TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

XÂY DỰNG ỨNG DỤNG WEBGIS TRA CỨU
THÔNG TIN HÀNH CHÍNH TỈNH TÂY NINH

Hà Nội - 2016


TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

SINH VIÊN:NGUYỄN THỊ KIM THANH

XÂY DỰNG ỨNG DỤNG WEBGIS TRA CỨU
THÔNG TIN HÀNH CHÍNH TỈNH TÂY NINH

Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
Mã ngành:

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: T.S Nguyễn Long Giang

Hà Nội - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Em tên là:Nguyễn Thị Kim Thanh, sinh viên lớp DH2C1 – Khoa Công nghệ
thông tin - Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội.
Em xin cam đoan toàn bộ nội dung của đồ án do em tự học tập, nghiên cứu
trên Internet, sách và các tài liệu trong và ngoài nước có liên quan. Không sao chép
hay sử dụng bài làm của bất kỳ ai khác, mọi tài liệu đều được trích dẫn cụ thể.

Geographic Markup Language

Ngôn ngữ đánh dấu địa lý

XML

eXtensible Markup Language

Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng

WMS

Web Map Service

Dịch vụ cung cấp bản đồ

WFS

Web Feature Service

Dịch vụ tính năng Web

WCS

Web Coverage Service

Dịch vụ bảo đảm Web

SLD




DANH MỤC HÌNH ẢNH


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập tại trường Đại học Tài nguyên và Môi trường
Hà Nội em đã được các thầy cô chỉ bảo tận tình. Không chỉ là những kiến thức
chuyên môn, chuyên ngành, đó còn là những chia sẻ, những kinh nghiệm, kỹ năng
sống. Tất cả những điều đó thực sự là những hành trang quý báu, làm nền tảng để
em có thể đương đầu với những thử thách, khó khăn khi bước vào một môi trường
mới đầy cạnh tranh ngoài xã hội.
Em xin cám ơn thầy cô, những người đã tận tình truyền đạt cho em những tri
thức, kinh nghiệm quý báu của mình. Em xin gửi lời cảm ơn đến những thầy cô
trong Khoa Công nghệ Thông tin và Viện Hàn Lâm Khoa Học &Công nghệ Việt
Nam.
Em xin chân thành cảm ơn T.S Nguyễn Long Giang người đã tạo điều kiện,
tận tình hướng dẫn, đóng góp ý kiến và chỉ bảo em trong suốt quá trình thực hiện đề
tài.
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình
thực hiện. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Kim Thanh


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống thông tin đặc biệt với cơ sở

nếu làm tấm ảnh lớn thì người xem rất khó quan sát.
WebGIS được phát triển từ những hạn chế và nhu cầu thực tế nói trên. Với
WebGIS người dùng có thể tìm kiếm địa điểm, xem thông tin một cách dễ dàng,
tiện lợi.
Các tính năng, tiện ích mà WebGIS mang lại là rất lớn:
 Tính năng cơ bản của bản đồ số cần phải có: phóng to, thu nhỏ, kéo thả, ...
 Giới thiệu thông tin các địa điểm như: mã huyện, hành chính,diện tích,…
 Giao diện thân thiện, dễ sử dụng,...

10


Một số trang Bản đồ số quen thuộc và thông dụng:
 Google Maps:
 Bing Map: /> Vietbando: /> Diadiem: />
Hình b - Google Map
2. Nội dung nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu xây dựng một hệ thống WebGIS sử dụng các
công cụ mã nguồn mở. Trong đó WebGIS server sử dụng GeoServer. Phía client
dùng để tương tác với bản đồ dùng OpenLayers. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu không
gian sử dụng PostgreSQL + PostGIS. WebGIS server tương tác với cơ sở dữ liệu
không gian lấy về dữ liệu không gian sau đó cung cấp các dịch vụ bản đồ.
WebGIS client cho phép hiển thị bản đồ và thao tác trên bản đồ thông qua
các dịch vụ mà WebGIS server cung cấp. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu không gian quản
lý dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của các đối tượng cần quản lý.

