Ứng dụng mã nguồn mở Thông Tin Địa Lý (Open GIS) (Open GIS) trong giảng dạy và nghiên cứu quản lý môi trường và tài nguyên thiên nhiên.

Ứng dụng mã nguồn mở Thông Tin Địa Lý (Open GIS) giảng dạy nghiên cứu quản lý môi trường tài nguyên thiên nhiên Nguyen Hieu Trung Khoa Môi trường Tài nguyên Thiên nhiên, ĐH Cần Thơ http://www.ctu.edu.vn/colleges/environment/ Đặt vấn đề • Các trường ĐH VN sử dụng phần mềm GIS thương mại, hầu hết khơng có quyền đầy đủ • Việt Nam gia nhập WTO Ỉ u cầu quyền phần mềm sử dụng quan nhà nước lớn • Chỉ thị Thủ Tướng CP số 04/2007/CT-TTg việc tăng cường bảo hộ quyền tác giả với chương trình máy tính Ỉ Tơn trọng quyền phần mềm Việt Nam nhìn nhận cách nghiêm túc Ỉ nhiệm vụ cho ngành, quan phải thực • Yêu cầu cấp bách – Hoặc phải dành khỏan kinh phí lớn để mua phần mềm thương mại – Hoặc phải đầu tư cho việc nghiên cứu sử dụng phát triển phần mềm mã nguồn mở phục vụ cho công tác nghiên cứu giảng dạy trường đại học Đặt vấn đề Phần mềm mã nguồn mở: Ưu điểm: • Mã nguồn chia sẻ (mở), người sử dụng viết thêm cơng cụ riêng • Miễn phí • Thường xun cập nhật nâng cấp cộng đồng người viết phần mềm đơng đảo giới • Kinh nghiệm sử dụng chia sẻ Nhược điểm: • Tài liệu hướng dẫn chưa mang tính hệ thống, chí sơ sài • Đa số phần mềm tập trung xây dựng công cụ tảng ban đầu Ỉ Việc xây dựng ứng dụng cụ thể cần đầu tư nghiên cứu thêm Nguồn nhân lực để ứng dụng phát triển phần mềm mã nguồn mở nhu cầu cấp thiết Việt Nam Tình hình nghiên cứu mã nguồn mở GIS • Nhiều trường ĐH giới thực dự án mã nguồn mở như: – Học viện Kỹ Thuật Châu Á (AIT) nghiên cứu hướng ứng dụng phần mềm mã nguồn mở GRASS, mã nguồn mở MapServer để xây dựng ứng dụng GIS chạy internet – Trường ĐH Minnesota xây dựng công cụ mở MapServer để đưa đồ lên mạng • Ở Việt Nam: – Sở Khoa học Công nghệ TP Hồ Chí Minh – Viện CNTT thuộc Trung tâm KHKT&CNQS/Bộ Quốc Phòng – ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh ÆChưa có nhiều ứng dụng GIS mã nguồn mở giảng dạy nghiên cứu quản lý tài nguyên Hầu hết trường sử dụng phần mềm thương mại để giảng dạy thực dự án NCKH Mục tiêu • Lựa chọn, nghiên cứu, thử nghiệm số phần mềm GIS mã nguồn mở việc giảng dạy nghiên cứu vấn đề liên quan đến quản lý môi trường tài ngun thiên nhiên Từ đó: – Giảm thiểu chi phí đầu tư cho phần mềm GIS – Tạo sở cho việc học tập nghiên cứu phát triển ứng dụng sử dụng mã nguồn mở GIS – Ứng dụng mã nguồn mở GIS giảng dạy nghiên cứu lãnh vực quản lý tài nguyên thiên nhiên Phương pháp • Bước 1: Lược khảo tài liệu, chọn ba mã nguồn mở GIS thích hợp • Bước 2: Thử nghiệm ba mã nguồn mở chọn • Bước 3: Xây dựng giảng thực hành GIS có sử dụng mã nguồn mở • Bước 4: Xây dựng ứng dụng quản lý tài nguyên nước mã