Ứng dụng GIS để xây dựng chương trình quản lý các trường đại học và cao đẳng trên địa bàn tỉnh thái nguyên

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề đồ án tốt nghiệp này, lời em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Công Nghệ Thông Tin, đặc biệt thầy, cô giáo môn Các Hệ Thống Thông Tin, trường Đại học Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông – Đại học Thái Nguyên tận tình bảo, đem đến cho em nhiều kiến thức quý báu suốt năm học vừa qua Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo Th.s Ngô Thị Lan Phương người tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn em suốt trình làm đồ án Nhân dịp em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè động viên, đóng góp ý kiến, giúp đỡ em suốt thời gian qua để em hoàn thành đồ án Mặc dù cố gắng hoàn thành đồ án phạm vi khả cho phép chắn tránh khỏi thiếu xót Em kính mong nhận bảo thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 20 tháng 06 năm 2012 Sinh viên Nguyễn Đình Thắng LỜI CAM ĐOAN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp thân em nghiên cứu cố gắng nhiều để hoàn thiện đồ án thời gian quy định Em tham khảo số tài liệu làm đồ án không chép từ đồ án Toàn đồ án em tự nghiên cứu xây dựng nên Em xin cam đoan lời khai đúng, thông tin sai lệch em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước giáo viên hướng dẫn Trường Đại học công nghệ thông tin truyền thông – Đại học Thái Nguyên Thái Nguyên, ngày 20 tháng 06 năm 2012 Sinh Viên Nguyễn Đình Thắng MỤC LỤC MỞ ĐẦU Ngày nay, công nghệ thông tin có bước phát triển mạnh mẽ theo chiều rộng sâu Máy tính điện tử không thứ phương tiện quý mà ngày trở thành công cụ làm việc giải trí thông dụng người Vì mà ngày có nhiều công nghệ hình thành phát triển để trợ giúp người công việc Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) hình thành vào năm 1960 phát triển rộng rãi 15 năm lại GIS công cụ trợ giúp định nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng … nhiều quốc gia giới GIS có nhiều ứng dụng thực tế Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý để xây dựng chương trình quản lý trường đại học cao đẳng địa bàn tỉnh Thái Nguyên việc làm cần thiết có ý nghĩa, làm sở giúp ích cho nhà quản lý thực tốt công tác lập kế hoạch trợ giúp định Với lý em định chọn đề tài: “Ứng dụng GIS để xây dựng chương trình quản lý trường đại học cao đẳng địa bàn tỉnh Thái Nguyên” làm đề tài nghiên cứu em Đồ án chia làm chương: • Chương I: Cơ sở lý thuyết • • Chương II: Khảo sát, phân tích thiết kế hệ thống Chương III: Xây dựng chương trình CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan GIS (Geographic Information System) 1.1.1 GIS gì? Từ năm 1980 đến có nhiều định nghĩa đưa ra, nhiên định nghĩa khái quát đầy đủ GIS phần lớn chúng xây dựng khía cạnh ứng dụng cụ thể lĩnh vực Có ba định nghĩa dùng nhiều nhất: • GIS hệ thống thông tin thiết kế để làm việc với liệu hệ toạ độ quy chiếu GIS bao gồm hệ sở liệu phương thức để thao tác với liệu • GIS hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, kiểm tra, tích hợp, thao tác, phân tích hiển thị liệu quy chiếu cụ thể vào trái đất • GIS chương trình máy tính hỗ trợ việc thu thập, lưu trữ, phân tích hiển thị liệu đồ 1.1.1.1 Mô hình công nghệ Dữ liệu vào Xử lý liệu