Tài liệu Xây dựng hệ thống thông tin hỗ trợ cảnh báo sạt lở cho tỉnh quảng bình

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ HOÀNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN HỖ TRỢ CẢNH BÁO SẠT LỞ CHO TỈNH QUẢNG BÌNH Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 8480101 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng, Năm 2018 Công trình được hoàn thành tại TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Tấn Khôi Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Thanh Bình Phản biện 2 : TS. Trần Văn Cường Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ họp tại Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 05 tháng 01 năm 2019 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu và Truyền thông Trường Đại học Bách khoa Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Quảng Bình là vùng hẹp nhất của Việt Nam, Quảng Bình chịu ảnh hưởng của hầu hết các loại thiên tai thường xảy ra ở Việt Nam nhưng với tần suất cao hơn, mức độ ác liệt hơn như bão, Áp thấp nhiệt đới (ATNĐ), lũ lụt, lũ quét, sạt lở bờ sông, bờ biển, hạn hán, cát bay lấp, rét đậm, rét hại, lốc tố, xâm nhập mặn, triều cường,... trong đó nhiều nhất là bão, lũ lụt, lốc xoáy, sạt lở bờ sông, bờ biển, cát bay lấp. Hàng năm, thường hứng chịu những đợt mưa bão lớn. Tuy nhiên do địa hình, các trận lũ thường gây hại nghiệm trọng đối với các khu vực miền núi và trung du, đặc biệt là lũ quét. Nguyên nhân gây những trận lụt, lũ quét do điều kiện địa hình, phía tây là sườn tây núi Trường Sơn thường mưa rất lớn khi có bão đổ bộ vào khu vực Miền Trung. Thời gian tập trung lũ ngắn, độ dốc lưu vực lớn và nhiều rừng đầu nguồn bị chặt phá không theo qui hoạch là những nguyên nhân quan trong gây ra những trận lũ và lũ quét lớn. Từ năm 1999 đến nay, thống kê trên toàn tỉnh về mức độ thiệt hại lớn nhất do bão lũ tại các huyện được xếp theo thứ tự như sau: Huyện Lệ thủy, Quảng Ninh, Quảng Trạch, Bố Trạch, Tuyên Hóa, Minh Hóa, TP Đồng Hới. Tuy nhiên trong vòng hai năm lại đây thì huyện chịu nhiều thiệt hại nhất là các huyện Tuyên Hóa, Minh Hóa do bị lũ quét, xói lở bờ sông. Theo số liệu thống kê từ 2000 đến năm 2017 có 13 cơn bão đổ bộ trực tiếp vào Quảng Bình, có năm không có bão, nhưng lại có năm liên tiếp 2-3 cơn bão đổ bộ trực tiếp. Ảnh hưởng nặng nề nhất là bão gây ra gió xoáy giật kèm theo mưa to dài ngày (2-5 ngày) gây ra lũ lụt nghiêm trọng. Tỷ lệ mưa do bão và áp thấp nhiệt đới gây ra chiếm tới 40-50% tổng lượng mưa trong các tháng 9-11. Ngoài ra, các đợt áp thấp nhiệt đới cũng làm ngưng trệ các hoạt động xã hội, gây nhiều thiệt hại đến con người, tài sản của nhân dân và Nhà nước. Xu hướng những năm gần đây bão càng ngày càng gia tăng về số lượng và cường độ, càng ngày mức độ càng khốc liệt và khó lường. Xuất phát từ những lý do trên tôi chọn đề tài luận văn cao học: “Xây dựng hệ thống thông tin hỗ trợ cảnh báo sạt lở cho tỉnh Quảng Bình”. 