Ứng dụng webgis trong quản lý thông tin ngập tại thành phố hồ chí minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN THỊ MINH TRANG ỨNG DỤNG WEBGIS TRONG QUẢN LÝ THÔNG TIN NGẬP TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHUYÊN NGÀNH: BẢN ĐỒ, VIỄN THÁM VÀ HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ MÃ NGÀNH: 60 44 76 LUẬN VĂN THẠC SỸ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2010 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN THỊ MINH TRANG ỨNG DỤNG WEBGIS TRONG QUẢN LÝ THÔNG TIN NGẬP TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHUYÊN NGÀNH: BẢN ĐỒ, VIỄN THÁM VÀ HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ MÃ NGÀNH: 60 44 76 LUẬN VĂN THẠC SỸ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP-TỰ DO-HẠNH PHÚC -Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ Họ tên : Trần Thị Minh Trang Năm sinh : 27/8/1982 Chuyên ngành : Bản đồ, Viễn thám GIS Phái : Nữ Nơi sinh : Ninh Thuận MSHV : 01007152 Tên đề tài: “Ứng dụng WebGIS quản lý thông tin ngập thành phố Hồ Chí Minh” Nhiệm vụ luận văn: - Nghiên cứu WebGIS - Phân tích quản lý thơng tin ngập - Xây dựng hệ thống WebGIS phục vụ quản lý thông tin ngập: Thiết kế sở liệu, chức hệ thống giao diện Web; Xây dựng công cụ tương tác Ngày giao nhiệm vụ: 01/7/2010 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 06/12/2010 Cán hướng dẫn: TS Trần Trọng Đức Nội dung đề cương luận văn thạc sỹ Hội đồng chuyên ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: - TS Trần Trọng Đức người trực tiếp hướng dẫn, góp ý nhiều trình thực đề tài, - Những thầy cô cung cấp kiến thức quý báu để tơi có tảng kiến thức phương pháp thực nghiên cứu, - Các bạn lớp cao học hỗ trợ góp ý cho tơi trình thực luận văn, - Tất người thân gia đình giúp đỡ, khuyến khích động viên tơi suốt khóa học Tơi xin trân trọng cám ơn! Trần Thị Minh Trang TÓM TẮT GIS đời ứng dụng mạnh năm gần Cùng với bùng nổ công nghệ Internet, GIS phát triển công nghệ cho phép chia sẻ thông tin địa lý thông qua mạng toàn cầu cách kết hợp GIS Web hay gọi WebGIS Việc nghiên cứu ứng dụng WebGIS mang lại khả chia sẻ rộng rãi thông tin địa lý cho tất người mà cung cấp giải pháp quản lý chuyên nghiệp cho vấn đề thuộc lĩnh vực xã hội Nội dung đề tài nghiên cứu ứng dụng WebGIS để xây dựng chương trình quản lý thơng tin ngập thành phố Hồ Chí Minh với liệu mẫu lưu vực Nam Nhiêu Lộc-Thị Nghè sử dụng localhost Kết q trình nghiên cứu chương trình có tên gọi “Hệ thống WebGIS quản lý thông tin ngập TP Hồ Chí Minh” Hệ thống xây dựng dựa kiến trúc phổ biến WebGIS: Client-Server; phía Client, hệ thống sử dụng thư viện hàm OpenLayers, ngôn ngữ lập trình Javascript; phía Server, hệ thống sử dụng phần mềm GeoServer, cơng nghệ ASP.NET, ngơn ngữ lập trình C# Qua đó, luận văn trình bày sở cho việc xây dựng ứng dụng WebGIS: trạng quản lý thông tin ngập, công nghệ WebGIS phần mềm GeoServer, vấn đề thiết kế xây dựng chức sở liệu chương trình Phần cuối luận văn đề cập đến tình sử dụng chương trình để người dùng khai thác tối đa