Quản lý liệu Phân tích mô hình Dữ liệu Hình 1.1 Mô hình công nghệ GIS • Dữ liệu vào: liệu nhập từ nguồn khác chuyển đổi cách biểu diễn liệu, máy quét, hình ảnh từ vệ tinh, ảnh chụp… • Quản lý liệu: sau liệu thu thập tổng hợp, GIS cần cung cấp thiết bị lưu bảo trì liệu nhằm đảm bảo: bảo mật số liệu, tích hợp số liệu, lọc đánh giá số liệu, khả trì GIS lưu thông tin giới thực thành tầng liệu riêng biệt, tầng đặt hệ trục toạ độ chúng có khả liên kết với • Xử lý liệu: thao tác xử lý liệu thực để tạo thông tin Nó giúp cho người sử dụng định cần làm tiếp công việc Kết xử lý liệu tạo ảnh, báo cáo đồ • Phân tích mô hình: số liệu tổng hợp chuyển đổi phần GIS Những yêu cầu khả giải mã phân tích mặt định tính định lượng thông tin thu thập • Dữ liệu ra: phương diện công nghệ GIS thay đổi phương pháp khác thông tin hiển thị xử lý GIS Các phương pháp truyền thống bảng đồ thị cung cấp đồ ảnh chiều 1.1.1.2 Các lĩnh vực khoa học có liên quan GIS hội tụ lĩnh vực công nghệ ngành truyền thống, hợp số liệu mang tính liên ngành tổng hợp, mô hình hoá phân tích Vì nói, GIS xây dựng tri thức nhiều ngành khoa học khác để tạo hệ thống phục vụ mục đích cụ thể Các ngành bao gồm: • Ngành địa lý: ngành liên quan mật thiết đến việc biểu diễn giới vị trí đối tượng giới Nó có truyền thống lâu đời phân tích không gian cung cấp kỹ thuật phân tích không gian nghiên cứu • Ngành đồ: nguồn liệu đầu vào GIS đồ Ngành đồ có truyền thống lâu đời việc thiết kế đồ, khuân mẫu quan trọng đầu GIS • Công nghệ viễn thám: ảnh vệ tinh ảnh máy bay nguồn liệu địa lý quan trọng cho hệ GIS Viễn thám bao gồm kỹ thuật thu thập xử lý liệu vị trí địa cầu Các liệu đầu hệ thống ảnh vệ tinh trộn với lớp liệu GIS • Ảnh máy bay: ta xây dựng đồ có tỷ lệ cao ảnh chụp từ máy bay nguồn liệu bền mặt trái đất sử dụng • làm đầu vào Bản đồ địa hình: cung cấp liệu có chất lượng cao vị trí ranh giới đất đai, nhà cửa… • Ngành thống kê: kỹ thuật thống kê sử dụng để phân tích liệu GIS Nó đặc biệt quan trọng việc xác định phát sinh lỗi tính không chắn số liệu GIS • Khoa học tính toán: tự động thiết kế máy tính cung cấp kỹ thuật nhập, hiển thị biểu diễn liệu Đồ hoạ máy tính cung cấp công cụ để thể hiện, quản lý đối tượng đồ hoạ Quản trị sở liệu cho phép biểu diễn liệu dạng số, thủ tục để thiết kế hệ thống, lưu trữ, xâm nhập, cập nhật • Toán học: ngành hình học, lý thuyết đồ thị sử dụng thiết kế hệ GIS phân tích liệu không gian Một số ứng dụng GIS 1.1.1.3 Công nghệ GIS ngày sử dụng rộng rãi GIS có khả sử dụng liệu không gian thuộc tính (phi không gian) từ nguồn khác thực phân tích không gian để trả lời câu hỏi người sử dụng Một số ứng dụng cụ thể GIS thường thấy thực tế là: • Quản lý hệ thống đường phố, bao gồm chức năng: tìm kiếm địa xác định vị trí cho địa phố tìm vị trí biết trước địa phố Đường giao thông sơ đồ; điều khiển đường đi, lập kế hoạch lưu thông xe cộ Phân tích vị trí, chọn khu vực xây dựng tiện ích bãi đỗ xe, ga tàu xe…Lập kế hoạch phát triển giao thông • Quản lý giám sát tài nguyên, thiên nhiên, môi trường bao gồm chức năng: quản lý gió thuỷ hệ, nguồn nhân tạo, bình đồ lũ, vùng ngập úng, đất nông nghiệp, tầng ngập nước, rừng, vùng tự nhiên, phân tích tác động môi trường… Xác định ví trí chất thải độc hại Mô hình hoá nước ngầm đường ô nhiễm Phân tích phân