Đối với các ứng dụng về Gis nĩi chung, ứng dụng cho mạng lưới cấp nước nĩi riêng, do đặc thù khơng gian của nĩ các thơng tin về dữ liệu thuộc tính và dữ liệu hình học của các đối tượng sẽ được tổ chức, quản lý trong một Geodatabase. Với định dạng này, khi CSDL được tích hợp trong hệ quản trị CSDL MS SQL Server, mỗi lớp đối tượng được lưu trữ trong các bảng dữ liệu và cung cấp đầy đủ các tính năng của một hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
CSDL mạng lưới cấp nước sử dụng hệ quản trị CSDL SQL Server 2008 kết hợp với phần mềm ArcSDE của hãng ESRI để quản trị dữ liệu khơng gian. Dữ liệu thuộc tính cũng được lưu trữ trong cùng một CSDL với dữ liệu khơng gian.
Các đối tượng nhĩm đường ống và các đối tượng nhĩm thiết bị được tổ chức thành các Feature Class lưu trữ trong cùng một FeatureDataset để cĩ cùng một hệ tọa độ của bản đồ nền địa chính. Dữ liệu thuộc tính tổ chức là các Object Class lưu trữ dưới dạng bảng trong CSDL.
Mơ hình dữ liệu mức Logic:
Network Feature Class::OngNhanh
* 1
SC_OngNhanh Workspace::SCOngNhanh
Workspace::SCOngPhanPhoi
Workspace::SCTruCuuHoa
Network Feature Class::OngPhanPhoi
* 1
SC_OngPhanPhoi
Workspace::Duong
Network Feature Class::TruCuuHoa * 1 OngNhanh_Duong 1 * Duong_TruCuuHoa * 1 SC_TruCuuHoa
Workspace::SCVanHeThong Network Feature Class::VanHeThong
* 1
SC_VanHeThong
Mơ hình dữ liệu mức logic
Network Feature Class::VanDieuKhien Workspace::SCVanDieuKhien
* 1
SC_VanDieuKhien
Workspace::SCDongHoTong Network Feature Class::DongHoTong
* 1
SC_DongHoTong
Network Feature Class::DongHoCon Workspace::SCDongHoCon * 1 SC_DongHoCon * 1 VanHT_Duong * 1 VanDieuKhien_Duong * 1 DongHoTong_Duong * 1 DongHoCon_Duong * 1 OngPhanPhoi_Duong Workspace::SCOngTruyenDan Network Feature Class::OngTruyenDan
* 1
SC_OngTruyenDan
*
1 OngTruyenDan_Duong
Hình 3.20: Mơ hình CSDL mạng lưới cấp nước mức logic (nguồn: tác giả)
Mơ hình dữ liệu mức vật lý: +OBJECTID : esriFieldTypeOID ESRI Classes::Object -MaSuaChua : esriFieldTypeString -MaOngNhanh : esriFieldTypeString -NgaySuaChua : esriFieldTypeDate -LanSuaThu : esriFieldTypeSmallInteger = 1 -NoiDungSuaChua : esriFieldTypeString -ViTriSuaChua : esriFieldTypeString Workspace::SCOngNhanh -MaSuaChua : esriFieldTypeString -MaOngPhanPhoi : esriFieldTypeString -NgaySuaChua : esriFieldTypeDate -LanSuaThu : esriFieldTypeSmallInteger = 1 -NoiDungSuaChua : esriFieldTypeString -ViTriSuaChua : esriFieldTypeString Workspace::SCOngPhanPhoi -MaDuong : esriFieldTypeString -TenDuong : esriFieldTypeString Workspace::Duong -MaSuaChua : esriFieldTypeString -MaOngTruyenDan : esriFieldTypeString -NgaySuaChua : esriFieldTypeDate -LanSuaThu : esriFieldTypeSmallInteger = 1 -NoiDungSuaChua : esriFieldTypeString -ViTriSuaChua : esriFieldTypeString
Workspace::SCOngTruyenDan -MaSuaChua : esriFieldTypeString
-MaTru : esriFieldTypeString -NgaySuaChua : esriFieldTypeDate -LanSuaThu : esriFieldTypeSmallInteger = 1 -NoiDungSuaChua : esriFieldTypeString Workspace::SCTruCuuHoa -MaSuaChua : esriFieldTypeString -MaVanHT : esriFieldTypeString -NgaySuaChua : esriFieldTypeDate -LanSuaThu : esriFieldTypeSmallInteger = 1 -NoiDungSuaChua : esriFieldTypeString Workspace::SCVanHeThong ESRI Classes::ComplexEdgeFeature {CLSID = {A30E8A2A-C50B-11D1-AEA9-0000F80372B4}} SimpleJunctionFeature {CLSID = {CEE8D6B8-55FE-11D1-AE55-0000F80372B4}} -NamLapDat : esriFieldTypeInteger -TinhTrang : DomainTinhTrang = Active -VatLieu : DomainVatLieu = PVC