11


Xây dựng tập các công cụ hỗ trợ quản lý và khai thác bản đồ:

được hình thành vào những năm 1960 và phát triển rộng rãi trong 10 năm lại đây.
Ngày nay GIS là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế, xã hội,
quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới, đánh giá được hiện trạng của các quá
12


trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản
lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các dữ liệu địa lý đầu vào.
1

Định nghĩa GIS
Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về GIS nhưng tất cả đều có điểm giống
nhau như: bao hàm khái niệm về dữ liệu không gian, phân biệt giữa hệ thông tin
quản lý và GIS. Về khía cạnh bản đồ học thì GIS là kết hợp của lập bản đồ trợ giúp
máy tính và công nghệ cơ sở dữ liệu. So với bản đồ thì GIS có lợi thế là lưu trữ dữ
liệu và biểu diễn chúng thành hai công việc tách biệt nhau. Do vậy GIS cho khả
năng quan sát dữ liệu từ nhiều góc độ.
GIS là một hệ thông tin có khả năng thu thập, cập nhật, phân tích và quản trị,
biểu diễn dữ liệu địa lý phục vụ giải quyết các bài toán ứng dụng có liên quan đến
vị trí địa lý trên bề mặt trái đất hoặc được định nghĩa như là một hệ thông tin với
khả năng truy nhập, tìm kiếm, phân tích, xử lý và truy xuất dữ liệu địa lý nhằm hỗ
trợ cho công tác quản lý, quy hoạch và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi
trường.
Theo Viện nghiên cứu Hệ thống Môi trường ESRI, Mỹ thì GIS là công cụ
trên cơ sở máy tính để lập bản đồ và phân tích những cái đang tồn tại và các sự kiện
xảy ra trên Trái đất. Công nghệ GIS tích hợp các thao tác CSDL như truy vấn và
phân tích thống kê với lợi thế quan sát và phân tích thống kê trên bản đồ. Các khả
năng này giúp phân biệt với các hệ thông tin khác.
Theo David Cowenm NCGIA, Mỹ thì GIS là hệ thống phần cứng, phần
mềm và các thủ tục được thiết kế để thu thập, quản lý, xử lý, phân tích, mô hình hóa

Hình 1.3 - Các hợp phần thiết yếu cho công nghệ GIS
 Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Bộ xử lý trung tâm hay còn gọi là CPU, là phần cứng quan trọng nhất của
máy vi tính. CPU không những thực hành tính toán trên dữ liệu, mà còn điều khiển
sắp đặt phần cứng khác, CPU cần thiết cho việc quản lý thông tin theo sau thông
qua hệ thống. Mặc dù bộ vi xử lý hiện đại rất nhỏ chỉ khoảng 5mm 2 - nó có khả
năng thực hiện hàng ngàn, hoặc ngay cả hàng triệu thông tin trong một giây (the
Cyber 250 “máy vi tính siêu hạng”) có thể thực hiện 200 triệu thông tin trên giây...
 Bộ nhớ trong (RAM)
Tất cả máy vi tính có một bộ nhớ trong mà chức năng như là “không gian
làm việc” cho chương trình và dữ liệu. Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (RAM) này có
khả năng giữ 1 giới hạn số lượng dữ liệu ở một số hạng thời gian (ví dụ, hệ điều
hành MS - DOS mẫu có 640Kb ở RAM). Điều này có nghĩa nó sẽ ít có khả năng
thực hiện điều hành phức tạp trên bộ dữ liệu lớn trong hệ điều hành.
 Bộ sắp xếp và lưu trữ ngoài (diskette, harddisk, CD-ROM)
Băng có từ tính được giữ không những trong cuộn băng lớn (giống trong
cuộn băng máy hát đĩa) mà còn trong cuộn băng nhỏ (giống như cuốn băng được
dùng trong máy hát nhạc). Thuận lợi của dây băng có từ tính là nó có thể lưu trữ
15


một số lượng lớn dữ liệu (ví dụ toàn bộ Landsat MSS đòi hỏi 8MB của khả năng
lưu trữ trên một băng). Sự gia tăng khả năng lưu trữ thực hiện bằng các đĩa có từ
tính. Các đĩa cứng với khả năng lưu trữ rất lớn (được sử dụng trên PCs phổ biến 20
hoặc 30Mb) mà còn ở các đĩa mềm với khả năng giới hạn (2.25 inch, với 360Kb
hoặc 1.2 Mb hay 3.5inch với 720Kb hoặc 1.4Mb). Đĩa cứng thông thường được sử
dụng cho lưu trữ tạm thời mà thông qua quá trình xử lý, sau khi dữ liệu được gán
trong đĩa floppy hoặc dây băng có từ tính.
 Các bộ phận dùng để nhập dữ liệu (INPUT DEVICES)
-

Các bộ phận để in ấn (OUTPUT DEVICES)
+ Máy in (printer)
Là bộ phận dùng để in ấn các thông tin, bản đồ, dưới nhiều kích thước khác
nhau tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng, thông thường máy in có khổ từ A3 đến
A4. Máy in có thể là máy màu hoặc trắng đen, hoặc là máy in phun mực, Laser,
hoặc máy in kim.

