BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC KINH DOANH VÀ CÔNG NGHỆ HÀ NỘI - ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật phần mềm Mã ngành: 60.480.103 Đề tài: ỨNG DỤNG WEBGIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ CÔNG TÁC CHỮA CHÁY KHẨN CẤP TRÊN ĐỊA BÀN TP HÀ NỘI HỌC VIÊN THỰC HIỆN: Nguyễn Tài Thọ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: ThS Chu Thị Hồng Hải Hà Nội, 12/2015 ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ Tên đề tài: “Ứng dụng Webgis xây dựng sở liệu phục vụ công tác chữa cháy khẩn cấp địa bàn thành phố Hà Nội” Giáo viên hướng dẫn: ThS Chu Thị Hồng Hải Học viên thực hiện: Nguyễn Tài Thọ Lớp: Cao học CNTT 9.01 Cơ sở đào tạo: Khoa công nghệ thông tin - Trường Đại học Kinh doanh Công nghệ Hà Nội Chuyên ngành: Kỹ thuật phần mềm Mã số chuyên ngành: 60.480.103 ĐẶT VẤN ĐỀ Tính cấp thiết đề tài Hiện cơng tác phịng cháy chữa cháy (PC&CC) vấn đề nhiều lãnh đạo thành phố quan tâm Cháy không gây thiệt hại cho riêng cá nhân, hộ gia đình mà ảnh hưởng đến người xung quanh ảnh hưởng đến tình hình an ninh trật tự nói chung Bên cạnh nhiều vụ cháy gây thiệt hại lớn vật chất ảnh hưởng đến an sinh xã hội Chính thế, người dân doanh nghiệp cần nhận thức đảm bảo an tồn PC&CC bảo vệ an tồn tính mạng, tài sản mình, cộng đồng xã hội để từ có trách nhiệm cơng tác PC&CC Bên cạnh ý thức phịng chống cháy nổ người dân Sở Cảnh sát PC&CC Thành phố tăng cường công tác xây dựng phong trào toàn dân PC&CC địa bàn Thành phố, xác định nhiệm vụ phòng cháy chữa cháy nhiệm vụ hàng đầu thường xuyên tiến hành đồng biện pháp nghiệp vụ, tăng cường kiểm tra đôn đốc, đạo việc thực quy định an toàn PC&CC; phát huy tối đa hiệu phương châm “4 chỗ” công tác phòng cháy chữa cháy “Chỉ huy chỗ, lực lượng chỗ, phương tiện chỗ vật tư hậu cần chỗ” xử lý kịp thời tình xảy Với phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ, việc ứng dụng công nghệ thông tin công tác tác chiến quy hoạch phòng cháy chữa cháy áp dụng rộng rãi giới đạt hiệu cao, mà đặc biệt ứng dụng mạnh mẽ công nghệ Webgis (Geographic Information System) web hay cịn gọi Webgis Với Webgis ta có thể: Truy vấn, phân tích khơng gian mạnh mẽ Hệ thống tự động tìm kiếm trạm cứu hỏa gần nhất, xe cứu hỏa, thông tin nguồn nước bệnh viện gần với đám cháy Webgis hỗ trợ nhiều mơ hình trực quan phân tích hiển thị nhiệm vụ phục vụ cháy, đồng thời cho phép tiếp cận với liệu(DL) quan trọng, hình ảnh, vẽ hay bảng DL Webgis phân tích tính tốn kết hợp với khoảng thời gian khác nhau, xác định điểm nóng theo thời gian, theo ngày tuần thời gian dễ gây cố di chuyển Webgis tính đến trường hợp rủi ro vấn đề cần giải xung quanh cố, nắm bắt tình hình vụ cháy, dự báo trường hợp xảy ra, xác định vấn đề sở cố, cung cấp thơng tin đội cảnh sát PC&CC Vì vậy, trước tình hình cháy phức tạp địa bàn thành phố nay, việc ứng dụng công nghệ Webgis bước tiến công tác quản lý, tác nghiệp quy hoạch để công tác PC&CC tập trung hiệu quả, góp phần hạn chế thấp thiệt hại người cháy nổ gây Xuất phát từ lý trên, em chọn đề tài: “Ứng dụng Webgis xây dựng sở liệu phục vụ công tác chữa cháy khẩn cấp địa bàn thành phố Hà Nội” làm luận văn thạc sỹ Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu Ứng dụng công nghệ Webgis hỗ trợ công tác tác chiến quy hoạch PC&CC nhằm