Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BIỂU ĐỒ PHẦN MỞ ĐẦU 1 1. Lý do lựa chọn đề tài. 1 2. Mục tiêu của đề tài. 2 3. Phương pháp nghiên cứu. 2 4. Bố cục của đồ án. 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ GIS, WEBGIS VÀ CÁC CÔNG NGHỆ MÃ NGUỒN MỞ. 4 1.1. Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý GIS. 4 1.1.1. Khái niệm GIS. 4 1.1.2. Thành phần của GIS. 5 1.1.3. Chức năng và ứng dụng của GIS. 7 1.2. Tổng quan về WebGIS. 9 1.2.1. Khái niệm WebGIS. 9 1.2.2. Kiến trúc và mô hình triển khai của WebGIS. 10 1.2.3. Tình hình phát triển của WebGIS trên thế giới và Việt Nam. 12 1.3. Tổng quan về hệ quản trị CSDL PostgreSQL, máy chủ mã nguồn mở GeoServer và thư viện nguồn mở OpenLayer. 13 1.3.1. Tổng quan về hệ quản trị CSDL PostgreSQL 13 1.3.2. Tổng quan về máy chủ GeoServer. 14 1.3.3. Tổng quan về thư viện nguồn mở OpenLayer. 15 CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ HỆ THỐNG VÀ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU. 16 2.1. Khảo sát thực tiễn đề tài. 16 2.1.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu tỉnh Vĩnh Phúc. 16 2.1.2. Xây dựng bài toán. 18 2.2. Phân tích và thiết kế hệ thống WebGIS thông tin hành chính tỉnh Vĩnh Phúc. 19 2.2.1. Phân tích hệ thống. 19 2.2.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu của hệ thống WebGIS thông tin hành chính tỉnh Vĩnh Phúc trong hệ quản trị CSDL PostgreSQL. 28 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG CHỨC NĂNG WEBGIS THÔNG TIN HÀNH CHÍNH TỈNH VĨNH PHÚC 31 3.1. Dữ liệu và quá trình đưa dữ liệu bản đồ lên GeoServer. 31 3.1.1. Dữ liệu. 31 3.1.2. Quá trình đưa dữ liệu bản đồ lên GeoServer. 35 3.2. Xây dựng chức năng cho WebGIS thông tin hành chính tỉnh Vĩnh Phúc. 45 3.2.1. Chức năng của người dùng khi tương tác với hệ thống. 45 3.2.2. Chức năng của cán bộ quản lý khi tương tác với hệ thống. 49 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53
LỜI CAM ĐOAN Em tên là: Lê Thị Quỳnh Hoa, sinh viên lớp DH3C2, khoa Công Nghệ Thông Tin, trường đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Em xin cam đoan, khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “Ứng dụng công nghệ mã nguồn mở xây dựng WebGIS thông tin hành tỉnh Vĩnh Phúc” hoàn toàn em tự xây dựng, nghiên cứu phát triển dựa tảng kiến thức học, kiến thức tìm hiểu Internet, sách, báo, không chép Mọi tài liệu tham khảo đưa vào báo cáo trích dẫn nguồn cụ thể Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm lời cam đoan trước quý thầy cô, khoa nhà trường Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Người cam đoan Lê Thị Quỳnh Hoa LỜI CẢM ƠN Trong sống, để có thành công yếu tố quan trọng phải có giúp đỡ người Đối với em vậy, suốt trình học tập em nhận quan tâm giúp đỡ gia đình, thầy cô bạn bè Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Lê Phú Hưng trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ em nhiều thời gian em thực hoàn thiện đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy cô Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Tài nguyên Môi trường nơi em học tập nhiệt tình giúp đỡ em suốt tháng ngày em học tập trường Vì thời gian, điều kiện kiến thức có hạn, em cố gắng nhiều để hoàn thành tốt đồ án này, nhiên nhiều