Mô hình biểu diễn trực quan các đối tượng tại nhiều mức chi tiết khác nhau cùng với mối quan hệ trong không gian địa lý 3 chiều

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trƣờng Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN BỘ - GIẢNG VIÊN 2017 - 2018 Tên đề tài: MƠ HÌNH BIỂU DIỄN TRỰC QUAN CÁC ĐỐI TƢỢNG TẠI NHIỀU MỨC CHI TIẾT KHÁC NHAU CÙNG VỚI MỐI QUAN HỆ TRONG KHÔNG GIAN ĐỊA LÝ CHIỀU Số hợp đồng: 2017.01.74/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài : ThS Phạm Văn Đăng Đơn vị công tác : Khoa Công nghệ thông tin Thời gian thực : 04/2017 – 04/2018 Tp.HCM, tháng 04/2018 Tp Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 12 năm 2017 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - Đơn vị chủ trì: Trƣờng Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN BỘ - GIẢNG VIÊN 2017 - 2018 Tên đề tài: MƠ HÌNH BIỂU DIỄN TRỰC QUAN CÁC ĐỐI TƢỢNG TẠI NHIỀU MỨC CHI TIẾT KHÁC NHAU CÙNG VỚI MỐI QUAN HỆ TRONG KHÔNG GIAN ĐỊA LÝ CHIỀU Số hợp đồng: 2017.01.74/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài : ThS Phạm Văn Đăng Đơn vị công tác : Khoa Công nghệ thông tin Thời gian thực : 04/2017 – 04/2018 Các thành viên phối hợp cộng tác: STT Họ tên Cơ quan công tác Chuyên ngành Ký tên MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 10 MỞ ĐẦU 11 Mục tiêu nghiên cứu 11 Nội dung nghiên cứu 11 Phương pháp nghiên cứu 11 Kết đạt 11 ĐẶT VẤN ĐỀ 12 CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 13 1.1.Tổng quan tình hình nghiên cứu 13 1.1.1 Các mơ hình liệu khơng gian thời gian (trong ngồi nước) 13 1.1.1.1 Mơ hình UDM 13 1.1.1.2 Mơ hình 3D Array 14 1.1.1.3 Mơ hình Octree 14 1.1.1.4 Mơ hình CSG 15 1.1.1.5 Mơ hình tổ hợp B-REP CSG 15 1.1.1.6 Mô hình TUDM 16 1.1.1.7 Mơ hình ELUDM 17 1.1.1.8 Mơ hình CityGML 18 1.1.1.9 Mơ hình địa chiều (3D cadastral model for EABNOF) 20 1.1.1.10 Mơ hình TSUDM 22 1.1.1.11 Mơ hình TPS 23 1.1.2 Nhận xét, so sánh đề xuất mô hình 23 1.1.2.1 Nhận xét 23 1.1.2.2 So sánh mơ hình 24 1.1.2.3 Đề xuất mơ hình 26 1.2 Kết luận 26 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 27 2.1 Cơ sở liệu không gian 27 2.1.1 Khái niệm 27 2.1.2 Hệ quản trị sở liệu quan hệ đối tượng 27 2.1.3 Không gian Oracle 28 2.2 Kết luận 44 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH DỮ LIỆU 45 3.1 Nghiên cứu đề xuất mơ hình liệu 45 3.1.1 Khái niệm mơ hình liệu 45 3.1.2 Mơ hình liệu khơng gian gì? 45 3.1.3 Mơ tả tốn 45 3.1.4 Nội dung nghiên cứu 45 3.1.5 Đối tượng nghiên cứu 45 3.1.6 Minh họa truy vấn 45 3.1.7 Minh họa thực nghiệm truy vấn 46 3.1.8 Nghiên cứu đề xuất mơ hình liệu 46 3.1.8.1 Giới thiệu 46 3.1.8.2 Nghiên cứu đề xuất mơ hình liệu 47 3.2 Kết nghiên cứu 55 KẾT LUẬN, HƢỚNG PHÁT TRIỂN, VÀ KIẾN NGHỊ 56 KẾT LUẬN 56 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 56 KIẾN NGHỊ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC 60 LỜI CẢM ƠN Tác giả đề tài xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến Ban Giám Hiệu nhà trường hỗ trợ cấp kinh phí tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thực hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học Tác giả đề tài xin gửi lời cảm ơn đến Phịng Khoa Học Cơng Nghệ chấp thuận hỗ trợ văn thủ tục theo qui định pháp luật văn thủ tục theo quy định Nhà trường để tác giả hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học Tác giả đề tài xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy/Cô Khoa Công nghệ thông tin hỗ trợ cho tác giả thực đề tài nghiên cứu khoa học Tp HCM, ngày 10 tháng 04 năm 2018 Tác giả DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu C# VRO-DLOD3D EABNOF UDM CSG B-REP TUDM ELUDM CityGML TSUDM TPS 3D GS3D LOD GIS CLOD CSpace CPopulation CRelationships Chữ viết tắt tiếng Việt NTTU CNTT HQTCSDL LĐQHĐT CSDL Chữ viết đầy đủ tiếng Anh Csharp Visual Representation of Objects at Different detailed Levels along with relationships in Three-Dimensional space Extrustion Approarch Based on Non-Overlapping Footprints Urban