Chương 1.Tổng quan về Công nghệ GIS và WEBGIS. Phân tích thiết kế xây dựng Hệ thống thông tin quản lý Cánbộ, công chức, viên chức.Giải pháp Công nghệ.Mô tả và phát triển hệ thống. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIS VÀ WEBGIS 2. Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý - GIS, các thành phần và ứng dụng 2.Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích những tồn tại và sự kiện xảy ra trên trái đất.
Công nghệ GIS tích hợp các hoạt động cơ sở dữ liệu thông thường như truy vấn và phân tích thống kê với lợi ích phân tích địa lý được cung cấp bởi các bản đồ [31]. Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và làm cho nó có giá trị cho các doanh nghiệp để giải thích các sự kiện, dự đoán kết quả, và hoạch định chiến lược [31]. Mô hình chung một hệ thống thông tin địa lý được thể hiện tại hình 2.1 Mô hình hệ thống thông tin địa lý 2. Các thành phần của GIS GIS bao gồm có 5 thành phần chính như hình 2.2 Các thành phần của GIS 2.
Phần cứng Phần cứng là các máy tính mà trên đó có một hệ GIS hoạt động. Ngày nay, phần mềm GIS chạy trên một phạm vi rộng của các loại phần cứng, từ máy 13 chủ tập trung vào các máy tính để bàn sử dụng trong độc lập hoặc cấu hình mạng. Phần mềm Thành phần chính là: Công cụ cho các đầu vào và thao tác thông tin địa lý. Một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS).
Công cụ hỗ trợ địa lý truy vấn, phân tích, và trực quan. Một giao diện người dùng đồ họa (GUI) để dễ dàng truy cập vào các công cụ.Dữ liệu Có thể là thành phần quan trọng nhất của một hệ GIS là dữ liệu: Dữ liệu địa lý và dữ liệu bảng liên quan.Con người Công nghệ GIS là giá trị giới hạn mà không có người quản lý hệ thống và phát triển các kế hoạch áp dụng nó vào các vấn đề thực tế. Người sử dụng GIS từ các chuyên gia kỹ thuật người thiết kế và duy trì hệ thống cho những người sử dụng nó để giúp cho thực hiện công việc hàng ngày.Phương pháp quản lý Một GIS thành công hoạt động theo kế hoạch và quy tắc kinh doanh được thiết kế tốt, đó là các mô hình và thực tiễn điều hành duy nhất cho mỗi tổ chức.Cấu trúc dữ liệu trong GIS[1] Chúng ta đều biết rằng bản đồ là phương tiện tốt nhất để hiển thị các thông tin địa lý. Các dữ liệu không gian bao gồm ba loại chính gồm: điểm, đường và vùng; vị trí của chúng được xác định bởi các tọa độ.
Theo truyền thống, bản đồ là tờ giấy phẳng, nó có tọa độ hai chiều. Bản đồ có các ký hiệu, bao gồm các đường và màu sắc khác nhau biểu thị các đặc điểm khác nhau. Dữ liệu bản đồ: Bản đồ là tài liệumiêu tả những đối tượng và những đặc trưng tự nhiên trong thực tế của thế giới thực. Kỹ thuật làm bản đồ đã được phát triển để miêu tả được sự phân loại của các đặc trưng, để nhận dạng được các nhãn, hình dạng bề mặt của trái đất và luồng di chuyển của tài nguyên hoặc hàng hóa.
Có 6 loại thông tin dùng để thể hiện hình ảnh bản đồ và ghi chú của nó trong hệ thống thông tin địa lý như sau: Điểm (Point). Dữ liệu bản đồ có thể lưu trữ ở dạng Vector hoặc dạng Raster. Dữ liệu dạng Vector là các điểm tọa độ (X, Y) hoặc là các quy luật tính toán tọa độ và nối chúng thành các đối tượng trong một hệ thống tọa độ nhất định. Dữ liệu Raster (ảnh đối tượng) là dữ liệu được tạo thành bởi các ô lưới có độ phân giải xác định.
Loại dữ liệu này chỉ dùng cho mục đích diễn tả và minh hoạ chi tiết bằng hình ảnh thêm cho các đối tượng quản lý của hệ thống. Để phản ánh toàn bộ các thông tin cần thiết của bản đồ dưới dạng đối tượng số, các đối tượng địa lý còn được phản ánh theo cấu trúc phân mảnh và phân lớp thông tin. Cấu trúc phân mảnh: Một đối tượng địa lý về mặt không gian có thể liên tục trên một phạm vi rộng. Tuy nhiên trong cơ sở dữ liệu GIS, do hạn chế về các lý do kỹ thuật như khả năng lưu trữ, xử lý, quản lý dữ liệu mà các đối tượng địa lý lưu trữ dưới dạng cách mảnh (mapsheet, tile).
Tuy nhiên khái niệm chia mảnh trong cơ sở dữ liệu GIS không hoàn toàn đồng nhất với khái niệm chia mảnh bản đồ thông thường. Một mảnh (tile) trong cơ sở dữ liệu GIS có thể có hình dạng bất kỳ miễn sau cho phù hợp với khả năng quản lý và xử lý của hệ thống. Theo xu hướng hiện nay, các hệ thống GIS đã cung cấp những công cụ cho phép người sử dụng tự động quản lý các mảnh trong cơ sở dữ liệu. Cấu trúc phân lớp thông tin: Một trong những bước quan trọng xây dựng cơ sở dữ liệu GIS là phân loại các lớp thông tin (layer, class).
