Luận văn: Nghiên cứu xây dựng bản đồ trực tuyến trên nền mã nguồn mở

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu xây dựng bản đồ trực tuyến trên nền mã nguồn mở. Tìm hiểu quy trình, công nghệ và ứng dụng bản đồ mã nguồn mở hiệu quả.

• Tác giả: Trần Thị Thu Ngân
• Người hướng dẫn: TS. Cao Tuấn Dũng
• Trường học: Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Nghiên cứu xây dựng bản đồ trực tuyến trên nền mã nguồn mở
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BẢN ĐỒ TRỰC TUYẾN
• 1.1. Bản đồ - Cách biểu diễn thế giới thực
• 1.2. Khái niệm chung về bản đồ
• 1.3. Cơ sở toán học cho bản đồ
• 1.4. Các phƣơng pháp thể hiện bản đồ
• 1.5. Phân loại bản đồ trực tuyến
• 1.6. Kiến trúc bản đồ trực tuyến
• 1.7. Các nguyên tắc bản đồ học phát triển cho bản đồ trực tuyến
• 1.8. Khái quát hóa trong bản đồ trực tuyến
• 1.9. Thể hiện nội dung theo chuyên đề
• 1.10. Nguyên tắc thiết kế ký hiệu
• 1.11. Màu sắc trình bày bản đồ trực tuyến
• 1.12. Các thành phần chính của bản đồ trực tuyến
• 2. PHƢƠNG PHÁP XÂY DỰNG BẢN ĐỒ MẠNG TRÊN NỀN MÃ NGUỒN MỞ
• 2.1. Các tính năng của MapServer
• 2.2. Các thành phần và cách thức hoạt động của MapServer
• 2.3. Các thành phần của MapServer
• 2.4. Cách thức hoạt động của MapServer
• 2.5. Qui trình xử lý của MapServer
• 2.6. Một số ví dụ bản đồ trên mạng sử dụng công nghệ MapServer
• 2.7. Hệ CSDL không gian PostgreSQL
• 2.8. Tổng quan về PostgreSQL
• 2.9. Các đặc trƣng của PostgreSQL
• 2.10. Kiến trúc về hệ quản trị CSDL PostgreSQL
• 2.11. Truy vấn dữ liệu tham chiếu không gian từ PostgresSQL
• 2.12. Quy trình thành lập bản đồ sử dụng MapServer và PostgreSQL
• 2.13. Xây dựng CSDL trên PostgreSQL cho bài toán dự báo
• 2.14. Tổ chức dữ liệu bản đồ trong MapFile
• 2.15. Xây dựng giao diện cho trang bản đồ trực tuyến
• 2.16. Xây dựng các chức năng thành phần của bản đồ trực tuyến
• 3. XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG DỰ BÁO THỜI TIẾT TRÊN BẢN ĐỒ MẠNG
• 3.1. Khảo sát hiện trạng
• 3.2. Số liệu thời tiết trong dự báo
• 3.3. Các vấn đề trong bài toán dự báo thời tiết trên bản đồ
• 3.4. Ứng dụng RSS xây dựng quy trình cập nhật cơ sở dữ liệu
• 3.5. Các chuẩn chung của RSS
• 3.6. Điểm mạnh của RSS
• 3.7. Trao đổi dữ liệu trong RSS
• 3.8. Ứng dụng RSS cập nhật mới cơ sở dữ liệu thời tiết
• 3.9. Cách thức phối hợp hoạt động của Mapserver, C# Mapscript, PostGIS và RSS xây dựng chƣơng trình demo
• 3.10. Ứng dụng phần mềm cho thiết bị di động
• 3.11. Xây dựng Website dự báo thời tiết
• 3.12. Kiến trúc hệ thống
• 3.13. Tổ chức dữ liệu dự báo
• 3.14. Xây dựng biểu đồ Use - case
• 3.15. Biểu đồ tuần tự
• 3.16. Thiết kế một số màn hình chính
• KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Bản đồ trực tuyến mã nguồn mở Tổng quan và tiềm năng

Trong thế giới internet, bản đồ không chỉ dùng để tìm đường, mà còn để tìm hiểu về tình trạng phạm tội, nghiên cứu thời tiết, chọn trường học. Ở Mỹ, người ta có thể tìm trạm xăng, khách sạn qua Google. Ở Việt Nam, người ta có thể tìm địa danh và xem ảnh chụp thành phố. Các thành viên có thể ghi chú lên bản đồ. Thông tin địa lý được thể hiện chủ yếu dưới dạng bản đồ đã ra đời từ xa xưa. Một trong những bản đồ cổ nhất được tìm thấy ở Thổ Nhĩ Kỳ năm 1961, mô tả khu định cư từ năm 6500 trước Công nguyên. Bản đồ trước tiên được phác thảo để mô tả vị trí, cảnh quan, địa hình. Bản đồ dạng này thích hợp cho quân đội và các cuộc thám hiểm. Bản đồ vẫn tiếp tục được in ra giấy ngay cả khi máy tính ra đời. Tuy nhiên, nó bộc lộ những hạn chế như: thời gian xây dựng lâu và tốn kém, lượng thông tin hạn chế, không thể cập nhật. Hiện nay, ngành vẽ bản đồ không còn là đặc quyền của các cơ quan địa lý nữa. "Bản đồ trái đất đang ngày càng chi tiết hơn," theo ông John Hanke, giám đốc sản phẩm Google Maps. Đó chỉ là khởi đầu của cuộc cách mạng bản đồ số. Theo Dan Gillmore, giám đốc trung tâm Báo chí toàn dân của Đại học Harvard: “Khả năng tạo ra những điều thú vị, khả năng kể chuyện của bản đồ trực tuyến là vô hạn”. Bản đồ đã được ứng dụng từ vài thập niên trước, nhưng dường như nó vẫn chưa đến được với mọi người. Lý do là trước nay các ứng dụng bản đồ hầu hết chạy trên máy tính cá nhân, điều này cản trở khả năng ứng dụng bản đồ rộng rãi. Từ ví dụ trên cho thấy với các ứng dụng bản đồ mang tính cộng đồng hoặc khi cần có thể sử dụng bất kể nơi đâu, thì mô hình ứng dụng chạy trên máy đơn là không đáp ứng được. Bản đồ trực tuyến đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý dữ liệu và truyền bá thông tin dự báo. Nhờ có khả năng hiển thị thông tin tức thời, bản đồ trực tuyến trở thành một phương tiện chuyển tải thông tin dự báo rất phù hợp. Ưu điểm của bản đồ dự báo trên mạng là cho phép người dùng truy cập lấy thông tin vào bất cứ thời gian nào, không như trên các phương tiện thông tin đại chúng khác, chỉ phát vào một thời điểm nhất định. Như vậy, bản đồ trực tuyến không chỉ là phương tiện để mô tả về vị trí, tính chất của các đối tượng địa lý và các mối quan hệ giữa chúng mà còn là phương tiện để chuyển tải cả những thông tin có tính chất thời sự như những tuyến đường mới mở, các điểm dịch vụ và giá cả hiện thời, dự báo thời tiết, cảnh báo thiên tai, các tin tức về thiệt hại do thiên tai gây ra. Một số bản đồ trực tuyến được thiết kế rất công phu, đẹp về hình thức, dễ sử dụng và có lượng thông tin được chuyển tải khá phong phú, ví dụ trang Bản đồ giao thông Châu âu (www.com), trang Atlas Quốc gia Canada (atlas.ca), và nhiều nước khác trên thế giới v. Internet ra đời đã thu ngắn khoảng cách giữa mọi người, cho phép tìm kiếm thông tin mọi lúc mọi nơi. Ngày nay, việc sử dụng Intemet như là một phương tiện để truyền thông tin đến mọi tầng lớp xã hội. Hầu hết các cơ quan báo chí, các tỉnh, thành phố và các cơ quan trung ương đều thành lập trang web để phục vụ cho mục đích này. Trên các trang web, hiệu quả của việc truyền đạt thông tin được tăng lên rất nhiều so với những phương tiện khác do đã kết hợp nhiều hình thức công nghệ khác nhau như bài viết, hình ảnh, video, v.v… Mô hình ứng dụng bản đồ trên mạng cho phép mọi người dùng bất kì công cụ nào (máy PC, Laptop, mobile, Pocket PC,…) có thể truy cập Internet tìm kiếm được thông tin mình cần. Việc sử dụng bản đồ trên các trang web của nước ta đã và đang phát triển, số trang web có cung cấp bản đồ trực tuyến có thể kể tên là: trang thông tin của Trung tâm Thông tin - Bộ Tài nguyên và Môi trường (ciren.vn), các trang bản đồ về thời tiết www.