hiệu mà chương trình mang lại Phần code xây dựng công cụ biên tập giới thiệu chương trình trình bày Phụ Lục để đáp ứng thêm cho nhu cầu tìm hiểu người phát triển chương trình MỤC LỤC CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu 1.2 Mục tiêu - 1.3 Nội dung thực - 1.4 Phạm vi thực CHƢƠNG 2: HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ THƠNG TIN NGẬP TẠI TP HỒ CHÍ MINH 2.1 Tổng quan trạng ngập thành phố Hồ Chí Minh - 2.2 Hiện trạng quản lý thơng tin ngập thành phố Hồ Chí Minh - 2.3 Ứng dụng công nghệ thông tin GIS quản lý thông tin ngập 11 CHƢƠNG 3: GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 3.1 Công nghệ WebGIS - 17 3.1.1 Khái niệm WebGIS 17 3.1.2 Mô hình thành phần hệ thống WebGIS 17 3.1.3 Chuẩn giao tiếp liệu địa lý 18 3.1.4 Xây dựng hệ thống WebGIS - 19 3.1.5 Một số giải pháp GIS Server 19 3.2 Giải pháp GIS Server GeoServer 23 3.2.1 Giới thiệu chung GeoServer 23 3.2.2 Tính GeoServer - 23 3.2.3 Dịch vụ hỗ trợ - 24 3.3 Giải pháp Client-side OpenLayers 27 3.3.1 Tổng quan Javascript - 27 3.3.2 Giới thiệu chung OpenLayers 27 3.3.3 Tính OpenLayers - 28 CHƢƠNG 4: XÂY DỰNG HỆ THỐNG WEBGIS QUẢN LÝ THÔNG TIN NGẬP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 4.1 Yêu cầu tính 29 4.2 Thiết kế hệ thống - 29 4.2.1 Mơ hình hệ thống 29 4.2.2 Thiết kế chức 29 4.2.3 Thiết kế sở liệu - 32 4.2.4 Thiết kế giao diện - 46 4.3 Xây dựng hệ thống - 50 4.3.1 Cài đặt GIS Server Database Server - 50 4.3.2 Xây dựng đưa liệu vào hệ thống - 53 4.3.3 GeoServer liệu đồ 61 4.3.4 OpenLayers, hiển thị tương tác với đồ 67 4.4 Sử dụng chƣơng trình WebGIS quản lý thơng tin ngập 72 4.4.1 Truy cập trang web - 72 4.4.2 Sử dụng chức thông tin 73 4.4.3 Sử dụng chức biên tập, tìm kiếm, thống kê - 77 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Kết đạt đƣợc - 95 5.2 Hƣớng mở rộng đề tài - 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Phụ lục Code xây dựng công cụ biên tập 98 Phụ lục Giới thiệu chƣơng trình WebGIS 113 MỤC LỤC HÌNH Hình Bản đồ lưu vực thành phố Hình Sơ đồ thu thập, xử lý thông tin ngập Hình Trình tự cập nhật số liệu đo - 11 Hình Kiến trúc WebGIS phổ biến - 17 Hình Giao diện sử dụng GeoServer 23 Hình Sử dụng dịch vụ Web Map Service GeoServer 26 Hình Sử dụng dịch vụ Web Feature Service GeoServer 26 Hình Giao diện OpenLayers - 27 Hình Sơ đồ quan hệ thực thể - 38 Hình 10 Giao diện Trang chủ 46 Hình 11 Giao diện Đăng nhập - 47 Hình 12 Giao diện cập nhật đối tượng - 48 Hình 13 Giao diện cập nhật số liệu đo - 49 Hình 14 Kết kết nối GeoServer Database Server 52 Hình 15 Kết xây dựng kết nối sở liệu vào Database Server - 58 Hình 16 Các thơng số kết nối sở liệu vào GeoServer - 59 Hình 17 Kết đưa sở liệu vào GeoServer - 60 Hình 18 Kết mở lớp liệu GeoServer 64 Hình 19 Các thơng số biên tập cho lớp liệu 65 Hình 20 Dữ liệu đồ - 66 TỪ VIẾT TẮT WWW World Wide Web, dịch vụ mạng máy tính internet HTTP Hypertext Transfer Protocol, giao thức chuẩn sử dụng dịch vụ WWW WMS Web Map Service, chuẩn giao tiếp dùng cho liệu địa lý chuyển sang dạng ảnh