hạn chế tránh khỏi thiếu sót, mong thầy cô bạn có ý kiến đóng góp để em hoàn thiện tốt đồ án Em chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Lê Thị Quỳnh Hoa DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt GIS Geographic Information System Hệ thống thông tin địa lý XML Extensible Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng WMS Web Map Service Dịch vụ cung cấp đồ WFS Web Feature Service Dịch vụ tính Web WCS Web Coverage Service Dịch vụ bảo đảm Web UC Use Case Tác nhân CNTT Công nghệ thông tin CSDL Cơ sở liệu MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BIỂU ĐỒ PHẦN MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài Các hệ thống GIS ngày phát triển chức lẫn tảng ứng dụng, giải pháp GIS tảng Web ngày phổ biến tính linh hoạt, dễ tiếp cận người dùng, tính phổ biến, cập nhật tiết kiệm triển khai Đây hướng phát triển đột phá GIS dựa kế thừa thành tựu nhảy vọt công nghệ thông tin nói chung công nghệ Web nói riêng Phần mềm nguồn mở phần mềm với mã nguồn công bố sử dụng giấy phép nguồn mở (GNU Public License) Giấy phép cho phép nghiên cứu, thay đổi cải tiến phần mềm phân phối phần mềm dạng chưa thay đổi thay đổi Ứng dụng phần mềm GIS mã nguồn mở (Open Source GIS - OSG) vào việc xây dựng hệ thống GIS giúp tiết kiệm nhiều chi phí triển khai hệ thống đảm bảo hiệu hoạt động, cung cấp chức phong phú cho người dùng, lại vừa phù hợp với định hướng phát triển nhà nước Tỉnh Vĩnh Phúc tỉnh có kinh tế, văn hóa xã hội phát triển mạnh nước Tỉnh có đơn vị hành gồm thành phố (Vĩnh Yên), thị xã (Phúc Yên) huyện (Bình Xuyên, Tam Dương, Tam Đảo, Yên Lạc, Vĩnh Tường, Lập Thạch, Sông Lô) với 112 xã, 25 phường thị trấn có tổng diện tích khoảng 1.237,52 km2, dân số khoảng 1.029.412 người (năm 2014).Với diện tích tương đối lớn dân cư tập trung đông gây khó khăn cho việc quản lý, tìm kiếm, truy vấn cập nhật thông tin hành người dân cán quản lý Cùng với việc tra cứu thông tin tảng thủ công gây khó khăn cho người dùng Vì vậy, việc kết hợp công nghệ Web hệ thống thông tin địa lý (GIS) tạo thành WebGIS cần thiết Đề tài :”Ứng dụng công nghệ mã nguồn mở xây dựng WebGIS thông tin hành tỉnh Vĩnh Phúc” đặt nhằm đáp ứng yêu cầu Mục tiêu đề tài − Xây dựng WebGIS thông tin hành với giao diện thân thiện, dễ sử dụng, đáp ứng nhu cầu trao đổi, tìm kiếm thông tin, quản lý thông tin − người dùng cán quản lý Xây dựng hệ thống sở liệu hành hệ quản trị sở liệu để quản lý tốt liệu web Phương pháp nghiên cứu a) − Lý thuyết Tổng hợp kiến thức tổng quan GIS, WebGIS công nghệ − mã nguồn mở như: máy chủ Geoserver, thư viện OpenLayer, Tìm hiểu ngôn ngữ lập trình html, php, javaScript, Khai thác tìm hiểu thông tin khu vực nghiên cứu tỉnh Vĩnh Phúc từ − bước đầu xây dựng yêu cầu toán Sau xây dựng toán, − đến phân tích thiết kế xây dựng sở liệu cho toán đặt Thực nghiệm Cài đặt sử dụng công cụ, phần mềm để xây dựng WebGIS: Phần mềm MicroSation : biên tập chỉnh sửa đồ ArcGIS: hỗ trợ xây dựng bảng biểu, nhập thông tin, PostgreSQL: hệ quản trị CSDL PostGIS: Plugin bổ sung khả quản lý liệu không gian cho − PostgreSQL Geoserver: máy chủ mã nguồn mở, cho phép chia sẻ chỉnh sửa liệu − không gian OpenLayer: Thư viện javaScript dùng để hiển thị liệu đồ hầu hết trình duyệt Web đại không