CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ GIẢI PHÁP ĐỊNH VỊ DI ĐỘNG
2.2. Thiết kế modul chức năng
2.2.5. Hệ thống bản đồ số GIS MapServer
Hệ thống máy chủ thông tin địa lý (GIS) là một bước đột phá, mở đầu cho quản lý thông tin trên các bộ lưu trữ địa lý theo dạng vector với các thuộc tính kết hợp. Định nghĩa này nhanh chóng trở thành giới hạn ưu việt về cả phần mềm và ý tưởng trong quản lý thơng tin. Hệ thống GIS cao cấp có khả năng điều khiển bất kỳ dữ liệu không gian, không chỉ là dữ liệu mặt đất bằng việc sử dụng các điểm địa lý tham khảo. Khả năng điều khiển dữ liệu không gian phi địa lý cũng được chuẩn hóa theo miền hệ thống như AM/FM (Automated Mapping and Facilities Management). Những ứng dụng phi địa lý khác, như là các kiến thức y khoa tương tác lấy thông tin từ con người sẽ được
điều khiển bởi hệ thống mạnh. Việc tương tác biểu tượng với dữ liệu vector bây giờ sẽ rất cần thiết cho hệ thống GIS đầy đủ các tính năng. Một biểu tượng khi đã được dùng sẽ là duy nhất trong hệ thống xử lý hình ảnh, nhưng nó thường u cầu hình ảnh nền cho vector, hoặc là các kiểu dữ liệu khác. Tính đến thời điểm hiện tại khơng hệ thống GIS hồn thiện nào mà lại khơng có mơ hình giao diện và trình diễn 3D (Kỹ thuật 2 ½ D). Thêm vào đó vẽ đường cho mơ phỏng, ta có thể tạo quỹ đạo theo tầm nhìn trực tiếp tại điểm đặc biệt hoặc có các tầm nhìn xung quanh điểm theo dõi. Vector chồng lên giao diện 3D cũng sẽ có thể là một phần của thực thể.
Một hệ thống GIS có thể là một bộ sản xuất hướng đối tượng, điều đó có thể hoặc khơng có nghĩa là sản phẩm hướng đối tượng. Các công cụ trong GIS bao gồm tạo bản đồ, nhưng nó cũng bao gồm bộ phân tích tương tác.
Hệ bản đồ GIS tại server trong hệ thống bao gồm dữ liệu vector về tất cả các tình thành trên Việt Nam, và mỗi quan hệ giữa các lớp trong đó, mỗi lớp của hệ bản đồ vector lại có đường dẫn tới bản đồ raster. Phần phụ lục A và B sẽ nói rõ hơn về hai hệ bản đồ này.
2.2.5.1. Mơ hình đề xuất
Trên server bao gồm hai loại bản đồ là bản đồ dạng vector và bản đồ dạng Raster. Bản đồ dạng Vector được sử dụng để lưu trữ các thuộc tính cần thiết và khi cần có thể truy xuất. Vì vậy, tại Server phải xây dựng một phần mềm có khả năng tự động truy xuất các thông tin, dựa vào các thông tin đầu vào từ client gửi đến.
Sơ đồ thực hiện đề xuất như sau:
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Thiết kế hệ thống
Hình 2.10: Mơ hình hệ thống
Hệ thớng được xây dựng dựa trên kiến trúc Client – Server. Chiến lược phát triển theo hướng Server-side được chọn để giảm thiểu các chức năng phân tích cho phía người dùng.
• Phía Client: chứa trình duyệt Web có chức năng hiển thị, gửi yêu cầu đến
Location Engine và nhận kết quả trả về từ Location Service để hiển thị.
• Phía Server-side: bao gồm các thành phần Location Engine, Application Server,
WFS Server và Data Server.
o Location Engine: đảm nhiệm chức năng nhận yêu cầu từ phía client, gửi cho Application Server xử lý và nhận kết quả từ Application Server để gửi trả về cho trình duyệt.
o Application Server: đảm nhiệm chức năng lấy dữ liệu từ các Server cung cấp dữ liệu (WFS Server) để tạo ra bản đồ, xử lý các yêu cầu từ phía trình duyệt và gửi trả kết quả về trình duyệt thông qua Web Server.
o WFS Server: lấy dữ liệu không gian từ Vector Data cung cấp dữ liệu dưới định dạng thống nhất GML khi có yêu cầu từ phía Application Server. o Data Server: đảm nhiệm chức năng lưu trữ, quản lý dữ liệu khơng gian
(Vector Data) và thuộc tính (RDBMS).
Cơ chế hoạt động của hệ thống như sau: Trình duyệt gửi yêu cầu đến WebServer, WebServer gửi yêu cầu đến Application Server để phân tích. Nếu yêu cầu có liên quan đến bản đồ thì Application Server lấy dữ liệu từ các WFS Server để tích hợp lại thành bản đồ và gửi trả về cho Web Server, đến lượt mình, Web Server gửi kết quả về cho trình duyệt. Nếu yêu cầu liên quan đến thông tin thuộc tính thì Application Server sẽ kết nối đến RDBMS để lấy dữ liệu về xử lý và gửi trả kết quả về cho Web Server, Web Server gửi kết quả về cho trình duyệt. Chu trình cứ thế tiếp tục.
