BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG SENGTHIENG Chittaphone Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng hệ thống quản lý mạng lưới viễn thông tỉnh Savannakhet (Lào) Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số: 60.48.01.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2018 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, hệ thống sở hạ tầng viễn thông tỉnh Savannakhet đầu tư phát triển rộng khắp, hệ thống cáp quang kéo đến 96% trung tâm xã; mạng lưới trạm thu phát sóng phát triển mạnh mẽ, tồn tỉnh có 889 trạm Base Tranceiver Station (BTS) phủ sóng hầu hết khu vực địa bàn tỉnh, mạng 2G, 3G 4G phủ sóng đến trung tâm huyện, xã, khu công nghiệp, 500 trạm viễn thông, 431 điểm cung cấp dịch vụ viễn thơng, internet Nhìn chung, mạng lưới sở hạ tầng viễn thông địa bàn tỉnh Savannakhet đáp ứng nhu cầu sử dụng thông tin người dân địa bàn tỉnh Các số liệu Sở Bưu Viễn thơng Thơng tin (SBCVT & TT) tỉnh cập nhật lưu trữ riêng lẽ, nhiều định dạng khác Dữ liệu quản lý lưu trữ chủ yếu liệu giấy dạng liệu điện tử, bao gồm file Word, Excel, chưa hệ thống hóa thành sở liệu thống nhất, sở liệu chung việc cập nhật, thống kê, xử lý thơng tin nhiều hạn chế tốn thời gian Hiện chưa có cơng cụ hỗ trợ tốt việc kết hợp thông tin trạng mạng lưới, thông tin quản lý, chưa gắn liền với đồ số nên gây khó khăn công tác quản lý Vấn đề đặt cho quản lý nhà nước lĩnh vực thông tin truyền thơng hỗ trợ tích cực cho doanh nghiệp phát triển quy hoạch Theo đạo Bộ BCVT UBND tỉnh, Đây toán đặt cho Sở BCVT việc quản lý tham mưu cho lãnh đạo liên quan đến hoạt động phát triển thông tin truyền thông địa phương Điều cần có cơng cụ hỗ trợ quản lý xác hữu hiệu công nghệ GIS lựa chọn phù hợp Đến nay, Sở bưu viễn thơng nói riêng Bộ bưu viễn thơng Lào nói chung chưa có hệ thống quản lý mạng lưới viễn thơng đáp ứng u cầu Vì lý trên, đề xuất chọn đề tài luận văn cao học: “Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng hệ thống quản lý mạng lưới viễn thông tỉnh Savannakhet (Lào)” Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS nâng cao hiệu quản lý hạ tầng viễn thơng, trọng quản lý việc phát triển, giám sát hạ tầng viễn thông việc quản lý khoảng cách trạm BTS, quản lý dùng chung trạm BTS tỉnh Savannakhet 2.2 Mục tiêu cụ thể - Xây dựng sở liệu trạng GIS hạ tầng trạm BTS địa bàn tỉnh phục vụ quản lý nhà nước - Hỗ trợ doanh nghiệp quản lý, theo dõi trạng tình hình hạ tầng trạm BTS để định hướng phát triển hạ tầng doanh nghiệp - Tăng khả dùng chung hạ tầng, định hướng cho việc quy hoạch phát triển trạm BTS địa bàn tỉnh Savannakhet Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu - Hệ thống thông tin địa lý - Các yếu tố dẫn đến hệ thống quản lý mạng lưới viễn thông - Thông tin liệu mạng lưới viễn thơng, đồ hành tỉnh Savannakhet 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu đề xuất mơ hình hệ thống thơng tin địa lý quản lý hạ tầng viễn thông quản lý khoảng cách hai trạm BTS địa bàn tỉnh Savannakhet phù hợp với phân hệ tích hợp hệ thống GISLAOPT - Xây dựng sở liệu để nghiên cứu, phân tích