Đề tài Xây dựng ứng dụng GIS du lịch thành phố Điện Biên

Đề Tài : Xây dựng ứng dụng GIS du lịch thành phố Điện Biên MỤC LỤC MỞ ĐẦU 2 BẢNG GIẢI THÍCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 4 CHƯƠNG I: CƠ SỞ Lí THUYẾT GIS 5 1.1 Định nghĩa về GIS 5 1.2 Cỏc thành phần của GIS 7 1.3 Một số khỏi niệm cơ bản về GIS 10 1.4 Cỏc cụng nghệ phỏp triển GIS 15 CHƯƠNG II: CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS 24 2.1 Cỏc mụ hỡnh cơ sở dữ liệu GIS 24 2.2 Tổ chức cơ sở dữ liệu GIS 33 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG GIS DU LỊCH CHO THÀNH PHỐ ĐIỆN BIấN 45 3.1 Đặt vấn đề: 45 3.2 Mụ tả ứng dụng 48 3.3 Các yêu cầu của ứng dụng 48 3.4 Các chức năng của ứng dụng 49 3.5 Xây dựng cơ sở dữ liệu cho ứng dụng 50 3.6 Demo ứng dụng 52 Chương IV: Kết quả thu hoạch của ứng dụng 56 4.1. Ngôn ngữ sử dụng trong ứng dụng 56 4.2. Kết quả ứng dụng: 57 KẾT LUẬN 60 1. Kết quả đạt được 60 2. Hướng phỏt triển 60 3. Lời cảm ơn 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 MỞ ĐẦU Hệ thông tin địa lý (Geographic Information System – GIS) là lĩnh vực kết hợp giữa Công nghệ thông tin (CNTT) và thông tin Địa lý, GIS đã đem lại hiệu quả rất to lớn trong tất cả các lĩnh vực nghiên cứu bề mặt của trái đất. Ngày nay, hệ thông tin địa lý GIS đã trở thành hệ thống quản lý thông tin không gian có khả năng lưu trữ, thống nhất, phân tích, mô hình hoá và mô tả nhiều loại dữ liệu, đặc biệt là khả năng phân tích và liên kết dữ liệu thuộc tính với dữ liệu không gian, vì vậy GIS là sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa công nghệ bản đồ số, những thông tin mang tính không gian và hệ thống cơ sở dữ liệu – những thông tin vô hướng. Công nghệ GIS đã được đưa vào ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực như Quy hoạch, Địa chính, Môi trường, Thiết kế các công trình ngầm, An ninh quốc phòng, Giáo dục, .v.v. Ngoài ra, hệ thông tin địa lý GIS cũng phục vụ rất đắc lực cho các nhu cầu về du lịch. Đặc biệt khi mà nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển toàn diện tất cả các lĩnh vực trong đó phát triển kinh tế du lịch có vai trò vô cùng to lớn góp phần giải quyết việc làm và mang lại thu nhập cao cho rất nhiều lao động thúc đẩy đất nước phát triển. Hiện nay, ngành du lịch nước ta có rất nhiều tiềm năng nhưng phát triển rời rạc, mang tính chất đơn lẻ nên chưa phát huy được thế mạnh của một đất nước giàu tài nguyên, có truyền thống văn hoá - lịch sử phong phú. Do đó, việc ứng dụng hệ thông tin địa lý GIS để xây dựng các phần mềm phục vụ công tác du lịch là hết sức cần thiết góp phần thúc đẩy sự phát triển của kinh tế du lịch nói riêng và kinh tế đất nước nói chung. Mục đích của đề tài là: Xây dựng GIS du lịch cho thành phố Điện Biên và các vùng lân cận. Phần mềm nhằm phục vụ cho khách du lịch, các nhà nghiên cứu Điện Biên, các cơ quan quản lý du lịch và tất cả những ai quan tâm đến văn hoá Điện Biên. Nội dung của đề tài: - Tìm hiểu và nắm rõ về hệ thống thông tin địa lý bao gồm các thành phần, các đối tượng tham gia. - Thu thập và xây dựng các lớp bản đồ được sử dụng chung cho các bản đồ chuyên môn. - Thu thập và xử lý thông tin về các làng bản, điểm di tích lịch sử và danh lam thắng cảnh, các điểm du lịch, dịch vụ có khả năng phục vụ du lịch. - Thu thập và xây dựng dữ liệu không gian các địa điểm văn hoá - du lịch trên bản đồ số. - Xây dựng hệ thống tra cứu thông tin trên GIS. Xây dựng hệ thống thông tin địa lý phục vụ công tác du lịch Báo cáo thực tập gồm 3 chương:  Chương 1: Cơ cở lý thuyết GIS  Chương 2: Cơ sở dữ liệu GIS  Chương 3: Xây dựng ứng dụng GIS du lịch thành phố Điện Biên Để hoàn thành chuyên đề này, ngoài nỗ lực hết sức của bản thân, trong quá trình làm việc tôi nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong Bộ Môn Công nghệ Thông Tin, Ông Mai Hoài Nam giám đốc công ty Cổ phần hợp tác kinh tế thái bình dương - VNPECT Xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo Bộ Môn Công Nghệ Thông tin Bộ môn Công Nghệ Thông Tin trường Đại học Kinh Tế Quốc Dân, ông Mai Hoài Nam giám đốc công ty VNPect và đặc biệt xin chân thành cảm ơn cô giáo hướng dẫn Ths-Tống Minh Ngọc đã hết lòng giúp đỡ tôi hoàn thành chuyên đề thực tập tốt nghiệp. Xin gửi lời cảm ơn tới các cán bộ Trung tâm tin học của sở Tài nguyên - Môi trường tỉnh Điện Biên, các cán bộ sở Thương mại – Du lịch tỉnh Điện Biên đã tạo những điều kiện hết sức thuận lợi cho tôi trong việc lấy dữ liệu để hoàn thành chuyên đề tốt nghiệp này.

doc62 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 03/04/2013 | Lượt xem: 1957 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Xây dựng ứng dụng GIS du lịch thành phố Điện Biên, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
khi mà chúng ta đã mở ít nhất 1 Table. Chúng tôi sẽ giới thiệu về cơ cấu tổ chức thông tin của các Table như thế nào? Toàn bộ các MapInfo Table mà trong đó chứa các đối tượng địa lí được tổ chức theo các tập tin sau đây: Ví dụ ta có một MapInfo Table với tên "Hoctap" "Hoctap".tab - Chứa các thông tin mô tả cấu trúc dữ liệu. Đó là tập tin ở dạng văn bản mô tả khuôn dạng của file lưu trữ thông tin. "Hoctap".dat - Chứa các thông tin nguyên thuỷ. Phần mở rộng của tập tin này có thể là *.wks, dbf, xls, mdb nếu thông tin nguyên thuỷ là các số liệu từ Lotus 1-2-3, dBase/ FoxBase, Microsoft Exel và Microsoft Access. "Hoctap".map - Bao gồm các thông tin mô tả về không gian của các đối tượng địa lí. "Hoctap".id - Bao gồm các thông tin về sự liên kết giữa các đối tượng với nhau. "Hoctap".ind - chứa các thông tin về chỉ đối tượng. Tập tin này chỉ có - khi trong cấu trúc của Table đã có ít nhất 1 trường (Field) dữ liệu đã được chọn làm chỉ số hoá (index). Thông qua các thông tin của file này chúng ta có thể thực hiện tìm kiếm thông tin qua một số chỉ tiêu cho trước bằng chức năng Find của MapInfo Khi muốn lưu lại cách tổ chức quản lí và lưu trữ tổng hợp các Table hoặc các cửa sổ thông tin khác nhau của MapInfo vào chung một tập tin và các mối tương quan giữa các đối tượng đó phải được bảo tồn như khi tạo lập. Tập tin quản lí chung đó được gọi là trang làm việc (Workspace) và nó có phần mở rộng mặc định là *.wor. Các thông tin bản đồ trong chương trình phần mềm MapInfo thường được tổ chức quản lí theo từng lớp đối tượng. Mỗi lớp thông tin chỉ thể hiện một khía cạnh của bản đồ tổng thể - Lớp thông tin này là một tập hợp các đối tượng bản đồ thuần nhất, thể hiện và quản lí các đối tượng địa lí trong không gian theo một chủ đề cụ thể, phục vụ một mục đích nhất định trong hệ thống. Trong MapInfo có thể coi mỗi Table là một lớp đối tượng (Layer). Thường chúng ta cần xếp các lớp đối tượng lần lượt như sau: tính từ trên xuống dưới là các lớp chứa các đối tượng dạng text ® các lớp chứa các đối tượng dạng điểm ® các lớp chứa các đối tượng dạng đường ® các lớp chứa các đối tượng dạng vùng. Các lớp chứa các đối tượng dạng text Các lớp chứa các đối tượng dạng điểm Các lớp chứa các đối tượng