Data Model Constructive Solid Geometry Boundatory Representation Time Urban Data Model Enhanced Levels of Detail for Surface in Urban Data Model The City Geograpgy Markup Language Temporal Spiatal Urban Data Model Time – Population – Space Three-Dimensional Three-Dimensional Geographic Space Levels of details Geographic Information System Different Detailed Levels Class Space Class Population Class Relationships Class Ý nghĩa tƣơng ứng (nếu có) Đại học Nguyễn Tất Thành Công nghệ thông tin Hệ quản trị sở liệu Lược đồ quan hệ đối tượng Cơ sở liệu DANH MỤC HÌNH Hình Một thể mức chi tiết khác nhau: không gian + người + mối quan hệ 12 Hình 1.1 Mơ hình UDM 14 Hình 1.2 Mơ hình 3D Array 14 Hình 1.3 Mơ hình Octree 15 Hình 1.4 Mơ hình CSG 15 Hình 1.5 Mơ hình tổ hợp B-REP CSG 16 Hình 1.6 Mơ hình TUDM 17 Hình 1.7 Mơ hình ELUDM 17 Hình 1.8 Mơ hình UML CityGML 19 Hình 1.9 Sơ đồ UML hệ thống phân cấp lớp CityGML mức cao 20 Hình 1.10 Mơ hình CityGML có khả biểu diễn 16 LODs cho tịa nhà 20 Hình 1.11 Mơ hình liệu địa 3D áp dụng tiếp cận EABNOF 21 Hình 1.12 Một thể overllaping 2D 3D 22 Hình 1.13 Mơ hình TSUDM 22 Hình 1.14 Mơ hình liệu TPS quản lý liệu dân cư hệ GIS 3D 23 Hình 2.1 Các kiểu hình học khơng gian 30 Hình 2.2 Đối tượng A B có khả tương tác với 31 Hình 2.3 Các quan hệ topology 31 Hình 2.4 Minh họa hình cola_a, b, c, d miền 2D 34 Hình 2.5 Thể kết truy vấn không gian bảng cola_markets 35 Hình 2.6 Kết truy vấn đối tượng giao cola_a cola_c 35 Hình 2.7 Kết truy vấn đối tượng giao cola_a cola_d 36 Hình 2.9 Cho biết kết hình học cola_a cola_c có quan hệ với 36 Hình 2.10 Hiển thị diện tích hình học cola_a, cola_b, cola_c, cola_d 37 Hình 2.11 thị kết diện tích hình học cola_a 37 Hình 2.12 Kết hiển thị khoảng cách hình cola_b cola_d 38 Hình 2.13 Kiểm tra hình cola_c có hợp lệ khơng? 38 Hình 2.14 Hình đa giác có chứa lỗ bên – polygon with hole 38 Hình 2.15 Đường khép kín tạo thành từ đoạn thẳng cung trịn 39 Hình 2.16 Đa giác ghép tạo thành từ đa giác 40 Hình 2.17 Biểu diễn điểm (point) miền 2D 41 Hình 2.18 Một thể Buildings miền 3D 42 Hình 2.19 Thể View 43 Hình 2.20 Thể View 43 Hình 2.21 Thể View 44 Hình 3.1 Một minh họa tải kiến trúc đô thị 46 Hình 3.2 Minh họa biểu diễn trực quan đối tượng mức chi tiết khác với “mối quan hệ xã hội” không gian địa lý chiều 48 Hình 3.3 Minh họa tổ hợp 4lớp cspace, cpopulation, crelationships, clod cho VRO-DLOD3D 50 Hình 3.4 Mơ hình liệu VRO-DLOD3D 50 Hình 3.5 Một thể biệt thự ID = „BT1‟ mức chi tiết (CLOD) ID = 53 Hình 3.6 Một thể biệt thự ID = „BT1‟ mức chi tiết (CLOD) ID = 54 Hình 3.7 Một thể biệt thự ID = „BT1‟ mức chi tiết (CLOD) ID = 54 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Bảng so sánh mơ hình theo tiêu chí: Ứng dụng, thực thể chính, thực thể phụ, tảng mơ hình 24 Bảng 1.2 Bảng so sánh mơ hình theo tiêu chí: Biểu diễn mặt ngồi, biểu diễn mặt trong, biểu diễn mức chi tiết khác 25 Bảng 1.3 Bảng so sánh mô hình theo tiêu chí: Truy vấn thuộc tính, truy vấn vị trí, truy vấn thời gian, truy vấn ngữ nghĩa, truy vấn mức chi tiết, truy vấn dân cư 26 Bảng 3.1 Một khối „BT1‟ (ngôi biệt thự) hiển thị mức chi tiết kèm theo biểu diễn „BT1‟ vào Cơ sở liệu 51 TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Sản phẩm thực đạt đƣợc Sản phẩm đăng ký thuyết minh (1) 01 báo cáo tổng kết đề tài (1) 01 báo cáo tổng kết đề tài (2) 01 báo đăng Hội nghị khoa học (2) 01 báo đăng tạp chí trường ĐH quốc gia (http://fair.conf.vn) NTT (3) 01 báo đăng Tạp chí Khoa học (3) 01 báo đăng Hội nghị khoa học Công nghệ Số 3, trường ĐH NTT quốc gia đăng tạp chí quốc tế (4) 01 phần mềm biểu diễn đối tượng địa (4) Kết nghiên cứu làm tài liệu tham lý với mối quan hệ mức khảo cho sinh viên học viên cao học chi tiết khác không gian địa lý ngành CNTT NTTU: Mơ hình, sở ba chiều, mơ hình, sở liệu mơ liệu mơ hình, source code C# hình, source code C# Thời gian đăng ký : từ ngày 04/2017 đến ngày 04/2018 Thời gian nộp báo cáo : 17/04/2018 10 3.1.7 Minh họa thực nghiệm truy vấn