Luận Văn Tìm hiểu và xây dựng hệ thống thông tin địa lý - webgis

TÓM TẮT KHÓA LUẬN
Trong khóa luận này tôi xin những tìm hiểu về hệ thống thông tin địa lý và cụ thể là hệ thống thông tin địa lý trên nền Web – WebGIS.
Trong phần đầu của khóa luận trình bày những tìm hiểu về hệ thống thông tin địa lý nói chung bao gồm: các khái niệm về hệ thống tin địa lý, nguộn gốc ra đời, các thành phần cấu thành hệ thống thông tin địa lý và một số lĩnh vực ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý.
Trong phần tiếp theo sẽ là phần tìm hiểu về ứng dụng thông tin địa lý trên web từ đặc điểm, kiến trúc triển khai hệ thông và cách tổ chức lưu trữ dữ liệu địa lý.
Trong phần ba của khóa luận trình bày tìm hiểu về các chuẩn trao đổi dữ liệu địa lý trên web và một số công nghệ mã nguồn mở giúp xây dựng hệ thống thông tin địa lý trên Web.
Trong phần cuối của khóa luận trình bày về hệ thống thông tin địa lý do tôi tự xây dựng dựa trên công nghệ mã nguồn mở.

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
Chương 1. Hệ thống thông tin địa lý 3
1.1. Hệ thống thông tin địa lý là gì 3
1.2. Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý 4
1.3. Một số ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý 7
Chương 2. Hệ thống thông tin địa lý trên Web 10
2.1. Hệ thống thông tin địa lý trên Web và các thách thức 10
2.2. Kiến trúc hệ thống thông tin địa lý trên Web 11
2.2.1. Kiến trúc chung 11
2.2.2. Các hình thức triển khai 14
2.2.2.1. Kiến trúc hướng phục vụ 15
2.2.2.2. Kiến trúc hướng người dùng 17
2.2.2.3. Kiến trúc kết hợp 19
2.3. Dạng dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý 19
2.3.1. Dữ liệu không gian 20
2.3.1.1. Dữ liệu vector 20
2.3.1.2. Dữ liệu raster 27
2.3.1.3. Chuyển đổi qua lại giữa dữ liệu vector và dữ liệu rastor 31
2.3.1.4. So sánh dữ liệu vector và dữ liệu rastor 32
2.3.2. Dữ liệu phi không gian 33
Chương 3. Một số công nghệ WebGIS nguồn mở 36
3.1. Chuẩn trao đổi dữ liệu địa lý trên Web theo OGC 36
3.1.1. Cơ chế hoạt động 36
3.2. Web Map Service và Web Feature Service 37
3.2.1. Web Map Service (WMS) 38
3.2.1.1. Phương thức GetMap 38
3.2.1.2. Phương thức GetCapbilities 39
3.2.1.3. Phương thức GetFeatureInfo 40
3.2.2. Web Feature Service (WFS) 41
3.2.2.1. Phương thức GetCapbilities 42
3.2.2.2. Phương thức DescribeFeatureType 42
3.2.2.3. Phương thức GetFeature 44
3.3. Một số công nghệ mã nguồn mở 46
3.3.1. Mapbuider 46
3.3.2. GeoServer 49
3.3.2.1. Lịch sử phát triển 50
3.3.2.2. Đặc điểm 51
Chương 4. Xây dựng ứng dụng WebGIS 52
4.1. Mô tả bài toán 52
4.2. Yêu cầu hệ thống 53
4.3. Thiết kế hệ thống 53
4.3.1. Kiến trúc hệ thống 53
4.3.2. Xây dựng mô hình Use-case 55
4.3.2.1. Xác định Actor và use case 55
4.3.2.2. Đặc tả use case 56
4.3.3. Thiết kế một số màn hình 60
KẾT LUẬN 63