dạng đường Các lớp chứa các đối tượng dạng vùng Với cách tổ chức quản lí thông tin theo từng lớp đối tượng như vậy đã giúp cho phần mềm MapInfo xây dựng thành các khối thông tin độc lập cho các mảnh bản đồ máy tính. Điều đó sẽ rất thuận tiện và rất linh hoạt khi cần tạo ra các bản đồ máy tính với các chủ đề khác nhau. Vì chúng ta rất dễ dàng thêm vào các lớp thông tin cần thiết hoặc loại bỏ các lớp thông tin không cần thiết theo chủ đề được đặt ra. Chương trình MapInfo quản lí và trừu tượng hoá các đối tượng địa lí trong thế giới thực thành các Layer bản đồ máy tính khác nhau là: Đối tượng chữ (Text): Thể hiện các đối tượng của bản đồ như nhãn, tiêu đề, ghi chú, địa danh... Đối tượng điểm (Point): Thể hiện vị trị cụ thể của các đối tượng địa lí như: các điểm mốc, điểm cột cờ, điểm kiểm soát giao thông.... Đối tượng đường (Line): Thể hiện các đối tượng địa lí chạy dài theo một khoảng cách nhất định và không có đường viền khép kín. Có thể là các đoạn đường thẳng, đường gấp khúc... như: đường giao thông, các sông nhỏ, suối... Đối tượng vùng (Region) thể hiện các đối tượng địa lí có đưòng viền khép kín, và bao phủ một vùng diện tích nhất định. Ví dụ như lãnh thổ địa giới của một xã, huyện..., khoảnh đất sử dụng vào nông nghiệp.... Trong tổ chức và quản lí cơ sở dữ liệu của MapInfo được chia thành hai thành phần cơ bản: là cơ sở dữ liệu không gian (bản đồ) và cơ sở dữ liệu thộc tính. Các bản ghi trong các cơ sở dữ liệu này được quản lí độc lập với nhau nhưng đồng thời được liên kết với nhau rất chặt chẽ thông qua chỉ số ID- được lưu trữ và quản lí chung cho cả hai loại bản ghi nói trên. Các thông tin thuộc tính thể hiện nội dung bên trong của các đối tượng địa lí được thể hiện trên bản đồ. Chúng ta có thể tìm kiếm, truy cập hoặc cập nhật thông tin mới thông qua cả hai loại cơ sở dữ liệu này. Chính vì đặc điểm này nên chương trình phần mềm MapInfo có thể đáp ứng, và được dùng để xây dựng hệ thống thông tin địa lí cụ thể. 1.4.2 Công nghệ ESRI ESRI – Environmental Systems Research Institute () là Viện nghiên cứu môi trường, ra đời năm 1969 ở Mỹ. Sản phẩm nổi tiếng của hãng là bộ sản phẩm ArcGIS đang dần trở thành công cụ GIS được sử dụng nhiều nhất trên thế giới bởi những tính năng rất mạnh của nó trong việc xử lý dữ liệu không gian. Ra đời từ rất sớm nhưng thực sự phải đến cuối những năm 90, sản phẩm ArcGIS mới thực sự du nhập vào Việt Nam, mà hiện nay sản phẩm mới nhất của nó là ArcGIS 9x ra đời vào cuối năm 2004. Với những thế mạnh của nó như vậy, hiện nay ở Việt Nam, việc sử dụng và khai thác những thế mạnh của ArcGIS đang được các bộ, ban, ngành, và các địa phương sử dụng rộng rãi cho mục đích phát triển kinh tế xã hội và nghiên cứu. Và trong một tương lai không xa, nó sẽ dẫn thay thế các sản phẩm về GIS khác. Đầu tiên, dữ liệu được biên soạn thành đối tượng ứng dụng, mất rất nhiều thời gian cho công việc tạo cơ sở dữ liệu GIS và tri thức về địa lý. Dần dần, các chuyên gia GIS đã bắt đầu sử dụng và khai thác những tập hợp tri thức có được trong nhiều các ứng dụng GIS. Người sử dụng ứng dụng sáng kiến ra trạm làm việc GIS để tạo ra các tập dữ liệu địa lý (geographic dataset), xây dựng luồng công việc cho dữ liệu, biên dịch, quản lý chất lượng, bản quyền bản đồ và các mô hình phân tích và các tài liệu liên quan. Đó là điều kiện để GIS sử dụng cùng với trạm làm việc chuyên nghiệp để kết nối với dataset và database. Trạm làm việc bao gồm các ứng dụng GIS, sự cải tiến các công cụ của GIS đã được sử dụng để hoàn thành hầu hết các thao tác GIS. Khái niệm của phần mềm GIS đã được chứng minh rộng rãi bởi các chuyên gia GIS trong gần 200.000 tổ chức trên khắp thế giới. Ngoại trừ một vài ý tưởng của GIS trong mô hình máy tính hiện đại clien/server đã rất thành công thì càng ngày tầm nhìn của GIS càng được mở rộng. Gần đây, sự phát triển của máy tính, sự bùng nổ của Internet, tiến bộ của kỹ thuật DBMS, ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, sự lan rộng của GIS đã làm mở rộng thêm tầm nhìn cho GIS. Trong điều kiện GIS desktops, GIS software tập trung trong Application servers và Web servers để phân phát GIS tới một số người sử dụng trên mạng. Người sử dụng GIS kết nối tới trung tâm GIS chủ như Web browsers với thiết bị máy tính di động, thiết bị số. Sơ đồ dưới sẽ chỉ ra các sản phẩm GIS trong dòng sản phẩm ArcGIS ArcGIS là hệ thống phần mềm GIS đầy đủ ArcGIS cung cấp scalable framework cho việc thực thi GIS cho một hoặc nhiều người sử dụng trên PC, trên server hay Web. ArcGIS là tập hợp đồng nhất của sản phẩm phần mềm GIS cho việc xây dựng GIS hoàn chỉnh. Nó bao gồm một số frameworks cho việc triển khai GIS: - ArcGIS Desktop – là một bộ phận của chương trình GIS chuyên nghiệp. - ArcGIS Engine – Gắn các thành phần cho việc xây dựng các ứng dụng GIS cho khách hàng. - Server GIS - ArcSDE#, ArcIMS#, ArcGIS Server. - Mobile GIS - ArcPad# giống như ArcGIS Desktop and ArcGIS Engine cho máy PC. ArcGIS là cơ sở cho ArcObjects™, thư viện modul chương trình để chia sẻ với thành phần của phần mềm GIS. ArcObjects bao gồm các thành phần chương trình mở rộng, các đối tượng nhỏ như đối tượng hình học tới đối tượng lớn như đối tượng bản đồ cùng với tài liệu ArcMap. Mỗi sản phẩm ArcGIS cùng với ArcObject biểu diễn sự phát triển ứng dụng phân mềm GIS bao gồm: desktop GIS (ArcGIS Desktop), embedded GIS (ArcGIS Engine) và server GIS (ArcGIS Server). ArcGISEngine: GIS có thể lựa chọn thành phần ứng dụng để phân phát các hàm GIS tới một vài nơi trong một tổ chức. Điều này cho phép truy cập tới các hàm của GIS bởi một vài người, những người cần tính năng của ứng dụng GIS trong công việc thường ngày của họ. ArcGIS Engine cung cấp một dãy giao diện người sử dụng. Ví dụ như: Map Control và Lobe Control, chúng có thể được sử dụng để tương tác với bản đồ. Cùng với ArcGIS Engine, người phát triển có thể xây dựng các hàm GIS sử dụng C++, Component Object Model (COM), .NET, or Java. Người phát triển có thể xây dựng các ứng dụng cùng với ArcGIS Engine hoặc gắn vào GIS những ứng dụng đã tồn tại như Microsoft# Word hoặc Excel. Sử dụng ArcGIS Engine gắn vào GIS trong ứng dụng của bạn ArcGIS Engine là ví dụ về môi trường lập trình ứng dụng cho ArcObjects. ArcGIS Engine Developer Kit là sản phẩm riêng biệt cung cấp chuỗi các biểu đồ thành phần ArcGIS sử dụng bên ngoài ArcGIS Desktop trong môi trường ứng dụng Framework. Sử dụng ArcGIS Engine Developer Kit phát triển xây dựng khung nhìn GIS cùng với giao diện để truy nhập các chức năng của GIS hoặc có thể gắn vào GIS các ứng dụng đã có để triển khai GIS tới nhóm người sử dụng. ArcGIS Engine có COM, .NET, Java, và C++ (API). ArcGIS Engine là thư viện đầy đủ các thành phần GIS cho việc xây dựng, phát triển ứng dụng. Sử dụng ArcGIS Engine, bạn có thể đưa các chức năng GIS vào ứng dụng gồm Microsoft# Office, Word, Excel . Cùng với Windows, Solaris, Linux (Intel), người phát triển có thể tạo ra các ứng dụng truy cập chéo (cross-platform) cho người