NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ WEBGIS VÀ XÂY DỰNG TRANG WEB DỰ BÁO THỜI TIẾT KHU VỰC NAM BỘ - 4 ppt

Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng 1.2.3.3 So sánh mơ hình liệu Raster Vectơ Mơ hinh Raster Mơ hình Vectơ Ưu điểm Ưu điểm Đơn giản Khả liệu nén tốt dẫn Thao tác chồng lắp (overlay) dễ dàng đến kích thước nhỏ so với liệu Thích hợp cho việc thể liệu mơ hình raster phức tạp (đa dạng) Thể liên hệ hình học Thích hợp cho việc nâng cấp, xử lý thích hợp cho phân tích hình ảnh học hay phân tích mạng lưới Thích hợp cho việc số hóa đồ vẽ tay Nhược điểm Nhược điểm Khả nén Phức tạp Không thể rõ liên hệ hình học Thao tác chồng lắp phức tạp Thể đồ không rõ nét độ Khơng thích hợp cho việc thể tương phản thấp, dùng độ liệu tương phản cao làm tăng kích thước phức tạp (đa dạng) file ảnh Khơng thích hợp cho việc nâng cấp, xử lý ảnh Bảng 1-2 So sánh mô hình liệu Raster Vectơ 1.2.4 Kết nối liệu khơng gian liệu thuộc tính HTTTĐL sử dụng mơ hình raster vectơ để mơ tả vị trí,cịn liệu phi khơng gian hầu hết lưu thành file riêng biệt có cấu trúc sử dụng sở liệu quan hệ để lưu trữ liệu phi khơng gian Mơ hình liên kết Hình 1-25 Sơ đồ kết nối liệu 24 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng Mối liên kết biểu tượng ý nghĩa thực cách gán cho yếu tố địa lý nghĩa xác định, tên hay số gọi tắt ID (xác định nhất) Dữ liệu phi không gian yếu tố thường lưu trữ hay nhiều file riêng biệt theo số ID Hình 1-26 Kết nối liệu khơng gian thuộc tính Bên cạnh có HTTTĐL chọn cách lưu trữ liệu địa lý liệu thuộc tính vào file có cấu trúc 1.3 Giới thiệu WebGIS WebGIS hệ thống thông tin địa lý phân tán mạng máy tính để tích hợp, trao đổi thông tin địa lý World Wilde Web (Edward, 2000,URL) Trong cách thực nhiệm vụ phân tích GIS, dịch vụ gần giống kiến trúc Client-Server Web Xử lý thông tin địa lý chia thành nhiệm vụ phía server phía client Điều cho phép người dùng truy xuất, thao tác nhận kết từ việc khai thác liệu GIS từ trình duyệt web họ mà trả tiền cho phần mềm GIS Một client tiêu biểu trình duyệt web server-side bao gồm Web server có cung cấp chương trình phần mềm WebGIS Client thường yêu cầu ảnh đồ 25 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng hay vài xử lý thông tin địa lý qua Web đến server xa Server chuyển đổi yêu cầu thành mã nội gọi chức GIS cách chuyển tiếp yêu cầu tới phần mềm WebGIS Phần mềm trả kết quả, sau kết định dạng lại cho việc trình bày trình duyệt hay hàm từ plug-in Java applet Server sau trả kết cho client để hiển thị, gởi liệu cơng cụ phân tích đến client để dùng phía client (Peng 1997 p.5) Phần lớn ý gần tập trung vào việc phát triển chức GIS Internet WebGIS có tiềm lớn việc làm cho thơng tin địa lý trở nên hữu dụng sẵn sàng tới số lượng lớn người dùng toàn giới Thách thức lớn WebGIS việc tạo hệ thống phần mềm không phụ thuộc vào platform chạy chuẩn giao thức mạng TCP/IP, có nghĩa khả WebGIS chạy trình duyệt web máy tính nối mạng Internet Đối với vấn đề này, phần mềm GIS phải thiết kế lại để trở thành ứng dụng WebGIS theo kỹ thuật mạng Internet 1.4 Mơ hình xử lý kiến trúc triển khai WebGIS 1.4.1 Kiến trúc WebGIS bước xử lý 1.4.1.1 Kiến trúc WebGIS Kiến trúc xuất web hệ thống tin liệu không gian gần giống kiến trúc dành cho hệ thơng tin web khác,ngoại trừ có ứng dụng GIS sử dụng kỹ thuật khác Có nhiều dạng việc xuất web cho thông tin khơng gian, phần phức tạp trình bày để có nhìn tổng qt kiến trúc chúng Cơ sở liệu không gian dùng để quản lý truy xuất liệu không gian, đặt data server Nhà kho hay nơi lưu trữ (clearing house) dùng để lưu trữ trì siêu liệu (dữ liệu