trước chuyển tới người dùng cuối WFS Web Feature Service, chuẩn giao tiếp dùng cho liệu địa lý chuyển sang định dạng Geography Markup Language chuyển tới người dùng cuối TOPP The Open Planning Project, dự án phát triển phần mềm mã nguồn mở GeoServer OGC Open GeoSpatial Consortium, tổ chức chuyên chuẩn dành cho liệu địa lý OSGeo Open Source GeoSpatial, tổ chức chuyên phần mềm thông tin địa lý mã nguồn mở EPSG European Petroleum Survey Group QLTN Quản lý thoát nước TNĐT Thoát nước đô thị CSDL Cơ sở liệu CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 GIỚI THIỆU Thành phố Hồ Chí Minh thành phố đông dân nhất, trung tâm kinh tế, văn hóa, thương mại, dịch vụ, du lịch lớn nước đầu mối giao thông quan trọng để thực giao lưu, trao đổi cho khu vực phía Nam, nước quốc tế Trong năm gần đây, thành phố có bước tiến quan trọng mặt, kinh tế tăng trưởng cao, đời sống nhân dân cải thiện, văn hóa, giáo dục ngày phát triển Tuy nhiên, với phát triển mình, thành phố gặp nhiều khó khăn cần giải Thành phố Hồ Chí Minh phải đối diện với vấn đề thị lớn có tốc độ gia tăng dân số cao q trình thị hóa diễn nhanh Sự phát triển kinh tế với gia tăng dân số thúc đẩy q trình thị hóa nhanh, sở hạ tầng phát triển khơng tương xứng Tình trạng ùn tắc giao thơng diễn thường xuyên hệ thống đường giao thông bị q tải, vấn đề nhiễm mơi trường khói, nước từ nhà máy, khu công nghiệp, sở sản xuất kinh doanh thải vào khơng khí hệ thống kênh rạch thành phố, tình trạng ngập úng ngày nghiêm trọng xuống cấp hệ thống thoát nước thành phố vấn đề cấp bách mà thành phố cần phải đối mặt Trong hàng loạt vấn đề nỗi xúc người dân thành phố, tình trạng ngập úng tuyến đường, khu dân cư vấn đề xã hội quan tâm Mưa lớn, triều cường gây ngập nhiều tuyến đường, khu dân cư nội, ngoại thành vùng ven, vùng trũng thấp, ven sông, rạch thường xuyên bị ngập úng bể, tràn bờ bao gây ảnh hưởng lớn đến đời sống, sinh hoạt, sản xuất - kinh doanh người dân doanh nghiệp Mặc dù, sở - ngành, đơn vị, địa phương nỗ lực tổ chức ứng phó tình trạng ngập úng, sức xử lý, khắc phục cố, bị động, lúng túng, chưa có phối hợp đồng bộ, chủ động việc thực biện pháp phòng, chống, ứng phó tần suất ngập triều kết hợp mưa ngày tăng địa bàn ảnh hưởng ngày rộng [1] Công tác quản lý thông tin ngập trở nên khó khăn hơn; việc thu thập, xử lý cập nhật thơng tin ngập chưa nhanh chóng kịp thời, chưa đáp ứng nhu cầu công tác kiểm sốt ngập thành phố Do việc nghiên cứu tạo chương trình quản lý thơng tin ngập } if (document.getElementById("LOAIQUANLYDNT").value != "" && document.getElementById("LOAIQUANLYDNT").value == "Có cọc") { currentFeature.attributes["LOAIQUANLY"] = "CC"; } else { currentFeature.attributes["LOAIQUANLY"] = "KC"; } currentFeature.attributes["PHAMVINGAP"] = document.getElementById("PHAMVINGAPDNT").value; currentFeature.attributes["TRANGTHAI"] = "1"; saveStrategy.save([currentFeature]); wfsLayer.redraw(); layerDNT.redraw(); break; }}} function closeAttDialog() { switch (currentEditLayerIndex) { case 2: { jQuery('#tramvlAtt').dialog('close'); break; } case 