DSpace at VNU: Nghiên cứu khả năng truy vấn mở rộng của PostgreSQL trên dữ liệu raster

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN NGỌC DŨNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TRUY VẤN MỞ RỘNG CỦA POSTGRESQL TRÊN DỮ LIỆU RASTER LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HÀ NỘI, 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ NGUYỄN NGỌC DŨNG Ngành: Cơng nghệ Thơng tin Chuyên ngành: Truyền liệu mạng máy tính Mã số: 60.48.15 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS DƢƠNG LÊ MINH HÀ NỘI, 2015 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT .7 DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU 10 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .11 1.1 Đặt vấn đề 11 1.2 Phạm vi mục tiêu luận văn 12 1.3 Phƣơng pháp bố cục nghiên cứu 12 CHƢƠNG : CƠ SỞ LÝ LUẬN .13 2.1 Lý thuyết GIS .13 2.1.1 Khái niệm, đặc tính .13 Khái niệm GIS 13 Các đặc tính hệ thống GIS 14 Các chức hệ thống GIS 16 Các lĩnh vực liên quan đến GIS 16 Các phần mềm thao tác hỗ trợ GIS .17 2.1.2 Cách thức biểu diễn (Vector, Raster), ƣu & nhƣợc điểm .17 Dữ liệu GIS 17 Biễu diễn dạng mơ hình cấu trúc Vector 18 Biểu diễn dạng mơ hình cấu trúc Raster .19 So sánh hai mô hình cấu trúc Vector mơ hình cấu trúc Raster 20 2.1.3 Ảnh vệ tinh viễn thám mối liên quan tới GIS .21 Ảnh vệ tinh viễn thám 21 Ảnh vệ tinh LANDSAT 22 Hệ thống tham chiếu không gian (Spatial Reference System – SRS) 23 Ứng dụng ảnh vệ tinh LANDSAT .24 2.2 PostGIS Raster 24 2.2.1 Sơ lƣợc, khái quát PostgreSQL 24 2.2.2 Giới thiệu PostGIS Raster, đặc trƣng 25 2.2.3 Phƣơng thức thu thập, lƣu trữ, biểu diễn thông tin 26 2.2.4 Cách thức nhập/xuất xử lý liệu Postgis 29 Nhập/xuất liệu 29 Các hàm đƣợc sử dụng PostGIS 30 2.3 Dữ liệu ảnh Raster PostGIS 32 2.4 Chuyển đổi liệu ảnh Raster Vector 33 CHƢƠNG : XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ ẢNH VỆ TINH VIỄN THÁM 35 3.1 Phân tích 38 3.2 Thiết kế 40 3.3 Xây dựng 40 3.4 Các bƣớc giải toán 41 3.5 Kết thực nghiệm 44 3.6 Các yếu tố gây ảnh hƣởng đến kết toán 49 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu khả truy vấn mở rộng PostgreSQL liệu Raster” công tronhf nghiên cứu riêng Các số liệu, kết trình bày luận văn hồn tồn trung thực Tơi trích dẫn đầy đủ tài liệu tham khảo, cơng trình nghiên cứu liên quan Ngoại trừ tài liệu tham khảo này, luận văn hoàn toàn nghiên cứu riêng tơi Luận văn hồn thành thời gian tơi học viên Khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Ngƣời thực Nguyễn Ngọc Dũng LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS.Dương Lê Minh, PGS.TS.Nguyễn Hải Châu, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, bảo để em hồn thành tốt luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo khoa Công nghệ thông tin – Đại học Công Nghệ – Đại học Quốc Gia Hà Nội tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho em với kinh nghiệm quý báu suốt trình học ghế nhà trường Con xin tỏ lòng biết ơn kính trọng đến bố mẹ, người sinh thành nuôi dưỡng khôn lớn ngày hôm nay, cảm ơn tình cảm lời động viên cho suốt trình học tập Xin cảm ơn anh chị gia đình hỗ trợ, động viên giúp đỡ em suốt trình học tập trưởng thành Cuối xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, anh chị em đồng nghiệp, người bên cạnh tôi, động viên giúp đỡ để tơi có tâm hồn thiện luận văn tốt nghiệp mong muốn 7 GIS CGIS LIS LRIS PMIS ILWIS ESRI UTM EPS WMF AI CDR DXF SVG PLT DPI BMP PCX TIFF JPEG GIF PNG PSD CPT BIL BSQ BIP SRID ACID GNU DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Geographic Information Systems Canadian Geographic Information Systems Land Information Systems Land Resources Information Systems Port Management Information System Integrated Land and Water Information System Environmental System Research Institude Universal Transverse Marcator Encapsulated PostScript Windows Metafile Adobe Illustrator CorelDraw Drawing eXchange Format Scalable Vector Graphics Hewlett Packard Graphics Language Plot File dots per inch Windows