Sự phát triển của các công nghệ mã nguồn mở trong lĩnh vực GIS cung cấp các giải pháp xây dựng các ứng dụng với nhiều ưu điểm, đặc biệt là giảm thiểu chi phí bản quyền. Bài báo trình bày giải pháp mã nguồn mở trong việc thực hiện cung cấp dữ liệu ĐĐBĐ tới người sử dụng thông qua mạng Internet.
Đặt vấn đề
Dữ liệu ĐĐBĐ là nguồn dữ liệu đầu vào quan trọng cho nhiều lĩnh vực khác nhau. Đây là nguồn dữ liệu chính khi cần xây dựng các bản đồ chuyên ngành phục vụ phát triển KT-XH. Hiện tại, Trung tâm Thông tin dữ liệu ĐĐBĐ (thuộc Cục ĐĐ, BĐ và Thông tin địa lý Việt Nam) là đơn vị cung cấp thông tin dữ liệu ĐĐBĐ trên phạm vi toàn quốc. Từ năm 2008, Trung tâm đã xây dựng hệ thống quản lý CSDL ĐĐBĐ theo mô hình Client/Server, sử dụng trong phạm vi mạng LAN và đưa vào vận hành từ năm 2009 để phục vụ công tác tra cứu và cung cấp dữ liệu. Hệ thống được xây dựng dựa trên công nghệ GIS của hãng ESRI, trong đó phần CSDL được quản lý bằng hệ quản trị CSDL Oracle. Từ năm 2013, hệ thống website của Trung tâm được xây dựng và đưa vào hoạt động cho phép khách hàng tra cứu dữ liệu theo thuộc tính và mô hình không gian trực tiếp trên mạng internet. Thông qua trang web, khách hàng có thể đặt và thanh toán trực tuyến sử dụng tài khoản internet banking.
Hệ thống tra cứu và đặt hàng trực tuyến đã phần nào đáp ứng được nhu cầu tìm kiếm và tiếp cận dữ liệu của khách hàng. Tuy nhiên, để đáp ứng yêu thông tin hóa các TTHC của Chính phủ, hệ thống cần được nâng cấp về mặt kiến trúc cũng như bổ sung thêm các chức năng mới để có thể cung cấp thông tin cho các hệ thống khác một cách tự động. Việc nâng cấp hệ thống nếu sử dụng phần mềm thương mại sẽ gặp nhiều khó khăn do chi phí bản quyền phần mềm rất cao.
Do vậy, chúng tôi đề xuất việc nghiên cứu, lựa chọn các công nghệ mã nguồn mở để nâng cấp hệ thống quản lý CSDL ĐĐBĐ với các ưu điểm không mất phí bản quyền, chủ động về mặt công nghệ giúp cho công tác quản lý, cung cấp tư liệu được thực hiện một cách hiệu quả, qua đó đẩy mạnh công tác xã hội hóa dịch vụ ĐĐBĐ cũng như các sản phẩm gia tăng khác.
Hiện trạng hệ thống
Hệ thống cung cấp thông tin dữ liệu ĐĐBĐ hoạt động trên mạng Internet với các chức năng chính như sau: Tìm kiếm dữ liệu theo thuộc tính vào theo mô hình không gian; đặt hàng các sản phẩm, thông tin dữ liệu ĐĐBĐ; thanh toán trực tuyến thông qua cổng thanh toán; hệ thống hiện tại được xây dựng dựa trên công nghệ GIS của hãng ESRI và hệ quản trị CSDL Oracle.
Hệ thống cần được nâng cấp với một số chức năng phân tích không gian như: Kiểm tra diện tích dữ liệu người dùng thông thường cần mua không được vượt quá 200 km2. Cho phép tìm kiếm các dữ liệu liên quan một cách trực quan qua các trường thông tin hoặc tìm kiếm trên mô hình không gian. Cung cấp chức năng nhắn tin SMS cho khách hàng và cho người quản trị. Cung cấp các hàm API để trao đổi thông tin các hệ thống khác.
Lựa chọn công nghệ
Có rất nhiều công nghệ mã nguồn mở khác nhau, mỗi công nghệ đều có các điểm mạnh và điểm yếu riêng. Việc lựa chọn công nghệ cho hệ thống cần đáp ứng được các yêu cầu của đơn vị và phù hợp với hiện trạng CSHT.