3: { jQuery('#cuaxaAtt').dialog('close'); break; } case 4: { jQuery('#diemnmAtt').dialog('close'); break; } case 5: { jQuery('#diemntAtt').dialog('close'); break; }}} function setCurrentEditLayer(index) { currentEditLayerIndex = index; switch (index) { case 2: { currentEditLayer = "sde:GEOSERVER.SDE.TRAMVULUONG"; editEnabled = true; 111 break; } case 3: { currentEditLayer = "sde:GEOSERVER.SDE.CUAXA"; editEnabled = true; break; } case 4: { currentEditLayer = "sde:GEOSERVER.SDE.DIEMNGAPMUA"; editEnabled = true; break; } case 5: { currentEditLayer = "sde:GEOSERVER.SDE.DIEMNGAPTRIEU"; editEnabled = true; break; } default: { currentEditLayer = null; editEnabled = false; break; } } jQuery('#dialog').dialog('close'); } function showSuccessMessage() { jQuery('#successMessage').dialog('open');} function showFailureMessage() { jQuery('#failureMessage').dialog('open');} function showDlgStartEditing() { jQuery('#startEditing').dialog('open');} 112 PHỤ LỤC GIỚI THIỆU CHƢƠNG TRÌNH WEBGIS QUẢN LÝ THƠNG TIN NGẬP Giao diện dành cho ngƣời dùng thông thƣờng Bất kỳ người dân truy cập vào địa trang web để xem thông tin điểm ngập, cửa xả, trạm đo vũ lượng Khi website chương trình truy cập, giao diện chính-Trang chủcủa chương trình Các nội dung Trang chủ gồm có Màn hình đồ Thanh Điều khiển Màn hình đồ - mũi tên: dùng để di chuyển phía - Hình cầu giữa: xem tồn phạm vi đồ - Dấu cộng: phóng to vùng nhìn - Dấu trừ: thu nhỏ vùng nhìn Thanh tỉ lệ toạ độ địa lý trỏ chuột Trở lại vùng nhìn vừa xem theo thứ tự Cơng cụ Phóng to/Thu nhỏ đồ Cơng cụ để di chuyển vùng nhìn đồ - Click cơng cụ để kích hoạt cơng cụ, - Click lên đồ kéo vùng nhìn theo hướng quan tâm thả chuột 113 Danh sách lớp đồ - Đánh dấu vào hộp kiểm hiển thị lớp - Bỏ đánh dấu vào hộp kiểm không hiển thị lớp Công cụ xem thông tin đối tƣợng - Click lên công cụ này, - Một hộp thoại hiển thị danh sách lớp đồ, chọn lớp để xem, hộp thoại tự động đóng lại: 114 - Click lên đối tượng lớp, có hộp hộp thoại khác hiển thị thông tin đối tượng hình đồ: - Muốn xem lớp khác, chọn công cụ xem thông tin bắt đầu Cơng cụ Phóng to đồ theo hình chữ nhật - Click lên cơng cụ - Vẽ hình chữ nhật khu vực muốn phóng to - Ngay sau thả chuột, đồ phóng to theo hình chữ nhật vừa vẽ 115 Cơng cụ xem tồn phạm vi đồ Công cụ đo khoảng cách - Click vẽ đường thẳng để đo, - Kết đo hiển thị hộp thoại 116 Công cụ đo diện tích - Click vẽ hình đa giác quanh khu vực để đo diện tích, - Kết đo hiển thị hộp thoại Trang Thơng tin Triều để xem tìm kiếm thơng tin đợt triều 117 Trang Liên hệ để tìm thơng tin liên hệ với quan chức cần cung cấp thông tin nơi xảy ngập Trang Hƣớng dẫn để sử dụng khai thác hiệu thông tin website cung cấp Giao diện dành cho Quản trị viên hệ thống Quản trị viên hệ thống người cấp quyền truy cập vào hệ thống có nhiệm vụ quản trị hệ thống Khi quyền đăng nhập, hệ thống website có link liên kết tới Trình Quản trị Tại đây, chức dành cho Quản trị viên gồm có thống kê hệ thống, quản lý thơng tin 118 cập nhật chỉnh sửa số liệu đo đối tượng