Bitmap Paintbrush Tag Interleave Format Joint Photographics Expert Group Graphics Interchange Format Portable Network Graphic Adobe PhotoShop Corel PhotoPAINT Band Interleaved by Lines Band Sequential Band Interleaved by Pixel Spatial Reference Identifier Atomicity, Consitency, Isolation & Durability General Public Lisence DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 – Hình ảnh mang thông tin địa lý 13 Hình 2.2 – Các hình thức biểu diễn thông tin GIS 15 Hình 2.3 – Các lớp biểu diễn đối tượng liệu GIS .18 Hình 2.4 – Biểu diễn đối tượng theo cấu trúc Vector Raster 20 Hình 2.5 - Ảnh bề mặt trái đất chụp từ vệ tinh 21 Hình 2.6 – Các dạng lưu trữ liệu ảnh vệ tinh viễn thám 22 Hình 2.7 – Ảnh vệ tinh LANDSAT .22 Hình 2.8 – Phương pháp quét liệu ảnh .27 Hình 2.9 – Phương pháp số hóa ảnh 27 Hình 2.10 – Phương pháp Vector hóa ảnh 28 Hình 2.11 – Lưu trữ liệu PostGIS 28 Hình 2.12 – Thông tin chứa Raster table .29 Hình 2.13 – Cơng cụ PgAdmin .30 Hình 2.14 – Kích thước cell 33 Hình 2.15 – Chuyển liệu Raster - Vector 34 Hình 2.16 – Chuyển liệu Vector - Raster 34 Hình 3.1 - Giao diện website earthexplorer.usgs.gov 36 Hình 3.2 – Các ảnh LANDSAT chụp khu vực xác định 36 Hình 3.3 – Thông số ảnh LANDSAT .37 Hình 3.4 – Giao diện website gadm.org 38 Hình 3.5 – Ảnh vệ tinh LANDSAT chứa liệu 39 Hình 3.6 – Thuật tốn xử lý tốn cắt ảnh 41 Hình 3.7 – Hình ảnh vệ tinh LANDSAT chụp khu vực Hà Nội 44 Hình 3.8 – Ảnh địa giới hành Hà Nội 44 Hình 3.9 – Kết sau thực truy vấn 45 Hình 3.10 – Kết cắt ảnh phần mềm 45 Hình 3.11 – Thời gian thực truy vấn kích cỡ ảnh 1024x1024px 46 Hình 3.12 – Thời gian thực truy vấn kích cỡ ảnh 256x256px .46 Hình 3.13 – Thời gian thực truy vấn kích cỡ ảnh 64x64px 47 Hình 3.14 – Thời gian thực truy vấn kích cỡ ảnh 32x32px 47 Hình 3.15 – Đồ thị thời gian trung bình thực truy vấn 48 Hình 3.16 – Phép chiếu UTM 49 Hình 3.17 – Tham số cắt ảnh 128x128px 50 Hình 3.18 – Tham số cắt ảnh 32x32px 50 Hình 3.19 – Tham số cắt ảnh 16x16px 51 Hình 3.20 – Tham số cắt ảnh 8x8px 51 10 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 – Thông số ảnh LANDSAT-TM 23 Bảng 2.2 – Thông số ảnh LANDSAT-ETM 23 Bảng 2.3 – Các hệ tham chiếu 23 Bảng 3.1 – Thời gian trung bình thực truy vấn 47 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG ANH Joseph Collins - Unruh, Understand Raster, 2006 Mohsin siddique, Application of remote sensing and geographical information system Regina O.Obe and Leo H.Su, Postgis in Action, Manning Publications Co, 2011 Postgis Project Team, Postgis 2.2.1dev Manual J.T Coppock and D.W Rhind, Geographic Information Systems, First Edition, 1991 TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Trung tâm Viễn thám công nghệ thông tin (RiTC), Tài liệu tập huấn QGIS bản, 2014 Nguyễn Kim Lợi, Lê Cảnh Định, Trần Thống Nhất, Hệ thống thông tin địa lý nâng cao, 2009 TÀI LIỆU THAM KHẢO INTERNET https://en.wikipedia.org/wiki/Geographic_information_system http://oceanservice.noaa.gov/facts/remotesensing.htm 10 https://en.wikipedia.org/wiki/Remote_sensing 11 http://fundisa.sansa.org.za/resources%20-%20Landsat%207%20Products.html 12 http://www.postgresql.org/about 13 http://landsat.usgs.gov/naming_conventions_scene_identifiers.php 14 http://landsat.usgs.gov/band_designations_landsat_satellites.php 15 http://www.climategis.com/2013/08/ung-dung-cua-gis-trong-cac-nganh.html 16.http://www.faocopemed.org/old_copemed/reports/gis/maltaCourse/Raster_Vector.p df  ... 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn Nghiên cứu khả truy vấn mở rộng PostgreSQL liệu Raster công tronhf nghiên cứu riêng Các số liệu, kết trình... hồn tồn trung thực Tơi trích dẫn đầy đủ tài liệu tham khảo, cơng trình nghiên cứu liên quan Ngoại trừ tài liệu tham khảo này, luận văn hoàn toàn nghiên cứu riêng tơi Luận văn hồn thành thời gian... Information Systems Canadian Geographic Information Systems Land Information Systems Land Resources Information Systems Port Management Information System Integrated Land and Water Information