sử dụng trên một phạm vi rộng. ArcGIS Engine có năm thành phần chính: Base Services – GIS ArcObjects đòi hỏi hầu hết ứng dụng GIS những đặc trưng hình học và cách hiển thị. Data Access-ArcGIS Engine cung cấp sự đa dạng về định dạng vector và raster. Map Presentation-ArcObjects tạo và hiển thị nhãn, biểu tượng. Developer Components-High điều khiển giao diện người sử dụng cho phát triển ứng dụng và trợ giúp hệ thống cho việc hoàn thiện ứng dụng. Extensions-ArcGIS Engine Runtime triển khai cùng với chức năng chuẩn hoặc cùng với điều kiện mở rộng cho các chức năng nâng cao. CHƯƠNG II: CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS 2.1 Các mô hình cơ sở dữ liệu GIS Một cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý có thể chia ra làm 2 loại số liệu cơ bản: số liệu không gian và phi không gian. Mỗi loại có những đặc điểm riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý và hiển thị. Số liệu không gian là những mô tả số của hình ảnh bản đồ, chúng bao gồm toạ độ, quy luật và các ký hiệu dùng để xác định một hình ảnh bản đồ cụ thể trên từng bản đồ. Hệ thống thông tin địa lý dùng các số liệu không gian để tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thông qua thiết bị ngoại vi, … Số liệu phi không gian là những diễn tả đặc tính, số lượng, mối quan hệ của các hình ảnh bản đồ với vị trí địa lý của chúng. Các số liệu phi không gian được gọi là dữ liệu thuộc tính, chúng liên quan đến vị trí địa lý hoặc các đối tượng không gian và liên kết chặt chẽ với chúng trong hệ thống thông tin địa lý thông qua một cơ chế thống nhất chung. 2.1 Mô hình thông tin không gian Dữ liệu là trung tâm của hệ thống GIS, hệ thống GIS chứa càng nhiều thì chúng càng có ý nghĩa. Dữ liệu của hệ GIS được lưu trữ trong CSDL và chúng được thu thập thông qua các mô hình thế giới thực. Dữ liệu trong hệ GIS còn được gọi là thông tin không gian. Đặc trưng thông tin không gian là có khả năng mô tả “đối tượng ở đâu” nhờ vị trí tham chiếu, đơn vị đo và quan hệ không gian. Chúng còn khả năng mô tả “hình dạng hiện tượng” thông qua mô tả chất lượng, số lượng của hình dạng và cấu trúc. Cuối cùng, đặc trưng thông tin không gian mô tả “quan hệ và tương tác” giữa các hiện tượng tự nhiên. Mô hình không gian đặc biệt quan trọng vì cách thức thông tin sẽ ảnh hưởng đến khả năng thực hiện phân tích dữ liệu và khả năng hiển thị đồ hoạ của hệ thống. 2.1.1 Hệ thống Vector Kiểu đối tượng điểm – Points Điểm được xác định bởi cặp giá trị đ. Các đối tượng đơn, thông tin về địa lý chỉ gồm cơ sở vị trí sẽ được phản ánh là đối tượng điểm. Các đối tượng kiểu điểm có đặc điểm: Là tọa độ đơn (x,y). Không cần thể hiện chiều dài và diện tích. Tỷ lệ trên bản đồ tỷ lệ lớn, đối tượng thể hiện dưới dạng vùng. Tuy nhiên trên bản đồ tỷ lệ nhỏ, đối tượng này có thể thể hiện dưới dạng một điểm. Vì vậy, các đối tượng điểm và vùng có thể được dùng phản ánh lẫn nhau. Kiểu đối tượng đường-Arcs Đường được xác định như một tập hợp dãy của các điểm. Mô tả các đối tượng địa lý dạng tuyến, có các đặc điểm sau: Là một dãy các cặp tọa độ. Một arc bắt đầu và kết thúc bởi node. Các arc nối nhau và cắt nhau tại node. Hình dạng của arc được định nghĩa bởi các điểm vertices. Độ dài chính xác bằng các cặp toạn độ. Kiểu đối tượng vùng-Polygons Vùng được xác định bởi ranh giới các đường thẳng. Các đối tượng địa lý có diện tích và đóng kín bởi một đường được gọi là đối tượng vùng polygons, có các đặc điểm sau: Polygons được mô tả bằng tập các đường (arcs) và điểm nhãn (label points). Một hoặc nhiều arc định nghĩa đường bao của vùng. Một điểm nhãn label points nằm trong vùng để mô tả, xác định cho mỗi vùng. 2.1.2 Hệ thống Raster Mô hình dữ liệu dạng raster phản ánh toàn bộ vùng nghiên cứu dưới dạng một lưới các ô vuông hay điểm ảnh (pixcel). Mô hình raster có các đặc điểm: Các điểm được xếp liên tiếp từ trái qua phải từ trên xuống dưới. Mỗi điểm ảnh chứa một giá trị. Một tập hợp các ma trận điểm và các giá trị tương ứng tạo thành một lớp. Trong cơ sở dữ liệu có thể có nhiều lớp. Mô hình dữ liệu raster là mô hình dữ liệu GIS được dùng tương đối phổ biến trong các bài toán về môi trường, quản lý tài nguyên thiên nhiên. Mô hình dữ liệu raster chủ yếu dùng để phản ánh các đối tượng dạng vùng là ứng dụng cho các bài toán tiến hành trên các loại đối tượng dạng vùng: phân loại; chồng xếp. Các nguồn dữ liệu xây dựng nên dữ liệu raster có thể bao gồm: Quét ảnh. ảnh máy bay, ảnh viễn thám. Chuyển từ dữ liệu vector sang. Lưu trữ dữ liệu dạng raster. Nén theo hàng (Run lengh coding). Nén theo chia nhỏ thành từng phần (Quadtree). Nén theo ngữ cảnh (Fractal). Trong một hệ thống dữ liệu cơ bản raster được lưu trữ trong các ô (thường hình vuông) được sắp xếp trong một mảng hoặc các dãy hàng và cột. Nếu có thể, các hàng và cột nên được căn cứ vào hệ thống lưới bản đổ thích hợp. Việc sử dụng cấu trúc dữ liệu raster tất nhiên đưa đến một số chi tiết bị mất. Với lý do này, hệ thống raster-based không được sử dụng trong các trường hợp nơi có các chi tiết có chất lượng cao được đòi hỏi. 1.5.1.3 Chuyển đổi cơ sở dữ liệu dạng vector và raster Việc chọn của cấu trúc dử liệu dưới dạng vector hoặc raster tuỳ thuộc vào yêu cầu của người sử dụng, đối với hệ thống vector, thì dữ liệu được lưu trữ sẽ chiếm diện tích nhỏ hơn rất nhiều so với hệ thống raster, đồng thời các đường contour sẽ chính xác hơn hệ thống raster. Ngoài ra cũng tuỳ vào phần mềm máy tính đang sử dụng mà nó cho phép nên lưu trữ dữ liệu dưới dạng vector hay raster. Tuy nhiên đối với việc sử dụng ảnh vệ tinh trong GIS thì nhất thiết phải sử dụng dưới dạng raster. Một số công cụ phân tích của GIS phụ thuộc chặt chẽ vào mô hình dữ liệu raster, do vậy nó đòi hỏi quá trình biến đổi mô hình dữ liệu vector sang dữ liệu raster, hay còn gọi là raster hoá. Biến đổi từ raster sang mô hình vector, hay còn gọi là vector hoá, đặc biệt cần thiết khi tự động quét ảnh. Raster hoá là tiến trình chia đường hay vùng thành các ô vuông (pixcel). Ngược lại, vector hoá là tập hợp các pixcel để tạo thành đường hay vùng. Nết dữ liệu raster không có cấu trúc tốt, thí dụ ảnh vệ tinh thì việc nhận dạng đối tượng sẽ rất phức tạp. Nhiệm vụ biến đổi vector sang raster là tìm tập hợp các pixel trong không gian raster trùng khớp với vị trí của điểm, đường, đường cong hay đa giác trong biểu diễn vector. Tổng quát, tiến trình biến đổi là tiến trình xấp xỉ vì với vùng không gian cho trước thì mô hình raster sẽ chỉ có khả năng địa chỉ hoá các vị trí toạ độ nguyên. Trong mô hình vector, độ chính xác của điểm cuối vector được giới hạn bởi mật độ hệ thống toạ độ bản đồ còn vị trí khác của đoạn thẳng được xác định bởi hàm toán học. 2.1.3 Mô hình thông tin thuộc tính Số liệu phi không gian hay còn gọi là thuộc tính là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định. Một trong các chức năng đặc biệt của công nghệ GIS là khả năng của nó trong việc liên kết và xử lý đồng thời giữa dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính. Thông