Xây dựng hệ mobilegis hỗ trợ các công tác thực địa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HUỲNH THANH HIỂN XÂY DỰNG HỆ MOBILEGIS HỖ TRỢ CÁC CÔNG TÁC THỰC ĐỊA Chuyên ngành: Kỹ thuật trắc địa LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS TRẦN TRỌNG ĐỨC (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : TS VŨ XUÂN CƯỜNG (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : TS LÊ MINH VĨNH (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 05 tháng 09 năm 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: HUỲNH THANH HIỂN Ngày, tháng, năm sinh: 11- 11- 1984 Phái: Nam Nơi sinh: Phú Yên Chuyên ngành: Kỹ thuật trắc địa MSHV: 02207396 1- TÊN ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ MOBILE GIS HỖ TRỢ CÁC CÔNG TÁC THỰC ĐỊA 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Xây dựng hệ MobileGIS hỗ trợ cho công tác thực địa, với chức năng: + Hiển thị, tương tác với đồ + Truy vấn thông tin + Chỉnh sửa liệu không gian, thuộc tính đối tượng đồ - Xây dựng sở liệu mẫu minh họa cho hệ mobileGIS - Đồng hóa liệu thiết bị di động với Desktop PC 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02 - 02 - 2009 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 02 - 07 - 2009 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ): Tiến sĩ Trần Trọng Đức Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ 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 QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN [ \-Luận văn kết trình nghiên cứu học viên ứng dụng hệ thống mobileGIS thực tế, đồng thời vận dụng kiến thức tiếp thu để phát triển hệ mobileGIS phục vụ cơng tác ngồi thực địa Trong trình thực luận văn, hướng dẫn tận tình thầy Trần Trọng Đức, học viên lĩnh hội nhiều vấn đề đồng thời vận dụng kiến thức truyền đạt từ thầy cô Bộ môn Địa tin học, trường ĐH Bách Khoa vào nội dung luận văn Chân thành cảm ơn ! Học viên Huỳnh Thanh Hiển TÓM TẮT LUẬN VĂN Sự đời hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) coi bước đột phá lĩnh vực quản lý đối tượng địa lý Nhu cầu xử lý công việc lúc nơi cộng với phát triển nhanh mạnh thiết bị di động PDA (Personal Digital Assistant), đưa GIS trở thành lĩnh vực - mobileGIS Đây thuật ngữ để miêu tả hệ thống thông tin địa lý áp dụng thiết bị di động có sử dụng cơng nghệ GPS công nghệ truyền thông không dây (wireless) kết nối với Internet GIS Từ thực tế phát triển mobileGIS giới Việt Nam, đề tài nghiên cứu quy trình hệ thống mobileGIS để xây dựng chương trình ứng dụng chỉnh sửa, cập nhật đối tượng đồ số PDA thực địa, sau đồng hóa liệu với sở liệu máy Desktop, tạo nên sở liệu gồm thơng tin để từ cập nhật cho người dùng khác hệ thống cách nhanh SUMMARY The formation of geographic information systems (GIS - Geographic Information System) can be considered a breakthrough in the management of geographic objects The needs of processing work wherever, along with fast and powerful development of mobile devices such as PDA (Personal Digital Assistant), made a new field in GIS - mobileGIS This is a new term to describes the applied geographic information system on mobile devices using GPS technology and wireless communications technology (wireless) to connect with the Internet GIS According to the actual development of MobileGIS around the world and Vietnam, author will study the process of