Hình 3.3 mô tả quy trình thực hiện của server, với User là người sử dụng gửi các yêu cầu lệnh hiển thị tới chương trình theo dõi đi động.
Hình 3.3: Quy trình thực hiện định vị di động 3.4.2. Mô tả chi tiết sơ đồ
Khi cần theo dõi một thuê bao khi người dùng sử dụng điện thoại di động thì việc gửi tin SMS vị trí là cần thiết. Chương trình lấy thông tin từ cơ sở dữ liệu và gửi SMS đi.
User yêu cầu tra cứu thông tin lịch sử theo dõi, thông tin hiển thị ra sẽ lấy ra từ cơ sở dữ liệu lưu trữ (file log).
Khi có yêu cầu định vị trong một khoảng thời gian nào đó (lập lịch theo dõi), chương trình sẽ kiểm tra xem thời điểm hiện tại đã nằm trong khoàng theo dõi hay chưa. Nếu đúng thì chương trình sẽ gửi thông tin yêu cầu định vị tới GMLC, GMLC trả lại thông tin theo dõi cho chương trình để hiển thị. Thông tin này đồng thời cũng được lưu lại vào trong cơ sở dữ liệu.
Yêu cầu định vị tại thời điểm hiện tại xảy ra, thì chương trình sẽ yêu cầu thông tin từ GMLC luôn, và quy trình thực hiện tương tự như trên.
3.5. Giao diện thực hiện các chức năng chính
Sau khi thực hiện chạy chương trình, đăng nhập vào hệ thống chúng ta sẽ được giao diện như sau:
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Thiết kế modul chức năng và mô phỏng
3.5.1. Xem log
Trên file log ghi toàn bộ những hoạt động của một số điện thoại gồm những thông tin: Thời gian, ngày tháng, vị trí, trạng thái, số điện thoại kết nối tới thuê bao đó tại thời điểm đó ….
Trong đó: Trạng thái của thuê bao có thể : Nghe, chờ …
Hình 3.5 Log file
Để có thể nhìn trực quan hơn người dùng có thể click vào nút hiển thị. Hệ thống sẽ xuất hiện như sau:
Hình 3.6: Chức năng hiển thị log hình ảnh 3.5.2. Theo dõi
Khi theo dõi một thuê bao, ngưởi sử dụng sẽ nhìn thấy thuê bao đó xuất hiện trên bản đồ và các vị trí thuê bao đó đi qua.
Hình 3.6 xuất hiện khi người dùng nhấn nút “thêm” để thêm đối tượng cần hiển thị:
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Thiết kế modul chức năng và mô phỏng
Hình 3.7: Cập nhật thông tin thuê bao cần theo dõi
Hình 3.8: Thuê bao bị theo dõi xuất hiện trên bản đồ
Trên màn hình xuất hiện thuê bao có hình dạng như sau:
: Thuê bao đang nghe điện thoại : Thuê bao đang ở chế độ chờ (idle). : Tin nhắn SMS
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Thiết kế modul chức năng và mô phỏng
2 G Ram
Graphic: NVIDIA 256Mb.
Hệ bản đồ có thể phóng to thu nhỏ theo yêu cầu người theo dõi, chỉ bằng cuộn chuột.
Bản mô phỏng đáp ứng được những yêu cầu đặt ra của modul chức năng thiết yếu đối với trinh sát, như hiển thị những điểm quan trọng lân cận như đồn công an, trạm ATM, tùy theo thông tin có trên bản đồ.
Tuy nhiên, bản mô phỏng cũng còn nhiều hạn chế như: MapXTreme sử dụng trong bản đồ chỉ là bản demo nên chương trình không ổn định, hệ bản đồ chỉ là bản đồ hành chính nên thông tin vẫn chưa thực sự đầy đủ đối với một trinh sát.
KẾT LUẬN
Đồ án đã đi nghiên cứu và đề ra giải pháp cho dịch vụ định vị vị trí theo yêu cầu (Location based Service), định vị di động hoàn toàn dựa trên sóng vô tuyến của hệ thống GSM/ GPRS. Ưu điểm của phương pháp này đó là hoàn toàn không sử dụng GPS, do đó có thể định vị tất cả các thuê bao điện thoại mà không cần biết đến đó là loại máy gì. Mặc dù hệ thống này vẫn có một số nhược điểm như độ chính xác thấp (theo nghiên cứu chỉ ra là 100m trong thành thị và 200m ngoại ô), tuy nhiên, tùy vào yêu cầu thời gian đáp ứng mà chúng ta có thể nâng cấp nhằm đạt được độ chính xác cao hơn.