thường hệ thống thông tin địa lý có 4 loại số liệu thuộc tính: Đặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian có thể thực hiện SQL (Structure Query Language) và phân tích: Số liệu hiện tượng, tham khảo địa lý: miêu tả những thông tin, các hoạt động thuộc vị trí xác định. Chỉ số địa lý: tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vị, …liên quan đến các đối tượng địa lý. Quan hệ giữa các đối tượng trong không gian, có thể đơn giản hoặc phức tạp (sự liên kết, khoảng tương thích, mối quan hệ đồ hình giữa các đối tượng). Để mô tả một cách đầy đủ các đối tượng địa lý, trong bản đồ số chỉ dùng thêm các loại đối tượng khác: điểm điều khiển, toạ độ giới hạn và các thông tin mang tính chất mô tả (annotation). Annotation: Các thông tin mô tả có các đặc điểm: Có thể nằm tại một vị trí xác định trên bản đồ. Có thể chạy dọc theo arc. Có thể có các kích thước, màu sắc, các kiểu chữ khác nhau. Nhiều mức của thông tin mô tả có thể được tạo ra với ứng dụng khác nhau. Có thể tạo thông tin cơ sở dữ liệu lưu trữ thuộc tính. Có thể tạo độc lập với các đối tượng địa lý khác có trong bản đồ. Không có liên kết với các đối tượng điểm, đường, vùng và dữ liệu thuộc tính của chúng. Bản chất một số thông tin dữ liệu thuộc tính như sau: Số liệu tham khảo địa lý: mô tả các sự kiện hoặc hiện tượng xảy ra tại một vị trí xác định. Không giống các thông tin thuộc tính khác, chúng không mô tả về bản thân các hình ảnh bản đồ. Thay vào đó chúng mô tả các danh mục hoặc các hoạt động như cho phép xây dựng, báo cáo tai nạn, nghiên cứu y tế, … liên quan đến các vị trí địa lý xác định. Các thông tin tham khảo địa lý đặc trưng được lưu trữ và quản lý trong các file độc lập và hệ thống không thể trực tiếp tổng hợp chúng với các hình ảnh bản đồ trong cơ sở dữ liệu của hệ thống. Tuy nhiên các bản ghi này chứa các yếu tố xác định vị trí của sự kiện hay hiện tượng. Chỉ số địa lý: được lưu trong hệ thống thông tin địa lý để chọn, liên kết và tra cứu số liệu trên cơ sở vị trí địa lý mà chúng đã được mô tả bằng các chỉ số địa lý xác định. Một chỉ số có thể bao gồm nhiều bộ xác định cho các thực thể địa lý sử dụng từ các cơ quan khác nhau như là lập danh sách các mã địa lý mà chúng xác định mối quan hệ không gian giữa các vị trí hoặc giữa các hình ảnh hay thực thể địa lý. Ví dụ: chỉ số địa lý về đường phố và địa chỉ địa lý liên quan đến phố đó. Mối quan hệ không gian: của các thực thể tại vị trí địa lý cụ thể rất quan trọng cho các chức năng xử lý của hệ thống thông tin địa lý. Các mối quan hệ không gian có thể là mối quan hệ đơn giản hay lôgic, ví dụ tiếp theo số nhà 101 phải là số nhà 103 nếu là số nhà bên lẻ hoặc nếu là bên chẵn thì cả hai đều phải là các số chẵn kề nhau. Quan hệ Topology cũng là một quan hệ không gian. Các quan hệ không gian có thể được mã hoá như các thông tin thuộc tính hoặc ứng dụng thông qua giá trị toạ độ của các thực thể. Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và phi không gian: thể hiện phương pháp chung để liên kết hai loại dữ liệu đó thông qua bộ xác định, lưu trữ đồng thời trong các thành phần không gian và phi không gian. Các bộ xác định có thể đơn giản là một số duy nhất liên tục, ngẫu nhiên hoặc các chỉ báo địa lý hay số liệu xác định vị trí lưu trữ chung. Bộ xác định cho một thực thể có thể chứa toạ độ phân bố của nó, số hiệu mảnh bản đồ, mô tả khu vực hoặc con trỏ đến vị trí lưu trữ của số liệu liên quan. Bộ xác định được lưu trữ cùng với các bản ghi toạ độ hoặc mô tả số khác của các hình ảnh không gian và cùng với các bản ghi số liệu thuộc tính liên quan. Sự liên kết giữa hai loại thông tin cơ bản trong cơ sở dữ liệu GIS thể hiện theo sơ đồ sau: 2.2 Tổ chức cơ sở dữ liệu GIS Chức năng của hệ thống thông tin địa lý là để cải thiện khả năng người sử dụng để đánh giá đưa đến sự quyết định trong nghiên cứu, qui hoạch và quản lý. Để sắp xếp cho một số hệ thống thông tin, người sử dụng cần phải được cung cấp dữ liệu một cách đầy đủ và hữu hiệu, điều này đạt được bởi phương pháp của hệ thống quản lý dữ liệu (DBMS). Một DBMS có thể được định nghĩa như sau: Một sự liên kết các dữ liệu đã lưu trữ cùng với nhau mà không gây một trở ngại hoặc việc làm dư thừa không cần thiết nhằm giúp ích cho chương trình được gia tăng khả năng sử dụng lên gấp bội; dữ liệu được lưu trữ để chúng là chương trình độc lập mà dữ liệu được sử dụng một cách phổ biến, và việc điều khiển trong việc thêm dữ liệu mới, hoặc sửa đổi và khôi phục dữ kiện hiện có bên trong hệ thống dữ liệu. Dữ liệu được kết cấu như thế để cung cấp một nền tảng cho việc phát triển sau này "(Martin, 1977). 2.2.1 Khái niệm cơ bản về hệ cơ sở dữ liệu Để dễ dàng cho việc giải thích các khái niệm trước hết hệ thống bản vẽ máy bay bằng máy tính. Dữ liệu lưu trữ trong máy tính bao gồm thông tin về hành khách, chuyến bay, đường ..v..v.. Mọi thông tin về mối quan hệ này được biểu diễn trong máy thông qua việc đặt chỗ của khách hàng. Vậy làm thế nào để biểu diễn được dữ liệu đó và để đảm bảo cho hành khách đi đúng chuyến? Dữ liệu nêu trên được lưu trong máy theo một qui định nào đó và được gọi là cơ sở dữ liệu (CSDL, tiếng Anh là Database). Phần chương trình để có thể xử lý, thay đổi dữ liệu này là hệ quản trị cơ sở dữ liệu (HQTCSDL, Database Management System). Theo nghĩa này HQTCSDL có nhiệm vụ rất quan trọng như là một bộ diễn dịch (Interpreter) với ngôn ngữ bậc cao nhằm giúp người sử dụng có thể dùng được hệ thống mà ít nhiều không cần quan tâm đến thuật toán chi tiết hoặc biểu diễn dữ liệu trong máy. 2.2.2 Các loại thông tin trong GIS Như trên đã giới thiệu dữ liệu trong hệ thống thông tin địa lý bao gồm dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính: Dữ liệu địa lý: bao gồm các thể loại ảnh hàng không vũ trụ. Bản đồ trực ảnh (orthophotomap). Bản đồ nền địa hình lập từ ảnh hàng không - vũ trụ. Bản đồ địa hình lập từ số liệu đo đạc mặt đất. Bản đồ địa chính. Bản đồ địa lý tổng hợp từ các loại bản đồ địa hình. Các loại ảnh và bản đồ nói trên đều ở dạng số và lưu lại dưới dạng vector hoặc raster hỗn hợp raster-vector. Các dữ liệu địa lý dưới dạng vector được phân lớp thông tin yêu cầu của việc tổ chức các thông tin. Thông thường người ta hay phân lớp theo tính chất thông tin: lớp địa hình, lớp thuỷ văn, lớp đường giao thông, lớp dân cư, lớp thức phụ, lớp giới hành chính v.v.. Trong nhiều trường hợp để quản lý sâu hơn, người ta sẽ phân lớp chuyên biệt hơn như trong lớp thuỷ văn được phân thành các lớp con: các lớp sông lớn, sông nhỏ, lớp biển, lớp ao hồ,v.v… Các thông tin ở dạng raster là các thông tin nguồn và các thông tin hỗ trợ, không gian quản lý như một đối tượng địa lý. Các thông tin ở dạng vector tham gia trực tiếp quản lý và được định nghĩa như những đối tượng địa lý. Các đối tượng này thể hiện ở 3 dạng: điểm, đường và vùng hoặc miền. Mỗi đối tượng đều có thuộc tính hình học riêng như kích thước, miền vị trí. Vấn đề được đặt ra là tổ chức lưu trữ và hiển thị các thông tin vector như thế nào để thoả mãn các yêu cầu sau: Thể hiện đầy đủ các thông tin cần thiết. Độ dư và độ thừa nhỏ nhất. Truy cập thông tin nhanh. Cập nhật thông tin dễ dàng và không sai sót (xoá bỏ thông tin không cần thiết, bổ sung thông tin mới , chỉnh lý các thông tin đã lạc hậu). Thuận lợi cho việc hiển thị thông tin. Dữ liệu thuộc tính (Attribute): là các thông tin giải thích cho các hiện tượng địa lý gắn liền với hiện tượng địa lý. Các thông tin này được lưu trữ dữ liệu thông thường. Vấn đề đặt ra là là phải tìm mối quan hệ giữa thông tin địa lý và thông tin thuộc tính. Từ thông tin ta có thể tìm ra được các thông tin kia trong cơ sở dữ liệu. 2.2.3 Kiến trúc một hệ cơ sở dữ liệu Một CSDL được phân thành các mức khác nhau. ở đây có thể xem như chỉ có một CSDL đơn giản và có một hệ phần mềm QTCSDL. 