu vectơ, MapServer sử dụng shapefile (của ESRI )làm định dạng liệu mặc định Bên cạnh hầu hết định dạng liệu vectơ GIS phố biến giới nay, MapServer hiểu tương tác Như: PostGIS, ESRI ArcSDE, MapInfo…và nhiều định dạng khác thông qua thư viện OGR Về liệu raster,MapServer hỗ trợ TIFF/GeoTIFF,EPPL7 định dạng khác thơng qua thư viện GDAL MapServer có mã nguồn mở nên người dùng biên dịch lại MapServer để thêm hay bỏ bớt định dạng liệu không muốn hỗ trợ 43 Chương : WebGIS – Cơng nghệ GIS qua mạng 2.2.2 Quy trình xử lý Hình 2-3 Quy trình xử lý MapServer 44 Chương : MapServer – WebGIS Application 2.3 Tìm hiểu Mapfile Mapfile xem file cấu hình cho ứng dụng dùng MapServer Trong phần ta tìm hiểu đối tượng Mapfile, thiết lập giá trị cho chúng Trong Mapfile có nhiều đối tượng MAP, PROJECTION, LAYER, CLASS…mỗi đối tượng định nghĩa cách thức tạo nên ảnh đồ đối tượng để MapServer truy xuất liệu cho câu truy vấn Ví dụ : Hình 2-4 Mơ hình đối tượng Mapfile Trong hình vẽ minh họa trên, ảnh đồ (đối tượng MAP) chồng lắp bốn layer tạo thành, có layer sử dụng Raster (ảnh đồ họa) lại ba layer vẽ từ liệu vectơ : polygon, line, annotation… Hình 2-5 Chồng lắp layer Mỗi layer vẽ, cần nguồn liệu (vectơ hay raster), hệ quy chiếu cho layer loại đối tượng vẽ (line, label, polygon…) Tất định nghĩa đối tượng mapfile 45 Chương : MapServer – WebGIS Application 2.3.1 Map Object Trong file MapFile MAP đối tượng gốc,chứa đối tượng khác • CONFIG [key] [value] Tham số dùng để định nghĩa vị trí đặt file EPSG dùng cho thư viện PROJ.4 ([X]) Giá trị [key] PROJ_LIB [value] đường dẫn đến EPSG file Tham số CONFIG thiết lập để tránh việc phải thiết lập biến môi trường PROJ_LIB địi hỏi quyền Admin Ví dụ: CONFIG PROJ_LIB /tmp/proj/ • DEBUG [on|off] Cho phép thực debug đối tượng map Ngoài kết quả, MapServer ghi kết debug vào logfile logfile tham số LOG đối tượng WEB • EXTENT [minx] [miny] [maxx] [maxy] Không gian phạm vi ảnh đồ tạo Nếu giá trị EXTENT không gán MapServer nội suy giá trị từ liệu vị trí trung tâm ảnh đồ • FONTSET [filename] Tập tin liệt kê danh sách font dùng Định dạng đơn giản Mỗi dòng chứa hai thành phần : bí danh đường dẫn đến font phân cách khoảng trắng Alias đơn giản tên mà ta dùng để font mapfile Các font sử dụng với MapServer True Font Type Ví dụ : Hình 2-6 Danh sách font sử dụng • IMAGECOLOR [r] [g] [b] 46 Chương : MapServer – WebGIS Application Màu dùng làm background cho ảnh đồ Khi mà thuộc tính Transparency (trong suốt ) chọn màu đánh dấu màu suốt bảng màu Khi thành phần ảnh đồ sử dụng màu để vẽ suốt Vì tạo ảnh đồ chọn ảnh đồ suốt nên chọn màu Imagecolor màu khơng dùng để vẽ thành phần khác đồ • IMAGETYPE [gif|png|jpeg|wbmp|gtiff|swf|userdefined] Định dạng ảnh đồ tạo • LAYER Bắt đầu cho đối tượng LAYER • LEGEND Bắt đầu cho đối tượng LEGEND • NAME [name] Xác định tiền tố cho tên ảnh đồ, ảnh thước tỉ lệ, ghi tạo từ Mapfile Ví dụ: NAME VN_ Các ảnh đồ tạo có tiền tố VN_ VN_11197048662768.png, VN_11197048992800.png, VN_1119719302224.png… • PROJECTION Bắt đầu cho đối tượng PROJECTION • QUERYMAP Bắt đầu khai báo đối tựong