2 2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 2.1. Mục tiêu: Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bản đồ có nguy cơ sạt lở và tiềm năng lũ, sạt lở dọc trên tuyến đường Hồ Chí Minh nhánh đông đi qua các huyện của tỉnh Quảng Bình để phát hiện những điểm vùng có nguy cơ phát sinh lũ và sạt lở. Xây dựng hệ thống hỗ trợ cảnh báo nguy cơ lũ và cảnh báo sạt lở dựa trên bản đồ kết quả đã xây dựng được. 2.2. Nhiệm vụ: - Tìm hiểu cơ sở lý thuyết về công nghệ thông tin địa lý GIS và quyết định GIS sẽ được xây dựng theo mô hình, lộ trình và phương thức tổ chức thực hiện như thế nào trong quá trình xây dựng bản đồ; - Tìm hiểu về cơ sở dữ liệu bản đồ, khả năng kết nối làm việc với các hệ quản trị cơ sở dữ liệu. - Thu thập số liệu khí tượng thủy văn, nghiên cứu đặc điểm tự nhiên có liên quan đến lũ và sạt lở dọc trên tuyến đường Hồ Chí Minh nhánh đông đi qua các huyện của tỉnh Quảng Bình. 2.3. Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu - Về ý nghĩa khoa học: Luận văn ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để hỗ trợ đánh giá và cảnh báo sạt lở qua việc phân tích không gian và mối quan hệ của các nhân tố địa hình, thủy văn, thổ nhưỡng, thực vật và đặc biệt là vấn đề an toàn giao thông dọc trên tuyến đường Hồ Chí Minh nhánh đông đi qua các huyện của tỉnh Quảng Bình. - Về ý nghĩa thực tiễn: Tổng hợp, đánh giá mức độ thiệt hại do lũ và sạt lở gây ra đối với tài sản và tính mạng về người; về phát triển kinh tế xã hội của các vùng bị ảnh hưởng; về môi trường sinh thái và đặc biệt là vấn đề an toàn giao thông trên tuyến đường Hồ Chí Minh nhánh đông đi qua các huyện của tỉnh Quảng Bình. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu của đề tài 3 Công nghệ thông tin địa lý GIS. Các loại bản đồ số. Dữ liệu khí tượng thủy văn. Các loại hình thiên tai. 3.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài Tình hình sạt lở và thủy văn ở tỉnh Quảng Bình. Các khu vực có nguy cơ sạt lở dọc tuyến đường mòn Hồ Chí Minh nhánh đông, đi qua các huyện của tỉnh Quảng Bình. 3.3. Môi trường và công cụ hỗ trợ: - Microsoft Visual Studio.Net 2010 - Microsoft SQL Server 2008 4. Phương pháp nghiên cứu Phân tích thiết kế xây dựng chương trình. Triển khai chương trình Thực thi bản đồ trên hệ thống cảnh báo cùng với các số liệu đã thu thập được. Triển khai cài đặt và kiểm tra kết quả đạt được. 5. Cấu trúc luận văn Luận văn được tổ chức thành các chương với nội dung chính như sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống GIS, các chức năng, thành phần, ứng dụng và mô hình địa lý của GIS. Các dạng lũ quét, đặc tính, các nhân tố và sự thích nghi của lũ quét. Ứng dụng GIS trong đánh giá thiên tai và phần mềm mã nguồn mở QGIS. Đồng thời giới thiệu về vị trí địa lý ở tỉnh Quảng Bình. Chương 2: Trình bày ứng dụng công nghệ GIS để đánh giá thiên tai, kiến trúc WebGIS để khai thác dữ liệu, kỹ thuật chồng lớp bản đồ. Tìm hiểu nội dung của bài toán được đặt ra, các bước phân tích thiết kế, xây dựng các lớp dữ liệu bằng phần mềm Quantum QGIS. Chương 3: Trình bày mô hình hệ thống, công cụ và môi trường lập trình liên kết dữ liệu, xây dựng bản đồ số. Kết quả xây dựng hệ thống hỗ trợ hệ thống mô phỏng cảnh báo và kết quả thực nghiệm. Cuối cùng là phần kết luận và hướng phát triển. 