GISGeography Information System(Hệthống thông tin địa lý) ra đời và được phát triển mạnh trong những năm gần đây. Cùng với sựbùng nổvềcông nghệcủa Internet, GIS cũng đã phát triển công nghệcho phép chia sẻthông tin thông qua mạng toàn cầu bằng cách kết hợp GIS và Web. Bên cạnh đó, xu hướng chia sẻdữliệu, phát triển phần mềm trên công nghệmã nguồn mởcũng được quan tâm ởcác nước đang phát triển vì nhiều lợi ích mà nó mang lại. Vì thế, việc nghiên cứu ứng dụng trên cơsở mã nguồn mởsẽmang lại khảnăng chia sẻthông tin địa lý rộng rãi cho các ngành. Nội dung chính của đềtài là nghiên cứu nền tảng công nghệGIS, từ đó đưa ra các giải pháp vềbản đồtrực tuyến, khảnăng xây dựng ứng dụng bản đồtrên cơsởmã nguồn mởvà từ đó xây dựng website bản đồtrực tuyến vềcác địa điểm du lịch trên thành phốHà Nội.
2 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Đức Phương CÁC GIẢI PHÁP BẢN ĐỒ TRỰC TUYẾN VÀ ỨNG DỤNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin HÀ NỘI - 2008 3 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Đức Phương CÁC GIẢI PHÁP BẢN ĐỒ TRỰC TUYẾN VÀ ỨNG DỤNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin Cán bộ hướng dẫn : TS. Nguyễn Hải Châu HÀ NỘI - 2008 4 TÓM TẮT KHÓA LUẬN GIS-Geography Information System(Hệ thống thông tin địa lý) ra đời và được phát triển mạnh trong những năm gần đây. Cùng với sự bùng nổ về công nghệ của Internet, GIS cũng đã phát triển công nghệ cho phép chia sẻ thông tin thông qua mạng toàn cầu bằng cách kết hợp GIS và Web. Bên cạnh đó, xu hướng chia sẻ dữ liệu, phát triển phần mềm trên công nghệ mã nguồn mở cũng được quan tâm ở các nước đang phát triển vì nhiều lợi ích mà nó mang lạ i. Vì thế, việc nghiên cứu ứng dụng trên cơ sở mã nguồn mở sẽ mang lại khả năng chia sẻ thông tin địa lý rộng rãi cho các ngành. Nội dung chính của đề tài là nghiên cứu nền tảng công nghệ GIS, từ đó đưa ra các giải pháp về bản đồ trực tuyến, khả năng xây dựng ứng dụng bản đồ trên cơ sở mã nguồn mở và từ đó xây dựng website bản đồ tr ực tuyến về các địa điểm du lịch trên thành phố Hà Nội. Khóa luận được chia thành các phần chính sau: Mở đầu: Đặt vấn đề và đưa ra mục tiêu nghiên cứu. Chương 1: Giới thiệu về bản đồ, nghiên cứu về công nghệ GIS và ứng dụng công nghệ GIS trên nền web. Chương 2: Tìm hiểu một số giải pháp về bản đồ trực tuyến, đi xâu nghiên cứu giả i pháp sử dụng phần mền mã nguồn mở MapServer. Chương 3: Xây dựng ứng dụng bản đồ trực tuyến phục vụ nhu cầu du lịch thành phố Hà Nội. Kết luận: Kết quả đạt được và định hướng phát triển trong tương lai. 5 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên cho em được cảm ơn chân thành tới thầy Nguyễn Hải Châu, người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình và đóng góp những ý kiến quý báu trong suốt quá trình em làm khóa luận tốt nghiệp này. Em xin cảm ơn và gửi những lời chúc tốt đẹp nhất đến các thầy cô giáo trường Đại Học Công Nghệ - Đại Học Quốc Gia Hà Nội, đã tận tâm truyền đạt những kiến thức quý báu làm nề n tảng để em bước vào đời. Cuối cùng, em xin được cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân đã giúp đỡ em, là chỗ dựa tinh thần vững chắc giúp em hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này. Người thực hiện NGUYỄN ĐỨC PHUƠNG 6 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 8 DANH MỤC BẢNG 