liệu - metadata) liệu không gian data server khác Dựa thành phần quản lý liệu, ứng dụng server mô hình server dùng cho ứng dụng hệ thống để tính tốn thơng tin khơng gian thơng qua hàm cụ thể Tất kết tính tốn ứng dụng server gởi đến web server để thêm vào gói HTML, gởi cho phía client hiển thị nơi trình duyệt web 26 Chương : WebGIS – Cơng nghệ GIS qua mạng Xem hình minh họa Lưu ý tất thành phần kết nối thơng qua mạng Internet Hình 1-27 Kiến trúc WebGIS 1.4.1.2 Các bước xử lý Quá trình làm việc với hệ thống web xử lý thơng tin khơng gian minh họa hình vẽ Người dùng sử dụng trình duyệt web phía client (thường giao diện đồ họa) a Client gởi yêu cầu người sử dụng thông qua giao thức HTTP đến webserver b Web server nhận yêu cầu người dùng gởi đến từ phía client, xử lý chuyển tiếp yêu cầu đến ứng dụng server có liên quan c Application server (chính ứng dụng GIS) nhận yêu cầu cụ thể ứng dụng gọi hàm có liên quan để tính tốn xử lý Nếu có u cầu liệu gởi yêu cầu liệu đến data exchange server(server trao đổi liệu) 27 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng d Data exchange server nhận u cầu liệu tìm kiếm vị trí liệu sau gởi yêu cầu liệu đến server chứa liệu (data server ) tương ứng cần tìm e Data server liệu tiến hành truy vấn lấy liệu cần thiết trả liệu cho data exchange server f Data exchange server nhận liệu từ nhiều nguồn data server khác nằm rải rác mạng Sắp xếp liệu lại theo logic yêu cầu liệu,sau gởi trả liệu cho application server g Application server nhận liệu trả từ data exchange server đưa chúng đến hàm cần sử dụng, xử lý chúng kết trả cho web server h Web server nhận kết xử lý, thêm vào ngữ cảnh web (HTML, PHP ) để hiển thị trình duyệt cuối gởi trả kết cho trình duyệt dạng trang web Hình 1-28 Các dạng yêu cầu từ phía Client 28 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng 1.4.2 Các kiến trúc triển khai Trong mơ hình hoạt động WebGIS chia phần : hoạt động phía client – client side hoạt động xử lý phía server ( server side) Client side Client side dùng để hiển thị kết đến cho người dùng, nhận điều khiển trực tiếp từ người dùng tương tác với web server thơng qua trình duyệt web Các trình duyệt web sử dụng chủ yếu HTML để định dạng trang web Thêm vào vài plug-in, ActiveX mã Applet nhúng vào trình duyệt để tăng tính tương tác với người dùng Server side Gồm có: Web server,Application server, Data server Clearinghouse Server side có nhiệm vụ lưu trữ liệu khơng gian, xử lý tính tốn trả kết (dưới dạng hiển thị được) cho client side • Web server Web server dùng để phục vụ cho ứng dụng web, web server sử dụng nghi thức HTTP để giao tiếp với trình duyệt web phía client Tất yêu cầu từ phía client ứng dụng web web server nhận thơng dịch sau gọi chức ứng dụng thông qua giao tiếp mạng MAPI, Winsock, namped pipe… • Application server Đây phần chương trình gọi hàm xử lý GIS, gởi yêu cầu lấy liệu đến clearinghouse • Data server Data server phần hầu hết hệ thống thông tin với nhiệm vụ quản lý điều khiển truy cập liệu Ban đầu, đa số GIS sử dụng File System để quản lý liệu không gian DBMS (Database Management System) để quản lý liệu thuộc tính Ngày có nhiều sản phẩm giải pháp phần mềm thay để quản lý liệu khơng gian thuộc tính cách chung Ví dụ: SDE ESRI (1998), SpatialWare MapInfo (1998)… 29 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng Nhìn chung sở liệu sử dụng sở liệu quan hệ, tương lai thay sở liệu hướng đối tượng • Clearinghouse Clearinghouse sử dụng để chứa liệu liệu không gian quản lý data server Clearinghouse đóng vai trị catalog, clearinghouse tìm kiếm catalog để tìm liệu cần Có chiến