phát triển ứng dụng gis trên thiết bị di động

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "phát triển ứng dụng gis trên thiết bị di động": http://123doc.vn/document/1051280-phat-trien-ung-dung-gis-tren-thiet-bi-di-dong.htm

1
Lời mở đầu

Hiện nay công nghệ thông tin phát triển rất mạnh mẽ, nhiều công nghệ
tiên tiến trớc đây chỉ có ở các nớc phát triển thì hiện nay đã có mặt ở các
nớc đang phát triển nh là Việt Nam và Cămpuchia. Trong đó có thể kể đến
công nghệ với việc sử dụng thiết bị di động là một công nghệ rất thành công
và đợc áp dụng vào nhiều lĩnh vực.
Trong vòng 20 năm trở lại đây, công nghệ hỗ trợ thu thập, tổ chức và
khai thác thông tin địa lý có các bớc phát triển đáng kinh ngạc. Sự cạnh tranh
quyết liệt cùng với đòi hỏi ngày càng tăng từ phía ngời sử dụng đã thúc đẩy
việc ra đời nhiều giải pháp công nghệ có chất lợng cao trong thị trờng ngày
càng rộng lớn của các hệ thống thông tin địa lý (GIS). Không nằm ngoài xu
hớng đó, công nghệ phát triển ứng dụng GIS trên thiết bị di động hứa hẹn sẽ
đem lại nhiều thành công và lợi ích cho chúng ta.
Tuy nhiên đối với Cămpuchia là một nớc nghèo, ngành công nghệ
thông tin nói chung và hệ thống thông tin đia lý nói riêng là một lĩnh vực còn
đang mới mẻ so với các nớc trong khu vực và quốc tế. Với nguồn nhân lực
yếu và thiếu, cơ sở hạ tầng cha đầy đủ, Cămpuchia gặp rất nhiều khó khăn để
khai thác, phát triển và triển khai các hệ thống thông tin địa lý này. Do vậy,
nghiên cứu này có ý nghĩa to lớn cho tôi và đất nớc Cămpuchia.
Với mong muốn bớc đầu tìm hiểu về công nghệ GIS và khảo sát về
phơng pháp kết nối thiết bị di động với GIS, phục vụ cho việc đa bản đồ
Phnom Penh lên thiết bị di động, để khai thác và hiển thị một số thông tin về
Phnom Penh. Và từ đó tôi đặt vấn đề nghiên cứu về Phát triển ứng dụng GIS
trên thiết bị di động .



2
Ngoài phần mở đầu giới thiệu mục tiêu và ý nghĩa của luận văn, phần
cuối là tóm tắt những kết quả chính đã đạt đợc, cấu trúc của luận văn chia
thành ba chơng chính sau đây:

Chơng I : Tổng quan về GIS
Chơng II : Thiết bị di động
Chơng III : Phát triển ứng dụng GIS trên thiết bị di động
















3
Chơng I
Tổng quan về GIS

I.1. Giới thiệu
I.1.1 Sự ra đời của công nghệ GIS
Trong những năm qua cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin
thì nhu cầu số hóa và xử lý thông tin trên bản đồ ngày càng nhiều. Đặc biệt là
bản đồ chuyên đề đã cung cấp những thông tin hữu ích để khai thác và quản lý
tài nguyên. Nhng sự biểu thị thông tin bản đồ một cách định lợng bị hạn
chế do số lợng của số liệu quá lớn. Bên cạnh đó cũng còn thiếu các công cụ
quan trọng để mô tả sự biến thiên không gian mang tính chất định lợng.
Những năm gần đây cùng với sự phát triển của máy tính thì việc phân
tích không gian và xây dựng các hệ thống bản đồ chuyên đề phục vụ đời sống
dã thực sự phát triển.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS : Geographic Information Systems) ra
đời vào những năm đầu của thập kỷ 70 của thế kỷ 20 và ngày càng phát triển
mạnh mẽ trên nền tảng của các tiến bộ công nghệ máy tính, đồ họa máy tính,
phân tích dữ liệu không gian và quản trị dữ liệu. Hệ GIS đầu tiên đợc da vào
ứng dụng trong công tác quản lý tài nguyên ở Canada với tên gọi là Canada
Geographic Information System bao gồm thông tin về nông nghiệp, lâm
nghiệp, sử dụng đất và động vật hoàng dã. Từ năm 80 của thế kỷ 20 trở lại
đây, công nghệ GIS đã có một sự phát triển nhảy vót và trở thành một công cụ
hữu hiệu trong công tác quản lý và trợ giúp quyết định.