Hệ thống GIS lưu trữ các đối tượng địa lý theo các lớp thông tin như hình 2. Mỗi lớp thông tin lưu trữ một loạt các đối tượng có chung một tính chất, đặc điểm giống nhau. Thiết kế các lớp thông tin rất quan trọng đối với bất kỳ một hệ thống GIS nào. Cách phân lớp thông tin sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tính hiệu quả, khả năng xử lý và sử dụng lâu dài của cơ sở dữ liệu không gian.3 Sự thể hiện quang cảnh sự vật dưới các lớp bản đồ khác nhau Dữ liệu bản đồ giúp chúng ta xác định được vị trí địa lý, hình dạng trong không 15 gian của đối tượng.Các chức năng củaGIS Trong các cơ sở dữ liệu thông thường, phần phân tích dữ liệu thường được ghép chung vào phần hỏi đáp, tra cứu.
Trong hệ GIS, phần phân tích dữ liệu có một chức năng riêng và thường là rất mạnh, rất đặc trưng. Cơ sở toán học cho chức năng này là đại số bản đồ. Chính ở điều này làm cho các hệ GIS khác với các hệ thống khác và đây cũng là một tiêu chuẩn đặc trưng để đánh giá về khả năng của một hệ GIS. Các phép xử lý, phân tích của chức năng này dành riêng cho dữ liệu không gian.
Ngoài ra, GIS còn có khả năng phân tích không chỉ với dữ liệu không gian mà còn phân tích cả hai loại dữ liệu không gian và phi không gian trong mối liên hệ thống nhất với nhau. Các chức năng cơ bản của GIS là:[1,6] Chuyển đổi hệ tọa độ, phép chiếu, nắn chỉnh bản đồ. Thực hiện các phép toán số học, logic, hình học, đại số. Chồng xếp, làm sạch, làm trơn, tách hoặc hợp các lớp thông tin không gian và phi không gian.
Phân loại các lớp thông tin trên bản đồ. Nội suy bề mặt cho điểm, đường, tạo bề mặt địa hình từ các đường đồng mức, tạo ảnh phối cảnh ba chiều, tính toán độ dốc. Tính toán thống kê khoảng cách, mô hình hoá và kết hợp với các hệ chuyên gia. Xác định chọn lọc vùng theo một tiêu chuẩn bất kỳ.Các đặc điểm của GIS[1] Hệ thống thông tin địa lý trước hết là một hệ thống thông tin cũng như các hệ thống thông tin khác, ví dụ như thương mại, pháp luật, ngân hàng,.
Các hệ thống thông tin nói chung đều bao gồm các phần: Hệ thống thông tin đầu vào và hệ thống cập nhật thông tin. Hệ thống CSDL bao gồm các loại dữ kiện cần thiết. Hệ thống hiển thị thông tin và giao diện với người sử dụng 2. Ứng dụng của GIS[1] Ngày nay, trên thế giới hệ thông tin địa lý đã trở nên rất quan trọng trong các ứng dụng kinh doanh, quản trị, nghiên cứu.
Nhiều cơ quan Chính phủ và các công ty đã đầu tư rất nhiều tiền, công sức để xây dựng hệ thông tin địa lý cho riêng mình và thực tế cho thấy kết quả thu được hoàn toàn tương xứng chi phí bỏ ra. Ở nước ta trong những năm gần đây đã và đang có nhiều tổ chức, cơ quan và nhiều người đã bắt đầu quan tâm nghiên cứu các ứng dụng của hệ thông tin địa lý, đặc biệt là nhiều cơ quan Nhà nước đã bắt đầu xây dựng hệ thông tin địa lý trong công tác quản lý như quản lý đất đai, quản lý đô thị, quản lý giao thông, quản lý hệ thống thoát nước, quy hoạch đường nông thôn, quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên. Nhìn chung, hệ thống thông tin địa lý được xây dựng để phục vụ cho nhiều mục 16 tiêu khác nhau, đặc biệt là trợ giúp cho lao động trí óc của con người. Cùng một cơ sở dữ liệu nhưng nhiều đối tượng khác nhau khai thác, mỗi đối tượng sẽ khai thác theo khía cạnh riêng của mình.WebGIS - Công nghệ GIS qua mạng 2.WebGIS là gì? Là một công nghệ được sử dụng để hiển thị và phân tích dữ liệu không gian trên Internet.
Nó kết hợp những ưu điểm của cả hai mạng Internet và GIS. Nó cung cấp một phương tiện công cộng mới để truy cập thông tin không gian mà không sở hữu phần mềm GIS vớichi phí lớn[30]. Mô hình hoạt động của Web-GIS được thể hiện ở hình 2.4 Mô hình hoạt động của WebGIS 2.Kiến trúc WebGIS Trong việc thực hiện nhiệm vụ phân tích GIS, WebGIS là tương tự như các máy khách/máy chủ điển hình kiến trúc ba lớp. Các xử lý địa lýlà phá bỏ vào nhiệm vụ server-side và client-side.
Một máy khách (client) thường là một trình duyệt Web[3].5 Mô hình làm việc của WebGIS Mô hình này của mạng tồn tại rộng rãi trong các doanh nghiệp, trong đó một số máy tính hoạt động như máy chủ và những người khác hành động như máy khách (client). Sever chỉ đơn giản là có GIS độc quyền chạy, và thêm một giao diện client tại 17 phía client và một trung ở phía máy chủ để giao tiếp giữa máy khách (client) và các phần mềm GIS độc quyền.Kiến trúc Thin Client (Ứng dụng phía Server ) Các kiến trúc Thin client được sử dụng trong kiến trúc điển hình. Trong một hệ thống Thin Client, các Client chỉ có giao diện người dùng để giao tiếp với các máy chủ và hiển thị kết quả. Bên cạnh đó, các chức năng chính là ở phía Server trong kiến trúc mỏng cũng có khả năng cho các chương trình tiện ích tại phía máy chủ được liên kết đến các phần mềm máy chủ.