10 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ 11 MỞ ĐẦU 12 1. Đặt vấn đề 12 2. Nội dung và mục tiêu nghiên cứu 13 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GIS TRÊN NỀN WEB 14 1.1 Giới thiệu về bản đồ 14 1.2 Các phương pháp biểu diễ n bản đồ 14 1.2.1 Phân loại bản đồ 14 1.2.2 Các thành phần của bản đồ 15 1.2.3 Độ chính xác của bản đồ 16 1.2.4 Các chú giải trên bản đồ 16 1.2.5 Phương pháp thể hiện thông tin trên bản đồ 18 1.2.6 Sự khái quát hóa và sự phóng đại 19 1.3 Công nghệ GIS trên nền Web 19 1.4 Sơ đồ hoạt động của ứng dụng GIS trên nền Web 20 1.5 Dữ liệu về GIS 21 1.5.1 Các khái niệm cơ bản 21 1.5.2 Các dạng dữ liệu của GIS 24 1.5.3 Mô hình thông tin không gian 24 1.5.4 Mô hình thông tin phi không gian 30 CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP BẢN ĐỒ TRỰC TUYẾN 33 2.1 Một số giải pháp bản đồ trực tuyến 33 2.1.1 MapBender 33 2.1.2 MapGuide Open Source 33 2.1.3 OpenLayers 34 2.2 Phần mềm mã nguồn mở MapServer 34 2.2.1 Giớ i thiệu về Mapserver 34 2.2.2 Thành phần và mô hình xử lý của Mapserver 36 2.2.3 Tìm hiểu Mapfile 39 7 2.2.4 Xử lý kết nối các loại dữ liệu 48 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG WEBSITE BẢN ĐỒ TRỰC TUYẾN VỀ CÁC ĐỊA ĐIỂM DU LỊCH TRÊN THÀNH PHỐ HÀ NỘI 52 3.1 Phân tích 52 3.1.1 Hiện trạng và nhu cầu của thông tin 52 3.1.2 Phân tích hệ thống và định hướng công nghệ 52 3.2 Thiết kế 53 3.2.1 Thiết kế kiến trúc 53 3.2.2 Thiết kế cơ sở d ữ liệu 54 3.2.3 Thiết kế chức năng 64 3.2.4 Thiết kế giao diện 66 3.3 Xây dựng 70 3.3.1 Xây dựng máy chủ cung cấp dữ liệu 70 3.4 Cài đặt và thử nghiệm 70 KẾT LUẬN 72 1. Kết quả đạt được 72 2. Hướng phát triển đề tài 72 PHỤ LỤC 73 Phụ lục 1: Một số giao diện người dùng người dùng 73 Phụ lục 2: Giao diện quản trị 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 8 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Bản đồ dạng đường nét 14 Hình 2: Bản đồ dạng ảnh 15 Hình 3: Sơ đồ hoạt động của WebGIS 20 Hình 4: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm (Point). 25 Hình 5: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng đường 26 Hình 6: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng (Polygon) 26 Hình 7: Một số khái ni ệm trong cấu trúc cơ sở dữ liệu bản đồ. 27 Hình 8: Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster 29 Hình 9: Sự chuyển đổi dữ liệu giữa raster và vector 30 Hình 10: Sơ đồ hoạt động của Mapserver 36 Hình 11: Quy trình xử lý của Mapserver 38 Hình 12: Mô hình đối tượng trong Mapfile 39 Hình 13: Chồng xếp các Layer 39 Hình 14: Danh sách font sử dụng 40 Hình 15: Thứ t ự được vẽ các Layer 43 Hình 16: Mô hình 3 tầng trong thiết kế kiến trúc 53 Hình 17: Quan hệ giữa thực thể Phường/Xã và Quận/Huyện 55 Hình 18: Quan hệ giữa thực thể Đường giao thông và Bảo tàng 55 Hình 19: Quan hệ giữa thực thể Đường giao thông và Khách sạn 55 Hình 20: Quan hệ giữa thực thể Đường giao thông và Nhà hàng 55 Hình 21: Quan hệ giữa thực thể Đường giao thông và Di tích danh lam 56 Hình 22: Quan hệ giữa thực thể Đườ ng giao thông và Công ty lữ hành 56 Hình 23: Quan hệ giữa thực thể Quận/Huyện và Bảo tàng 56 Hình 24: Quan hệ giữa thực thể Quận/Huyện và Khách sạn 56 Hình 25: Quan hệ giữa thực thể Quận/Huyện và Nhà hàng 56 Hình 27: Quan hệ giữa thực thể Phường/Xã và Bảo tàng 57 Hình 28: Quan hệ giữa thực thể