QUERYMAP • REFERENCE Bắt đầu đối tượng REFERENCE • RESOLUTION [int] Định độ phân giải cho ảnh kết quả, độ phân giải ảnh hưởng đến việc tính tốn tỉ lệ Mặc định 72 • SCALE [double] Tính tốn tỉ lệ đồ • SHAPEPATH [filename] 47 Chương : MapServer – WebGIS Application Đường dẫn đến liệu dạng vectơ • SIZE [x][y] Kích thước theo đơn vị pixel ảnh đồ • STATUS [on|off] Trong mapfile ta định nghĩa : ảnh đồ, thước tỉ lệ, ảnh tham chiếu (dạng ảnh nhỏ toàn cục) STATUS cho phép ta lựa chọn có kích hoạt ảnh đồ khơng ? Nếu khơng kích hoạt MapServer không tạo ảnh đồ sử dụng mapfile • SYMBOLSET [filename] File name chứa tập hợp biểu tượng dùng đồ Trên đồ, symbol dùng để đánh dấu đối tượng nhằm làm bật tăng thêm ngữ nghĩa • SYMBOL Dấu hiệu bắt đầu đối tượng SYMBOL • TEMPLATEPATTERN [regular expression] DATAPATTERN [regular expression] Trong request gởi lên từ trình duyệt gồm có dạng tham số DATA TEMPLATE Như biết tham số từ khóa MapServer quy định trước thường khó nhớ Tuy nhiên cách sử dụng TEMPLATEPATTERN DATAPATTERN ta định nghĩa tên khác cho từ khóa Ví dụ : http://terrasip.gis.umn.edu/cgibin/mapserv40?map=/data/projects/tutorial/example1-1.map&mode=map Bằng cách sử dụng TEMPLATEPATTERN DATAPATTERN với định nghĩa anh_ban_do=map che_do_ban_do=mode Ta có chuỗi URL dễ nhớ http://terrasip.gis.umn.edu/cgibin/mapserv40?anh_ban_do=/data/projects/tutorial/example11.map&che_do_ban_do=map • TRANSPARENT [on|off] Thiết lập suốt cho ảnh đồ hay khơng?Mặc định off • UNITS [feet|inches|kilometers|meters|miles|dd] 48 Chương : MapServer – WebGIS Application Đơn vị hệ tọa độ ảnh đồ Được sử dụng cho thước tỉ lệ tính tốn • WEB Dấu hiệu bắt đầu đối tượng WEB 2.3.2 Layer Object Đây đối tượng sử dụng nhiều MapFile, đối tượng layer mô tả layer dùng để tạo ảnh đồ Các layer vẽ theo thứ tự xuất MapFile (layer cùng,layer cuối dùng trên) Hình 2-7 Thứ tự vẽ layer Các layer vẽ cịn tính thêm thứ tự ưu tiên Raster độ ưu tiên thấp vẽ trước đặt phía dưới, tiếp đến Vùng (Polygon), Đường (Line), Điểm (Point) Chú thích (Label) Thứ tự đảm bảo layer xếp chồng khơng che khuất • CLASS Bắt đầu đối tượng CLASS Trong định dạng vectơ , Layer vẽ lấy liệu từ bảng liệu Mỗi bảng liệu có nhiều trường thuộc tính, thuộc tính xem CLASS • CLASSITEM [attribute] Ứng với tên trường thuộc tính bảng liệu, định nghĩa MapFile • CONNECTIONTYPE [local|sde|ogr|postgis|oraclespatial|wms] Kiểu kết nối, mặc định local Kiểu kết nối OGR dùng cho loại liệu khác liệu mặc định shapfile ESRI Thực chất OGR thư viện viết 49 ... phát triển cho việc xây dựng ứng dụng GIS thông qua Internet Trong mô hình kiến trúc WebGIS, MapServer đóng vai trị ứng dụng GIS đặt web server Đây phần mềm mã nguồn mở xây dựng với thành phần... Feature Service hoàn toàn tương tự Web Map Service chức năng, cách làm việc khác dạng liệu trao đổi 39 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng Chương : MapServer – WebGIS Application 2.1 Lược sử...Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng Hình 1-3 5 Các chức WMS • GetCapabilities - Khả hỗ trợ (bắt buộc): Client nhận mô tả thông tin WMS, tham