Minh họa truy vấn biểu mẫu thực nghiệm ngôn ngữ lập trình C# 3.1.8 Nghiên cứu đề xuất mơ hình liệu 3.1.8.1 Giới thiệu Ngày nay, dân số gia tăng nhanh chóng làm cho kiến trúc thị ngày trở nên q tải (hình 3.1) mang đến phát triển mạnh mẽ chất lượng cho xã hội Điều dẫn đến gia tăng mặt tích cực tiêu cực cộng đồng dân cư [15] Nhận thức tầm quan trọng cần thiết việc quản lý đối tượng địa lý (con người, tòa nhà không gian địa lý) với mối quan hệ (quan hệ huyết thống, quan hệ xã hội, quan hệ tiền án, quan hệ tiền quan hệ sinh tử) không gian địa lý chiều để cung cấp thơng tin kịp thời cho cấp quyền định kịp thời hỗ trợ thông tin phục vụ cho công tác bảo vệ an ninh trật tự an toàn xã hội địa bàn Trong đó, đối tượng địa lý đối tượng không gian 3D, sau phát triển địa lý thời gian đối tượng địa lý đối tượng không gian - thời gian Do vậy, đối tượng địa lý gọi chung đối tượng Hình 3.1 Một minh họa tải kiến trúc đô thị Các đối tượng bao gồm người, tòa nhà khơng gian địa lý Trong đó, người: người dân sinh sống địa bàn lãnh thổ; tòa nhà: nơi người sinh sống làm việc nơi diễn mối quan hệ tọa lạc không gian địa lý; không gian địa lý: nơi tòa nhà người cư ngụ, không gian địa lý hiểu theo hai khía cạnh, người áp đặt, hai tạo hóa tạo [14,15] Các mối quan hệ gồm có quan hệ huyết thống, quan hệ xã hội, quan hệ tiền án, quan hệ tiền quan hệ sinh tử [14,15] Trong đó: người sinh gia đình (gia tộc) phải có tổ tiên, ơng bà, cha mẹ, anh chị em ruột,… gọi quan hệ huyết thống; người D thành viên khác tham gia buổi họp, buổi hội nghị hay hội thảo,… gọi quan hệ xã hội; người gọi có quan hệ tiền có vi phạm pháp luật mức cảnh cáo, bị phạt hành chính, khơng bị tòa án kết tội nằm diện bị theo dõi pháp luật; người gọi có quan hệ tiền án có hành vi vi phạm pháp luật bị tòa án kết tội Các mối quan hệ vừa nêu diễn không gian thời gian xác định [14, 15] Quản lý mối quan hệ đối tượng cộng đồng dân cư vô phức tạp thách thức lớn cho cấp quyền Đề tài tập trung vào nghiên cứu lý thuyết CSDL quốc gia dân cư mơ hình GIS 3D có đề xuất mơ hình liệu có khả biểu diễn trực quan mức chi tiết cho đối tượng với mối quan 46 không gian địa lý chiều Đề tài trình bày tổng quan mơ hình liệu không gian – thời gian – ngữ nghĩa – dân cư đề xuất, lập bảng so sánh mơ hình liệu theo tiêu chí đặc trưng đề xuất mơ hình Sau có bảng so sánh cho thấy giới hạn mơ hình có tiền đề cho mơ hình đời nhằm phục vụ cho mục đích cụ thể 3.1.8.2 Nghiên cứu đề xuất mơ hình liệu a Các khái niệm Mỗi đối tượng có mối quan hệ khăng khít với để tạo thành nhiều mức chi tiết khác Tại mức chi tiết khác tồn khơng gian địa lý chiều có ý nghĩa quan trọng thực tiễn, dùng để quan sát truy tìm dấu vết Các cấp quyền, đặc biệt ngành Cơng an, cần thu thập thông tin chi tiết đối tượng với mối quan hệ phục vụ cho công tác điều tra, bảo vệ an ninh trật tự an toàn xã hội địa bàn lãnh thổ Ngoài ra, người dùng quan sát mức chi tiết khác góc nhìn khác nhằm đáp ứng cho mục đích cụ thể Chúng thể khía cạnh sau:  Tại mức chi tiết khác cho biết rõ đối tượng với: diễn b Phạm vi đề tài Trong phạm vi đề tài, đề xuất khái niệm “Tại mức chi tiết khác đối tượng với mối quan hệ không gian địa lý chiều” phát triển thành lớp có tên gọi CLOD: “Lớp mức chi tiết khác đối tượng mối quan hệ không gian địa lý chiều – Different detailed levels class of objects along with relationships in three-dimensional geography space (CLOD)” CLOD có khả ghi nhận mô tả chi tiết thay đổi đối tượng với mối quan hệ không gian địa lý chiều Thật vậy, CLOD áp dụng lĩnh vực ngành nghề khác ứng với mục đích sử dụng cụ thể thực tiễn, đặc biệt trợ giúp cho vấn đề an ninh địa bàn lãnh thổ c Mô hình đề xuất Mơ hình liệu VRO-DLOD3D tổ hợp từ bốn lớp gồm có lớp khơng gian, lớp dân cư, lớp mối quan hệ, lớp mức chi tiết Do vậy, VRO-DLOD3D có khả biểu diễn trực quan đối tượng mức chi tiết khác với mối quan hệ không gian địa địa lý chiều Chúng ta xem ví dụ minh họa biểu diễn trực quan cho mức chi tiết khác (hình 3.2) 47 Hình 