12 toan van bai bao xay dung co du lieu

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ WEBGIS QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU TẠI VƯỜN QUỐC GIA PHONG NHA - KẺ BÀNG Võ Văn Trí *,Trần Xn Mùi* (*) Phịng Khoa học Hợp tác quốc tế, Ban quản lý Vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng Email: research.pnkb@gmail.com Tóm tắt Giá trị ngoại hạng tài nguyên Phong Nha – Kẻ Bàng có ý nghĩa tồn cầu địa chất địa mạo, hệ sinh thái đa dạng sinh học Việc quản lý hiệu đòi hỏi phải sử dụng công cụ hữu hiệu Để liệu địa lý thực hỗ trợ đắc lực cho trình định cần hệ thống phải đồng Trên sở đó, việc tạo dựng sở liệu chạy hệ thống nội bộ, online giải pháp chọn Hệ thống bao gồm liệu thuộc tính như: ranh giới, giao thơng, sơng suối, địa hình, phân khu chức năng, trạng rừng, địa chất – địa mạo, động vật, thực vật… Hệ thống xây dựng nhằm hỗ trợ cho người quản lý truy xuất thống kê nhằm đưa định quản lý Hệ thống thiết kế phần mềm QGIS kết hợp với sở liệu không gian lưu trữ postgreSQL Người quản trị cập nhật liệu, phân tích liệu người quản lý truy xuất so sánh liệu để định giải pháp quản lý tối ưu Hệ thống nhằm hoàn chỉnh liệu tài nguyên môi trường hỗ trợ công tác quản lý, bảo tồn, đồng thời cung cấp thông tin tham khảo cho đơn vị liên quan Từ khóa: WebGIS, postgreSQL, QGIS, sở liệu, Phong Nha – Kẻ Bàng GIỚI THIỆU Cùng với bùng nổ Internet, GIS phát triển mạnh mẽ từ ứng dụng máy tính bàn chuyển sang hoạt động môi trường mạng trực tuyến, cịn gọi WebGIS Thơng qua nguồn liệu chức GIS cơng nghệ WebGIS giải pháp hữu hiệu để truyền tải thơng tin [1] Bản đồ trực tuyến (WebGIS) đóng vai trò quan trọng việc xử lý liệu truyền bá thơng tin dự báo, nhờ có khả hiển thị thông tin tức thời, đồ trực tuyến trở thành phương tiện chuyển tải thông tin dự báo phù hợp [2] Các phần mềm hệ thông tin địa lý thương mại thường có giá thành cao khơng phải sở, ban ngành có đủ tiềm lực kinh tế để trang bị Phần mềm mã nguồn mở giải pháp đáp ứng yêu cầu đặt giúp chia sẻ thơng tin mạng internet [3, tr.83] Mã nguồn mở nhiều người xem tượng cách mạng có khả cung cấp phần mềm cạnh tranh kinh doanh [5] Chi phí thấp, yếu tố tiếp cận thành cơng ứng dụng WebGIS Yếu tố đạt tốt cách thực WebGIS cách sử dụng mã nguồn mở dự án QGIS, PostGIS, OpenLayers MapServer, GeoServer, uDig [6] Các giá trị Phong Nha – Kẻ Bàng có ý nghĩa tồn cầu địa chất địa mạo, hệ sinh thái đa dạng sinh học Việc bảo tồn giá trị tài ngun khơng trì nguồn gen quý giá, bảo vệ môi trường mà thúc đẩy chức dịch vụ hệ sinh thái Việc quản lý hiệu đòi hỏi phải sử dụng công cụ hữu hiệu Để liệu địa lý thực hỗ trợ đắc lực cho trình định cần hệ thống phải quản lý đồng bộ, địa hiệu Với yêu cầu cấp thiết với phát triển ngày mạnh mẽ kỹ thuật WebGIS quản lý, chia sẻ nguồn liệu khơng gian lẫn thuộc tính cách dễ dàng [4, tr.273] Hệ thống WebGIS quản lý sở liệu Vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng thiết kế phần mềm mã nguồn mở QGIS kết hợp với sở liệu không gian lưu trữ postgreSQL nhằm lưu trữ, quản lý trình bày liệu tài ngun mơi trường đơn vị, góp phần bảo tồn phát huy giá trị Di sản thiên nhiên giới PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Dữ liệu GIS Dữ liệu thực địa DỮ LIỆU PostgreSQL Phần mềm QGIS Biên tập liệu QGIS webmap application QUÁ TRÌNH XỬ LÝ Ứng dụng Webmap Tích hợp hệ thống WebGIS KẾT QUẢ Địa truy cập hiển thị Hình 1: Quy trình xây dựng WebGIS 2.1 Dữ liệu Các liệu GIS Vườn quốc gia xử lý