1.5.1. Khái niệm GIS
GIS (Geographic Information System): Hệ thống thông tin địa lý là một công cụ cần thiết cho đô thị, quy hoạch và quản lý tài nguyên. Khả năng của GIS là lưu trử, lấy lại, phân tích, mô hình và bản đổ các khu vực rộng lớn với khối lượng dữ liệu không gian lớn.Và có rất nhiều ứng dụng được xây dựng dựa trên GIS. Hệ thống thông tin địa lý đang được sử dụng để lập kế hoạch sử dụng đất, quản lý các tiện ích, mô hình hệ sinh thái, cảnh quan và đánh giá kế hoạch, quy hoạch giao thông vận tải và cơ sở hạ tầng, phân tích thị trường, phân tích tác động trực quan, quản lý phương tiện, đánh giá thuế,phân tích bất động sản và nhiều ứng dụng khác.
Tóm lại: Hệ thống thông tin địa lý là tập hợp các dữ liệu không gian và các công cụ cần thiết để làm việc với các dữ liệu đó.
Hệ thống thông tin địa lý(GIS) đóng vai trò quan trong trong quá trình phát triển và xây dựng hệ thống LBS. Vì GIS là một phần không thể thiếu để xây dựng hệ thống dữ liệu cho một ứng dụng LBS.
1.5.2. Các thành phần của GIS
Một hệ thống GIS Có 5 thành phần chính: Phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người, các phương pháp.
Luận văn thạc sĩ
Học viên Huỳnh Nguyễn Thanh Phú Trang 36
Hình 1.13. Các thành phần của GIS
- Phần cứng: là hệ thống máy tính trên đó một hệ thống GIS hoạt động. Ngày nay, phần mềm GIS có khả năng chạy trên nhiều dạng phần cứng, từ máy chủ, đến các máy trạm…
- Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu trữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý. Các thành phần chính trong phần mềm GIS là:
Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý.
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
Công cụ hổ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý.
Giao diện hiển thị người và máy để truy cập các công cụ dễ dàng.
- Dữ liệu: có thể xem đây là thành phần quan trọng nhất trong một hệ thống GIS. Các dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặc mua từ các nhà cung cấp dữ liệu thương mại. Hệ thống GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu khác. Thậm chí người dùng có thể sử dụng các hệ quản trị cơ sở dữ liệu để lưu trử và quản lý dữ liệu.
- Con người: Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế. Người sử dụng GIS có thể là các chuyên gia kỷ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc.
Luận văn thạc sĩ
Học viên Huỳnh Nguyễn Thanh Phú Trang 37
- Các phương pháp: Phương pháp tốt sẽ giúp cho hệ thống GIS đạt được thành công.
1.5.3. Dữ liệu của GIS
Dữ liệu vector 1.5.3.1.
Dữ liệu Vector sử dụng các đường hay điểm, được xác định bằng các cặp tọa độ (X,Y) của chúng trên bản đồ. Các đối tượng rời rạc( trong đó có các đối tượng đa giác) được tạo bởi liên kết giữa các đoạn cung( đường) và các điểm.
- Điểm: dùng cho tất cả các đối tượng không gian được biểu diễn như là một cặp tọa độ (X,Y). Ngoài giá trị tọa độ (X,Y), điểm còn thể hiện kiểu điểm, màu, hình dạng và dữ liệu thuộc tính đi kèm. Do đó trên bản đồ điểm được biểu diễn ở dạng ký hiệu hoặc văn bản.
Hình 1.14. Dữ liệu điểm
- Cung: dùng để biểu diễn tất cả các thực thể có dạng tuyến được tạo từ hai hay nhiều cặp tọa độ (X,Y). Ví dụ đường dùng để biểu diễn hệ thống giao thông, hệ thống ống thoát nước…đọ dài của cung được tính dựa trên các cặp tọa độ (X,Y).
Luận văn thạc sĩ
Học viên Huỳnh Nguyễn Thanh Phú Trang 38
Hình 1.15. Dữ liệu đƣờng
- Vùng: là một đối tượng hình học 2 chiều vùng có thể là một đa giác hoặc tập hợp nhiều đa giác. Một đa giác được cấu tạo từ các điểm và các cung nối giữa các điểm đó. Do một vùng được cấu tạo từ các đa giác nên cấu trúc dữ liệu của các đa giác bao gồm các điểm và cung phải được ghi nhận lại.
