Phân tích thiết kế cơ sở dữ liệu không gian hỗ trợ một số hành vi tổng quát hóa tự động dữ liệu bản đồ

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ ĐĂNG KHƠI PHÂN TÍCH THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU KHÔNG GIAN HỖ TRỢ MỘT SỐ HÀNH VI TỔNG QUÁT HÓA TỰ ĐỘNG DỮ LIỆU BẢN ĐỒ Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám hệ thống thông tin địa lý LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2010 i CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH - oOo - Cán hướng dẫn khoa học : Tiến sĩ Vũ Xuân Cường Cán chấm nhận xét : Tiến sĩ Trần Trọng Đức Cán chấm nhận xét : Tiến sĩ Lê Minh Vĩnh Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 15 tháng 10 năm 2010 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Ts Lê Trung Chơn Ts Vũ Xuân Cường Ts Trần Trọng Đức Pgs Ts Đào Xuân Lộc Ts Lê Minh Vĩnh Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành ii ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày 02 tháng 07 năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : LÊ ĐĂNG KHƠI Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 08/01/1979 Nơi sinh : Long An Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám hệ thông tin địa lý Mã số học viên: 01007145 Khoá (Năm trúng tuyển) : 2007 1- TÊN ĐỀ TÀI: Phân tích thiết kế sở liệu không gian hỗ trợ số hành vi tổng quát hóa tự động liệu đồ 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Nghiên cứu hành vi sở liệu khái niệm tổng quát hóa đồ - Nghiên cứu sở liệu hướng đối tượng hướng đối tượng quan hệ nhắm đến đối tượng mở rộng GDB Nghiên cứu khả sử dụng công cụ ArcToolbox việc hỗ trợ tổng quát hóa đồ - Phân tích thiết kế sở liệu khơng gian hỗ trợ số hành vi tổng quát hóa liệu đồ lập trình thực hành vi tổng quát hóa 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 22/06/2009 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 02/07/2010 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS VŨ XUÂN CƯỜNG iii Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội đồng Chuyên ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS VŨ XUÂN CƯỜNG iv LỜI CẢM ƠN Đề tài nghiên cứu khơng thể hồn thành thiếu trợ giúp nhiệt tình động viên Thầy hướng dẫn, tập thể quý Thầy, Cô dạy tơi q trình học Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh Tơi xin chân thành tri ân TS Vũ Xuân Cường, người trực tiếp hướng dẫn truyền đạt nhiều kiến thức quý báu góp ý cho tơi nhiều suốt thời gian thực đề tài Xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô giảng dạy lớp cao học GIS 2007 trang bị cho kiến thức tảng phương pháp nghiên cứu khoa học để tơi chủ động việc nghiên cứu thực luận văn công việc khác thực tế Xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo cán làm việc Chi cục Đo đạc Bản đồ phía Nam tạo điều kiện, cung cấp liệu hỗ trợ nhiều trình thực đề tài Xin cảm ơn bạn học viên khóa khác khóa bạn đồng nghiệp tận tình giúp đỡ tơi việc tìm hiểu nghiên cứu cơng nghệ phục vụ cho luận văn Xin cảm ơn tới tất người thân gia đình, đặc biệt vợ tôi, bạn bè khắp nơi giúp đỡ, khuyến khích động viên tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Lê Đăng Khơi v TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Cơ sở liệu địa lý quốc gia phát triển theo hướng xây dựng sở liệu đồ đa tỷ lệ phủ trùm toàn lãnh thổ, bao gồm tập hợp đồ tỷ lệ lớn đồ tỷ lệ nhỏ tổng quát hóa mức độ khác tùy theo tỷ lệ mục đích sử dụng Muốn thực điều phải có giải pháp tổng quát hóa đồ tự động đáp ứng nhu cầu đặt Một giải pháp giải pháp gắn kết hành vi thực thao tác tổng quát hóa vào sở liệu Sự đời geodatabase (ESRI) phần đáp ứng nhu cầu lưu trữ sở liệu địa lý Với khả lưu trữ liệu đồ dạng « quan hệ - đối tượng », geodatabase trở thành công nghệ linh hoạt đáp ứng hầu hết yêu cầu đặt cho sở liệu địa lý Tuy nhiên, geodatabase sở liệu khiết hướng đối tượng, việc gắn kết hành vi phải có nghiên cứu bổ sung Những nghiên cứu bao hàm nội dung sau: tổng qt hóa đồ, lập trình hướng đối tượng, COM, UML, ArcObjects v.v Với mục tiêu đặt phân tích thiết kế sở liệu không gian hỗ trợ số hành vi tổng quát hóa đồ, luận văn đưa giải pháp thiết kế sở liệu hướng đối tượng-quan hệ, kết hợp với kỹ thuật, công nghệ UML, COM, ArcObjects lập trình hướng đối tượng nhằm gắn kết hành vi vào geodatabase Kết thu sở liệu geodatabase thiết kế hoàn chỉnh hỗ trợ hành vi tổng quát hóa nằm đối tượng đồ Mặc dù hành vi tổng quát hóa chưa phong phú đáp ứng