I.1.2 Định nghĩa GIS
GIS là công nghệ mới có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực hoạt động của

4
con ngời. Điều đó dẫn đến hiện nay có rất nhiều định nghĩa, quan điểm, quan
niệm, khái niệm, cách hiểu khác nhau về GIS; nhng chúng đều có điểm
giống nhau: bao hàm khái quát không gian, phân biệt giữa hệ thông tin quản
lý (Management Information System - MIS) và GIS. Về khía cạnh của bản đồ
học thì GIS là kết hợp của bản đồ trợ giúp máy tính và công nghệ cơ sở dữ
liệu. Có hai loại định nghĩa về GIS : định nghĩa đơn giản hay khái quát, định
nghĩa chi tiết hay phức tạp :
ẽ Định nghĩa đơn giản :
GIS là một công cụ trợ giúp quyết định không gian.
GIS là một công cụ có mục đích tổng quát.
GIS là một công nghệ của các công nghệ.
ẽ Định nghĩa phức tạp :
Định nghĩa của dự án The Geographers Craft, khoa Địa lý,
trờng Đại học Texas : GIS là CSDL số chuyên dụng trong đó hệ
trục toạ độ không gian là phơng tiện tham chiếu. GIS bao gồm
các công cụ để thực hiện các công việc sau :
9 Nhập dữ liệu từ bản đồ giấy, ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, số
liệu điều tra và các nguồn khác.
9 Lu dữ liệu, khai thác, truy vấn CSDL.
9 Biến đổi dữ liệu, phân tích, mô hình hóa, bao gồm cả dữ
liệu thống kê và dữ liệu không gian.
9 Lập báo cáo, bao gồm bản đồ chuyên đề, các bảng biểu,
biểu đồ và kế hoạch.
Định nghĩa của Viện nghiên cứu Hệ thống Môi trờng ESRI, Mỹ:
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 cơ sở dữ liệu (CSDL) nh truy vấn
và phân tích thống kê với lợi thế quan sát và phân tích thống kê

5
bản đồ. Các khả năng này sẽ phân biệt GIS với các hệ thống
thông tin khác.
Định nghĩa của David Cowen, NCGIA, Mỹ: GIS là hệ thống phần
cứng, phần mềm và các thủ tục đợc thiết kế để thu thập, quản lý,
xử lý, mô hình hóa và hiển thị các dữ liệu quy chiếu không gian
để giải quyết các vấn đề quản lý và lập kế hoạch phức tạp.

I.2 Các thành phần cơ bản của GIS
Sự liên kết chặt chẽ giữa thế giới thực, con ngời và các thành phần cơ
bản của GIS, mối quan hệ này đáp ứng qua lại lẫn nhau nh sau :







Hình 1.3 : Quan hệ giữa thế giới thực-con ngời-các thành phần của GIS

GIS bao gồm 3 nhóm thành phần với những chức năng rõ ràng. Đó là
thiết bị, phần mềm và cơ sở dữ liệu.

