CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC TỔNG THỂ HỆ THỐNG BIHOGIS Hệ thống thông tin ñịa lý phục vụ công tác quản lý ñô thị thành phố Biên Hòa, tỉnh ðồng Nai (BIHOGIS) là hệ thống tích hợp toàn bộ dữ liệu không gian và phi không gian của các lĩnh vực quản lý ñô thị thành phố Biên Hòa gồm cơ sở hạ tầng kỹ thuật và cơ sở hạ tầng xã hội trên một dữ liệu nền thống nhất trong phạm vi toàn thành phố, trong ñó, mỗi chuyên ñề ñược thiết kế như một hệ thống con (sub- system), các phân hệ hoạt ñộng ñộc lập với nhau, phục vụ nhiều người dùng trong và ngoài hệ thống thông qua hệ thống mạng riêng ảo VPN và hệ thống WebGIS. Hệ thống BIHOGIS là hệ thống thông tin ñịa lý chuyên nghiệp (enterprise system) ñược thiết kế theo kiến trúc mô hình 6 thành phần: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, quy trình, tổ chức và con người CON NGƯỜI DỮ LIỆU QUY TRÌNH TỔ CHỨC PHẦN CỨNG PHẦN MỀM Hình 1: Sáu thành phần của hệ thống GIS 3 I. Phần cứng Hệ thống BIHOGIS sử dụng chung hạ tầng công nghệ thông tin hiện có của Tp. Biên Hòa, gồm một hệ thống mạng diện rộng sử dụng ñường truyền dữ liệu của thành phố, các thiết bị ñầu cuối của người dùng trong hệ thống và người dùng ngoài hệ thống, v.
Phần cứng của hệ thống ñáp ứng yêu cầu lưu trữ dữ liệu dung lượng lớn, bảo mật và an toàn dữ liệu, truyền nhận dữ liệu trong hệ thống với dung lượng lớn, cung cấp dữ liệu và thông tin cho người dùng trong hệ thống và người dùng ngoài hệ thống. Với những ưu thế vượt trội so với các hệ thống máy chủ khác như tương thích tốt với hệ quản trị Oracle Database Server và ArcGIS Application Server, khả năng kết nối ña luồng với hệ thống lưu trữ và mạng, dẫn ñầu trong giải pháp bảo mật, Server SUN Solaris ñược ñề tài trang bị ñể thiết lập một hệ thống Server gồm Data Server lưu trữ 17 cơ sở dữ liệu của 16 chuyên ñề và cơ sở dữ liệu nền; một máy HP Server lưu trữ WebGIS của hệ thống. Hình 2: Mô hình mạng của hệ thống thông tin ñịa lý thành phố Biên Hòa 4 Cấu hình máy SUN Server của hệ thống BIHOGIS là: RoHS-5, SunFire V440 Server, 2*1.593GHz UltraSPARC IIIi Processors with 1MB Cache each, 4GB Memory (8*512MB DIMMS), 4*73GB 10Krpm Ultra320 SCSI Disks, DVD- ROM, 2 Power supplies, Solaris10 + Java Enterprise System Software pre- installed. Cấu hình máy HP Server lưu trữ WebGIS của hệ thống: CQ HP Server DL380 DC Xeon 2.3, 4GB Memory, Hard Disk 2*72GB, NIC, Array + 2 bộ CD (Driver, Document).
ðề tài ñã ñăng trang web của hệ thống thông tin ñịa lý Tp. Biên Hòa trên miền của Sở Khoa học Công nghệ tỉnh ðồng Nai http://www. Kỹ thuật VPN (Virtual Private Network) ñược thiết lập giữa Data Server ñặt tại Sở Khoa học Công nghệ tỉnh ðồng Nai và các máy client ñặt tại các phòng ban của Tp. Biên Hòa, hỗ trợ các quản trị viên chuyên ñề truy cập tương tác vào cơ sở dữ liệu của chuyên ñề mình phụ trách.
Một vấn ñề ñã giải quyết tốt ở ñây là tương thích font chữ Việt với ArcInfo trên hệ ñiều hành Solaris của SUN. Ngoài ra, ñề tài cũng ñã hỗ trợ nâng cấp một số máy PC của các Phòng Ban Tp. Phần mềm hỗ trợ quản lý và phân tích dữ liệu GIS Với yêu cầu quản lý và khai thác dữ liệu của các chuyên ñề một cách ñồng thời của nhiều người dùng ở các phòng ban khác nhau, phần mềm trong hệ thống thông tin ñịa lý phục vụ quản lý ñô thị Tp. Biên Hòa cần có các chức năng nhập; lưu trữ; truy vấn và phân tích; hiển thị và xuất dữ liệu trên môi trường mạng nhiều người dùng.
