BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG HỆ TÌM KIẾM TRI THỨC THÔNG TIN ĐỊA LÝ CÁC ĐỀ TÀI KHOA HỌC VỀ GIS Họ tên sinh viên: TRẦN TUẤN KHOA Ngành: Hệ thống Thông tin Địa lý Niên khóa: 2014 – 2018 i Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2018 XÂY DỰNG HỆ TÌM KIẾM TRI THỨC THÔNG TIN ĐỊA LÝ CÁC ĐỀ TÀI KHOA HỌC VỀ GIS Tác giả TRẦN TUẤN KHOA Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kĩ sư ngành Hệ thống Thông tin Địa lý Giáo viên hướng dẫn Thầy Khưu Minh Cảnh Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2018 ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập và thực hiện luận văn, tôi nhận được sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô bộ môn Hệ thống Thông tin Địa lý Ứng dụng trường Đại học Nông Lâm TP. HCM, Trung tâm Ứng dụng Hệ thống Thông tin Địa lý TP.
HCM, gia đình, bạn bè. Tôi xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến: Quý thầy cô trường Đại học Nông Lâm TP. HCM đã tận tình dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong thời gian học tập và thực hiện đề tài.S Khưu Minh Cảnh (Trung tâm Ứng dụng Hệ thống Thông tin Địa lý TP. HCM) thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Gia đình và bạn bè luôn động viên giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, cũng như trong lúc thực hiện đề tài. Trần Tuấn Khoa Khoa Môi trường và Tài nguyên Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM Số điện thoại: 0933306100 Email: trantuankhoabc@gmail.com iii TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu "Xây dựng hệ tìm kiếm tri thức thông tin địa lý các đề tài khoa học về GIS" đã được thực hiện trong thời gian từ tháng 03/2018 đến tháng 07/2018. Mục tiêu của đề tài là áp dụng hệ tri thức để xây dựng công cụ tìm kiếm kết hợp cho hệ thống WebGIS về các bài báo khoa học của các hội thảo GIS để hỗ trợ giáo dục, cung cấp các thông tin thuộc tính và không gian của các đề tài khoa học GIS đã được nghiên cứu, báo cáo.
Người dùng hướng đến là đối tượng nghiên cứu về GIS. Phương pháp xây dựng của đề tài là sử dụng công nghệ mã nguồn mở, để tối ưu vấn đề kinh phí thực hiện nghiên cứu mà vẫn đảm bảo các yêu cầu đề ra. Trong đó, tìm hiểu về hệ cơ sở tri thức để tiến xây dựng hệ thống dữ liệu. Kết hợp ngôn ngữ lập trình Python, HTML, CSS, Javascript và các công cụ PostgreSQL/PostGIS, Visual Studio Code xây dựng web trên máy chủ Geoserver.
Đề tài nghiên cứu đã đạt được các kết quả sau: Hoàn thành việc thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu về các đề tài, bài báo được trình bày tại các hội thảo GIS toàn quốc trên hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgresSQL/PostGIS. Hoàn thành việc thiết kế chức năng và thiết kế giao diện trang WebGIS với công cụ tìm kiếm và quản lý hệ thống các đề tài, bài báo. Xây dựng trang web có công cụ tìm kiếm với các công cụ tương tác và quản lý bài viết. iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN.
iv MỤC LỤC. v DANH MỤC VIẾT TẮT. viii DANH MỤC BẢNG BIỂU. ix DANH MỤC HÌNH ẢNH.
Mục tiêu nghiên cứu. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Thông tin chung về hội thảo GIS.
Mục tiêu chung của hội thảo. Tổng quan hệ tri thức .2 Tiếp nhận, biểu diễn tri thức. Xây dựng các hệ cơ sở tri thức. Tổng quan khai thác dữ liệu .2 Các bước của quá trình khai thác dữ liệu.3 Những nhóm bài toán của khai thác dữ liệu .4 Những lợi thế và thách thức của khai thác dữ liệu.