nguồn mở GIS Ứng dụng chạy web Kết quả: Lựa chọn đánh giá • Có nhiều phần mềm mã nguồn mở GIS (xem http://opensourcegis.org/) • Các tổ chức quốc tế hỗ trợ phát triển phần mềm mã nguồn mở GIS: – OGC (Open Geospatial Consortium): hiệp hội mã nguồn mở hỗ trợ thư viện chuẩn liệu không gian http://www.opengeospatial.org – OSGeo (Open Source Geospatial Foundation): Tổ chức hỗ trợ khích lệ việc sử dụng phần mềm mã guồn mở GIS http://www.osgeo.org/ Kết quả: Lựa chọn đánh giá (tt) Tổng quan: - Các thư viện chuẩn DLKG: OGR (vector), GDAL (Raster), GML (XML),… - Các hệ quản trị liệu không gian: PostGIS/Postgres, MyQSL Spatial extensions… - Các phần mềm desktop: QGIS, GRASS, MapWinGIS, ILWIS,JUMP, GeoTool… - Các công cụ hỗ trợ server: MapServer (ĐH Minnesota), GeoServer… - Các công cụ hỗ trợ phân tích khơng gian: GRASS, R, SAGA… Paul Ramsey, 2007 Kết quả: Lựa chọn đánh giá (tt) • Tiêu chí chọn phần mềm mã nguồn mở: – Có tính bền vững: cộng đồng người xây dựng chương trình mạnh, lỗi lỗi hiệu chỉnh nhanh chóng (nâng cấp thường xuyên) – Tính phổ biến: nhiều cá nhân tổ chức sử dụng – Đáp ứng nhu cầu cho công tác giảng dạy nghiên cứu quản lý môi trường tài ngun thiên nhiên • Phân tích khơng gian: chồng lớp đồ, phân tích khoảng cách, nội suy khơng gian, xử lý ảnh • Vẽ đồ chuyên đề: vẽ đồ theo tính chất đối tượng • Quản lý liệu: liên kết sở liệu • Dễ sử dụng (giảng dạy) • Chọn phần mềm desktop: – – – – • GRASS QGIS MapWinGIS ILWIS Chọn công cụ hỗ trợ xây dựng trang webgis: – Thiết kế giao diện: ka-map (hỗ trợ AJAX) – Công cụ hỗ trợ map server: MapServer – Hệ quản trị DLKG: PostGIS Kết quả: Đánh giá phần mềm destop Giới thiệu chung: GRASS GIS Là phần mềm GIS dùng cho quản lý liệu, xử lý hình ảnh, tạo đồ họa, mơ hình khơng gian mơ tả nhiều loại liệu khác Đây phần mền mã nguồn mở đăng ký quyền General Public License (GNU) GRASS chạy hệ điều hành Linux, Unix, Windows Phiên 6.4, tháng 6, 2009 QGIS (Quantum GIS) Là phần mềm GIS mã nguồn mở có giao diện thân thiện với người sử dụng giữ quyền GNU QGIS dự án thức tổ chức Open Source Geospatial Foundation (OSGeo) Nó chạy hệ điều hành Linux, Unix, Mac OSX, Windows hỗ trợ tính định dạng sở liệu Phiên 1.0, tháng 5, 2009 MapWinGIS Là hệ thống thông tin địa lý mã nguồn mở giao diện lập trình ứng dụng (API) phân phối tổ chức Mozilla Public License (MPL), xây dựng dựa Microsoft Dot Net Framework 2.0 MapWinGIS chạy Windows IWLIS Viết tắt “Hệ thống thông tin quản lý tổng hợp đất nước” (ILWIS) phần mềm GIS viễn thám phát triển ITC, Hà Lan, gần phiên 3.6 vào năm 2009 ILWIS bao gồm hoàn chỉnh khả xử lý hình ảnh, phân tích không gian vẽ đồ số ILWIS chạy Windows Một số ví dụ ứng dụng thực tế (tt) • Tính tốn đồ (Map