Xây dựng mạng thông tin địa xã hội trên cơ sở ứng dụng dịch vụ hướng vị trí

DƯƠNG VĂN BẰNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Dương Văn Bằng CÔNG NGHỆ THÔNG TIN XÂY DỰNG MẠNG THÔNG TIN ĐỊA – XÃ HỘI TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG DỊCH VỤ HƯỚNG VỊ TRÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 2010B Hà Nội – Năm 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Dương Văn Bằng XÂY DỰNG MẠNG THÔNG TIN ĐỊA – XÃ HỘI TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG DỊCH VỤ HƯỚNG VỊ TRÍ Chun ngành: Cơng Nghệ Thơng Tin LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Khanh Văn Hà Nội – Năm 2012 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN 5  CÁC THUẬT NGỮ 7  CÁC HÌNH VẼ BẢNG BIỀU 9  LỜI GIỚI THIỆU 11  CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 12  1.  Cơ sở nghiên cứu 12  2.  Mục đích 12  3.  Đối tượng luận văn 13  4.  Tổ chức luận văn 13  CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU DỊCH VỤ HƯỚNG VỊ TRÍ 15  1.  Giới thiệu dịch vụ hướng vị trí 15  2.  Lịch sử LBS 23  CHƯƠNG 3: CÁC CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ 25  1.  Tìm hiểu cơng nghệ định vị có 25  2.  Các cách thức định vị 29  3.  Thuận lợi khó khăn sử dụng công nghệ định vị 35  CHƯƠNG 4: CÁC NỀN TẢNG HỖ TRỢ LẬP TRÌNH LBS 37  1.  Google Maps API 37  2.  Navizon API 39  3.  Yahoo API 43  4.  Bing Maps API 46  5.  Vietbando API 48  6.  Các tảng khác 49  7.  So sánh tảng hỗ trợ lập trình 50  CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG MẠNG ĐỊA – XÃ HỘI DỰA TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG DỊCH VỤ HƯỚNG VỊ TRÍ 56  1.  Mô tả mạng địa xã hội 56  2.  Phương pháp tiếp cận xây dựng mạng địa xã hội 56  3.  Kiến trúc hệ thống 57  4.  Use-case chức 60  5.  Công nghệ xây dựng mạng địa – xã hội 63  6.  Thi hành phía server 64  7.  Thi hành phía client 69  8.  Kết ứng dụng 71  CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 75  1.  Kết 75  2.  Hướng phát triển 75  TÀI LIỆU THAM KHẢO 77  LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu thực cá nhân, thực sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tế hướng dẫn khoa học Tiến sỹ Nguyễn Khanh Văn LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn Tiến sỹ Nguyễn Khanh Văn tận tình hướng dẫn q thầy viện công nghệ thông tin truyên thông, viện đào tạo sau đại học truyền dạy kiến thức quý báu chương trình sau đại học giúp đỡ kinh nghiệm cho luận văn hoàn thành thuận lợi Xin chân thành cảm ơn học viên khóa 2010 cung cấp tài liệu, gợi ý giải pháp giúp tơi hồn thành luận văn CÁC THUẬT NGỮ AJAX Asynchronous JavaScript and XML API Application Programming Interface ASP Active Server Pages ATM Automated Teller Machine BTS Base Transceiver Station CELL ID CELL Indentifier DBMS Database Management System GIS Geographic Information System GLONAS Global Orbiting Navigation Satellite System GML Geography Markup Language GPS Global Positioning System GSM Global System for Mobile Communication GUI Graphic User Interface HTML Hyertext Markup Language HTTP Hypertext Transport Protocol IIS Internet Information Server IP Internet Protocol ISO International Organization for Standardization J2ME Java Platform, Micro JSON