Công nghệ nền tảng. Phần mềm PostgreSQL [4]. Phần mềm Postgis [5]. Phần mền mã nguồn mở Geoserver [6].
Thư viện Leaflet [7] [8]. Ngôn ngữ lập trình Python/Flask [9] [10]. Tình hình nghiên cứu liên quan đến vấn đề nghiên cứu. Trên thế giới.
Phương pháp. Thiết kế cơ sở dữ liệu.1 Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu. Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu luận lý. Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu mức vật lý.
Xây dựng Cơ Sở Dữ Liệu. Xây dựng CSDL. Xây dựng hệ thống WebGIS. Thiết kế hệ thống.
Thiết kế giao diện trang web. Thiết kế chức năng của trang web. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU. Giao diện trang web.
Giao diện tìm kiếm. Giao diện đăng nhập. Giao diện đăng kí. Kết quả của các chức năng tìm kiếm .Tìm kiếm theo tinh thành phố .Tìm kiếm theo chủ đề:.
Tìm kiếm theo phần mềm:. 43 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 44 PHỤ LỤC 1: QUY TRÌNH ĐƯA DỮ LIỆU VÀO POSTGRESQL. 46 PHỤ LỤC 2: QUY TRÌNH XÂY DỰNG WEBMAP.
47 PHỤ LỤC 3: KHAI THÁC CƠ SỞ DỮ LIỆU BẰNG PHẦN MỀM POSTGRESSQL52 PHỤ LỤC 4 : QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG CHỨC NĂNG TÌM KIẾM. 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 67 vii DANH MỤC VIẾT TẮT GIS Geographic Information System HTML HyperText Markup Language CSS Cascading Style Sheets URL Uniform Resource Locator HTTP Hypertext Transfer Protocol OGC Open Geospatial Consortium WMS Web Map Server WFS Web Feature Service API Application Programming Interface SQL Structured Query Language CSDL Cơ sở dữ liệu viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Tiếp nhận, biểu diễn tri thức .2 Các loại tri thức .3 Các hệ tri thức phân loại theo ứng dụng .1 Kiểu dữ liệu thuộc tính thực thể KHU VUC .2 Kiểu dữ liệu thuộc tính thực thể BAIBAO .3 Kiểu dữ liệu thuộc tính thực thể CONGCU. 25 ix DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Địa điểm các hội thảo GIS đã tổ chức .1 Bảng phân loại dữ liệu trong Excel .2 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu.3 Sơ đồ mô tả sơ lượt một số thực thể ER chính .4 Tạo database mới .5 Kết nối cơ sở dữ liệu .6 Import dữ liệu vào .7 Dữ liệu sau khi Import .8 Sơ đồ chức năng hệ thống WebGIS .9 Mô tả Sitemap của trang web .10 Mô tả mô hình UML .11 Mô tả giao diện trang .12 Mô tả giao diện trang đăng nhập .13 Mô tả giao diện trang tìm kiếm .1 Giao diện Timeline .2 Giao diện trang tìm kiếm .3 Giao diện đăng nhập .4 Giao diện đăng ký .5 Tìm kiếm theo Tỉnh thành phố .6 Kết quả tìm kiếm theo chủ đề .7 Tìm kiếm theo chủ đề .8 Kết quả tìm kiếm theo chủ đề .9 Tìm kiếm theo phần mềm .10 Kết quả tìm kiếm theo phần mền.
42 1 Hình 1 Câu lệnh trong Excel. 46 Hình 2 Kết quả import dữ liệu vào PostgreSQL thành công. 46 Hình 3 Giao diện Geoserver. 47 Hình 4 Các bước tạo Workspace.
48 Hình 5 Các bước tạo Stores. 48 Hình 6 Điền các thông số. 49 Hình 7 Thao tác tạo Style. 50 Hình 8 Hiển thị đối tượng tỉnh thành.