Calculation) ILWIS – Tính hệ số thực vật: NDVI = (nir band – red band)/(nir band + red band) Kết quả: xây dựng trang Webgis QL Nước ĐBSCL Truy vấn giao diệ diện website Tập Tậptin tin Map Map Máy khách (client) CGI MapServer Tập Tậptin tin Tập tin liệu Tập tin Tập liệuGIS GIS tin liệu tin Tập liệuGIS GIS liệu liệuGIS GIS Spatial Spatial Database Database ( (PostGIS PostGIS PostgresQL) PostgresQL) Máy chủ (server) Cập nhậ nhật truy vấn lên giao diệ diện website Web WebMap MapServer Server AA Web WebMap MapServer Server FF Kết quả: xây dựng trang Webgis QL Nước ĐBSCL Quản lý sở liệu không gian PostGIS Kết quả: xây dựng trang Webgis QL Nước ĐBSCL Qui trình nhập truy vấn DLKG PostGIS Kết quả: xây dựng trang Webgis QL Nước ĐBSCL Tạo file liệu không gian PostGIS Kết quả: xây dựng trang Webgis QL Nước ĐBSCL Xuất kết truy vấn liệu PostGIS lên giao diện IE http://localhost/cgi-bin/mapserv.exe?map=/ms4w/apps/mike11/mike11.map &service=wms&version=1.3.0&request=getmap&layers=ag1,ag5,ag6,ag3,ag4,ag2&srs=epsg:32648&styles=&bbox=454111.53,1 121366.70,590341.67,1216667.26&width=1000&height=700&format=PNG Giao diện trang WebGIS QL TN Nước ĐBSCL Chuyển đổi thơng tin tọa độ, thích in ấn Truy xuất thơng tin đối tượng theo vị trí theo điều kiện thuộc tính Điều khiển khung đồ Chọn đồ chuyên đề Truy xuất WMS Kết quả: xây dựng trang Webgis QL Nước ĐBSCL Tìm thơng tin đối tượng theo điểm vùng chữ nhật Kết quả: xây dựng trang Webgis QL Nước ĐBSCL Vẽ biểu đồ quan hệ mưa bốc Kết quả: xây dựng trang Webgis QL Nước ĐBSCL Kết luận kiến nghị • Đề tài thực tiến độ hoàn thành sản phẩm đề – Phân tích đánh giá phần mềm mã nguồn mở Ỉ phần mềm đưa vào sử dụng quản lý tài nguyên môi trường: QGIS + GRASS, ILWIS – Xây dựng thực hành ứng dụng GIS QLTNMT – Xây dựng trang webgis quản lý nước phần mềm mã nguồn mở • Biên tập: QGIS • Quản lý liệu: PostGIS • Giao diện: Ka-map – Sản phẩm: • • • • • Thực hành (hướng dẫn sử dụng QGIS+GRASS, ILWIS) Bài báo cáo khoa học (sẽ báo cáo HT GIS Huế tháng 10 năm 2009) Bài báo KH (sẽ gởi tạp chí KH ĐHCT số tới) Báo cáo phân tích ưu nhược điểm phần mềm mã nguồn mở Trang webgis đưa lên mạng: http://ctgis.ctu.edu.vn/mekong/ Kết luận kiến nghị • Kiến nghị: – Nghiên cứu thư viện mã nguồn mở để xây dựng ứng dụng cụ thể theo nhu cầu – Đầu tư thêm thời gian kinh phí để xây dựng trang webgis hoàn thiện – GIS mã nguồn mở ngày phát triển theo chiều hướng kết hợp phần mềm với ví dụ QGIS+GRASS+R Ỉ cần nghiên cứu ứng dụng phần mềm thống kê mạnh R (Hình trang sau) Kết luận kiến nghị Các cơng cụ phân tích khơng gian Chạy máy chủ để chuẩn bị số liệu Hệ thống GIS mã nguồn mở hồn thiện Các cơng cụ phân tích thống kê nâng cao Chia sẻ thơng tin liệu mạng internet