ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN QUỐC HUY NGHIÊN CƢ́U XÂY DƢ̣NG HỆ THỐNG THÔNG TIN GIÁM SÁ T CHÁ Y RƢ̀NG SƢ̉ DỤNG DƢ̃ LIỆU ẢNH VỆ TINH LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HÀ NỘI – 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN QUỐC HUY NGHIÊN CƢ́U XÂY DƢ̣NG HỆ THỐNG THÔNG TIN GIÁM SÁ T CHÁ Y RƢ̀NG SƢ̉ DỤNG DƢ̃ LIỆU ẢNH VỆ TINH Ngành: Công Nghệ Thông Tin Chuyên ngành: Kỹ Thuật Phần Mềm Mã số: 60.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. NGUYỄN HẢI CHÂU TS. LÊ HOÀ NG SƠN HÀ NỘI – 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả đạt đƣợc trong luận văn là sản phẩm nghiên cứu, tìm hiểu của riêng cá nhân tôi. Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều đƣợc trình bày hoặc là của cá nhân tôi hoặc là đƣợc tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu.
Tất cả các tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và đƣợc trích dẫn hợp pháp. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan của mình. Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2015 Ngƣời cam đoan Nguyễn Quố c Huy LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn PGS. Nguyễn Hải Châu , TS.
Lê Hoàng Sơn , TS. Bùi Quang Hƣng và TS. Lê Thanh Hà là nh ững cán bộ giảng viên của Đại học Công Nghệ và Đại học Khoa Học Tự Nhiên , trƣ̣c thuô ̣c Đa ̣i ho ̣c Quố c Gia Hà Nô ̣i đã tận tình giúp đỡ tôi về cả chuyên môn, nghiên cứu và định hƣớng phát triển trong suốt quá trình làm luận văn. Tôi đã học hỏi đƣợc rất nhiều khi tham gia vào dự án “Field Monitoring – FIMO” do nhà trƣờng tổ chức về nghiên cứu, ứng dụng, xử lý thông tin từ ảnh viễn thám.
Tôi cũng xin gửi lời cám ơn tới các Thầy, Cô giáo của Khoa Công nghệ thông tin vì đã truyền dạy những kiến thức bổ ích, hiện đại về lĩnh vực Công nghệ phần mềm. Với bạn bè cùng khóa và các bạn sinh viên tham gia vào các dự án của trung tâm FIMO, cám ơn mọi ngƣời vì đã cho tôi cơ hội trao đổi, chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm thực tế, giúp tôi hiểu thêm những vấn đề mà tôi không có điều kiện tìm hiểu, chỉ cho tôi những thứ tôi chƣa làm đƣợc. Tôi có thể tiếp thu đƣợc thêm nhiều vấn đề mới và biết đƣợc giá trị của việc không ngừng cố gắng học tập, nghiên cứu. Cuối cùng, với gia đình, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc vì gia đình đã luôn ở bên và ủng hộ tôi trên con đƣờng học tập và nghiên cứu khó khăn, vất vả.
Tôi mong rằng với sự cố gắng học tập nâng cao kiến thức, sau này sẽ có thể lĩnh hội nhiều công nghệ, tạo ra nhiều sản phẩm phần mềm có giá trị sử dụng cao, giúp ích đƣợc trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Nguyễn Quố c Huy LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC MỤC LỤC. 1 DANH MỤC BẢNG. 4 DANH MỤC HÌNH.
5 DANH MỤC THUẬT NGƢ̃. NỘI DUNG NGHIÊN CƢ́U VÀ CẤU TRÚ C ĐỀ TÀI. TỔNG QUAN VỀ DƢ̃ LIỆU ẢNH VỆ TINH VÀ GIS. TỔNG QUAN VỀ ẢNH VỆ TINH.
Lịch sử ra đời và sự phát triển của viễn thám và ảnh vệ tinh. Đặc trƣng và phân loại ảnh vệ tinh. Ứng dụng của ảnh vệ tinh trong giám sát cháy rừng. TỔNG QUAN VỀ GIS.
Lịch sử ra đời và sự phát triển của GIS. Cấ u trúc của GIS. Ứng dụng của GIS. Giới thiê ̣u về WebGIS.
