Đồ án Tốt Nghiệp
Đề tài:

Tìm hiểu phần mềm Arc SDE
và ứng dụng trong xây dựng và quản lý
dữ liệu bản đồ

người sử dụng, họ phải xử lý dữ liệu, biên tập bản đồ, đưa lên trang web. Đó
là những việc đòi hỏi sự phức tạp và nhiều thời gian mà một cá nhân không
thể hoàn thành được. Do đó, chúng ta cần phải biết kết hợp, làm việc theo
nhóm. Một yêu cầu được đặt ra là: làm thế nào để kết hợp với nhau để hoàn
thành công việc. Để trả lời cho câu hỏi đó, một công nghệ mới đã ra đời, nếu
thiếu nó những công nghệ như ArcGIS Server hay ArcIMS sẽ không được
mọi người biết đến và nó chỉ được biết đến như một công cụ cho cá nhân đơn
lẻ sử dụng. Công nghệ mà tôi muốn đề cập đến chính là một công cụ mang
tính ứng dụng cao và phát triển mạnh cùng với các công nghệ như ArcGIS
Server. Đó chính là ArcSDE.

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com

Nguyễn Mạnh Cường 2 Tin học Trắc địa K49

Phạm vi đề tài
Đề tài “Tìm hiểu phần mềm ArcSDE và ứng dụng trong xây dựng và
quản lý dữ liệu bản đồ” chỉ giới hạn trong phạm vi tìm hiểu công nghệ
ArcSDE để cài đặt trên môi trường Desktop và mạng LAN đồng thời ứng
dụng để xây dựng và quản lý dữ liệu bản đồ khu du lịch Tràng An.
Phương pháp nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu, tìm hiểu về công nghệ GIS, chuẩn CSDL. Đồng
thời tìm hiểu và hệ quản trị cơ sở dữ liệu (RDBMS), phần mềm ArcSDE. Từ
đó tiến hành cài đặt, chạy chương trình.
Cấu trúc đồ án
PHẦN MỞ ĐẦU
Chương I. TỔNG QUAN ARCSDE
Chương II. TỔ CHỨC VÀ QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS
Chương III. TRIỂN KHAI CÀI ĐẶT ARCSDE VÀ PHƯƠNG PHÁP LƯU
TRỮ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ KHU DU LỊCH TRÀNG AN


2.1.3 Kiến trúc một hệ quản trị cơ sở dữ liệu 16

2.1.4 Tính độc lập dữ liệu 19

2.1.5 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu của GIS 21

2.2 Quản lý cơ sở dữ liệu trong GIS 24

2.2.1 SDE Geodatabase 24

2.2.2 Quản lý cơ sở dữ liệu trong GIS 27

2.2.3 Những kiến thức cơ sở 28

CHƯƠNG 3 TRIỂN KHAI CÀI ĐẶT ARCSDE VÀ PHƯƠNG PHÁP LƯU
TRỮ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ KHU DU LỊCH TRÀNG AN 37

3.1 Cấu hình và cài đặt ArcSDE 37

3.1.1 Phần mềm cài đặt 37

3.1.2 Yêu cầu cấu hình 37

3.1.3 Cài đặt 40Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com

Nguyễn Mạnh Cường 4 Tin học Trắc địa K49

người dùng).
ArcSDE là cổng nối giữa các ứng dụng GIS và hệ thống quản lý cơ sở
dữ liệu quan hệ (RDBMS). ArcSDE cho phép nhiều người dùng từ các phần
mềm GIS như ArcInfo, ArcEditor, ArcView, và ArcIMS, MapObject có thể
lưu trữ, quản lý và truy cập trực tiếp tới dữ liệu không gian được lưu trong
RDBMS. ArcSDE tương thích với nhiều RDBMS nổi tiếng như Oracle,
Informix, IBM DB2, and Microsoft SQL Server.
ArcSDE là thành phần chính trong quản lý dữ liệu chia sẻ và đa người
dùng.
ArcSDE cho phép quản lý một geodatabase quy mô lớn, có khả năng
hiển thị và cập nhật đồng thời bởi nhiều người, tốc độ truy cập và tìm kiếm
cực cao, ArcSDE thực sự là thành phần cần thiết cho các hệ thống GIS tầm
trung và lớn.