Phần mềm GIS là thành phần nền hoạt ñộng trên hệ thống máy tính tạo các giao diện tương tác với người sử dụng, hỗ trợ người dùng thực hiện các chức năng của hệ thống thông tin ñịa lý. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều phần mềm GIS hỗ trợ khởi tạo, phân tích và hiển thị dữ liệu GIS. Một số phần mềm ñược sử dụng phổ biến hiện nay như MapInfo, Microstation, ArcView, ArcInfo, DolGIS… ða số các phần mềm chỉ hỗ trợ triển khai các ứng dụng theo mô hình máy ñơn, một người dùng. Trong khi ñó, họ phần mềm ArcInfo của ESRI (Environmental Systems Research Institute, Inc) hiện nay hỗ trợ nhiều tính năng của một phần mềm GIS chuyên nghiệp như cấu trúc dữ liệu topology, tổ chức lưu trữ dữ liệu GIS theo mô hình cơ sở dữ liệu ñịa lý (geodatabase) phục vụ nhiều người dùng trên môi trường mạng, hỗ trợ hầu hết các bài toán phân tích không gian.
Với những ñặc tính ưu việt trong quản lý và phân tích dữ liệu của các phần mềm họ Arc của ESRI, hiện nay rất nhiều ñơn vị, tổ chức ñã và ñang triển khai ứng dụng các phần mềm này trong công tác tùy theo nhu cầu và quy mô ứng dụng. Trong ñó, phổ biến nhất hiện nay là phần mềm ArcView. ESRI cũng có hơn 30 năm kinh nghiệm phát triển các sản phẩm GIS về giải pháp và công nghệ. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều phần mềm GIS hỗ trợ việc khởi tạo, phân tích và hiển thị dữ liệu GIS.
Một số phần mềm ñược sử dụng phổ biến hiện nay gồm MapInfo, Microstation, ArcView, ArcInfo, DolGIS,. Các phần mềm chỉ hỗ trợ triển khai các ứng dụng theo mô hình máy ñơn, một người dùng. Trong khi 5 ñó, họ phần mềm ArcInfo của ESRI (Environmental Systems Research Institute, Inc) hỗ trợ nhiều tính năng của một phần mềm GIS chuyên nghiệp như cấu trúc dữ liệu theo topology, tổ chức lưu trữ dữ liệu GIS theo mô hình cơ sở dữ liệu ñịa lý (geodatabase) phục vụ nhiều người dùng, hỗ trợ các bài toán phân tích không gian ñặc biệt là các bài toán phân tích mạng. ArcGIS là một họ các sản phẩm phần mềm của ESRI gồm các gói sản phẩm ñộc lập là ArcView, ArcEditor và ArcInfo.
ArcView là phần mềm có giá mua thấp nhất và cũng là phần mềm cơ bản nhất với các tính năng tạo, hiển thị và phân tích dữ liệu GIS hay tạo bản ñồ, báo cáo. ArcView ñược sử dụng phổ biến và rộng rãi vì nó cung cấp cho người dùng các công cụ làm việc với thông tin ñịa lý, ñặc biệt là quản trị và cập nhật dữ liệu trở nên thuận tiện hơn, phù hợp với nhu cầu ñông ñảo của người dùng. ArcEditor và ArcInfo cũng tương tự như sản phẩm ArcView, tuy nhiên ở mỗi gói sản phẩm thì cấp ñộ cũng như các công cụ phân tích nâng cao sẽ ñược bổ sung và tăng dần theo các cấp ñộ từ ArcEditor cho ñến ArcInfo. ArcInfo là sản phẩm ñược phát triển ñầy ñủ nhất với mọi tính năng mà ESRI cung cấp.
