Xây dựng hệ thống thông tin địa lý hỗ trợ công tác quản lý thông tin trường PTTH tỉnh bắc giang

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp lời em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông truyền đạt cho em kiến thức quý giá suốt năm học vừa qua Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Th.S Nguyễn Thu Hương tận tình hướng dẫn bảo em suốt trình làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn gia đình tạo điều kiện để em hoàn thành chương trình giáo dục năm năm đại học hoàn thành đồ án tốt nghiệp Cuối em xin cảm ơn quý thầy cô bạn Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông, người giúp đỡ em, động viên chia sẻ kiến thức, tài liệu… suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Trong phạm vi khả thân, em cố gắng để hoàn thành đồ án cách tốt Nhưng chắn không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận thông cảm ý kiến đóng góp quý thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp em, có hỗ trợ từ giáo viên hướng dẫn Ths Nguyễn Thu Hương nội dung nghiên cứu kết đề tài trung thực chưa công bố công trình nghiên cứu trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá thân thu thập từ nguồn khác có ghi phần tài liệu tham khảo Nếu có gian lận em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước hội đồng Thái Nguyên, tháng năm 2016 Sinh Viên Phạm Công Cường MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan GIS 1.1.1 GIS ? 1.1.2 GIS với Việt Nam 1.1.3 Giới thiệu mô hình công nghệ GIS 10 1.1.4 Các thành phần GIS 11 1.1.5 Các chức 13 1.1.6 Cấu trúc sở liệu GIS 17 1.1.7 Tổ chức sở liệu GIS 25 1.2 Phần mềm ArcGIS – Ngôn ngữ lập trình ARC OBJECTS 29 1.2.1 Giới thiệu phần mềm ArcGIS Desktop 10.2: 29 1.2.2 Giới thiệu ArcGIS Desktop 30 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 38 2.1 Tổng quan giáo dục tỉnh Bắc Giang 38 2.1.1 Vị trí địa lý 38 2.1.2 Giới thiệu trường THPT tỉnh Bắc giang 39 2.2 Ứng dụng GIS quản lý trường PTTH tỉnh Bắc Giang 53 2.2.1 Phân tích thiết kế use case 53 2.2.2 Biểu đồ hoạt động 56 2.2.3 Xây dựng biểu đồ trình tự 59 2.2.4 Biểu đồ lớp 61 2.3 Cơ sở liệu 61 2.3.1 Xác định liệu không gian 61 2.3.2 Xác định liệu thuộc tính 61 2.3.3 Thiết kế 62 CHUONG XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH 64 3.1 Xây dựng sở liệu cho hệ thống thông tin địa lý 64 3.1.1 Dữ liệu thuộc tính 64 3.1.2 Dữ liệu không gian 67 3.2 Một số chức 69 3.2.1 Cập nhật 70 3.3 Hiển thị đồ chuyên đề 78 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mô hình công nghệ GIS 10 Hình 1.2.Các thành phần GIS 11 Hình 1.3 Các chức GIS 13 Hình 1.4 Bản đồ với liệu raster 19 Hình 1.5 Bản đồ với mô hình liệu vector 19 Hình 1.6 Số liệu vector biểu thị dạng điểm (Point) 20 Hình 1.7 Ký hiệu dạng point đồ 20 Hình 1.8 Số liệu vector biểu thị dạng Arc 21 Hình 1.9 Đối tượng đường đồ 21 Hình 1.10 Số liệu vector biểu thị dạng vùng 22 Hình 1.11.