HỆ THỐNG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Thanh Hùng HỆ THỐNG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Khoa học máy tính HÀ NỘI – 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Thanh Hùng HỆ THỐNG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Khoa học máy tính Cán hướng dẫn: TS Võ Đình Hiếu Cán đồng hướng dẫn: CN Nguyễn Ngọc Sơn HÀ NỘI - 2020 VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY, HANOI UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY Pham Thanh Hung GROUNDWATER MANAGEMENT SYSTEM BACHELOR’S THESIS Major: Computer Science Supervisor: Dr Vo Dinh Hieu Co-supervisor: Ba Nguyen Ngoc Son HA NOI - 2020 Tóm tắt Tóm tắt : Tài nguyên nước nguồn tài nguyên quý giá Việt Nam toàn giới Tài nguyên nước Việt Nam chia làm hai dạng nước đất (nước ngầm) nước mặt Chúng ta biết tài nguyên nước vô hạn nguồn tài nguyên quý giá cạn kiệt nhiều lý mà lý chủ yếu tác động người Vì vậy cần có giải pháp hiệu việc quản lý, quan trắc giám sát nguồn nước để từ đó nắm bắt tình hình kịp thời đưa phương án giải trường hợp xấu xảy Thực tế, đã có số giải pháp, phần mềm nhằm giải vấn đề Tuy nhiên, phần mềm có thường thiết kế cho người có chuyên môn sử dụng nội tổ chức, quan có liên quan đến lĩnh vực Các phần mềm đã có xây dựng dạng ứng dụng desktop nên việc cài đặt, triển khai phức tạp, mức độ thơng dụng khơng cao Khóa ḷn xây dựng hệ thống dạng ứng dụng web hướng tới đối tượng tài nguyên nước đất Hệ thống quản lý nước đất qua hai dạng lỗ khoan: lỗ khoan quan trắc lỗ khoan khai thác Ngồi chức quản lý, hệ thớng cung cấp trang công bố thông tin, cho phép tất mọi người truy cập khai thác thông tin cần thiết Từ khóa: gis, tài nguyên nước, nước ngầm, quan trắc giám sát i Abstract Abstract: Water resources are one of the most valuable resources in Vietnam as well as in the world Water resources in Vietnam are divided into two types: groundwater and surface water We all know that water resources are not infinite and now these precious resources are gradually depleted for many reasons but the main reason is due to human influence Therefore, it is necessary to have an effective solution in water management and supervision to grasp the situation and promptly propose solutions when bad cases occur In fact, there are already some solutions and software to solve this problem However, existing software is often designed for professionals and is used internally in organizations and agencies related to this field The software has been built as a desktop application, so the installation and deployment are very complicated, the popularity is not high This thesis will build a system in the form of web applications targeting the groundwater resources The system will manage underground water through two types of boreholes: observation borehole and exploitation borehole In addition to the management function, the system also provides an information disclosure page, allowing everyone to access and exploit the necessary information Keyword: gis, water resource, ground water, monitoring ii Lời cảm ơn Trước hết, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình tôi, người đã luôn ủng hộ định suốt năm qua, tạo điều kiện tốt để theo đ̉i ngành nghề u thích Gia đình nguồn động lực giúp tơi vượt qua khó khăn, vất vả học tập sống Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô trường Đại học Công Nghệ đã tận tình bảo, truyền dạy kiến thức