a system mobileGIS to build application program which can edit, update map data on PDA at field, then synchronize these data with database on your Desktop It will create latest database and update these changed information for other users in the system quickly DANH MỤC HÌNH Chương Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Mơ hình MobileGIS Quy trình ArcGIS Mobile Giao diện phần mềm ArcPad Giao diện phần mềm GoogleMap mobile Giao diện chương trình MapKing 2007 Giao diện chương trình VietMap R12 Trang 11 12 13 14 16 Chương Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Mơ hình cấu trúc hệ thống MobileGIS tổng qt Mơ hình cấu trúc người dùng đơn (Stand-Alone Client) Mơ hình cấu trúc khách – chủ(Client-Server) Mơ hình cấu trúc khách – chủ phân bố lại Mô hình lớp Mơ hình cấu trúc theo kiểu cung cấp dịch vụ(Services) Mơ hình cấu trúc ngang hàng Mơ hình lớp Các thành phần cấu tạo nên GeoTools Thiết bị thu GPS cầm tay Minh họa phương thức đồng hóa Đồ thị minh họa số byte truyền phương thức Đồ thị minh họa thời gian đồng hóa phương thức Minh họa chế đồng hóa liệu 19 20 20 21 23 25 26 27 30 34 42 42 43 45 Chương Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 Hình 4.5 Hình 4.6 Hình 4.7 Hình 4.8 Hình 4.9 Hình 4.10 Hình 4.11 Hình 4.12 Hình 4.13 Hình 4.14 Minh họa đối tượng đường gồm có nút, điểm, cạnh Minh họa liệu Spaghetti Sơ đồ chức DesktopPC Sơ đồ công cụ GIS Sơ đồ chức Mobile Sơ đồ giải thuật Chức đánh dấu vùng hiển thị Sơ đồ giải thuật Chức dán nhãn Sơ đồ giải thuật Chức chỉnh sửa liệu thuộc tính Sơ đồ giải thuật Chức chỉnh sửa liệu không gian Sơ đồ giải thuật Chức đăng ký tọa độ ảnh Sơ đồ giải thuật Chức đồng hóa Sơ đồ giải thuật Chức thêm đối tượng Sơ đồ giải thuật Chức sửa đỉnh đối tượng Sơ đồ giải thuật Chức GPS Hình 5.1 Chọn nơi cài đặt 47 47 54 55 60 62 63 64 65 66 67 68 69 70 Chương 73 Hình 5.2 Hình 5.3 Hình 5.4 Hình 5.5 Hình 5.6 Hình 5.7 Hình 5.8 Hình 5.9 Hình 5.10 Hình 5.11 Hình 5.12 Hình 5.13 Hình 5.14 Hình 5.15 Hình 5.16 Hình 5.17 Hình 5.18 Hình 5.19 Hình 5.20 Hình 5.21 Hình 5.22 Hình 5.23 Hình 5.24 Hình 5.25 Hình 5.26 Hình 5.27 Hình 5.28 Hình 5.29 Hộp thoại Sync Options Mơ tả Quy trình thực Giao diện chương trình BK MobileGIS Hộp thoại Đăng ký tọa độ ảnh Chọn điểm đăng ký tọa độ Hộp thoại tạo shapefile Hiển thị bảng thuộc tính lớp Hộp thoại tạo Field Menu Tập tin Menu Hiển thị Vẽ đối tượng Thêm đối tượng dạng hình học thơng dụng Chỉnh sửa liệu thuộc tính Cơng cụ truy vấn Giao diện Mobile Xem tên nút chức Hộp thoại cài đặt GPS Vị trí mobile (sử dụng GPS) Hộp thoại Truy vấn Lưu dự án Hộp thoại Danh sách lớp Hộp thoại Biểu tượng lớp Hộp thoại nhập thuộc tính đối tượng Vẽ đường Hộp thoại Đồng hóa Hộp thoại cài đặt nhãn Bản đồ sau dán nhãn Màn hình xem trước in 74 75 76 78 78 79 80 81 82 84 85 85 87 88 89 90 91 93 94 95 96 97 98 99 101 103 104 105 DANH MỤC BẢNG Chương Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Miêu tả công dụng lớp Giao tiếp RS232 Tóm tắt câu thơng dụng giao thức MEA0183 Cấu trúc câu GPRMC Cấu trúc câu GPGGA Cấu trúc câu GPGSA Cấu trúc câu GPGSV Trang 30 36 36 37 38 39 40 Chương Bảng 4.1 Bảng 4.2 Bảng 4.3 Bảng 4.4 Bảng 4.5 Bảng 4.6 Bảng 4.7 Bảng mô tả đặc trưng cấu trúc Spaghetti Bảng mô tả liệu Biển báo giao thông –dạng điểm(Point): BIEN_BAO Bảng mô tả liệu Các loại biển báo giao thông: LOAI_BIEN_BAO Bảng mô