thuật lựa chọn, tương ứng với kiểu triển khai, kiểu thứ tập trung cơng việc chủ yếu cho phía server, kiểu ngược lại tập trung cơng việc cho phía client 1.4.2.1 Chiến thuật Server – side Những chiến thuật tập trung vào việc cung cấp liệu GIS phân tích “theo yêu cầu” server đủ mạnh, server truy cập liệu phần mềm cần thiết để xử lý liệu Chiến thuật server- side so sánh với mơ hình sử dụng máy mainframe để chạy GIS mạng cục Trong đó, máy client cấu hình khơng địi hỏi cao,chỉ cần chạy chương trình để gởi yêu cầu hiển thị trả lời từ server Các bước xử lý hình vẽ: Hình 1-29 Cấu hình Server Side Trong WebGIS thuật ngữ “map server” dùng để chiến thuật áp dụng server- side Mà người dùng gởi yêu cầu cần “map”để hiển thị, “phục vụ” server 30 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng Chiến thuật server-side dựa khả trình dut web người dùng gởi yêu cầu đến phần mềm GIS server thông qua Internet Các chương trình dùng để nhận xử lý yêu cầu người dùng viết ngôn ngữ : Perl, Visual Basic, C++…Các chương trình mua từ nhà sản xuất để tạo khả kết nối tốt đến hệ xử lý GIS tồn Để giao tiếp với ứng dụng WebGIS đặt server, web server sử dụng chuẩn giao tiếp phổ biến CGI (Common Gateway Interface), Java, ISAPI (Internet Server Application Programming Interface), and NSAPI (Netscape Server Application Programming Interface)… Các thuận lợi khó khăn chiến thuật Thuận lợi - Với server có cấu hình mạnh sử dụng, người dùng truy xuất tập liệu lớn phức tạp lớn Thay phải xử lý máy client, hầu hết khơng cấu hình mạnh việc truyền liệu lớn qua mạng Internet gây nhiều khó khăn - Cũng với server mạnh, việc phân tích, xử lý chức GIS tiến hành nhanh khơng địi hỏi q nhiều người dùng am hiểu - Kiểm soát thao tác người dùng (chủ yếu đơn giản) liệu đảm bảo người dùng nhận kết từ liệu (do phía client khơng phải xử lý nhiều) Khó khăn - Với chiến thuật dù u cầu nhỏ (client hoàn toàn xử lý được) hay lớn, tất gởi phía server, server xử lý xong lại gởi trả cho client thông qua đường truyền mạng - Hiệu hệ thống WebGIS bị ảnh hưởng băng thông và đường truyền mạng Internet server client Nhất mà kết trả phải mang chuyển file lớn - Hệ thống WebGIS sử dụng chiến thuật không tận dụng khả xử lý máy client Chủ yếu client xử lý gởi yêu cầu hiển thị kết đáp ứng 31 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng Nhìn chung, chiến thuật áp dụng tốt cho ứng dụng WebGIS thương mại hay cộng đồng với số lượng lớn người dùng mà không quan tâm đến khả xử lý GIS máy người dùng Chiến thuật Server-side Nhiệm vụ phía Server Nhiệm vụ Client Duyệt đồ Hiển thị Truy vấn Phân tích Vẽ đồ Bảng 1-3 Chiến thuật Server-side 1.4.2.2 Chiến thuật Client – side Thay để server làm nhiều việc, số chức xử lý GIS đưa phía máy người dùng, có phần liệu xử lý Có dạng triển khai chiến thuật client side sau: a GIS Applet phân phối đến Client có yêu cầu Trong cách triển khai chiến thuật xử lý GIS server cung cấp cho phía client dạng chương trình thực thi nhỏ applet để chạy phía client Những applet phân phối đến client client cần để xử lý Hình 1-30 Cấu hình Client side Các bước xử lý: 32 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng - Người dùng tạo yêu cầu từ trình duyệt - Yêu cầu chuyển qua Internet đến server (1) - Server xử lý yêu cầu - Kết phản hồi trả bao gồm liệu applet cần thiết để người dùng làm việc liệu Các applet viết Java, JavaScript dạng ActiveX.Như trình duyệt cần tích hợp compiler để xử lý applet b GIS Applet Plug-in cố định Client Các triển khai cần thêm chức xử lý GIS vào trình duyệt Tuy nhiên việc chuyển liệu applet cần thiết qua mạng Internet nhiều thời