10. Cấu trúc của luận án
1.2.Khái quát về Atlas điện tử
Theo cách hiểu đơn giản thì Atlas điện tử là một loại Atlas được xây dựng và sử dụng chủ yếu trên máy tính điện tử - đây chính là định nghĩa được Eva Siekierska [60] đưa ra vào năm 1984 với thuật ngữ Electronic Atlas và đã được hội bản đồ thế giới ICA chấp nhận.
Từ đó đến nay đã có rất nhiều các khái niệm về Atlas điện tử như:
- Uang Y và một số tác giả Trung Quốc đã đưa ra khái niệm về Atlas điện tử tại hội nghị ICA năm 1999 như sau: “Atlas điện tử là một phương tiện trực quan
21
hoá, kết hợp giao diện đồ hoạ, dữ liệu địa lý với mô hình bản đồ; là công cụ trực quan để mô tả các đối tượng không gian và sự biến đổi của chúng theo thời gian, có các chức năng phân tích, truy xuất dữ liệu không gian.”
- A. Brown, C.P.J.M. van Elzakker [51] đã đưa ra định nghĩa nói lên mối liên hệ giữa Atlas điện tử với GIS như sau: “Atlas điện tử là một hệ thống thông tin địa lý trên máy tính, về một vùng hay một chuyên đề nào đó theo một mục đích xác định trước, có thêm vào các bài viết, mà ở đó bản đồ chiếm ưu thế.
Như vậy có thể nói:“Atlas điện tử là Atlas địa lý dạng số, được trực quan hoá và sử dụng trên màn hình, tiếp cận GIS và sử dụng kỹ thuật đa phương tiện, có khả năng phân tích và truy xuất dữ liệu không gian”.
1.3. Khái quát về Atlas mạng - Web Atlas
1.3.1. Khái quát về Web map
1.3.1.1. Web - Môi trường mới cho xuất bản bản đồ
Có thể nói: “Bản đồ là sự biểu thị khái quát, thu nhỏ bề mặt trái đất hoặc bề mặt của thiên thể khác trên mặt phẳng trong một phép chiếu xác định. Nội dung của bản đồ biểu thị các đối tượng, hiện tượng tự nhiên, kinh tế - xã hội bằng hệ thống ký hiệu quy ước”[46]. Theo định nghĩa của Hội nghị Bản đồ thế giới lần thứ 10 tại Barxelona, 1995 thì “Bản đồ là hình ảnh của thực tế địa lý được ký hiệu hoá, phản ánh các yếu tố hoặc các đặc điểm một cách có chọn lọc, là kết quả từ sự nỗ lực sáng tạo trong lựa chọn của tác giả bản đồ, và được thiết kế để sử dụng chủ yếu liên quan đến mối quan hệ không gian”; và theo A.M. Berliant [75] “Bản đồ là hình ảnh (mô hình) của bề mặt trái đất, các thiên thể hoặc không gian vũ trụ, được xác định về mặt toán học, thu nhỏ và tổng quát hóa, phản ánh về các đối tượng được phân bố hoặc chiếu trên đó, trong một hệ thống ký hiệu đã được chấp nhận”. Như vậy, bản đồ có thể biểu thị được các yếu tố địa lý lên trên mặt phẳng, các bản đồ này thường được xuất bản thông qua chế bản và in ấn trên các vật liệu như giấy hoặc các vật liệu tương đương để đưa tới người sử dụng.
Cho đến nay, khi mạng Internet đã phát triển khá rộng rãi thì World Wide Web (WWW) là phương tiện mới nhất để trình bày và hiển thị các dữ liệu không
22
gian địa lý với nhiều ưu thế. Hầu hết các nhà khoa học trong lĩnh vực các khoa học trái đất đều đã sử dụng WWW cho quá trình xuất bản các bản đồ [66] để tạo ra các bản đồ mạng (web map) hay Atlas mạng (Web Atlas).
1.3.1.2. Web map như một dịch vụ web
Web map là một dịch vụ cung cấp bản đồ số trên Web. Hiện nay, dịch vụ bản đồ theo chuẩn mở WMS (Web Map Service) của hiệp hội OpenGIS là một hướng nghiên cứu khá mới mẻ nhưng đầy tiềm năng tại Việt Nam.
Chuẩn mở WMS bao gồm 2 thành phần chính là Web Map Server và Web Map Client:
Web Map Server là phần dịch vụ bản đồ chạy trên Server, nó có nhiệm vụ cung cấp các chức năng chính như:
+ Tạo bản đồ (dưới dạng đồ họa, ảnh, tập tin dữ liệu địa lý...). + Trả lời các câu truy vấn của Web Map Client về nội dung bản đồ.