Trong tương lai, khi khả năng tính toán của máy tính cũng như các công nghệ phát triển hơn, việc đo đạc và dò tìm vị trí điện thoại sẽ có thời gian đáp ứng nhanh hơn. Tương ứng với điều đó thì độ chính xác sẽ tăng lên.
Mặc dù rất cố gắng, nhưng đồ án thực hiện không tránh khỏi thiếu sót, mong thầy cô và các bạn góp ý nhằm đồ án được hoàn thiện hơn, và đi vào thực tế hơn.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Tài liệu tham khảo
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Thông tin di động”, Học viện công nghệ Bưu chính - Viễn thông, 07/2007.
2. TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Thông tin di động GSM”, Nhà xuất bản Bưu Điện, 1997.
3. TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Thông tin di động 3G”, Học viện công nghệ Bưu chính - Viễn thông, 2002.
4. Axel Kupper, Location – Based Services, Fundamentals and Operation, 2005 5. Jochen Schiller & Agnès Voidsard, Location – Based Services, 2004
6. 3GPP TS 22.071. Location Services-Services Description-Stage 1 (Release 8) 7. 3GPP TS 25.111. Location Measurement Unit (LMU) performance specification -
User Equipment (UE) positioning in UTRAN (Release 7) 8. 3GPP TS 23.002. Network Architecture (Release 8)
9. SMS Forum, Short Message Peer to Peer (SMPP) Interface Specification, version 3.3.
PHỤ LỤC A: CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
Cở sở dữ liệu của GIS gồm 2 loại cơ bản: Dữ liệu không gian
Dữ liệu phi không gian
Dữ liệu không gian là những mô tả của hình ảnh bản đồ, chúng bao gồm tọa độ, quy luật và các ký hiệu dùng để xác định một hình ảnh bản đồ cụ thể trên từng bản đồ.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS): dùng các dữ liệu không gian để tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản trên màn hình hoặc trên giấy thông qua thiết bị ngoại vi, …
Dữ liệu phi không gian là những diễn tả thuộc tính, số lượng, mối quan hệ của các hình ảnh bản đồ với vị trí địa lý của chúng. Các dữ liệu phi không gian được gọi là dữ liệu thuộc tính.
A.1. Dữ liệu không gian
Dữ liệu không gian bao gồm:
Hệ thống dữ liệu dạng Vector Hệ thống dữ liệu dạng Raster
A.1.1. Hệ thống dữ liệu dạng Vector
- Kiểu đối tượng điểm
Các đối tượng đơn, thông tin địa lý chỉ gồm cơ sở vị trí sẽ được phản ánh là đối tượng điểm.
Các đối tượng điểm có các đặc điểm sau: Là tọa độ đơn (x,y)
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục A
Hình A.1: Dữ liệu Vector dưới dạng điểm
- Kiểu đối tượng đường(arc)
Đường được xác định như tập hợpdãy của các điểm. Mô tả đối tượng địa lý định tuyến. Nó có những đặc điểm sau:
Là một dãy các cặp tọa độ
Một cung bắt đầu và kết thúc bởi nút (node) Các cung nối với nhau và cắt nhau tại nút (node)
Hình dạng của arc được định nghĩa bởi các điểm vertices (đỉnh) Ðộ dài chính xác bằng các cặp tọa độ.
- Kiểu đối tượng vùng (Polygons)
Vùng được xác định bởi ranh giới bởi các đường thẳng. Các đối tượng địa lý có diện tích và đóng kín bởi một đường được gọi là đối tượng vùng (Polygons). Nó có đặc điểm sau:
Polygons được mô tả bằng tập các đường (arcs) và điểm nhãn (label points)
Một hoặc nhiều arc định nghĩa đường bao của vùng
Một điểm nhãn label points nằm trong vùng để mô tả, xác định cho mỗi một vùng
Hình A.3: Dữ liệu vector dưới dạng vùng A.1.2. Hệ thống dữ liệu dạng raster
Mô hình dữ liệu dạng Raster phản ánh toàn bộ vùng nghiên cứu dưới dạng một lưới các ô vuông hay điểm ảnh (pixel). Mô hình Raster có các đặc điểm:
Các điểm được xếp liên tiếp từ trái qua phải và từ trên xuống dưới.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục A
Trong một hệ thống dữ liệu, Raster thường được lưu trữ trong các ô (thường là hìnhvuông) được sắp xếp trong một mảng hoặc các dãy hàng và cột.
Hình A.4: Biểu diễn bản đồ dưới dạng Raster A.1.2. Quan hệ giữa Dữ liệu Vector và Dữ liệu Raster.
Dữ liệu dạng Raster có thể chuyển qua Dữ liệu dạng Vector và ngược lại tùy thuộc vào yêu cầu của người sử dụng.