gian mà ứng dụng dùng đến Giải pháp cho vấn đề cách triển khai sau đây: - Chuyển GIS applet đến máy tính client cách cố định, khơng phải chuyển đến cần - Download cài đặt cố dịnh plug-in vào trình duyệt web client - Xây dựng trình duyệt web có tích hợp sẵn phần mềm xử lý GIS để chạy client - Tích hợp link đến nguồn tài nguyên liệu khác mạng gói liệu tải - Server gọi client cần liệu mới,hoặc liệu cho ứng dụng - Người dùng toàn quyền thao tác liệu họ dùng phân tích chúng 33 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng Hình 1-31 Tích hợp xử lý GIS vào trình duyệt Các thuận lợi khó khăn chiến thuật Thuận lợi - Tận dụng sức mạnh xử lý máy người dùng - Người dùng quyền điều khiển q trình phân tích liệu - Khi server gởi liệu cần thiết về, người dùng làm việc với liệu mà gởi hay nhận khác từ mạng Khó khăn - Các hồi đáp từ server bao gồm lượng lớn liệu applet (cho lần trình duyệt máy sử dụng chạy ứng dụng WebGIS) dẫn đến trì hoãn - Dữ liệu GIS thường lớn phức tạp dẫn đến khó xử lý client khơng cấu hình mạnh - Người dùng chưa huấn luyện đầy đủ để thực chức phân tích liệu cách đắn thường 34 khơng dành cho người dùng bình Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng Chiến thuật Client-side Phân tích Hiển thị Vẽ đồ Duyệt đồ Truy vấn Bảng 1-4 Công việc Client với chiến thuật Client side 1.4.2.3 Kết hợp hai chiến thuật Áp dụng túy chiến dịch có hạn chế định Đối với chiến thuật Server-side chất lượng đường truyền ảnh hưởng đến tốc độ thời gian truyền yêu cầu hồi đáp Trong với client-side lại phụ thuộc vào cấu hình máy client Một vài thao tác chậm địi hỏi xử lý mạnh không đáp ứng Kết hợp chiến thuật cho ta giải pháp “lai”, tận dụng ưu điểm chiến thuật Những cơng việc địi hỏi liệu lớn, tính tốn phức tạp giao cho server xử lý Những công việc địi hỏi người dùng có quyền điều khiển cao (thao tác đồ, v.v ) giao cho client Như địi hỏi thơng tin cấu hình server client cần chia sẻ cho Giải pháp tỏ hiệu mà client cần liên lạc với server để lấy liệu Hình 1-32 Kết hợp Client side Server side 35 Chương : WebGIS – Công nghệ GIS qua mạng 1.5 Các chuẩn trao đổi WebGIS 1.5.1 Vấn đề việc trao đổi liệu hệ thống WebGIS Từ nhiều thập niên nay, số lượng lớn ứng dụng GIS phát triển nhiều lãnh vực điều khiển, quản lý tài nguyên, giao thông, giáo dục, tài nguyên nước, lãnh vực quân sự…Ứng với ứng dụng GIS, liệu GIS tạo tương ứng Thông thường liệu lớn tốn thời gian công sức để xây dựng Vấn đề chia sẻ nguồn tài nguyên liệu đặt nhằm giảm thiểu chi phí xây dựng quản lý liệu GIS Hình 1-33 Dữ liệu GIS kiến trúc WebGIS đơn thể Trong mơ hình kiến trúc trên, hệ thống WebGIS gọi đơn thể Vì liệu GIS dùng cho nhóm ứng dụng GIS.Trong liệu GIS sử dụng cho nhóm ứng dụng GIS khác Việc chia sẻ liệu GIS thường khó khăn, nhóm ứng dụng GIS dùng chung tồn thể liệu Ví dụ: Dữ liệu đồ thành phố dùng cho nhóm ứng dụng tìm đường thành phố Dữ liệu dùng cho nhóm ứng dụng tìm thơng tin nơi chốn qn ăn nhà hàng nhóm ứng dụng liên quan đến hệ định vị toàn cầu vv… 36 ... kiến trúc triển khai WebGIS 1 .4. 1 Kiến trúc WebGIS bước xử lý 1 .4. 1.1 Kiến trúc WebGIS Kiến trúc xuất web hệ thống tin liệu không gian gần giống kiến trúc dành cho hệ thông tin web khác,ngoại trừ... triển khai sau đây: - Chuyển GIS applet đến máy tính client cách cố định, chuyển đến cần - Download cài đặt cố dịnh plug-in vào trình duyệt web client - Xây dựng trình duyệt web có tích hợp sẵn... người dùng tương tác với web server thơng qua trình duyệt web Các trình duyệt web sử dụng chủ yếu HTML để định dạng trang web Thêm vào vài plug-in, ActiveX mã Applet nhúng vào trình duyệt để tăng