Web Map Client (Web Browser hay một Application) có chức năng gửi các yêu cầu (Request) đến Web Map Server về các thuộc tính của bản đồ hay yêu cầu hiển thị bản đồ dưới dạng một URL. Nội dung của URL phụ thuộc rất nhiều vào dịch vụ do Web Map Server cung cấp như:
+ Yêu cầu tạo bản đồ, tham số URL chỉ ra phạm vi địa lý của bản đồ, hệ tọa độ, kiểu thông tin được sử dụng, dạng lưu trữ bản đồ, kích thước, kết quả...
+ Yêu cầu truy vấn nội dung bản đồ, tham số URL phải chỉ ra lớp thông tin bản đồ cần truy vấn, vị trí cần truy vấn,…
+ Yêu cầu cung cấp thông tin về khả năng phục vụ của WMS Server.
1.3.2. Khái quát về Web Atlas
Atlas điện tử sau khi được xây dựng và hoàn thiện có thể xuất bản ở dạng đĩa quang (CD, DVD, HDVD,…) hoặc cài đặt trên các máy tính cá nhân PC đã phổ biến từ cuối những năm 90 [51], [52], [61], [62], [64] và khi cơ sở hạ tầng mạng Internet được đầu tư nghiên cứu và phát triển thì các Atlas điện tử dần chuyển sang hình thức xuất bản mới là Atlas điện tử dùng trên mạng – Web Atlas [32], [34], [37], [38], [66], [78], [79], [80], [81], [82].
Trong Web Atlas thì bản đồ đóng một vai trò quan trọng, chúng cung cấp cái nhìn sâu sắc về các mô hình không gian địa lý và quan hệ giữa các thực thể địa lý
23
trên đó. Các thực thể địa lý trên bản đồ (thể hiện qua các ký hiệu bản đồ) có thể liên kết đến một đối tượng mô tả khác như hình ảnh, bài viết, các đoạn video mô phỏng,…gọi là đa phương tiện (multimedia). Đây cũng chính là những lợi thế mà bản đồ điện tử hơn hẳn so với các bản đồ truyền thống khác. Đặc biệt khi mà hệ thống thông tin địa lý phát triển mạnh thì các bản đồ mạng nói chung và Atlas mạng nói riêng đã được trú trọng phát triển theo hướng tích hợp các thông tin thuộc tính (GIS và Multimedia) [30], [32], [33], [34], [37], [38], [52], [53], [54], [55], [61], [67] nhằm nâng cao chất lượng và phong phú hơn cho các mô tả địa lý. Có thể nói, Atlas mạng - Web Atlas là Atlas được xây dựng và sử dụng thông qua các trình duyệt web trên các máy tính điện tử.
Như vậy: Web Atlas là một dạng của Atlas điện tử, được thiết kế và xây
dựng cho mục đích phát hành trên mạng Internet. Các hệ thống Web Atlas sau
khi thiết kế và xây dựng hoàn thiện có thể sử dụng các trình duyệt Internet như: Firefox, Internet Explorer, Google Chrome,... để sử dụng thông qua cơ sở hạ tầng mạng Internet. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.3.3. Đặc điểm chung của Web Atlas.
Theo khái niệm về Web Atlas thì có thể thấy rằng Web Atlas có các đặc điểm cơ bản sau:
+ Về tổng thể Web Atlas là một sản phẩm phải đáp ứng các tiêu chuẩn như một Atlas truyền thống. Đó là một hệ thống các bản đồ hoàn chỉnh, có tính liên kết và thống nhất nội tại của cả tập và giữa các bản đồ với nhau. Có tính thống nhất về phương pháp thể hiện, ngôn ngữ bản đồ và hệ thống chú giải cũng như cơ sở toán học của cả tập như hệ toạ độ, phép chiếu và tỷ lệ. Các bản đồ trong Web Atlas phải có đầy đủ các đặc điểm của bản đồ chuyên đề, có nội dung phong phú và đa dạng, có tính hệ thống và nhất quán cao theo mục đích và chủ đề đã định của toàn Atlas.
+ Atlas phải được xây dựng trên cơ sở phối hợp và sử dụng các công nghệ bản đồ với các công nghệ tin học hiện đại. Đó phải là một cơ sở dữ liệu thống nhất, hệ thống được biên tập, thiết kế rõ ràng, được chuẩn hóa theo yêu cầu của các lớp thông tin GIS, trên cơ sở các phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu không gian, công
24
nghệ tích hợp dữ liệu không gian với dữ liệu thuộc tính, dữ liệu multimedia, công nghệ cập nhật thay đổi số liệu, công nghệ tra cứu dữ liệu đa tỷ lệ, công nghệ bảo mật và an toàn dữ liệu,...Vì thế, ngoài các kiến thức bản đồ người biên tập thành lập bản đồ cần phải có hiểu biết về công nghệ thông tin, công nghệ đa phương tiện và trong ban biên tập các chuyên gia tin học đóng vai trò rất quan trọng.