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Chương 1 - Giới thiệu tổng quan về hệ thống GIS, các chức năng, thành phần, ứng dụng và mô hình địa lý của GIS. Các dạng lũ quét, đặc tính, các nhân tố và sự thích nghi của lũ quét. Ứng dụng GIS trong đánh giá thiên tai và phần mềm mã nguồn mở QGIS. Đồng thời giới thiệu về vị trí địa lý ở tỉnh Quảng Bình. 1.1. GIỚI THIỆU Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System (GIS) là một phần mềm tập hợp những công cụ để xây dựng một quy trình dựa trên máy tính để lập bản đồ, lưu trữ và thao tác dữ liệu địa lý, phân tích các sự vật hiện tượng thực trên trái đất, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược. GIS lưu giữ thông tin về thế giới thực dưới dạng tập hợp các lớp chuyên đề để có thể liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý. GIS được ứng dụng ngày càng rộng rãi và phát triển mạnh mẽ trong các lĩnh vực kinh tế, xã hội 1.1.1. Các thành phần của GIS Hình 1 mô tả các thành phần của một hệ thống GIS, bao gồm 5 thành phần: Hình 1.1. Mô hình các thành phần GIS 1.1.2. Chức năng của GIS GIS có 5 chức năng chủ yếu: 1.1.3. Ứng dụng của hệ thông tin địa lý GIS a) Môi trường Ở mức đơn giản nhất là có thể dùng hệ thông tin địa lý GIS để đánh giá môi trường dựa vào vị trí và thuộc tính. 5 Hình 1.2. Các lớp ứng dụng của GIS trong môi trường b) Khí tượng thủy văn 1.1.4. Mô hình dữ liệu địa lý của hệ thống GIS 1.2. LŨ QUÉT 1.2.1. Các dạng lũ quét 1.2.2. Đặc tính của lũ quét 1.2.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến lũ quét Lũ quét xảy ra chịu ảnh hưởng của các dạng tổ hợp, các điều kiện tự nhiên và các hình thực hoạt động của con người trên lưu vực. Đi vào bản chất, có thể phân nhân tố theo 3 nhóm tùy theo tốc độ biến đổi của chúng. Hình 1.7. Các nhân tố ảnh hưởng lũ quét 1.2.4. Sự thích nghi và lợi ích của lũ quét 1.3. ỨNG DỤNG GIS TRONG ĐÁNH GIÁ THIÊN TAI 6 GIS là công cụ mạnh có khả năng ứng dụng để đánh giá lũ. Sử dụng trực tiếp GIS trong đánh giá, xây dựng bản đồ lũ được thực hiện qua 2 bước: Bước 1: Xây dựng bản đồ số gồm 4 loại bản đồ: (Hình 12) Bước 2: Sử dụng GIS và thuật toán chồng lớp bản đồ để tạo ra bản đồ nguy cơ. 1.3.1. Công nghệ WebGIS Với các thành phần như trên, hệ thống thông tin địa lý có thể và đảm đương một số chức năng sau: - Nhập dữ liệu Hình 1.13. Các nhóm chức năng của GIS - Quản lý dữ liệu - Phân tích dữ liệu - Xuất dữ liệu 1.3.2. Kiến trúc của hệ thống WebGIS Kiến trúc 3 tầng của một WebGIS được mô tả dưới bao gồm tầng trình bày, tầng giao dịch và tầng dữ liệu. 7 Hình 1.14. Mô hình 3 lớp trong kiến trúc WebGIS 1.3.3. Mô hình triển khai WebGIS Trong mô hình hoạt động của WebGIS được chia làm hai phần: các hoạt động ở phía máy khách (client side) và các xử lý ở phía máy chủ (server side).  