Phường/Xã và Khách sạn 57 Hình 29: Quan hệ giữa thực thể Phường/Xã và Nhà hàng 57 Hình 30: Quan hệ giữa thực thể Phườ ng/Xã và Di tích danh lam 57 Hình 31: Quan hệ giữa thực thể Phường/Xã và Công ty lữ hành 58 Hình 32: Lược đồ mô tả các thực thể và mối quan hệ giữa các thực thể 63 Hình 33: Sơ đồ các chức năng 64 Hình 34: Sơ đồ quản trị 66 Hình 35: Sơ đồ web dành cho người dùng 67 9 Hình 36: Giao diện trang chủ 68 Hình 37: Giao diện Danh sách bảo tàng 68 Hình 38: Giao diện chi tiết bảng tàng 69 Hình 39: Giao diện bản đồ 69 10 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Các phương pháp thể hiện bản đồ 18 Bảng 2: Bảng lớp dữ liệu không gian 59 Bảng 3: Chi tiết bảng Quản trị 59 Bảng 4: Chi tiết bảng bảo tàng 60 Bảng 5: Chi tiết bảng Công ty lữ hành 60 Bảng 6: Chi tiết bảng Danh lam 61 Bảng 7: Chi tiết bảng khách sạn 61 Bảng 8: Chi tiết bảng Nhà hàng 62 Bảng 9: Chi tiết bảng Quận 62 Bảng 10: Chi tiết bảng Phường 62 Bảng 11: Chi tiết bảng Đường giao thông 63 Bảng 12: Kết quả kiểm thử 71 11 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ Thuật ngữ Từ tiếng Anh Định nghĩa tiếng Việt API Application Program Interface Giao diện lập trình ứng dụng Cartogram Biểu đồ diện tích CGI Common Gateway Interface Chuẩn để kết nối chương trình ứng dụng với Web server GDAL Geospatial Data Abstraction Library Là thư viện biên dịch định dạng dữ liệu địa lý[15] GIS Geography Information System Hệ thống thông tin địa lý. Sử dụng công nghệ này là một công nghệ dựa trên máy tính để xây dựng bản đồ, phân tích và xử lý các đối tượng tồn tại và các sự kiện xảy ra trên trái đất. GML Geography Markup Language Ngôn ngữ đặc tả về dữ liệu địa lý. OGC Open Geospatial Consortium Là tổ chức tập hợp các nhà phát triển nghiên cứu đưa ra các chuẩn cho hệ địa lý SDE Spatial Database Enginee Cơ sở dữ liệu không gian tập trung [...]... giảm, tận dụng được các thành quả ý tưởng chung của cộng đồng, tính chất an toàn cao 2 Nội dung và mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu về công nghệ GIS, ứng dụng công nghệ GIS trên nền Web, đưa ra các giải pháp về bản đồ trực tuyến, từ đó xây dựng website bản đồ trực tuyến về các địa điểm du lịch trên thành phố Hà Nội dựa trên nền sản phẩm mã nguồn mở MapServer 13 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GIS TRÊN... trong bản đồ ảnh Bản đồ dạng này có ưu điểm là vẽ nhanh, miêu tả được những địa hình mà dùng nét vẽ thì khó thể hiện được(Ví dụ ao hồ, sa mạc ) Tuy nhiên bản đồ này thường gặp khó khăn trong việc giải đoán các thực thể trên bản đồ 1.2.2 Các thành phần của bản đồ Thành phần của bản đồ liên quan đến mục đích sử dụng của nó Các thành phần của bản đồ là: • Thành phần chính: Là phần chủ đề của bản đồ, ví... bản đồ là một mô hình theo tỉ lệ, nghĩa là tỉ lệ của khoảng cách trên tỉ lệ với khoảng cách trên thực tế sẽ bằng nhau với mọi vị trí trên bản đồ, trong một khu vực rộng lớn được chiếu trên bản đồ với một tỉ lệ nhỏ thì tỉ lệ này cũng có một sai số nhỏ Về thực chất bản đồ là một hệ thống về không gian Chúng ta có thể xem bản đồ và tìm thấy các thông tin trên bản đồ 1.2 Các phương pháp biểu diễn bản đồ. .. thống kí hiệu quy ước bản đồ: Trên bản đồ ta sử dụng các dạng đồ họa, mầu sắc, các loại chữ và con số Các kí hiệu trên bản đồ thường được thể hiện dưới dạng: - Kí hiệu điểm (Point) - Kí