Hệ thống giả lập hai máy chủ WFS Server để cung cấp dữ liệu. WFS Server 1 sẽ cung cấp các lớp dữ liệu nền (quận, phường, đường giao thông, sông hồ). WFS Server 2 sẽ cung cấp các lớp dữ liệu chuyên đề (bến xe, bệnh viện, chợ, số nhà, danh lam, khách sạn, ATM, nhà hàng).
2.2.5.2. Các chiến lược phát triển
Có nhiều chiến lược dùng để thêm các chức năng của GIS:
- Server Side: chiến lược cho phép người dùng gửi yêu cầu lấy dữ liệu và phân
tích trên máy chủ. Máy chủ sẽ thực hiện các yêu cầu và gửi trả dữ liệu hoặc kết quả cho người dùng.
- Client Side: chiến lược cho phép người dùng thực hiện vài thao tác phân tích
trên dữ liệu tại chính máy người dùng.
- Server và client có thể kết hợp hoặc lai các chiến lược để phục vụ nhu cầu của người dùng.
a. Chiến lược Server side
Các chiến lược này tập trung cung cấp dữ liệu GIS và phân tích trên một máy chủ (Server). Máy chủ này có khả năng truy cập dữ liệu và phần mềm để giải quyết yêu cầu của máy khách. Máy khách sẽ chỉ sử dụng rất ít tiến trình, chủ yếu là gửi các u cầu và hiển thị kết quả.
Ưu điểm:
- Nếu máy chủ có khả năng xử lý cao được dùng , người dùng sẽ truy cập được các dữ liệu lớn và phức tạp thay vì phải xử lý trên máy khách.
- Nếu máy chủ có khả năng xử lý cao được dùng, các chức năng phân tích GIS phức tạp sẽ được xử lý nhanh hơn thay vì xử lý trên máy khách.
Nhược điểm:
- Bất cứ các yêu cầu dù lớn hay nhỏ đều phải được gửi về cho máy chủ xử lý và các kết quả cũng được gửi trả lại cho máy khách hiển thị thông qua Internet. - Ảnh hưởng đến băng thông khi truyền tải dữ liệu lớn.
- Không tận dụng được ưu thế của máy cục bộ.
Chiến lược này thường được sử dụng cho các hệ thống lớn trên toàn cầu.
b. Chiến lược Client side
Chiến lược này chuyển đổi các yêu cầu sang được xử lý tại máy khách. Máy khách phải có khả năng đủ mạnh để xử lý các yêu cầu này.
Thay vì phải bắt máy chủ xử lý tất cả thì một số chức năng GIS sẽ được tải về máy khách, trú ngụ ở đó và dữ liệu được xử lý tại máy khách.
Ưu điểm:
- Sử dụng được ưu thế của máy khách.
- Người dùng có thể điều khiển được các điều khiển xử lý dữ liệu.
- Người dùng có thể làm việc mà khơng cần phải gửi và nhận các yêu cầu qua Internet.
Nhược điểm:
- Việc tải các chức năng từ máy chủ như các Applets có thể bị trì hỗn, kéo dài.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Thiết kế hệ thống
- Các dữ liệu lớn và phức tạp sẽ khó được xử lý trên máy khách nếu máy khách không đủ mạnh.
- Các thủ tục GIS phức tạp sẽ khó thực hiện trên máy khách nếu máy khách không đủ mạnh.
- Người dùng sẽ không được huấn luyện (đào tạo) nếu muốn dùng dữ liệu hoặc các chức năng phân tích.
Chiến lược này thường được sử dụng cho các hệ thống nhỏ trong phạm vi cục bộ.
c. Cung cấp các GIS Applets cho Client
Trong trường hợp này, khả năng GIS là cung cấp các applets hay các chương trình nhỏ có thể thực thi được trên máy khách. Các applets này được phân phối cho máy khách khi người dùng cần. Một khi dữ liệu và applets được tải về máy khách, người dùng có thể làm việc độc lập với máy chủ. Các yêu cầu và kết quả sẽ không gửi qua Internet.
Applets có thể được viết bằng Java, JavaScript hoặc ActiveX.
d. Kết hợp và lai các chiến lược
Nếu dùng chiến lược thuần Server side hoặc Client side thì sẽ gặp các giới hạn:
- Nếu các chiến lược server side đòi hỏi phải chuyển tải thường xun, thì các tác vụ của nó sẽ dễ làm tổn thương đến băng thông và đường truyền Internet.
- Các chiến lược client side thì lại có thể chiếm hết tài nguyên của máy khách. Một số tác vụ sẽ thực hiện rất chậm do sự không phù hợp giữa các yêu cầu của các tiến trình và khả năng của máy.
- Server side và client side có thể kết hợp với nhau để cho ra các kết quả lai phù hợp với khả năng của server và client.
- Các tác vụ địi hỏi sử dụng database hoặc phân tích phức tạp sẽ được gán trên máy chủ.
- Các tác vụ nhỏ sẽ được gán ở máy khách.
Trong trường hợp này, cả máy chủ và máy khách cùng chia sẽ thông tin với nhau về sức mạnh và khả năng của chúng, do đó dữ liệu và các applet có thể được gán sao cho tối ưu nhất.