lưu trữ thơng tin thuộc tính khơng gian sở liệu PostGIS/PostgreSQL phần mềm pgAdmin thiết lập mối quan hệ nhiều lớp liệu thuộc tính Các lớp liệu thuộc tính lưu trữ hosting online Dữ liệu truy xuất theo u cầu phía máy chủ thơng qua ứng dụng GIS 2.2 Quá trình xử lý - Kết nạp liệu trực tuyến từ PostgreSQL vào phần mềm QGIS: Trong môi trường phần mềm QGIS, sử dụng chức Add PostGIS Layers để nhập liệu trực tuyến từ hệ quản trị liệu PostgreSQL Tiến hành nhập thông tin cần thiết tên sở liệu (name), hosting, port, database, username password để truy cập vào hệ sở liệu kết nạp lớp thuộc tính từ danh sách bảng Add postGIS Table Hình 2: Kết nạp liệu từ PostgreSQL vào phần mềm QGIS - Biên tập liệu: Sử dụng phần mềm QGIS sử dụng để biên tập sở liệu, lớp thuộc tính dạng điểm, đường, vùng sau kết nạp vào phần mềm QGIS xếp biên tập kích thước, màu sắc, thuộc tính, gán nhãn Hình 3: Biên tập liệu phần mềm QGIS - Tạo ứng dụng webmap: Sử dụng ứng dụng QGIS2WEB plugin tích hợp phần mềm QGIS để xuất đồ sang định dạng mã HTML (webmap) Trong bảng Export to webmap, tiến hành cài đặt thơng số về: Data export, Scale/Zoom, Appearance Hình 4: Tạo ứng dụng đồ dạng HTML (webmap) 2.3 Kết - Hệ thống liệu trực tuyến lưu trữ hệ quản trị PostgreSQL - Các ứng dụng đồ định dạng mã HTML (webmap) chạy localhost - Các đồ trực tuyến chứa đựng thông tin thuộc tính KIẾN TRÚC WEBGIS VÀ PHẦN MỀM MÃ NGUỒN MỞ 3.1 Kiến trúc WebGIS Dịch vụ web thông tin địa lý hay gọi WebGIS xây dựng để cung cấp dịch vụ thông tin địa lý theo cơng nghệ web service Chính nên WebGIS phải thỏa mãn kiến trúc ba tầng thông dụng ứng dụng web Sau tùy thuộc vào loại cơng nghệ cách thức phát triển, mở rộng khác mà WebGIS trở thành nhiều tầng khác Kiến trúc tầng WebGIS mô tả bao gồm tầng trình bày, tầng giao dịch tầng liệu thể hình Web Server Người sử dụng Nơi lưu liệu Hình 5: Kiến trúc WebGIS Tầng trình bày: Thơng thường trình duyệt Internet Explorer, Mozilla Firefox để mở trang Web theo URL định sẵn Các ứng dụng client Website, Applet, Flash,… viết công nghệ theo chuẩn World Wide Web Tầng giao dịch: thường tích hợp Webserver đó, ví dụ Tomcat, Apache, Internet Information Server Đó ứng dụng phía server nhiệm vụ thường tiếp nhận yêu cầu từ client, lấy liệu từ sở liệu theo yêu cầu client, trình bày liệu theo cấu hình định sẵn theo yêu cầu client trả kết theo yêu cầu Tầng liệu: nơi lưu trữ liệu địa lý bao gồm liệu không gian phi không gian Các liệu quản trị hệ quản trị sở liệu ORACLE, MS SQL SERVER, ESRI SDE, POSGRESQL,… file liệu shapefile, tab, XML,…Trong nghiên cứu lựa chọn hệ quản trị liệu POSGRESQL 3.2 Phần mềm mã nguồn mở QGIS: phần mềm hệ thống thông tin địa lý (GIS) miễn phí mã nguồn mở cung cấp khả xem, xử lý phân tích liệu Đây phần mềm tương đối mạnh dễ sử dụng, chạy hệ điều hành: Windows, Mac OS X, Linux, BSD, Android QGIS hỗ trợ hầu hết chức phần mềm GIS gồm: Quản lý liệu, đọc nhiều định dạng liệu, biên tập xuất bản đồ, xuất liệu, nhập liệu chức phân tích khơng gian QGIS có nhiều Plugins hỗ trợ thao tác mở rộng cho dạng liệu khác phân tích khơng gian nhờ vào cộng đồng phát triển lớn PostgreSQL: PostgreSQL hệ quản trị sở liệu viết theo hướng mã nguồn mở mạnh mẽ Hệ quản trị sở liệu có 15 năm phát triển, đồng thời kiến trúc kiểm chứng tạo lòng tin với người sử dụng độ tin cậy, tính tồn vẹn liệu, tính đắn PostgreSQL chạy tất hệ điều hành, bao gồm Linux, UNIX (AIX, BSD, HP-UX, SGI IRIX, Mac OS X, Solaris, Tru64), Windows Hệ quản