+ Nội dung phong phú và đa dạng, có tính hệ thống và nhất quán cao theo mục đích và chủ đề đã định. Khác với các Atlas truyền thống, khối lượng và tỷ lệ bản đồ trong các Web Atlas đa dạng hơn nhiều. Để khắc phục, tầm bao quát và thể hiện của bản đồ bị giới hạn theo kích thước của màn hình, các bản đồ được tổ chức theo nguyên tắc đa lớp, đa tỷ lệ. Các bản đồ được hiển thị rất linh hoạt theo các chuỗi tỷ lệ khác nhau và mức độ chi tiết khác nhau. Đây cũng là sự khác biệt lớn và là ưu điểm nổi trội của Web Atlas. Điều này cho phép đáp ứng các hướng khai thác thông tin, phục vụ cho các nhu cầu sử dụng khác nhau của người sử dụng. Với tỷ lệ nhỏ có thể nghiên cứu khái quát lãnh thổ và tổng quan các hiện tượng, đối tượng địa lý, với tỷ lệ lớn có thể tiếp cận từng đối tượng nghiên cứu.
+ Hình thức phong phú, tận dụng được hầu hết các phương tiện đồ hoạ và trình bày thẩm mỹ trên cùng một Atlas, đặc biệt là có thể kết hợp sử dụng kỹ thuật đa phương tiện.
+ Giao diện đơn giản, được thiết kế để có thể sử dụng dễ dàng cho mọi đối tượng.
Ngoài ra Web Atlas còn bao gồm các đặc điểm của bản đồ số như:
- Thông tin của bản đồ số được cấu trúc theo kiểu raster hoặc vector, có kèm theo topology, tổ chức thành các file bản đồ riêng rẽ, hoặc liên kết thành thư mục trong các cơ sở dữ liệu bản đồ hoặc GIS, được lưu trữ trong một hệ thống máy tính hoặc các thiết bị ghi thông tin có khả năng đọc bằng máy tính.
- Bản đồ số có thể chuyển đổi và hiển thị thành hình ảnh bản đồ dạng tương đồng, trên các phương tiện khác nhau như: giấy, màn hình, qua mạng,...
- Để có thể sử dụng và làm việc với bản đồ số nhất thiết phải có máy tính điện tử và các thiết bị liên quan, hệ điều hành cũng như các phần mềm liên quan (phần mềm trên hệ điều hành và phần mềm chuyên dụng trong công tác thành lập bản đồ).
25
- Ngoài các đặc điểm giống như bản đồ truyền thống thì bản đồ số còn có rất nhiều các ưu điểm hơn hẳn bản đồ truyền thống như:
+ Cho khả năng giao diện trực tiếp, thuận lợi và linh hoạt giữa người dùng với thông tin bản đồ.
+ Cho ta khả năng chứa đựng thông tin rất phong phú và chi tiết nhưng không hề ảnh hưởng đến sự hiển thị và các phương pháp sử dụng bản đồ, do đặc điểm tổ chức các lớp thông tin, và do khả năng của các thiết bị tin học ngày càng tinh xảo.
+ Bản đồ số có tính chuẩn hoá cao về: dữ liệu, tổ chức dữ liệu, thể hiện dữ liệu,...
+ Dễ dàng cập nhật, chỉnh sửa, hoặc có thể thay đổi về thiết kế, trình bày, ký hiệu,…do đó thông tin của bản đồ luôn luôn mới, hoặc muốn theo ý người quản lý, người sử dụng, trong khi đó các thông tin cũ vẫn được bảo lưu.
+ Có thể bảo mật ở các mức độ khác nhau.
1.3.4. Các loại Web Atlas
1.3.4.1. Phân loại theo các tiêu chí truyền thống
Trong thực tế Web Atlas cũng là một loại Atlas do vậy nó cũng tuân thủ theo các tiêu chuẩn và nguyên tắc phân loại của Atlas, như sau[48]:
+ Phân loại theo phạm vi lãnh thổ:
- Các Web Atlas thế giới, Web Atlas các châu hoặc Web Atlas một nhóm các nước, Web Atlas một quốc gia, Web Atlas một khu vực của quốc gia (Web Atlas vùng), Web Atlas tỉnh, Web Atlas thành phố, Web Atlas huyện,…
+ Phân loại theo nội dung có:
- Web Atlas địa lý chung: là Atlas chủ yếu gồm các bản đồ địa lý chung, thể hiện đặc điểm địa lý chung của lãnh thổ: thủy hệ, địa hình (dáng đất), các điểm dân cư, mạng lưới giao thông, địa giới và một số yếu tố đất và thực vật. Trong Atlas địa lý chung thường bao gồm: bản đồ lãnh thổ, các bản đồ từng khu vực lớn, các bản đồ chi tiết của các khu vực nhỏ có tỉ lệ tương đối lớn. Trong Atlas địa lý chung cũng thường có một số bản đồ chuyên đề toàn lãnh thổ nhất định, ví dụ như bản đồ hành chính, chính trị, bản đồ địa thế, bản đồ nhân khẩu, bản đồ khí hậu…
26
- Web Atlas chuyên đề: là Atlas mà nội dung chủ yếu của nó phản ánh một chuyên đề hoặc một nhóm chuyên đề nào đó như khí hậu, thủy văn,... Các Atlas chuyên đề được phân ra hai nhóm: các Atlas tự nhiên và các Atlas kinh tế xã hội, các nhóm Atlas đó được phân chia tỉ mỉ hơn.