Water Line Abstract Class::DuongOng
{GeometryType = esriGeometryPolyline} -Ma : esriFieldTypeString -ChieuDai : esriFieldTypeDouble -DuongKinh : esriFieldTypeDouble -ĐoNham : esriFieldTypeDouble -DoSau : esriFieldTypeDouble -NuocSanXuat : esriFieldTypeString -NhaSanXuat : esriFieldTypeString -DonViQuanLy : esriFieldTypeString Network Feature Class::OngTruyenDan
-Ma : esriFieldTypeString -ChieuDai : esriFieldTypeDouble -DuongKinh : DomainDuongKinh = 12 -DoNham : esriFieldTypeDouble -DoSau : esriFieldTypeDouble -NuocSanXuat : esriFieldTypeString -NhaSanXuat : esriFieldTypeString -DonViQuanLy : esriFieldTypeString
Network Feature Class::OngPhanPhoi
-Ma : esriFieldTypeString -ChieuDai : esriFieldTypeDouble -DuongKinh : DomainDuongKinh = 8 -SoNha : esriFieldTypeString -MaDuong : esriFieldTypeString -MaPhuong : esriFieldTypeString -MaHuyen : esriFieldTypeString -DonViQuanLy : esriFieldTypeString
Network Feature Class::OngNhanh
-NamLapDat : esriFieldTypeInteger -ViTri : esriFieldTypeString
Facility Abstract Class::ThietBiCoSo
-Ma : esriFieldTypeString -DuongKinh : esriFieldTypeDouble -LoaiOngNoi : esriFieldTypeString -Phuong : esriFieldTypeString -Huyen : esriFieldTypeString -DonViQuanLy : esriFieldTypeString
Network Feature Class::OngNoi
-DuongKinh : DomainDuongKinh = 12 -LoaiVan : esriFieldTypeString
Facility Abstract Class::Van
-Ma : esriFieldTypeString -VatLieu : esriFieldTypeString -ChieuVan : esriFieldTypeString -NhaSanXuat : esriFieldTypeString -NuocSanXuat : esriFieldTypeString -Duong : esriFieldTypeString -Phuong : esriFieldTypeString -Huyen : esriFieldTypeString -DonViQuanLy : esriFieldTypeString Network Feature Class::VanHeThong
-Ma : esriFieldTypeString -VatLieu : esriFieldTypeString -ChieuVan : esriFieldTypeString -NuocSanXuat : esriFieldTypeString -NhaSanXuat : esriFieldTypeString -Duong : esriFieldTypeString -Phuong : esriFieldTypeString -Huyen : esriFieldTypeString -DonViQuanLy : esriFieldTypeString Network Feature Class::VanDieuKhien -NetworkType : esriNetworkType = esriNTUtilityNetwork
«GeometricNetwork» Network Class::CapNuocNetwork
-DuongKinh : esriFieldTypeDouble -LoaiDongHo : esriFieldTypeString Facility Abstract Class::DongHo
-Ma : esriFieldTypeString -DoChinhXac : esriFieldTypeDouble -NuocSanXuat : esriFieldTypeString -NhaSanXuat : esriFieldTypeString -Duong : esriFieldTypeString -Phuong : esriFieldTypeString -Huyen : esriFieldTypeString -DonViQuanLy : esriFieldTypeString -HinhAnh : esriFieldTypeBlob -TenThueBao : esriFieldTypeString -DanhBo : esriFieldTypeString -MucDich : esriFieldTypeString
Network Feature Class::DongHoCon -Ma : esriFieldTypeString -DoChinhXac : esriFieldTypeDouble -NuocSanXuat : esriFieldTypeString -NhaSanXuat : esriFieldTypeString -Duong : esriFieldTypeString -Phuong : esriFieldTypeString -Huyen : esriFieldTypeString -DonViQuanLy : esriFieldTypeString -HinhAnh : esriFieldTypeString
Network Feature Class::DongHoTong
-Ma : esriFieldTypeString -DuongKinh : esriFieldTypeDouble -SoVoi : esriFieldTypeInteger -NuocSanXuat : esriFieldTypeString -NhaSanXuat : esriFieldTypeString -Duong : esriFieldTypeString -Phuong : esriFieldTypeString -Huyen : esriFieldTypeString -DonViQuanLy : esriFieldTypeString