I.2.1 Thiết bị (phần cứng)
Thiết bị tối thiểu phải bao gồm : máy tính, bàn số hóa, tủ băng từ, thiết
bị đầu ra (máy in, máy vẽ), trạm làm việc đối thoại (hiển thị).
Thiết bị số hóa : Sử dụng để chuyển đổi các hình ảnh bản đồ sang dạng
số hóa, nh là bàn số hóa (Digitizer) hoặc máy quét ảnh (Scanner), tuy nhiên
các máy quét ảnh không tạo ra cơ sở dữ liệu bản đồ mà chỉ tạo ra dữ liệu
GIS


+

Phần mềm
công cụ

CSDL
Kết
q
uả
N
g
ời sử dụn
g

Trừu tợn
g

hay đơn gian
hoá

Thế giới thực

6
Raster và nó có thể đợc vector hóa theo mục đích yêu cầu của hệ thống thông
tin địa lý.
Đầu đọc, đĩa mềm, CD-ROM : do dữ liệu thông tin địa lý là một khối
lợng rất lớn bao gồm dữ liệu không gian và phi không gian nên việc lu trữ,
cập nhật.vào ra là rất quan trọng.
Trạm xử lý : Xử lý, kiểm soát thông tin vào ra, chuẩn hóa cơ sở dữ liệu,
cập nhật cơ sở dữ liệu cho máy chủ.
Máy chủ : Kiểm soát sự truy cập của ngời sử dụng, quản lý file, quản
lý cơ sở dữ liệu, thao tác đồ họa và toàn bộ môi trờng tính toán.
Thiết bị in : Dùng để in ấn các văn bản báo cáo của các loại bản đồ
khác nhau tùy nhu cầu ngời sử dụng.
Băng từ : Dùng để trao đổi dữ liệu với các hệ thống khác, thực hiện
chức năng sao chép dữ liệu.

I.2.2 Phần mềm
Các thành phần của phần mềm nói chung gồm 5 nhóm chức năng cơ
bản sau :
- Nhóm chức năng nhập và hiệu chỉnh các dữ liệu
- Bảo quản dữ liệu và quản lý cơ sở dữ liệu
- In ra và trình bày các dữ liệu
- Chuyển đổi dữ liệu (bảo quản, sử dụng và phân tích)
- Đối thoại với ngời sử dụng

I.2.3 Cơ sở dữ liệu địa lý
Cơ sở dữ liệu địa lý bao gồm 2 nhóm tách biệt : Nhóm thông tin không
gian và nhóm thông tin thuộc tính. Nhóm thông tin không gian bao gồm thông
tin về vị trí Topo (cấu trúc quan hệ). Nhóm thông tin thuộc tính đợc định
nghĩa nh là một tập hợp các giá trị thuộc tính và quan hệ giữa chúng.

7

Hình 1.4 : Các thành phần cơ bản của một cơ sở dữ liệu địa lý

I.3 Mô hình và cấu trúc dữ liệu không gian
I.3.1 Mô hình dữ liệu
I.3.1.1 Khái niệm
Các biến về địa lý trong thế giới thực rất phức tạp. Càng quan sát gần,
càng nhiều chi tiết, nói chung là không giới hạn. Điều đó sẽ cần một cơ sở dữ
liệu xác định để thu thập các đặc điểm của thế giớ thực. Số liệu cần phải giảm
đến một số lợng nhất định và quản lý đợc bằng việc xử lý tạo ra hoặc trừu
tợng hóa. Biến địa lý cần đợc biểu diễn trong các thuật ngữ các phân tử hữu
hạn hoặc các đối tợng. Các quy tắc đợc dùng để chuyển các biến địa lý sang
các đối tợng là mô hình dữ liệu. Mô hình dữ liệu nh là một bộ quy tắc để
biểu diễn sự tổ chức logic của dữ liệu trong CSDL.bao gồm tên các đơn vị
Đầu vào
Cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu địa lý
Vị tr
í
Topo
Thuộc tính
Hệ thống quản lý
thuộc tính
Module xử lý
các dữ liệu
Xử lý