hạ tầng trạm BTS thuộc doanh nghiệp quản lý, khu vực tỉnh - Mô hình sau thiết kế cài đặt vào hệ quản trị sở liệu phục vụ nhiều người dùng chạy hệ thống máy chủ GISLAOPT - Xây dựng phần mềm cho phép xem, truy vấn, hỗ trợ số chức quản lý trạm BTS Nội dung nghiên cứu 1) Khảo sát đánh giá hạ tầng viễn thông trạm BTS doanh nghiệp khu vực tỉnh Savannakhet 2) Nghiên cứu toán quản lý, quy hoạch trạm BTS (phạm vi nghiên cứu quy hoạch khoản cách hai trạm bất kỳ) hạ tầng viễn thông khu vực tỉnh Savannakhet 3) Xây dựng đồ quản lý hạ tầng trạm BTS khu vực tỉnh Savannakhet 4) Nghiên cứu, thiết kế, xây dựng phần mềm mô hạ tầng viễn thông công nghệ GIS Phương pháp nghiên cứu Đề tài xác định mục tiêu nghiên cứu ứng dụng GIS quản lý hạ tầng viễn thông trạm BTS địa bàn tỉnh Savannakhet Phương pháp nghiên cứu tiếp cận thành khoa học công nghệ công nghệ thông tin, khoa học thông tin địa lý, lý thuyết đồ thị, sở hạ tầng viễn thông phương pháp quy hoạch quản lý đô thị Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo, phụ lục đính kèm, luận văn trình bày chương: Chương 1: Nghiên cứu tổng quan Nội dung chương trình bày lý thuyết GIS lĩnh vực khoa học ứng dụng GIS để thiết kế hệ thống, cách ứng dụng giải pháp mã nguồn mở Geoserver hệ thống thông tin quản lý mạng lưới viễn thơng Chương 2: Phân tích Xây dựng hệ thống GIS Nội dung chương trình bày khái niệm liên quan nguyên lý hổ trợ cho việc triển khai ứng dụng WebGis trình bày toán hệ thống quản lý mạng lưới viễn thơng Trạm BTS, phân tích hệ thống đưa giải pháp xây dựng ứng dụng Chương 3: Xây dựng phần mềm ứng dụng GIS quản lý quy hoạch trạm BTS Trình bày bước xây dựng ứng dụng đồ trực tuyến, xây dựng giao diện ứng dụng minh họa đánh giá kết đạt quy hoạch trạm BTS tảng GIS, xuất hiển chức xem thông tin trạm BTS người dùng bấm chuột vào trạm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 1.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Địa lý (geography) hình thành từ hai khái niệm: trái đất (geo-earth) tiến trình mơ tả (graphy) Như vậy, địa lý xem tiến trình mơ tả trái đất Khi mô tả trái đất, nhà địa lý đề cập đến quan hệ khơng gian Chìa khóa nghiên cứu quan hệ không gian đồ Theo Hiệp hội Bản đồ Quốc tế đồ biểu diễn đồ họa tập đặc trưng trừu tượng quan hệ không gian bề mặt trái đất Nói cách khác đồ q trình chuyển đổi từ thơng tin bề mặt trái đất sang đồ giấy [7] 1.1.1 Khái niệm GIS GIS hiểu cách đơn giản tập hợp thơng tin có liên quan đến yếu tố địa lý cách đồng logic 1.1.2 Các thành phần GIS Hệ thống thông tin địa lý bao gồm thành phần sau:      Con người Dữ liêu Phương pháp Phần mềm Phần cứng Hình 1.2 Các thành phần GIS 1.1.3 Ứng dụng công nghệ thông tin địa lý (GIS) a Các lĩnh vực khoa học công nghệ liên quan tới GIS GIS xây dựng dựa tri thức nhiều ngành khoa học khác để tạo ngành khoa học Trong đó: ngành địa lý, ngành đồ, công nghệ viễn thám, đồ địa hình, ngành đo đạc, khoa học tính tốn, tốn học b Các lĩnh vực ứng dụng cơng nghệ GIS [3] Công nghệ GIS ngày ðýợc sử dụng rộng rãi GIS ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Tuy nhiên việc liệt kê đầy