bố dân cư, quy hoạch tuyến tính • Quản lý quy hoạch: phân vùng quy hoạch sử dụng đất Các trạng xu môi trường Quản lý chất lượng nước • Quản lý thiết bị: xác định đường ống ngầm, cáp ngầm Xác định tải trọng lưới điện Duy trì quy hoạch thiết bị, sử dụng đường điện • Phân tích tổng điều tra dân số, lập đồ dịch vụ y tế, bưu điện nhiều ứng dụng khác 1.1.2 Các thành phần hệ thống GIS 1.1.2.1 Con người • Con người thành phần quan trọng nhất, nhân tố thưc thao tác điều hành hoạt động hệ thống GIS • Người dùng GIS người sử dụng phần mềm GIS để giải toán không gian theo mục đích họ Họ thường người đào tạo tốt lĩnh vực GIS chuyên gia • Người xây dựng đồ: sử dụng lớp đồ lấy từ nhiều nguồn khác nhau, chỉnh sửa liệu để tạo đồ theo yêu cầu • Người xuất bản: sử dụng phần mềm GIS để kết xuất đồ nhiều định dạng xuất khác • Người phân tích: giải vấn đề tìm kiếm, xác định vị trí… • Người xây dựng liệu: người chuyên nhập liệu đồ cách khác nhau: vẽ, chuyển đổi từ định dạng khác, truy nhập CSDL… • Người quản trị CSDL: quản lý CSDL GIS đảm bảo hệ thống vận hành tốt • Người thiết kế CSDL: xây dựng mô hình liệu lôgic vật lý • Người phát triển: xây dựng cải tạo phần mềm GIS để đáp ứng nhu cầu cụ thể Dữ liệu 1.1.2.2 Một sở liệu hệ thống thông tin địa lý chia làm loại liệu bản: Dữ liệu không gian (spatial) liệu phi không gian (nonspatial) Mỗi loại có đặc điểm riêng chúng khác yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý hiển thị • Dữ liệu không gian mô tả số hình ảnh đồ, chúng bao gồm tọa độ, quy luật kí hiệu dùng để xác định hình ảnh đồ cụ thể đồ GIS dung số liệu không gian để tạo đồ hay hình ảnh đồ hình giấy thông qua thiết bị ngoại vi,… • Dữ liệu phi không gian (dữ liệu thuộc tính) diễn tả đặc tính, số lượng, mối quan hệ hình ảnh đồ với vị trí địa lý chúng Các liệu thuộc tính liên quan đến vị trí địa lý đối tượng không gian liên kết chặt chẽ với chúng GIS thông qua chế thống chung Phần cứng 1.1.2.3 Là máy tính điện tử: PC, mini Computer, MainFrame … thiết bị mạng cần thiết triển khai GIS môi trường mạng GIS đòi hỏi thiết bị ngoại vi đặc biệt cho việc nhập xuất liệu như: máy số hoá (digitizer), máy vẽ (plotter), máy quét (scanner), phương tiện lưu trữ liệu,… 1.1.2.4 Phần mềm Là tập hợp câu lệnh, thị nhằm điều khiển phần cứng máy tính thực nhiệm vụ xác định, phần mềm hệ thống thông tin địa lý 10 TenXaPhuong Character(20) Tên xã/phường Bảng truong Tên trường Kiểu liệu Chú thích Matruong Character(20) Mã trường học Maxa Character(20) Mã xã/phường Tentruong Character(50) Tên trường học Loaitruong Character(20) Loại trường học phongTHTN Integer Phòng thực hành, TN Diachi Character(50) Địa trường Sdt Character(15) Số điện thoại trường Link Character(50) Liên kết thông tin Bảng chitiettruong Tên trường Kiểu liệu Chú thích Matruong Character(20) Mã trường học Namhoc Character(11) Năm học Sophonghoc Integer Số lượng phòng học Soluongsv Integer Số lượng sinh viên Soluonggv Integer Số lượng giảng viên Soluongcanbo Integer Số lượng cán Gvlagiaosu Integer Giảng viên giáo sư Gvlaphogiaosu Integer Giảng viên phó giáo sư Gvlatiensi Integer Giảng viên tiến sĩ 57 Gvlathacsi Integer Giảng viên thạc sĩ Gvtrinhdokhac Integer Giảng viên có trình độ khác Hieutruong Character(30) Tên hiệu trưởng CHƯƠNG III XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH Giao diện chương trình 3.1 Chức Tìm kiếm 58 Chức Tìm kiếm cho phép người sử dụng người quản lý tìm kiếm thông tin trường đại học cao đẳng theo tên trường, mã trường tìm kiếm theo đơn vị hành địa bàn tỉnh Thái Nguyên 3.1.1 Tìm kiếm theo Trường học Để thực chức vào Menu Tim Kiem chọn Tim kiem theo Truong hoc Một cửa sổ cho phép người dùng lựa chọn tìm kiếm theo mã trường tìm kiếm theo tên trường Người dùng nhập thông tin muốn tìm kiếm vào nhấn nút “Tim kiem” để bắt đầu tìm kiếm Nếu trường có sở liệu hệ thống đưa liệu mà người dùng tìm kiếm; ngược lại, thông tin tìm kiếm sở liệu hệ thống gửi thông báo liệu (như hình dưới) đến người dùng 59 Chọn nút “Dong” để thoát chức 3.1.2 Tìm kiếm theo đơn vị hành Để thực chức vào Menu Tim Kiem chọn Tim kiem theo dv hanh chinh Một cửa sổ cho phép người dùng lựa chọn tìm kiếm theo Xã/Phường tìm kiếm theo Huyên/Thành Phố Sau nhập thông tin muốn tìm kiếm, chọn nút “Tim kiem” để tìm kiếm thông tin Xã/Phường Huyện/Thành Phố; chọn nút “Xem du lieu truong” để xem thông tin trường nằm đơn vị hành Nếu thông tin tìm kiếm có sở liệu hệ thống đưa liệu cho 60 người dùng, thông tin sở liệu thông báo liệu Chọn nút “Dong” để thoát chức 3.2 Chức Cập nhật Chức Cập nhật cho phép người quản lý thêm sở trường học chỉnh sửa thông tin trường học thông tin có thay đổi 3.2.1 Thêm trường học • Thêm trường học biết vị trí trường Khi biết vị trí trường học ta dùng nút công cụ có hình để thêm trường học Bước 1: Chọn nút công cụ Thêm trường học ( ) sau click vào vị trí trường đồ Bước 2: Một hộp thoại hỏi xem có muốn thêm trường học không - Chọn “Co” để tiếp tục sang Bước “Khong” để thoát chức • Thêm trường học biết tọa độ trường 61 Khi biết tọa độ trường học ta vào Menu Cap nhat chọn Them Truong hoc để thêm trường học Một cửa sổ cho phép ta nhập thông tin tọa độ trường học Sau nhập đầy đủ thông tin, chọn nút “Them” để tiếp tục Chương trình kiểm tra xem tọa độ vừa nhập có nằm khu vực tỉnh Thái Nguyên không Nếu chuyển sang Bước 2, sai yêu cầu người dùng nhập cho xác tọa độ Bước 3: Một hộp thoại cho phép người quản lý nhập thông tin trường học 62 Bước 4: Sau nhập đầy đủ thông tin chọn nút “Them” để thêm trường học Chương trình kiểm tra thông tin mà người dùng nhập vào Nếu thỏa mãn chương trình thêm trường học vào sở liệu thông báo tới người quản lý Nếu liệu nhập vào thiếu có sở liệu chương trình thông báo cho người quản lý biết để nhập đầy đủ xác thông tin - Chọn nút “Dong” để thoát chức 3.2.2 Sửa thông tin trường học 63 Chức cho phép người quản lý chỉnh sửa thông tin trường học Để thực chức vào Menu Cap nhat chọn Sua thong tin truong hoc Một hộp thoại cho phép ta tìm trường học để chỉnh sửa Sau chọn trường muốn cập nhật - Chọn nút “Tim kiem” để xem thông tin trường trước cập - nhật Chọn nút “Cap nhat” để cập nhật thông tin trường học Chọn nút “Dong” để thoát chức Nếu chọn nút “Cap nhat” hộp thoại yêu cầu người quản lý chọn năm học để cập nhật Sau chọn năm học nhấn nút “OK” để tiếp tục Một hộp thoại cho phép người quản lý điền thông tin trường học 64 Sau điền đầy đủ xác thông tin, chọn nút “Cap nhat” để cập nhật thông tin trường, chọn nút “Dong” để thoát chức 3.3 Chức Thống kế Chức cho phép người quản lý thống kê liệu trường học theo năm thống kê liệu