- Xây dựng cơ sở dữ liệu thông tin hành chính Thành phố Hồ Chí Minh trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL. - Thiết kế giao diện và đưa cơ sở dữ liệu hiển thị lên nền web bằng công nghệ mã nguồn mở GeoServer, thư viện OpenLayers, các ngôn ngữ lập trình HTML, JavaScript. - Ứng dụng thư viện thao tác với GeoServer tạo kiểu hiện thị (style) cho các lớp dữ liệu. - Chỉnh sửa và cập nhật dữ liệu thuộc tính trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL bằng Java. - Xây dựng WebGIS thông tin hành chính Thành phố Hồ Chí Minh, có nhiều chức năng, giao diện thân thiện, dễ sử dụng. - 13 3.1 Dữ liệu. - 47 iv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT HTML : Hyper Text Markup Language API : Application Programming Interface GIS : Geographic Information System IT : Information technology XML : eXtensible Markup Language PHP : Hypertext Preprocessor URL : Uniform Resource Locator TOPP : The Open Planning Project OGC : Open Geospatial Consortium WMS : Web Map Services WFS : Web Feature Services WCS : Web Coverage Service KML : Keyhole Markup Language GML : Geography Markup Language GIF : Graphics Interchange Format SVG : Scalable Vector Graphics PNG : Portable Network Graphics SMGL : Standard Generalized Markup Language CSDL : Cơ sở dữ liệu HQTCSDL : Hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL : Structured Query Language v DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 4.1: Các bảng dữ liệu được lưu trữ trong PostgreSQL. - 16 Hình 3.3: Cơ sở dữ liệu Thành phố Hồ Chí Minh. - 18 Hình 3.6: Cơ sở dữ liệu trong Databases tphcm. - 20 Hình 3.9: Hộp thoại thông tin về kho dữ liệu. - 21 Hình 3.10: Hộp thoai tạo các lớp dữ liệu. - 28 Hình 3.19: Code hiển thị cơ sở dữ liệu. - 29 Hình 4.1: Sơ đồ liên kết dữ liệu. - 36 vii Hình 4.7: Thông tin hành chính cần cập nhật. - 37 Hình 4.8: Thông tin hành chính được hiển thị. - 38 Hình 4.9: Cơ sở dữ liệu trong HQTCSDL PostgreSQL trước khi cập nhật. - 38 Hình 4.10: Nhập thông tin cập nhật vào web. - 39 Hình 4.11: Giao diện cập nhật dữ liệu thành công. - 39 Hình 4.12: Cơ sở dữ liệu mới được cập nhật trong HQTCSDL PostgreSQL. - 40 Hình 4.13: Bảng thông tin tìm kiếm đơn vị hành chính. - 41 Hình 4.15: Thông tin quận Tân Bình. - 41 Hình 4.16: Thông tin xã Phước Hiệp. - 42 Hình 4.17: Thông tin trung tâm hành chính quận Tân Phú. - Mục tiêu đề tài Xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu hành chính Thành phố Hồ Chí Minh, giúp người quản lý quản lý tốt dữ liệu thông tin hành chính được thể hiện trực quan trên web. - Xây dựng WebGIS thông tin hành chính Thành phố Hồ Chí Minh có 3 lớp dữ liệu: ranh giới quận, ranh giới phường và ủy ban nhân dân phục vụ công tác tra cứu và tìm kiếm thông tin hành chính. - Về nội dung: đề tài xây dựng trang WebGIS hiển thị thông tin của các lớp dữ liệu, công cụ tương tác bản đồ cơ bản, truy vấn và cập nhật dữ liệu thuộc tính. - Tổng quan về kiến trúc WebGIS Kiến trúc web của hệ thống thông tin dữ liệu không gian cũng gần giống như kiến trúc dành cho một hệ thống thông tin web cơ bản khác, ngoại trừ có sử dụng kỹ thuật GIS. - Có nhiều dạng công nghệ cho việc thành lập web cho thông tin không gian như: MapServer, GeoServer, ArcGIS Server,… Cơ sở dữ liệu không gian sẽ được dùng để quản lý và