1.1. Ưu điểm vượt trội của bản đồ trực tuyến mã nguồn mở

Bản đồ trực tuyến mang đến nhiều ưu điểm so với bản đồ truyền thống. Khả năng cập nhật thông tin nhanh chóng, dễ dàng, và khả năng tương tác cao là những điểm nổi bật. Bản đồ giấy không thể cập nhật liên tục, còn bản đồ trực tuyến có thể phản ánh sự thay đổi của thế giới theo thời gian thực. Bên cạnh đó, bản đồ trực tuyến cho phép người dùng tương tác trực tiếp, tìm kiếm thông tin, phóng to, thu nhỏ, và thậm chí đóng góp dữ liệu. Điều này tạo ra một trải nghiệm sử dụng bản đồ phong phú và hữu ích hơn nhiều. Ngoài ra, bản đồ số mã nguồn mở còn mang lại nhiều lợi ích về chi phí, khả năng tùy biến và tính bảo mật.

1.2. Ứng dụng đa dạng của bản đồ trực tuyến mã nguồn mở

Ứng dụng bản đồ trực tuyến mã nguồn mở rất đa dạng và phong phú. Trong lĩnh vực giao thông vận tải, nó được sử dụng để lập kế hoạch tuyến đường, theo dõi phương tiện, và cung cấp thông tin giao thông theo thời gian thực. Trong quản lý đô thị, nó giúp quy hoạch đô thị, quản lý tài nguyên, và cung cấp thông tin dịch vụ công cộng. Trong du lịch, nó cung cấp thông tin địa điểm, hướng dẫn du lịch, và tạo trải nghiệm du lịch cá nhân hóa. Trong nghiên cứu khoa học, nó được sử dụng để phân tích dữ liệu không gian, mô phỏng các hiện tượng tự nhiên, và hỗ trợ ra quyết định. Ứng dụng trong dự báo thời tiết là một ví dụ điển hình, cho phép người dùng dễ dàng nắm bắt thông tin thời tiết theo khu vực địa lý cụ thể.

II. Thách thức và vấn đề khi xây dựng bản đồ trực tuyến GIS

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc xây dựng bản đồ trực tuyến cũng đặt ra nhiều thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là khả năng mở rộng. Khi số lượng người dùng và lượng dữ liệu tăng lên, hệ thống cần phải có khả năng đáp ứng mà không bị chậm trễ. Điều này đòi hỏi phải có một kiến trúc hệ thống tốt và khả năng tối ưu hóa hiệu suất. Thách thức khác là tính chính xác của dữ liệu. Dữ liệu bản đồ cần phải được cập nhật thường xuyên và phải đảm bảo tính chính xác để người dùng có thể tin tưởng. Điều này đòi hỏi phải có quy trình thu thập và kiểm tra dữ liệu nghiêm ngặt. Bên cạnh đó, đảm bảo an ninh bảo mật cho dữ liệu và hệ thống cũng là một thách thức không nhỏ. Cuối cùng, việc tích hợp các nguồn dữ liệu khác nhau và đảm bảo khả năng tương thích với các hệ thống khác cũng là một vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Yêu cầu về độ chính xác và cập nhật dữ liệu bản đồ

Độ chính xác của dữ liệu là yếu tố then chốt để đảm bảo tính hữu dụng của bản đồ trực tuyến. Dữ liệu không chính xác có thể dẫn đến các quyết định sai lầm, gây thiệt hại về kinh tế và thậm chí là tính mạng. Ví dụ, dữ liệu về vị trí đường xá không chính xác có thể khiến người dùng đi lạc đường, hoặc dữ liệu về mực nước biển không chính xác có thể khiến người dân không kịp ứng phó với lũ lụt. Do đó, việc đảm bảo độ chính xác của dữ liệu là vô cùng quan trọng. Bên cạnh đó, dữ liệu bản đồ cần phải được cập nhật thường xuyên để phản ánh những thay đổi của thế giới thực. Đường xá mới được xây dựng, tòa nhà mới được hoàn thành, và các hiện tượng tự nhiên xảy ra hàng ngày. Nếu dữ liệu không được cập nhật kịp thời, bản đồ sẽ trở nên lỗi thời và mất đi giá trị sử dụng. Việc thu thập, xử lý và cập nhật dữ liệu đòi hỏi nguồn lực lớn và quy trình làm việc hiệu quả.

2.2. Vấn đề bảo mật và quyền riêng tư trong bản đồ trực tuyến

Bảo mật và quyền riêng tư là những vấn đề quan trọng cần được quan tâm khi xây dựng bản đồ trực tuyến. Dữ liệu bản đồ có thể chứa thông tin nhạy cảm về vị trí, thói quen, và sở thích của người dùng. Nếu dữ liệu này bị lộ, nó có thể bị lợi dụng cho các mục đích xấu, chẳng hạn như theo dõi, quấy rối, hoặc thậm chí là tống tiền. Do đó, việc bảo vệ dữ liệu khỏi bị truy cập trái phép là vô cùng quan trọng. Bên cạnh đó, người dùng cũng cần có quyền kiểm soát dữ liệu của mình, chẳng hạn như quyền xóa dữ liệu, quyền không cho phép thu thập dữ liệu, và quyền biết dữ liệu của mình được sử dụng cho mục đích gì. Các biện pháp bảo mật và quyền riêng tư cần được thiết kế và triển khai cẩn thận để đảm bảo sự an toàn và tin cậy của hệ thống.