đủ lĩnh vực có ứng dụng GIS khó khăn người tiếp cận GIS Ứng Dụng liệt kê lĩnh vực ứng dụng GIS cách tương đối đầy đủ (khoảng 15 ứng dụng khác nhau) c Chức hệ thống thông tin địa lý (gis) Các chức nãng GIS chia làm nãm loại nhý sau:  Thu thập liệu  Xử lý sơ liệu  Lưu trữ nhập liệu  Tìm kiếm phân tích khơng gian  Hiển thị đồ họa tương tác 1.2 Ứng dụng giải pháp GEOSERVER hệ thống thống tin quản lý mạng lưới viễn thông viên thông tỉnh Savannakhet 1.2.1 Tổng quan GEOSEOVER GeoServer máy chủ mã nguồn mở với mục đích kết nối thơng tin địa lý có sẵn tới Geoweb (Trang Web địa lý) sử dụng chuẩn mở Được bắt đầu tổ chức phi lợi nhuận có tên The Open Planning Project (TOPP), nhằm mục đích hỗ trợ việc xử lý thơng tin khơng gian địa lý với chất lượng cao Hình 1.3 Mơ hình GeoServer 1.2.2 Qui trình hiển thị đồ Geoserver lên giao diện WebGis - Các thành phần liệu quy trình hiển thị đồ lên GeoServer Hình 1.4 Quy trình hiển thị đồ GeoServer [14] 1.2.3 Tổng quan mạng viễn thông Mạng viễn thông (Telecommunication Network) phận sở hạ tầng quốc gia, có nhiệm vụ đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin người Nó tất trang thiết bị kỹ thuật để trao đổi thông tin đối tượng mạng Cùng với phát triển xã hội, nhu cầu trao đổi thông tin liên lạc ngày 11 Hiển thị đồ chứa trạm BTS Truy vấn bảng liệu, trả bảng thuộc tính kết Hiển thị đồ hành tỉnh Savannakhet, ranh giới tỉnh, huyện, xã phương Tìm kiếm trạm BTS theo quận/huyện cụ thể, tìm kiếm để hiển thị trạm BTS lân cận bán kính 1000 m trạm BTS Chỉnh sửa, xóa, thêm loại trạm BTS liệu (vẽ thêm, xóa điểm BTS, …) Quản lý danh mục doanh nghiệp, thêm 10 mới, chỉnh sửa xóa doanh nghiệp sở hữu trạm BTS 11 12 13 Quản lý danh mục, xem, thêm mới, chỉnh sửa phường xã Quản lý danh mục , xem, thêm mới, chỉnh sửa quận huyện Quản trị hệ thống 12 2.1.2 Mơ hình hệ thống Do hệ thống sử dụng trực tiếp nguồn liệu từ máy chủ cố định (Data server), nên hệ thống bỏ qua Data Exchange center (Cleaning House) Vậy nên GIS server truy vấn lấy liệu trực tiếp từ Data server thay phải qua trung gian Databas e Server Data Exchange center Sau bước xử lý để xây dựng chương trình Hình 2.1 Mơ hình hệ thống 2.2 Các ca sử dụng a Quản trị người dùng Người quản trị xem danh sách người dùng, thêm, sửa, xóa, đặt lại mật người dùng cập nhật quyền hệ thống cho người dùng b Khai thác thơng tin đồ Người dùng tìm kiếm, khai thác thơng tin thuộc tính đồ c Quản lý điểm viễn thông 13 Người dùng xem thơng tin thuộc tính điểm BTS, thêm, sửa, xóa thơng tin điểm BTS d Quản lý nhà mạng Người dùng xem thơng tin thuộc tính nhà mạng, thêm, sửa thông tin nhà mạng e Quản lý phường xã Người dùng xem thơng tin thuộc tính phường xã, thêm, sửa thơng tin phường xã f Quản lý quận huyện Người dùng xem thơng tin thuộc tính quận huyện, thêm, sửa thơng tin quận huyện 2.2.2 Danh sách Actor 2.2.3 Danh sách Use – case STT Tên Use-case Ý nghĩa / Ghi Xem danh sách người dùng Xem danh sách người dùng Thêm người dùng Thêm người dùng Sửa người dùng Sửa người dùng Xem danh sách trạm BTS Xem danh sách trạm BTS Thêm trạm BTS Thêm trạm BTS Sửa thông