Client side: được dùng để hiển thị kết quả đến cho người dùng, nhận các điều khiển từ người dùng và tương tác với web server thông qua trình duyệt web, các trình duyệt web chủ yếu dùng mã HTML để định dạng, thêm vào đó một vài plug-in, ActiveX và các mã applet được nhúng vào các trình duyệt để tăng tính tương tác với người dùng. Có hai chiến thuật lựa chọn, tương ứng với hai kiểu triển khai, kiểu thứ nhất tập trung công việc chủ yếu vào phía server, kiểu kia ngược lại tập trung cho công việc phía client. 1.3.4. Dữ liệu WebGIS Một cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý có thể chia ra làm 2 loại số liệu cơ bản: số liệu không gian và phi không gian. Mỗi loại có những đặc điểm riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý và hiển thị. Số liệu không gian là những mô tả số của hình ảnh bản đồ, chúng bao gồm toạ độ, quy luật và các ký hiệu dùng để xác định một hình ảnh bản đồ cụ thể trên từng bản đồ. Hệ thống thông tin địa lý dùng các số liệu không gian để tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thông qua thiết bị ngoại vi, … Số liệu phi không gian là những diễn tả đặc tính, số lượng, mối quan hệ của các hình ảnh bản đồ với vị trí địa lý của chúng.  Mô hình dữ liệu không gian - Kiểu đối tượng điểm (Points) 8 - Hình 1.15. Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm. Kiểu đối tượng đường - Hình 1.16. Số liệu vector được biểu thị dưới dạng đường Kiểu đối tượng vùng (Polygons) Hình 1.17. Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng  Mô hình dữ liệu thuộc tính 1.3.5. Chuẩn dịch vụ xây dựng bản đồ WebGIS 9 Hình 1.18. Khó khăn trong việc chia sẽ dữ liệu Trong hình trên ta thấy rằng người sử dụng muốn lấy thông tin từ ba server khác nhau, hay nói cách khác là để lấy thông tin họ quan tâm từ các trang web, người sử dụng phải dùng ba web client khác nhau tương ứng truy cập vào các web server đó mà thôi. Trên thực tế, chính vì không có sự đồng nhất về dữ liệu địa lý mà chúng ta đã gặp không ít khó khăn trong vấn đề tích hợp các dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau. Chẳng hạn như bản đồ đường dây điện không chồng lớp với bản đồ ống nước do Sở giao thông công chánh làm ra vì sử dụng lưới chiếu khác nhau. Điều này đưa đến việc lãng phí thời gian, sức lực và đặc biệt là chi phí trong công việc chung. Chính vì thế một lần nữa chi phí lại trở thành rào cản lớn nhất cho sự phát triển rộng rải của hệ GIS và nhu cầu đi tìm sự “đồng vận hành” cho các dữ liệu trở thành một nhu cầu cấp thiết trong sự phát triển khoa học công nghệ. Hình 1.19. Giải pháp của OGC 1.4. PHẦN MỀM MÃ NGUỒN MỞ QGIS 1.4.1. Giới thiệu 1.4.2. Các chức năng chính của QGIS 10 1.5. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN CỦA TỈNH QUẢNG BÌNH 1.5.1. Vị trí địa lý 1.5.2. Địa hình 1.5.3. Địa mạo Căn cứ trên cơ sở các kết quả nghiên cứu phân chia địa mạo đã có kết hợp với kết quả khảo sát, có thể phân chia các bề mặt đồng nguồn gốc như sau: 1.5.4. Đặc điểm khi tượng thủy văn 1.5.4.1. Khí tượng 1.5.4.2. Thủy văn 1.5.5. Nhiệt độ bình quân Bảng 1.1. Nhiệt độ bình quân trong năm tỉnh Quảng Bình Nhiệt độ trung bình/tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cao