III. Cách xây dựng bản đồ trực tuyến GIS mã nguồn mở hiệu quả

Để xây dựng một bản đồ trực tuyến mã nguồn mở hiệu quả, cần phải có một kế hoạch rõ ràng và một quy trình làm việc chặt chẽ. Đầu tiên, cần phải xác định rõ mục tiêu và phạm vi của dự án. Bản đồ này sẽ được sử dụng cho mục đích gì? Ai sẽ là người dùng? Dữ liệu gì cần được hiển thị? Sau đó, cần phải lựa chọn các công cụ và công nghệ phù hợp. Có rất nhiều nền tảng và thư viện mã nguồn mở có sẵn, mỗi loại có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn công cụ phù hợp sẽ giúp tiết kiệm thời gian và công sức. Tiếp theo, cần phải thu thập và xử lý dữ liệu. Dữ liệu cần phải được thu thập từ các nguồn tin cậy, được kiểm tra tính chính xác, và được chuyển đổi sang định dạng phù hợp. Cuối cùng, cần phải thiết kế giao diện người dùng sao cho thân thiện và dễ sử dụng. Giao diện cần phải trực quan, dễ điều hướng, và cung cấp đầy đủ các chức năng cần thiết. MapServer, PostGIS, OpenLayers và Leaflet là những công cụ phổ biến thường được sử dụng.

3.1. Lựa chọn nền tảng và thư viện bản đồ GIS mã nguồn mở

Việc lựa chọn nền tảng và thư viện phù hợp là một bước quan trọng trong quá trình xây dựng bản đồ trực tuyến mã nguồn mở. Có rất nhiều lựa chọn khác nhau, mỗi loại có những ưu điểm và nhược điểm riêng. OpenLayers là một thư viện JavaScript mạnh mẽ và linh hoạt, cho phép bạn tạo các bản đồ tương tác với nhiều nguồn dữ liệu khác nhau. Leaflet là một thư viện JavaScript nhẹ và dễ sử dụng, phù hợp cho các dự án nhỏ và vừa. QGIS là một phần mềm GIS desktop mã nguồn mở, cho phép bạn tạo và chỉnh sửa dữ liệu bản đồ. GeoServer là một máy chủ bản đồ mã nguồn mở, cho phép bạn chia sẻ dữ liệu bản đồ qua mạng. PostGIS là một phần mở rộng không gian cho PostgreSQL, cho phép bạn lưu trữ và truy vấn dữ liệu không gian một cách hiệu quả. Việc lựa chọn nền tảng và thư viện phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của dự án.

3.2. Tối ưu hóa hiệu suất và khả năng mở rộng hệ thống GIS Web

Tối ưu hóa hiệu suất và khả năng mở rộng là những yếu tố quan trọng cần được quan tâm khi xây dựng bản đồ trực tuyến. Hệ thống cần phải có khả năng đáp ứng số lượng lớn người dùng và lượng dữ liệu lớn mà không bị chậm trễ. Để tối ưu hóa hiệu suất, bạn có thể sử dụng các kỹ thuật như caching, indexing, và compression. Caching là việc lưu trữ dữ liệu đã được truy cập thường xuyên trong bộ nhớ để giảm thời gian truy cập. Indexing là việc tạo chỉ mục cho dữ liệu để tăng tốc độ tìm kiếm. Compression là việc nén dữ liệu để giảm kích thước và băng thông. Để tăng khả năng mở rộng, bạn có thể sử dụng các kỹ thuật như load balancing, clustering, và sharding. Load balancing là việc phân phối tải giữa nhiều máy chủ để tránh quá tải cho một máy chủ duy nhất. Clustering là việc nhóm các máy chủ lại với nhau để tạo thành một hệ thống mạnh mẽ hơn. Sharding là việc chia dữ liệu thành nhiều phần và lưu trữ trên nhiều máy chủ khác nhau.

IV. Ứng dụng bản đồ thời tiết trực tuyến mã nguồn mở tại Việt Nam

Ứng dụng bản đồ thời tiết trực tuyến có thể mang lại nhiều lợi ích cho người dân Việt Nam. Người dân có thể dễ dàng nắm bắt thông tin thời tiết theo khu vực địa lý cụ thể, giúp họ lên kế hoạch cho các hoạt động hàng ngày và ứng phó với các hiện tượng thời tiết cực đoan. Chính phủ có thể sử dụng bản đồ thời tiết để quản lý rủi ro thiên tai, điều phối cứu trợ, và đưa ra các quyết định chính sách. Các doanh nghiệp có thể sử dụng bản đồ thời tiết để tối ưu hóa hoạt động kinh doanh, chẳng hạn như lập kế hoạch vận chuyển, quản lý sản xuất, và dự báo nhu cầu tiêu dùng. Một hệ thống bản đồ thời tiết trực tuyến mã nguồn mở có thể được xây dựng dựa trên các nền tảng và thư viện đã được đề cập ở trên, với dữ liệu thời tiết được thu thập từ các trạm quan trắc khí tượng thủy văn trên cả nước. Hệ thống cần phải có khả năng hiển thị thông tin thời tiết một cách trực quan, dễ hiểu, và cung cấp các chức năng như dự báo thời tiết, cảnh báo thiên tai, và thống kê thời tiết.

4.1. Thu thập và tích hợp dữ liệu thời tiết từ nhiều nguồn

Để xây dựng một bản đồ thời tiết trực tuyến chính xác và đầy đủ, cần phải thu thập và tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau. Các nguồn dữ liệu có thể bao gồm các trạm quan trắc khí tượng thủy văn, các vệ tinh thời tiết, các mô hình dự báo thời tiết, và các nguồn dữ liệu cộng đồng. Dữ liệu từ các trạm quan trắc là nguồn dữ liệu cơ bản và chính xác nhất, cung cấp thông tin về nhiệt độ, độ ẩm, gió, mưa, và các yếu tố thời tiết khác tại các địa điểm cụ thể. Dữ liệu từ các vệ tinh cung cấp thông tin về mây, mưa, và các hiện tượng thời tiết trên diện rộng. Các mô hình dự báo cung cấp thông tin về thời tiết trong tương lai, dựa trên các dữ liệu hiện tại và các thuật toán phức tạp. Dữ liệu cộng đồng có thể cung cấp thông tin hữu ích về thời tiết địa phương, chẳng hạn như thông tin về mưa đá, lốc xoáy, và các hiện tượng thời tiết khác. Việc tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau đòi hỏi phải có quy trình chuẩn hóa dữ liệu và giải quyết các vấn đề về độ chính xác và độ trễ.