phần yêu cầu thực q trình tổng qt hóa đồ tự động Nhưng việc minh chứng khả gắn kết hành vi geodatabase làm tiền đề cho hướng nghiên cứu có tương lai tổng quát hóa đồ tự động nói riêng xử lý liệu khơng gian nói chung vi MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ x  DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xiv  DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .xv  MỞ ĐẦU 1  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3  1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .3  1.2 TỒNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 5  1.2.1 Các nghiên cứu nước 5  1.2.2 Các nghiên cứu nước 6  CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT 7  2.1 TỔNG QUÁT HÓA BẢN ĐỒ 8  2.1.1 Khái niệm tổng quát hóa đồ .8  2.1.2 Vấn đề tổng quát hóa đồ tự động 10  2.1.3 Một số quy định tổng quát hóa đồ .11  2.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU 14  2.2.1 Cơ sở liệu quan hệ (RDB – Relational Database) 14  2.2.2 Cơ sở liệu hướng đối tượng .15  2.2.3 Cơ sở liệu hướng đối tượng – quan hệ .20  2.3 GIỚI THIỆU ARCGIS VÀ GEODATABASE CỦA HÃNG ESRI 21  2.3.1 Giới thiệu ArcGIS 21  2.3.2 Giới thiệu Geodatabase 24  2.3.3 Thiết kế xây dựng Geodatabase 36  2.3.4 Các cơng cụ tổng qt hóa đồ ArcGIS 37  2.4 THƯ VIỆN ARCOBJECTS VÀ CÁC CÔNG CỤ PHÁT TRIỂN 45  2.4.1 Thư viện lập trình ArcObjects .45  2.4.2 Visual Basic for Application 46  vii 2.4.3 Microsoft Visual Basic 6.0 47  2.4.4 Microsoft Visual C++ 6.0 47  2.4.5 Microsoft Visual Studio NET 48  2.5 CÁC CÔNG CỤ HỖ TRỢ 48  2.5.1 Lý thuyết mơ hình hóa sở liệu UML 49  2.5.2 Cơng cụ hỗ trợ xuất mơ hình UML file XML .51  CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH TỔNG QUAN CƠ SỞ DỮ LIỆU 52  3.1 MƠ HÌNH TỔNG QUAN 52  3.2 MÔ TẢ CÁC THÀNH PHẦN 52  3.3 CÁC NHÓM CHỨC NĂNG .53  3.3.1 Chức người dùng 54  3.3.2 Chức phần mềm ArcInfo: .54  3.3.3 Chức Geodatabase 54  3.3.4 Chức đối tượng mở rộng 55  3.4 ĐỀ XUẤT KIẾN TRÚC HỆ THỐNG 56  CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU .57  4.1 PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU MỨC Ý NIỆM .57  4.1.1 Phân tích, xác định lớp đối tượng 57  4.1.2  Xác định thuộc tính hành vi lớp đối tượng .58  4.2 THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU MỨC LUẬN LÝ 59  4.2.1 Thiết kế lược đồ sở liệu .59  4.2.2 Thiết kế lớp đối tượng 62  4.3 PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ CÁC THUẬT TỐN 63  4.3.1 Chú giải ký hiệu lưu đồ 63  4.3.2 Thuật tốn tổng qt hóa đối tượng hình tuyến .64  4.3.3 Gán trọng số cho đối tượng 65  4.3.4 Lưu đồ giải thuật hành vi 66  viii 4.4 THIẾT KẾ MODUL TRUY XUẤT CƠ SỞ DỮ LIỆU 72  4.4.1 Thiết kế giao diện 72  4.4.2 Thiết kế chức 72  CHƯƠNG 5: TRIỂN KHAI, VẬN HÀNH CƠ SỞ DỮ LIỆU .75  5.1 QUY TRÌNH TRIỂN KHAI 75  5.2 HIỆN THỰC MƠ HÌNH LUẬN LÝ 76  5.2.1 Thuật ngữ 76  5.2.2 Triển khai lớp đối tượng 76  5.3 XUẤT MƠ HÌNH SANG XML 76  5.4 LẬP TRÌNH CÁC HÀNH VI 77  5.4.1 Công cụ phát triển 77  5.4.2 Xây dựng modul đối tượng 78  5.4.3 Xuất tập tin thư viện liên kết động theo chuẩn COM 79  5.4.4 Đăng ký thư viện dll với windows 80  5.4.5 Tóm tắt quy trình tạo lớp đối tượng đăng ký với windows 81  5.5.1 Tạo tập tin Personal GDB .82  5.5.2 Nhập liệu .85  5.5.3 Gán hành vi cho Feature Class 87  5.6 TẠO GIAO DIỆN TƯƠNG TÁC 88  5.7 VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM 89  5.8 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ .101  CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 102  6.1 KẾT LUẬN 102  6.1.1 Kết đạt đề tài 102  6.1.2 Ý nghĩa đề tài 102  6.2 ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 102  6.3 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI 103  ix 6.3.1 Những đóng góp 103  6.3.2 Hạn chế đề tài .103  TÀI LIỆU THAM KHẢO 103  LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 106  Phụ lục .107  95 Hình 5.41: Các đối tượng nhà tỷ lệ 1:2000 Bước 2: Chuyển phần mềm sang chế độ Edit Hình 5.42 : Bắt đầu biên tập Chọn tất liệu đồ công cụ công cụ Bước 3: Thực hành vi phân tích liệu getOIDNear() cách chọn chức “Lấy ID gần kề khoảng offset” hình 5.43 sau chọn chức Validate Features hình 5.44 Hình 5.43: Chọn chức Lấy ID gần kề khoảng Offset (GetOIDNear()) 96 Hình 5.44: Chọn chức Validate Features công cụ để thực lệnh Bước 4: Kiểm tra trường liệu OIDNear bảng thuộc tính Bảng 5.4: Bảng thuộc tính đối tượng nhà sau cập nhật trường OIDNear Bước 5: Loại bỏ đối tượng nhà gần (