Nhu
cầu
cần
giải
quyết

8
logic dữ liệu và các quan hệ giữa chúng. Mô hình dữ liệu đợc chọn để cho
một đối tợng đặc biệt hoặc ứng dụng bị ảnh hởng bởi :
- Phần mềm phù hợp
- Đào tạo cán bộ chủ chốt
- Tiền lệ có tính lịch sử

I.3.1.2 Cấu trúc Cơ sở dữ liệu
Khi nhập dữ liệu vào một hệ thống thông tin địa lý, các cấu trúc dữ liệu
có thể nh sau :
- Cấu trúc của hiện tợng theo quan niệm ngời sử dụng
- Cấu trúc của hiện tợng thể hiện trong một hệ GIS
Topo và các đơn vị bản đồ : Topo (topology) là tập hợp các tính chất
của một thực thể hình học trong trạng thái biến dạng và biến vị. Các thuật ngữ
dùng trong tọa độ hình học là vùng, miền kế cận, không gian bao quanh
Các đơn vị bản đồ là : điểm, đờng và vùng. Topo là một cấu trúc, trong
đó các điểm, đờng và vùng là duy nhất và có liên quan với nhau. Ba đơn vị
này đợc xác định bằng các vị trí không gian trong một hệ tọa độ thích hợp và
bằng các thuộc tính của chúng.

I.3.2 Quản lý dữ liệu
I.3.2.1 Khái niệm
Dữ liệu đợc nhập vào và lu trữ trên máy tính trong một không gian
đợc gọi là tệp dữ liệu hay tệp tin. Tệp tin đợc ghi với độ dài với số lợng
byte nhất định. Các số ghi này có thể là số thực hay số nguyên và đợc tổ
chức theo một khuôn dạng đặc biệt. Mỗi một số ghi mô tả một yếu tố duy nhất
và chứa các trờng nhận biết các thuộc tính của yếu tố đó. Các dữ liệu đợc
lu trữ trong các trờng này.
- Tệp tin đơn giản theo một chiều

9
- Tệp tin sắp xếp theo dãy
- Tệp tin theo chỉ số

Hình 1.5 : Cấu trúc các tệp tin

I.3.2.2 Tổ chức cơ sở dữ liệu
Các dữ liệu đợc nhập vào và lu trữ nhờ các phần mềm quản lý CSDL.
Một CSDL là một tập hợp các cách biểu diễn thực dới dạng các dữ liệu có
liên kết qua lại ở mức tối đa. Những dữ liệu này đợc ghi nhớ theo chuỗi tính
tóan và theo một cấu trúc hợp lý sao cho có thể khai thác dễ dàng, nhằm thỏa
mãn các yêu cầu khi cung cấp thông tin và các chỉ dẫn cho ngời sử dụng.


Hình 1.6 : Biểu diễn Polygon I và II
Trờng dữ liệu
Bản ghi
1
a
2
b
3
3
e
5
g
6
f
d
4
4
I II

10


Hình 1.7 : Cấu trúc dữ liệu kiểu quan hệ

CSDL đợc tổ chức ở dạng một th mục, trong đó dữ liệu đợc ghi nhớ
trong nhiều tệp. Phần mềm quản lý cho phép ghi nhớ các tệp dữ liệu trong tệp
theo thứ tự hoặc theo chỉ số trực tiếp. Chúng quản lý các tệp độc lập, các tệp
có cấu trúc thứ bậc ( hình 1.8a) dạng mạng (hình 1.8b) hoặc dạng quan hệ
(hình 1.6, 1.7).

Hình 1.8a Hình 1.8b

I.3.2.3 Mô hình dữ liệu không gian
Hiện nay trên thị trờng đã có rất nhiều phần mềm máy tính trợ giúp để
chúng ta có thể mô hình hóa dữ liệu, xác định cấu trúc cho dữ liệu. Có những
M I II
I a b
II e g f
d c
c
I
I
I
c
b
1
3
4
2
3
a 1 2
II
f
4
g
3
6
6
4
5
5
I
d
II
e
II
II
c
4
3
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F