4.2. Phát triển giao diện người dùng thân thiện và dễ sử dụng

Giao diện người dùng là yếu tố quan trọng quyết định sự thành công của một bản đồ thời tiết trực tuyến. Giao diện cần phải thân thiện, dễ sử dụng, và cung cấp đầy đủ các chức năng cần thiết. Người dùng cần có thể dễ dàng tìm kiếm thông tin thời tiết theo khu vực địa lý, xem dự báo thời tiết cho các ngày tới, nhận cảnh báo về các hiện tượng thời tiết cực đoan, và xem thống kê về thời tiết trong quá khứ. Giao diện cần phải trực quan, dễ điều hướng, và cung cấp các công cụ trực quan hóa dữ liệu như biểu đồ, bản đồ nhiệt, và hình ảnh vệ tinh. Giao diện cần phải được thiết kế để phù hợp với nhiều loại thiết bị khác nhau, từ máy tính để bàn đến điện thoại di động. Việc thu thập phản hồi từ người dùng và liên tục cải thiện giao diện là rất quan trọng để đảm bảo sự hài lòng của người dùng.

V. Kết luận và hướng phát triển cho bản đồ trực tuyến GIS

Bản đồ trực tuyến mã nguồn mở có tiềm năng rất lớn trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Với sự phát triển của công nghệ, bản đồ trực tuyến sẽ ngày càng trở nên quan trọng và hữu ích hơn. Trong tương lai, chúng ta có thể mong đợi thấy các bản đồ trực tuyến với nhiều chức năng hơn, dữ liệu chính xác hơn, và giao diện thân thiện hơn. Bản đồ trực tuyến sẽ không chỉ là một công cụ để tìm đường, mà còn là một nền tảng để khám phá thế giới, kết nối cộng đồng, và giải quyết các vấn đề xã hội. Nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới, chẳng hạn như trí tuệ nhân tạo, thực tế ảo, và Internet of Things, sẽ mở ra những cơ hội mới cho bản đồ trực tuyến.

5.1. Ứng dụng trí tuệ nhân tạo và học máy trong bản đồ GIS

Trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (Machine Learning) có thể được ứng dụng trong bản đồ trực tuyến để cải thiện độ chính xác của dữ liệu, tự động hóa các quy trình, và cung cấp các dịch vụ cá nhân hóa. AI có thể được sử dụng để phân tích dữ liệu không gian, nhận dạng các đối tượng trên bản đồ, và dự đoán các hiện tượng tự nhiên. Học máy có thể được sử dụng để huấn luyện các mô hình dự báo thời tiết, phân tích lưu lượng giao thông, và đề xuất các tuyến đường tối ưu. Việc ứng dụng AI và học máy sẽ giúp bản đồ trực tuyến trở nên thông minh hơn, hiệu quả hơn, và hữu ích hơn.

5.2. Tích hợp dữ liệu từ Internet of Things IoT vào bản đồ

Internet of Things (IoT) là mạng lưới các thiết bị vật lý được kết nối với Internet, cho phép thu thập và chia sẻ dữ liệu. Dữ liệu từ các thiết bị IoT có thể được tích hợp vào bản đồ trực tuyến để cung cấp thông tin theo thời gian thực về nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như giao thông, môi trường, và năng lượng. Ví dụ, dữ liệu từ các cảm biến giao thông có thể được sử dụng để hiển thị tình trạng giao thông trên bản đồ, giúp người dùng lựa chọn các tuyến đường tốt nhất. Dữ liệu từ các cảm biến môi trường có thể được sử dụng để hiển thị chất lượng không khí và mực nước biển trên bản đồ, giúp người dân ứng phó với các vấn đề môi trường. Việc tích hợp dữ liệu từ IoT sẽ giúp bản đồ trực tuyến trở nên sống động hơn, chi tiết hơn, và hữu ích hơn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Sự phát triển vượt bậc của công nghệ thông tin đã biến bản đồ trực tuyến thành một công cụ thiết yếu trong đời sống kinh tế - xã hội, nơi ước tính hơn 80% dữ liệu quản lý hiện đại có gắn liền với yếu tố không gian. Kể từ dấu tích bản đồ cổ nhất được tìm thấy vào năm 1961 tại Thổ Nhĩ Kỳ với niên đại khoảng 6500 trước Công nguyên, phương thức truyền đạt thông tin không gian đã trải qua nhiều bước chuyển mình lớn. Tại Việt Nam, vào giai đoạn đầu những năm 2012, nhu cầu tiếp cận thông tin thời sự, thiên tai và thời tiết tăng cao, nhưng phần lớn các hệ thống hiển thị thời tiết vẫn dừng lại ở dạng ảnh tĩnh, không hỗ trợ thao tác thu phóng hay truy vấn dữ liệu chi tiết.

Vấn đề cốt lõi đặt ra là làm thế nào để xây dựng một hệ thống bản đồ mạng có tính tương tác cao, khả năng cập nhật dữ liệu liên tục theo thời gian thực nhưng vẫn tiết kiệm tối đa chi phí bản quyền phần mềm thương mại đắt đỏ. Nghiên cứu này tập trung giải quyết bài toán đó bằng cách nghiên cứu cơ sở khoa học của bản đồ học trực tuyến, từ đó thiết lập quy trình công nghệ xây dựng hệ thống bản đồ dự báo thời tiết trực tuyến hoàn chỉnh.

Mục tiêu cụ thể của đề tài bao gồm ba nội dung trọng tâm: hệ thống hóa lý thuyết bản đồ học môi trường web, ứng dụng phối hợp phần mềm máy chủ bản đồ MapServer cùng hệ quản trị cơ sở dữ liệu không gian PostgreSQL/PostGIS, và tích hợp chuẩn Really Simple Syndication để tự động hóa quy trình cập nhật dữ liệu. Phạm vi nghiên cứu được triển khai thử nghiệm trên phạm vi lãnh thổ Việt Nam với 63 tỉnh thành, xử lý luồng số liệu thời tiết theo chu kỳ cập nhật 3 giờ và 12 giờ một lần. Kết quả nghiên cứu mang lại ý nghĩa kinh tế và kỹ thuật to lớn, giúp giảm 100% chi phí mua bản quyền GIS lõi, đồng thời mở ra hướng tiếp cận bền vững cho các cơ quan nhà nước và tổ chức nghiên cứu tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng nền tảng lý thuyết bản đồ học trực tuyến hiện đại do các chuyên gia bản đồ học quốc tế phát triển, tiêu biểu là hệ thống phân loại của Menno-Jan Kraak. Mô hình này chia bản đồ mạng thành các nhánh tĩnh - động và chỉ đọc - tương tác, đặt nền móng cho việc xác lập kiến trúc ứng dụng WebGIS theo mô hình Client - Server 3 tầng: tầng dữ liệu không gian và thuộc tính, tầng máy chủ ứng dụng web/bản đồ, và tầng giao diện người dùng.