nhất (°C) 22 23 25 29 32 34 34 33 31 28 26 23 Thấp nhất (°C) 17 18 20 23 25 27 27 26 25 23 21 18 1.6. KẾT CHƯƠNG Trong chương 1 đã giới thiệu tổng quan về điều kiện tự nhiên, tình hình lũ quét trong và ngoài nước. Đồng thời cũng làm rõ thêm một số nội dung liên quan tới hệ thống thông tin địa lý, công nghệ WebGIS các chuẩn dịch vụ đặc tả về GIS do tổ chức OGC sáng lập. Từ những thực trạng ở tỉnh Quảng Bình và những kiến thức tổng quan đó trong chương tiếp theo sẽ vận và ứng dụng công nghệ QGIS xây dựng hệ thống quản lý và cảnh tai biến thiên nhiên mang tính thiết thực và hiệu quả. CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG LỚP BẢN ĐỒ VÀ QGIS Chương 2 - Trình bày ứng dụng công nghệ GIS để đánh giá thiên tai, kiến trúc WebGIS để khai thác dữ liệu, kỹ thuật chồng lớp bản đồ. Tìm hiểu nội dung của bài toán được đặt ra, các bước phân tích thiết kế, xây dựng các lớp dữ liệu bằng phần mềm Quantum QGIS. 11 2.1. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ Có ba chức năng thông dụng của việc chồng lớp nhiều lớp bản đồ là: tổng hợp (union), giao cắt (intersection) hoặc đồng nhất (identify). a. Tổng hợp (Union) b. Giao cắt (Intersection) c. Đồng nhất (Indentify) 2.2. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ SỐ BẰNG QGIS 2.2.1. Lớp bản đồ rừng có nguy cơ lũ quét và sạt lở Lớp dữ liệu rừng được thu thập với các khu vực rừng được chia thành các vùng khác nhau. Rừng là một trong các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi của lũ quét, sạt lở. Mưa rơi xuống một sườn dốc trống, trọc sẽ gây tác động xói mòn. Nước mưa không bị giữ lại trên ngọn cây cũng không bị giữ trên mặt đất và chảy xuống suối mà không bị cảm trở bởi cây, bề mặt che phủ của lớp thực vật. 2.2.2. Lớp bản đồ sử dụng đất Sử dụng đất cũng là một trong nhiều yếu tố ảnh hưởng gây ra lũ quét. Dưới sự tác động của con người vào môi trường đất, sử dụng đất trong xây dựng nhà cửa, khai thác đất, san lấp mặt bằng gây ra sự thay đổi rất lớn đến độ giữ nước và tạo ra sự mất tự nhiên của đất. 2.2.3. Lớp bản đồ độ dốc Địa hình là một yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự hình thành lũ quét, với những khu vực có độ dốc lớn, sườn núi đan vào nhau tạo nên những vùng ảnh hưởng lớn đến lũ quét. 2.3. KỸ THUẬT CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ 2.3.1. Thuật toán xử lý chồng lớp Bản đồ phân vùng nguy cơ xảy ra lũ quét ở trên địa bàn tỉnh Quảng Bình được xây dựng trên cơ sở chồng lớp các bản đồ phân vùng các nhân tố thành phần gây lũ quét: 12 Bản đồ phân cấp độ dốc. Bản đồ phân vùng lớp phủ thực vật rừng. Bản đồ phân loại đất. Hình 2.1. Các lớp dữ liệu đầu vào 2.3.2. Quá trình số hóa bản đồ Sử dụng ArcMap 10 để số hóa dữ liệu bản đồ. Việc số hóa bản đồ được thực hiện theo quy trình sau: Hình 2.2. Quy trình số hóa dữ liệu bản đồ Hình 2.3. Chuẩn hóa dữ liệu bản đồ bằng ArcMap 10 13 2.3.3. Các lớp dữ liệu bản đồ 2.3.4. Mô hình dữ liệu giữa các lớp dữ liệu bản đồ Các lớp dữ liệu trong xây dựng hệ thống có mối quan