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com

Nguyễn Mạnh Cường 6 Tin học Trắc địa K49

1.1.2 Chức năng ArcSDE
Như một cổng giao tiếp để quản lý CSDL
Là một hệ quản trị CSDL mở
Là hệ thống quản lý đa người dùng
Thực hiện các chức năng của GIS trong CSDL lớn
Là mô hình thông tin địa lý phức tạp Cấu hình một cách mềm dẻo
1.2 Tầm quan trọng của ArcSDE trong ArcGIS
Tầm quan trọng của ArcSDE trong ArcGIS
Một ưu thế của ArcGIS là khả năng tiếp cận và sử dụng dữ liệu ở nhiều
định dạng, từ nhiều hệ thống quản trị dữ liệu, đồng thời quản lý dữ liệu cơ sở.
ArcSDE là cổng kết nối ArcGIS với phần quản trị thông tin trong hệ thống
quản trị dữ liệu quan hệ (RDBMS).

Nhiều dữ liệu GIS biên dịch, phân tích, bản đồ hoá và quản lý công
việc đòi hỏi dữ liệu được tích hợp từ nhiều file và nhiều nguồn hệ quản trị dữ
liệu quan hệ. ArcSDE cung cấp cổng chung cho tất cả các loại dữ liệu mà
không cần quan tâm đến định dạng và nguồn lưu trữ, đồng thời nó còn dễ
dàng linh động giữa các hệ quản trị dữ liệu quan hệ khác nhau.
Vì sao phải sử dụng ArcSDE
ArcSDE cho phép quản lý dữ liệu không gian với hiệu suất cao trên
nhiều loại cấu hình cơ sở dữ liệu (IBM DB2 Universal Database, IBM
Informix Dynamic Server, Microsoft SQL Server, and Oracle) giống như khả
năng của tất cả các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ.

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com

Nguyễn Mạnh Cường 8 Tin học Trắc địa K49

Mặc dù tất cả cơ sở dữ liệu quan hệ đơn lẻ thông qua SQL nhưng vẫn
có sự khác nhau đáng kể trong những cơ sở dữ liệu đơn lẻ khi xét chi tiết
trong nguồn dữ liệu. Điều đó liên quan đến tốc độ và chỉ số, những dạng dữ
liệu cung cấp, các công cụ quản lý đồng bộ và việc tiến hành các truy vấn
phức tạp.
Tính năng vượt trội của ArcSDE
ArcSDE được thiết kế để xử lý với sự đa dạng, phức tạp trên cơ sở nền
tảng hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ. Cấu trúc ArcSDE là linh hoạt
nhất và nhiều lựa chọn cho người sử dụng. Cấu trúc của nó cho phép lựa chọn
mở những dữ liệu đơn lẻ và những biểu đồ tự nhiên cũng như truy cập dữ liệu
nhanh và toàn bộ không gian trên từng công cụ dữ liệu quan hệ. ArcSDE cho
phép thúc đẩy khả năng của từng RDBMS đơn lẻ.
Là cầu nối giữa ArcGIS geodatabase và những tính năng của RDBMS.
Quản lý thông tin địa lý, cũng giống như nhiều ứng dụng khác như kế hoạch
kinh doanh và quản lý quan hệ khách hàng, đòi hỏi sự tập trung ứng dụng chặt

Với ArcSDE, dữ liệu không gian được lưu trữ tập trung, chi phí sở hữu
thấp. Dữ liệu có thể được triển khai trên nhiều nền server (Windows, Linux,
UNIX) và trên nhiều nền cơ sở dữ liệu. Hơn nữa, ArcSDE đảm bảo về dữ liệu
luôn được hỗ trợ bởi tốc độ cao, bảo toàn dữ liệu và không làm ảnh hưởng
đến tính linh động trong RDBMS.
Ai sử dụng ArcSDE
ArcSDE đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới, có hàng ngàn các tổ
chức cá nhân lưu trữ, quản lý dữ liệu không gian lưu trữ trên RDBMS và phổ
biến một cách dễ dàng. ArcSDE còn được ứng dụng ở hầu hết các cấp quản lý
nhà nước, trong quốc phòng, thông tin, tài nguyên thiên nhiên, giao thông,
bảo hiểm, tài chính và nhiều ngành công nghiệp.