Khung lý thuyết bao gồm bốn khái niệm cốt lõi:

• Ngữ pháp bản đồ học trực tuyến: Kế thừa 6 biến đồ họa cơ bản của Jacques Bertin gồm kích thước, màu sắc, giá trị màu, hoa văn, hướng và hình dạng. Ngữ pháp này được điều chỉnh để phù hợp với môi trường hiển thị kỹ thuật số qua hệ màu RGB từ 8 bit với 256 màu đến 24 bit với khoảng 16 triệu màu, thay thế cho hệ màu in ấn CMYK truyền thống.
• Khái quát hóa dữ liệu không gian: Giải quyết mâu thuẫn giữa độ chi tiết và tốc độ tải trang khi tỷ lệ bản đồ thay đổi qua hai phương pháp là Cấp độ chi tiết và Khái quát tức thời.
• Kiến trúc máy chủ bản đồ: Cơ chế phân tán tải xử lý, ưu tiên mô hình hướng máy chủ nhằm xuất dữ liệu dưới dạng hình ảnh bitmap chuẩn hóa nhẹ nhàng, tương thích với mọi trình duyệt.
• Chuẩn dịch vụ không gian OGC: Hệ thống các tiêu chuẩn dịch vụ bản đồ mạng bao gồm WMS, WFS và WCS do Tổ chức Open Geospatial Consortium ban hành.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng phương pháp phân tích thiết kế hệ thống phần mềm kết hợp thực nghiệm ứng dụng công nghệ mã nguồn mở trên bộ dữ liệu địa lý thực tế.

Nguồn dữ liệu nghiên cứu bao gồm hai thành phần tách biệt theo mô hình cấu trúc đối ngẫu:

• Dữ liệu không gian: Sử dụng bộ dữ liệu số hóa ranh giới hành chính Việt Nam định dạng Shapefile gồm 2 lớp đối tượng chính là lớp vùng lãnh thổ và lớp 63 tỉnh, thành phố.
• Dữ liệu thuộc tính và thời tiết: Dữ liệu quan hệ được tổ chức thành 5 bảng chuẩn hóa trong cơ sở dữ liệu PostgreSQL gồm bảng thông tin dự báo, bảng loại thời tiết, bảng các buổi trong ngày, bảng khu vực và bảng danh mục tỉnh thành.

Phương pháp phân tích và xử lý kỹ thuật được tiến hành thông qua việc tích hợp MapServer hoạt động ở cả hai chế độ CGI và API MapScript với ngôn ngữ lập trình C# ASP.NET. Lý do lựa chọn hệ sinh thái MapServer và PostgreSQL/PostGIS là nhờ khả năng hỗ trợ hơn 1000 lưới chiếu thông qua thư viện Proj, khả năng đọc ghi đa định dạng vector/raster qua thư viện GDAL/OGR, và cơ chế kiểm soát đồng thời đa phiên bản MVCC mạnh mẽ của PostgreSQL. Tiến trình thực nghiệm được thực hiện xuyên suốt trong khoảng thời gian 12 tháng, đảm bảo quá trình đo kiểm hiệu năng truy vấn không gian và khả năng đồng bộ dữ liệu diễn ra chính xác.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình thử nghiệm và triển khai giải pháp công nghệ đã mang lại 4 kết quả định lượng nổi bật:

• Hiệu năng xử lý và kết xuất hình ảnh bản đồ tối ưu: MapServer kết hợp file cấu hình Mapfile hiển thị bản đồ nền với kích thước tiêu chuẩn 640x480 pixel đạt độ trễ phản hồi dưới 1,5 giây trong môi trường mạng thông thường. Quy chuẩn thiết kế ký hiệu điểm được kiểm soát chặt chẽ trong phạm vi kích thước từ 3x3 pixel đến 16x16 pixel, đảm bảo hiển thị sắc nét trên màn hình và không làm che lấp các thông tin địa lý nền tảng.
• Tự động hóa cập nhật dữ liệu với chuẩn RSS: Việc ứng dụng định dạng tập tin XML của công nghệ RSS giúp xây dựng thành công đường ống đồng bộ dữ liệu thời tiết tự động. Hệ thống thực hiện trao đổi dữ liệu từ các trạm khí tượng theo chu kỳ 3 giờ một lần đối với số liệu tức thời và 12 giờ một lần đối với số liệu dự báo. Quy trình này giúp giải phóng hơn 70% dung lượng băng thông đường truyền so với phương thức gửi nhận tệp đính kèm hoặc đồng bộ hóa thủ công qua thư điện tử.
• Khả năng tương tác không gian đa tầng: Khác biệt hoàn toàn với các trang web thời tiết chỉ dùng ảnh tĩnh tại thời điểm năm 2012, hệ thống thử nghiệm cung cấp 4 nhóm công cụ điều khiển tương tác trực tiếp: phóng to/thu nhỏ đa cấp độ, dịch chuyển vùng nhìn, truy vấn thông tin thời tiết bằng nhấp chuột theo mã định danh của 63 tỉnh thành, và tìm kiếm vị trí địa danh.
• Tính toàn vẹn và mở rộng của cơ sở dữ liệu đối tượng: Việc phân tách dữ liệu không gian dạng Shapefile và dữ liệu thời tiết lưu trữ trong 5 bảng quan hệ của PostgreSQL cho phép hệ thống quản lý hàng nghìn bản ghi dự báo lịch sử mà không làm suy giảm tốc độ truy vấn không gian.

Thảo luận kết quả

Thành công của nghiên cứu nằm ở việc giải quyết triệt để sự phụ thuộc vào các nền tảng GIS thương mại độc quyền có chi phí triển khai hàng chục nghìn USD. Khi so sánh với kiến trúc hướng máy khách thuần túy vốn đòi hỏi máy trạm phải cài đặt Java Applet hoặc ActiveX nặng nề, kiến trúc hướng máy chủ của MapServer kết xuất ảnh định dạng PNG/GIF trong suốt giúp giảm tải tối đa cho thiết bị đầu cuối của người dùng.

Để minh họa hiệu quả của hệ thống, dữ liệu thời tiết thuộc tính từ các bảng liên kết có thể được trình bày sinh động qua các biểu đồ tương quan nhiệt độ, lượng mưa, hoặc các bảng thống kê danh sách những địa phương có nguy cơ xuất hiện bão lũ theo thời gian thực. Sự kết hợp giữa cơ chế lập chỉ mục không gian trong PostGIS và thuật toán tối ưu hóa truy vấn của PostgreSQL giúp thời gian thực thi câu lệnh tìm kiếm vùng ranh giới chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong tổng thời gian tải trang.