Đối tượng polyon đồ 22 Hinh 1.12.Chuyển đổi liệu raster sang liệu vector 22 Hinh 1.13 Chuyển đổi liệu raster vector 23 Hình 1.14 Kiến trúc hệ sở liệu 26 Hình 1.15 Giao diện ArcToolbox 33 Hình 1.16 Trình soạn thảo VBA 35 Hình 1.17 Các thuộc tính đặc trưng VBA 36 Hình 1.18 Hộp thoại Customize 36 Hình 2.1 Bản đồ tỉnh Bắc Giang 39 Hinh 2.2 Tác nhân nghiệp vụ 54 Hình 2.3 Biểu đồ usecase 54 Hình 2.4 Đặc tả usecase chức cập nhật 55 Hình 2.5 Đặc tả usecase chức thống kê 56 Hình 2.6 Biểu đồ hoạt động cho usecase thêm thông tin trường 56 Hình 2.7 Biểu đồ hoạt động cho usecase sửa thông tin trường 57 Hình 2.8 Biểu đồ hoạt động cho usecase xóa thông tin trường 57 Hình 2.9 Biểu đồ hoạt động cho usecase Thống kê 58 Hình 2.10 Biểu đồ trình tự cho chức thêm thông tin trường 59 Hình 2.11 Biểu đồ trình tự cho chức Sửa xóa thông tin trường 60 Hình 2.12 Biểu đồ trình tự cho chức Thống kê liệu huyện 60 Hình 2.13 Biểu đồ lớp 61 Hình 2.14 Bảng huyện 62 Hình 2.15 Bảng Trường 62 Hình 2.16 Bảng huyện 62 Hình 2.17 Bảng Xã 63 Hình 2.18 Bảng Xã _ KhuCN 63 Hình 2.19 Bảng Đường 63 Hình 2.20 Bảng Đường _ Trường 63 Hình 3.1 Bảng liệu huyện 64 Hình 3.2 Bảng liệu đường 64 Hình 3.3 Bảng liệu trường 65 Hình 3.4 Bảng liệu xã 65 Hình 3.5 Bảng liệu duong_truong 66 Hình 3.6 Bảng liệu xa_truong 66 Hình 3.7 Bảng liệu huyện 67 Hình 3.8 Bảng liệu xã 67 Hình 3.9 Bảng liệu trường 68 Hình 3.10 Bảng liệu đường 68 Hình 3.11 Giao diện chương trình 69 Hình 3.12 Giao diện thêm trường 71 Hình 3.13 Giao diện chức sửa xóa trường 73 Hình 3.14 Giao diện chức thống kê liệu 75 Hình 3.15 Giao diện chức truy vấn liệu 76 Hình 3.16 Giao diện chức tạo bảng liệu học sinh theo năm 77 Hình 3.17 Giao diện đồ chuyên đề 78 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Địa lý có vai trò quan trọng người Trong thời kỳ đồ đá, người săn đoán trước vị trí mồi, người thám hiểm giới sống chết kiến thức địa lý họ xã hội ngày sống làm việc dựa vào hiểu biết vấn đề thuộc vị trí Trong mẫu đồ thông tin không gian, địa lý ứng dụng phục vụ cho khám phá, quy hoạch, hợp tác xung đột suốt 3000 năm qua đồ số tài liệu đẹp văn minh Đa số kiến thức địa lý áp dụng công việc hàng ngày ví dụ tìm tuyến đường khu vực coi mê cung đường phố nơi hay tìm kiếm địa điểm gần Thông tin không gian có tác động mạnh mẽ sống chúng ta, thường phạm vi mà ta không nhận thấy để giúp ta sản xuất lương thực, lượng, trang phục mà sử dụng hàng ngày kể trò giải trí mà tận hưởng Bởi lẽ thông tin không gian quan trọng nên phát triển công cụ gọi hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographic Information Systems) để trợ giúp ta với kiến thức địa lý mà ta có Một hệ thống thông tin địa lý (GIS) giúp tập hợp sử dụng liệu không gian Cách thức tập hợp sử dụng liệu không gian thay đổi cách sâu sắc công nghệ điện tử đại phần cứng, phần mềm GIS kết tất yếu quan trọng phát triển công nghệ Chìa khóa tất định nghĩa GIS “cái gì” “ở đâu” GIS phân tích không gian có liên quan đến vị trí xác tương đối đặc trưng đặc điểm, thuộc tính đặc trưng Vị trí đối tượng không gian quan