hiệu tuyến (Polyline) 16 - Kí hiệu diện tích(Polygon) - Kí hiệu tượng hình - Kí hiệu hình học - Kí hiệu chữ 17 1.2.5 Phương pháp thể hiện thông tin trên bản đồ Bảng 1: Các phương pháp thể hiện bản đồ Phương Đối tượng... trên bản đồ rất quan trọng, nếu dùng sai biểu tượng thì có thể đánh lạc hướng của người sử dụng hay làm mờ ranh giới giữa các vùng 1.2.4 Các chú giải trên bản đồ Ngôn ngữ bản đồ cũng là một loại ngôn ngữ, nó có các chức năng chính sau: - Dạng có cấu trúc gợi nhớ đối tượng - Kí hiệu chứa một nội dung về số lượng, chất lượng, cấu trúc của đối tượng cần thể hiện trên bản đồ - Kí hiệu trên bản đồ phản ánh... trên bản đồ 1.2 Các phương pháp biểu diễn bản đồ 1.2.1 Phân loại bản đồ Bản đồ có 2 dạng chính Dạng đường nét Hình 1: Bản đồ dạng đường nét 14 Dạng ảnh Hình 2: Bản đồ dạng ảnh Bản đồ đường nét dùng các kí hiệu, nét vẽ để thể hiện thông tin một cách tóm lược về khu vực thể hiện, chủ yếu được vẽ bằng thủ công với sự trợ giúp của máy tính Bản đồ ảnh thường là những hình chụp ngoài thực địa từ trên cao, người... được thiết kế lại để trở thành ứng dụng GIS trên nền web theo các kỹ thuật mạng internet 1.4 Sơ đồ hoạt động của ứng dụng GIS trên nền Web Hình 3: Sơ đồ hoạt động của WebGIS Khi có yêu cầu phát sinh, máy khách(Client) gửi yêu cầu đến máy chủ web (WebServer) Nếu yêu cầu có liên quan đến bản đồ, WebServer chuyển yêu cầu đó đến cho một công cụ xử lý, ví dụ như MapServer(Một công cụ xử lý sẽ được trình bày... bố của nó, số hiệu mảnh bản đồ, mô tả khu vực hoặc con trỏ đến vị trí lưu trữ của số liệu liên quan Bộ xác định được lưu trữ cùng với các bản ghi toạ độ hoặc mô tả số khác của các hình ảnh không gian và cùng với các bản ghi số liệu thuộc tính liên quan 32 CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP BẢN ĐỒ TRỰC TUYẾN 2.1 Một số giải pháp bản đồ trực tuyến 2.1.1 MapBender Mapbender là kết quả của dự án thành lập tổ chức mã... tượng, sử dụng những thành phần từ file Prototype.js, những mã OpenLayers đã trải qua hàng trăm lần test đơn vị Như một FrameWork được dự đoán sẽ chia những công cụ bản đồ từ dữ liệu bản đồ, vì tất cả những công cụ có thể điều kiển trên tất cả các nguồn dữ liệu Đặc trưng • Hỗ trợ cho hàng loạt các nguồn dữ liệu • Hỗ trợ cho việc hiện thị những đặc tính địa lý, đánh dấu và hiện bản đồ • Dễ dàng xây dựng. .. mỗi chủ thể đều tiến tới xây dựng hệ quản trị cơ sở dữ liệu (GIS) của mình để quảng bá, giao dịch Mọi hệ GIS đều cần có nền là dữ liệu địa lý Cũng có thể vì lý do này, mà các phần mềm về dữ liệu địa lý nền trở nên rất đa dạng Các phần mềm dữ liệu địa lý nền này hoạt động được trên mạng Internet, tạm gọi là Web bản đồ trực tuyến Hiện nay, có rất nhiều giải pháp bản đồ trực tuyến được các nhà phát triển . nghệ GIS, từ đó đưa ra các giải pháp về bản đồ trực tuyến, khả năng xây dựng ứng dụng bản đồ trên cơ sở mã nguồn mở và từ đó xây dựng website bản đồ tr ực tuyến về các địa điểm du lịch trên thành. Giới thiệu về bản đồ, nghiên cứu về công nghệ GIS và ứng dụng công nghệ GIS trên nền web. Chương 2: Tìm hiểu một số giải pháp về bản đồ trực tuyến, đi xâu nghiên cứu giả i pháp sử dụng phần mền. diễ n bản đồ 14 1.2.1 Phân loại bản đồ 14 1.2.2 Các thành phần của bản đồ 15 1.2.3 Độ chính xác của bản đồ 16 1.2.4 Các chú giải trên bản đồ 16 1.2.5 Phương pháp thể hiện thông tin trên bản đồ