Hình 1.16. Dữ liệu vùng
Dữ liệu raster 1.5.3.2.
Dữ liệu raster là một tập hợp ô vuông hoặc tập hợp điểm ảnh(pixel). Cấu trúc đơn giản nhất gồm mảng các ô của bản đồ. Mỗi ô trên bản đồ biểu diễn bởi một tổ
Luận văn thạc sĩ
Học viên Huỳnh Nguyễn Thanh Phú Trang 39
hợp tọa độ(hàng,cột), và một giá trị biểu diễn kiểu hoặc thuộc tính của ô đó trên các bản đồ. Trong cấu trúc này mỗi ô tương ứng với một điểm. Khái niệm đường lá một tập hợp các ô gần nhau. Miền là một nhóm các ô liền nhau. Dạng dữ liệu này dễ lưu trử, thao tác và thể hiện. Cấu trúc này cũng có nghĩa là những khu vực có kích thước nhỏ hơn 1 điểm cũng không thể thệ hiện được.
Hình 1.17. Dữ liệu raster
Mô hình dữ liệu Raster là mô hình dữ liệu GIS được sử dụng rộng rãi trong các bài toán về môi trường, quản lý tài nguyên thiên nhiên.
Các nguồn dữ liệu xây dựng nên dữ liệu raster: - Dữ liệu có được từ ảnh quét.
- Dữ liệu ảnh máy bay, ảnh viễn thám.
- Dữ liệu được chuyển từ dữ liệu vector sang. - Dữ liệu được lưu trử ở dạng raster
Dữ liệu raster thường có kích thước rất lớn nếu không có cách lưu trử thích hợp. Do đó chúng ta có thể sử dụng các phương pháp nén để giảm kích thước dữ liệu raster trước khi đem lưu trữ chúng. Thông thường người ta dùng các phương pháp nén TIFF, RLE, JPEG, GIF…
1.6. Kết chƣơng:
Chương 1, đã đề cập đến những kiến thức nền tảng về Location based services, nguyển lý hoạt động và định vị của GPS và đưa ra một số ứng dụng mạng
Luận văn thạc sĩ
Học viên Huỳnh Nguyễn Thanh Phú Trang 40
xã hội địa điểm trong lĩnh vực du lịch. Mạng xã hội dựa trên vị trí địa lý mang thông tin địa lý do người dùng cung cấp, giúp thu hẹp khoảng cách giữa thực tế và phương tiện truyền thông xã hội trực tuyến. Nhìn chung các trang mạng xã hội dựa trên địa điểm có chứa cấu trúc với ba lớp dữ liệu bao gồm cả thông tin về địa lý, xã hội và nội dung. Điều này tạo nên một cơ hội chưa từng có cho việc nghiên cứu hành vi người dùng điện thoại di động dưới góc nhìn về không gian, thời gian và xã hội, đặc điểm riêng biệt của dữ liệu mạng xã hội dựa trên địa điểm và những thách thức của nó, đồng thời phát triển việc phân tích dữ liệu và nghiên cứu các vấn đề về mạng xã hội dựa trên địa điểm.
Việc sử dụng dịch vụ Location based services để xây dựng ứng dụng như thế nào sẽ được trình bày trong các chương tiếp theo.
Luận văn thạc sĩ
Học viên Huỳnh Nguyễn Thanh Phú Trang 41
Chƣơng 2:
CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG THU THẬP DỮ LIỆU ĐỊA ĐIỂM DU LỊCH
2.1. Tìm hiểu về Web Service 2.1.1. Giới thiệu Webservice 2.1.1. Giới thiệu Webservice
Web Services là một cách chuẩn để tích hợp các ứng dụng trên nền web (Web-based applications). Các ứng dụng có thể sử dụng các thành phần khác nhau để tạo thành một dịch vụ, ví dụ như máy chủ chạy một trang web thương mại điện tử kết nối với cổng thanh toán điện tử qua một API - Application Programming Interface ( tạo bởi công nghệ .NET thì web services chính là nền máy chủ (IIS - Internet Information Services), và các thành phần thanh toán, các thành phần .NET được coi là component (các thành phầm bên ngoài). Các thành phần này được gọi bởi phương thức SOAP (Khác phương thức POST, GET) nên không bị gặp phải firewall khi truy xuất các thành phần bên ngoài máy chủ. Và toàn bộ các thành phần đó gọi là một Web Services.