hệ mật thiết với nhau. Các mối quan hệ này được thể hiện qua mô hình cơ sở dữ liệu sau: Hình 2.5. Mô hình quan hệ các lớp dữ liệu bản đồ 2.3.5. Kết nối dữ liệu bản đồ và đưa dữ liệu lên Geoserver 2.4. THIẾT KẾ XÂY DỰNG HỆ THỐNG DNGIS Dựa vào các đặc tả xây dựng các lớp trong hệ thống: Bảng 2.5. Bảng các lớp trong hệ thống Tên lớp Giải thích Đại diện cho thông tin về khí tượng thủy văn. KTTV Đại diện cho thông tin các trạm khí tượng trên địa bàn. Tram Đại diện cho các lớp bản đồ, các thông tin bao gồm mã BanDo định danh, diện tích, loại đối tượng, lớp… Lưu thông tin về các tỉnh thành Tinh Lưu thông tin về các huyện Huyen Lưu thông tin về các xã Xa Loaikhituong Lưu thông tin về loại khí tượng thủy văn Đại diện cho các loại biểu đồ, các thông tin bao gồm loại BieuDo biểu đồ (Piebar, VerticalBar, HorizontalBar, LinkPoint,…), items, value… Lưu thông tin về các thiên tai đã xảy ra. Thientai Đại diện cho đối tượng sử dụng, bao gồm người khai NguoiDung thác số liệu, người quản trị hệ thống; nó chứa các thông Tên lớp Quyen PhanQuyen 14 Giải thích tin tên người dùng, tên đăng nhập, mật khẩu, nhóm… Đại diện cho các chức năng của hệ thống; nó chứa các thông tin tên quyền, tên chức năng… Đại diện cho hoạt động phân quyền sử dụng các chức năng của hệ thống cho các đối tượng sử dụng; nó chứa các thông tin tên quyền, người sử dụng… Thiết kế xây dựng cơ sở dữ liệu Bảng thông tin tỉnh: mô tả về thông tin tên các tỉnh/thành phố Bảng thông tin loại khí tượng thủy văn: Mô tả tên và đơn vị khí tượng Bảng thông tin huyện: Mô tả thông tin về các huyện Bảng thông tin xã: Mô tả thông tin về các xã Bảng thông tin trạm: Mô tả về thông tin các trạm khí tượng thủy văn Hình 2.8. Sơ đồ thực thể các lớp 2.5. KẾT CHƯƠNG Chương 2 trình bày tổng quan về công nghệ GIS, số hoá dữ liệu để đưa kết nối và cập nhật vào WebGIS. Giới thiệu về kỹ thuật chồng lớp bản đồ, các phương pháp thực hiện và cho thấy các lớp dữ liệu nguồn đã được sử dụng trong luận văn, phân tích thiết kế xây dựng hệ thống DNGIS. 15 CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP THÔNG TIN Chương 3 - Trình bày mô hình hệ thống, công cụ và môi trường lập trình liên kết dữ liệu, xây dựng bản đồ số. Kết quả xây dựng hệ thống hỗ trợ hệ thống mô phỏng cảnh báo và kết quả thực nghiệm. 3.1. MÔ HÌNH HỆ THỐNG Sơ đồ hoạt động của hệ thống được mô tả như sau: Hình 3.1. Mô hình hệ thống cảnh báo nguy cơ lũ quét Hệ thống cảnh báo được triển khai xây dựng dựa trên các giải pháp sau: Khảo sát điều tra thu thập dữ liệu Xây dựng các loại bản đồ số cho khu vực nghiên cứu Chồng lớp bản đồ để xây dựng bản đồ dự báo lũ Xây dựng WebGIS cung cấp thông tin thiên tai lũ lụt dựa theo kịch bản. 3.2. CÔNG CỤ VÀ MÔI TRƯỜNG LẬP TRÌNH Hệ thống WebGIS xây dựng theo chuẩn OGC được phát triển trên một số công cụ và môi trường lập trình như sau: - GeoServer: Là một máy chủ mã nguồn mở với mục đích kết nối những thông tin địa lý có sẵn tới các Geoweb (trang Web địa lý) sử dụng chuẩn mở. Được bắt đầu bởi một tổ chức phi lợi nhuận có tên The Open Planning