JavaScript Object Notation JSP Java Server Pages LBS Location Based Service NASA National Aeronautics and Space Administration POI Point of Interest SDK Software Development Kit SMS Short Messaging Service SOA Service Oriented Architecture SOAP Simple Object Access Protocol UDDI Universal Description, Discovery and Intergration UI User Interface UML Unified Modeling Language UTMS Universal Mobile Telecommunications System W3C World Wide Web Consortium WAP Wireless Application Protocol WAAS Wide Area Augmentation System WSDL Web Services Description Language XML eXtensible Markup Language CÁC HÌNH VẼ BẢNG BIỀU Hình 2-1  Ba cơng nghệ định vị LBS 16  Hình 2-2  Các thành phần LBS 17  Hình 2-3  Kiến trúc chung dịch vụ hướng vị trí 18  Hình 2-4  Real time Traffic 20  Hình 2-5  Hình ảnh minh họa ứng dụng tìm kiếm địa điểm gần di động 21  Hình 2-6  Hình ảnh minh họa quảng cáo SMS 22  Hình 2-7  Lịch sử phát triển LBS 23  Hình 3-1  Trạm BTS 28  Hình 3-2  Các loại định vị di động 29  Hình 3-3  Định vị theo phương pháp Cell identification 30  Hình 3-4  Hệ thống vệ tinh GPS 33  Hình 3-5  Kiến trúc WAAS 34  Hình 3-6  Mơ hình A-GPS 35  Hình 4-1  Giao diện Google Maps 38  Hình 4-2  Mơ hình hoạt động hệ thống Navizon 39  Hình 4-3  Navizon API web 41  Hình 4-4  Navizon API thiết bị di động 42  Hình 4-5  Hình ảnh vệ tinh kết hợp hình ảnh vẽ 43  Hình 4-6  Hình ảnh vẽ 43  Hình 4-7  Hỉnh ảnh vệ tinh 44  Hình 4-8  Màn hình Bing Maps 46  Hình 4-9  Hình ảnh đồ VietBanDo 48  Hình 4-10  Hình ảnh hiển thị Google Map 52  Hình 4-11  Hình ảnh hiển thị Yahoo Map 53  Hình 4-12  Hình ảnh hiễn thị VietBanDo 54  Hình 4-13  Hình ảnh hiển thị Bing Map 55  Hình 5-1  Kiến trúc hệ thống 58  Hình 5-2  Kiến trúc tầng 59  Hình 5-3  Kiến trúc thực thi hệ thống 60  Hình 5-4  Biểu đồ use-case hệ thống 61  Hình 5-5  Biểu đồ liên kết bảng 65  Hình 5-6  Dữ liệu mơ tả bảng địa điểm 66  Hình 5-7  Hình ảnh mơ tả giao thức SOAP 67  Hình 5-8  Giao diện ứng dụng di động 70  Hình 5-9  Giao diện trang chủ ứng dụng 71  Hình 5-10  Giao diện trang hiển thị địa điểm xung quanh dạng danh sách 72  Hình 5-11  Giao diện trang hiển thị địa điểm xung quanh dạng đồ trực quan 73  Hình 5-12  Giao diện trang hiển thị chi tiết địa điểm 74  10 Di chuyển đồ Người dùng kéo thả đồ Tìm kiếm Tìm kiếm địa điểm Xem địa điểm Xem địa điểm hệ thống Tìm kiếm theo loại địa Tìm kiếm địa điểm theo loại địa điểm( ăn điểm uống, giải trí, thể thao, chợ, Siêu thị, xăng….) Tìm kiếm địa điểm gần Người dùng nhập vào từ khóa Hệ thống tìm danh sách địa điểm gần dựa tên địa điểm Hiển thị kết tìm kiếm Hiển thị kết tìm kiếm theo map theo danh sách Hiển thị đồ Hiển thị kết tìm kiếm đồ 10 Hiển thị danh sách Hiển thị kết tìm kiếm dạng danh sách 11 Định vị Xác định vị trí người dùng thiết bị di động 12 Định vị Cell ID Dùng kỉ thuật định vị Cell ID để xác định vị trí người dùng 13 Định vị GPS Dùng kỉ thuật định vị GPS để xác định vị trí người dùng 14 Định vị IP Dùng Google định vị theo IP 15 Hiển thị kết định vị Hiển thị kết định vị lên đồ Và di chuyển đồ đến vị trí vừa tìm 16 Thêm địa điểm Thêm địa điểm người dùng muốn chia sẻ tới cộng đồng 62 17 Đánh dấu địa điểm Người dùng đánh dấu địa điểm cảm thấy ấn tường, nhớ cho lần sử dụng sau 18 Thích địa điểm Chia sẻ cảm giác thích địa điểm 19 Checkin địa điểm Checkin vào địa điểm thông báo cho người sử dụng biết bạn vào địa điểm 20 Bình luận, đánh giá Chia sẻ cảm xúc bạn địa điểm, dịch vụ tiện ích 21 Xem lịch sử hoạt động Xem lại nơi người dùng thích, bình luận bình luận… Cơng nghệ xây dựng mạng địa – xã hội Công nghệ ứng dụng chia làm hai phần cơng nghệ phía server cơng nghệ phía client Phía server bao gồm tầng liệu (data tier) tầng xử lý logic (logic tier) Tầng liệu kiểm sốt liệu thơng tin địa điểm, dịch vụ Tầng logic đảm nhiệm vai trị truyền thơng tầng liệu phía client để thực yêu cầu từ phía người dùng Nhiệm vụ phía client thu thập tham số truy vấn gửi u cầu thực a Cơng nghệ phía server Cơng nghệ phía server cho mạng địa xã hội thơng thường server internet (Apache, Internet Information Server IIS…) map server (ArcGIS Server, UMNMapserver…) Web server làm nhiệm vụ truyền thông liệu client server Chương trình chạy web server viết ngôn ngữ web PHP (Hypertext Processor), ASP.NET, Java server pages (JSP), Python, Perl…Map server cung cấp tảng cho liệu không gian dịch vụ thông tin địa lý Một loạt dịch vụ map sử dụng Google maps, Yahoo maps, Bing Maps Các dịch vụ cung cấp API để thao tác với đồ số 63 Để đạt mục đích phía server cho mạng địa xã hội ASP.NET chọn để lập trình logic cho phía server ASP.NET tảng ứng dụng web (web application framework) phát triển cung cấp Microsoft, cho phép lập trình tạo trang web động, ứng dụng web, dịch vụ web Để trực quan hóa thơng tin địa lý đồ, Google maps sử dụng cho mạng địa xã hội Google maps cung cấp phương thức cho ta gắn địa điểm với thông tin địa lý, dịch vụ lên đồ google b Cơng nghệ phía client Phía client thi hành nhiều cơng nghệ khác Đơn giản sử dụng trình duyệt tích hợp sẵn thiết bị cầm tay máy tính Hoặc sử dụng cơng nghệ phát triển ứng dụng cho thiết bị di động Google Android, Apple, Windows Phone Một số vấn đề lựa chọn công nghệ client cho ứng dụng mạng địa – xã hội: - Hỗ trợ SOA dịch vụ web truyền thông SOAP - Trực quan nội dung thông tin địa lý giao diện đồ - Dễ dàng thiết kế thi hành giao diện người dùng - Hỗ trợ định vị vị trí người dùng Thi hành phía server Việc thi hành phía server tập trung vào liệu xử lý liệu, xử lý yêu cầu truy vấn từ phía người dùng a Chuẩn bị sở liệu Cở sở liệu bao gồm thông tin địa điểm, dịch vụ địa điểm Thông tin quan trọng địa điểm để phục vụ cho hướng vị trí kinh độ vĩ độ Dựa vào kinh độ vĩ độ hệ thống tính tốn gợi ý địa điểm ứng với vị trí người dùng Hình 5.3 mô tả việc tổ chức liệu sở liệu SQL Server 64 BookMark * Id UserId LocationId CreatedDate Like * Id AccountId LocationType * LocationId CreatedDate Id Name ParentId Image * Description InfoStructure Checkin * Icon Location * Id Id Id LocationId AccountId Image LocationId Rating Description RatingCount CreatedDate UploaderId Status Description Title CreatedDate Address Status Introduction URL * Info Id Rating AccountId RateCount LocationId Lat URL Lng Description UserId CreatedDate Tag Status Video * Id Title LocationId Video Image RankSearch Rating CreatedDate RatingCount LocationTypeId UploaderId Phone Description Email Website Fax CreatedDate Account * Type Id Mobile Email BusinessYear Password OpenHours PassworSalt Status CommentLocation * Phone Mobile Id Address LocationId Avatar Comment Status [Like] CreatedDate Dislike DisplayName CreatedDate Status Rate AccountId Hình 5-5 Biểu đồ liên kết bảng 65 Hình 5-6 Dữ liệu mô tả bảng địa điểm Bảng địa điểm liên kết nhiều với bảng Video, Image, CommentLocation, Like Điều có nghĩa địa điểm có nhiều ảnh, video, bình luận, like từ nhiều người dùng khác Những bình luận, đánh giá từ người ghé thăm trước có ích cho việc đánh giá mức độ tin cậy, chất lượng địa điểm b Thi hành tầng xử lý logic Tầng xử lý logic cửa ứng dụng sử dụng dịch vụ web (web services) Dịch vụ web truy vấn tất thông tin địa điểm, dịch vụ để đưa gợi ý địa điểm vị trí cụ thể Dịch vụ web cài đặt máy chủ IIS hệ điều hành windows thông qua net web service 66 Hình 5-7 Hình ảnh mơ tả giao thức SOAP Dịch vụ web dựa XML HTTP, XML làm nhiệm vụ mã hóa giải mã liệu dùng SOAP để truyền tải Dịch vụ web không phụ thuộc vào platform nào, ta dùng dịch vụ web truyền tải liệu ứng dụng platform Dưới ví dụ mơ tả u cầu (request) SOAP trả lời client server (response) SOAP Request POST /location.asmx HTTP/1.1 Host: localhost Content-Type: text/xml; charset=utf-8 Content-Length: length SOAPAction: "http://tempuri.org/HelloWorld" SOAP Response HTTP/1.1 200 OK Content-Type: text/xml; charset=utf-8 67 Content-Length: length string Một ví dụ cụ thể client truy vấn gợi ý địa điểm với kinh độ, vĩ độ xác định SOAP Request POST /location.asmx HTTP/1.1 Host: localhost Content-Type: text/xml; charset=utf-8 Content-Length: length SOAPAction: "http://tempuri.org/GetNearbyLocation" float float Client nhận kết từ server trả dạng SOAP response sau: false 6 Studio 360 Độ 74 Hồ Văn Huê Studio 360 Độ 5 1 10.7995815664056 68 106.674881723046 5 0 2011-10-06T10:59:19.103 99 24/24 tất ngày tuần false 7 Salon Thìn 138D Nguyễn Đình Chiểu Salon Thìn 4 1 10.7870003449137 106.698114976255 5 0 2011-10-06T10:59:19.103 99 24/24 tất ngày tuần Thi hành phía client Thi hành phía client với mục đích đơn giản dễ sử dụng Người dùng cung cấp giao diện đơn giản bao gồm đồ để dễ dàng tương tác chuyển hướng Một nhiệm vụ quan trọng khác truyền thông với client, người dùng dễ dàng truy vấn tìm kiếm nhận kết gợi ý Thi hành client LBS client làm việc với địa điểm thông tin địa lý Client sử dụng phương thức hỗ trợ từ google maps để hiển thị thông tin vị trí, đồ thực thao tác 69 Hình 5-8 Giao diện ứng dụng di động Các trình duyện hỗ trợ geolocation để tìm vị trí thiết bị từ thu nhận GPS (GPS receiver) Do client sử dụng GPS để tìm vị trí thiết bị cho phép Đoạn mã để tìm vị trí kinh độ vĩ độ từ GPS mô tả sau: function getGeo(fnc) {      var geo = new Ext.util.GeoLocation({          autoUpdate: true,          listeners: {              locationupdate: function (geo) {                  shareType = "share";                  shareLat = geo.latitude;                  shareLng = geo.longitude;                  fnc(geo.latitude, geo.longitude);              },              locationerror: function () {                  shareType = "noshare";                  //fnc('noshare', 0, 0);              }  70         }      });  }  Sau có vị trí thiết bị client truy vấn dịch vụ web địa dịch vụ web cài đặt server để tìm kiếm địa điểm xung quanh vị trí tại, chẳng hạn địa