trị bao gồm kiểu liệu SQL: 2008 INTEGER, NUMBER, BOOLEAN, CHAR, VARCHAR, DATE INTERVAL, TIMESTAMPs Hệ quản trị sở liệu sử dụng thông qua giao diện ngôn ngữ C / C + +, Java, Net, Perl, Python, Ruby, Tcl, ODBC… PosGIS: PostGIS phần mở rộng hệ quản trị sở liệu PostgreSQL cung cấp miễn phí cho phép sở liệu quản lý đối tượng GIS Trên thực tế, PostGIS hợp phần quản lý thơng tin khơng gian PostgreSQL, cho phép quản trị sở liệu không gian dùng hệ thống thông tin địa lý (GIS) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Bộ sở liệu trực tuyến lưu trữ postgreSQL Hệ thống WebGIS có sở liệu xây dựng bao gồm liệu thuộc tính khơng gian lưu hệ quản trị postgreSQL Trong đó, liệu mã hóa lưu trữ cột liệu Tables Sử dụng mođun PostGIS Shapefile and DBF loader 2.1 để tải shapfile lên hệ quản trị sở liệu Bộ sở liệu thuộc tính gồm dạng điểm, đường, vùng, gồm: Dữ liệu sở hạ tầng, địa hình, giao thơng, thủy văn (sông, suối), ranh giới, phân khu chức năng, giải (khoảnh, tiểu khu), địa chất, hang động, động vật, thực vật (hình 6) Hình 6: Dữ liệu GIS lưu trữ hệ quản trị postgreSQL 4.2 Giao diện WebGIS Hình 7: Giao diện WebGIS Truy cập vào địa http://bandopnkb.000space.com/csdl_pnkb/home.htm hiển thị trang thông tin chứa đựng trang nội dung gồm trang chủ, đồ giải thửa, đồ địa chất, đồ hang động, đồ động vật, đồ thực vật Đồng thời, hình ảnh giới thiệu Vườn Quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng hiển thị khung banner chạy bên 4.3 Bản đồ trực tuyến (WebGIS) Bảng 1: Thông tin đồ trực tuyến TT Kí hiệu Chức Chú dẫn, lớp liệu, đồ Phóng to Thu nhỏ Định vị vị trí Tìm kiếm địa điểm Tìm kiếm thuộc tính liệu Đo chiều dài diện tích Chú dẫn hiển thị thơng tin thể đối tượng dạng điểm, đường, vùng màu sắc tương đồng với đối tượng đồ để tra cứu thông tin Các lớp thông tin xếp theo thứ tự từ xuống, gồm: đồ nền, lớp thông tin dạng điểm, lớp thông tin dạng đường, lớp thông tin dạng vùng Người dùng bật tắt lớp theo tùy chọn Các lớp liệu nền, gồm: OSM (Open Stresst Map), OSM B&W (Open Stresst Map Black & White), Staimen Terrain Người dùng tùy chọn loại đồ Khi tương tác với đồ trực tuyến người dùng sử dụng chức phóng to/thu nhỏ để thay đổi kích thước tỉ lệ đồ; sử dụng chức định vị vị trí để biết thơng tin địa điểm; truy xuất thơng tin liệu thuộc tính thơng quan chức tìm kiếm (search); thơng kê chiều dài diện tích sử dụng chức đo đạc (Measure distances and areas) 4.3.1 Bản đồ giải Bản đồ giải truy cập theo địa chỉ: http://bandopnkb.000space.com/csdl_pnkb/map1gt.htm Bản đồ thị trực tuyến cung cấp cho người dùng thông tin ranh giới khoảnh, tiểu khu, số hiệu khoảnh tiểu khu, ranh giới vùng Trạm kiểm lâm quản lý, bảo vệ Hình 8: Bản đồ giải Bản đồ chứa đựng thông tin dẫn, lớp liệu, đồ nền; công cụ tương tác với đồ liệu thuộc tính: cơng cụ phóng to, thu nhỏ, cơng cụ định vị vị trí; chức năng: tìm kiếm địa điểm, tìm kiếm thuộc tính, đo chiều dài diện tích Ngồi ra, đồ giải hiển thị thơng tin đối tượng dạng điểm đường, vùng sau: Bảng 3: Thông tin lớp liệu đồ giải Cơ sở hạ tầng Ranh giới Vườn Giao thông Sông, suối Vùng Trạm quản lý, bảo vệ Giải thử (khoảnh, tiểu khu) Bản đồ 4.3.2 Bản đồ địa chất Bản đồ địa chất truy cập theo địa chỉ: http://bandopnkb.000space.com/csdl_pnkb/map2dc.htm Bản đồ thị trực tuyến cung cấp cho người dùng thông tin ranh giới địa chất, đứt gãy địa chất, thơng tin hệ tầng Hình 9: Bản đồ địa chất Bản đồ chứa đựng thông tin dẫn, lớp liệu, đồ nền; công cụ tương tác với đồ liệu thuộc tính: cơng cụ phóng to, thu nhỏ, cơng cụ định vị vị trí; chức năng: tìm kiếm địa điểm, tìm kiếm thuộc tính, đo chiều dài diện tích Ngồi ra, đồ địa chất hiển thị thông tin đối tượng dạng điểm đường, vùng sau: Bảng 3: Thông tin lớp liệu đồ địa chất Cơ sở hạ tầng Ranh giới Vườn Giao thông Sông, suối Ranh giới địa chất Đứt gẫy địa chất Hệ tầng Bản đồ 4.3.3 Bản đồ hệ thống hang động Bản đồ hệ thống hang động truy cập theo địa chỉ: http://bandopnkb.000space.com/csdl_pnkb/map3hd.htm Bản đồ thị trực tuyến cung cấp cho người dùng thông tin hang động khu vực Phong Nha – Kẻ Bàng, vị trí hang, tọa độ, độ dài, độ cao, địa điểm phân bố, thời gian khảo sát hệ thống Hình 10: Bản độ hệ thống hang động Bản đồ chứa đựng thông tin dẫn, lớp liệu, đồ nền; công cụ tương tác với đồ liệu thuộc tính: cơng cụ phóng to, thu nhỏ, cơng cụ định vị vị trí; chức năng: tìm kiếm địa điểm, tìm kiếm thuộc tính, đo chiều dài diện tích Ngoài ra, đồ hệ thống hang động hiển thị thông tin đối tượng dạng điểm đường, vùng sau: Bảng 4: Thông tin lớp liệu đồ hệ thống hang động Cơ sở hạ tầng Cửa hang động (dạng điểm) Ranh giới Vườn Hang động ngầm (dạng đường) Giao thông Phân khu chức Sông, suối Bản đồ 4.3.4 Bản đồ phân bố động vật Bản đồ phân bố động vật truy cập theo địa chỉ: http://bandopnkb.000space.com/csdl_pnkb/map4dv.htm Bản đồ thị trực tuyến cung cấp cho người dùng thông tin động vật khu vực VQG Phong Nha – Kẻ Bàng, gồm: vị trí phân bố (tọa độ), tên loài động vật tiếng Việt, tên khoa học, tình trạng (mức độ đe dọa) Hình 11: Bản đồ phân bố động vật Bản đồ chứa đựng thông tin dẫn, lớp liệu, đồ nền; công cụ tương tác với đồ liệu thuộc tính: cơng cụ phóng to, thu nhỏ, cơng cụ định vị vị trí; chức năng: tìm kiếm địa điểm, tìm kiếm thuộc tính, đo chiều dài diện tích Ngồi ra, đồ phân bố động vật hiển thị thông tin đối tượng dạng điểm đường, vùng sau: Bảng 5: Thông tin lớp liệu đồ phân bố động vật Cơ sở hạ tầng Dữ liệu động vật Ranh giới Vườn Giao thông Sông, suối Phân khu chức Bản đồ 4.3.5 Bản đồ phân bố thực vật Bản đồ phân bố thực vật truy cập theo địa chỉ: http://bandopnkb.000space.com/csdl_pnkb/map5tv.htm Bản đồ thị trực tuyến cung cấp cho người dùng thông tin thực vật khu vực VQG Phong Nha – Kẻ Bàng, gồm: vị trí phân bố (tọa độ), tên loài thực vật tiếng Việt, tên khoa học, tình trạng (mức độ đe dọa) 10 Hình 12: Bản đồ phân bố thực vật Bản đồ chứa đựng thông tin dẫn, lớp liệu, đồ nền; công cụ tương tác với đồ liệu thuộc tính: cơng cụ phóng to, thu nhỏ, cơng cụ định vị vị trí; chức năng: tìm kiếm địa điểm, tìm kiếm thuộc tính, đo chiều dài diện tích Ngồi ra, đồ phân bố thực vật hiển thị thông tin đối tượng dạng điểm đường, vùng sau: Bảng 6: Thông tin lớp liệu đồ phân bố thực vật Cơ sở hạ tầng Dữ liệu thực vật Ranh giới Vườn Bản đồ Giao thông Sông, suối Phân khu chức KẾT LUẬN Ứng dụng WebGIS quản lý sở liệu tài nguyên Vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng đổi hệ thống sở liệu từ quản lý truyền thống sang công nghệ đại với thông tin trực tuyến với hệ thống liệu trực tuyến mơ hình hố theo khơng gian Các liệu hiển thị trực tiếp giúp người sử dụng nắm rõ đối tượng thuộc tính nó, hỗ trợ cơng tác tra cứu, quản lý, bảo tồn Đồng thời, quảng bá rộng rãi giá trị tài nguyên Di sản Bài báo nghiên cứu cách tương đối toàn diện vấn đề có liên quan đến việc xây dựng WebGIS từ hệ thống phần mềm QGIS thông qua hệ sở liệu lưu trữ postgreSQL, có kết hợp với thư viện javascript OpenLayer phục vụ chạy