Có thể hình dung rằng, với sản phẩm ArcEditor chúng ta có thể sử dụng tất cả các tính năng có trong ArcView, hoặc với ArcInfo ta có thể sử dụng các tính năng của ArcEditor, ArcView. Sản phẩm ArcEditor sẽ ñược bổ sung thêm các công cụ nâng cao tập trung vào việc chỉnh sửa và biên tập dữ liệu ñịa lý. Ví dụ việc chỉnh sửa, chuẩn hóa các dữ liệu không gian cần có công cụ tạo topology ñể bảo ñảm các nguyên tắc hợp lý về mặt hình học, chỉ có thể thực hiện ñược khi sử dụng sản phẩm từ phiên bản ArcEditor trở lên. Ngoài ra khi làm việc với các ñịnh dạng dữ liệu GIS khác nhau, việc chuyển ñổi qua lại các ñịnh dạng dữ liệu cũng cần ñược thực hiện nhờ sự hỗ trợ của các công cụ, muốn xuất dữ liệu ở ñịnh dạng CAD từ các ñịnh dạng trong ArcGIS, người dùng cần có phần mềm ArcInfo và chỉ có thể thực hiện ở gói phần mềm này.
Chính như vậy mà phần mềm ArcInfo có giá thành cao nhất trong số những sản phẩm trên. Trong những quy mô lớn hơn, ñơn cử như việc quản lý dữ liệu có dung lượng lớn và cần có sự chia sẻ thông tin trong cùng một thời ñiểm, việc lưu trữ dữ liệu GIS trong Enterprise Geodatabase cho phép nhiều người cùng biên tập và chỉnh sửa thông tin cùng lúc, ñể biên tập ñồng thời trong Enterprise Geodatabase, người dùng phải sử dụng gói phần mềm từ ArcEdior trở lên. Khi cài ñặt các phần mềm ArcView, ArcEditor và ArcInfo, Người dùng ñều làm việc với ba ứng dụng ñộc lập là ArcMap, ArcCatalog và ArcToolbox. Ba ứng dụng này luôn ñi kèm với nhau khi chúng ta cài ñặt bất cứ gói phần mềm nào.
Với ArcMap người dùng có thể hiển thị, truy vấn, phân tích, biên tập dữ liệu, tạo bản ñồ và các báo cáo. Với ArcCatalog, ứng dụng này cho phép quản lý dữ liệu GIS như xóa, ñổi tên, sao lưu và chuyển vị trí của dữ liệu. ArcToolbox là ứng dụng chuyên lưu trữ các công cụ phân tích trong ArcGIS, việc lưu trữ này giúp cho người dùng có thể tìm kiếm các công cụ phân tích một cách nhanh chóng, thao tác dựa trên các công cụ này cũng sẽ tiện lợi và chuyên biệt hơn. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) Trong các hệ thống thông tin ñịa lý, dữ liệu là thành phần rất quan trọng, tuy nhiên ñể việc quản lý và khai thác dữ liệu thực sự hiệu quả, dữ liệu cần ñược tổ chức sắp xếp lưu trữ sao cho hợp lý và tối ưu ñể ñáp ứng khả năng truy xuất, chia sẻ dữ liệu, sao cho nhiều người dùng cùng thao tác, truy cập kho dữ liệu mà vẫn ñảm bảo ñược tính toàn vẹn và sự thống nhất của dữ liệu.
Do ñó, sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu ñể tổ chức lưu trữ dữ liệu GIS là cần thiết. Hiện nay, có rất nhiều hệ quản trị lớn nhỏ khác nhau như Oracle, SQL Server, Informix, hoặc DB2… Trong ñó, hai hệ quản trị cơ sở dữ liệu Oracle và SQL Server ñang ñược sử dụng phổ biến trong các hệ thống lớn. Chúng có khả năng lưu trữ dung lượng lớn thích hợp cho GIS, ngoài ra chúng còn giải quyết tốt các vấn ñề về nhiều người dùng cùng truy cập, vấn ñề bảo mật, … Cơ sở dữ liệu GIS của ñề tài “Xây dựng hệ thống thông tin ñịa lý phục vụ công tác quản lý ñô thị Tp. Biên Hòa tỉnh ðồng Nai” là một hệ thống tích hợp 16 chuyên ñề: giao thông, nhà ñất, quy hoạch, xây dựng, mạng viễn thông, cung cấp ñiện, cấp nước, thoát nước, môi trường, dân cư, y tế, văn hoá, giáo dục, thương mại-dịch vụ, công nghiệp, tôn giáo trên cơ sở dữ liệu nền dùng chung.
Dữ liệu ñược thu thập từ các phòng ban trực thuộc UBND thành phố Biên Hòa theo từng chuyên ñề sẽ ñược nhập/chuyển vào cơ sở dữ liệu.