phụ thuộc vào phía máy chủ Bố cục đồ án b) − − − Nội dung đồ án gồm chương: Chương 1: Tổng quan GIS, WebGIS công nghệ mã nguồn mở 1.1 Tổng quan hệ thống thông tin địa lý GIS 1.2 Tổng quan WebGIS 1.3 Tổng quan hệ quản trị CSDL PostgreSQL, máy chủ mã nguồn mở GeoServer thư viện nguồn mở OpenLayer Chương 2: Phân tích, thiết kế xây dựng sở liệu 2.1 2.2 Khảo sát thực tiễn đề tài Phân tích thiết kế hệ thống WebGIS thông tin hành tỉnh Vĩnh Phúc Chương 3:Xây dựng hệ thống WebGIS thông tin hành tỉnh Vĩnh Phúc 3.1 Dữ liệu trình đưa liệu đồ lên GeoServer 3.2 Xây dựng chức cho hệ thống WebGIS thông tin hành tỉnh Vĩnh Phúc 10 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ GIS, WEBGIS VÀ CÁC CÔNG NGHỆ MÃ NGUỒN MỞ Nội dung chương I tập trung chủ yếu kiến thức khái niệm, thành phần, chức GIS, WebGIS công cụ mã nguồn mở sử dụng việc xây dựng WebGIS 1.1 Tổng quan hệ thống thông tin địa lý GIS 1.1.1 Khái niệm GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - gọi tắt GIS) hình thành vào năm 1960 phát triển rộng rãi 10 năm trở lại Hiện nay, GIS công cụ trợ giúp định nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng nhiều quốc gia giới GIS có khả trợ giúp quan phủ, nhà quản lý, doanh nghiệp, cá nhân đánh giá trạng trình, thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua chức thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích tích hợp thông tin gắn với hình học quán sở toạ độ liệu đầu vào Có nhiều cách tiếp cận khác định nghĩa GIS: Xét góc độ hệ thống, GIS hiểu hệ thống gồm thành phần: người, phần cứng, phần mềm, sở liệu quy trình - kiến thức chuyên gia nơi tập hợp quy định, quy phạm, tiêu chuẩn, định hướng, chủ trương ứng dụng nhà quản lý, kiến thức chuyên ngành kiến thức công nghệ thông tin Theo ESRI, tập đoàn nghiên cứu phát triển phần mềm GIS tiếng hệ thống thông tin địa lý GIS tập hợp có tổ chức, bao gồm hệ thống phần cứng, phần mềm máy tính, liệu địa lý người, thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích hiển thị tất dạng thông tin liên quan đến vị trí địa lý 10 45 Sau tạo style cho đồ, xuất style SLD phục vụ cho trình thao tác với GeoServer Hình 3.10.Giao diện xuất file style SLD QGIS Khi có file style SLD cho lớp đồ kết thúc trình thao tác với QGIS bắt đầu trình làm việc với Geoserver c) Thao tác với GeoServer Trước tiên, để thao tác cần phải khởi động đăng nhập GeoServer Sau đăng nhập thành công giao diện hiển thị hình 3.11 45 46 Hình 3.11 Giao diện GeoServer sau đăng nhập − Tạo Workspaces Trước tiên, cần phải tạo không gian lưu trữ liệu Workspaces sau: menu trái giao diện chọn Workspaces → add new workspace hộp thoại hiển thị: Hình 3.12 Hộp thoại tạo Workspace 46 47 − Tạo Stores: Sau tạo xong Workspace tiến hành tạo kho (Stores) lấy liệu từ PostgreSQL phải nằm Workspaces vừa tạo: mục Data giao diện GeoServer chọn Stores chọn Add new store mục Vector Data Source chọn PostGIS xuất hộp thoại: Hình 3.13 Hộp thoại tạo Store − Tạo Layer: Sau tạo xong Store tiến hành tạo lớp liệu Layers từ kho liệu Stores: mục Data giao diện GeoServer chọn Layers chọn Add a new resource chọn tên Workspaces Store xuất hộp thoại: 47 48 Hình 3.14 Hộp thoại tạo lớp liệu Chọn Publish xuất : Hình 3.15 Hộp thoại chọn hệ tọa độ GeoServer 48 49 Chọn