2.2.3.1 Sự trừu tượng hóa dữ liệu CSDL vật lý (mức vật lý) là các tệp dữ liệu theo một cấu trúc nào đó được lưu trên các thiết bị nhớ thứ cấp (như đĩa từ, băng từ, ... ) CSDL mức khái niệm là một sự biểu diễn trừu tượng của CSDL vật lý (còn có thể nói tương đương: CSDL mức vật lý là sự cài đặt cụ thể của CSDL mức khái niệm. Các khung nhìn (view) là cách nhìn, là quan niệm của từng người sử dụng đối với CSDL mức khái niệm. Sự khác nhau giữa khung nhìn và mức khái niệm thực chất là không lớn. 2.2.3.2 Thể hiện và lược đồ của CSDL Thể hiện của CSDL (INSTANCE) Khi CSDL đã được thiết kế, thường người ta quan tâm tới “bộ khung“ hay còn gọi là “mẫu” của CSDL. Dữ liệu có trong CSDL gọi là thể hiện của CSDL, mặc dù khi dữ liệu thay đổi trong một chu kỳ thời gian nào đó thì ”bộ khung“ của CSDL vẫn không thay đổi. CSDL luôn thay đổi mỗi khi thông tin được thêm vào hay bị xoá đi. Tập hợp các thông tin lưu trữ trong CSDL tại một thời điểm nào đó được gọi là một thể hiện của CSDL. Lược đồ của cơ sở dữ liệu (Instance) Thiết kế tổng quan của CSDL được gọi là lược đồ (hay sơ đồ) của CSDL. Lược đồ của CSDL ít khi bị thay đổi. Trong một ngôn ngữ lập trình, nó tương ứng với các tập định nghĩa của các kiểu dữ liệu (kiểu mẫu tin, kiểu bảng, …) Thường “ bộ khung” nêu trên bao gồm một số danh mục hoặc chỉ tiêu hoặc một số kiểu của các thực thể trong CSDL. Giữa các thực thể có thể có mối quan hệ nào đó với nhau. ở đây sử dụng thuật ngữ “ lược đồ” để thay thế cho khái niệm “ bộ khung”. Lược đồ khái niệm là bộ khung của CSDL mức vật lý, khung nhìn được gọi là lược đồ con (Subscheme). Lược đồ và khái niệm mô hình dữ liệu. Lược đồ khái niệm là sự biểu diễn thế giới thực bằng một loại ngôn ngữ phù hợp, hệ QTCSDL cung cấp ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu cho lược đồ con (subscheme data definition language) để xác định lược đồ khái niệm. Đây là ngôn ngữ bậc cao có khả năng mô tả lược đồ khái niệm bằng cách biểu diễn của mô hình dữ liệu. Ví dụ mô hình dữ liệu phù hợp là một đồ thị có hướng (mô hình mạng - Network model), trong đó các đỉnh biểu diễn mối quan hệ giữa các thực thể (như hành khách, chuyến bay), các cạnh của đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa các thực thể (như xác định đội bay cho mỗi chuyến bay). 2.2.3.3 Các mô hình của CSDL Mô hình phân cấp Mô hình dữ liệu là một cây, trong đó các nút biểu diễn các tập thực thể, giữa các nút con và nút cha được liên hệ theo một mối quan hệ xác định. Điểm nổi bật trong các thủ tục truy xuất đến một đối tượng trong mô hình phân cấp là đường dẫn đi từ gốc đến phần tử cần xét trong cây phân cấp. Mô hình phân cấp khá phù hợp với những hình thức tổ chức phân cấp trong xã hội. Thường gặp trong các hệ thống máy tính là mô hình quản lý thư mục. Mô hình lưới Mô hình dữ liệu kiểu lưới là mô hình cho phép dùng một mô hình đồ thị trực tiếp và đơn giản cho dữ liệu. Để dễ dàng minh hoạ và phân biệt giữa mô hình phân cấp và mô hình lưới, xem xét ví dụ sau đây: Cho một bản đồ A đơn giản gồm 2 đa giác I và II được xác định bởi tập hợp các đường thẳng trong đó có được một đường chung của 2 đa giác. Mỗi đường thẳng được xác định bởi các cặp toạ độ. Mô hình lưới và mô hình phân cấp nói chung là khá bất tiện cho lưu trữ và khai thác xử lý bởi vì toạ độ các điểm, một số cạnh phải lưu trữ nhiều lần (như ví dụ trên các cạnh c phải lưu trữ 2 lần) v..v.. gây nên sự dư thừa dữ liệu. Ngoài ra, hệ thống còn phải cần lưu trữ một số lớn các con trỏ móc nối gây nên phức tạp trong quá trình cập nhật, biến đổi dữ liệu, đặc biệt khi thêm bớt một cạnh hoặc một một đỉnh nào đó. Mô hình quan hệ Mô hình này dựa trên cơ sở khái niệm lý thuyết tập hợp của các quan hệ, tức là tập các K - bộ với K cố định. Thuận lợi của mô hình quan hệ là được hình thức hoá toán học chặt chẽ do đó các xử lý, thao tác với dữ liệu là dễ dàng, có tính độc lập dữ liệu cao. Cấu trúc dữ liệu đơn giản mềm dẻo trong xử lý và dễ dàng cho người sử dụng. Đặc biệt các phép tính cập nhật dữ liệu cho mô hình quan hệ nói chung là ít phức tạp hơn nhiều so với các mô hình khác. Một cách đơn giản hơn có thể hiểu mối quan hệ là một bảng 2 chiều tệp độc lập, trong đó mỗi cột (trường) là một thuộc tính, mỗi hàng (bộ) là một đối tượng. Trong thí dụ trên, có cấu trúc các quan hệ (bảng) như sau: Trong 3 loại mô hình nêu trên thì mô hình quan hệ có nhiều ưu điểm và được nhiều người quan tâm hơn cả. Bởi lẽ, mô hình dữ liệu quan hệ có tính độc lập rất cao, lại dễ dàng sử dụng. Điều quan trọng hơn cả, mô hình quan hệ được hình thức hoá toán học tốt, do đó được nghiên cứu, phát triển và cho được nhiều kết quả lý thuyết cũng hư ứng dụng trong thực tiễn. Trên cơ sở mô hình dữ liệu quan hệ, đến nay đã phát triển thêm một số loại mô hình khác nhằm mô tả và thể hiện thế giới thực một cách chính xác và phù hợp hơn như mô hình quan hệ thực thể (Entily Relationship model), mô hình dữ liệu hướng đối tượng (Object Oriented Model). 2.2.3.4 Tính độc lập dữ liệu (Data independence). Sự phụ thuộc dữ liệu của các ứng dụng hiện nay Một hệ ứng dụng được gọi là phụ thuộc dữ liệu khi không thể thay đổi được cấu trúc lưu trữ hoặc chiến lược truy xuất mà không ảnh hưởng đến chương trình ứng dụng. Lúc đó, các khó khăn gây nên bởi cấu trúc mặt ghép nối của các chương trình xử lý tập tin, chứ không liên quan gì đến vấn đề mà hệ ứng dụng viết ra để giải quyết. Yêu cầu của các hệ ứng dụng Các hệ ứng dụng khác nhau cần có những cái nhìn khác nhau đối với những dữ liệu khác nhau. Người quản trị cơ sở dữ liệu phải có khả năng thay đổi cấu trúc lưu trữ hoặc chiến lược truy xuất để đáp ứng các yêu cầu thay đổi mà không cần phải sửa đổi các chương trình ứng dụng hiện có. Định nghĩa tính độc lập dữ liệu Tính độc lập dữ liệu là tính bất biến của các hệ ứng dụng đối với các thay đổi trong cấu trúc lưu trữ và chiến lược truy xuất. Phân loại tính độc lập dữ liệu Độc lập dữ liệu ở mức vật lý: Theo hình trên, từ khung nhìn, tới CSDL khái niệm và CSDL vật lý cho thấy có hai mức “độc lập tư liệu”. Thứ nhất: Lược đồ có thể thay đổi do người quản trị CSDL mà không cần thay đổi lược đồ con. Việc tổ chức lại CSDL vật lý (thay đổi các tổ chức, cấu trúc dữ liệu trên các thiết bị nhớ thứ cấp) có thể làm thay đổi hiệu quả tính toán của các chương trình ứng dụng nhưng không đòi hỏi phải viết lại các chương trình đó. Tính độc lập này gọi là Độc lập dữ liệu mức vật lý. Độc lập dữ liệu ở mức logic: Mối quan hệ giữa các khung hình và lược đồ khái niệm cho thêm một loại độc lập, gọi là độc lập dữ liệu logic. Khi sử dụng một CSDL, có thể cần thiết để thay đổi lược đồ khái niệm như thêm thông tin về các loại khác nhau của các thực thể hoặc bớt xoá các thông tin về các thực thể đang tồn tại trong CSDL. Việc thay đổi lược đồ khái niệm không làm ảnh hưởng tới các lược đồ con đang tồn tại, do đó không cần thiết phải thay đổi các chương trình ứng dụng. 2.2.4 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu của GIS 2.2.4.1 Giới thiệu Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là hệ thống quản lý, lưu trữ, bảo trì toàn bộ cơ sở dữ liệu. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cũng cung cấp các công cụ cho phép người dùng hỏi đáp, tra cứu và tác động vào cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu cho một hệ thống GIS bao gồm 2 cơ sở dữ liệu thành phần chính là : Cơ sở dữ liệu địa lý (không gian) Cơ sở dữ liệu thuộc tính (phi không gian) Trong hệ thống GIS, hệ quản trị cơ sở dữ liệu GIS được xây dựng bao gồm 2 hệ quản trị cơ sở dữ liệu riêng cho từng phần hoặc xây dựng một hệ quản trị cơ sở dữ liệu chung cho cả hai cơ sở dữ liệu con kể trên. Thông thường hệ quản trị cơ sở dữ liệu GIS được xây dựng bao gồm 3 hệ quản trị cơ sở dữ liệu con: Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho cơ sở dữ liệu địa lý. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ ở mức tra cứu, hỏi đáp. Hệ này được tích hợp cùng với hệ quản trị cơ sở dữ liệu địa lý cho phép người ta dùng truy nhập dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính đồng thời. Tuy nhiên, hệ quản trị cơ sở dữ liệu này cho thao tác trên cơ sở dữ liệu thuộc tính bị hạn chế. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu thuộc tính. Thông thường các hệ thống GIS đều lấy một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ hiện có để quản trị và thực hiện các bài toán trên dữ liệu thuộc tính mà không liên quan đến dữ liệu không gian. Ví dụ: FOX, MS SQL, ORACLE. Về hệ quản trị cơ sở dữ liệu quản lý cơ sở dữ liệu thuộc tính, chúng ta đã xem xét chi tiết trong phần “Hệ thống cơ sở dữ liệu“. Vì vậy, ở đây chúng ta chỉ đi sâu vào hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho dữ liệu không gian. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho dữ liệu không gian bao gồm các hệ thống con sau: Hệ thống nhập bản đồ Hệ thống hiển thị bản đồ Hệ thống tra cứu, hỏi đáp cơ sở dữ liệu Hệ thống phân tích địa lý Hệ thống phân tích thống kê Hệ thống đầu ra. 2.2.4.2 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu GIS Hệ thống nhập bản đồ Hệ thống cung cấp các công cụ để số hoá các đối tượng trên bản đồ. Hiện nay tồn tại hai phương pháp để chuyển bản đồ giấy thành bản đồ số: Số hoá bản đồ: dùng bàn vẽ (digitizer) đi lại các đối tượng bản đồ trên giấy. Chức năng có thể có trong bản thân hệ thống hoặc dùng 1 phần mềm khác số hoá, sau đó nhập vào kết quả số hoá bởi phần mềm đó. Vector hoá bản đồ: Bản đồ được quét vào thành dạng file ảnh (scanning) sau đó chuyển sang dạng vector (vectorizing). Quá trình vectorizing có thể thực hiện thủ công qua số hoá trên màn hình (head up digitizing) hoặc dùng phần mềm chuyển tự động/bán tự động từ ảnh sang vector. Một trong những nguồn dữ liệu quan trọng là dữ liệu được nhập từ các hệ thống khác. Vì vậy hệ thống nhập bản đồ phải có chức năng nhập (import) các dạng (format) dữ liệu khác nhau. Hệ thống hiển thị bản đồ Hệ thống cung cấp các khả năng hiển thị bản đồ trên màn hình cho người sử dụng xem. Hiện nay chức năng hiển thị bản đồ đều có khả năng cung cấp cách nhìn 3 chiều (3D). Bản đồ sẽ được thể hiện sinh động, trực quan hơn. Tra cứu, hỏi đáp cơ sở dữ liệu Hệ thống cung cấp các công cụ cho người sử dụng tra cứu, hỏi đáp, lấy các thông tin cần thiết trong cơ sở dữ liệu ra. Hệ thống này ảnh hưởng trực tiếp đến tính hiệu quả của hệ thống. Bởi vì phần lớn, người dùng chỉ có yêu cầu tra cứu thông tin. Hệ thống tra cứu phải mềm dẻo, dễ sử dụng, thời gian truy cập dữ liệu nhanh. Hệ thống cho phép tra cứu trên cả hai dữ liệu: dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Hệ thống xử lý, phân tích địa lý. Đây là hệ thống thể hiện rõ nhất sức mạnh của GIS. Hệ thống cung cấp các công cụ cho phép người dùng xử lý, phân tích dạng dữ liệu không gian. Từ đó, chúng ta có thể sản sinh ra các thông tin mới (thông tin dẫn suất). Hệ thống phân tích thống kê. Hệ thống cung cấp các công cụ thống kê trên dữ liệu không gian cũng như dữ liệu thuộc tính. Tuy nhiên các phép phân tích thống kê trên dữ liệu không gian khác biệt so với một số phép phân tích thống kê thông thường trên dữ liệu phi không gian. Hệ thống in ấn bản đồ. Hệ thống có nhiệm vụ in các bản đồ kết quả ra các thiết bị ra thông dụng như máy in (printer), máy vẽ (Plotter). Yêu cầu đối với hệ thống này là tương thích với nhiều loại thiết bị ngoại vì hiện có trên thị trường. CHƯƠNG III: XÂY DỰNG GIS DU LỊCH CHO THÀNH PHỐ ĐIỆN BIÊN 3.1 Đặt vấn đề: Điện Biên là tỉnh có tài nguyên du lịch phong phú và đa dạng, rất thuận lợi cho phát triển các loại hình du lịch: lịch sử, văn hoá, sinh thái tự nhiên. Với vị trí tiểu vùng du lịch Tây Bắc, tài nguyên du lịch Điện Biên được đánh giá như sau: Tài nguyên du lịch lịch sử: Điện Biên có vị trí chiến lược rất quan trọng, qua nhiều thời kỳ lịch sử còn để lại những di tích có giá trị nhân văn, trong đó nổi bật nhất là hệ thống di tích lịch sử chiến thắng Điện Biên Phủ gồm: Sở chỉ huy chiến dịch Điện Biên Phủ – Mường Phăng; các cứ điểm Him Lam, Bản Kéo, Độc Lập; Các đồi A1, C1, D1, E1 và khu trung tâm tập đoàn cứ điểm của Pháp ( Khu hầm Đờ cát) Quần thể di tích này là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá để phát triển du lịch không những của tỉnh Điện Biên, của Tây Bắc mà còn của cả nước. Tài nguyên du lịch sinh thái tự nhiên: Điện Biên là tỉnh có nhiều hang động, nhiều nguồn nước khoáng, nhiều hồ nước lớn... hợp thành nguồn tài nguyên du lịch thiên nhiên phong phú, trong đó phải kể đến: Rừng nguyên sinh Mường Nhé; các hang động tại Pa Thơm (Điện Biên), Thẩm Púa (Tuần Giáo); các suối khoáng nóng Hua Pe, U Va; các hồ Pá Khoang (600 ha), Pe Luông (25 ha), Huổi Phạ (30ha)... Đây là nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá không những có giá trị trong phát triển du lịch mà còn rất thuận lợi trong việc xây dựng các khu nghỉ dưỡng và chữa bệnh. Tài nguyên du lịch văn hoá: Bên cạnh các loại hình văn hóa vật thể, Điện Biên còn có tiềm năng phong phú về văn hóa phi vật thể, với 21 dân tộc anh em chung sống, mỗi dân tộc có sắc thái văn hóa riêng rất đa dạng, trong đó điển hình là dân tộc Thái, dân tộc H' Mông. Về văn hóa dân