3.2 Minh họa biểu diễn trực quan đối tượng mức chi tiết khác với “mối quan hệ xã hội” không gian địa lý chiều d.Mô hình VRO-DLOD3D đƣợc phát triển thỏa mãn tiêu chí sau • Biểu diễn trực quan mức chi tiết khơng gian (vị trí + hình dạng nhà) nơi người sinh sống làm việc (gồm vị trí sinh sống, vị trí làm việc, vị trí diễn mối quan hệ theo mức chi tiết) • Biểu diễn trực quan mức chi tiết không gian (vị trí + hình dạng nhà) + người 48 • Biểu diễn trực quan mức chi tiết không gian (vị trí + hình dạng nhà) + người + mối quan hệ • Biểu diễn trực quan mức chi tiết khơng gian (vị trí + hình dạng ngồi phịng) + người + mối quan hệ • Biểu diễn trực quan mức chi tiết không gian (vị trí + hình dạng phịng) + người + mối quan hệ e.Lớp không gian (CSpace) Ghi lại hình dạng, kích thước, vị trí đối tượng không gian VRO-DLOD3D sử dụng thực thể mơ hình UDM [1], TSUDM [14], TPS [15], thực thể gồm có: line, point, node, face, surface, body, bodytype, surfacetype, house Các đối tượng không gian cần phục vụ cho tốn bao gồm: Tịa nhà (Building) tòa nhà hộ (Apartment building or Block of flats) gọi chung là: Tòa nhà (Building) [14,15] Tòa nhà nơi người sinh sống làm việc, nơi diễn mối quan hệ Tòa nhà khối 3D, định nghĩa tập hợp khối (Body) hợp thành, khối chứa khối dạng phức tạp như: dạng phức tạp (complex shape), dạng hình lăng trụ (prism shape),… Ngồi khối này, tịa nhà cịn chứa đối tượng hình học đặc biệt khác như: đường (line), điểm (point), mặt (surface),… Một tịa nhà vốn có nhiều mức độ chi tiết khác nhau, nhờ tính chất biểu diễn chúng nhiều mức chi tiết khác gọi mức chi tiết khác khơng gian địa lý chiều Tịa nhà gồm có thuộc tính ngữ nghĩa như: mã số nhà, số nhà, tên đường, phường / xã / thị trấn / ấp / thôn / bản, quận / huyện tỉnh, cấp nhà, số tầng, diện tích xây dựng, diện tích sàn, mã số chủ sở hữu, chứng minh nhân dân (CMND) / số định danh cá nhân (SDDCN), họ tên chủ sở hữu, ngày sinh, giới tính f.Lớp dân cƣ (CPopulation) Ghi lại nhân gồm: thường trú, tạm trú, lưu trú thông tin khác người (họ tên, giới tính, ngày sinh, CMND / SDDCN,…) VRO-DLOD3D sử dụng thực thể mơ hình TPS [15], thực thể gồm có: người, họ tên, năm sinh, nơi sinh, giới tính, quê quán, quốc tịch, dân tộc, hình ảnh, chứng minh nhân dân, thường trú, tạm trú, lưu trú g.Lớp chuỗi mối quan hệ (CRelationships) Ghi lại chuỗi mối quan hệ như: quan hệ huyết thống, quan hệ xã hội, quan hệ tiền án, quan hệ tiền sự, quan hệ luật, quan hệ sinh tử [14,15] VRO-DLOD3D sử dụng thực thể mô hình TPS [15], thực thể gồm có: quan hệ huyết thống, quan hệ xã hội, quan hệ tiền án, quan hệ tiền sử, quan hệ luật, quan hệ sinh tử h.Lớp mức chi tiết (CLOD) Ghi lại mức chi tiết khác cho đối tượng với mối quan hệ không gian địa lý chiều (hình 3.3) Lớp CLOD gồm thuộc tính: IDCLOD mô tả mã số mức chi tiết, NAME tên mức chi tiết, DESC mô tả cần thiết cho IDCLOD CLOD kết hợp với lớp CSpace + CPopulation + C relationships tạo thành mơ hình liệu VRO-DLOD3D, mơ hình có khả biểu diễn trực quan cho nhiều đối tượng mức chi tiết khác không gian địa lý chiều 49 Hình 3.3 Minh họa tổ hợp 4lớp Cspace, CPopulation, Crelationships, CLod cho VRO-DLOD3D i.Phân tích mơ hình VRO-DLOD3D Như thấy, ngày việc gia tăng dân số kéo theo nhu cầu thị hóa trở nên cấp bách hơn, tòa nhà cao tầng dạng tịa nhà khác có cấu trúc thiết kế đa dạng, phong phú, đẹp mắt Do vậy, thách thức lớn cho nhà khoa học, họ để biểu diễn chúng vào máy tính, đề tài đề xuất cách tiếp cận cấu trúc thiết kế tòa nhà sau: sử dụng khối Body (gồm có Body Parent: BP, Body Children: BCs), mặt Surface: Ss, tam giác hóa Triangle: Ts, đường Line: Ls, điểm Point: Ps để biểu diễn tòa nhà cao tầng bao gồm People: PPs bên Một BP, BCs, Ss, Ts, Ls, Ps, PPs: Objects ngơi biệt thự BT1 hiển thị mức chi tiết CLOD khác Một mức CLOD có nhiều 3D, 2.5D, 2D, 1D, and 0D of Objects cho biệt thự BT1, bảng 3.1 cho thấy cách biểu diễn tùy thuộc vào nhu cầu người sử dụng mà Objects hiển thị mức Từ đây, dẫn đến đề tài đề xuất tổ hợp lớp