Ý nghĩa thực tiễn của phát hiện này khẳng định tính khả thi vượt trội của công nghệ mã nguồn mở trong việc xây dựng các cổng thông tin địa lý chuyên ngành tại Việt Nam, đáp ứng hoàn hảo yêu cầu kỹ thuật trong bối cảnh hạ tầng mạng và máy chủ còn nhiều hạn chế.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết và thử nghiệm thành công của hệ thống bản đồ dự báo thời tiết trực tuyến, 4 giải pháp cụ thể được đề xuất nhằm nhân rộng và nâng cao hiệu quả ứng dụng:

• Chuẩn hóa và đồng bộ hạ tầng dữ liệu không gian quốc gia: Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia cùng các cơ quan tài nguyên môi trường cần ban hành khung chuẩn dữ liệu không gian thống nhất, ứng dụng triệt để các chuẩn dịch vụ bản đồ mạng WMS, WFS của OGC. Mục tiêu là đạt 100% tỷ lệ liên thông dữ liệu khí tượng giữa các đài khu vực và trung ương trong lộ trình 18 đến 24 tháng.
• Nâng cấp thuật toán khái quát hóa động kết hợp: Đội ngũ kỹ sư phát triển phần mềm cần kết hợp linh hoạt hai kỹ thuật Cấp độ chi tiết và Khái quát tức thời trên tệp cấu hình Mapfile. Giải pháp này nhằm tối ưu hóa thời gian hiển thị bản đồ chuyên đề dưới 1 giây ngay cả khi người dùng truy cập ở các tỷ lệ bản đồ cực lớn hoặc tải nhiều lớp dữ liệu đồng thời, hoàn thành tối ưu trong vòng 6 tháng.
• Mở rộng nền tảng ứng dụng trên thiết bị di động và máy tính bảng: Đơn vị phát triển hệ thống cần tiến hành tái cấu trúc giao diện tương thích đa nền tảng và tích hợp định vị vệ tinh GPS, nâng tỷ lệ tiếp cận thông tin thời tiết của người dân lên trên 85% người dùng thiết bị thông minh trong giai đoạn 12 tháng tiếp theo.
• Thiết lập cơ chế phân quyền bảo mật dữ liệu 3 cấp: Cơ quan quản lý hệ thống cần kích hoạt tính năng kiểm soát truy cập và bảo mật trên PostgreSQL, phân chia rõ ràng 3 cấp độ: dữ liệu công cộng cho người dân, dữ liệu nội bộ phục vụ chuyên môn của dự báo viên, và dữ liệu nhạy cảm cần phê duyệt của lãnh đạo Đài nhằm bảo vệ an toàn thông tin khí tượng quốc gia.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu cung cấp khối lượng tri thức phong phú và giá trị thực hành cao, đặc biệt phù hợp với 4 nhóm đối tượng sau:

• Kỹ sư phát triển phần mềm WebGIS: Nắm vững quy trình cấu hình Mapfile, kỹ thuật lập trình tương tác bản đồ thông qua C# MapScript và phương pháp tích hợp cơ sở dữ liệu không gian PostgreSQL/PostGIS vào ứng dụng thực tế.
• Chuyên gia và nhà nghiên cứu khí tượng thủy văn: Tìm thấy giải pháp tự động hóa truyền nhận số liệu trạm qua định dạng RSS/XML, đồng thời nắm bắt phương pháp trực quan hóa cảnh báo thiên tai, bão lũ trực tiếp trên nền bản đồ số.
• Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Công nghệ thông tin: Sử dụng công trình như một tài liệu tham khảo học thuật chuẩn mực về lý thuyết bản đồ học hiện đại, các biến đồ họa thị giác và kiến trúc ứng dụng mã nguồn mở.
• Cán bộ quản lý tại các cơ quan nhà nước và tổ chức môi trường: Tham khảo mô hình công nghệ chi phí thấp, tối ưu hóa ngân sách đầu tư công nghệ thông tin mà vẫn đảm bảo tính độc lập, an toàn và tuân thủ các chuẩn mở quốc tế.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thống bản đồ trực tuyến trong luận văn sử dụng công nghệ cốt lõi nào? Hệ thống sử dụng phần mềm máy chủ bản đồ mã nguồn mở MapServer để kết xuất ảnh bản đồ, kết hợp với hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL/PostGIS để quản lý dữ liệu không gian và thuộc tính. Phần mềm được lập trình tích hợp trên nền tảng C# ASP.NET và sử dụng công nghệ RSS định dạng XML để tự động cập nhật số liệu thời tiết liên tục.

Tại sao luận văn lại lựa chọn phần mềm mã nguồn mở thay vì các phần mềm thương mại? Công nghệ mã nguồn mở giúp tiết kiệm 100% chi phí mua bản quyền phần mềm đắt đỏ, loại bỏ sự phụ thuộc vào các nhà cung cấp độc quyền và mang lại tính an toàn, ổn định cao. Nền tảng này tuân thủ đầy đủ các chuẩn địa lý quốc tế của OGC và hỗ trợ hơn 1000 phép chiếu bản đồ qua thư viện Proj.

Công nghệ RSS đóng vai trò gì trong bài toán dự báo thời tiết trực tuyến? RSS đóng vai trò là đường ống truyền nhận và đồng bộ dữ liệu tự động giữa các trạm quan trắc và máy chủ web. Định dạng XML của RSS cho phép trao đổi dữ liệu phi cấu trúc nhanh chóng, giảm thiểu tối đa lưu lượng băng thông mạng và tự động cập nhật dữ liệu dự báo theo định kỳ 3 giờ hoặc 12 giờ một lần.

Quy tắc thiết kế ký hiệu trên bản đồ trực tuyến có gì khác biệt so với bản đồ giấy? Trên bản đồ trực tuyến, kích thước ký hiệu được đo bằng đơn vị pixel thay vì milimet và hiển thị trên không gian màu RGB thay vì CMYK. Luận văn chỉ ra rằng ký hiệu điểm độc lập trên màn hình cần duy trì kích thước tối ưu từ 3x3 pixel đến 16x16 pixel để đảm bảo khả năng nhận diện tốt mà không gây rối mắt.

Làm thế nào để hệ thống xử lý bài toán phóng to thu nhỏ mà không làm chậm tốc độ tải trang? Hệ thống áp dụng phương pháp Cấp độ chi tiết kết hợp với Khái quát tức thời. Cơ sở dữ liệu được tổ chức theo nhiều lớp tương ứng với từng mức độ phóng to, giúp máy chủ chỉ phải tải các đối tượng hình học phù hợp với khung nhìn hiện tại thay vì hiển thị toàn bộ dữ liệu chi tiết cùng một lúc.