Network Feature Class::TruCuuHoa
-MaPhuong : esriFieldTypeString -TenPhuong : esriFieldTypeString Workspace::PhuongXa -MaHuyen : esriFieldTypeString -TenHueyn : esriFieldTypeString Workspace::Huyen -MaSuaChua : esriFieldTypeString -MaVanDK : esriFieldTypeString -NgaySuaChua : esriFieldTypeDate -LanSuaThu : esriFieldTypeSmallInteger = 1 -NoiDungSuaChua : esriFieldTypeString Workspace::SCVanDieuKhien -MaSuaChua : esriFieldTypeString -MaDongHoTong : esriFieldTypeString -NgaySuaChua : esriFieldTypeDate -LanSuaThu : esriFieldTypeSmallInteger = 1 -NoiDungSuaChua : esriFieldTypeString Workspace::SCDongHoTong -MaSuaChua : esriFieldTypeString -MaDongHoCon : esriFieldTypeString -NgaySuaChua : esriFieldTypeDate -LanSuaThu : esriFieldTypeSmallInteger = 1 -NoiDungSuaChua : esriFieldTypeString Workspace::SCDongHoCon Hình 3.21:Mơ hình CSDL mức vật lý (nguồn: tác giả)
CHƯƠNG 4
CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM
4.1 CÀI ĐẶT MƠ HÌNH DỮ LIỆU XUỐNG HỆ QUẢN TRỊ CSDL
Trong phần này ta tiến hành cài đặt mơ hình dữ liệu mạng lưới cấp nước xuống CSDL và tạo dữ liệu cho CSDL. Các bước thực hiện như sau:
+ Xuất mơ hình thiết kế tạo bằng các cơng cụ UML ra file .xml
+ Tạo một Geodatabase rỗng bằng phần mềm ArcSDE và lưu ở SQL server.
+ Sử dụng cơng cụ schema wizard của ArcCatalog đưa mơ hình từ file .xml vào Geodatabase vừa tạo.
+ Tải dữ liệu vào CSDL.
- Sau khi sử dụng các cơng cụ case tool trong Visio để mơ hình hĩa các đối tượng và xây dựng các lược đồ. Kết quả cuối cùng được xuất ra file theo định dạng XML bằng cơng cụ Esri XMI Export đặt tên là Capnuoc.xml.
Hình 4.1: Xuất mơ hình thiết kế ra file định dạng xml (nguồn: tác giả)
- Khởi tạo Geodatabase rỗng bằng phần mềm ArcSDE và đặt tên là CapNuoc, CSDL này được lưu trữ trong hệ quản trị CSDL SQL servser.
Hình 4.2: Tạo Geodatabase bằng ArcSDE (nguồn: tác giả)
- Trong ArcCatalog, kết nối đến CSDL vừa tạo, sử dụng cơng cụ schema wizard đưa mơ hình thiết kế đã lưu thành file Capnuoc.xmi vào database CapNuoc. Cũng tại bước này ta cĩ thể tùy chỉnh lại mơ hình bằng các cơng cụ Case của ArcCatalog.
Hình 4.3: Kết nối đến CSDL CapNuoc lưu trong SQL server (nguồn: tác giả)
Hình 4.4: Import mơ hình vào CSDL bằng cơng cụ Schema Wizard (nguồn: tác giả)
Đến bước này ta đã tạo được Geodatabase cho mơ hình mạng lưới cấp nước.
Hình 4.5: MHDL được cài đặt xuốngCSDL dưới gĩc nhìn ArcCatalog
Hình 4.6: MHDL được cài đặt xuống CSDL dưới gĩc nhìn SQL server (nguồn: tác giả)
- Cuối cùng tải dữ liệu vào CSDL bằng trình Simple Data Loader trong ArcCatalog. Dữ liệu tải vào là dữ liệu đã được chuẩn bị trước được thu thập, chỉnh lý từ các bản vẽ AutoCad và các nguồn khác lưu dưới dạng datafile định dạng .mdb. Các kiểu dữ liệu của dữ liệu đầu vào phải cĩ cùng kiểu dữ liệu với trường trong CSDL.
Hình 4.7:Tải dữ liệu vào CSDL bằng Simple Data Loader (nguồn: tác giả)
4.2 KHAI THÁC THỬ NGHIỆM DỮ LIỆU
Dữ liệu thử nghiệm được tải vào CSDL là hiện trạng cấp nước thuộc phường Thống Nhất và một số vùng phụ cận thuộc phường Quyết Thắng, Trung Dũng trên địa bàn thành phố Biên Hịa do Cơng ty cấp nước Đồng Nai quản lý. Dữ liệu mạng lưới cấp nước thể hiện trên nền bản đồ địa chính phường Thống Nhất theo tiêu chuẩn VN-2000. Trên bản đồ nền đã cĩ các lớp thơng tin về giao thơng, rãnh thửa, cầu cống và một số lớp khác.