Các Web Services cho phép các tổ chức thực hiện truyền thông dữ liệu mà không cần phải có kiến thức về hệ thống IT phía sau tường lửa. Một số Web Services hiện nay có sẵn miễn phí và càng ngày càng hướng dần vào các doanh nghiệp.
Một ví dụ về Web Service sẵn có là dịch vụ được cung cấp bởi PayPal cho phép những người có tài khoản có thể thanh toán hoặc trả một phần hoặc thực hiện các giao dịch tìm kiếm, và lấy lại các thông tin của từng giao dịch cụ thể.
Ngày này, web service được phát triển trên hầu hết các nên tảng web server hiện tại, như là :
- Apache với PHP - Tomcat với JSP, Java - IIS với .Net, ASPX ...
Luận văn thạc sĩ
Học viên Huỳnh Nguyễn Thanh Phú Trang 42
Ưu điểm: 2.1.1.1.
- Web service cung cấp khả năng hoạt động rộng lớn với các ứng dụng phần mềm khác nhau chạy trên những nền tảng khác nhau.
- Sử dụng các giao thức và chuẩn mở. Giao thức và định dạng dữ liệu dựa trên văn bản (text), giúp các lập trình viên dễ dàng hiểu được.
- Nâng cao khả năng tái sử dụng.
- Thúc đẩy đầu tư các hệ thống phần mềm đã tồn tại bằng cách cho phép các tiến trình/chức năng nghiệp vụ đóng gói trong giao diện Web service. - Tạo mối quan hệ tương tác lẫn nhau và mềm dẻo giữa các thành phần
trong hệ thống, dễ dàng cho việc phát triển các ứng dụng phân tán.
- Thúc đẩy hệ thống tích hợp, giảm sự phức tạp của hệ thống, hạ giá thành hoạt động, phát triển hệ thống nhanh và tương tác hiệu quả với hệ thống của các doanh nghiệp khác.
Nhược điểm: 2.1.1.2.
- Những thiệt hại lớn sẽ xảy ra vào khoảng thời gian chết của Web service, giao diện không thay đổi, có thể lỗi nếu một máy khách không được nâng cấp, thiếu các giao thức cho việc vận hành.
- Có quá nhiều chuẩn cho Web service khiến người dùng khó nắm bắt. - Phải quan tâm nhiều hơn đến vấn đề an toàn và bảo mật.
2.1.2. Các thành phần của Web Service
Web service gồm có 3 chuẩn chính: SOAP (Simple Object Access Protocol), WSDL (Web Service Description Language) và UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration). Hình 3 mô tả chồng giao thức của Web service, trong đó UDDI được sử dụng để đăng ký và khám phá Web service đã được miêu tả cụ thể trong WSDL. Giao tác UDDI sử dụng SOAP để nói chuyện với UDDI server, sau đó các ứng dụng SOAP yêu cầu một Web service. Các thông điệp SOAP được gửi đi chính xác bởi HTTP và TCP/IP.
Luận văn thạc sĩ
Học viên Huỳnh Nguyễn Thanh Phú Trang 43
Hình 2.1. Kiến trúc Web Service
Chồng giao thức Web service là tập hợp các giao thức mạng máy tính được sử dụng để định nghĩa, xác định vị trí, thi hành và tạo nên Web service tương tác với những ứng dụng hay dịch vụ khác. Chồng giao thức này có 4 thành phần chính: - Dịch vụ vận chuyển (Service Transport): có nhiệm vụ truyền thông điệp giữa
các ứng dụng mạng, bao gồm những giao thức như HTTP, SMTP, FTP, JSM và gần đây nhất là giao thức thay đổi khổi mở rộng (Blocks Extensible Exchange Protocol- BEEP).
- Thông điệp XML: có nhiệm vụ giải mã các thông điệp theo định dạng XML để có thể hiểu được ở mức ứng dụng tương tác với người dùng. Hiện tại, những giao thức thực hiện nhiệm vụ này là XML-RPC, SOAP và REST.
- Mô tả dịch vụ: được sử dụng để miêu tả các giao diện chung cho một Web service cụ thể. WSDL thường được sử dụng cho mục đích này, nó là một ngôn ngữ mô tả giao tiếp và thực thi dựa trên XML. Web service sẽ sử dụng ngôn ngữ này để truyền tham số và các loại dữ liệu cho các thao tác và chức năng mà Web service cung cấp.