gian có kho tàng ca dao dân ca, truyện cổ tích của các dân tộc, các lễ hội truyền thống, các di chỉ khảo cổ... Tất cả hợp thành sắc thái văn hóa riêng của các dân tộc vùng Tây Bắc Việt Nam. Đó cũng là tài nguyên du lịch phong phú để phát triển các loại hình du lịch, văn hóa thu hút khách du lịch. Đối với các ứng dụng về GIS, do đặc thù không gian của nó, các thông tin về bản đồ sẽ là đối tượng chính được tổ chức, quản lý và phân tích thông qua một công nghệ thích hợp nhất là hệ thống thông tin địa lý. GIS là hệ quản trị cơ sở dữ liệu bao gồm dữ liệu không gian và phi không gian có khả năng thu nhận, phân tích tổng hợp, chồng xếp các lớp thông tin có trong cơ sở dữ liệu tạo ra các lớp thông tin mới theo mục đích của người sử dụng. Đó là hệ thống thông tin kiểu mới. Từ các thông tin bản đồ và các thuộc tính lưu trữ có thể dễ dàng tạo ra các loại bản đồ và chỉ dẫn để cung cấp một cách nhìn hệ thống, cho phép người sử dụng có quyết định đúng đắn. GIS gắn liền với các số liệu khác liên quan đến nó. ứng dụng công nghệ thông tin địa lý GIS trong du lịch hiện nay còn chưa phổ biến tuy nhiên GIS rất có ưu thế trong lĩnh vực này. Hiện nay ngành du lịch Điện Biên đang phát triển mạnh mẽ nhưng còn rời rạc, mang tính chất đơn lẻ, chưa có quy mô, tổ chức chặt chẽ vì vậy cần phải thiết lập một hệ thống bản đồ số hỗ trợ cho du lịch. Do đó việc xây dựng GIS du lịch cho thành phố Điện Biên là hết sức cần thiết để phục vụ quảng bá và khai thác du lịch Điện Biên. 3.2 Mô tả ứng dụng Phần mềm có các lớp dữ liệu về điểm du lịch (di tích lịch sử, bản văn hóa), dịch vụ du lịch (cơ sở lưu trú – nhà hàng), cơ quan nhà nước, đường giao thông. Người dùng vừa có thể tìm được vị trí các điểm cần tìm mà còn được cung cấp thông tin phong phú về các điểm đó nữa. Phần mềm cho phép tìm kiếm vị trí các điểm du lịch, cơ sở lưu trú, nơi ăn uống giải trí, nơi mua sắm, trung tâm lữ hành, cơ quan hành chính, ngân hàng, bưu điện, bệnh viện ... trên các lớp bản đồ thành phố Điện Biên đã được số hóa. Đặc biệt, lớp ảnh được tích hợp vào phần mềm đã làm cho bản đồ số hết sức trực quan, sinh động. 3.3 Các yêu cầu của ứng dụng “GIS du lịch thành phố Điện Biên” được xây dựng đáp ứng được các yêu cầu sau: - Mạng lưới các địa điểm du lịch được thể hiện trên bản đồ số với đầy đủ các lớp bản đồ nền như: Lớp Hành Chính, Giao Thông, Sông ngòi... - Hiển thị các địa điểm du lịch trên bản đồ theo đối tượng điểm - Hiển thị các đường giao thông trên bản đồ theo đối tượng đường - Hệ thống có đầy đủ các chức năng thao tác cơ bản trên bản đồ: Phóng to, thu nhỏ, di chuyển, lựa chọn, đo khoảng cách, hiển thị thông tin... - Cập nhật dữ liệu các đơn vị du lịch. 3.4 Các chức năng của ứng dụng Phần mềm gồm các chức năng sau: Du lÞch §iÖn Biªn HÖ thèng B¶n ®å C«ng cô Trî gióp §¨ng nhËp §æi mËt khÈu Tho¸t Thªm ®èi t­îng Söa ®èi t­îng Xo¸ ®èi t­îng §iÒu khiÓn líp Thuéc tÝnh T×m kiÕm Xem th«ng tin §o kho¶ng c¸ch Xem b¶n ®å Giíi thiÖu ch­¬ng tr×nh H­íng dÉn sö dông Sơ đồ chức năng của ứng dụng 3.4.1 Chức năng quản lý hệ thống Cho phép người quản trị đăng nhập, thay đổi mật khẩu, thoát khỏi chương trình. 3.4.2 Chức năng quản lý bản đồ Cho phép người quản trị sau khi đã đăng nhập thành công có thể thay đổi được cơ sở dữ liệu gồm các thông tin về các lớp bản đồ, các điểm văn hoá du lịch, dịch vụ du lịch, di tích lịch sử, các cơ quan nhà nước, điểm ẩm thực, giải trí, nơi mua sắm... 3.4.3 Chức năng tiện ích (công cụ) Cho phép sử dụng thanh công cụ chứa các tool: quản lý các lớp đối tượng, lựa chọn, phóng to, thu nhỏ, di chuyển bản đồ, in ấn, xem thông tin... Cho phép người sử dụng có thể thực hiện tra cứu, tìm kiếm các thông tin về các lớp bản đồ, các điểm văn hoá du lịch, dịch vụ du lịch, các cơ quan, điểm du lịch, điểm ẩm thực, giải trí, nơi mua sắm... 3.4.4 Chức năng trợ giúp Giới thiệu chương trình và hướng dẫn sử dụng chương trình 3.5 Xây dựng cơ sở dữ liệu cho ứng dụng 3.5.1 Các yêu cầu khởi tạo cơ sở dữ liệu Dữ liệu GIS của bản đồ được tạo ra phải ở khuôn dạng chuẩn Geodatabase. Bản đồ nền được thành lập từ bản đồ du lịch thành phố Điện Biên tỉ lệ ... Các đối tượng bản đồ được phân loại thành các lớp bản đồ với kiểu hình học xác định (điểm, đường, vùng) Các đối tượng bản đồ (sông, hồ, đường giao thông, vùng hành chính, …) phải được xử lý Topology (các đối tượng không được chồng, hoặc phải cắt tại các điểm giao nhau …). Tên lớp bản đồ, cấu trúc trường thuộc tính (tên trường, kiểu trường) của các lớp bản đồ được tạo theo quy định trong phần “Cấu trúc các dữ liệu”. Sử dụng bảng chữ VNTime để nhập giá trị thuộc tính cho các trường. 3.5.2 Các định nghĩa và ý nghĩa trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu GIS Bản đồ nền: Tập hợp các lớp bản đồ được sử dụng chung cho các bản đồ chuyên môn, các lớp trong bản đồ nền thường là các yếu tố: thủy hệ, giao thông, ranh giới, các ký hiệu. Lớp bản đồ: Tập hợp các các đối tượng có cùng kiểu hình học (điểm, đường, vùng) mô tả một loại nhóm thông tin (thủy hệ, khung bản đồ ..) Kiểu đối tượng: Để dễ dàng quản lý và thực hiện các bài toàn về GIS thì mối lớp đối tượng chỉ chứa các đối tượng cùng kiểu hình học (điểm, đường, vùng). Màu của đối tượng: Khi đưa bản đồ hiển thị trên hệ thống thì màu của đối tượng phải được qui định thống nhất, vì vậy các đối tượng của lớp bản đồ cần phải được xác định màu. Theo thiết kế này thì màu của đối tượng phải được xác định theo chuẩn RGB. Biểu tượng, lực nét của các đối tượng: Khi thể hiện trên hệ thống thì biểu tượng và lực nét của các đối tượng được lựa chọn và thể hiện sao cho các lớp bản đồ thể hiện rõ ràng và trực giao nhất. Quy định đặt tên lớp bản đồ: tên của các lớp bản đồ được đặt theo quy định trong bảng thiết kế. 3.5.3 Cấu trúc cơ sở dữ liệu Cơ sở dữ liệu được xây dựng gồm các thông tin: Bản đồ du lịch (Tỷ lệ...) Lớp dữ liệu di tích lịch sử Lớp dữ liệu về cơ quan nhà nước Lớp dữ liệu bản văn hóa Lớp dữ liệu về cơ sở lưu trú Lớp dữ liệu về nhà hàng Lớp dữ liệu về giao thông Dữ liệu về vị trí địa lý, lịch sử, cộng đồng các dân tộc, lễ hội Dữ liệu về đi lại – mua sắm Dữ liệu về đặc sản – lưu niệm Dữ liệu về các dịch vụ khác (ngân hàng, bưu điện, bệnh viện) 3.5.4 Quá trình thu thập xử lý dữ liệu Các bản đồ: Bản đồ du lịch 3.6 Demo ứng dụng 3.6.1 Mô hình tổng thể của bài toán 3.6.2 Các yêu cầu chung Chương trình được xây dựng dựa trên các công nghệ phát triển GIS Sử dụng cơ sở dữ liệu GIS Xây dựng hệ thống tra cứu thông tin trên GIS 3.6.3 Yêu cầu về thiết kế hệ thống Hệ thống được thiết kế theo mô hình Client/Server. Hệ thống được thiết kế theo phương pháp thiết kế hướng đối tượng đảm bảo cho việc dễ bảo trì, nâng cấp và quản lý. 3.6.4 Yêu cầu về quản trị hệ thống Hệ thống cho phép người quản trị hệ thống đăng kí người sử dụng, phân quyền người sử dụng trong việc khai thác thông tin. Hệ thống cho phép hỗ trợ chức năng giám sát các hoạt động của người sử dụng truy cập vào hệ thống. Hệ thống cho phép người sử dụng khai báo các thông số đầu vào và thiết lập cấu hình chức năng hệ thống. 