Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.4. Tổng quan về gis và webgis
2.4.4. Tổng quan về webgis
WebGIS là xu hướng mới nhằm phổ biến thông tin của hệ GIS trên nền Web, hướng đến việc phát huy ưu thế của điện toán đám mây. Những thông tin được trao đổi không chỉ dưới góc độ thông tin, dữ liệu thuộc tính thuần túy mà nó kết hợp được với thông tin không gian hữu ích cho người sử dụng. Việc trao đổi dữ liệu GIS trong mạng nội bộ - LAN, Internet là xu hướng tất yếu trong giai đoạn phát triển hiện nay.
2.4.4.1. Giới thiệu về công nghệ WebGIS
WebGIS ra đời chậm hơn GIS vì nó phụ thuộc vào lịch sử phát triền Internet. Khái niệm WebGIS phụ thuộc vào khái niệm của GIS, các định nghĩa về WebGIS đều dựa trên định nghĩa của GIS và có thêm thành phần của Web.
WebGIS là hệ thống thông tin địa lý (GIS) phân tán trên một mạng các máy tính để phục vụ cho việc tích hợp, trao đổi các thông tin địa lý trên World Wilde Web.
WebGIS là hệ thống phức tạp cung cấp truy vẫn trên mạng với những chức năng như: bắt giữ hình ảnh, lưu trữ, hợp nhất dữ liệu, điều khiển, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian.
Hiện tại, có hai hướng triển khai việc xây dựng, thiết kế WebGIS thường được sử dụng trên thế giới: có tình phí (ArcGIS Server, MapInfo) và không tính phí ứng dụng công nghệ nguồn mở như MapServer, GeoServer, MapWindow… Đề tai được xây dựng trên nền công nghệ có phí của ESRI (ArcGIS Server).
Theo đó, công nghệ ArcGIS Server được áp dụng hầu hết trong các lĩnh vực như bản đồ, thiết bị định vị… là nền tàng để xây dựng hệ thống thông tin địa lý GIS có quy mô lớn, trong đó các ứng dựng GIS được quản lý tập trung, hỗ trợ người dùng tích hợp nhiều chức năng GIS mạnh và được xây dựng dựa trên các
tiêu chuẩn công nghiệp. ArcGIS Server quản lý các nguồn dữ liệu địa lý như bản đồ, số liệu không gian ……(Phan Quốc Yên, 2015).
Trên thế giới có nhiều công nghệ về WebGIS như: GeoServer, MapServer, ESRI,… WebGIS được ứng dụng ngày càng nhiều ở các nước phát triển như: Hoa Kỳ, Nhật Bản,… các ứng dụng WebGIS đưa vào thực tế mang lại nhiều hiệu quả về kinh tế - xã hội – môi trường cho nhiều cường quốc, trong đó có hệ thống WebGIS hỗ trợ phát triển cộng đồng tại tỉnh Shimane - Nhật Bản, được phát triển bởi Trung tâm nghiên cứu vùng núi.
- Tại Italy năm 2002, M. A. Brovelli và D. Magni đã nghiên cứu xây dựng WebGIS trên nền MapServer và PostGIS cung cấp các chức năng tương tác, truy vấn thông tin bản đồ phục vụ cho ngành khảo cổ (Maria and Magni, 2002).
- Vào năm 2007, O. Fajuyigbe, V.F. Balogun và O.M. Obembe đã xây dựng website trên nền WebGIS hỗ trợ cho du lịch ở Oyo State, Nigeria. Trang Web cung cấp các thông tin về các địa điểm du lịch, khách sạn và các dịch vụ du lịch khác (Olabisi et al., 2007).
- Năm 2011, Òscar Vidal Calbet đã thực hiện một dự án về WebGIS phục vụ cho du lịch tại Azores (Bồ Đào Nha), xây dựng được các công cụ phóng to, thu nhỏ, hiển thị bản đồ, đo khoảng cách trên bản đồ,... Hỗ trợ tốt cho công tác quản lý của các nhà quản lý du lịch và việc tìm kiếm thông tin, lựa chọn địa điểm du lịch của du khách (Calbet, 2011). Trong cùng năm 2011, tại Ấn Độ, Sreejit S. Nair đã thực hiện nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng WebGIS mã nguồn mở để xây dựng hệ thống thông tin du lịch ở thành phố Bhopal, Ấn Độ. Nghiên cứu khẳng định GIS là một công cụ hiệu quả trong việc thu thập, xử lý, lưu trữ, phân tích cơ sở dữ liệu du lịch và WebGIS có vai trò rất hữu ích trong việc thúc đẩy du lịch ở Ấn Độ phát triển (Sreejit et al., 2011).
- Ở Ấn Độ năm 2012, Puyam S. Singh, Dibyajyoti Chutia và Singuluri Sudhakar sử dụng PostgresSQL, PostGIS, PHP, Apache và MapServer phát triển một WebGIS mã nguồn mở hỗ trợ việc ra quyết định, chia sẽ thông tin về tài nguyên thiên nhiên (Singh et al., 2012).
2.4.4.2. Cấu trúc của WebGIS
Cấu trúc của một WebGIS cũng tương tự như kiến trúc của 1 Website, bao gồm 3 công nghệ chính là HTTP, URL, HTML, Mối quan hệ giữa máy chủ và máy khách được phân làm 3 tầng là: tầng dữ liệu, tầng logic và tầng trình diễn.
Hoặc nói một cách khác cụ thể hơn bao gồm máy chủ WebGIS (WebGIS Server), máy chủ cơ sở dữ liệu GIS (Data Server) và máy khách (Client).
• WebGIS Server:
Máy chủ WebGIS là thành phần quan trọng trong một WebGIS. Các chức năng, khả năng tùy chỉnh, khả năng mở rộng và hiện suất là quan trọng để thành công của ứng dụng WebGIS. Khả năng và chất lượng của một ứng dụng WebGIS chủ yếu được xác định bằng máy chủ WebGIS mà nó sử dụng.
• Cơ sở dữ liệu GIS
Cơ sở dữ liệu GIS là trợ giúp cơ bản cho các ứng dụng WebGIS. Các câu trả lời gửi từ một ứng dụng WebGIS có tốt và đảm bảo chất lượng hay không là do các thông tin chứa trong cơ sở dữ liệu GIS. Một sản phẩm cơ sở dữ liệu GIS mạnh thường bao gồm các khả năng: Lưu trữ một bộ sưu tập phong phú, xác định mô hình không gian địa lý quan hệ, duy trì tình toàn vẹn của dữ liệu không gian với một cơ sở dữ liệu phù hợp và chính xác, làm việc trong một môi trường đa người dùng truy cập và chỉnh sửa, hỗ trợ tính năng tùy chỉnh, cung cấp một phương tiện để bảo mật mạnh mẽ dữ liệu, backup, phục hồi và rollback, duy trì hiệu suất cao khi khối lượng dữ liệu tăng lên và số lượng người dùng đồng thời tăng lên….
• Các máy khách WebGIS
Máy khách trong một ứng dụng WebGIS có thể hoạt động hai vai. Đầu tiên, nó trình diễn giao diên người dùng cuối cho toàn bộ hệ thống. Nó tương tác với người dùng, sưu tập đầu vào người dùng, Nó gửi yêu cầu tới máy chủ và đưa ra kết quả tới người dùng. Phần lớn những người dùng cuối không biết và không cần biết đặc điểm của máy chủ back-net. Tất cả những gì họ biết về hệ thống là làm thế nào nhanh, ổn định và thân thiện với máy khách. Thứ hai, máy khách cũng có thể là các ứng dụng máy tính để bàn, các ứng dụng di động, hoặc thậm chí các ứng dụng máy chủ (khi một máy chủ hoạt động như một máy khách của máy chủ khác) (Phan Quốc Yên, 2015).
2.4.4.3. Thách thức của WebGIS
Đối với một hệ thống WebGIS, cơ sở dữ liệu lớn. Việc thực hiện nhiệm vụ yêu cầu phải đảm bảo tốc độ, chất lượng và bảo mật. Do đó nếu theo công nghệ xây dựng WebGIS truyền thống, một số vướng mắc và các yếu tố khác có thể thách thức chất lượng của một ứng dụng WebGIS. Chúng bao gồm những khó khăn sau đây:
- Sức ép trên máy chủ GIS để hỗ trợ nhiều người sử dụng: Số người sử dụng lớn, tính bảo mật cơ sở dữ liệu cao, dữ liệu lớn dẫn đến máy chủ quá tải,..
- Sức ép về cơ sở dữ liệu GIS để hỗ trợ dữ liệu thường xuyên đọc/ ghi: Dữ liệu GIS bao gồm nhiều dạng dữ liệu, dữ liệu bản đồ, dữ liệu mô tả hệ thống, dữ liệu file..
- Áp lực trên Internet để thường xuyên chuyển khối lượng lớn dữ liệu: Khối lượng hình ảnh bản đồ khi chuyển lên mạng rất lớn, chưa kể đến các hình ảnh viễn thám.
- Giới hạn các khả năng GIS của máy khách, đặc biệt là trình duyệt Web: Đối với công nghệ truyền thống, việc xây dựng một trang Web linh động là rất khó khăn.
- Người dùng cuối không chuyên thiếu kinh nghiệm. Đây là điểm chung của người sử dụng GIS (Phan Quốc Yên, 2015).