giúp cho lực lượng cảnh sát PC&CC khu vực khai thác sử dụng nhanh nguồn thông tin phục vụ kịp thời cho công tác điều hành huy chữa cháy đạt hiệu cao, làm giảm thiệt hại cháy gây đến mức thấp Mục tiêu tổng quát nghiên cứu đề tài: “ Ứng dụng Webgis xây dựng sở liệu phục vụ công tác chữa cháy khẩn cấp” 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu Để thực thành công Đề tài cần nghiên cứu nội dung sau: - Nghiên cứu thực trạng việc quản lý công tác chữa cháy khẩn cấp địa bàn TP Hà Nội - Nghiên cứu lớp thông tin cần tổ chức Webgis - Nghiên cứu phần mềm ArcGIS, ArWebgis công cụ khác hỗ trợ cho việc thiết kế web xây dựng csdl, tìm đường ngắn - Nghiên cứu qui trình xây dựng CSDL GIS - Nghiên cứu kỹ thuật tìm đường ngắn nhất, xếp chồng đồ số kỹ thuật khác Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu - Công tác chữa cháy khẩn cấp - Arcgiss; Webgis số cơng cụ tìm kiếm 3.2 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu giới hạn địa bàn thành phố Hà Nội 3.3 Ý nghĩa khoa học đề tài Đề tài góp phần vào việc phát triển mở rộng ứng dụng GIS vào vấn đề thực tế Ngồi ra, đề tài cịn phát triển cơng nghệ Web theo hướng Webgis mã nguồn mở, tích hợp thơng tin khơng gian thơng tin thuộc tính thành hệ thống thơng tin hồn chỉnh Web Đề tài tảng việc nghiên cứu ứng dụng Webgis mã nguồn mở phục vụ lĩnh vực PC&CC nói riêng lĩnh vực kinh tế - xã hội khác nói chung 3.4 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Xây dựng CSDL GIS hỗ trợ cho Sở PC&CC, cá nhân việc quản lý, cập nhật tìm kiếm trạm PC&CC Cung cấp cho người sử dụng phương tiện tìm hiểu, tìm đường ngắn nhất, kiếm trạm cấp nước gần yếu tố khắc phục vụ PC&CC cách kịp thời, nhanh chóng, hiệu Tổng quan tài liệu: 4.1 Nghiên cứu giới Hầu giới có kinh tế phát triển ứng dụng công nghệ GIS phục vụ cơng tác chữa cháy Trong đó, mơ hình liệu GIS phục vụ công tác chữa cháy Fire Service/HazMat ESRI ghi nhận đầy đủ yếu tố cần thiết Mơ hình bao gồm chức (basic function): chức phản ứng (first response), định vị trí (Locate an Incident), tìm đường (route to location), cung cấp thông tin (Provide Resource/Responder information), truy cập thông tin tác chiến (Access Tactical information), lập kế hoạch (preplain), kế hoạch sàn (floor plan), thu thập hình ảnh (pictures), ảnh viễn thám (aerial Imagery), sensor video cung cấp thông tin (Facility Sensor and Video feeds), quản lý cố (Incident Management), hệ thống lệnh hỗ trợ giải cố (Support Incident Command Systems), mở rộng hoạt động xuyên thông qua biên giới (Expand to operate across boundaries), xác định tài sản nơi xảy cố (Understand resources), truy cập thông tin liên quan (Access information related to the facility), hiển thị thông tin khác (Display other data), theo dõi tài nguyên thông qua liệu GPS (Track resources through GPS data), xác định hệ thống phòng cháy (Fire Prevention), quản lý nhân chữa cháy địa phương (Fire Educators) Hình 4.3: Mơ hình phịng cháy chữa cháy Esri Trong mơ hình PC&CC Esri, Basemap đồ liên kết nhóm lớp: địa chính, địa hình, tài ngun mơi trường, mạng tiện ích (điện thoại/điện/nước/gas), giao thông Với 33 lớp không gian, bảng thuộc tính, quan hệ khơng gian 97 domains, mơ hình ESRI đề xuất liên kết nhiều liệu từ ban ngành khác Do đó, hướng tổ chức liệu ESRI phụ thuộc nhiều vào hệ thống hạ tầng phần cứng hạ tầng mạng Hơn nữa, mơ hình địi hỏi thống có cơng việc khung nhịp nhàng việc chia sẻ liệu tổ chức nhà nước 4.2.2 Nghiên cứu nước Tháng 12/2008, tác giả Lê Tấn Bửu với đề tài : Xây dựng sở liệu mạng lưới cấp nước phục vụ cơng tác chữa cháy địa bàn TP.Hồ Chí Minh Đề tài triển khai tại, Sở Cảnh sát PC&CC TP.Hồ Chí Minh Đề tài giải vấn đề: xây dựng CSDL GIS hỗ trợ cơng tác PC&CC; tìm nguồn cung cấp nước gần nhất; tích hợp số điện thoại để xác định địa điểm báo cháy Cũng nghiên cứu vấn đề này, tháng 3/2014 nhóm sinh viên trường Đại học Mỏ -đã báo cáo đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Gis công tác chữa cháy khẩn cấp quận Cầu Giấy, Thanh Xuân Đống Đa, Hà Nội Đề tài giải vấn đề: xây dựng sở liệu GIS; đưa giải pháp nhanh nhằm phụ vụ công tác chữa cháy khẩn cấp khu vực đô thị cho quan PC&CC việc xác định tuyến đường tối ưu từ vị trí từ Trụ sở quan PC&CC tới vị trí có cố cháy nổ Các đề tài nghiên cứu vấn đề phục vụ cho công tác PC&CC Tuy nhiên, vấn đề giải chưa triệt để cần bổ sung để giải số vấn đề sau: - Các vấn đề giải máy tính desktop khơng thuận tiện cho việc tra cứu thông tin Các thông tin cần đưa lên web giúp người sử dụng thuận tiện tiếp nhận thơng tin lúc, nơi - Cần bổ sung thêm thông tin trạm PC&CC đưa lên đồ để giúp người dân tra cứu điểm báo cháy thuận lợi - Cần bổ sung nguồn cấp nước vào hệ thống - Tích hợp cơng cụ tìm đường ngắn vào hệ thống Về ứng dụng chuyên ngành, đơn vị PC&CC nước chưa ứng dụng rộng rãi cơng nghệ để đáp ứng nhanh chóng kịp thời cho cơng tác PC&CC, đặc biệt địa bàn TP Hà Nội, chủ yếu theo kinh nghiệm người điều hành công tác tổ chức chữa cháy Kết việc nghiên cứu đề tài “Ứng dụng Webgis xây dựng sở liệu phục vụ công tác chữa cháy khẩn cấp địa bàn thành phố Hà Nội” việc giải triệt để các vần đề mà đề tài cịn mắc phải cịn khẳng định việc ứng dụng công nghệ GIS phục vụ nghiệp vụ công tác quản lý PC&CC địa bàn TP.Hà Nội khả thi Sự kết hợp phần mềm mã nguồn mở gvSIG với hệ quản trị CSDL Postgres có khả đáp ứng ứng dụng phục vụ tác nghiệp chuyên biệt Nội dung phương pháp nghiên cứu 5.1 Nội dung nghiên cứu: Để đạt mục đích nghiến tác giả thực nội dung nghiên cứu cụ thể sau: - Nghiên cứu thực trạng việc quản lý công tác chữa cháy khẩn cấp địa bàn TP Hà Nội - Nghiên cứu lớp thông tin cần tổ chức Webgis - Nghiên cứu phần mềm ArWebgis công cụ khác hỗ trợ cho việc thiết kế web xây dựng csdl, tìm đường ngắn nhất… - Xây dựng sở liệu phục vụ cơng tác phịng cháy chữa cháy - Thiết kế chức thiết kế giao diện trang Webgis để mô chức tương tác đồ, hiển thị, tìm kiếm cập nhật thơng tin tin trạm phịng cháy chữa cháy, tìm đường ngắn nhất, tìm nguồn cấp nước 5.2 Phương pháp nghiên cứu 5.2.1 Thời gian nghiên cứu Để đạt mục tiêu đề tài tác giả sử dụng liệu từ năm 2013 đến năm 2014 cơng tác phịng cháy chữa cháy TP Hà nội 5.2.2 Địa điểm nghiên cứu Địa điểm nghiên cứu giới hạn địa bàn Tp Hà Nội Nằm vị trí trung tâm đồng sơng Hồng, Thăng Long - Hà Nội xem vùng đất “địa linh - nhân kiệt”, nơi hội tụ nhiều điều kiện tự nhiên thuận lợi để phát triển Thành trung tâm văn hóa - kinh tế - trị nước Trong năm gần đây, tốc độ phát triển Thành phố Hà Nội ngày tăng nhanh, gia tăng dân số tập trung vào khu vực đô thị trung tâm tạo nhiều khó khăn kiểm sốt phát triển dân cư, điều kiện hạ tầng xã hội kỹ thuật, kiểm sốt đất đai mơi trường thị Nếu trước đây, công tác PC&CC thành phố mang tính chất thủ cơng ngày nay, với phát triển khoa học kĩ thuật, địi hỏi phải có đại hóa lĩnh vực Những cơng nghệ yêu cầu hỗ trợ việc lập kế hoạch, chuẩn bị sẵn sàng tác chiến, giảm nhẹ ảnh hưởng, phản ứng, theo dõi quản lý cố, chữa cháy kịp thời Để đáp ứng yêu cầu đó, việc ứng dụng Webgis hoàn toàn phù hợp 5.2.3 Phương pháp nghiên cứu Để đạt mục tiêu đặt ra, luận án sử dụng phương pháp sau: - Phương pháp điều tra : Phương pháp sử dụng nhằm thu thập số liệu điều kiện tự nhiên, xã hội, vấn đề cấp thiết tình trạng phòng cháy chữa cháy khu vực nghiên cứu số liệu cần thiết phục vụ cho nghiên cứu: trụ nước cứu hỏa, trạm cứu hỏa … - Phương pháp nghiên cứu sử dụng đề tài ứng dụng công nghệ hệ thông tin địa lý (GIS) để xây dựng, trình bày, hỏi đáp đến truy xuất liệu Sử dụng phần mềm tương thích nhằm xây dựng sở liệu phân tích tổng hợp liệu theo nguyên tắc tổ hợp khơng gian địa lý - Phương pháp phân tích hệ thống nhằm mô tả hệ thống, vẽ sơ đồ đặc tả luồng xử lý liệu tác nhân tác động đến hệ thống - Phương pháp chuẩn hố liệu khơng gian thuộc tính sử dụng phần mềm MapInfo để số hóa đồ, cập nhật tọa độ mạng lưới vào đồ chuyển lớp đồ không hệ quy chiếu hệ quy chiếu cụ thể vùng lưới chiếu UTM Zone 48- Northern Hemisphere - Phương pháp xây dựng sở liệu WEBGIS liệu đồ MapInfo chuyển định dạng ESRI Shapefile nạp liệu ESRI Shapefile vào CSDL SQL Server công cụ Shape2SQL Các 10 số liệu thuộc tính khác đượcnhập vào CSDL tính Import and Export Data thủ công - Phương pháp Webgis để xây dựng trang web Dự kiến kết Kết dự kiến luận văn gồm: - Thực trạng việc quản lý công tác chữa cháy khẩn cấp địa bàn TP Hà Nội năm 2015 - Các lớp thông tin cần tổ chức Webgis cho cơng tác phịng cháy chữa cháy - Cơ sở liệu phục vụ cơng tác phịng cháy chữa cháy - Web cung cấp thơng tin tin trạm phịng cháy chữa cháy - Cơng cụ tìm đường ngắn nhất, tìm nguồn cấp nước GIS Dự kiến kế hoạch đề tài: Dự kiến kế hoạch thực đề tài luận văn Stt Nội dung nghiên cứu Thời gian Bắt đầu Thời gian Kết thúc 11/ 2015 31/12/2015 Kết nghiên cứu dự định đạt Chương – Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 11 Nội dung chương Chương 2: Tổng Quan Nghiên cứu 2.1 GIS cơng nghệ webgiss 2.2 Cơng cụ biểu diễn tìm kiếm thông tin di động 2.3 Công cụ trợ giúp việc tạo 01/01/201 CSDL Web- GIS 15/02/2016 Nội dung chương 2.4 Thực trạng công tác PC&CC TP Hà Nội 2.5 Tình hình nghiên cứu ứng dụng GIS vào quản lý PC&CC Chương 3: Xây dựng hệ thống GIS 3.1 Thiết kế kiến trúc 3.2 Xây dựng CSDL GIS 16/02/2016 31/3/2016 Nội dung chương PC&CC 3.3 Thiết kế phần mềm Chương 4: Kết đạt hướng phát triển 4.1 Kết đạt Phần mềm 01/4/2016 4.2 Hướng phát triển 31/5/2016 Demo Nội dung Chương 12 Tài liệu tham khảo: Tiếng việt [1] Nguyễn Thị Thoa, Nguyễn Thị Thắm, Nguyễn Thị Thùy Linh, Lương Thị Thùy Linh, Nguyễn Bá Duy Phạm Thị Thanh Hòa, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 2014 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Gis công tác chữa cháy khẩn cấp quận Cầu Giấy, Thanh Xuân Đống Đa, HN [2] Việt Cường, 2013 Gần 800 tỷ đồng thiệt hại cháy tháng đầu năm.http://giaothongvantai.com.vn/kinh-te/201310/gan-800-ty-dongthiet-hai-do-chay-trong-9-thang-dau-nam-385031/, truy cập 