Với hệ thống Vector thì dữ liệu lưu trữ sẽ chiếm diện tích nhỏ hơn so với hệ thống Raster và các đường viền (contour) sẽ chính xác hơn hệ thống Raster. Nhưng với việc sử dụng ảnh vệ tinh trong GIS thì buộc phải sử dụng dưới dạng Raster.
A.2. Dữ liệu phi không gian
Dữ liệu phi không gian hay còn gọi là thuộc tính là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định.
Hệ thống thông tin địa lý GIS thường có 4 loại dữ liệu thuộc tính:
Ðặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian có thể thực hiện SQL (Structure Query Language) và phân tích
Số liệu hiện tượng, tham khảo địa lý: miêu tả những thông tin, các hoạt động thuộc vị trí xác định.
Chỉ số địa lý: tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vị, …liên quan đến các đối tượng địa lý.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục B
PHỤ LỤC B: CÁCH ĐẶT TÊN LỚP ẢNH RASTER
Như chúng ta đã biết, mỗi block ảnh vệ tinh của Google có một tên riêng, gồm một chuỗi ký tự, tổ hợp từ 4 chữ cái : q, r, t, s. Mỗi chữ này nằm ở một vị trí nhất định. Để định vị nó, họ (Google) quy ước như sau: q=0, r=1, t=2, s=3. Để hiểu cách thức Google dùng chúng như thế nào, ta sẽ dò tìm ngược quá trình tạo ra tên này. Cụ thể hơn, giả sử nhà chúng ta ở, thuộc block có tên: trsttrqrrtqssrtrqtr (Level thứ 19). Chúng ta sẽ sẽ thay các chữ cái, bằng các số, theo cách họ quy ước:
t r s t t r q r r t q s s r t r q t r t q t s s
2 1 3 2 2 1 0 1 1 2 0 3 3 1 2 1 0 2 1 2 0 2 3 3
Bảng B.1: Quy ước tên ký tự sang số thập phân
Bây giờ, ta sẽ chuyển các số hệ thập phân trong dãy trên (từng số một) thành hệ nhị phân 2-bit: 0 = 00; 1 = 01; 2 = 10; 3 = 11. Với quy ước viết và đọc từ dưới lên trên ta được 2-dãy số sau:
t r s t t r q r r t q s s R t r q t R t q t s s
= 2 1 3 2 2 1 0 1 1 2 0 3 3 1 2 1 0 2 1 2 0 2 3 3
H 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1
V 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1
Bảng B.2: Quy ước tên ký tự sang số nhị phân
Nhìn vào hai dãy số này, ta nhận thấy nếu tổ hợp chúng lại, sẽ có hai số nhị phân 24-bit (mức chi tiết cuối cùng của ảnh vệ tinh).
Trong các dãy số ấy, bit 0 có nghĩa trái/phải, bit 1 có nghĩa trên/dưới. Chúng biểu thị số cột(theo chiều dọc) và số hàng(theo chiều ngang), nơi block ta cần đang nằm đó. ( H: horizontal; V: vertical). Chúng ta chuyển giá trị nhị phân đó sang hệ thập phân ta được giá trị như sau:
t r s t t r q r r t q s s r t r q t r t q t s s = 2 1 3 2 2 1 0 1 1 2 0 3 3 1 2 1 0 2 1 2 0 2 3 3 208105 H 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 188777 V 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1
Bảng B.3: Biến đổi từ tên ảnh sang tọa độ lưu trữ
Đây cũng chính là số cột, số hàng của block nhà chúng ta ở lớp 19. Các số này nhận được từ phép biển đổi tọa độ kinh độ, vĩ độ của điểm nhập vào (hay tại nơi click chuột trên Google Map).
Đối với Google, để tìm kiếm ảnh có tọa độ điểm (kinh độ, vĩ độ), google chuyển sang tọa độ trong bản đồ ảo tại lớp cần mở. Sau đó chuyển sang hệ nhị phân, và làm ngược lại tuần tự như trên, google sẽ biết được ảnh và lớp hiện thị có tên là gì. Như vậy quá trình tìm kiếm sẽ rất nhanh.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục C
PHỤ LỤC C: CƠ SỞ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ TẠI SERVER GIS
C.1. Cơ sở dữ liệu bản đồ Raster
Cơ sở dữ liệu kiểu bản đồ Raster là một tập hợp các ảnh khuân dạng bitmap được sử dụng với mục đích hiển thị bản đồ dễ dàng hơn, với yêu cầu cấu hình thấp hơn. Chế độ hiển thị Raster phù hợp với theo dõi đối tượng được hiển thị tại Client.