Hình 1.6 - Máy in
+ Máy vẽ (plotter)
Đối với những yêu cầu cần thiết phải in các bản đồ có kích thước lớn, thường
máy in không đáp ứng được mà ta phải dùng đến máy Plotter (máy vẽ). Máy vẽ
thường có kích thước của khổ A1 hoặc A0.

17


Hình 1.7 - Máy vẽ
b. Phần mềm
Là tập hợp các câu lệnh, chỉ thị nhằm điều khiển phần cứng của máy tính
thực hiện một nhiệm vụ xác định, phần mềm hệ thống thông tin địa lý có thể là một
hoặc tổ hợp các phần mềm máy tính. Phần mềm được sử dụng trong kỹ thuật GIS
phải bao gồm các tính năng cơ bản sau:
- Nhập và kiểm tra dữ liệu (Data input): Bao gồm tất cả các khía cạnh về
biến đổi dữ liệu đã ở dạng bản đồ, trong lĩnh vực quan sát vào một dạng số tương
thích. Ðây là giai đoạn rất quan trọng cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý.
- Lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu (Geographic database): Lưu trữ và quản
lý cơ sở dữ liệu đề cập đến phương pháp kết nối thông tin vị trí (topology) và thông
tin thuộc tính (attributes) của các đối tượng địa lý (điểm, đường đại diện cho các đối
tượng trên bề mặt trái đất). Hai thông tin này được tổ chức và liên hệ qua các thao
tác trên máy tính và sao cho chúng có thể lĩnh hội được bởi người sử dụng hệ thống.

thông tin địa lý có nghĩa là sẽ bao gồm các dữ kiện về (1) vị trí địa lý, (2) thuộc tính
(attributes) của thông tin, (3) mối liên hệ không gian (spatial relationships) của các
thông tin, và (4) thời gian. Có 2 dạng số liệu được sử dụng trong kỹ thuật GIS là:

19


• Số liệu Vector: được trình bày dưới dạng điểm, đường và diện tích, mỗi dạng có liên
quan đến 1 số liệu thuộc tính được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu.
• Số liệu Raster: được trình bày dưới dạng lưới ô vuông hay ô chữ nhật đều nhau, giá
trị được ấn định cho mỗi ô sẽ chỉ định giá trị của thuộc tính. Số liệu của ảnh vệ tinh
và số liệu bản đồ được quét (scanned map) là các loại số liệu Raster.
- Cơ sở dữ liệu bản đồ: là những mô tả hình ảnh bản đồ được số hoá theo
một khuôn dạng nhất định mà máy tính hiểu được. Hệ thống thông tin địa lý dùng
cơ sở dữ liệu này để xuất ra các bản đồ trên màn hình hoặc ra các thiết bị ngoại vi
khác như máy in, máy vẽ.
- Dữ liệu thuộc tính (Attribute): được trình bày dưới dạng các ký tự hoặc số,
hoặc ký hiệu để mô tả các thuộc tính của các thông tin thuộc về địa lý.
Trong các dạng số liệu trên, số liệu Vector là dạng thường sử dụng nhất. Tuy
nhiên, số liệu Raster rất hữu ích để mô tả các dãy số liệu có tính liên tục như: nhiệt
độ, cao độ... và thực hiện các phân tích không gian (Spatial analyses) của số liệu.
Còn số liệu thuộc tính được dùng để mô tả cơ sở dữ liệu.
Có nhiều cách để nhập số liệu, nhưng cách thông thường nhất hiện nay là số
hoá (digitizing) bằng bàn số hoá (digitizer), hoặc thông qua việc sử dụng máy quét
ảnh (Scanner).
d. Con người
Đây là một trong những hợp phần quan trọng của công nghệ GIS, đòi hỏi
những chuyên viên hướng dẫn sử dụng hệ thống để thực hiện các chức năng phân
tích và xử lý các số liệu. Đòi hỏi phải thông thạo về việc lựa chọn các công cụ GIS
để sử dụng, có kiến thức về các số liệu đang được sử dụng và thông thạo, hiểu các

công của hoạt động GIS.
1.1.2 Chức năng và ứng dụng của GIS
a. Chức năng của GIS
 Thu thập dữ liệu
Thu thập dữ liệu là quá trình thu nhận dữ liệu theo khuôn mẫu áp dụng được
cho GIS. Mức độ đơn giản nhất của thu thập dữ liệu là chuyển đổi khuôn mẫu dữ
liệu có sẵn từ bên ngoài. Trong trường hợp này GIS phải có mô đun chương trình
hiểu được các khuôn mẫu dữ liệu chuẩn như DLG (Digital Line Graphs), DXF
(Drawing Exchange Format) hay các dữ liệu đầu ra của GIS như MapInfo, Arc Info,
MapObject... GIS còn phải có khả năng nhập các ảnh bản đồ trong khuôn mẫu GIF,
JPEG... Trên thực tế nhiều kĩ thuật được áp dụng để thu thập dữ liệu như qua vệ
tinh, máy bay, số hóa những bản đồ giấy...