Công nghệ GIS: Công nghệ mã nguồn mở GIS trên thế giới hiện nay rất đa dạng, mỗi công nghệ đi theo một hướng khác nhau, hai phần mềm được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là Geoserver và Mapserver. Công nghệ GIS được lựa chọn là phần mềm Geoserver với các ưu điểm: Cung cấp Dịch vụ bản đồ theo chuẩn OGC; cho phép tạo bản đồ và xuất ra nhiều định dạng khác nhau; hỗ trợ nhiều style bản đồ; GeoServer cho phép xuất dữ liệu linh hoạt dựa vào việc hỗ trợ các chuẩn KML, GML, Shapefile, GeoRSS, Portable Document Format, GeoJSON, JPEG, GIF, SVG, PNG; GeoServer có thể đọc được nhiều định dạng dữ liệu, bao gồm: PostGIS, Oracle Spatial, ArcSDE, DB2, MySQL, Shapefiles, GeoTIFF, GTOPO30 và nhiều loại khác. Bên cạnh đó, GeoServer còn có thể chỉnh sửa dữ liệu nhờ những thành phần xử lý của chuẩn Web Feature Server; GeoServer có giao diện quản trị thân thiện, cung cấp nhiều chức năng quản lý dữ liệu, quản lý người dùng và sử dụng dễ dàng.
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu: Hệ quản trị CSDL được lựa chọn là hệ quản trị CSDL PostgresSQL với phần mở rộng PostGIS với các ưu điểm như sau:
Đánh chỉ mục không gian để tăng tốc hoạt động của CSDL: Partial Indexes có thể được tạo ra khi cần đánh chỉ mục một tập hợp con của bảng, chẳng hạn như đánh chỉ mục một số dòng có giá trị của cột phù hợp với một điều kiện cụ thể. Lợi thế của tính năng này giúp chỉ mục có kích thước hợp lý, cải thiện hiệu năng và giảm kích thước trên ổ đĩa.
GIST và GIN: GiST cho phép kết hợp B-tree, R-tree, và các kiểu đánh chỉ mục do người dùng định nghĩa để tạo chỉ mục tùy chỉnh với khả năng truy vấn tiên tiến; GIN cho phép đánh chỉ mục các kiểu dữ liệu kết hợp, là kết hợp các kiểu dữ liệu khác nhau theo nhiều cách để tạo ra một chỉ mục tùy chỉnh.
Có thể thực thi đa dạng các thao tác không gian được hỗ trợ bởi tổ chức OGC: Đo đạc không gian: tìm khoảng cách giữa các đối tượng, tính chiều dài, diện tích… Các hàm truy vấn không gian như: intersect, union, merge… Các hàm chồng xếp không gian: cho phép thực hiện các phép toán về chồng xếp không gian. Postgres có cộng đồng phát triển mạnh, các tính năng mở rộng được nâng cấp nhanh chóng qua từng phiên bản. Postgres có thể triển khai trên nhiều môi trường khác nhau (Unix, Windows…).
Nâng cấp hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu đo đạc và bản đồ
Xây dựng CSDL: Hệ quản trị CSDL PostgresSQL cho phép các thành phần liên quan đến dữ liệu (như dữ liệu đa phương tiện, siêu dữ liệu, ảnh vệ tinh, dữ liệu raster…) có thể được tùy biến và mở rộng không giới hạn trường thông tin một cách dễ dàng. Với dữ liệu dạng này việc bó gọn theo một cấu trúc cố định sẽ làm giảm tính mở rộng và mềm dẻo của hệ thống.
Các thực thể chính cần quản lý trong hệ thống là hệ dữ liệu trắc địa, bản đồ, ảnh vệ tinh, ảnh hàng không, CSDL nền địa lý và dữ liệu địa danh. Các loại dữ liệu này được nhóm theo từng chuyên đề và theo phạm vi địa lý (tỉnh/thành phố, quận/huyện hoặc theo khu đo). Các thực thể này có các thuộc tính cơ bản chung như: mã định danh, phạm vi địa lý, siêu dữ liệu... Các tài nguyên liên quan (lớp bản đồ, bản đồ, tài liệu) được thiết kế kế thừa từ mô hình này để quản lý các thuộc tính chung theo cách nhất quán.
Cơ sở dữ liệu của hệ thống bao gồm các thành phần sau:
Cơ sở dữ liệu trắc địa: Bao gồm hệ thống điểm tọa độ, độ cao được thể hiện dưới mô hình mạng lưới. Thông tin thuộc tính của cơ sở dữ liệu trắc địa bao gồm: Thông tin về cơ sở toán học; thông tin về công tác đo đạc điểm trắc địa; thông tin về tính toán, bình sai mạng lưới; tên điểm; giá trị tọa độ x; giá trị tọa độ y; giá trị độ cao z.
Cơ sở dữ liệu không ảnh: Bao gồm mô hình không gian của các khu bay chụp được thể hiện dưới dạng đối tượng dạng vùng. Phạm vi các khu bay chụp được số hóa từ các sơ đồ phân khu bay theo quy trình quét sơ đồ, nắn file được quét và số hóa phạm vi phân khu bay.