CSpace + CPopulation + CRelationships + CLOD để có mơ hình liệu mới, mơ hình liệu có tên gọi VRO-DLOD3D (hình 3.4), VRO-DLOD3D có khả biểu diễn không gian, dân cư, mối quan hệ mức chi tiết khác không gian địa lý chiều Hình 3.4 Mơ hình liệu VRO-DLOD3D 50 j.Minh họa tập liệu cho VRO-DLOD3D Bảng 3.1 Một khối „BT1‟ (ngôi biệt thự) hiển thị mức chi tiết kèm theo biểu diễn „BT1‟ vào Cơ sở liệu Biểu diễn BT1 vào CSDL CLODs Hình ảnh BT1 BP BCs Ss Ts Ls Ps PPs L1 L2 S1 L3 S2 B1 L3 S3 T1 B2 L4 S4 T2 P1 BT1 B3 L5 S5 T3 P2 B4 L6 S6 T4 L7 S7 L8 L9 L10 P1 P1 L1 L1 T4 T4 S5 S5 T3 T3 S4 S4 B3 B3 L9 L9 L7 L7 L3 L3L5 L5 L10 L10 B2 B2 B1 B1 P2 P2 L2 L2 L4 L4L6 L6 S7 S7 T2 T2 L8 L8 T1 T1 S6 S6 S1 S1 B4 B4 S2 S2 S3 S3 B3 B3 BT1 B1 B2 B3 B4 S1 S2 S3 S6 S7 BT1 B1 B2 B4 S1 S2 S3 BT1 B1 B4 S1 S3 B1 S1 S8 S8_1 B2 B2 B1 B1 P2 P2 L2 L2 T2 T2 S7 S7 S6 S6 T1 T1 S1 S1 B4 B4 T1 T2 L2 S2 S2 S3 S3 B2 B2 B1 B1 S1 S1 B4 B4 S2 S2 S3 S3 B1 B1 S1 S1 B4 B4 S3 S3 B1 B1 BT1 S1 S1 S8 S8 L15 L15L11 L12 L11 L12 L13 L13L14 L14 51 L11 L12 L13 L14 P2 CLODs Hình ảnh BT1 BP Biểu diễn BT1 vào CSDL BCs Ss Ts Ls Ps L15 L16 B1 B1 PP6 PP6 S15 S15 PP5 PP5 S14 S14 PP4 PP4 S13 S13 PP3 PP3 PP2 PP2 PP1 PP1 BT1 PP7 PP7 B1 S8 S8 S9 S9 L15 L15 L12 L12 L11 L11 PP8 PP9 PP8 PP9 S10 S10 L13 L13 L14 L14 PP10 PP10 S11 S11 S12 S12 B4 B4 BT1 S2 S2 S16 L20 L17 L16 PP11 L18 L19 S3 S3 PP12 PP13 PP15 PP16 PP14 B4 PPs S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 L11 L12 L13 L14 L15 L16 PP1 PP2 PP3 PP4 PP5 PP6 PP7 PP8 PP9 PP10 S2 S3 S16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 PP11 PP12 PP13 PP14 PP15 PP16 k.Mơ hình liệu VRO-DLOD3D có khả truy vấn đối tƣợng (objects), mối quan hệ (relationships), mức chi tiết (clods) đƣợc thể qua câu truy vấn sau: Truy vấn 1: Tìm hiển thị Căn biệt thự “BT1” mức chi tiết clod = x (x: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,…) cho trước, thông tin hiển thị gồm: hình dạng biệt thự + người + relationships mức chi tiết clod = x (x: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,…) Truy vấn 2: Tìm hiển thị tất objects mức clod = x (x: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,…) cho trước, thơng tin hiển thị gồm: hình dạng đối tượng (objects) + relationships mức chi tiết clod = x (x: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,…) Truy vấn 3: Tìm hiển thị body clod tương ứng với idbp = b, thơng tin hiển thị gồm: hình dạng body + mức chi tiết clod idbp (là mã số body cha) = b Truy vấn 4: Tìm hiển thị mối quan hệ huyết thống mức chi tiết clod = x (x: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,…), thông tin hiển thị gồm: hình dạng bên phịng + Các đối tượng bên phòng + người + mối quan hệ huyết thống Truy vấn 5: Tìm hiển thị mối quan hệ xã hội mức chi tiết clod = x (x: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,…), thơng tin hiển thị gồm: hình dạng bên phòng + đối tượng bên phòng + người + mối quan hệ xã hội 52 Truy vấn 6: Tìm hiển thị mối quan hệ tiền án mức chi tiết clod = x (x: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,…), thơng tin hiển thị gồm: hình dạng bên phòng + đối tượng bên phòng + người + mối quan hệ tiền án Truy vấn 7: Tìm hiển thị mối quan hệ tiền mức chi tiết clod = x (x: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,…), thông tin hiển thị gồm: hình dạng bên phịng + Các đối tượng bên phòng + người + mối quan hệ tiền Truy vấn 8: Tìm hiển thị mối quan hệ sinh tử mức chi tiết clod = x (x: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,…), thơng tin hiển thị gồm: hình dạng bên phòng + đối tượng bên phòng + người + mối quan hệ sinh tử l Thực nghiệm Trong phần trên, đề tài phân tích chi tiết lớp thực tổ hợp lớp CSpace + CPopulation + CRelationships + CLOD để có mơ hình liệu mới, mơ hình có tên gọi VRO-DCLOD3D Trong phần này, sử dụng hệ quản trị sở liệu Oracle 11G để cài đặt mơ hình liệu VRO-DCLOD3D dùng kiểu liệu không gian Oracle 11G để lưu trữ liệu không gian, kiểu liệu không gian làm cho thời gian hiển