suốt năm qua Đặc biệt thầy Võ Đình Hiếu, anh Nguyễn Ngọc Sơn – người đã cho định hướng thời gian tìm hiểu, nghiên cứu, người trực tiếp hướng dẫn, đớc thúc tơi q trình thực khóa ḷn Tơi xin đặc biệt cảm ơn anh, chị phịng Cơng nghệ phần mềm Dữ liệu không gian (Công nghệ GIS) Công ty Công nghệ thông tin VNPT đã giúp đỡ tơi việc tìm hiểu cơng nghệ phân tích nghiệp vụ tốn cho khóa ḷn iii Lời cam đoan Tôi xin cam đoan tất nội dung khóa ḷn tơi thực hướng dẫn TS Võ Đình Hiếu Nếu có sử dụng tài liệu tham khảo, hay cơng trình nghiên cứu, kết người khác, tất cho phép ghi rõ nguồn Nếu điều không thật, xin chịu mọi trách nhiệm theo pháp luật quy định nhà trường Hà Nội, ngày … tháng … năm 2020 iv Mục lục Tóm tắt i Abstract ii Lời cảm ơn iii Lời cam đoan iv Mục lục v Danh mục hình ảnh .vii Danh mục bảng biểu x Bảng ký hiệu, chữ viết tắt xi Giới thiệu chung đề tài Chương : Hệ thống thông tin địa lý Web-Gis 1.1 Hệ thống thông tin địa lý 1.1.1 Tổng quan hệ thống thông tin địa lý thành phần 1.1.2 Các chức Gis 1.1.3 Các ứng dụng Gis 1.2 Công nghệ Gis Web (WebGis) 1.2.1 Giới thiệu chung 1.2.2 Kiến trúc Chương 2: Phân tích thiết kế hệ thống 10 2.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống 10 2.2 Đối tượng, người dùng hệ thống 11 2.3 Các ca sử dụng hệ thống 11 2.3.1 Sơ đồ ca sử dụng hệ thống 11 2.3.2 Mô tả ca sử dụng 14 v 2.4 Thiết kế sở liệu 20 2.4.1 Mô tả tổng quan 20 2.4.2 2.5 Thiết kế chi tiết bảng 24 Sơ đồ 30 Chương 3: Triển khai thử nghiệm hệ thống 47 3.1 Triển khai hệ thống 47 3.2 Thử nghiệm hệ thống 48 3.2.1 Chuẩn bị liệu 48 3.2.2 Thử nghiệm chức hệ thớng 48 3.3 Đánh giá hệ thống 61 Tổng kết 62 Tài liệu tham khảo 63 vi Danh mục hình ảnh Hình ảnh Ghi chú Sớ trang 1.1 Các thành phần hệ thống thông tin địa lý 1.2 Các chức GIS 1.3 Sơ đồ kiến trúc ứng dụng GIS 2.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống 10 2.2 Sơ đồ ca sử dụng cho người dùng hệ thống 12 2.3 Sơ đồ ca sử dụng cho quản trị viên 13 2.4.1 Bảng dvhc 24 2.4.2 Bảng g_canhan 24 2.4.3 Bảng g_congty 24 2.4.4 Bảng g_donvido 24 2.4.5 Bảng g_duan 25 2.4.6 Bảng g_loaisolieu 25 2.4.7 Bảng g_nhomthamso 25 2.4.8 Bảng g_obj_thamso 25 2.4.9 Bảng g_tieuchuanchatluong 25 2.4.10 Bảng g_thamso 25 2.4.11 Bảng g_tieuchuan 26 2.4.12 Bảng gw_tangchuanuoc 26 2.4.13 Bảng g_dlquantracts 26 2.4.14 Bảng g_kiemtracongtrinh 26 2.4.15 Bảng g_media 27 2.4.16 Bảng g_objmedia 27 2.4.17 Bảng gw_cautrucgieng 27 2.4.18 Bảng gw_diatanggieng 27 2.4.19 Bảng gw_giengkhaithac 28 2.4.20 Bảng gw_giengquantrac 29 vii Hình 3.1 Hình ảnh danh sách tham sớ Người quản trị có vai trị quản lý danh mục quản lý tồn hệ thớng có quyền thao tác với liệu danh mục thêm (Hình 3.2), sửa (Hình 3.4), xóa (Hình 3.3) danh mục tương ứng với nút chức giao diện Hình 3.2 Hình ảnh chức thêm tham sớ 49 Hình 3.3 Hình ảnh chức xóa tham sớ Hình 3.4 Hình ảnh chức chỉnh sửa thông tin tham số 50 Chức quản lý tài nguyên nước đất Sau người quản trị ấn vào Tài nguyên nước đất trang, hệ thống hiển thị trang dashboard bao gồm thơng tin chung sớ lượng cơng trình giếng thể vị trí giếng đồ (Hình 3.5) Hình 3.5 Hình ảnh trang dashboard quản lý tài nguyên nước đất Trang dashboard giúp người quản trị có thể nhanh chóng nắm thơng tin sơ lược đới tượng quản lí sớ lượng, vị trí, mật độ phân bớ Từ trang dashboard quản trị viên có thể điều hướng nhanh chóng đến trang cần dựa vào nút chức giao diện Việc quản lý đối tượng trạm quan trắc, cơng trình giếng quan trắc hay