tả liệu Đường giao thông –dạng đường(Line) Bảng mô tả liệu Đường giao thông – dạng vùng(Polygon) Bảng mô tả liệu Quận (Polygon) Bảng mô tả liệu Phường (Polygon) 48 50 51 51 52 52 52 MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp thực Phạm vi đề tài Chương CƠ BẢN VỀ MOBILE GIS Định nghĩa MobileGIS Lĩnh vực ứng dụng 2.1 Lĩnh vực Field Base GIS 2.2 Lĩnh vực ứng dụng dựa vị trí (Location-Base service) Tình hình phát triển Mobile GIS 3.1.Trên giới 3.2.Tại Việt Nam .15 Chương CẤU TRÚC HỆ THỐNG MOBILE GIS Cấu trúc tổng quát Mobile GIS 18 Khảo sát số cấu trúc 19 Phát triển ứng dụng cho hệ mobileGIS nghiên cứu 26 3.1 Cấu trúc hệ mobileGIS thực .26 3.2 Chọn định dạng liệu 27 3.3 Thư viện mã nguồn mở .29 3.4 Xử lý tín hiệu GPS thu .34 3.5 Cơ chế đồng hóa liệu PDA DesktopPC .40 Chương THIẾT KẾ ỨNG DỤNG CHO HỆ MOBILEGIS Xây dựng sở liệu 46 1.1 Cấu trúc vector 46 1.2 Lớp đối tượng 48 1.3 Quan hệ bảng thuộc tính 49 Xây dựng chương trình 53 2.1 Trên Desktop 53 2.2 Các chức Mobile 57 Phân tích thiết kế chương trình 61 3.1 Trên Desktop 61 3.2 Trên Mobile 68 { m_globals.MapWin.View.Draw.ClearDrawing(m_drawHandle); m_drawHandle = m_globals.MapWin.View.Draw.NewDrawing(MapWinGIS.tkDrawReferenceList.dlSpatiallyR eferencedList); DrawShape(); MapWindow.Interfaces.Draw d = m_globals.MapWin.View.Draw; if (m_globals.MapWin.Layers[m_globals.MapWin.Layers.CurrentLayer].LayerType == MapWindow.Interfaces.eLayerType.PolygonShapefile) d.DrawLine(m_Shape[m_Shape.NumPoints - 1].x, m_Shape[m_Shape.NumPoints 1].y, snappedPoint.x, snappedPoint.y, 2, m_globals.MapWin.Layers[m_globals.MapWin.Layers.CurrentLayer].OutlineColor); else d.DrawLine(m_Shape[m_Shape.NumPoints - 1].x, m_Shape[m_Shape.NumPoints -1].y, snappedPoint.x, snappedPoint.y, 2, m_globals.MapWin.Layers[m_globals.MapWin.Layers.CurrentLayer].Color); } } else { this.txtX.Text = x.ToString(); this.txtY.Text = y.ToString(); if (m_Shape.NumPoints > 0) { m_globals.MapWin.View.Draw.ClearDrawing(m_drawHandle); m_drawHandle = m_globals.MapWin.View.Draw.NewDrawing(MapWinGIS.tkDrawReferenceList.dlSpatiallyR eferencedList); DrawShape(); MapWindow.Interfaces.Draw d = m_globals.MapWin.View.Draw; d.DrawLine(m_Shape[m_Shape.NumPoints 1].x, m_Shape[m_Shape.NumPoints -1].y, x, y, 2, System.Drawing.Color.Blue); } // Làm } } catch { } } } private void ResetForNew() { m_snapper = new SnapClass(m_globals.MapWin); m_Shape = new ShapefileEditor.ShapeClass(); m_globals.UpdateButtons(); m_globals.DoEnables(); m_globals.UpdateView(); if (m_cursor == null) m_cursor = new System.Windows.Forms.Cursor(this.GetType(), "InsertPoint.cur"); m_oldCursorMode = view.CursorMode; m_oldCursor = view.MapCursor; 119 ... ngành: Kỹ thuật trắc địa MSHV: 02207396 1- TÊN ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ MOBILE GIS HỖ TRỢ CÁC CÔNG TÁC THỰC ĐỊA 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Xây dựng hệ MobileGIS hỗ trợ cho công tác thực địa, với chức năng:... nghiên cứu xây dựng hệ mobileGIS hỗ trợ công tác thực địa nên ta chọn giai đoạn tồn quy trình xây dựng cấu trúc hệ mobileGIS hoàn chỉnh Như vậy, đề tài tập trung vào giai đoạn xây dựng ứng dụng... cơng nghệ phần mềm ứng dụng, hệ quản trị sở liệu cơng nghệ GIS - Từ xác định mục tiêu nội dung cần thực Phạm vi đề tài - Đề tài nhắm đến xây dựng chức hệ mobileGIS hỗ trợ cho công tác thực địa không