21


Phần lớn dữ liệu không gian là các bản đồ giấy, GIS phải số hóa chúng mới
sử dụng được, trình tự số hóa bao gồm:
• Mã hóa dữ liệu: là tiến trình gắn thuộc tính vào toàn bộ đối tượng hình học trên bản
đồ, chúng có thể là điểm, đường, vùng... công việc này thường được thực hiện qua
nhập bàn phím.
• Kiểm chứng và sửa lỗi là so sánh hình vẽ từ dữ liệu số hóa với tài liệu nguồn. Phải
đảm bảo mọi đặc trưng trên bản đồ được số hóa với độ chính xác cần thiết.
Nhìn chung công việc thu thập dữ liệu là nhiệm vụ khó khăn và nặng nề nhất
trong quá tình xây dựng một ứng dụng GIS.
 Xử lý dữ liệu
Hai khía cạnh chính của xử lý dữ liệu thô bao gồm:
• Phát sinh dữ liệu có cấu trúc tôpô.
• Với dữ liệu ảnh vệ tinh thì phải phân lớp các đặc trưng trong ảnh thành các hiện
tượng quan tâm.

cây rừng. Ứng dụng GIS với mức phức tạp hơn là dùng khả năng phân tích của GIS
để mô hình hóa các tiến trình xói mòn đất, sự lan truyền ô nhiễm trong môi trường
khí hay nước, hoặc sự phản ứng của một lưu vực sông dưới sự ảnh hưởng của một
trận mưa lớn. Nếu những dữ liệu thu thập gắn liền với đối tượng vùng và ứng dụng
sử dụng các chức năng phân tích phức tạp thì mô hình dữ liệu dạng ảnh (raster) có
khuynh hướng chiếm ưu thế.

1.2 WebGIS - công nghệ GIS qua mạng
1.2.1 Khái niệm về WebGIS
GIS có nhiều định nghĩa nên WebGIS cũng có nhiều định nghĩa. Nói chung,
các định nghĩa của WebGIS dựa trên những định nghĩa đa dạng của GIS và có thêm
các thành phần của Web. Sau đây là một số định nghĩa về WebGIS:
- WebGIS là một hệ thống phức tạp cung cấp truy cập trên mạng với những
chức năng như là bắt giữ hình ảnh, lưu trữ, hợp nhất dữ liệu, thao tác dữ liệu, phân
tích và hiển thị dữ liệu không gian.
- WebGIS là hệ thống thông tin địa lý được phân bố thông qua hệ thống
mạng máy tính phục vụ cho việc hợp nhất, phân tán (disseminate), giao tiếp với các
thông tin địa lý được hiển thị trên World Wide Web. Trong cách thực hiện nhiệm
vụ phân tích GIS, dịch vụ này gần giống như kiến trục Client - Server của Web. Xử
lý thông tin địa lý được chia thành các nhiệm vụ ở phía server và phía client. Điều

23


này cho phép người dùng có thể truy xuất, thao tác và nhận kết quả từ việc khai thác
dữ liệu GIS từ trình duyệt web của họ mà không phải trả tiền cho phần mềm GIS.
Một client tiêu biểu là trình duyệt web và server-side bao gồm một
Webserver có cung cấp một chương trình phần mềm WebGIS. Client thường yêu
cầu một ảnh bản đồ vừa xử lý thông tin địa lý qua Web đến server ở xa. Server
chuyển đổi yêu cầu thành mã nội bộ và gọi những chức năng về GIS bằng cách

Client gửi yêu cầu của người sử dụng thông qua các giao thức HTTP đến
webserver.
Web server nhận yêu cầu của người dùng gửi đến từ phía client, xử lý và
chuyển tiếp yêu cầu đến ứng dụng trên server có liên quan.
Application server (chính là các ứng dụng GIS) nhận các yêu cầu cụ thể đối
với ứng dụng và gọi các hàm có liên quan đến tính toán xử lý. Nếu có yêu cầu dữ
liệu nó sẽ gửi yêu cầu dữ liệu đến data exchange server (server trao đổi dữ liệu).
Data exchange server nhận yêu cầu dữ liệu và tìm kiếm vị trí của những dữ
liệu này sau đó gửi yêu cầu dữ liệu đến server chứa dữ liệu (data server) tương ứng
cần tìm.
Data server dữ liệu tiến hành truy vấn lấy ra dữ liệu cần thiết và trả dữ liệu
này về cho data exchange server.

25