cơng trình giếng khai thác có nghiệp vụ tương đới giớng Quản trị viên có thể thêm mới, cập nhật thông tin, xem chi tiết xóa đối tượng Giao diện chung tương đối giống với giao diện quản lý danh mục (Hình 3.6) 51 Hình 3.6 Hình ảnh chức quản lý trạm quan trắc Khi sâu vào quản lý chi tiết từng đối tượng cụ thể, nghiệp vụ cho loại đối tượng quản lý lại có khác biệt Trạm quan trắc nước đất bao gồm thuộc tính hồ sơ kỹ tḥt cơng trình thuộc trạm quan trắc đó (Hình 3.7) Hình 3.7 Hình ảnh chức quản lý cơng trình thuộc trạm quan trắc 52 Cơng trình quan trắc cơng trình khai thác nước đất bao gồm hồ sơ kỹ thuật, thông số quan trắc kết quan trắc (Hình 3.8) Hình 3.8 Hình ảnh thơng sớ quan trắc cơng trình Chức xem liệu quan trắc: Chức xem liệu quan trắc cho phép người quản trị hệ thống xem liệu quan trắc tất tham số đo trạm đã chọn Mặc định người quản trị chọn thông số cần xem kết quan trắc hệ thống tự động hiển thị liệu 100 kết đo gần Người dùng có thể chọn khoảng thời gian cần xem kết đo theo ý muốn (Hình 3.9) Hình 3.9 Hình ảnh kết quan trắc mực nước trạm Q20904T tháng 9/2019 53 Chức quản lý thư viện media: Tất thư viện dùng chung hệ thống file ảnh, excel, word, tập tin nén quản lý Giao diện trang thư viện hình 3.10 3.11 Hình 3.10 Hình ảnh giao diện quản lý thư viện media Hình 3.11 Hình ảnh chức tải lên tệp 54 Chức báo cáo: Chức báo cáo cho phép người dùng tìm kiếm trạm xem báo cáo liệu quan trắc trạm đó Dữ liệu quan trắc đã thống kê đưa định dạng chuẩn phục vụ mục đích lưu trữ hay xuất file quản trị viên Hình 3.12 3.13 Hình 3.12 Hình ảnh chức tìm kiếm xem báo cáo liệu quan trắc trạm Q624050 Hình 3.13 Hình ảnh liệu quan trắc đã tính tốn theo chuẩn 55 Chức quản lý hệ thống: Khu vực chức quản lý hệ thống khu vực dành cho quản trị viên cấp cao hệ thống Những quản trị viên cấp thấp có thể xem mà không thể thao tác đến liệu Chức tập trung quản lý đối tượng tài khoản (Hình 3.14) vai trò tài khoản hệ thống (Hình 3.15) Hệ thống cho phép quản trị viên cấp cao có quyền tạo tài khoản thay đổi thông tin tài khoản Hình 3.14 Hình ảnh chức quản lý tài khoản người dùng Hiện hệ thống quản lý với năm cấp người dùng : admin, read, f_danhmuc, f_tram f_data Trong đó admin người có toàn quyền truy cập thao tác với toàn hệ thống Tài khoản với vai trò read có thể xem thông tin không thể thao tác đến liệu Tài khoản f_danhmuc tài khoản có thể thao tác với liệu phần danh mục, phần danh mục tài khoản có quyền read Tương tự với f_tram f_data tài khoản loại có thể thao tác với phần chức đã cấp quyền Ngồi đới với người dùng thơng thường không cấp tài khoản truy cập có thể truy cập trang công bố thông tin 56 Hình 3.15 Hình ảnh vai trò hệ thống Trang công bố thông tin: Trang công bố thông tin dành cho tất người dùng thiết kế đơn giản, thuận tiện để người dùng có thể dễ dàng truy vấn liệu Tất thông tin hiển thị đồ dạng điểm Trong đó điểm màu đỏ công trình giếng khoan quan trắc, điểm màu xanh công trình giếng khoan khai thác Đường viền màu đỏ thể biên giới, chủ quyền lãnh thổ Việt Nam (Hình 3.16) Hình 3.16 Hình ảnh trang công bố thông tin 57 Để phục vụ tìm kiếm thông tin nhanh chóng, người dùng có thể sử dụng chức tìm kiếm bằng cách nhấn vào biểu tượng tìm kiếm đồ Hệ thống lập tức hiển thị hộp thoại cho phép người dùng nhập thông tin cần tìm kiếm (Hình 3.17) Sau nhập thông tin cần tìm số hiệu giếng hay tên giếng, hệ thống lập tức di chủn đồ đến vị trí cơng trình mà người dùng đã chọn Hình 3.17 