tin trạm BTS Sửa thông tin trạm BTS Xem danh sách nhà mạng Xem danh sách nhà mạng Thêm nhà mạng Thêm nhà mạng 14 2.3 Biểu đồ hoạt động 2.3.1 Các ký hiệu 2.3.2 Quản trị người dùng Hình 2.2 Sơ đồ quản trị người dùng 2.3.3.Khai thác điểm thơng tin đồ 15 Hình 2.3 Khai thác điểm thông tin đồ 2.3.4 Quản lý điểm viễn thông Hình 2.4 Sơ đồ quản lý điểm viễn thơng 16 2.3.5 Quản lý phường xã Hình 2.5 sơ đồ quản lý phường xã 2.3.6 Quản lý quận huyện Hình 2.5 Sơ đồ quản lý quận huyện 17 2.3.7 Quản lý nhà mạng Hình 2.7 Sơ đồ quản lý nhà mang 2.4 Mô tả sở liệu 2.4.1 Mô tả liệu Hình 2.8 Mơ hình sở liệu 18 2.4.2 Chi tiết thực thể liệu Dữ liệu nền: shapefile Tỉnh Savannakhet, chứa thơng tin tên quận/huyện cột kiểu liệu không gian 2.5 Kết chương Nội dung chương, mô tả yêu cầu hệ thống quản lý mạng lưới viễn thông Trong chương có nêu yêu cầu chức năng, quản trị người dùng, phân quyền người dung, nhật ký người dung, khai thác thông tin đồ, quản lý điểm mạng lưới viễn thơng Ngồi ra, biểu đồ đặc tả sử dụng cho yêu cầu, chức cụ thể biểu đồ hoạt động miêu tả Biểu đồ hoạt động mô tả tồn hoạt động luồng hoạt động xảy hệ thống Dựa biểu đồ, người xây dựng hệ thống có nhìn đầy đủ, đắn xác hệ thống quản lý mạng lưới viễn thông mà muốn hướng tới xây dựng 19 CHƯƠNG 3: CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 3.1 Cài đặt phát triển hệ thống 3.1.1 Các công cụ xây dựng phần mềm Spring Boot Framework: dự án bật hệ sinh thái Spring Framework PostgreSQL: hệ quản trị sở liệu viết theo hướng mã nguồn mở mạnh mẽ OpenGIS: thương hiệu đăng ký tổ chức quốc tế OGC Tiêu chuẩn OpenGIS phát triển thống nhất, hỗ trợ OGC Kỹ thuật lập trình AJAX: từ ngữ thời thượng bậc IntelliJ IDEA: công cụ nhằm tạo dự án lập trình cho điện thoại cho với khả mã hóa sâu sắc điều hướng nhanh 3.1.2 Cách tổ chức lớp liệu (layers) chồng lớp Geoserver Hình 3.1 Cách tổ chức lớp liệu chồng lớp Geoserver 20 3.1.4 Kết hiển thị lớp liệu Geoserver Sử dụng công cụ GeoServer để thị lớp (Layer) đồ địa phận huyện, xã GIS Hình 3.2 Kết hiển thị lớp ranh giới huyện 3.1.4 Hiển thị đồ từ lớp liệu GEOSERVER  Các khái niệm OpenLayers 3.7 Lớp ol.Map: Là thành phần cốt lõi OpenLayers 3.7 đồ Các đồ OpenLayers đại diện lớp Map, nơi để lưu giữ thông tin hệ quy chiếu, đơn vị, vùng bao (box) … đồ Mỗi đối tượng đồ đại diện đồ riêng lẻ trang web Các thuộc tính Map định nghĩa thời điểm khởi tạo Map sử dụng phương thức setter Nếu ta thiết lập thuộc tính target “map”, tồn thành phần div với id “map” nơi để chứa đồ trang 3.1.5 Xây dựng tầng giao diện a Quản trị hệ thống 21 Hình 3.3 Sơ đồ quản trị Sơ đồ web dành cho người quản trị bao gồm trang: đăng nhập, quản trị chuyên đề (thêm, xóa, sửa chun đề) Hình 3.4 Trang web dành cho người quản trị b Người dùng hệ thống Hình 3.5 Sơ đồ web dành cho người dung 22 3.2.Thử nghiệm hệ thống 3.2.1 Kết giao diện chức hệ thống 3.2.2 Đánh giá kết thử nghiệm 3.3 Kết chương Trong chương này, trình bày cơng cụ, tảng, bước xây dựng ứng dụng hệ thống, chạy thử nghiệm để thử chức thêm, sửa thông tin phường xã, quận huyện, công ty nhà mạng viễn thơng cho ta nhìn trực