Kết luận

• Luận văn đã hệ thống hóa toàn diện lý thuyết bản đồ học trực tuyến, từ các quy tắc thị giác Bertin, phân loại bản đồ đến nguyên tắc khái quát hóa không gian số.
• Xây dựng thành công quy trình công nghệ phát hành bản đồ mạng hoàn chỉnh dựa trên sự kết hợp giữa MapServer, PostgreSQL/PostGIS và ngôn ngữ C#.
• Giải quyết triệt để bài toán đồng bộ hóa dữ liệu thời tiết tự động và tức thời cho 63 tỉnh thành Việt Nam thông qua ứng dụng chuẩn RSS định dạng XML.
• Chứng minh tính khả thi và hiệu quả kinh tế vượt trội của giải pháp mã nguồn mở trong việc xây dựng hệ thống thông tin địa lý chuyên ngành chi phí thấp.
• Kế hoạch tiếp theo cần tập trung nâng cấp giao diện đa nền tảng cho thiết bị di động thông minh và mở rộng các lớp bản đồ cảnh báo thiên tai chuyên sâu trong 12 tháng tới.

Hãy bắt đầu nghiên cứu và ứng dụng ngay giải pháp WebGIS mã nguồn mở từ công trình này để tối ưu hóa quy trình quản lý dữ liệu không gian và xây dựng các ứng dụng bản đồ trực tuyến hiện đại cho tổ chức của bạn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Giới thiệu Trong thế giới internet, nếu trƣớc đây ngƣời ta chỉ biết dùng bản đồ để tìm đƣờng, thì ngày nay họ có thể tìm hiểu về tình trạng phạm tội ở từng khu vực, nghiên cứu thời tiết, chọn lựa trƣờng học, v. Tất cả các hoạt động này đều trực tuyến. Ở Mỹ, ngƣời ta có thể tìm các trạm đổ xăng, khách sạn, nhà máy thủy điện ở từng bang qua Google. Còn ở Việt Nam, họ có thể vừa tìm những địa danh trên bản đồ các thành phố, vừa xem ảnh chụp của những thành phố đó.

Các thành viên của trang web này còn ghi chú lên bản đồ những tin tức vừa xảy ra. Ngƣời sử dụng có thể nhìn thấy ngay vị trí các tòa nhà ở Hà Nội bị ảnh hƣởng do trận động đất và địa điểm vụ đắm tàu trên sông Sài Gòn trong thời gian trƣớc đó. Thông tin địa lý đƣợc thể hiện chủ yếu dƣới dạng bản đồ đã ra đời từ xa xƣa. Một trong những bản đồ đƣợc cho là cổ nhất đã phát hiện ra trong quá trình khai quật những di chỉ khảo cổ ở Thổ Nhĩ Kỳ năm 1961.

Bản đồ này mô tả khu định cƣ từ thời kỳ đồ đá có niên đại khoảng chừng từ năm 6500 trƣớc Công nguyên. Các bản đồ trƣớc tiên đƣợc phác thảo để mô tả vị trí, cảnh quan, địa hình,. chủ yếu gồm những điểm và đƣờng. Bản đồ dạng này thích hợp cho quân đội và các cuộc thám hiểm hơn là đƣợc sử dụng nhƣ một công cụ khai thác tiềm năng của địa lý.

Bản đồ vẫn tiếp tục đƣợc in ra giấy ngay cả khi máy tính ra đời một thời gian dài, tuy nhiên nó bộc lộ những hạn chế nhƣ: thời gian xây dựng, đo đạc, tạo lập rất lâu và tốn kém. Lƣợng thông tin trên bản đồ giấy rất hạn chế, vì nếu hiển thị hết thông tin trên bản đồ sẽ rất khó đọc, bên cạnh đó bản đồ giấy không thể cập nhật theo thời gian,. Hiện nay, ngành vẽ bản đồ không còn là đặc quyền của các cơ quan địa lý nữa. “Bản đồ trái đất đang ngày càng chi tiết hơn,” là phát biểu của ông John Hanke, giám đốc sản phẩm Google Maps.

Nghĩa là nếu rành rẽ hệ thống xe buýt của Hà Nội, bạn sẽ thấy chẳng khó khăn gì khi nhìn hình chụp từng con đƣờng, nhấn chuột để ghi dấu từng trạm xe buýt. Kết quả cuối cùng: bạn sẽ có một tấm bản đồ riêng về các tuyến xe buýt ở thành phố để chia sẻ nó với nhiều ngƣời khác. Đó chỉ là khởi đầu của cuộc cách mạng bản đồ số. Theo Dan Gillmore, giám đốc trung tâm Báo chí toàn dân (citizen media) của Đại học Harvard (Mỹ) cho biết: “Khả năng tạo ra những điều thú vị, khả năng kể chuyện của bản đồ trực tuyến là vô hạn”.

Bản đồ đã đƣợc ứng dụng từ vài thập niên trƣớc đây, nhƣng dƣờng nhƣ nó vẫn chƣa đến đƣợc với mọi ngƣời. Lý do là trƣớc nay các ứng dụng bản đồ hầu hết chạy trên máy tính cá nhân, điều này cản trở khả năng ứng dụng bản đồ rộng rãi. Ví dụ: khi một người cần biết tuyến xe buýt để di chuyển thì ngoại trừ anh ta trang bị một Pocket PC cài ứng dụng Tìm đường xe buýt, còn không anh ta TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 2 phải trở về nhà hay đến cơ quan tìm đến đúng máy tính được cài ứng dụng này để tìm kiếm thông tin. Từ ví dụ trên cho thấy với các ứng dụng bản đồ mang tính cộng đồng hoặc khi cần có thể sử dụng bất kể nơi đâu, thì mô hình ứng dụng chạy trên máy đơn là không đáp ứng đƣợc.

Bản đồ trực tuyến đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý dữ liệu và truyền bá thông tin dự báo. Nhờ có khả năng hiển thị thông tin tức thời, bản đồ trực tuyến trở thành một phƣơng tiện chuyển tải thông tin dự báo rất phù hợp. Ƣu điểm của bản đồ dự báo trên mạng là cho phép ngƣời dùng truy cập lấy thông tin vào bất cứ thời gian nào, không nhƣ trên các phƣơng tiện thông tin đại chúng khác, chỉ phát vào một thời điểm nhất định. Nhƣ vậy, bản đồ trực tuyến không chỉ là phƣơng tiện để mô tả về vị trí, tính chất của các đối tƣợng địa lý và các mối quan hệ giữa chúng mà còn là phƣơng tiện để chuyển tải cả những thông tin có tính chất thời sự nhƣ những tuyến đƣờng mới mở, các điểm dịch vụ và giá cả hiện thời, dự báo thời tiết, cảnh báo thiên tai, các tin tức về thiệt hại do thiên tai gây ra v.

Một số bản đồ trực tuyến đƣợc thiết kế rất công phu, đẹp về hình thức, dễ sử dụng và có lƣợng thông tin đƣợc chuyển tải khá phong phú, ví dụ trang Bản đồ giao thông Châu âu (www.com), trang Atlas Quốc gia Canada (atlas.ca), và nhiều nƣớc khác trên thế giới v. Internet ra đời đã thu ngắn khoảng cách giữa mọi ngƣời, cho phép tìm kiếm thông tin mọi lúc mọi nơi. Ngày nay, việc sử dụng Intemet nhƣ là một phƣơng tiện để truyền thông tin đến mọi tầng lớp xã hội. Hầu hết các cơ quan báo chí, các tỉnh, thành phố và các cơ quan trung ƣơng đều thành lập trang web để phục vụ cho mục đích này.

Trên các trang web, hiệu quả của việc truyền đạt thông tin đƣợc tăng lên rất nhiều so với những phƣơng tiện khác do đã kết hợp nhiều hình thức công nghệ khác nhau nhƣ bài viết, hình ảnh, video, v.v… Mô hình ứng dụng bản đồ trên mạng cho phép mọi ngƣời dùng bất kì công cụ nào (máy PC, Laptop, mobile, Pocket PC,…) có thể truy cập Internet tìm kiếm đƣợc thông tin mình cần. Việc sử dụng bản đồ trên các trang web của nƣớc ta đã và đang phát triển, số trang web có cung cấp bản đồ trực tuyến có thể kể tên là: trang thông tin của Trung tâm Thông tin - Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (ciren.vn), các trang bản đồ về thời tiết www. Mục đích của luận văn Luận văn đƣợc thực hiện nhằm đạt đƣợc các mục đích sau đây: 1- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết Bản đồ trực tuyến (Web Cartography) về kiến trúc, cách biểu diễn thế giới thực, các phƣơng pháp hiển thị dữ liệu không gian, quy trình phát hành bản đồ trực tuyến, các nguyên tắc bản đồ học phát triển cho bản đồ trực tuyến v. 2- Phƣơng pháp xây dựng bản đồ trực tuyến trên nền mã nguồn mở sử dụng các công cụ MapServer, CSDL không gian PostgreSQL, xây dựng quy trình công nghệ thành lập và phát hành bản đồ trực tuyến trên Intemet.

TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 3 3- Ứng dụng Really Simple Syndication (RSS) cập nhật mới cơ sở dữ liệu, thử nghiệm ứng dụng “ứng dụng bản đồ thời tiết Việt Nam” lên mạng Internet trên cơ sở những vấn đề đã đƣợc nghiên cứu. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: Về giới hạn địa lý: Việc xây dựng bản đồ thời tiết có thể ứng dụng ở tất cả các quốc gia trên thế giới. Việt Nam là một trong những quốc gia có tình hình thời tiết phức tạp, luôn biến động một cách khó lƣờng , những thảm họa xảy ra một cách bất ngờ để lại những hậu quả nặng nề. Do đó, trong phạm vi của đề tài nghiên cƣ́u này , Việt Nam đƣợc chọn để xây dựng thí điểm.

Về công nghệ: Sử dụng công nghệ mã nguồn mở vì: - Tính an toàn cao. - Tính ổn định và đáng tin cậy. - Giảm phụ thuộc vào nhà cung cấp. - Không hạn chế quyền sử dụng.

- Tiết kiệm chi phí trực tiếp. - Tận dụng đƣợc các ý tƣởng của cộng đồng. - Tuân thủ các chuẩn công nghệ chung của thế giới Về phần mềm: Sử dụng phần mềm mã nguồn mở MapServer kết hợp với hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL và lập trình ASP.NET C sharp để kết hợp sức mạnh của hai công nghệ trên tạo nên một bản đồ trực tuyến đáp ứng đƣợc nhiều loại yêu cầu của ngƣời dùng. Yêu cầu của luận văn: Luận văn đƣợc đề xuất thực hiện phải đạt đƣợc các yêu cầu sau đây: - Đúc kết đƣợc những vấn đề lý thuyết căn bản của bản đồ trực tuyến hiện đại - Đúc kết đƣợc những vấn đề về công nghệ liên quan và xây dựng quy trình công nghệ thành lập và phát hành bản đồ trên mạng Internet.

- Quy trình công nghệ xây dựng đƣợc phải đảm bảo tính khả thi trong điều kiện về trình độ và hạ tầng cơ sở công nghệ thông tin của Việt Nam. Từ đó chọn ra một công nghệ tiêu biểu để xây dựng sản phẩm thử nghiệm - Sản phẩm thử nghiệm phải đạt chất lƣợng của bản đồ dự báo thời tiết về mặt nội dung thông tin cần truyền tải, tính thẩm mỹ và thể hiện đƣợc ƣu điểm của bản đồ trực tuyến là cung cấp khối lƣợng lớn thông tin ngoài thông tin địa lý. Nội dung của Luận văn: Luận văn gồm 3 chƣơng. Nội dung các chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1.

Cơ sở lý thuyết bản đồ trực tuyến. Chƣơng này trình bày những vấn đề lý thuyết căn bản của khoa học bản đồ truyền thống nhƣ khái quát phân loại bản đồ, bố cục của bản đồ, phƣơng pháp thiết kế ký hiệu, v. đã đƣợc các nhà bản đồ học nghiên cứu phát triển cho biên tập bản đồ trực tuyến. Phƣơng pháp xây dựng bản đồ trực tuyến trên nền mã nguồn mở.

Biên tập và phát hành bản đồ trực tuyến là một quá trình phức tạp và liên quan đến nhiều lĩnh vực công nghệ khác nhau. Chƣơng này giới thiệu những công nghệ nhƣ là những vấn đề cần thiết nhất mà các biên tập viên, lập trình viên bản đồ cần nghiên cứu khi tham gia vào qui trình thành lập và phát hành TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 4 bản đồ trên mạng. Trọng tâm của chƣơng là phần công nghệ đƣợc học viên chọn lựa để tạo lập sản phẩm thử nghiệm đó là hai phần mềm mã nguồn mở MapServer và hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL. Xây dựng phần mềm DEMO ứng dụng dự báo thời tiết Việt Nam trên bản đồ trực tuyến.

Trình bày quy trình khảo sát hiện trạng, ứng dụng Really Simple Syndication (RSS) cập nhật mới cơ sở dữ liệu, phƣơng án công nghệ đƣợc áp dụng để thành lập và phát hành bản đồ thời tiết trên Internet, giới thiệu giao diện, nội dung chính và các công cụ trên bản đồ. TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 5 Chƣơng 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BẢN ĐỒ TRỰC TUYẾN Từ lâu con ngƣời đã biết lập và sử dụng bản đồ phục vụ cho các hoạt động dân sự và quân sự của mình.