27 CHƢƠNG II. XÂY DƢ̣NG HỆ THỐNG THÔNG TIN GIÁM SÁ T CHÁ Y RƢ̀NG SƢ̉ DỤNG DƢ̃ LIỆU ẢNH VỆ TINH. Mô tả bài toán. Khảo sát hệ thống thông tin giám sát cháy rừng tại Việt Nam và trên thế giới 29 2.
Giải pháp công nghệ. PHP và Yii Framework. ArcGIS Javascript MapAPI. 38 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Kiế n trúc hê ̣ thố ng. Quy trình chiế t xuấ t thông tin cháy rƣ̀ng. Thuật toán phát hiện điểm cháy. Kiế n trúc tổ ng thể của hê ̣ thố ng.
Chuẩn hóa dữ liệu không gian. Cấ u trúc cơ sở dƣ̃ liê ̣u. Chƣ́c năng hê ̣ thố ng. Chƣ́c năng đăng nhâ ̣p.
Chƣ́c năng hiể n thi ̣thông tin cháy rƣ̀ng gần thời gian thực. Chƣ́c năng hiể n thi ̣diễn biế n điể m cháy. Chƣ́c năng tìm kiế m thông tin điể m cháy. Chƣ́c năng đăng kí nhâ ̣n thông tin điể m cháy.
Chƣ́c năng thố ng kê báo cáo. Nhóm chức năng quản lý thông tin điểm cháy. Nhóm chức năng quản lý dữ liệu ảnh vệ tinh. Nhóm chức năng quản lý ngƣời dùng.
Nhóm chức năng quản lý nhóm quyền. Nhóm chức năng quản lý dữ liệu đăng kí nhâ ̣n thông tin điể m cháy. Nhóm chức năng quản lý đơn vị. Chức năngkiểm chứng thông tin điểm cháy.
Chức năng trích xuất thông tin điểm cháy và gửi cảnh báo cho ngƣời dùng gần thời gian thực. Chƣ́c năng hiển thị các lớp bản đồ. 73 CHƢƠNG III. MÔ PHỎNG VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG.
Cài đặt và triển khai. Giao diê ̣n thực nghiệm của hê ̣ thố ng. Giao diê ̣n chin ́ h dành cho ngƣời dùng. 75 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Giao diê ̣n xem diễn biế n cháy rƣ̀ng. Giao diê ̣n tìm kiế m điể m cháy. Giao diê ̣n đăng kí nhâ ̣n thông tin điể m cháy. Giao diê ̣n thố ng kê báo báo.
Giao diê ̣n quản tri ̣dƣ̃ liê ̣u ảnh vê ̣ tinh. Giao diê ̣n quản tri ̣ngƣời dùng. Giao diê ̣n quản tri ̣nhóm quyề n. Giao diê ̣n quản tri ̣đăng kí nhâ ̣n thông tin cảnh báo.
Đánh giá hệ thống. 83 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁ T TRIỂN. 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 91 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Quá trình hình thành và phát triển của viễn thám và ảnh vệ tinh.
16 Bảng 2: Bảng tổng kết ưu nhược điểm của các hệ thống giám sát và theo dõi cháy rừng. 30 Bảng 3: Bảng mô tả các kênh của ảnh vệ tinh MOD14 sử dụng trong thuật toán. 42 Bảng 4: Bảng cấu trúc dữ liệu thông tin điểm cháy. 52 Bảng 5: Bảng cấu trúc dữ liệu ranh giới hành chính cấp tỉnh.
53 Bảng 6: Bảng cấu trúc dữ liệu ranh giới hành chính cấp huyện. 54 Bảng 7:Bảng cấu trúc dữ liệu ranh giới hành chính cấp xã. 54 Bảng 8: Bảng cấu trúc dữ liệu loại rừng năm 2010. 54 Bảng 9: Bảng cấu trúc dữ liệu ảnh vệ tinh.
54 Bảng 10: Bảng cấu trúc dữ liệu đăng kí thông tin cảnh báo. 55 Bảng 11: Bảng cấu trúc dữ liê ̣u người dùng. 55 Bảng 12: Bảng cấu trúc dữ liệu nhóm quyền. 55 Bảng 13: Bảng cấu trúc dữ liệu đơn vị.