Find tìm hệ tọa độ trùng với hệ tọa độ shapefile Nhấp chuột trái vào Compute from data Compute from native bounds để xác định khung giới hạn khu vực đồ cần nghiên cứu, chọn Save để lưu lại lớp liệu (layers) − Tạo Styles: Tạo kiểu hiển thị (style) cho lớp liệu (Layers) thư viện mã nguồn mở Trong thư viện có nhiều kiểu hiển thị (style) tương ứng với kiểu liệu: điểm (point), đường (line), vùng (polygon) Mỗi kiểu hiển thị (style) có đoạn code tương ứng (file định dạng sld) Trong trình thao tác với QGIS, file SLD tạo đưa lên Geoserver hiển thị sau: Hình 3.16 Code tạo kiểu hiển thị (Style) Như vậy, liệu đưa lên lưu trữ máy chủ mã nguồn mở GeoServer Các lớp liệu sau đưa lên GeoServer hiển thị hình 3.17, 3.18: 49 50 Hình 3.17 Hình ảnh lớp đồ đơn vị hành xã hiển thị lên GeoServer Hình 3.18 Lớp đồ giao thông hiển thị GeoServer 50 51 Như vậy, hoàn thành trình đưa lớp liệu hiển thị liệu shapefile lên máy chủ mã nguồn mở GeoServer để phục vụ cho việc xây dựng chức WebGIS thông tin hành tỉnh Vĩnh Phúc 3.2 3.2.1 Xây dựng chức cho WebGIS thông tin hành tỉnh Vĩnh Phúc Chức người dùng tương tác với hệ thống Hình 3.19 hình ảnh giao diện người dùng WebGIS thông tin hành tỉnh Vĩnh Phúc với chức sau: Hình 3.19.Giao diện người dùng WebGIS thông tin hành tỉnh Vĩnh Phúc a) Chức bật, tắt lớp đồ Trên hệ thống WebGIS thông tin hành tỉnh Vĩnh Phúc sử dụng lớp đồ đơn vị hành xã, đơn vị hành huyện, thủy hệ giao thông Người dùng bật tắt hiển thị lớp đồ việc 51 52 click chuột vào checkbox Giao diện WebGIS sau tắt lớp giao thông, thủy hệ đơn vị hành huyện hình 3.20: Hình 3.20.Giao diện chức bật/tắt lớp đồ b) Chức tìm kiếm thông tin Người dùng truy cập vào hệ thống tìm kiếm thông tin đơn vị hành Trước tiên, người dùng lựa chọn đơn vị hành huyện xã huyện hiển thị, người dùng lựa chọn đơn vị hành xã cần tìm kiếm kết tìm kiếm trả bảng hình 3.21: 52 53 Hình 3.21.Giao diện chức tìm kiếm đơn vị hành c) Chức xem thông tin đối tượng bật đối tượng Khi tương tác với đồ, người dùng click chuột vào đối tượng đồ, đối tượng bật hiển thị thông tin đối tượng giao diện Hình 3.22.Giao diện chức xem thông tin bật đối tượng 53 54 d) Chức liên hệ Việc xây dựng chức liên hệ cho hệ thống nhằm tạo mối liên kết người dân quan quản lý Người dùng truy cập vào hệ thống gửi nội dung liên hệ tới cán quản lý lĩnh vực thông tin hành quan tâm Khi nhập đầy đủ thông tin liên quan hiển thị form người dùng click vào nút “GỬI” Nếu thông tin hợp lệ hệ thống gửi đến cán quản lý,thông tin không hợp lệ hệ thống yêu cầu người dùng nhập lại nội dung Hình 3.23.Giao diện chức liên hệ thông tin e) Chức hiển thị xem thông tin giới thiệu Trên menu giao diện, người dùng lựa chọn mục “Giới thiệu” để xem thông tin giới thiệu chung tỉnh Vĩnh Phúc Giao diện hiển thị hình 3.24 54 55 Hình 3.24 Giao diện chức giới thiệu hệ thống 3.2.2 a) Chức cán quản lý tương tác với hệ thống Chức đăng nhập Cán quản lý cấp quyền truy cập vào hệ thống thực chức năng: cập nhật thông tin trường thuộc tính lớp liệu đồ WebGIS, nhận truy vấn từ người dùng phản hồi, Hình 3.25.Giao diện chức đăng nhập WebGIS hành tỉnh Vĩnh Phúc 55 56 b) Chức cập nhật thông tin Sau đăng nhập thành công vào hệ thống, xuất giao diện quản lý thông tin Ở đây, người quản lý có quyền cập nhật