3.6.5 Yêu cầu về an toàn thông tin Hệ thống cho phép người sử dụng có thể sao lưu (Backup) và phục hồi (Restore) cơ sở dữ liệu theo thời gian. 3.6.6 Yêu cầu về tính mở Hệ thống phải được thiết kế cho phép khai thác với các nguồn dữ liệu có sẵn của hệ thống hoặc các hệ thống khác. 3.6.7 Yêu cầu về giao diện Hệ thống được thiết kế phải có giao diện (interface) thân thiện với người sử dụng và dễ sử dụng. Các màn hình (Views) thao tác với bản đồ phải thống nhất về thanh công cụ và controls. Các màn hình nhập liệu phải thống nhất về thanh công cụ (toolbar), phím nóng (hot key) và các controls. 3.6.8 Yêu cầu về môi trường phát triển và sử dụng hệ thống Yêu cầu về phần cứng Máy tính PC: Cầu hình PIV 1,5 GHz Bộ nhớ tối thiểu 256MB Ổ cứng còn trống tối thiểu ít nhất 1GB. Yêu cầu về phần mềm hệ thống Hệ điều hành Windows XP SP2 Hệ thống cơ sở dữ liệu hỗ trợ định dạng Personal Geodatabase của ESRI (MS Access). Với định dạng này, CSDL được tích hợp trong phần mềm Access trong bộ Microsoft Office, mỗi lớp đối tượng được lưu trữ dưới dạng các bảng dữ liệu, việc truy xuất và xử lý dữ liệu rất nhanh, và cung cấp đầy đủ các tính năng như một hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Định dạng này đảm bảo mức độ an toan cho dữ liệu được lưu trữ và hỗ trợ đầy đủ font hệ thống theo các tiêu chuẩn hiện hành ArcGIS Engine runtime version 9.1 .NetFrameWork version 1.1 môi trường phát triển. Yêu cầu về công cụ thiết kế và phát triển Công cụ phát triển Visual Studio .NET 2003 Ngôn ngữ C#. ArcGIS Engine runtime version 9.1. Chương IV: Kết quả thu hoạch của ứng dụng 4.1. Ngôn ngữ sử dụng trong ứng dụng - Ngôn ngữ được dùng để viết ứng dụng là Visual Basic (VB). Đây là ngôn ngữ khá mạnh trong việc viết các bài toán quản lý.Visual Basic hỗ trợ nhiều công cụ (tool) giúp người lập trình tạo nên chương trình một cách dễ dàng, hơn nữa VB cũng tương thích với nhiều công cụ khác thông qua các component như component one, công cụ mapx… Hơn thế nữa VB cũng được trang bị những công cụ mạnh trong việc truy nhập vào cơ sở dữ liệu như ADO, DAO, JEST… Giúp cho việc truy nhập vào các cơ sở dữ liệu Access, SQL server… được dễ dàng. Hơn thế nữa ngôn ngữ VB đã được học trong chương trình đào tạo của nhà trường nên em khá thành thạo - Cơ sở dữ liệu Access: Là hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ biến và thân thiện với các ngôn ngữ lập trình khác. Nó dễ dàng cho việc tạo ra một cơ sở dữ liệu mới cũng như sửa đổi hệ thống và truy nhập thông tin một cách dễ dàng. Tuy nhiên Access chỉ nên ứng dụng với những chương trình với số lượng dữ liệu nhỏ và không cần bảo mật tốt. - Công nghệ MapInfo: Như đã giới thiệu ở chương I và II. MapInfo là công nghệ phổ biến nhất hiện nay trong việc xây dựng các ứng dụng GIS. Nó cung cấp các công cụ cũng như tính năng tốt cho việc tạo và sử lý dữ liệu của bản đồ số. Dễ sử dụng và thuận tiện. - Công cụ hỗ trợ MapX. Đây là công cụ hỗ trợ cho việc truy nhập vào cơ sở dữ liệu GIS được dễ dàng thuận tiện, Mapx cũng được Visual Basic hỗ trợ thông qua việc add component 4.2. Kết quả ứng dụng: Trước hết ứng dụng đã cung cấp các thông tin khá đầy đủ về thành phố Điện Biên Khi click vào các nút lệnh như ‘ Lịch sử Điện Biên’,‘ cộng đồng các dân tộc’ hay ‘Lễ hội’ thì nội dung của các mục sẽ được hiển thị ở bên cạnh cùng ảnh minh hoạ. Khi chọn các tab “ Nhà hàng, điểm du lịch, cơ sở lưu trú, cơ quan nhà nước ” thì bản đồ sẽ hiện lên. Ở bên trái màn hình nếu chọn ở hộp combo Điểm du lịch thì layer điểm du lịch sẽ được thêm vào bản đồ và hiện lên. Khi đó một list chứa các đối tượng của layer vừa chọ ở combo sẽ hiện lên ta có thể tìm và xem thông tin các đối tượng đó. Muốn tìm kiếm thông tin về nội dung nào ta chỉ việc chọn tiêu chí tìm ở combo tìm kiếm và gõ thông tin tìm kiếm ở bên dưới sau đó click vào tìm. Nếu tìm thấy thông tin thì bản đố sẽ tự động zoom đến địa chỉ đó và đối tượng tìm kiếm sẽ nhấp nháy, nếu không tìm thấy thì sẽ có một hộp book báo là không tìm thấy. Đối với thanh công cụ: khi chọn menu công cụ sẽ hiển thị nên thanh công cụ giúp cho việc điều khiển bản đồ trở nên dễ dàng hơn. Nếu là người quản trị ta cần thêm thông tin cho bản đồ hay sửa đổi các thông tin của bản đồ thì chọn menu hệ thống sau đó đăng nhập vào hệ thống. nếu đăng nhấp thành công thì menu bản đồ hiên sáng khi đó ta có thể sửa hay thay đổi tuỳ vào người quản trị, nếu đăng nhập không thành công thì chương trình lại quay về như khi chạy với người sử dụng bình thường. Với menu trợ giúp ta có thể xem hướng dẫn sử dụng cũng như giới thiệu về chương trình tại đó. Do thời gian thực tập không nhiều cùng với việc thu thập tài liệu (Bản đồ, các thông tin về du lịch ) và thời gian tim hiểu về hệ thống GIS mất khá nhiều thời gian nên em viết ứng dụng nhỏ, chưa có nhiều chức năng, nhất là việc tìm đường còn chưa thực hiện được, ứng dụng còn nhiều hạn chế. KẾT LUẬN 1. Kết quả đạt được Kết quả đạt được Tìm hiểu về hệ thông tin địa lý GIS như: định nghĩa GIS, các thành phần của GIS, các khái niệm cơ bản về GIS, các công nghệ phát triển GIS. Nắm được cơ sở dữ liệu GIS gồm: các mô hình dữ liệu GIS, tổ chức cơ sở dữ liệu GIS. Thu thập dữ liệu, bước đầu xây dựng GIS du lịch cho thành phố Điện Biên ưu điểm Hoàn thành đúng thời gian, tiến độ được giao Đã cố gắng trình bày một cách hệ thống Đã cố gắng đưa ra trình bày một cách đầy đủ nhất trong tầm hiểu biết của bản thân về các vấn đề Đã cố gắng trình bày sát với thầy hướng dẫn Nhược điểm Chỉ giải quyết được bước đầu của bài toán “ Xây dựng GIS du lịch cho thành phố Điện Biên” Thu hoạch cho bản thân Tìm hiểu về hệ thông tin địa lý GIS Nắm được cơ sở dữ liệu GIS Làm quen với MapInfo 2. Hướng phát triển Xây dựng hoàn chỉnh phần mềm GIS du lịch cho tỉnh Điện Biên 3. Lời cảm ơn Lời đầu tiên tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy, Cô bôm môn Công Nghệ Thông Tin trường Đại Học Kinh Tế Quốc Dân đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kinh nghiệm, kiến thức quý báu và đã khích lệ hỗ trợ về mọi mặt cho tôi trong suốt quá trình học tập tại trường. Đặc biệt xin chân thành cảm ơn Cô giáo Tống Minh Ngọc là người đã trực tiếp hướng dẫn tôi rất nhiệt tình trong suốt quá trình thực tập. Xin cảm ơn sở Thương mại – Du lịch tỉnh Điện Biên, sở Tài nguyên – Môi trường tỉnh Điện Biên đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình sưu tầm tài liệu về du lịch của tỉnh. Tôi xin cảm ơn tất cả bạn bè đã và đang giúp đỡ tận tình, động viên chia sẻ kiến thức cho tôi trong thời gian học tập tại trường. TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Văn Đức, Hệ thống thông tin địa lý, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, Hà Nội 2001. Nguyễn Thế Thận, Cơ sở hệ thống thông tin địa lý GIS, Nhà xuất bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà Nội 1999.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docXây dựng ứng dụng GIS du lịch thành phố Điện Biên.doc