cửa xả, trạm vũ lượng, đợt triều, điểm ngập, quản trị thành viên, quản trị GeoServer Trang Đăng nhập - Nếu Quên mật khẩu, click lên Liên kết Quên mật bên để tiến hành nhận mật - Mật gửi qua địa email Giao diện dành cho Quản trị viên để quản trị hệ thống 119 Thêm đối tƣợng khơng gian: Cơng cụ kích hoạt chế độ biên tập đồ - Click lên công cụ này, hộp thoại hiển thị danh sách lớp đồ biên tập - Chọn lớp đồ muốn biên tập, hộp thoại tự động đóng lại - Các công cụ Tạo điểm , Chỉnh sửa đối tƣợng , Lƣu hiển thị, sẵn sàng để biên tập Công cụ tạo điểm - Click lên cơng cụ - Click lên vị trí muốn tạo điểm mới, điểm tạo - Bảng thuộc tính hiển thị, điền thơng tin thuộc tính click lệnh Lưu để lưu - Các đối tượng không lưu bị 120 Công cụ chỉnh sửa đối tƣợng - Click lên công cụ - Chọn đối tượng muốn chỉnh sửa - Di chuyển đối tượng tới vị trí cần - Click trái chuột lên vị trí khác để hiển thị bảng thuộc tính đối tượng - Cập nhật thuộc tính cần - Click lưu để lưu vừa chỉnh sửa Cơng cụ Lƣu - Click để lưu tất đối tượng chưa lưu - Kết lưu (Thành công hay Không thành công) thông báo Lưu thành công! Lưu khơng thành cơng! 121 Giao diện Cập nhật, tìm kiếm thông tin đối tƣợng Giao diện Thống kê 122 Giao diện dành cho thành viên Thành viên hệ thống người có nhiệm vụ cập nhật số liệu đo ngập Khi quyền đăng nhập, hệ thống website có link liên kết tới Trang Quản lý liệu Tại đây, chức dành cho thành viên gồm có chỉnh sửa liệu Đợt triều, liệu Đợt mưa, số liệu đo ngập triều cửa xả, số liệu đo ngập mưa cửa xả, số liệu đo ngập điểm ngập mưa, số liệu đo ngập điểm ngập triều Trang Đăng ký thành viên mới: Đăng ký thông tin để sử dụng hệ thống Trang Quản lý Dữ liệu gồm danh sách link để cập nhật liệu theo trình tự 123 Trang Dữ liệu đo ngập điểm ngập mƣa để cập nhật số liệu đo mưa (hoặc tìm kiếm thơng tin) Thông tin thành viên (xem, đổi mật khẩu, email ) Thành viên đăng nhập thành công vào hệ thống, góc phải hình, thành viên click chuột vào link “Chào …” để kết nối đến trang “Tài Khoản Thành Viên” thực thao tác cập nhật thơng tin cho họ 124 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Thơng tin cá nhân Họ tên Trần Thị Minh Trang Ngày tháng năm sinh 27/8/1982 Nơi sinh Ninh Thuận Địa liên lạc Quá trình đào tạo Năm 2000-2005: Đại học Nông Lâm, TP HCM Năm 2007-2009: Đại học Bách Khoa, TP HCM Quá trình công tác Năm 2005 đến nay: công tác Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Ninh Thuận ... TRẠNG QUẢN LÝ THÔNG TIN NGẬP TẠI TP HỒ CHÍ MINH 2.1 Tổng quan trạng ngập thành phố Hồ Chí Minh - 2.2 Hiện trạng quản lý thông tin ngập thành phố Hồ Chí Minh - 2.3 Ứng dụng. .. ? ?Ứng dụng WebGIS quản lý thông tin ngập thành phố Hồ Chí Minh? ?? Nhiệm vụ luận văn: - Nghiên cứu WebGIS - Phân tích quản lý thông tin ngập - Xây dựng hệ thống WebGIS phục vụ quản lý thông tin ngập: ... THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN THỊ MINH TRANG ỨNG DỤNG WEBGIS TRONG QUẢN LÝ THÔNG TIN NGẬP TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHUYÊN NGÀNH: BẢN ĐỒ, VIỄN THÁM VÀ HỆ THÔNG