Để hiển thị bản đồ và các lớp thơng tin của mạng lưới cấp nước cũng như việc tra cứu, truy vấn dữ liệu, tác giả sử dụng phần mềm ArcMap của Esri.
Hình 4.8: Hiển thị thơng tin cấp nước trên nền bản đồ địa chính (nguồn: tác giả)
Thực hiện một số chức năng khai thác dữ liệu:
+ Xem thuộc tính dữ liệu đồng hồ con:
Hình 4.9: Xem thuộc tính đồng hồ con (nguồn: tác giả)
+ Xem dữ liệu đường ống phân phối:
Hình 4.10: Xem dữ liệu đường ống phân phối (nguồn: tác giả)
+ Xem thơng tin đồng hồ khách hàng:
Hình 4.11: Xem thơng tin đồng một đồng hồ con (nguồn: tác giả)
+ Xem thơng tin 1 đường ống phân phối
Hình 4.12: Thơng tin đường ống phân phối (nguồn: tác giả)
+ Tìm kiếm đồng hồ khách hàng theo tên thuê bao:
Hình 4.13: Tìm kiếm đồng hồ con (nguồn: tác giả)
+ Tìm kiếm đường ống phân phối cĩ đường kính 130 mm:
Hình 4.14: Tìm kiếm ống phân phối (nguồn: tác giả)
+ Hiển thị tên thuê bao đồng hồ nước:
Hình 4.15: Hiển thị tên thuê bao đồng hồ (nguồn: tác giả)
KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn “Mơ hình dữ liệu khơng gian áp dụng cho mạng lưới cấp nước”, tơi đã cĩ được những kiến thức bổ ích về các mơ hình dữ liệu khơng gian, hiểu biết cách thức lưu trữ dữ liệu của một cơ sở dữ liệu khơng gian trong hệ thống Gis.
Từ những kiến thức trên kết hợp với những kiến thức về mạng lưới cấp nước được nghiên cứu qua các tài liệu cũng như trong thực tế tại Cơng ty cấp nước Đồng Nai, tơi đã Thiết kế và Xây dựng được Cơ sở dữ liệu mạng lưới cấp nước với phạm vi thành phố Biên Hịa theo cấu trúc Geodatabse trên nền tảng đối tượng cốt lõi của Esri.
Thơng qua cơ sở dữ liệu này với phần mềm ArcMap cĩ thể lưu trữ, hiển thị và truy vấn các đối tượng của mạng lưới cấp nước như đường ống truyền dẫn, ống phân phối, các đường ống nhánh cấp vào hộ gia đình; các đối tượng kết nối trực tiếp vào đường ống như van, đồng hồ đo lưu lượng, trụ cứu hỏa.
Trong thời gian tới nếu cĩ điều kiện tơi sẽ tiếp tục phát triển cơ sở dữ liệu này trên tồn mạng lưới cấp nước của Cơng ty để cĩ thể phát hiện và bổ sung các khiếm khuyết.
[1]. Dương Thanh Lượng (2006), Giáo trình Hệ thống cấp nước, Nhà xuất bản Xây dựng.
[2]. Nguyễn Lan Phương, Bài giảng Cấp nước sinh hoạt và cơng nghiệp, Khoa Mơi trường - Đại học Bách khoa Đà Nẵng.
[3]. Phạm Hữu Khang (2010), Microsoft SQL Server 2008 - Quản trị cơ sở dữ liệu, Nhà xuất bản lao động xã hội.
[4]. Quyết định số 06/2007/QĐ-BTNMT về việc ban hành Quy định áp dụng chuẩn thơng tin địa lý cơ sở quốc gia, Bộ Tài nguyên và Mơi trường ban hành ngày 27 tháng 2 năm 2007.
[5]. Trần Vĩnh Phước (2009), GIS Thực hành ArcMap, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP.HCM.
[6]. Trần Vĩnh Phước (2003), Gis Đại cương, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP.HCM.
[7]. Trần Vĩnh Phước (2001), GIS Một số vấn đề chọn lọc, Nhà xuất bản Giáo dục.
Tiếng Anh:
[8]. Michael Zeiler (1999), Modeling Our World, Environmental Systems Research Institute, Inc.
[9]. Steve Grise, Eddie Idolyantes, Evan Brinton, Bob Booth, and Michael Zeiler (2001), Water Utilities, ESRI.
[10]. ArcInfo UML http://support.esri.com/en/knowledgebase/techarticles/detail/26105 (truy cập 1/9/2013). [11]. Geodatabase http://www.esri.com/software/arcgis/geodatabase (truy cập 1/9/2013).
[12]. Spatial Data Support In SQL Server 2008
http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/dd434647.aspx
(truy cập 1/9/2013).
[13]. Types of Spatial Data
http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb964711(v=sql.105).aspx