thử thành công localhost đưa lên hosting online THE APPLICATION TECHOLOGY WEBGIS DATABASE MANAGEMENT IN PHONG NHA – KE BANG NATIONAL PARK 11 Tran Xuan Mui*, Vo Van Tri* (*) Science and International Cooperation Division, Phong Nha – Ke Bang National Park Management Board Email: research.pnkb@gmail.com Abstract The outstanding value of Phong Nha - Ke Bang resources is of global significance for geomorphology, ecosystems and biodiversity Effective management requires the use of effective tools In order for geographic data to really support the decision-making process, the system needs to be synchronized Based on that, the creation of a database running on the local system, or online is the solution chosen This system includes data and attributes such as: boundaries, traffic, rivers, streams, terrain, functional subdivision, forest status, geology - geomorphology, fauna, flora, built to assist stewards and statisticians in making management decisions This system is designed using QGIS software in combination with postgreSQL database storage The administrator can update the data, analyze the data the manager can access and compare the data to determine the optimal management solution The system aims to provide a complete set of resource and environmental data supporting management and conservation, and provide reference information to relevant agencies Keyword: WebGIS, postgreSQL, QGIS, database, Phong Nha – Ke Bang Tài liệu tham khảo [1] Lê Văn Thạnh nnk (2014), Ứng dụng công nghệ WebGIS quản lý sở liệu thủy lợi thành phố Cần Thơ, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ - Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 30 (2014): 40 [2] Trần Thị Thu Ngân (2012), Nghiên cứu xây dựng đồ trực tuyến mã nguồn mở, Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học công nghệ [3] Trần Vân Anh (2013), Nghiên cứu giải pháp chia sẻ liệu phần mềm Geoserver, Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất, số 43/7-2013: 83 [4] Trương Chí Quang nnk (2013), Quản lý liệu nước thành phố Cần Thơ kỹ thuật WebGIS, Kỷ yếu Hội thảo GIS toàn quốc 2013, Hà Nội [5] Dr Jyoti Sarup, Vimal Shukla (2012), Web-Based solution for Mapping Application using OpenSource Software Server, International Journal of Informatics and Communication Technology (IJ-ICT) Vol.1, No.2, December 2012, pp 91, ISSN: 2252-8776 [6] Sonam Agrawal, Rajan Dev Gupta (2014), Development and comparison of open soure based web gis frameworks on wamp and apche Tomcat web servers, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XL-4 Tác giả: ThS.Võ Văn Trí, CN Trần Xuân Mùi Đơn vị: Ban quản lý Vườn Quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng Địa chỉ: Xã Sơn Trạch, huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình Điện thoại: 0913336889; 0944006358 Email: research.pnkb@gmail.com 12 ... 7: Giao diện WebGIS Truy cập vào địa http://bandopnkb.000space.com/csdl_pnkb/home.htm hiển thị trang thông tin chứa đựng trang nội dung gồm trang chủ, đồ giải thửa, đồ địa chất, đồ hang động, đồ... PARK 11 Tran Xuan Mui*, Vo Van Tri* (*) Science and International Cooperation Division, Phong Nha – Ke Bang National Park Management Board Email: research.pnkb@gmail.com Abstract The outstanding... solution The system aims to provide a complete set of resource and environmental data supporting management and conservation, and provide reference information to relevant agencies Keyword: WebGIS,