+ Phân loại theo mục đích sử dụng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
* Các Web Atlas tra cứu:
- Các Atlas tra cứu cung cấp cho đông đảo các đối tượng sử dụng khác nhau trong công tác, học tập, sinh hoạt. Đặc điểm của nó là chú trọng biểu thị sự phân chia hành chính và biểu thị địa danh một cách tỉ mỉ, các thành phố lớn thường được biểu thị trên các bản đồ phụ, ngoài ra còn có bản chỉ dẫn địa danh chi tiết.
- Các Atlas tra cứu dùng cho các công tác nghiên cứu khoa học và xây dựng kinh tế.
- Các Atlas tra cứu dùng cho mục đích quân sự.
- Các Atlas tra cứu khác: Trong loại này thường gặp nhất là Atlas du lịch, trong đó biểu thị nổi bật các danh lam thắng cảnh, các di tích lịch sử và văn hóa, những nơi nghỉ mát, các địa danh và mạng lưới giao thông…
* Các Web Atlas giáo khoa. Chủ yếu là những Atlas dùng để giảng dạy và học tập địa lý và lịch sử. Thường gặp nhất là Atlas dùng để giảng dạy địa lý ở trường phổ thông. Các Atlas này được thành lập dựa trên nội dung giảng dạy của các cấp học. Ví dụ Atlas dùng cho phổ thông cơ sở, Atlas dùng cho các trường phổ thông trung học. Trong các Atlas giáo khoa phổ thông thì nội dung tương đối sơ lược, trình bày sáng sủa, trực quan và đẹp.
1.3.4.2. Phân loại theo các tiêu chí mới (hiện đại)
+ Các Web Atlas tĩnh: Đây là các Atlas được xây dựng với các bản đồ dạng ảnh, thông thường là các định dạng PNG , JPEG , GIF , hoặc TIFF được quét từ các bản đồ giấy. Các Web Atlas xây dựng theo kiểu này chỉ cho phép người dùng xem mà không có khả năng tương tác với dữ liệu.
+ Các Web Atlas tương tác (Interactive ): đây là loại Atlas mà người dùng
27
+ Các Web Atlas phân tích: Là những Atlas được xây dựng kèm theo các
chức năng phân tích GIS. Người sử dụng có thể dùng các công cụ GIS được thiết kế sẵn trên giao diện Web Browser để thực hiện các phép toán phân tích với cơ sở dữ liệu Geodata của Atlas. Web Atlas loại này có thể nói gần giống như một Web GIS.
+ Các Web Atlas động: là loại Atlas có thể hiển thị sự thay đổi nội dung bản
đồ theo thời gian bằng cách tạo hiệu ứng cho từng ký hiệu trên bản đồ. Công nghệ và kỹ thuật đa phương tiện cho phép hiển thị các dữ liệu bản đồ khác nhau trên màn hình máy tính dưới dạng hoạt hình. Các công nghệ dùng cho thành lập các bản đồ dạng này thường là: SVG , Adobe Flash, Java, QuickTime…Điển hình cho các bản đồ loại này là: bản đồ thời tiết, bản đồ dòng chảy, bản đồ hướng gió,…
+ Các Web Atlas mở: đây là một loại bản đồ mạng mới, hiện tại vẫn chưa hoàn thiện và đang được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Với các bản đồ loại này người dùng có thể chỉnh sửa và tạo ra các bản đồ ngay trên các trình duyệt web. Một trong những thể loại bản đồ này được chú ý nhiều trên Internet đó là Google Map Maker, OpenStreetMap, WikiMapia,…
Tuy nhiên, trong thực tế các Atlas có thể được xây dựng kết hợp nhiều kiểu trên trong cùng một Atlas.
1.3.5. Tính ưu việt của Web Atlas 1.3.5.1. Về sự thể hiện nội dung