thị liệu tòa nhà 3D GS3D trở nên nhanh hơn, mịn kết hợp với ngơn ngữ lập trình C# [19] để phát triển ứng dụng biểu diễn trực quan đối tượng 3D, 2.5D, 2D, 1D, 0D and người mức chi tiết khác (CLOD) với mối quan hệ khơng gian địa lý 3D Trong đó, biểu mẫu mô tả hai tham số: tham số đầu vào đầu Biểu mẫu 1: Tìm hiển thị biệt thự “BT1” mức chi tiết CLOD = x (x: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,…) cho trước, sử dụng Truy vấn (hình 3.5) Đầu vào : ID=‟BT1‟ biệt thự ID CLOD = (giả sử nhập x=1) Đầu : Hình ảnh biệt thự mức Hình 3.5 Một thể biệt thự ID = „BT1‟ mức chi tiết (CLOD) ID = 53 Biểu mẫu 2: Tìm hiển thị biệt thự „BT1‟ mối quan hệ huyết thống mức CLOD = cho trước, sử dụng Truy vấn (hình 3.6) Đầu vào : ID=‟BT1‟ biệt thự ID CLOD = Đầu : Hình ảnh bên phịng + đối tượng bên phịng + mối quan hệ huyết thống Hình 3.6 Một thể biệt thự ID = „BT1‟ mức chi tiết (CLOD) ID = Biểu mẫu 3: Tìm hiển thị biệt thự „BT1‟ mối quan hệ xã hội mức CLOD = cho trước, sử dụng Truy vấn (hình 3.7) Đầu vào : ID=‟BT1‟ biệt thự ID CLOD = Đầu : Hình ảnh bên phòng + đối tượng bên phòng + mối quan hệ xã hội Hình 3.7 Một thể biệt thự ID = „BT1‟ mức chi tiết (CLOD) ID = 54 3.2 Kết nghiên cứu Sau năm triển khai thực đề tài, đề tài hoàn thành tất nội dung đăng ký thuyết minh Đề tài đạt số kết sau:  Một là, đề tài thực tổng quan mơ hình liệu GIS 3D điển hình, lập ba bảng so sánh mơ hình Sau đó, rút trích tiêu chí đặc trưng làm tiền đề để đề xuất phát triển mơ hình  Hai là, đề tài trình bày chi tiết hướng nghiên cứu “Cơ sở liệu khơng gian” Trong đó, đề tài trình bày chi tiết cấu trúc không gian hệ quản trị sở liệu Không gian Oracle, kèm theo tập minh họa cho cấu trúc khơng gian tốn cụ thể quản lý đối tượng chiều không gian chiều  Ba là, đề tài trình bày chi tiết cách phát triển ba lớp không gian, lớp dân cư, lớp mối quan hệ, lớp mức chi tiết để trở thành mơ hình liệu VRO-DLOD3D VRODLOD3D cho thấy tính khả dụng quản lý đối tượng địa lý không gian 3D với mối quan hệ mức chi tiết khác VRODLOD3D mở hướng việc hỗ trợ phương pháp quản lý đối tượng địa lý không gian 3D mức chi tiết khác VRO-DLOD3D có khả truy vấn hình dạng nhà, người, mối quan hệ mức chi tiết khác  Bốn là, đề tài xây dựng phần mềm quản lý liệu dân cư theo không gian mức chi tiết khác nhau, phần mềm thực số biểu mẫu điển hình thơng qua số câu truy vấn điển hình, kết nhận được thể qua biểu mẫu trình bày  Cuối cùng, đề tài minh họa số biểu mẫu mà kết có từ truy vấn trên, truy vấn hình dạng nhà mịn dận, người, mối quan hệ 55 KẾT LUẬN, HƢỚNG PHÁT TRIỂN, VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Mơ hình liệu VRO-DLOD3D(Visual representaion of objects at different detailed levels along with reletionships in three-dimensional geography spcace) [21] (hình 3.4) thiết kế cách xây dựng thực tổ hợp bốn lớp gồm: lớp không gian (CSpace), lớp dân cư (CPopulation), lớp mối quan hệ (CRelationship) lớp mức chi tiết (CLOD) để quản lý liệu dân cư với mối quan hệ gồm: quan hệ huyết thống, quan hệ xã hội, quan hệ luật, quan hệ tiền sự, quan hệ tiền án, quan hệ sinh tử mức chi tiết khác 3D nhằm đáp ứng thỏa yều cầu hệ thống quản lý liệu dân cư theo không gian chiều Đề tài thực cài đặt mơ hình liệu VRO-DLOD3D Oracle 11G, chuẩn bị liệu mơ để thực nhập vào mơ hình VRO-DLOD3D, sau sử dụng ngơn ngữ lập trình C# để xây dựng phần mềm quản lý liệu dân cư kết nối với hệ quản trị CSDL không gian Oracle để thể liệu câu truy vấn thơng qua số biểu mẫu điển hình Kết bước đầu đề tài cho thấy áp dụng vào hệ thống GIS 3D thực tiễn để hỗ trợ cấp quyền cơng tác bảo vệ an ninh trật tự an toàn xã hội địa bàn lãnh thổ Đề tài bước đầu định hướng hướng nghiên cứu lĩnh vực “Cơ sở liệu khơng gian”, áp dụng tốn “Quản lý liệu dân cư theo không gian”, nhằm phục vụ cho cấp quyền cơng tác bảo vệ an ninh trật tự an toàn xã hội địa bàn lãnh thổ việc làm có ý nghĩa thực tiễn có ý nghĩa khoa học khoa học liệu đa chiều Đề tài tổng quan nghiên cứu trước so với kết nghiên cứu đề