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com

Nguyễn Mạnh Cường 10 Tin học Trắc địa K49

Bất kỳ người sử dụng ArcGIS trong quản lý các thông tin địa lý trong
RDBMS đều nhận thấy tiềm năng sử dụng của ArcSDE.
Server GIS Functionality ArcSDE

ArcIMS

ArcGIS
Server
Multiuser data management in DBMS X
Multiuser, configurable GIS data server X
GIS Web publishing—Maps X
GIS Web publishing—Data X
GIS Web publishing-Metadata (XML-
based


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com

Nguyễn Mạnh Cường 11 Tin học Trắc địa K49

-Hỗ trợ tích hợp những version(phiên bản) của cơ sở dữ liệu trong khi
người sử dụng vẫn kết nối với cơ sở dữ liệu
-Khả năng cập nhập dữ liệu nhanh với những file raster lớn
-Thay đổi cấu trúc một bảng trong cơ sở dữ liệu mà không cần phải
khởi động lại
-Thêm hai lựa chọn cho tạo bảng bằng tay qua cơ sở dữ liệu và bảng
tạm thời
-Quản lý bảo vệ sao chép phần mềm không cần khoá cứng trong máy
chủ Windows
-Hoàn thiện dịch vụ báo lỗi (thêm nhiều lựa chọn )
-Windows group hỗ trợ trong SQL Server
-DB2 Group hỗ trợ trong DB2, bao gồm Windows Groups trên
Windows servers
-Thêm nền tảng hỗ trợ bao gồm cho Sun Solaris, HP-UX, and Red Hat
Linux Advanced Server with IBM DB2
-Chức năng kết nối trực tiếp với DB2 và Informix
-Chức năng hiển thị đa version với DB2 và Informix
-Một mô hình dữ liệu không gian mới cho SQL Server
-Hỗ trợ nén đinh dạng JPEG 2000 cho dữ liệu raster
-Hỗ trợ chuẩn OGC (Open Geospatial Consortium)
-Các hàm API cho Java được phát triển tốt hơn (hỗ trợ các chức năng
quản lý raster)
Ưu thế chính trong ArcSDE

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com

Nguyễn Mạnh Cường 13 Tin học Trắc địa K49

không gian. Khi kết hợp với các ứng dụng logic geodatabase, nó cho phép dữ
liệu quy mô lớn có thể được tiếp cận và duy trì với bất kỳ lượng người sử
dụng nào
-Cấu hình linh hoạt
Cổng ArcSDE cho phép lựa chọn đa cấu hình cho hệ máy chủ, nó
tương thích với nhiều hệ điều hành Windows, UNIX, và Linux
-Lưu trữ hình học không gian
ArcSDE cho phép quản lý và sử dụng dữ liệu RDBMS cơ sở với các
ứng dụng GIS, truy cập dữ liệu được lưu trong RDBMS và làm nổi bật các
mặt mạnh về khả năng khái quát của RDBMS và các dạng dữ liệu SQL Việc
thúc đẩy khả năng khái quát nhằm trợ giúp nhu cầu của người sử dụng GIS
-ArcSDE for Coverages
Trong khi ArcSDE được biết đến như là một công cụ cho truy cập dữ
liệu trong RDBMSs, nó còn cung cấp file dữ liệu không gian cơ sở. Server
này được gọi là ArcSDE for Coverages, cung cấp một số file vector cơ sở
trong toàn bộ dữ liệu CHƯƠNG 2
TỔ CHỨC VÀ QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS
2.1 Tổ chức cơ sở dữ liệu trong GIS
2.1.1 Khái niệm cơ bản về hệ cơ sở dữ liệu
“Chức năng của hệ thống thông tin địa lý là để cải thiện khả năng người
sử dụng để đánh giá đưa đến sự quyết định trong nghiên cứu, qui hoạch và

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com

Nguyễn Mạnh Cường 14 Tin học Trắc địa K49

2.1.2 Các loại thông tin trong hệ thống thông tin địa lý
Như trên đã giới thiệu dữ liệu trong hệ thống thông tin địa lý bao gồm
dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính:
 Dữ liệu địa lý: bao gồm các thể loại
- Ảnh hàng không vũ trụ
- Bản đồ trực ảnh (orthophotomap)
- Bản đồ nền địa hình lập từ ảnh hàng không - vũ trụ
- Bản đồ địa hình lập từ số liệu đo đạc mặt đất
- Bản đồ địa chính
- Bản đồ địa lý tổng hợp từ các loại bản đồ địa hình.
Các loại ảnh và bản đồ nói trên đều ở dạng số và lưu lại dưới dạng
vector hoặc raster hỗn hợp raster-vector. Các dữ liệu địa lý dưới dạng vector
được phân lớp thông tin yêu cầu của việc tổ chức các thông tin. Thông thường
người ta hay phân lớp theo tính chất thông tin: lớp địa hình, lớp thuỷ văn, lớp
đường giao thông, lớp dân cư, lớp thức phụ, lớp giới hành chính v.v Trong
nhiều trường hợp để quản lý sâu hơn, người ta sẽ phân lớp chuyên biệt hơn
như trong lớp thuỷ văn được phân thành các lớp con: các lớp sông lớn, sông
nhỏ, lớp biển, lớp ao hồ,v.v…
Các thông tin ở dạng raster là các thông tin nguồn và các thông tin hỗ
trợ, không gian quản lý như một đối tượng địa lý. Các thông tin ở dạng vector
tham gia trực tiếp quản lý và được định nghĩa như những đối tượng địa lý.
Các đối tượng này thể hiện ở 3 dạng: điểm, đường và vùng hoặc miền. Mỗi
đối tượng đều có thuộc tính hình học riêng như kích thước, miền vị trí. Vấn
đề được đặt ra là tổ chức lưu trữ và hiển thị các thông tin vector như thế nào
để thoả mãn các yêu cầu sau:

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com

Nguyễn Mạnh Cường 16 Tin học Trắc địa K49


khái niệm thực chất là không lớn Hình 2.2 Sơ đồ tổng quát hệ cơ sở dữ liệu
 Thể hiện và lược đồ của CSDL
- Thể hiện của CSDL (INSTANCE)
Khi CSDL đã được thiết kế, thường người ta quan tâm tới “bộ khung“
hay còn gọi là “mẫu” của CSDL. Dữ liệu có trong CSDL gọi là thể hiện của
CSDL, mặc dù khi dữ liệu thay đổi trong một chu kỳ thời gian nào đó thì ”bộ
khung“ của CSDL vẫn không thay đổi.
CSDL luôn thay đổi mỗi khi thông tin được thêm vào hay bị xoá đi.
Tập hợp các thông tin lưu trữ trong CSDL tại một thời điểm nào đó được gọi
là một thể hiện của CSDL.
- Lược đồ của CSDL (Scheme)
Thiết kế tổng quan của CSDL được gọi là lược đồ (hay sơ đồ) của
CSDL. Lược đồ của CSDL ít khi bị thay đổi. Trong một ngôn ngữ lập trình,

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com

Nguyễn Mạnh Cường 18 Tin học Trắc địa K49

nó tương ứng với các tập định nghĩa của các kiểu dữ liệu (kiểu mẫu tin, kiểu
bảng, …)
Thường “ bộ khung” nêu trên bao gồm một số danh mục hoặc chỉ tiêu
hoặc một số kiểu của các thực thể trong CSDL. Giữa các thực thể có thể có
mối quan hệ nào đó với nhau. Ở đây sử dụng thuật ngữ “ lược đồ” để thay thế
cho khái niệm “ bộ khung”.
Lược đồ khái niệm là bộ khung của CSDL mức vật lý, khung nhìn
được gọi là lược đồ con (Subscheme).
- Lược đồ khái niệm và mô hình dữ liệu

- Mô hình quan hệ (Relational Model)
Mô hình này dựa trên cơ sở khái niệm lý thuyết tập hợp của các quan
hệ, tức là tập các K - bộ với K cố định.
Thuận lợi của mô hình quan hệ là được hình thức hoá toán học chặt chẽ
do đó các xử lý, thao tác với dữ liệu là dễ dàng, có tính độc lập dữ liệu cao.
Cấu trúc dữ liệu đơn giản mềm dẻo trong xử lý và dễ dàng cho người sử
dụng. Đặc biệt các phép tính cập nhật dữ liệu cho mô hình quan hệ nói chung
là ít phức tạp hơn nhiều so với các mô hình khác.
Trên cơ sở mô hình dữ liệu quan hệ, đến nay đã phát triển thêm một số
loại mô hình khác nhằm mô tả và thể hiện thế giới thực một cách chính xác và
phù hợp hơn như mô hình quan hệ thực thể (Entily Relationship model), mô
hình dữ liệu hướng đối tượng (Object Oriented Model)
2.1.4 Tính độc lập dữ liệu
 Sự phụ thuộc dữ liệu của các ứng dụng hiện nay