MỞ ĐẦU
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) ra đời và được phát triển mạnh trong những năm gần đây. Cùng với sự bùng nổ về công nghệ ứng dụng Internet, các phát triển công nghệ GIS cho phép chia sẻ thông tin thông qua mạng toàn cầu bằng cách kết hợp GIS và Web hay còn gọi là WebGIS. Bên cạnh đó, xu hướng chia sẻ dữ liệu, phát triển phần mềm trên công nghệ mã nguồn mở cũng đang được quan tâm ở các nước đang phát triển vì nhiều lợi ích mà nó mang lại. Vì thế, việc nghiên cứu ứng dụng WebGIS trên cơ sở mã nguồn mở sẽ mang lại khả năng chia sẻ thông tin địa lý rộng rãi cho các ngành.
Hơn một thập kỷ trước đây, các thông tin không gian - bản đồ ở Việt Nam chủ yếu được thành lập và phát hành trên giấy. Trong những năm gần đây, các quy trình thành lập bản đồ, lưu trữ và phát hành đã dần dần chuyển đổi sang công nghệ số. Các bản đồ giấy trước kia đã được số hoá và đang nằm trong các ổ cứng máy tính tại các cơ quan, trường học, cá nhân, . Theo xu thế chung, các thông tin không gian này được chuyển sang lưu trữ trong các hệ thống cơ sở dữ liệu thông tin không gian được sử dụng bởi các đơn vị khác nhau.
Việc chuyển đổi từ công nghệ số sang công nghệ bản đồ giấy đã là một bước tiến vượt bậc của ngành trắc địa. Tuy nhiên, các hệ cơ sở dữ liệu không gian được lưu trữ và sử dụng trong một hệ thống riêng biệt đã hạn chế rất nhiều tiềm năng khai thác thông tin không gian của các hệ thống này. Công nghệ Web-GIS cho phép phát hành, tiếp cận, truy vấn thông tin không gian trong một môi trường mở như Internet đã cho phép phát huy các tiềm năng chưa được đánh thức của các hệ thống thông tin địa lý, không gian và đưa công tác trắc địa bản đồ lên một tầm cao mới.
Ngay khi vừa ra đời từ cuối những năm 90 của thế kỷ trước, công nghệ Web-GIS đã được đón nhận rât hồ hởi và có nhiều bước phát triển song còn nhiều hạn chế chưa theo kịp với các nước trên thế giới. Với sự phát triển và phổ cập của Internet tại Việt Nam như ngày nay, công nghệ Web-GIS đang được chú trọng phát triển bới cả cơ quan nhà nước và cộng động doanh nghiệp và được kỳ vọng sẽ đem đến một hướng phát triển mới đầy tiềm năng.
Nội dung chính của đề tài là tìm hiểu về WebGIS, khả năng xây dựng ứng dụng WebGIS trên cơ sở mã nguồn mở, trên cơ sở đó ứng dụng xây dựng WebGIS phục vụ phân tích số liệu bản đồ.
Khóa luận này trình bày các tìm hiểu lý thuyết về WebGIS bao gồm phân loại các chiến lược phát triển WebGIS, tìm hiểu phần mềm xây dựng WebGIS trên cơ sở mã nguồn mở là Mapbuilder và GeoServer và giới thiệu ứng dụng WebGIS phục vụ phân tích số liệu bản đồ do tôi xây dựng thử nghiệm.
Ngoài phần kết luận khóa luận được chia thành 4 phần lớn như sau:
Chương 1: Hệ thống thông tin địa lý. Trong chương này sẽ cung cấp khái niệm cơ bản nhất về hệ thống thông tin địa lý, nguồn gốc ra đời, các thành phần chính cấu thành mộ hệ thống thông tin địa lý. Phần cuối chương sẽ trình bày về các lĩnh vực đã ứng dụng hệ thống thông tin địa lý.
Chương 2: Hệ thống thông tin đía lý trên Web (WebGIS). Chương này sẽ đi sâu tìm hiểu về hệ thống thông tin địa lý trên nền Web. Phần đầu của chương sẽ giới thiệu đặc điểm riêng của hệ thống thông tin địa lý trên nền web. Phần tiếp theo của chương sẽ trình bày về kiến trúc hệ thông thông tin địa lý trên web và ưu nhược điểm của cái kiến trúc đó khi triển khai trên thực tế. Phần cuối của chương sẽ trình bày các phương pháp mô hình hóa dữ liệu bản đồ thành dữ liệu số và ưu nhược điểm của các phương pháp này.
Chương 3: Một số ứng dụng WebGIS mã nguồn mở. Chương này sẽ trình bày về cách thức truyền thông của các ứng dựng GIS trên nền Web và một số công nghệ mã nguồn mở phục vụ cho việc xây dựng hệ thống thông tin đía lý trên web.
Chương 4: Xây dựng ứng dụng WebGiS. Dựa vào kiến thức tìm hiểu ở các phần trên trong chương này sẽ giới thiệu hệ thống thông tin địa lý trên Web do tôi tự xây dựng.