tất trường năm học 3.3.1 Thống kê liệu theo trường Để thực chức vào Menu Thong ke chon Thong ke du lieu theo truong Một hộp thoại cho phép ta chọn tên trường, thông tin cần thống kê : Số lượng sinh viên, số lượng giảng viên, số phòng học … 65 Sau chọn xong tên trường thông tin cần thống kê : - Chọn nút “Xuat du lieu” để xuất liệu file Exel, liệu xuất lưu thư mục "D:\DoAnTN\DLexel" - Chọn nút "Xem bieu do" để xem biểu đồ liệu thống kê Chọn nút "Dong" để thoát chức 3.3.2 Thống kê liệu theo năm học - 66 Để thực chức vào Menu Thong ke chon Thong ke du lieu theo nam hoc Một hộp thoại cho phép ta chọn năm học, thông tin cần thống kê : Số lượng sinh viên, số lượng giảng viên, số phòng học … Sau chọn xong năm học thông tin cần thống kê : - Chọn nút “Xuat du lieu” để xuất liệu file Exel, liệu xuất - lưu thư mục "D:\DoAnTN\DLexel" Chọn nút "Xem bieu do" để xem biểu đồ liệu thống kê 67 - Chọn nút "Dong" để thoát chức KẾT LUẬN Với giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình Th.s Ngô Thị Lan Phương, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp: “ Ứng dụng GIS để xây dựng chương trình quản lý trường đại học cao đẳng địa bàn tỉnh Thái Nguyên” Sau thực đề tài em đạt số kết sau: Đạt được: • Tìm hiểu hệ thống thông tin địa lý GIS, hệ thống phát triển mạnh mẽ có nhiều ứng dụng Thế Giới Việt Nam 68 • Sử dụng phần mềm Mapinfo ngôn ngữ lập trình Mapbasic để xây dựng chương trình quản lý trường đại học cao đẳng địa bàn tỉnh Thái Nguyên • Xây dựng số chức như: cập nhật, tìm kiếm, thống kê cho chương trình giúp cho thao tác nhanh • Các chức em xây dựng hoàn toàn tiếng Việt nên dễ dàng việc sử dụng Hạn chế: • • Tuy giao diện tiếng Việt chưa đẹp Chức cập nhật chưa thực tối ưu Hướng phát triển: • • Hoàn thiện chức cập nhật thêm số chức Tìm hiểu ứng dụng phần mềm mã nguồn mở như: Postgresql, geosever… vào việc xây dựng WebGIS TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thế Thận, Trần Công Yên 2000 Tổ chức hệ thống thông tin địa lý GIS phần mềm Mapinfo 4.0 NXB Xây dựng Hà nội Trần Thị Băng Tâm 2006 Giáo trình hệ thống thông tin địa lý Trường đại học Nông Nghiệp 1- Hà Nội Võ Quang Minh, Nguyễn Hồng Điệp, Trần Ngọc Trinh, Trần Văn Hùng 2007 Hệ thống thông tin địa lý (GIS system) Trường đại học Cần Thơ Giáo trình Mapinfo 20 chương http://vi.wikipedia.org/wiki/H%E1%BB%87_th%E1%BB%91ng_Th %C3%B4ng_tin_%C4%90%E1%BB%8Ba_l%C3%BD http://www.climategis.com/ 69 http://tailieu.vn/ http://gisvn.com.vn/forum.php NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 70 …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Thái Nguyên, Ngày 20 tháng 06 năm 2012 Giáo viên hướng dẫn 71 ... tài: Ứng dụng GIS để xây dựng chương trình quản lý trường đại học cao đẳng địa bàn tỉnh Thái Nguyên làm đề tài nghiên cứu em Đồ án chia làm chương: • Chương I: Cơ sở lý thuyết • • Chương II: Khảo... trường đại học cao đẳng địa bàn tỉnh Thái Nguyên việc làm cần thiết có ý nghĩa, làm sở giúp ích cho nhà quản lý thực tốt công tác lập kế hoạch trợ giúp định Với lý em định chọn đề tài: Ứng dụng. .. lại GIS công cụ trợ giúp định nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng … nhiều quốc gia giới GIS có nhiều ứng dụng thực tế Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý để xây dựng chương trình quản lý