Hình ảnh hộp thoại tìm kiếm công trình Người dùng chọn vào điểm tương ứng với công trình quan trắc khai thác đồ để mở thông tin chi tiết công trình đó (Hình 3.18) 58 Hình 3.18 Hình ảnh xem thông tin chi tiết công trình đã chọn Người dùng có thể xem chi tiết liệu quan trắc từ công trình đó Dữ liệu quan trắc thể dạng biểu đồ dạng bảng (Hình 3.19) Hình 3.19 Hình ảnh xem liệu quan trắc từ công trình đã chọn 59 Một số giao diện khác trang quản trị hệ thống (Hình 3.20), trang đăng nhập hệ thống (Hình 3.21) : Hình 3.20 Giao diện trang quản trị hệ thống Hình 3.21 Hình ảnh trang đăng nhập hệ thống 60 3.3 Đánh giá hệ thống Ưu điểm: - Giao diện hệ thống thân thiện, dễ sử dụng, hướng tới trải nghiệm người dùng Tốc độ truy vấn liệu trình thử nghiệm nhanh chóng, xác - Các luồng chức thiết kế đơn giản giúp người dùng dễ dàng thao tác với hệ thống từ lần đầu sử dụng - Đảm bảo tính cần có thao tác với liệu đồ phóng to, thu nhỏ đồ, tra cứu trích xuất liệu, tiện ích thao tác với biểu đồ - Các vấn đề bảo mật có thể bảo đảm với hệ thống xác thực phân quyền Nhược điểm: - Dữ liệu thực nghiệm chưa nhiều, nhiều công trình chưa có liệu đo Chưa đánh giá mức độ chịu tải hệ thống Tuy nhiên hệ thống thiên hệ thống quản lý, số lượng truy cập thời điểm không cao nên vấn đề lớn 61 Tổng kết Sau thời gian nghiên cứu, phân tích phát triển, hệ thống quản lý tài nguyên nước đất đã hoàn thành Trong trình thực khóa luận, tơi đã học hỏi tích lũy nhiều kiến thức kinh nghiệm cho thân Do thực khóa luận từ khâu lựa chọn công nghệ đến khóa luận triển khai thử nghiệm nên trước hết nắm chắc kiến thức quy trình phát triển phần mềm Tôi học hỏi thêm kiến thức công nghệ Gis, cách làm việc với liệu khơng gian Ngồi kiến thức sở liệu trường lớp, thực hành thiết kế sở liệu cho dự án thực tế Tìm hiểu sử dụng công nghệ ưa chuộng Angular, Net core hay Docker Điều giúp ích nhiều cho việc định hướng nghề nghiệp đường sau trường tơi Đặc biệt hồn thiện hệ thống quản lý tài nguyên nước đất, hệ thớng hồn tồn có thể ứng dụng thực tế giúp quản lí hay quan trắc giám sát nước đất Hệ thớng đã hồn thành hoạt động tảng web Trong tương lai, hệ thống có thể tận dụng việc đã có API để phát triển tảng di động Bên cạnh đó, hệ thớng có thể tích hợp thêm tính hữu ích khác tự động lấy liệu từ trạm gửi hay dự đoán, cảnh báo mực nước nhờ vào việc áp dụng cơng nghệ IOT, AI Ngồi tiếp tục nghiên cứu nghiệp vụ để có thể mở rộng phạm vi đề tài không phục vụ tài nguyên nước đất mà toàn lĩnh vực tài nguyên nước Tuy đã nỗ lực, bỏ nhiều thời gian, tâm huyết vào thực khóa luận thời gian kinh nghiệm còn có hạn nên hệ thống chắc chắn còn thiếu sót cần bổ sung Tôi mong nhận ý kiến, nhận xét quý báu thầy, Đó sở tớt để tơi thực việc cải tiến, phát triển hoàn thiện khóa luận 62 Tài liệu tham khảo [1] Website: http://www.greenfacts.org/en/water-resources/index.htm#2, tháng 5, 2020 [2] Website: https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/geographic-informationsystem-gis/, tháng 5, 2020 [3] Website: https://www.esri.com/about/newsroom/arcnews/implementing-web-gis/, tháng 5, 2020 [4] Website: https://enterprise.arcgis.com/en/server/latest/create-webapps/windows/about-web-gis.htm, tháng 5, 2020 [5] Website: https://www.esri.com/about/newsroom/arcnews/implementing-web-gis/, tháng 5, 2020 [6] Thông tư số 19/2013/TT-BTNMT quy định kỹ thuật quan trắc tài nguyên nước đất [7] Thông tư số 27/2014/TT-BTNMT việc đăng ký khai thác nước đất 63