trọng dòng sông, suối,…GIS có khả hỗ trợ cho việc phân tích hiển thị mối quan hệ không gian 1.1 Tổng quan GIS 1.1.1 GIS ? Một hệ thống thông tin địa lý công cụ cho việc tạo sử dụng thông tin không gian Tuy nhiên, có nhiều định nghĩa, quan niệm hay cách nhìn nhận cách hiểu khác GIS GIS công nghệ phát triển nhanh, có ứng dụng nhiều lĩnh vực hoạt động người, với mục đích thực hành, GIS định nghĩa sau: Một hệ thống dựa vào máy tính để trợ giúp cho công tác thu thập, bảo vệ, lưu trữ, phân tích, xuất phân phối liệu thông tin không gian GIS viết tắt từ “Geographic Information System” Hệ thống nhóm thực thể liên kết hoạt động để giải vấn đề Hệ thống thông tin tập tiến trình hoạt động liệu thô để sản sinh thông tin hỗ trợ lập định Hệ thống thông tin có nhiều hoạt động từ quan sát, đo đạc, mô tả, diễn giải, dự báo lập định Có nhóm chức năng: chế tác, truy vấn, sửa đổi, hiển thị Hệ thống thông tin địa lý (GIS) sử dụng liệu tham chiếu địa lý, liệu phi không gian thao tác hỗ trợ phân tích không gian Mục tiêu chung GIS: lập định, quản lý đất đai, tài nguyên, giao thông, thương mại, đại dương hay thực thể phân bổ không gian Kết nối phần tử hệ thống địa lý, vị trí, phân bố không gian GIS hiểu là: Hệ thống thu thập, lưu trữ, xử lý hiển thị thông tin địa lý Tổ hợp phần mềm với phần cứng, số liệu, phương pháp, người sử dụng…để giải vấn đề phức tạp, hỗ trợ định lập kế hoạch.Là loại phần mềm máy tính 10 Hình 3.12 Giao diện thêm trường Vậy sau bước thông tin lưu sở liệu Lưu ý bước thông tin phải nhập xác 3.2.1.2 Sửa xóa trường Chứ cho phép người sử dụng xóa sửa điểm trường có Khi người sử dụng muốn xóa sửa điểm trường người sử dụng cần : Click chọn chức sửa điểm trường -> zoom đồ tỉ lên 1:25.000 -> chọn điểm trường cần sửa -> sửa đổi thông tin sau chọn -> Edit để lưu lại thông tin sửa Tương bạn muốn xóa điểm trường bạn chọn điểm trường cần xóa sau chọn 98 ->Delete để xóa điểm trường Bước 1: “Zoom in” vùng đồ có trường cần sửa xóa mức đồ với tỷ lệ 1:25.000 99 Bước 2: click chuột chọn trường cần sửa xóa đồ 100 Bước 3: Trên bảng số liệu hiển thị : + Nếu muốn xóa điểm trường chọn delete để xóa + Nếu muốn sửa thông tin , sửa trực tiếp thông tin chọn -> Edit để lưu lại thông tin trường vừa sửa 101 Hình 3.13 Giao diện chức sửa xóa trường 3.2.1.3 Chức thống kê liệu Chức này cho phép người sử dụng thống kê lớp liệu dạng liệu vùng ( địa phận xã, huyện, tỉnh…) sau kết nhận file excel thông tin thống kê 102 Khi người sử dụng muốn thống kê liệu người sử dụng cân: click chọn công cụ “Select Features” công cụ -> chọn vùng cần thống kê -> chọn chức thống kê theo vùng-> chọn đường dẫn tạo tên file ghi liệu -> chọn “ok” để xuất liệu thống kê Bước 1: Trên giao diện chương trình ta chọn chức “Select Features” công cụ Sau chọn vùng cần thống kê liệu ví dụ sau ta chọn huyện cần thống kê 103 Bước : Chọn công cụ thống kê liệu : Hình 3.14 Giao diện chức thống kê liệu Vậy sau bước ta chọn thư mục cần lưu liệu xuất dạng excel chọn -> ok