30
Hình 1.24: Sơ đồ kiến trúc 3 tầng của WebGIS (3-tier)
Bất cứ công nghệ webGIS nào cũng phải thỏa mãn trƣớc hết kiến trúc 3-tier (xem hình 1.24) thông dụng của một ứng dụng web. Tùy thuộc vào từng công nghệ riêng biệt của từng hãng mà chúng có khả năng phát triển, mở rộng thành kiến trúc đatầng n-tier hay không. Kiến trúc 3-tier đƣợc mô tả nhƣ sau:
Chúng gồm 3 thành phần cơ bản đại diện cho 3 tầng:
1.4.3.1.1. Client (Presentation tier: tầng trình bày)
Thông thƣờng đơn thuần là một browser nhƣ Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera… để mở các trang web theo URL định sẵn. Các ứng dụng client có thể là một website, applet, flash... đƣợc viết bằng các công nghệ chuẩn mà W3C đã chứng thực. Các client đôi khi cũng là một ứng dụng desktop tƣơng tự nhƣ phần mềm MapInfo, ArcMap…
1.4.3.2. Application Server (Business Tier: tầng ứng dụng)
Thƣờng đƣợc tích hợp trong một webserver nào đó, ví dụ nhƣ Tomcat Apache, Internet Information Server. Đó là một ứng dụng phía server, nhiệm vụ chính của nó thƣờng là tiếp nhận các yêu cầu từ client, lấy dữ liệu từ cơ sở dữ liệu theo yêu cầu client và trả (reponse) kết quả về theo yêu cầu. Tùy theo dạng client mà kết quả trả về khác nhau: có thể là một hình ảnh dạng bitmap (jgeg, gif, png) hay dạng vector đƣợc mã hóa nhƣ SVG, KML, GML,...Một khi dạng vector đƣợc trả về thì việc trình bày hình ảnh bản đồ đƣợc đảm nhiệm bởi Client (ta gọi là thick client), thậm chí client có thể xử lý một số bài toán về không gian. Thông thƣờng các yêu cầu và kết quả trả về đều theo chuẩn HTTP POST hoặt GET. Nếu theo công nghệ Web Service thì chúng có thể đƣợc mã hóa các thông điệp bằng các định dạng XML.
31
Là nơi lƣu trữ các dữ liệu địa lý bao gồm cả các dữ liệu không gian và phi không gian. Các dữ liệu này đƣợc quản trị bởi hệ quản trị cơ sở dữ liệu nhƣ ORACLE, MS SQL SERVER, ESRI SDE, POSTGRESQL,… hoặc là các file dữ liệu dạng flat nhƣ shapefile, tab, XML… Các dữ liệu này đƣợc thiết kế, cài đặt và xây dựng tùy theo quy trình đặc thù của từng cá thể hay tổ chức. Tùy theo quy mô và yêu cầu của hệ thống mà tổ chức chọn lựa công nghệ quản trị cơ sở dữ liệu cho phù hợp.
Kiến trúc 3-tier là kiến trúc phổ cập nhất dành cho các ứng dụng web, tuy nhiên trong thực tế nhằm để giải quyết các vấn đề, chúng ta đòi hỏi cần phải kết nối, trao đổi nhiều thành phần của hệ thống lại với nhau hoặc giữa các hệ thống với nhau để có thể đƣa cho ngƣời sử dụng những thông tin hữu ích nhất có thể có. Với nhu cầu đó, kiến trúc 3-tier sẽ trở nên không linh hoạt và nặng nề trong vận hành. Trong bối cảnh nhƣ vậy các kiến trúc n-tier sẽ đƣợc phát triển và mở rộng cho các hệ thống thông tin.
Kiến trúc n-tier thƣờng đƣợc áp dụng trong các hệ thống phân tán. Khái niệm phân tán ở đây không ám chỉ về mặt địa lý mà chỉ nói đến các hệ thống độc lập nhƣng có khả năng kế hợp với nhau thành một hệ thống lớn hơn. Tính phân tán của hệ thống chỉ có thể là phân tán các ứng dụng hoặc cơ sở dữ liệu.
Hình 1.25: Kiến trúc n-tier giữa các hệ thống
Để thực hiện một yêu cầu của ngƣời sử dụng, hệ thống theo kiến trúc n-tier cần phải truy cập, trao đổi thông điệp (message) và xử lý qua nhiều tầng Application của nhiều hệ thống hay thành phần khác nhau. Trong nhiều mô hình khác, kiến trúc n- tiercòn đƣợc thể hiện thông qua sự tƣơng tác trực tiếp của client với nhiều hệ thống.
32
Kiến trúc n-tier này hiện đang phát triển rất mạnh song song với phát triển các công nghệ khác, đặc biệt là công nghệ Webservice theo SOA (Serviced-Oriented Architecture).
Một trong những minh chứng cụ thể là sự bùng nổ các website dựa trên các dịch vụ của Google và các website GIS theo chuẩn mở OGC (Open Geospatial Consortium).
Hình 1.26: Kiến trúc n-tier tương tác giữa Client và các hệ thống
Thuật ngữ Mashup cũng đƣợc xuất phát từ đây, có nghĩa là một website sử dụng nhiều nội dung từ các hệ thống khác nhau. Sức hấp dẫn của kiến trúc này là các tổ chức có thể tận hƣởng các nguồn dữ liệu mà mình không thể làm đƣợc để áp dụng vào các ứng dụng với các dữ liệu riêng của mình.
1.4.3.2. Chức năng WebGIS
WebGIS có rất nhiều chức năng nhƣng thƣờng ta chỉ quan tâm đến hai chức năng chính là chức năng hiển thị và chức năng phân tích và thiết kế.
* Chức năng hiển thị:
- Hiển thị toàn bộ các lớp bản đồ. - Hiển thị các lớp bản đồ theo tùy chọn.
33
- Thay đổi tỉ lệ hiển thị bản đồ (phóng to, thu nhỏ). - Di chuyển khu vực hiển thị.
- Hiển thị thông tin về đối tƣợng cụ thể. - In bản đồ.
* Chức năng phân tích và thiết kế
- Thực hiện việc tìm kiếm các dữ liệu phù hợp với yêu cầu.
- Chỉnh sửa đối tƣợng sẵn có thông tin về màu sắc thông qua 1 chuẩn bản đồ. - Tạo bản đồ chuyên đề.
1.4.3.3. Ứng dụng của WebGIS
a. Thống kê và quản lý kinh tế - xã hội - Thống kê, quản lý dân số
- Quản lý mạng lƣới giao thông (đƣờng thủy – đƣờng bộ) - Thống kê, quản lý mạng lƣới y tế, giáo dục
- Điều tra và quản lý hệ thống cơ sở hạ tầng b. Quản lý rừng
- Theo dõi sự thay đổi của rừng - Phân loại rừng
- Nghiên cứu tình trạng xói mòn đất.
c. Nghiên cứu hỗ trợ các chƣơng trình quy hoạch phát triển
- Đánh giá khả năng thích nghi của cây trồng, vật nuôi và động vật hoang dã. - Định hƣớng và xác định các vùng phát triển tối ƣu trong sản xuất nông nghiệp.
- Hỗ trợ quy hoạch và quản lý các vùng bảo tồn thiên nhiên.
- Đánh giá khả năng và định hƣớng quy hoạch các vùng đô thị, công nghiệp lớn.
34
CHƢƠNG 2-NGHIÊN CỨU CÁC CHUẨN OPEN GEOSPATIAL CONSORTIUM (OGC)