quan việc quản lý quy hoạch trạm BTS địa bàn Tỉnh Savannakhet 23 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận mục tiêu đề tài Đề tài thực việc lưu trữ liệu vào Postgresql nhằm xây dựng quản lý liệu trạm BTS Kết hợp với công cụ hỗ trợ lĩnh vực GIS xây dựng lớp liệu phủ sóng trạm làm liệu đầu vào cho phần mềm thiết kế trình thực đề tài Các chức ứng dụng như:  Xây dựng công cụ hỗ trợ tương tác đồ phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển đồ theo hướng, bật tắt lớp đồ  Tìm kiếm trạm BTS cách nhanh chống  Cho phép thêm, xóa, sửa điểm đồ  Hiển thị khung nhìn trực quan Với kết đạt Đề tài, doanh nghiệp áp dụng để quản lý hạ tầng viễn thông dựa cấu trúc liệu GIS, phương pháp phân tích khơng gian lớp - đa lớp Từ đó, đưa tốn quản lý trực quan hạ tầng viễn thông cách thuận lợi, linh hoạt Có thể giúp doanh nghiệp quản lý hạ tầng riêng GIS Việc quy hoạch trạm BTS (trong phạm vi nghiên cứu quy hoạch khoảng cách trạm theo khu vực tạo mỹ quan đô thị) Đề tài phạm vi nghiên cứu phạm vi quy định khoảng cách tối thiểu hai trạm bất kỳ, vùng phủ trạm dựa số liệu dân cư mật độ dân số; địa điểm dịch vụ du 24 lịch, thương mại, điểm giao thơng Với hạ tầng trạng, xác định vùng phát triển trạm mới, trạm sai phép có phương án xử lý thích hợp (dùng chung, chuyển địa điểm, có lộ trình tháo dỡ, thay đổi cơng nghệ,…) Tuy nhiên, đề tài có số hạn chế định: Hạn chế lớn luận văn tính thực tế chưa cao tâm lý ngại sử dụng chung hạ tầng Tuy nhiên, xu hướng tương lai mà qũy đất giành cho việc phát triển riêng lẻ khơng buộc doanh nghiệp phải dùng chung hạ tầng với để đáp ứng dịch vụ ngày cao đa dạng khách hàng Những hạn chế hướng mà đề tài tiếp tục nghiên cứu sau để giải tốn dùng chung tồn diện sở thuyết phục 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Nguyễn Quốc Phòng - Nguyễn Mạnh Cường (2010), Tìm hiểu hệ thống thơng tin địa lý GIS ứng dụng, Trường đại học Giao Thông vận tải TP HCM [2] Trần Thị Băng Tâm (2006), Giáo trình hệ thống thông tin địa lý, Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội [3] TS Hoàng Bảo Hùng cộng sự, Báo cáo tóm tắt đề tài: “Ứng dụng GIS quản lý hạ tầng ngầm cáp viến thông quy hoạch trạm BTS địa bàn thành phố Huế”, 2011 Tiếng Anh: [4] Erik Hazzard (2011), OpenLayers 2.10 – Beginner ‘s Guide, Packt Publishing Ltd, UK, 351 pages [5] Antonio Santiago (2015), "The book of OpenLayers 3", Lean Publishing, British Columbia, Canada [6] PC ARC/INFO Command Reference [7] Microsoft Visual Studio Net 2010 ... tầng viễn thông khu vực tỉnh Savannakhet 3) Xây dựng đồ quản lý hạ tầng trạm BTS khu vực tỉnh Savannakhet 4) Nghiên cứu, thiết kế, xây dựng phần mềm mô hạ tầng viễn thông công nghệ GIS Phương... Phần mềm Phần cứng Hình 1.2 Các thành phần GIS 1.1.3 Ứng dụng công nghệ thông tin địa lý (GIS) a Các lĩnh vực khoa học công nghệ liên quan tới GIS GIS xây dựng dựa tri thức nhiều ngành khoa học... nghiên cứu ứng dụng GIS quản lý hạ tầng viễn thông trạm BTS địa bàn tỉnh Savannakhet Phương pháp nghiên cứu tiếp cận thành khoa học công nghệ công nghệ thông tin, khoa học thông tin địa lý, lý