Project (TOPP), nhằm mục đích hỗ trợ việc xử lý thông tin không gian địa lý với chất lượng cao, đơn giản trong sử dụng, là phần mềm mã 16 nguồn mở nhằm cung cấp và chia sẻ dữ liệu. Là sự phối hợp các chuẩn hoạt động của tổ chức OGC, dịch vụ bản đồ WMS, WFS. Geoserver cho phép người dùng hiển thị thông tin không gian của mình về thế giới, cung cấp chuẩn dịch vụ bản đồ WMS, GeoServer có thể tạo bản đồ và xuất ra nhiều định dạng, hỗ trợ rất nhiều kiểu bản đồ. Tương thích với chuẩn WFS, GeoServer cho phép chia sẻ và chỉnh sửa dữ liệu được dùng để hiển thị bản đồ. - ExtJS (Extended Javascript) là một framework Javascript thuần túy để xây dựng các ứng dụng Web tương tác bằng cách sử dụng các kỹ thuật như Ajax, DHTML và DOM. - OpenLayers là một bộ thư viện Javascript cho phép hiển thị bản đồ tại các ứng dụng web được sử dụng khá phổ biến ngày nay. - GeoExt: là một thư viện JavaScript cung cấp một nền tảng cho việc tạo ra các ứng dụng bản đồ trên Web. GeoExt là sự kết hợp của thư viện OpenLayers và ExtJs cung cấp một bộ các widgets và hỗ trợ xử lý dữ liệu làm cho việc tạo ra các ứng dụng trên Web để xem, chỉnh sửa và tạo kiểu dữ liệu không gian địa lý một cách dễ dàng. 3.3. KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH 3.3.1. Xây dựng bản đồ số QGIS Hình 34 là giao diện chính của chương trình QGIS, bao gồm hệ thống thực đơn, các thanh công cụ, khung thể hiện lớp, khung thể hiện bản đồ… Tạo mới đối tượng bản đồ Trong mục tạo mới bản đồ có 3 tùy chọn Point, line, Polygon. Đây là 3 đặc điểm cơ bản của bản đồ, đó là điểm, đường và vùng. Phần New attribute cho phép thêm các thuộc tính cho loại bản đồ đang thực hiện tạo mới. Sau đó chọn OK và lưu tên chúng ta sẽ được một lớp bản đồ mới theo đặc điểm đã tạo. 17 Hình 3.2. Giao diện chính của QGIS Hình 3.3. Thanh công cụ số hóa Chức năng số hóa bản đồ số cho phép đưa một dữ liệu bản đồ dạng thô ví dụ như bản đồ giấy có thể trở thành bản đồ số để sử dụng. Chuẩn bị hình ảnh bản đồ để số hóa. Chọn chức năng Georeferencer để vào chức năng số hóa như hình 35 Chọn 3 điểm tọa độ trên bản đồ để xác định vị trí địa lý cho hình ảnh cần số hóa. Nhập lần lượt các tọa độ của các điểm đã khảo sát. 18 Hình 3.4. Chọn 3 điểm tọa độ cho hình ảnh cần số hóa Hình 36 là bản đồ mẫu đã được định vị chính xác vị trí địa lý và tiếp theo người dùng có thể thực hiện quá trình số hóa bằng cách vẽ các đối tượng điểm, đường vùng dựa theo bản đồ nền, sau khi hoàn tất sẽ có bản đồ số dưới dạng vector để có thể thực hiện các thao tác khác. Phần kết quả QGIS trình bày tính năng cơ bản nhất của một phần mềm GIS thực hiện thao tác số hóa và xử lý bản đồ, ngoài chức năng này còn rất nhiều chức năng khác, cũng như các tiện ích bổ sung thông qua các phần hỗ trợ (plugins) dùng để thực hiện các xử lý, phân tích… 3.3.2. Kết quả thực hiện chương trình Chương trình sẽ lấy dữ liệu bản đồ từ phần mềm QGIS Xem toàn bộ thông tin khí tượng thủy văn Hình 37 là giao diện chương trình cho phép xem toàn bộ các thông tin về khí tượng thủy văn của toàn tỉnh.