truy xuất dữ liệu không gian, được đặt trên Data Server. - Nhà kho hay nơi lưu trữ (Clearing House) được dùng để lưu trữ và duy trì siêu dữ liệu Metadata về những dữ liệu không gian tại những Data Server khác nhau. - Nếu có yêu cầu dữ liệu nó sẽ gửi yêu cầu dữ liệu đến Data Exchange Center (trung tâm trao đổi dữ liệu). - d) Data Exchange Center nhận yêu cầu dữ liệu, tìm kiếm vị trí dữ liệu, sau đó gửi yêu cầu dữ liệu đến Data Server chứa dữ liệu cần tìm. - e) Data Server tiến hành truy vấn dữ liệu cần thiết và trả dữ liệu này về cho Data Exchange Center. - f) Data Exchange Center nhận nhiều nguồn dữ liệu từ Data Server, sắp xếp logic dữ liệu theo yêu cầu và trả dữ liệu về cho Application Server. - g) Application Server nhận dữ liệu trả về từ các Data Exchange Center và đưa chúng đến các hàm cần sử dụng, xử lý, trả kết quả về Web Server. - Hình 2.2: Kiến trúc hệ thống WebGIS (Nguồn: Climate GIS – www.climategis.com) Kiến trúc 3-tier gồm 3 thành phần cơ bản, đại diện cho 3 tầng: 1) Database (Data tier): là nơi lưu trữ các dữ liệu địa lý bao gồm các dữ liệu không gian và phi không gian. - Các dữ liệu này được quản trị bởi các hệ quản trị cơ sở dữ liệu như: Oracle, MS SQL Server, Esri SDE, PostgreSQL,… hoặc là các dạng file dữ liệu như: Shapefile, Tab, XML,… Các dữ liệu này được thiết kế cài đặt và xây dựng theo 6 từng quy trình cụ thể. - Tùy theo quy mô và yêu cầu của hệ thống mà tổ chức lựa chọn công nghệ quản trị cơ sở dữ liệu cho phù hợp. - Đó là một ứng dụng phía Server nhiệm vụ chính của nó là tiếp nhận các yêu cầu từ client, lấy dữ liệu từ phía cơ sở dữ liệu theo yêu cầu client, trình bày dữ liệu theo cấu hình định sẵn hoặc theo yêu cầu của client và trả kết quả về theo yêu cầu. - Được bắt đầu bởi một tổ chức phi lợi nhuận có tên The Open Planning Project (TOPP), nhằm mục đích hỗ trợ việc xử lý thông tin không gian địa lý với chất lượng cao, đơn giản trong sử dụng, là phần mềm mã nguồn mở nhằm cung cấp và chia sẻ dữ liệu. - 7 GeoServer được viết bằng ngôn ngữ java, cho phép người sử dụng chia sẻ và chỉnh sử dữ liệu không gian địa lý (geospatial data). - Chuẩn mở và khả năng chia sẻ dữ liệu không gian. - GeoServer cho phép người dùng hiển thị thông tin không gian. - GeoServer cho phép chia sẻ và chỉnh sửa dữ liệu đang được dùng để hiển thị bản đồ. - GeoServer cho phép xuất dữ liệu linh hoạt dựa vào việc hỗ trợ các chuẩn KML, GML, Shapefile, GeoRSS, PDF, GeoJSON, JPEG, GIF, SVG, PNG. - Bên cạnh đó, GeoServer còn có thể chỉnh sửa dữ liệu nhờ những thành phần xử lý của Chuẩn Web Feature Server. - GeoServer hỗ trợ việc chia sẻ dữ liệu không gian địa lý lên Google Earth thông qua đặc tính 'Network link' sử dụng KML. - Tại Việt Nam tình hình nghiên cứu và ứng dụng WebGIS trong những năm gần đây luôn được quan tâm, các đề tài có giá trị như: Ứng dụng công nghệ WebGIS để xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ khai thác tiềm năng du lịch bền vững tỉnh Quảng Trị, 11 Ứng dụng công nghệ mã nguồn mở xây dựng WebGIS phục vụ công tác tư vấn địa điểm thi đại học – cao đẳng trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh,… WebGIS phát triển mạnh ở Việt Nam đang được nhiều người sử dụng có thể kể đến là Việt bản đồ www.vietbando.vn. - 12 Chương 3 DỮ LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 3.1 Dữ liệu Các shapefile liên quan đến Thành phố Hồ Chí Minh được lấy từ nguồn dữ liệu OSM (OpenStreetMap) URL: www.downloads.cloudmade.com gồm. - Nội dung, đối tượng và Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Xây dựng cơ sở dữ liệu thông tin hành chính Thành phố Hồ Chí Minh trên phần mềm PostgreSQL. - Chỉnh sửa và cập nhật dữ liệu thuộc tính trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgeSQL. - Đối tượng nghiên cứu Cấu trúc dữ liệu địa lý (dữ liệu thông tin hành chính Thành phố Hồ Chí Minh) lưu trữ trong HQTCSDL PostgreSQL. - Tìm hiểu cách truy vấn dữ liệu trong PostgreSQL bằng Java. - Sử dụng công nghệ mã nguồn mở GeoServer và thư viện OpenLayers thành lập trang WebGIS thể hiện 3 lớp dữ liệu: ranh giới quận, ranh giới phường và ủy ban nhân dân. - Chức năng hiển thị dữ liệu Hiển thị toàn bộ 3 lớp dữ liệu bản đồ. - Hiển thị thông tin về đối tượng trên bản đồ. - Chức năng phân tích truy vấn dữ liệu Thực hiện việc tìm kiếm các dữ liệu theo yêu cầu. - Cho phép người dùng chỉnh sửa và cập nhật thông tin thuộc tính. - Thực hiện nhiệm vụ xử lý các thao tác, lưu trữ thông tin, đảm nhận vai trò trung gian, truyền nhận dữ liệu giữa người sử dụng với Web Server. - Apache Tomcat: đảm nhận trách nhiệm phát sinh giao diện và các thư viện Script để tương tác với Client, đóng vai trò trung gian là cầu nối giữa Client và GeoServer, nó sẽ gửi yên cầu của Client đến GeoServer và nhận dữ liệu trả về để gửi lại cho Client. - Nó là phần trung gian giữa Apache Tomcat và phần cơ sở dữ liệu, 15 tiếp nhận yêu cầu từ Apache Tomcat rồi truy vấn đến phần cơ sở dữ liệu để lấy thông tin, sau đó tiến hành xử lý và trả về kết quả cho Apache Tomcat. - Phần cơ sở dữ liệu: đóng vai trò là trung tâm lưu trữ dữ liệu dữ liệu địa lý được đặt trên Data Server, các ứng dụng Server gửi kết quả tính toán đến Web Server, gửi các gói HTML đến phía Cilent và hiển thị thông tin lên trình duyệt. - Các bước tiến hành Tạo Databases trong PostgreSQL để lưu trữ cơ sở dữ liệu: nhấp chuột phải vào Databases trong Object browser chọn New Databases xuất hiện hộp thoại. - Name: tên cơ sở dữ liệu muốn tạo là tphcm Owner: chọn postges Nhấp chuột phải chọn OK, khởi tạo thành công một Database mới có tên là tphcm 16 Hình 3.3: Cơ sở dữ liệu Thành phố Hồ Chí Minh (Nguồn: Phần mềm PostgreSQL) Đưa shapefile lên Databases tphcm: trên thanh công cụ của postgreSQL chọn biểu tượng PostGIS Shapefile and DBF Loader xuất hiện hộp thoại. - Nhấp chuột phải OK chọn Import, tạo thành công cơ sở dữ liệu trong Databases. - 18 Hình 3.6: Cơ sở dữ liệu trong Databases tphcm (Nguồn: Phần mềm PostgreSQL. - Đưa CSDL trong postgreSQL lên GeoServer và tạo kiểu hiển thị (style) cho các lớp dữ liệu. - Tạo không gian lưu trữ dữ liệu lấy từ Databases tphcm trong PostgreSQL: trong mục Data trên giao diện của GeoServer chọn Workspaces chọn Add new workspaces xuất hiện hộp thoại: 19 Hình 3.7: Hộp thoại tạo Workspace (Nguồn: GeoServer - http://localhost:8080/geoserver) Nhập tên Workspaces vào mục Name là tphcm và chọn Submit. - Tạo kho (Store) lấy dữ liệu từ PostgreSQL và phải nằm trong Workspaces tphcm: trong mục Data trên giao diện của GeoServer chọn Stores chọn Add new store xuất hiện hộp thoại: Hình 3.8: Hộp thoại tạo Store (Nguồn: GeoServer - http://localhost:8080/geoserver) 20 Chọn PostGIS – PostGIS Database xuất hiện hộp thoại: Hình 3.9: Hộp thoại thông tin về kho dữ liệu (Nguồn: GeoServer - http://localhost:8080/geoserver) Chọn Workspaces là tphcm (tên của Workspaces trong GeoServer) và schema là tphcm (tên của Databases trong postgreSQL). - Tạo các lớp dữ liệu (layers) từ kho dữ liệu (store) tphcm: trong mục Data trên giao diện của GeoServer chọn Layers chọn Add a new resource chọn tphcm:tphcm (tên của Workspaces và Store) xuất hiện hộp thoại: 21 Hình 3.10: Hộp thoai tạo các lớp dữ liệu (Nguồn: GeoServer - http://localhost:8080/geoserver) Chọn Publish xuất hiện: Hình 3.11: Hộp thoại chọn hệ tọa độ trong GeoServer (Nguồn: GeoServer - http://localhost:8080/geoserver) 22 Chọn Find tìm hệ tọa độ trùng với hệ tọa độ của shapefile và trùng với số SRID trong postgreSQL là 4326 tương ứng với hệ tọa độ WGS 1984. - Chọn Save để lưu lại lớp dữ liệu (layers. - Shapefile hành chính quận có kiểu dữ liệu vùng (polygon) ta có code tạo kiểu hiển thị (style) như sau: Hình 3.12: Code tạo kiểu hiển thị (Style) (Nguồn: GeoServer – www.doc.geoserver.org) 23 Tạo style mới (hcquan) trong GeoServer, copy code qua style hcquan. - Hình 3.19: Code hiển thị cơ sở dữ liệu (Nguồn: Phần mềm Eclipse SDK) 28 Viết các hàm function tạo các chức năng cho WebGIS như: Zoom (phóng to, thu nhỏ). - Hiển thị thông tin đối tượng được chọn. - Truy vấn và cập nhật thông tin hành chính. - Kết quả Xây dựng cơ sở dữ liệu thông tin hành chính Thành phố Hồ Chí Minh. - Dữ liệu không gian của Thành phố Hồ Chí Minh được lấy từ OSM (OpenStreetMap - http://downloads.cloudmade.com) gồm các shapefile: hành chính quận (hcquan), hành chính phường (hcphuong), ủy ban nhân dân (ubnd). - Bảng 4.1: Các bảng dữ liệu được lưu trữ trong PostgreSQL STT TÊN BẢNG GHI CHÚ 1 hcquan Ranh giới hành chính Quận 2 hcphuong Ranh giới hành chính Phường 3 ubnd Địa điểm Ủy ban nhân dân 4 giaothong Hệ thống đường giao thông 5 thuyhe Hệ thống sông ngòi 6 taikhoan Danh sách tài khoản phân quyền truy cập Bảng 4.2: Thuộc tính bảng hcquan STT TÊN CỘT KIỂU DỮ LIỆU GHI CHÚ 1 gid Numberic Mã ID Quận/Huyện 2 madvhc Character (12) Mã số hành chính Quận/Huyện 3 tendvhc Character (50) Tên Quận/Huyện 4 shape_len Double Dân số 5 shape_area Double Diện tích 6 sodvhc Integer Số lượng Phường/Xã của Quận/Huyện 7 the_geom Geometry Mô tả dạng hình học Bảng 4.3: Thuộc tính bảng hcphuong STT TÊN CỘT KIỂU DỮ LIỆU GHI CHÚ 1 gid Numberic Mã ID Phường/Xã 2 madvhc Integer Mã số hành chính Phường/Xã 3 caphc Character (10) Cấp hành chính 4 soho Integer Số lượng hộ dân 5 ten_phuong Character (50) Tên Phường/Xã 6 ten_quan Character (20) Tên Quận/Huyện 7 the_geom Geometry Mô tả dạng hình học 31 Bảng 4.4: Thuộc tính bảng ubnd STT TÊN CỘT KIỂU DỮ LIỆU GHI CHÚ 1 gid Numberic Mã ID Ủy ban nhân dân 2 name Character (250) Tên Ủy ban nhân dân 3 code Integer Phân cấp đơn vị hành chính 4 hinh_anh Character (255) Hình ảnh trung tâm hành chính 5 diachi Character (100) Địa chỉ Ủy ban nhân dân 6 sdt Text Số điện thoại Ủy ban nhân dân 7 web Character (100) Website Quận/Huyện, Phường/Xã 8 the_geom Geometry Mô tả dạng hình học Bảng 4.5: Thuộc tính bảng taikhoan STT TÊN CỘT KIỂU DỮ LIỆU GHI CHÚ 1 tentk Character (20) Tên tài khoản đăng nhập 2 matkhau Character (10) Mật khẩu đăng nhập 3 loaitk Integer Phân loại tài khoản 4 sdt Text Số điện thoại chủ tài khoản 5 diachi Character (100) Số nhà người đăng nhập 6 duong Character (50) Tên đường giao thông 7 phuong Character (100) Tên Phường 8 quan Character (50) Tên Quận 32 Hình 4.1: Sơ đồ liên kết dữ liệu Thiết kế chức năng WebGIS. - Hình 4.2: Sơ đồ chức năng quản trị 33 Hình 4.3: Sơ đồ chức năng người dùng Xây dựng được trang WebGIS thể hiện 5 lớp dữ liệu thông tin hành chính Thành phố Hồ Chí Minh có giao diện đơn giản, dễ sử dụng. - Bước 2: Thể hiện các lớp dữ liệu lên nền web. - Biên tập dữ liệu trên GeoServer và tạo kiểu hiển thị (style) cho các lớp bản đồ (layer. - Bước 3: Liên kết dữ liệu trong PostgreSQL. - Thiết lập kết nối dữ liệu trên web và CSDL trong PostgreSQL bằng Java. - Bước 4: Lập trình và truy vấn và cập nhật thông tin. - Tất cả dữ liệu được lưu trữ trong bảng taikhoan của HQTCSDL PostgreSQL. - Khu vực 3: panel hiển thị bản đồ và các lớp dữ liệu chứa nút cơ bản như: Nút chứa các lớp dữ liệu bản đồ (Layer) Nút di chuyển bản đồ trái, phải, lên, xuống. - Cho phép người dùng và người quản lý truy vấn thông tin hành chính. - Hình 4.7: Thông tin hành chính cần cập nhật 37 Hình 4.8: Thông tin hành chính được hiển thị Cho phép người quản lý cập nhật dữ liệu. - Hình 4.9: Cơ sở dữ liệu trong HQTCSDL PostgreSQL trước khi cập nhật Cập nhật thông tin mới. - Tên đơn vị hành chính: Quận 101 Số lượng đơn vị hành chính: 150 38 Diện tích Dân số: 50.72 Hình 4.10: Nhập thông tin cập nhật vào web Sau khi nhập thông tin mới nhấp chuột vào nút cập nhật dữ liệu màn hình xuất hiện: Hình 4.11: Giao diện cập nhật dữ liệu thành công 39 Hình 4.12: Cơ sở dữ liệu mới được cập nhật trong HQTCSDL PostgreSQL Cho phép người dùng truy vấn đến dữ liệu hành chính. - 40 Hình 4.14: Truy vấn đến đơn vị hành chính quận 10 Chức năng hiển thị thông tin thuộc tính của từng đối tượng. - Tạo cơ sở cho việc quản lý hành chính bằng công nghệ WebGIS như: quản lý dân số, quản lý hộ tịch (tạm trú, tạm vắng, khai sinh, khai tử), quản lý đơn vị hành chính,… 44 Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: đề tài “Ứng dụng công nghệ mã nguồn mở xây dựng WebGIS thông tin hành chính Thành phố Hồ Chí Minh” đã xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu hành chính từ cấp quận/huyện đến cấp phường/xã trực thuộc Thành phố. - WebGIS hỗ trợ công tác quản lý dữ liệu và phục vụ nhu cầu tra cứu thông tin hành chính cho người sử dụng, đặc biệt là những người chưa được đào tạo về GIS. - WebGIS thông tin hành chính Thành phố Hồ Chí Minh có các chức năng sau. - Hiển thị 5 lớp dữ liệu bản đồ gồm: ranh giới hành chính quận, ranh giới hành chính phường, hệ thống giao thông, hệ thống sông/kênh/rạch, trung tâm hành chính. - Tìm kiếm, truy vấn và cập nhật thông tin quận/huyện. - Xem thông tin quận/huyện, phường/xã và trung tâm hành chính. - Kiến nghị: cần nghiên cứu, xây dựng thêm một số công cụ chức năng như: thêm lớp dữ liệu, xóa dữ liệu. - Ứng dụng ArcGIS Server trong xây dựng hệ thống WebGIS để tích hợp, phân phối cơ sở dữ liệu địa lý lên Internet. - Hệ thống thông tin địa lý - Phần mềm ArcView 3.3. - Ứng dụng công nghệ WebGIS để xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ khai thác tiềm năng du lịch bền vững ở tỉnh Quảng Trị