C.1.1. Cấu trúc của raster
Dạng hiển thị raster chia làm rất nhiều lớp, số lượng ảnh lớp trên bao giờ cũng lớn hơn rất nhiều so với số ảnh lớp dưới (background) tùy theo độ phân chia ảnh của chúng, thường thì số ảnh của lớp trên bao giờ cũng lớn gấp 4 lần số ảnh lớp dưới (chia 2). Tất nhiên, các ảnh này đều có cùng một kích thước xác định (ví dụ 800 * 600).
Chúng ta có thể lấy ví dụ một lớp 1 như sau:
Hình C.1: Lớp 1 Raster
Sau khi chia 4, ta được phép hiển thị như sau (1 lớp một sinh 4 lớp hai) có cùng kích thước, cùng độ phân giải với ảnh lớp một.
Hình C.2: Lớp 2 (Góc trái trên)
Dễ dàng nhận thấy hình ảnh lớp 2 chi tiết hơn nhiều so ảnh từ lớp 1. Việc thiết kế bản đồ nhiều lớp như vậy giúp chúng ta tiết kiệm được bộ nhớ lưu trữ mà vẫn đạt được mức hiển thị cần thiết. Tuy nhiên dung lượng toàn bản đồ lớn hay không còn tùy thuộc vào tỷ lệ phóng của bản đồ.
Chúng ta lấy ví dụ như sau: nếu bản đồ phóng lên n lần thì số ảnh tổng cộng của bộ nhớ sẽ là: 3 1 4 4 ... 4 4 4 1+ + 2+ 3+ + = 1− = n n+ t
C.1.2. Bản đồ Raster Việt Nam
Để đạt được độ chính xác cần thiết trong giám sát đối tượng, độ phóng của ảnh đề xuất là 1:5000, tương ứng với 12 lần phóng ảnh từ ảnh gốc có tỷ lệ xích 1:106.
Sau khi tính toán thì tổng dung lượng ảnh bản đồ lưu trữ của toàn bộ Việt Nam sẽ là 20Gb. Toàn bộ bản đồ này sẽ được lưu trữ tại server. Nhưng để tăng độ phân tán xử lý, và nhằm tận dụng hiệu quả khả năng xử lý của client, đối với các trinh sát có các yêu cầu và nhiệm vụ khác nhau sẽ được cung cấp các bản đồ khu vực khác nhau. Ví dụ như: trinh sát tại Hà Nội thì sẽ chỉ lưu bản đồ của khu vực Hà Nội, khu vực Hà Tây,
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục C
cơ sở dữ liệu về thuộc tính các điểm nhằm phục vụ cho tìm kiếm, truy vấn thông tin trên bản đồ.
Bản đồ dạng Vector có dung lượng rất lớn và được lưu trữ trên server, nó có ưu điểm là dễ dàng cập nhật, sửa đổi thông tin tùy theo yêu cầu, đồng thời nó cũng dễ dàng truy vấn ra các thuộc tính xuất hiện tại một điểm. Phần sau đây sẽ mô tả về mối quan hệ giữa các thực thể trong hệ bản đồ vector.
C.2.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu
C.2.2.1. Phân tích
Một cơ sở dữ liệu GIS bao giờ cũng bao gồm các lớp dữ liệu. Trong mỗi lớp dữ liệu bao giờ cũng gồm dữ liệu không gian và thuộc tính. Đối với yêu cầu của trinh sát, cơ sở sẽ gồm các lớp không gian và thuộc tính như sau:
C.2.2.1.1 Các thực thể và thuộc tính liên quan cần lưu trữ
(1) Tỉnh/Thành phố: Lưu trữ các thuộc tính tên Tỉnh/Thành phố trong cả nước, diện tích, dạng hình học của Tỉnh/Thành phố đó.
(2) Quận/Huyện:Lưu trữ các thuộc tính tên quận/ huyện, diện tích, dạng hình học của quận/ huyện.
(3) Phường/Xã: Lưu trữ các thuộc tính tên Phường/Xã, diện tích, dạng hình học của Phường/Xã.
(4) Đường/Phố: Lưu trữ các thuộc tính tên đường giao thông, chiều dài, chiều rộng, loại đường, cấp đường, vật liệu, dạng hình học của đường giao thông.
(5) Sông suối, sông hồ: Lưu trữ các thuộc tính tên sông, chiều dài, chiều rộng, độ sâu, dạng hình học của sông suối, sông hồ.
(6) Địa chỉ các ngôi nhà: Lưu trữ tọa độ ngôi nhà, tên đường, tên ngõ/ngách, số nhà, diện tích.
(7) Các địa điểm du lịch, dịch vụ, cơ quan chính quyền (Sau này có thể phát