50 Hình 9 Hiển thị đối tượng quận huyện. 51 Hình 10 Kết quả truy vấn theo bài báo và chủ đề. 53 Hình 11 Kết quả truy vấn theo tên công cụ. 54 Hình 12 Kết quả truy vấn theo năm.
55 Hình 13 Kết quả truy vấn tương ứng theo tỉnh. 56 Hình 14 Kết quả truy vấn công cụ theo chủ đề. 57 Hình 15 Kết quả truy vấn bằng ký tự bất kỳ. 58 Hình 16 Kết quả truy vấn bằng giá trị kỹ thuật.
59 Hình 17 Kết quả truy vấn bài báo. 60 Hình 18 Kết quả truy vấn bài báo và tỉnh .1 Tính cấp thiết của đề tài Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống thông tin áp dụng cho dữ liệu địa lý, có khả năng hỗ trợ thông tin cho người lập quyết định trên cơ sở khai thác khả năng truy vấn, thống kê, tổng hợp thông tin liên quan đến vị trí, ứng dụng của GIS ngày càng được phổ biến rộng rãi trên toàn thế giới và dần trở thành nền tảng công nghệ khó có thể thay thế. Sự phát triển GIS tại Việt Nam trong những năm qua được thể hiện qua con số ấn tượng với hàng trăm cơ sở nghiên cứu, trung tâm ứng dụng, các cơ quan, ban ngành sử dụng GIS như một công cụ hỗ trợ ra quyết định, trên 30 trường đại học, cao đẳng đào tạo các chuyên ngành liên quan đến GIS. Các cuộc Hội thảo “Ứng dụng GIS toàn quốc” từ năm 2009 cho đến nay, liên tục được các trường đại học, các viện nghiên cứu trên khắp cả nước thay phiên nhau đăng cai tổ chức.
Đây là nơi để các nhà khoa học trong và ngoài nước có cơ hội công bố kết quả nghiên cứu, trao đổi và thảo luận về các vấn đề liên quan đến ứng dụng GIS trong các lĩnh vực khác nhau, đồng thời xây dựng hợp tác trong thời gian tới nhằm nâng cao năng lực ứng dụng GIS ở Việt Nam. Mặc dù đã được tổ chức qua nhiều năm và số lượng các nghiên cứu ngày càng tăng, tuy nhiên việc tiếp cận với các nghiên cứu trên đối với nhiều đối tượng không tham gia hội vẫn còn nhiều hạn chế, chỉ những người tham gia hội thảo mới có thể tiếp cận với các nghiên cứu trên thông qua tài liệu (sách) trong hội thảo. Vì thế hầu hết các đối tượng không tham gia Hội thảo (sinh viên, các nhà khoa học ở xa,…) khó có thể tiếp cận với các nghiên cứu trên. Với sự phát triển mạng Internet như hiện nay, công nghệ GIS cho phép chia sẻ thông tin thông qua Internet bằng cách kết hợp GIS và Website để tạo thành WebGIS.
WebGIS đang ngày càng phát triển và phổ biến cho việc cung cấp thông tin dưới dạng thông tin thuộc tính kết hợp với thông tin không gian đến với người dùng thông qua mạng Internet. WebGIS có thể hỗ trợ tốt cho việc cung cấp thông tin các nghiên cứu 3 của hội thảo đến các nhà khoa học, sinh viên một cách nhanh chóng và tốt hơn mà không cần phải tham gia hội thảo, từ đó hỗ trợ việc tìm kiếm các nghiên cứu hiệu quả hơn. Từ các lý do trên, đề tài “Xây dựng hệ tìm kiếm tri thức thông tin địa lý các đề tài khoa học về GIS”. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung: Xây dựng trang WebGIS cung cấp các thông tin về vị trí, năm, bài báo, tác giả, đơn vị công tác,… của các hội thảo để phục vụ việc tìm kiếm các đề tài nghiên cứu một cách tốt hơn.
Mục tiêu cụ thể: Tìm hiểu, phân tích các bài báo khoa học của trong các hội thảo. Thiết kế cơ sở dữ liệu về các bài báo khoa học.