55 Bảng 14: Bảng danh sách người dùng tham gia khảo sát sử dụng hệ thống. 85 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC HÌNH Hình 1: Mô phỏng của thế giới thực trên mô hình dữ liê ̣u không gian. 25 Hình 2: Cấ u trúc dữ liê ̣u dạng Raster. 25 Hình 3: Cấ u trúc dữ liê ̣u dạng Vector.
26 Hình 4: Kiế n trúc của WebGIS. 27 Hình 5: Mô hình của ArcGIS Server. 35 Hình 6: Mô hình của PostgreSQL. 36 Hình 7: Mô hình của Yii Framework.
37 Hình 8: Khảo sát hiệu năng của Yii Framework với các PHP Framework khác. 38 Hình 9: Ví dụ ứng dụng GIS được xây dựng bằng ArcGIS Javascript API. 39 Hình 10: Quy trình chiế t xuấ t thông tin cháy rừng gần thời gian thực. 40 Hình 11: Kiế n trúc tổ ng thể của hê ̣ thố ngthông tin giám sát cháy rừng gần thời gian thực.
43 Hình 12: Mô tả tính khép kín của dữ liệu. 46 Hình 13: Mô tả tính giao nhau của dữ liệu. 46 Hình 14: Mô tả về tính đồng bộ của độ rộng của dữ liệu. 47 Hình 15: Lỗi thủng dữ liệu.
47 Hình 16: Lỗi chồng đè dữ liệu. 48 Hình 17: Lỗi chưa tiếp biên và trùng lặp dữ liệu. 49 Hình 18: Các bước tạo Topology. 49 Hình 19: Lựa chọn class để kiểm tra lỗi Topology.
50 Hình 20: Lựa chọn Rule để kiểm tra lỗi Topology. 50 Hình 21: Màn hình hiển thị thông báo kiểm tra dữ liệu. 50 Hình 22: Màn hình hiển thị vị trí lỗi dữ liệu. 51 Hình 23: Bảng thuộc tính kiểm tra lỗi của dữ liệu.
51 Hình 24: Tìm và chỉnh sửa dữ liệu. 52 Hình 25: Sơ đồ bảng quan hệ của hệ thống. 52 Hình 26: Usecase tổ ng thể của hê ̣ thố ng. 56 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 27: Giao diê ̣n chính dành cho người dùng.
75 Hình 28: Giao diện hiển thị thông tin điểm cháygần thời gian thực. 76 Hình 29: Giao diện hiển thị bản đồ lượng mưa gần thời gian thực. 76 Hình 30: Giao diện hiển thị bản đồ tốc độ gió gần thời gian thực. 77 Hình 31: Giao diện hiển thị bản đồ nhiệt độ gần thời gian thực.
77 Hình 32: Giao diê ̣n xem diễn biế n cháy rừng. 78 Hình 33: Giao diê ̣n tìm kiế m điểm cháy. 78 Hình 34: Dữ liệu điểm cháy được chiết xuất dưới dạng GEOJSON. 79 Hình 35: Dữ liệu điểm cháy được trích xuất dưới dạng KML được hiển thị trên Google Maps.
79 Hình 36: Giao diê ̣n đăng kí nhận thông tin điểm cháy. 80 Hình 37: Giao diê ̣n thố ng kê báo cáo. 80 Hình 38: Giao diện kết quả thống kê báo cáo. 81 Hình 39: Giao diê ̣n quản tri ̣ dữ liê ̣u ảnh vê ̣ tinh.
81 Hình 40: Giao diê ̣n quản tri ̣ người dùng. 82 Hình 41: Giao diê ̣n quản tri ̣ nhóm quyề n. 82 Hình 42: Giao diê ̣n quản tri ̣ đăng kí nhận thông tin cảnh báo. 83 Hình 43: Đánh giá hiệu năng hệ thống trên GTMetrix.com sử dụng công cụ PageSpeed.
84 Hình 44: Đánh giá hiệu năng hệ thống trên GTMetrix.com sử dụng công cụ YSlow. 85 Hình 45: Biểu đồ kết quả Khảo sát tính thân thiện của giao diện hệ thống .