dịch vụ web sau: http://localhost:1082/location.asmx?wsdl) Nếu yêu cầu truy vấn dịch vụ web không xảy lỗi, kết SOAP dạng XML trả về, client xử lý hiển thị cho người dùng Kết ứng dụng Ở phần tơi xin trình bày số chức giao diện ứng dụng mạng địa xã hội Hình 5-9 Giao diện trang chủ ứng dụng 71 Giao diện khởi động ứng dụng hình yêu cầu người dùng cho phép sử dụng vị trí thiết bị, người dùng khơng cho phép sử dụng vị trí tại, người sử dụng xem địa điểm xung quanh Hình 5-10 Giao diện trang hiển thị địa điểm xung quanh dạng danh sách 72 Hình 5-11 Giao diện trang hiển thị địa điểm xung quanh dạng đồ trực quan Người dùng tùy chọn hiển thị kết tìm kiếm dạng danh sách dạng đồ trực quan Cả hai dạng hiển thị cho phép người dùng xem chi tiết địa điểm người dùng chọn địa điểm xác định cụ thể để xem 73 Hình 5-12 Giao diện trang hiển thị chi tiết địa điểm Trong phần chi tiết thơng tin địa điểm, người dùng đóng góp ý kiến, hình ảnh, video địa điểm để phục vụ cho cộng đồng tốt Hệ thống cung cấp thêm thông tin dịch vụ địa điểm như: tiện nghi (điều hòa, chỗ để xe…) 74 CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết a Về mặt lý thuyết - Hiểu dịch vụ hướng vị trí, dịch vụ hướng vị trí đời để làm gì, ứng dụng thực tế - Hiểu công nghệ, thiết bị thành phần để tạo nên dịch vụ hướng vị trí b Về mặt ứng dụng - Tìm kiếm địa điểm lân cận vùng: Tìm kiếm địa điểm mà người dùng quan tâm (nhà hàng đâu? ATM đâu? Khách sạn đâu?) lân cận vùng mà người dùng đứng - Tìm kiếm địa điểm theo thể loại địa điểm: điều cho phép người dùng tìm kiếm nhanh loại địa điểm mà không cần phải nhập tên vào chức trước - Cho phép người dùng hiển thị kết tìm kiếm trực quan map - Cho phép người dùng ghi nhớ địa điểm qua - Chức định vị GPS: cho phép hiển thị, tracking vị trí người dùng Hướng phát triển Về mặt ứng dụng cung cấp thêm số tính liên quan đến tương tác Internet mạng xã hội ảo Cho phép người dùng chia sẻ thơng tin vị trí đến donah nghiệp Hãy tưởng tượng bạn có nhu cầu mua đồ, bạn chia sẻ vị trí cho doanh nghiệp, doanh nghiệp có hội tiếp cận trực tiếp đến bạn, đồng thời mở giải pháp quảng cáo cho doanh nghiệp 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Jagoe, Andrew Mobile Location Servies: The Definitive Guide Prentice Hall PTR, 2002 Kar, Els van de, and Alexander Verbraeck Designing mobile service systems IOS Press, 2007 Location-based Services Fundamentals and Operation- Axel Kupper Ludwig Maximilian University Munich, Germany Rigaux, Philippe, Michel Scholl, and Agnès Voisard Spatial databases with application to GIS Morgan Kaufmann Publishers, 2002 77 ... nghiên cứu dịch vụ hướng vị trí đưa giải pháp xây dựng mạng địa xã hội dựa dịch vụ hướng vị trí Mạng địa xã hội hướng vị trí kết hợp mạng xã hội vị trí địa điểm Mạng địa xã hội cung cấp dịch vụ tiện... định vị, xây dựng hệ thống mạng địa – xã hội dựa cở sở ứng dụng dịch vụ hướng vị trí Chương 6: Kết luận hướng phát triển Trên cở sở xây dựng ứng dụng mạng địa – xã hội nhận định số kết đạt đưa hướng. .. CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG MẠNG ĐỊA – XÃ HỘI DỰA TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG DỊCH VỤ HƯỚNG VỊ TRÍ 56  1.  Mô tả mạng địa xã hội 56  2.  Phương pháp tiếp cận xây dựng mạng địa xã hội 56