tài, qua đó, nhóm nghiên cứu thấy điểm mạnh mơ hình liệu GIS 3D thấy thiếu xót mơ hình GIS 3D có Các mơ hình GIS 3D có chưa quản lý liệu không gian mức chi tiết khác kết hợp mối quan hệ với đối tượng địa lý mà tập chung vào khía cạnh khơng gian Do vậy, nhóm nghiên cứu đưa lập luận minh chứng để làm tiền đề cho việc đề xuất đề tài nghiên cứu này, đề tài có tên gọi “Mơ hình biểu diễn trực quan đối tượng nhiều mức chi tiết khác với mối quan hệ không gian địa lý chiều” Đề tài tổng quan sở lý thuyết lĩnh vực nghiên cứu “Cơ sở liệu khơng gian”, qua thấy tranh tổng thể liệu không gian, cấu trúc không gian không gian Oracle phù hợp cho toán thực tiễn mà thành phần liệu chủ yếu phân bổ quản lý đối tượng (con người, tịa nhà,….) liên quan đến khơng gian HƢỚNG PHÁT TRIỂN Mơ hình VRO-DLOD3D (hình 3.4) cịn phát triển mở rộng thêm phân lớp kế thừa ngữ nghĩa không gian 3D lẫn dân cư cư trú; phân lớp không gian + đối tượng + mối quan hệ mức chi tiết khác theo thời gian; phân lớp khác hoa văn, kiểu 56 dáng, màu sắc, phân lớp thời gian cho mức chi tiết khác nhau, cho đối tượng không gian nhà 3D nhằm phục vụ cho mục đích lưu trữ mở rộng khác mà khơng ảnh hưởng đến cấu trúc mơ hình KIẾN NGHỊ Để tạo điều kiện thuận lợi cho kết nghiên cứu đề tài tới tay đọc giả (sinh viên học viên cao học NTTU), nhóm nghiên cứu thực đề tài có kiến nghị sau: khoa Công nghệ thông tin NTTU có phịng máy Server riêng khoa, nhóm thực đề tài xin phép cài đặt Oracle Server phòng máy Server; Các kết nghiên cứu đề tài xin phép phổ biến tới Sinh viên Học viên cao học NTTU; Nhóm nghiên cứu đề tài xin phép trình bày Seminar tới Sinh viên Học viên cao học chủ đề “Cơ sở liệu không gian – thời gian”; Mua quyền sử dụng phần mềm Visual Studio 2014, Oracle Server 11G hay 12C, Oracle SQL Developer 4.0; Thiết lập hệ thống mạng thơng máy phịng máy Server Tp HCM, ngày 10 tháng 04 năm 2018 Chủ nhiệm đề tài (Ký ghi rõ họ tên) ThS Phạm Văn Đăng 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Coor, 3D-GIS In Networking Environments (2003), Computers, Environment and Urban Systems, pp345-357 [2] Rahman, A.A (2005), Developing three dimensional topological model for 3D GIS Project Report UTM [3] Rahman, A.A (2008), Spatial data modeling for 3D GIS Springer Verlag Berlin Heidelberg [4] Grger, G., Reuter, M., Plmer, L (2004), Representation of a 3D City model in spatial objectrelational databases XXth ISPRS Congress, Geo-Imagery Bridgeing Continents, Commission 4, ISPRS [5] Alias Abdul Rahman (2005), “Developing three dimensional topological model for 3D GIS” Project Report UTM [6] Alias Abdul Rahman (2008), “Spatial Data Modelling for 3D GIS”, Springer Verlag Berlin Heidelberg [7] Chokri, Koussa, Mathieu, Koehl (2009), “A Simplified Geometric and Topological Modeling Of 3D Building Enriched By Semantic Data: Combination Of Surface-Based And Solid-Based Representations” ASPRS 2009 Annual Conference Baltimore, Maryland [8] Nguyen, G.T.A., Tran, V.P, Huynh, K.D (2012) A Study on 4D GIS Spatio-Temporal Data Model In: Proceedings of IEEE 4th Conference on Knowledge and Systems Engineering, KSE 2012, Danang, Vietnam, August 2012 IEEE Computer Society Order Number P4670 ISBN-13: 978-0-7695-4760-2 [9] P.V.Dang, Tuan Anh N.G, T.V Phuoc (2011), “Levels of detail for Surface in Urban Data Model”, International Conference on Future Information Technology - ICFIT, Singapore, Vol.13 2011, ISBN: 978-981-08-9916-5, pp.460-464 [10] Groger, et al (2007), City Geography Markup Language (CityGML) Encoding Standard Open Geospatial Consortium Inc [11] Kolbe, T.H (2009) Representing and Exchanging 3D City Models with CityGML In: J Lee and S.Zlatanova (Editors), 3D Geo-Information Sciences Springer Berlin Heidelberg, pp.15-31 [12] Biljecki, F., Ledoux, H., Stoter, J (2016): An improved LOD specification for 3D building models Computers, Environment and Urban Systems, Volume 59, 25-37 [13] Yuan Ding, Nan Jiang, Zhaoyuan Yu, Binqing Ma, Ge Shi, and Changbin Wu (2017), Extrusion Approach Based on Non-Overlapping Footprints (EABNOF) for the Construction of Geometric Models and Topologies in 3D Cadasters In: ISPRS International Journal of Geo-Information 2017, 6(8), 232; doi:10.3390/ijgi6080232 (CC BY 4.0) [14] P.V.