- Khám phá dịch vụ: tập trung dịch vụ vào trong một nơi được đăng ký, từ đó giúp một Web service có thể dễ dàng khám phá ra những dịch vụ nào đã có trên
Luận văn thạc sĩ
Học viên Huỳnh Nguyễn Thanh Phú Trang 44
mạng, tốt hơn trong việc tìm kiếm những dịch vụ khác để tương tác. Một Web service cũng phải tiến hành đăng ký để các dịch vụ khác có thể truy cập và giao tiếp. Hiện tại, UDDI API thường được sử dụng để thực hiện công việc này.
Hình 2.2. Các thành phần trong một Web Service
XML – eXtensible Markup Language 2.1.2.1.
Là một chuẩn mở do W3C đưa ra cho cách thức mô tả dữ liệu, nó được sử dụng để định nghĩa các thành phần dữ liệu trên trang web và cho những tài liệu B2B. Về hình thức, XML hoàn toàn có cấu trúc thẻ giống như ngôn ngữ HTML nhưng HTML định nghĩa thành phần được hiển thị như thế nào thì XML lại định nghĩa những thành phần đó chứa cái gì. Với XML, các thẻ có thể được lập trình viên tự tạo ra trên mỗi trang web và được chọn là định dạng thông điệp chuẩn bởi tính phổ biến và hiệu quả mã nguồn mở.
Do Web service là sự kết hợp của nhiều thành phần khác nhau nên nó sử dụng các tính năng và đặc trưng của các thành phần đó để giao tiếp. XML là công cụ chính để giải quyết vấn đề này và là kiến trúc nền tảng cho việc xây dựng một Web service, tất cả dữ liệu sẽ được chuyển sang định dạng thẻ XML. Khi đó, các
Luận văn thạc sĩ
Học viên Huỳnh Nguyễn Thanh Phú Trang 45
thông tin mã hóa sẽ hoàn toàn phù hợp với các thông tin theo chuẩn của SOAP hoặc XML-RPC và có thể tương tác với nhau trong một thể thống nhất.
WSDL – Web Service Description Language 2.1.2.2.
WSDL định nghĩa cách mô tả dịch vụ Web theo cú pháp tổng quát của XML, bao gồm các thông tin:
- Tên dịch vụ.
- Giao thức và kiểu mã hóa sẽ được sử dụng khi gọi các hàm của Web service. - Loại thông tin: thao tác, tham số, những kiểu dữ liệu (có thể là giao diện của
dịch vụ Web cộng với tên cho giao diện này).
Một WSDL hợp lệ gồm hai phần: phần giao diện (mô tả giao diện và phương thức kết nối) và phần thi hành mô tả thông tin truy xuất CSDL. Cả hai phần này sẽ được lưu trong 2 tập tin XML tương ứng là tập tin giao diện dịch vụ và tập tin thi hành dịch vụ. Giao diện của một Web service được miêu tả trong phần này đưa ra cách thức làm thế nào để giao tiếp qua Web service. Tên, giao thức liên kết và định dạng thông điệp yêu cầu để tương tác với Web service được đưa vào thư mục của WSDL.
WSDL thường được sử dụng kết hợp với XML schema và SOAP để cung cấp Web service qua Internet. Một client khi kết nối tới Web service có thể đọc WSDL để xác định những chức năng sẵn có trên server. Sau đó, client có thể sử dụng SOAP để lấy ra chức năng chính xác có trong WSDL.
Universal Description, Discovery, and Integration (UDDI) 2.1.2.3.
Để có thể sử dụng các dịch vụ, trước tiên client phải tìm dịch vụ, ghi nhận thông tin về cách sử dụng và biết được đối tượng nào cung cấp dịch vụ. UDDI định nghĩa một số thành phần cho biết các thông tin này, cho phép các client truy tìm và nhận những thông tin được yêu cầu khi sử dụng Web service.
Cấu trúc UDDI :
- Trang trắng – White pages: chứa thông tin liên hệ và các định dạng chính yếu của Web service, chẳng hạn tên giao dịch, địa chỉ, thông tin
Luận văn thạc sĩ
Học viên Huỳnh Nguyễn Thanh Phú Trang 46
nhận dạng… Những thông tin này cho phép các đối tượng khác xác định được dịch vụ.
- Trang vàng – Yellow pages: chứa thông tin mô tả Web service theo những loại khác nhau. Những thông tin này cho phép các đối tượng thấy được Web service theo từng loại với nó.
- Trang xanh – Green pages: chứa thông tin kỹ thuật mô tả các hành vi