Nếu không muốn thống kê chọn -> Cancel 104 Kết xuất excel thông tin trường nằm vùng thống kê 3.2.1.4 Chức truy vấn thông tin điểm trường Khi người sử dụng muốn truy vấn thông tin điểm trường người sử dụng cần: click chọn chức truy vấn thông tin công cụ-> chọn điểm trường cần truy vấn thông tin-> kết hiển thi text box thông tin trường cần truy vấn 105 Bước 1: “Zoom in” vùng đồ có trường cần truy vấn mức đồ với tỷ lệ 1:25.000 Bước : Chọn chức truy vấn thông tin , chọn điểm trường cần truy vấn hiển thị thông tin trường bảng 106 Hình 3.15 Giao diện chức truy vấn liệu 3.2.1.5 Chức tạo bảng năm Khi người sử dụng muốn thêm bảng liệu theo năm :click chọn chức tạo bảng liệu -> hình hiển thị hộp box tạo bảng năm -> đặt tên cho bẳng liệu,và chọn nơi lưu liệu-> kết bảng liệu trống cho phép người dùng nhập liệu Bước 1: Chọn chức năm tạo bảng số lượng sinh viên theo năm : 107 Hiển thị bảng liệu dặt tên năm cho bảng chọn ->ok Hình 3.16 Giao diện chức tạo bảng liệu học sinh theo năm 108 3.3 Hiển thị đồ chuyên đề Hình 3.17 Giao diện đồ chuyên đề 109 110 KẾT LUẬN Với mong muốn tìm hiểu công nghệ, kỹ thuật đặc biệt quan tâm hướng dẫn tận tình Th.S Nguyễn Thu Hương, em hoàn thành đề tài “Xây dựng hệ thống thông tin địa lý hỗ trợ công tác quản lý thông tin trường PTTH tỉnh Bắc Giang.” Sau thực đề tài, em đạt số kết sau: Tìm hiểu hệ thống thông tin địa lý GIS, hệ thống thông tin phát triển mạnh giới Việt Nam có tầm ứng dụng rộng rãi lĩnh vực quản lý môi trường đồ địa chất … Biết thêm số phần mềm ứng dụng liên quan đến kỹ thuật công nghệ GIS ArcGIS, Mapinfo, JVNmobile GIS … Xây dựng số chức quản lý trường PTTH tỉnh Băc Giang.Tuy cố gắng nhiều thời gian có hạn việc tìm hiểu công nghệ có nhiều khó khăn nhiều tài liệu thực cung cấp nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2016 Sinh viên Phạm Công Cường 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trường ĐH CNTT&TT Thái Nguyên, Giáo trình hệ thống thông tin địa lý [2] Trường ĐH Nông Nghiệp Hà Nội, Giáo trình hệ thống thông tin địa lý [3] Hệ thống thông tin địa lý (GIS) số ứng dụng hải dương học, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội 2007 [4] Đại Học Mỏ Địa Chất Hà Nội, Tài liệu GIS Arcgis [5] http://gisvn.com.vn/forum.php [6] http://vi.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Gi%E1%BB%9Bi_thi%E1% BB%87u 112 ... thông tin không gian quan trọng nên phát triển công cụ gọi hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographic Information Systems) để trợ giúp ta với kiến thức địa lý mà ta có Một hệ thống thông tin địa. .. trúc phân lớp thông tin: 20 Một bước quan trọng xây dựng sở liệu GIS phân loại lớp thông tin (layer, class) Hệ thống GIS lưu trữ đối tượng địa lý theo lớp thông tin Mỗi lớp thông tin lưu trữ loại... liệu, liệu địa lý (Geographic data) Những thông tin địa lý có nghĩa bao gồm kiện về: vị trí địa lý, thuộc tính (attributes) thông tin, mối liên hệ không gian (spatial relationships) thông tin, thời