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com

Nguyễn Mạnh Cường 20 Tin học Trắc địa K49

Một hệ ứng dụng được gọi là phụ thuộc dữ liệu khi không thể thay đổi
được cấu trúc lưu trữ hoặc chiến lược truy xuất mà không ảnh hưởng đến
chương trình ứng dụng.
Lúc đó, các khó khăn gây nên bởi cấu trúc mặt ghép nối của các
chương trình xử lý tập tin, chứ không liên quan gì đến vấn đề mà hệ ứng dụng
viết ra để giải quyết.
 Yêu cầu của các hệ ứng dụng
- Các hệ ứng dụng khác nhau cần có những cái nhìn khác nhau đối với
những dữ liệu khác nhau.
- Người quản trị cơ sở dữ liệu phải có khả năng thay đổi cấu trúc lưu
trữ hoặc chiến lược truy xuất để đáp ứng các yêu cầu thay đổi mà không cần

một hệ thống GIS bao gồm 2 cơ sở dữ liệu thành phần chính là :
- Cơ sở dữ liệu địa lý (không gian)
- Cơ sở dữ liệu thuộc tính (phi không gian)
Trong hệ thống GIS, hệ quản trị cơ sở dữ liệu GIS được xây dựng bao
gồm 2 hệ quản trị cơ sở dữ liệu riêng cho từng phần hoặc xây dựng một hệ
quản trị cơ sở dữ liệu chung cho cả hai cơ sở dữ liệu con kể trên. Thông
thường hệ quản trị cơ sở dữ liệu GIS được xây dựng bao gồm 3 hệ quản trị cơ
sở dữ liệu con:
- Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho cơ sở dữ liệu địa lý.
- Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ ở mức tra cứu, hỏi đáp. Hệ này
được tích hợp cùng với hệ quản trị cơ sở dữ liệu địa lý cho phép người ta
dùng truy nhập dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính đồng thời. Tuy nhiên, hệ
quản trị cơ sở dữ liệu này cho thao tác trên cơ sở dữ liệu thuộc tính bị hạn
chế.

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com

Nguyễn Mạnh Cường 22 Tin học Trắc địa K49

- Hệ quản trị cơ sở dữ liệu thuộc tính. Thông thường các hệ thống GIS
đều lấy một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ hiện có để quản trị và thực hiện
các bài toán trên dữ liệu thuộc tính mà không liên quan đến dữ liệu không
gian. Ví dụ: FOX, MS SQL, ORACLE.
Về hệ quản trị cơ sở dữ liệu quản lý cơ sở dữ liệu thuộc tính, chúng ta
đã xem xét chi tiết trong phần “Hệ thống cơ sở dữ liệu“. Vì vậy, ở đây chúng
ta chỉ đi sâu vào hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho dữ liệu không gian.
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho dữ liệu không gian bao gồm các hệ thống
con sau:
- Hệ thống nhập bản đồ
- Hệ thống hiển thị bản đồ

Hệ thống cung cấp các công cụ cho người sử dụng tra cứu, hỏi đáp, lấy
các thông tin cần thiết trong cơ sở dữ liệu ra. Hệ thống này ảnh hưởng trực
tiếp đến tính hiệu quả của hệ thống. Bởi vì phần lớn, người dùng chỉ có yêu
cầu tra cứu thông tin. Hệ thống tra cứu phải mềm dẻo, dễ sử dụng, thời gian
truy cập dữ liệu nhanh. Hệ thống cho phép tra cứu trên cả hai dữ liệu: dữ liệu
không gian và dữ liệu thuộc tính
- Hệ thống xử lý, phân tích địa lý
Đây là hệ thống thể hiện rõ nhất sức mạnh của GIS. Hệ thống cung cấp
các công cụ cho phép người dùng xử lý, phân tích dạng dữ liệu không gian.
Từ đó, chúng ta có thể sản sinh ra các thông tin mới (thông tin dẫn suất)
Hệ thống phân tích thống kê
Hệ thống cung cấp các công cụ thống kê trên dữ liệu không gian cũng
như dữ liệu thuộc tính. Tuy nhiên các phép phân tích thống kê trên dữ liệu

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa www.gistrung.com

Nguyễn Mạnh Cường 24 Tin học Trắc địa K49

không gian khác biệt so với một số phép phân tích thống kê thông thường trên
dữ liệu phi không gian.
- Hệ thống in ấn bản đồ
Hệ thống có nhiệm vụ in các bản đồ kết quả ra các thiết bị ra thông
dụng như máy in (printer), máy vẽ (Plotter). Yêu cầu đối với hệ thống này là
tương thích với nhiều loại thiết bị ngoại vì hiện có trên thị trường.
2.2 Quản lý cơ sở dữ liệu trong GIS
2.2.1 SDE Geodatabase
Là dữ liệu địa lý được lưu bởi ArcSDE trong các hệ quản trị cở sở dữ
liệu RDBMS với dữ liệu không gian thuộc tính mối quan hệ của chúng
Dữ liệu lưu trong ArcSDE sẽ có các trường mã Object ID
Dữ liệu lưu có chứa mối quan hệ đối tượng