thông tin lớp đơn vị hành huyện, đơn vị hành xã, thủy hệ Trước tiên, cán quản lý lựa chọn menu lớp thông tin cần cập nhật thông tin Sau lựa chọn, giao diện hiển thị hình 3.26: Hình 3.26.Giao diện quản lý thông tin hệ thống Ở giao diện quản lý đơn vị hành xã, cán quản lý lựa chọn xã cần cập nhật thông tin Sau lựa chọn, thông tin lấy từ sở liệu hiển thị lên form Cán quản lý thêm, sửa xóa thông tin cho trường thuộc tính cập nhật lại thông tin Các thông tin cập nhật sở liệu hiển thị người dùng truy cập vào c) Chức xem thông tin liên hệ phản hồi Cán quản lý lựa chọn giao diện chức liên hệ Hệ thống hiển thị toàn nội dung liên hệ người dùng gửi đến Cán quản lý kiểm tra nội dung phản hồi lại người dùng 56 57 Hình 3.27 Giao diện danh sách phản hồi Cán quản lý xem nội dung liên hệ phản hồi lại cách click chuột vào “Phản hồi”, sau trả lời gửi đến địa người dùng, giao diện hiển thị hình 3.28: Hình 3.28.Giao diện phản hồi người dùng 57 58 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Qua thời gian thực đề tài:” Ứng dụng công nghệ mã nguồn mở xây dựng WebGIS thông tin hành tỉnh Vĩnh Phúc”, em củng cố vốn kiến thức môn học như: Lập trình Web, Hệ thống thông tin địa lý, Chuyên đề (1+2), Cơ sở liệu, Phân tích thiết kế hệ thống Em biết thêm nhiều công nghệ, ngôn ngữ mới:Ngôn ngữ lập trình: php, javaScript, Ajax, Các phần mềm GIS, Hệ quản trị CSDL PostgreSQL Kết em đạt là: Xây dựng hệ thống WebGIS với tính năng: • • Người dùng tương tác với hệ thống cách dễ dàng, thuận tiện Các thao tác phóng to, thu nhỏ, kéo thả, hiển thị thông tin làm bật đối • tượng đồ Tìm kiếm thông tin đơn vị hành địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc Xây dựng chức để quản lý hệ thống cách hiệu • Hướng phát triển đề tài: Xây dựng nghiên cứu chức khác cho hệ thống như: − − − Tìm kiếm đơn vị hành đồ Tìm hiểu chế độ bảo mật cho trang Web trước đưa lên mạng Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đại xây dựng trang Web Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp thầy cô toàn thể bạn để em hoàn thiện đồ án Em xin chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt 58 59 [1] Nguyễn Quang Tuấn, 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 GIS toàn quốc 2010 – Nhà xuất Nông nghiệp, Thành phố Hồ Chí Minh, 334 trang [2] Dương Văn Khôi, 2012 Giáo trình Hệ thống thông tin Địa lý – GIS ,149 trang Tài liệu tiếng Anh [3] Antonio Santiago Perez, 2012 OpenLayers Cookbook Packt Publishing Ltd, UK, 284 pages WebSite [4] http://gis.hcmuaf.edu.vn/ [5] http://www.climategis.com [6] https://vi.wikipedia.org [7] http://geoserver.org/ [8] http://openlayers.org/ 59 ... thông tin hệ thống 26 • − Danh sách UC ST T Use Case Ý Nghĩa Đăng Nhập Khai thác thông tin Cập nhật thông tin Đăng nhập hệ thống Người dùng xem thông tin, tìm kiếm thông tin gửi thông tin liên... WebGIS thông tin hành tỉnh Vĩnh Phúc” đời giải hạn chế giúp người dùng tìm kiếm thông tin, xem thông tin, đối tượng quan tâm cách dễ dàng Phân tích thi t kế hệ thống WebGIS thông tin hành tỉnh... Sinh viên thực Lê Thị Quỳnh Hoa DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt GIS Geographic Information System Hệ thống thông tin địa lý XML Extensible Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu