Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) đóng vai trò là công cụ trợ giúp quyết định thông qua khả năng lưu trữ, quản lý, truy vấn và phân tích dữ liệu gắn liền với tọa độ không gian. Tại Việt Nam, công nghệ GIS đã được triển khai rộng rãi tại hàng trăm cơ sở nghiên cứu, trung tâm ứng dụng, cơ quan ban ngành và hơn 30 trường đại học, cao đẳng có chuyên ngành đào tạo liên quan. Từ năm 2009, chuỗi hội thảo thường niên "Ứng dụng GIS toàn quốc" đã trở thành diễn đàn khoa học quan trọng, quy tụ đông đảo các nhà khoa học, giảng viên và chuyên gia để công bố kết quả nghiên cứu và chuyển giao công nghệ.

Năm Đơn vị đăng cai tổ chức Hội thảo Ứng dụng GIS toàn quốc
2009 Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế
2010 Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh
2011 Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng
2012 Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh
2013 Trường Đại học Nông nghiệp 1 Hà Nội
2014 Trường Đại học Cần Thơ
2015 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội
2016 Đại học Huế
2017 Trường Đại học Quy Nhơn
2018 Viện Địa lý Tài nguyên TP.HCM – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Mặc dù số lượng công trình nghiên cứu công bố qua các kỳ hội thảo ngày càng lớn, việc tiếp cận nguồn tư liệu này phần lớn bị giới hạn trong phạm vi các đại biểu tham dự trực tiếp thông qua sách kỷ yếu in ấn truyền thống. Sinh viên, học viên và các nhà nghiên cứu ở xa gặp nhiều khó khăn khi cần tra cứu các đề tài đã thực hiện. Trong khi đó, công nghệ WebGIS cho phép kết hợp hệ thống thông tin địa lý với môi trường Internet nhằm chia sẻ đồng thời dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian trực quan mà không đòi hỏi người dùng cuối phải cài đặt phần mềm chuyên dụng đắt tiền.

Mục tiêu chung của đề tài là xây dựng một trang WebGIS cung cấp thông tin về vị trí không gian, năm công bố, bài báo, tác giả và đơn vị công tác từ các kỳ hội thảo GIS, phục vụ công tác tra cứu học thuật.

Nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể gồm hai nội dung chính:

  1. Tìm hiểu, phân loại và phân tích các bài báo khoa học trong kỷ yếu hội thảo.
  2. Thiết kế và cài đặt cơ sở dữ liệu quan hệ - không gian để lưu trữ, quản lý và vận hành công cụ tìm kiếm kết hợp thông tin bài báo.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Các bài báo khoa học xuất bản trong sách Kỷ yếu hội thảo ứng dụng GIS.
  • Phạm vi nội dung và thời gian dữ liệu: Giới hạn thực nghiệm trên các bài báo thuộc Kỷ yếu Hội thảo Ứng dụng GIS toàn quốc năm 2015.
  • Phạm vi không gian dữ liệu nền: Bản đồ ranh giới hành chính các cấp của Việt Nam dạng tệp shapefile (*.shp) do Cộng đồng GIS Việt Nam cung cấp.
  • Thời gian thực hiện khóa luận: Từ tháng 03/2018 đến tháng 07/2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập nền tảng dựa trên ba trụ cột lý thuyết: kỹ thuật tri thức, quy trình phát hiện tri thức trong cơ sở dữ liệu (KDD) và kiến trúc hệ thống WebGIS mã nguồn mở.

Về hệ cơ sở tri thức, tác giả tổng hợp định nghĩa về tri thức, hệ thống dựa trên tri thức, cơ sở tri thức và công nghệ tri thức. Các dạng tri thức được hệ thống hóa thành: tri thức thủ tục, tri thức mô tả (khai báo), siêu tri thức (meta-knowledge), tri thức may rủi (heuristic) và tri thức cấu trúc. Cơ chế tiếp nhận tri thức được phân chia thành thụ động (trực tiếp qua chuyên gia hoặc gián tiếp qua tài liệu) và chủ động (hệ thống tự phân tích, khai phá dữ liệu). Các phương pháp biểu diễn tri thức được khảo sát gồm logic mệnh đề, logic vị từ, hệ luật dẫn, mô hình đối tượng – thuộc tính – giá trị (O-A-V), mạng ngữ nghĩa và khung khái niệm (frame). Khối điều khiển sử dụng hai cơ chế suy luận cơ bản là suy diễn tiến (forward chaining) và suy diễn lùi (backward chaining).

Về khai phá dữ liệu, nghiên cứu tiếp cận theo khung KDD do Fayyad, Piatetsky-Shapiro và Smyth đề xuất năm 1989 với quy trình 8 bước:

  1. Xác định mục tiêu bài toán.
  2. Thu thập dữ liệu từ các nguồn liên quan.
  3. Làm sạch và chuyển đổi dữ liệu (xử lý giá trị khuyết, chuẩn hóa kiểu dữ liệu).
  4. Xây dựng mô hình khai phá dữ liệu.
  5. Đánh giá mô hình và mẫu hình trích xuất.
  6. Báo cáo kết quả.
  7. Dự đoán xu hướng.
  8. Tích hợp tri thức vào ứng dụng thực tế.

Các nhóm bài toán khai thác dữ liệu được phân tích gồm: phân loại, phân cụm, phân tích luật kết hợp, hồi quy, dự đoán chuỗi và phân tích độ lệch (phát hiện điểm biên).

Về kiến trúc WebGIS, hệ thống áp dụng mô hình phân tán 3 tầng (3-tier architecture):

  • Tầng trình bày (Client Tier): Trình duyệt web tiếp nhận tương tác người dùng, hiển thị lớp bản đồ và bảng dữ liệu thuộc tính thông qua HTML, CSS, JavaScript và thư viện Leaflet.
  • Tầng ứng dụng (Application Server Tier): Máy chủ web vận hành trên nền tảng Python/Flask tiếp nhận yêu cầu từ client, kết hợp cùng máy chủ bản đồ mã nguồn mở GeoServer để xử lý và cung cấp các dịch vụ bản đồ chuẩn OGC như WMS (Web Map Service) và WFS (Web Feature Service).
  • Tầng dữ liệu (Data Server Tier): Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ đối tượng PostgreSQL kết hợp phần mở rộng không gian PostGIS chịu trách nhiệm lưu trữ, lập chỉ mục và thực hiện các phép truy vấn không gian.

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm việc thu thập kỷ yếu hội thảo năm 2015, tiến hành bóc tách thủ công các thông tin thuộc tính (tác giả, đơn vị, tên bài, nhóm chủ đề, công cụ, kỹ thuật, khu vực nghiên cứu) sang bảng tính Excel (*.xlsx), sau đó chuẩn hóa và nạp vào cơ sở dữ liệu PostGIS.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống được thiết kế và vận hành hoàn toàn bằng các công nghệ phần mềm mã nguồn mở nhằm tối ưu chi phí và đảm bảo tính tương thích theo các tiêu chuẩn địa lý mở.

Thành phần hệ thống Công nghệ sử dụng Vai trò và chức năng chính
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL Quản trị dữ liệu quan hệ đối tượng, xử lý truy vấn bảng
Module mở rộng không gian PostGIS Lưu trữ kiểu dữ liệu geometry, hỗ trợ các phép toán không gian
Máy chủ chia sẻ bản đồ GeoServer Cung cấp dịch vụ bản đồ WMS/WFS theo chuẩn của tổ chức OGC
Khung ứng dụng web (Backend) Python / Flask Xử lý logic nghiệp vụ, kết nối cơ sở dữ liệu, tiếp nhận yêu cầu tìm kiếm
Thư viện hiển thị bản đồ (Frontend) Leaflet JS (dung lượng 38 KB) Điều hướng, hiển thị lớp bản đồ nền, phóng to/thu nhỏ, tương tác vị trí
Giao diện người dùng HTML, CSS, JavaScript Định dạng trang web, trình bày form tìm kiếm và bảng kết quả
Môi trường lập trình Visual Studio Code Soạn thảo mã nguồn, kiểm thử và quản lý dự án

Cơ sở dữ liệu được xây dựng qua 3 giai đoạn: thiết kế mô hình ý niệm (sơ đồ ER), thiết kế mô hình luận lý và thiết kế mô hình vật lý. Sơ đồ cơ sở dữ liệu bao gồm các bảng thực thể chính và bảng liên kết để giải quyết mối quan hệ nhiều - nhiều giữa bài báo, khu vực hành chính và công cụ kỹ thuật:

Tên bảng / Thực thể Các trường thuộc tính chính Kiểu dữ liệu Vai trò trong hệ thống
KHUVUC gid
code_tinh
name_tinh
name_vung
geom		 serial
varchar(254)
varchar(75)
varchar(75)
geometry		 Lưu trữ ranh giới không gian các tỉnh/thành phố, khóa chính code_tinh
BAIBAO baibao_id
mabaibao
nam
tacgia
donvi
tenbai
nhom
trangbatdau
trangketthuc		 integer
text
integer
text
text
text
text
integer
integer		 Lưu thông tin thư mục của bài báo khoa học, khóa chính baibao_id, mã bài báo mabaibao
CONGCU tool_id
makythuat1
tenkythuat
nhomkythuat
phanloai		 integer
text
text
text
text		 Quản lý danh mục phương pháp, công cụ, kỹ thuật và phần mềm, khóa chính tool_id
DONVIHANHCHINH dvhc_id
code_tinh
mabaibao
code_huyen
code_xa		 serial/integer
varchar(254)
text
varchar
varchar		 Bảng liên kết trung gian giữa thực thể KHUVUC và BAIBAO
CHITIETKYTHUAT kythuat_id
mabaibao		 integer
text		 Bảng liên kết trung gian giữa thực thể BAIBAO và CONGCU

Quy trình triển khai máy chủ và dịch vụ dữ liệu diễn ra theo các bước:

  1. Cài đặt PostgreSQL, tạo cơ sở dữ liệu mới sử dụng mẫu postgis_23_sample.
  2. Sử dụng công cụ PostGIS Shapefile Import/Export Manager để chuyển đổi và nạp dữ liệu shapefile ranh giới hành chính vào PostgreSQL với thông tin kết nối localhost:5432, người dùng postgres.
  3. Cấu hình GeoServer: Tạo Workspace mang tên gis_papers, thiết lập Stores kết nối đến cơ sở dữ liệu PostgreSQL/PostGIS, cấu hình Styles định dạng màu sắc hiển thị cho đối tượng ranh giới tỉnh thành và quận huyện, xuất bản lớp bản đồ (Layer) dưới dạng dịch vụ WMS thông qua đường dẫn http://localhost:8080/geoserver/gisparpers/wms.
  4. Phát triển ứng dụng WebGIS: Sử dụng Leaflet nhúng bản đồ vào thẻ <div>, thiết lập tọa độ hiển thị trung tâm tại vĩ độ 8.078514099121 với mức độ thu phóng (zoom level) bằng 5. Hệ thống kết nối lớp bản đồ WMS từ GeoServer và gọi các hàm tìm kiếm viết bằng Python/Flask để truy vấn cơ sở dữ liệu.

Phân quyền người dùng trong hệ thống gồm 3 nhóm đối tượng:

  • Khách vãng lai (người dùng không đăng nhập): Có quyền xem bản đồ, thu phóng, tra cứu và tìm kiếm thông tin bài báo.
  • Người dùng có tài khoản (tác giả bài báo): Sau khi đăng nhập, ngoài các chức năng tra cứu còn được cấp quyền đăng tải bài viết mới, chỉnh sửa hoặc xóa thông tin bài báo do mình quản lý.
  • Quản trị viên (Admin): Toàn quyền truy cập hệ thống, quản lý cơ sở dữ liệu, quản lý và phân quyền tài khoản người dùng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này nêu bật tính cấp thiết của việc chia sẻ thông tin học thuật GIS tại Việt Nam. Tác giả phân tích thực trạng tổ chức chuỗi Hội thảo GIS toàn quốc từ năm 2009 đến năm 2018, chỉ ra rào cản lớn nhất hiện nay là việc phân phối kỷ yếu dạng sách giấy khiến tài liệu khó tiếp cận với người ở xa. Từ đó, tác giả xác định mục tiêu xây dựng hệ thống WebGIS kết hợp cơ sở tri thức để tìm kiếm bài báo hội thảo theo không gian và thuộc tính, giới hạn dữ liệu thử nghiệm trong Kỷ yếu Hội thảo Ứng dụng GIS toàn quốc năm 2015.

Chương 2: Tổng quan tài liệu

Chương 2 trình bày có hệ thống các cơ sở lý luận và công nghệ:

  • Lịch sử và thông tin chi tiết về 10 kỳ Hội thảo Ứng dụng GIS toàn quốc từ năm 2009 tại Huế đến kế hoạch tổ chức năm 2018 tại TP.HCM với chủ đề "Hướng tới đô thị thông minh".
  • Lý thuyết hệ tri thức: Bản chất tri thức, cấu trúc hệ cơ sở tri thức (hệ đóng, hệ mở, hệ kết hợp), động cơ suy diễn tiến/lùi, các dạng tri thức và phương pháp biểu diễn tri thức.
  • Quy trình phát hiện tri thức trong cơ sở dữ liệu (KDD) gồm 8 giai đoạn và 7 nhóm bài toán khai phá dữ liệu cơ bản.
  • Khái niệm, kiến trúc 3 tầng và nguyên lý vận hành của hệ thống WebGIS.
  • Tổng quan về các công cụ mã nguồn mở: PostgreSQL, PostGIS, GeoServer, Leaflet, Visual Studio Code và ngôn ngữ Python kết hợp micro-framework Flask.
  • Khảo sát các công trình liên quan trong và ngoài nước: Nghiên cứu của Magni (WebGIS MapServer - PostGIS phục vụ khảo cổ); Singh, Dibyajyoti Chutia và Singuluri Sudhakar (2012, ứng dụng WebGIS quản lý tài nguyên thiên nhiên tại Ấn Độ); Trần Quốc Vương (2006, WebGIS du lịch Đà Nẵng); Nguyễn Quang Tuấn và cộng sự (2010, hệ thống QUANGTRI-TOURMAP phục vụ du lịch tỉnh Quảng Trị).

Chương 3: Dữ liệu và phương pháp nghiên cứu

Nội dung chương tập trung vào kỹ thuật xử lý dữ liệu và thiết kế kiến trúc hệ thống:

  • Quy trình thu thập, xử lý bài báo từ Kỷ yếu Hội thảo Ứng dụng GIS toàn quốc 2015, lập bảng dữ liệu Excel gồm tên bài, tác giả, cơ quan, năm, chủ đề, công cụ, khu vực nghiên cứu và kết nối với shapefile ranh giới Việt Nam.
  • Thiết kế cơ sở dữ liệu 3 cấp độ: Mô hình thực thể liên kết (ER), mô hình luận lý và mô hình vật lý với định nghĩa kiểu dữ liệu chi tiết cho các bảng KHUVUC, BAIBAO, CONGCU, DONVIHANHCHINH, CHITIETKYTHUAT.
  • Quy trình nạp dữ liệu không gian bằng PostGIS Shapefile Import/Export Manager.
  • Thiết kế hệ thống WebGIS gồm sơ đồ phân quyền 3 nhóm người dùng, sơ đồ trang web (Sitemap), mô hình ca sử dụng (UML Use Case), thiết kế giao diện tương tác và giải pháp tích hợp thư viện Leaflet gọi dịch vụ WMS từ GeoServer.

Chương 4: Kết quả nghiên cứu

Chương 4 mô tả chi tiết các sản phẩm đã hoàn thiện và kết quả thử nghiệm chức năng:

  • Giao diện Timeline trình bày trực quan các mốc thời gian và địa điểm tổ chức các kỳ Hội thảo GIS toàn quốc.
  • Giao diện tra cứu tích hợp: Thiết kế bố cục chia đôi màn hình, trong đó khung bên trái chứa thanh công cụ chọn tiêu chí tra cứu kèm bảng kết quả thuộc tính; khung bên phải là bản đồ số Leaflet hiển thị ranh giới và đánh dấu vị trí địa lý của đối tượng nghiên cứu.
  • Giao diện xác thực người dùng: Biểu mẫu đăng ký và đăng nhập phục vụ quản lý thành viên.
  • Kết quả kiểm thử các kịch bản tìm kiếm:
    • Tìm kiếm theo Tỉnh/Thành phố: Thử nghiệm chọn địa phương "Bình Định", hệ thống truy vấn và hiển thị danh sách các bài báo có phạm vi nghiên cứu tại Bình Định kèm định vị trực quan trên bản đồ.
    • Tìm kiếm theo Chủ đề: Người dùng chọn nhóm chủ đề chuyên môn, hệ thống trích xuất bảng danh mục bài viết gồm tên đề tài, tác giả, năm công bố và địa bàn áp dụng.
    • Tìm kiếm theo Phần mềm và Công cụ kỹ thuật: Hệ thống truy vấn các bài báo sử dụng cùng nhóm công cụ phân tích hoặc phần mềm GIS cụ thể.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Tác giả tóm tắt toàn bộ khối lượng công việc đã hoàn thành, khẳng định khả năng ứng dụng thực tiễn của giải pháp WebGIS mã nguồn mở trong quản trị tư liệu học thuật, đồng thời đề xuất các định hướng nâng cấp hệ thống trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã hoàn thành các mục tiêu kỹ thuật đề ra, thể hiện qua các kết quả cụ thể:

  • Thiết kế và xây dựng thành công cơ sở dữ liệu quan hệ - không gian trên PostgreSQL/PostGIS, lưu trữ có cấu trúc toàn bộ dữ liệu bài báo thuộc Kỷ yếu Hội thảo Ứng dụng GIS toàn quốc năm 2015 cùng hệ thống phân loại công cụ, phương pháp và ranh giới hành chính.
  • Triển khai và kết nối ổn định máy chủ GeoServer để phân phối dữ liệu bản đồ dưới dạng dịch vụ WMS chuẩn OGC, tích hợp vào giao diện web qua thư viện JavaScript Leaflet gọn nhẹ (38 KB).
  • Xây dựng hoàn chỉnh ứng dụng WebGIS với module xử lý trung tâm bằng Python/Flask, hỗ trợ tương tác đồng bộ hai chiều giữa dữ liệu thư mục và không gian địa lý.
  • Vận hành thành công 3 chức năng tra cứu chuyên biệt: tìm kiếm theo đơn vị hành chính (Tỉnh - Thành phố), tìm kiếm theo nhóm chủ đề khoa học và tìm kiếm theo công cụ/kỹ thuật/phần mềm GIS; tích hợp đầy đủ module đăng ký, đăng nhập tài khoản phục vụ phân quyền quản trị nội dung.

Về mặt đóng góp, đề tài là một trong những nghiên cứu ứng dụng đầu tiên đề xuất giải pháp số hóa và không gian hóa nguồn kỷ yếu hội thảo GIS tại Việt Nam bằng hệ thống WebGIS mã nguồn mở. Thay vì chỉ tra cứu văn bản đơn thuần như các hệ thống thư viện số truyền thống, công trình đã gắn kết nội dung nghiên cứu khoa học với tọa độ địa lý thực tế, giúp người đọc dễ dàng nhận diện phân bố không gian của các đề tài ứng dụng GIS trên phạm vi toàn quốc. Giải pháp sử dụng 100% công nghệ miễn phí, mã nguồn mở (PostgreSQL, PostGIS, GeoServer, Python, Flask, Leaflet) giúp tối ưu hóa ngân sách đầu tư ban đầu, tạo tiền đề thuận lợi cho việc nhân rộng mô hình tại các cơ sở giáo dục đại học.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận ghi nhận một số hạn chế gắn liền với phạm vi triển khai:

  • Dữ liệu thử nghiệm mới chỉ giới hạn trong phạm vi các bài báo thuộc Kỷ yếu Hội thảo GIS năm 2015, chưa bao quát toàn bộ chuỗi hội thảo từ năm 2009 đến thời điểm nghiên cứu.
  • Công tác phân tích, bóc tách và nhập liệu thông tin bài báo còn phụ thuộc vào phương pháp thủ công qua bảng tính Excel, chưa có công cụ tự động trích xuất nội dung từ tệp văn bản kỷ yếu (PDF).
  • Các chức năng không gian trên bản đồ mới dừng lại ở mức hiển thị lớp ranh giới hành chính và định vị khu vực nghiên cứu của bài báo, chưa tích hợp các phép phân tích không gian nâng cao hay thống kê mật độ đề tài theo vùng lãnh thổ.

Các định hướng phát triển tiếp theo được tác giả xác định:

  • Thu thập, số hóa và cập nhật bổ sung toàn bộ kỷ yếu của các kỳ hội thảo GIS toàn quốc còn lại (từ năm 2009 đến năm 2018 và các năm tiếp theo).
  • Nghiên cứu tích hợp các giải thuật khai phá dữ liệu tự động và xử lý ngôn ngữ tự nhiên để trích xuất tự động siêu dữ liệu (metadata) từ tài liệu số.
  • Hoàn thiện module kiểm duyệt và phê duyệt bài viết trước khi cho phép hiển thị công khai đối với tài khoản tác giả tự đăng tải.
  • Tối ưu hóa giao diện người dùng, nâng cao tính tương thích trên các thiết bị di động và bổ sung các biểu đồ thống kê trực quan.

Giá trị tham khảo

Bản khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho nhiều nhóm đối tượng:

  • Sinh viên, học viên chuyên ngành Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS), Bản đồ học, Quản lý đất đai và Công nghệ thông tin: Tài liệu cung cấp tài liệu hướng dẫn cụ thể về quy trình tích hợp hệ thống WebGIS mã nguồn mở từ khâu quản trị dữ liệu không gian (PostgreSQL/PostGIS), cấu hình máy chủ bản đồ (GeoServer) đến lập trình giao diện bản đồ tương tác (Leaflet) và backend (Python/Flask).
  • Các nhà nghiên cứu và quản lý khoa học: Khóa luận đưa ra cách tiếp cận khoa học trong việc phân loại, tổ chức cơ sở dữ liệu tri thức khoa học và phương thức trực quan hóa không gian các sản phẩm nghiên cứu địa lý.
  • Những phần đáng tham khảo nhất trong văn bản:
    • Cấu trúc thiết kế mô hình dữ liệu quan hệ - không gian tại Chương 3 (các bảng KHUVUC, BAIBAO, CONGCU và bảng liên kết DONVIHANHCHINH, CHITIETKYTHUAT).
    • Các quy trình kỹ thuật trình bày tại hệ thống Phụ lục: Phụ lục 1 (quy trình đưa dữ liệu vào PostgreSQL), Phụ lục 2 (quy trình cấu hình Workspace, Stores, Styles và Layers trên GeoServer), Phụ lục 3 (cú pháp truy vấn cơ sở dữ liệu trong pgAdmin) và Phụ lục 4 (mã nguồn xây dựng chức năng tìm kiếm bằng Python).

Câu hỏi thường gặp

Khóa luận sử dụng nguồn dữ liệu bài báo khoa học nào và giới hạn trong phạm vi thời gian nào? Dữ liệu bài báo khoa học trong khóa luận được thu thập từ sách "Kỷ yếu hội thảo GIS ứng dụng toàn quốc 2015". Đề tài được sinh viên Trần Tuấn Khoa thực hiện trong thời gian từ tháng 03/2018 đến tháng 07/2018 tại Khoa Môi trường và Tài nguyên, Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM dưới sự hướng dẫn của ThS. Khưu Minh Cảnh.

Kiến trúc công nghệ mã nguồn mở của hệ thống WebGIS này gồm những thành phần cụ thể nào? Hệ thống vận hành theo kiến trúc 3 tầng gồm: hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ đối tượng PostgreSQL kết hợp module không gian PostGIS; máy chủ bản đồ mã nguồn mở GeoServer xử lý dịch vụ WMS/WFS; backend điều khiển viết bằng ngôn ngữ Python với framework Flask; frontend xây dựng bằng HTML, CSS, JavaScript kết hợp thư viện bản đồ tương tác Leaflet; môi trường phát triển sử dụng Visual Studio Code.

Mô hình cơ sở dữ liệu của đề tài được thiết kế như thế nào để xử lý mối quan hệ giữa bài báo và khu vực nghiên cứu? Hệ thống thiết kế bảng thực thể không gian KHUVUC (lưu ranh giới tỉnh thành với trường hình học geom và khóa chính code_tinh) và bảng thực thể BAIBAO (lưu thông tin bài viết với khóa chính baibao_id). Do một khu vực có thể có nhiều bài báo và một bài báo có thể nghiên cứu trên nhiều địa bàn, tác giả sử dụng bảng liên kết trung gian DONVIHANHCHINH (chứa các trường dvhc_id, code_tinh, mabaibao, code_huyen, code_xa) để chuẩn hóa quan hệ nhiều - nhiều giữa hai thực thể.

Hệ thống phân chia quyền hạn của người dùng như thế nào? Hệ thống phân định 3 nhóm người dùng: Khách vãng lai (không đăng nhập, chỉ có quyền xem bản đồ và tra cứu thông tin bài viết); Người dùng đăng ký/Tác giả (đăng nhập vào hệ thống để tra cứu, đồng thời được cấp quyền đăng tải thông tin bài báo mới, chỉnh sửa hoặc xóa bài do mình quản lý); Quản trị viên - Admin (toàn quyền truy cập, quản lý nội dung cơ sở dữ liệu và quản lý tài khoản người dùng).

Hệ thống cung cấp các chức năng tra cứu bài báo theo những tiêu chí nào? Người dùng có thể tra cứu bài báo qua 3 hình thức: tìm kiếm theo Tỉnh - Thành phố (hiển thị danh sách đề tài thực hiện tại địa phương được chọn và định vị trên bản đồ số); tìm kiếm theo Nhóm chủ đề nghiên cứu (hiển thị tên bài, tác giả, năm và địa phương nghiên cứu); tìm kiếm theo Công cụ / Phần mềm / Kỹ thuật GIS được áp dụng trong bài báo.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Trần Tuấn Khoa đã xây dựng thành công hệ thống WebGIS tìm kiếm tri thức khoa học từ kỷ yếu hội thảo GIS dựa trên nền tảng 100% phần mềm mã nguồn mở. Đề tài đã thiết kế hoàn chỉnh cơ sở dữ liệu quan hệ - không gian trên PostgreSQL/PostGIS, cấu hình xuất bản dịch vụ bản đồ WMS qua GeoServer và phát triển giao diện web tương tác hai chiều bằng Python/Flask và Leaflet. Kết quả nghiên cứu chứng minh tính khả thi của giải pháp số hóa, liên kết dữ liệu học thuật với thông tin không gian, cung cấp tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích cho công tác phát triển các ứng dụng WebGIS quản lý tri thức chuyên ngành.