Đăng, P.C.Vinh (2015), “Đề xuất mở rộng hai lớp thời gian ngữ nghĩa vào mơ hình UDM”, Hội nghị khoa học quốc gia lần thứ VIII(FAIR‟8), 09-10/07/2015, ISBN: 978-604-913-397-8, DOI: 10.15625/vap.2015 000150, Nhà xuất Khoa học tự nhiên Công nghệ, pp.171-188 [15] P.V.Đăng, T.V.Phước (2016), “Phát triển mơ hình liệu TPS GIS 3D quản lý liệu dân cư”, Proceeding of The 9th National Conference on Fundamental and Applied IT Research – FAIR‟9, Can Tho, 04-05/08/2016, ISBN: 978-604-913-472-2, Natural Science and Technology Publishing House, DOI: 10.15625/vap.2016.00071, pp 573-582 58 [16] The Three Dimensional Visualization & Analysis of Geographic Data, 04/2017, by: James Swanson Maps.unomaha.edu/Peterson/gis/Final_Projects/1996/Swanson/GIS_Paper.html [17] Undine Lieberwirth (2008), “3D Publisher Archaeopress GIS voxel-based model building in archaeology” [18] Oracle Spatial User's Guide and Reference, Release 9.0.1, 11/2011, Part Number A88805-01, June 2001 Elem_Info_Arraying: An alternative to SDO_UTI-L.GetNumRings and querying SDO_ELEM_INFO_it self, 05-01-2015, Url: http://www.spatialdbadvisor.com/oracle_spatial_tips_tricks/89/sdo_utilget_numrings-an-alternative [19] A Tool for Visualizing 3D Geometry Models (Part 1), 11/2016, Url: http://www.codeproject.com/ Articles/42992/A-Tool-for-Visualizing-D-Geometry-Models-Part [20] Markus Schneider (2013), “Spatial and Spatio-Temporal Data Models and Languages”, Encyclopedia of Database Systems, Springer, Boston, MA, DOI: https://doi.org/10.1007/978-0387-39940-9_360, ISBN: 978-0-387-35544-3 [21] Pham Van Dang, Tran Vinh Phuoc (2017), Visual Representation of Geographic Objects in 3D Space at Levels of Different Details, Proceeding of The 10th National Conference on Fundamental and Applied IT Research – FAIR‟10, Da Nang, 17-18/08/2017, ISBN: 978-604-913-614-6, Natural Science and Technology Publishing House, DOI: 10.15625/vap 2017.000115, pp 979-988 [22] Tuan-Anh Nguyen-Gia, et al.(2017), A Comparative Survey of 3D GIS Models, Conference on Information and Computer Science, DOI: 10.1109/NAFOSTED.2017.8108051 [23] Thomas H.Kolbe (2009), CityGML – OGC Standard for Photogrammetry, Institute for Geodesy and Geoinformation Science, Berlin University of Technology 59 PHỤ LỤC  Danh mục báo khoa học tác giả liên quan đến đề tài đính kèm theo sau Báo cáo tổng kết Đề tài [1] Pham Van Dang, Tran Vinh Phuoc (2017), Visual Representation of Geographic Objects in 3D Space at Levels of Different Details, Proceeding of The 10th National Conference on Fundamental and Applied IT Research – FAIR‟10, Da Nang, 1718/08/2017, ISBN: 978-604-913-614-6, Natural Science and Technology Publishing House, DOI: 10.15625/vap 2017.000115, pp 979-988 [2] Pham Van Dang (2018), Proposing the combination of spatial components to build residential buildings at levels of details in 3D space, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Số 3, NTTU, Accepted, Published in Sep  Thuyết minh đề tài, đính kèm theo sau Báo cáo tổng kết Đề tài  Hợp đồng thực đề tài NCKH, đính kèm theo sau Báo cáo tổng kết Đề tài 60 ... quan đối tượng mức chi tiết khác với mối quan hệ không gian địa địa lý chi? ??u Chúng ta xem ví dụ minh họa biểu diễn trực quan cho mức chi tiết khác (hình 3. 2) 47 Hình 3. 2 Minh họa biểu diễn trực quan. .. mơ hình liệu không gian – thời gian, tổng quan lý thuyết sở liệu không gian, sau đề xuất mơ hình liệu biểu diễn trực quan đối tượng địa lý với mối quan hệ không gian địa lý ba chi? ??u mức chi tiết. .. thể theo mức chi tiết (hình 1), gồm: khơng gian tịa nhà, người mối quan hệ mức chi tiết khác khơng gian địa lý ba chi? ??u Hình Một thể mức chi tiết khác nhau: không gian + người + mối quan hệ Qua