10/05/2014 [3] Lê Tấn Bửu, 2009 Xây dựng sở liệu mạng lưới cấp nước phục vụ công tác chữa cháy địa bàn TP.Hồ Chí Minh Sở Cảnh Sát Phịng Cháy Chữa Cháy TP.Hồ Chí Minh [4] Nguyễn Kim Lợi, Trần Thống Nhất, 2007 Hệ thống thông tin địa lý – Phần mềm ArcView 3.3 NXB Nông nghiệp, Tr – 34 [5] Nguyễn Quang Tuấn, Hà Văn Hành, Trương Đình Trọng, Lê Thái Sơn, 2010 Ứng dụng công nghệ Webgis để xây dựng sở liệu phục vụ khai thác tiềm du lịch bền vững tỉnh Quảng Trị Kỷ yếu Hội thảo Ứng dụng WEBGIS toàn quốc 2010 [6] Trương Trường Thịnh, 2010 Ứng dụng Webgis quản lý thơng tin hệ thống nước độ thị Luận văn thạc sĩ Bản đồ, Viễn thám Hệ thông tin địa lý, Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh [7] Trần Quốc Vương, 2006 Nghiên cứu Webgis phục vụ du lịch Luận văn thạc sĩ Hệ thống thông tin địa lý, Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh [8] Trương Cơng Thành, Trần Văn Tán Nghiên cứu công nghệ Webgis xây dựng trang Web dự báo thời tiết khu vực nam Luân văn tốt nghiệp đại học Khoa học tự nhiên năm 2005 13 [9] Trung tâm công nghệ thông tin Tập giảng “Một số khái niệm WEBGIS” Trường Đại học mỏ địa chất Hà nội 1996 [10] Tài liệu WEBGIS, giáo trình giảng dạy ArcWEBGIS Trung tâm công nghệ thông tin địa lý biên soạn cung cấp Tiếng anh [1] ESRI, 2006 GIS Technology and Applications for the Fire Service [2] David Blankinship, 2008 Fire Data Model Implementation Guide [3] KANG Canhua, WU Wei, YAN Xi, 2010 Cost-Benifit Analysis of Urban Fire Stations Management International Conference on E-business, Management and Economics IPEDR 3: 56-59 [4] Jan W.van Wagtendonk et al, 2002 The Use of Geographic Information for Fire Management Planning in Yosemite National Park The George Wright FORUM (Applied Geography) 19(1): 19-39 [5] DENG Yi, LI Aiqin, DOU Wei, 2008 Urban fire station layout planning based on GIS [6] Yanwei Chen, Demin Li, Chenwen Wang, Jiacun Wang, 2010 Map Synchronization and Alternatives Optimization for Firefighters Cooperative Decision Support in Ad Hoc Networks Journal of Networks (1): 39-46 [7] Burrough, P.A., 1986 Principles of Geographic Information Systems for Land Resource Assessment Monographs on Soil and Resources Survey No 12, Oxford Science Publications, New York [8] Dijkstra EW, 1959 A Note Problems in Connexion with Graphs, http://www-m3.ma.tum.de/foswiki/pub/MN0506/WebHome/dijkstra.pdf, truy cập 01/08/2014 Website [1] https://maps.google.com/ [2] http://www.pccc.hochiminhcity.gov.vn/ 14 [3] http://downloads.cloudmade.com/ [4] http://www.tienphong.vn/ [5] http://resources.arcgis.com/en/help/arcobjects-net/ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN ThS Chu Thị Hồng Hải Nguyễn Tài Thọ 15 ... người cháy nổ gây Xuất phát từ lý trên, em chọn đề tài: ? ?Ứng dụng Webgis xây dựng sở liệu phục vụ công tác chữa cháy khẩn cấp địa bàn thành phố Hà Nội? ?? làm luận văn thạc sỹ Mục đích nhiệm vụ nghiên...ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ Tên đề tài: ? ?Ứng dụng Webgis xây dựng sở liệu phục vụ công tác chữa cháy khẩn cấp địa bàn thành phố Hà Nội? ?? Giáo viên hướng dẫn: ThS Chu... cơng tác PC&CC, đặc biệt địa bàn TP Hà Nội, chủ yếu theo kinh nghiệm người điều hành công tác tổ chức chữa cháy Kết việc nghiên cứu đề tài ? ?Ứng dụng Webgis xây dựng sở liệu phục vụ công tác chữa