Thông tin cơ sở dữ liệu không ảnh bao gồm: Mã khu bay; tên khu bay chụp; tỷ lệ ảnh bay chụp; độ cao bay chụp; thời điểm bay chụp; kích thước phim; thông số của máy chụp ảnh; độ phủ dọc; độ phủ ngang.
Cơ sở dữ liệu bản đồ địa hình: Bao gồm bảng chắp mảnh bản đồ được mô tả bằng đối tượng dạng vùng theo mô hình vector, các thông tin về tờ bản đồ cũng được gán vào vùng này thông qua trường liên kết là phiên hiệu mảnh.
Thông tin cơ sở dữ liệu Bản đồ bao gồm: Tên mảnh và phiên hiệu mảnh; cơ sở toán học; tỷ lệ bản đồ; lưới chiếu; múi chiếu; hệ tọa độ và độ cao thành lập; kinh tuyến trục; thời gian xuất bản.
Xây dựng hệ thống
Giải pháp quản lý cơ sở dữ liệu ĐĐBĐ được xây dựng dựa trên các nền tảng phát triển GIS mã nguồn mở gồm máy chủ GIS Geoserver, hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgresSQL với phần mở rộng PostGIS. Giải pháp này bao gồm thiết kế mô hình hệ thống, thiết kế hệ thống phần mềm và mô hình cấu trúc lưu trữ dữ liệu.
Trên cơ sở các phân tích về nhu cầu, yêu cầu và các quy trình nghiệp vụ được trình bày ở trên, Hệ thống quản lý dữ liệu ĐĐBĐ được thiết kế với các thành phần: Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu ĐĐBĐ chạy trên máy chủ và trang web dành cho người sử dụng tra cứu tìm kiếm dữ liệu, truy cập dữ liệu và tải dữ liệu.
Hình 1. Mô hình kiến trúc tổng thể
.jpg)
Mô hình kiến trúc tổng thể của hệ thống như sau:
Tầng CSDL: Chứa dữ liệu ĐĐBĐ và các dữ liệu khác phục vụ hoạt động của hệ thống;
Tầng Dịch vụ: Cung cấp các chức năng truy xuất tới tầng CSDL ở phía dưới và các dịch vụ có sử dụng CSDL;
Tầng Ứng dụng: Giao diện người dùng cho phép thực hiện các chức năng của hệ thống.
Mô hình triển khai của hệ thống như sau: Hệ thống bao gồm 3 thành phần chính: Máy chủ CSDL lưu trữ dữ liệu không gian và dữ liệu tác nghiệp, dữ liệu sẽ được lưu trong hệ quản trị CSDL; máy chủ bản đồ MapServer cung cấp các dịch vụ bản đồ tuân theo chuẩn OGC (WMS, WFS) và các dịch vụ dữ liệu khác; máy chủ web cung cấp dịch vụ chứng thực, phân quyền và quản lý quyền truy cập của người dùng với dịch vụ bản đồ.
Kết quả nghiên cứu
Dựa trên nghiên cứu về các nền tảng phát triển phần mềm GIS mã nguồn mở và quá trình phân tích thiết kế hệ thống quản lý dữ liệu ĐĐ&BĐ sử dụng các giải pháp mã nguồn mở, nhóm tác giả đã nâng cấp phần mềm quản lí dữ liệu ĐĐBĐ gồm phiên bản phía máy chủ và phiên bản phía máy khách. Phần mềm sau khi được nâng cấp chạy ổn định, có tốc độ nhanh với khối lượng dữ liệu lớn. Phần mềm được triển khai tại địa chỉ với các chức năng chính:
Tra cứu, tìm kiếm sản phẩm: Nhóm chức năng này cho phép người sử dụng tìm kiếm dữ liệu một cách trực quan trên trang webgis. Quản lý thông tin sản phẩm: Nhóm chức năng này cho phép thêm mới, sửa, xoá thông tin chi tiết của từng loại sản phẩm đo đạc và bản đồ. Download, upload sản phẩm: Nhóm chức năng này cho phép người sử dụng tải dữ liệu về máy tính cá nhân (khi được cung cấp tên truy nhập và mật khẩu). Xử lý các yêu cầu về dữ liệu của người sử dụng: Nhóm chức năng này cho người quản trị tìm kiếm và xử lý thông tin yêu cầu dữ liệu của người sử dụng.
Kết luận
Cung cấp dữ liệu ĐĐBĐ trên mạng internet là một yêu cầu tất yếu, hướng đến chính phủ điện tử. Cung cấp một phương thức truy cập dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả. Việc nâng cấp hệ thống quản lý dữ liệu ĐĐBĐ sử dụng các giải pháp công nghệ mã nguồn mở giúp chúng ta làm chủ được công nghệ. Qua đó, góp phần tạo nên “giá trị gia tăng” của dữ liệu khi được khai thác đúng mức, thông qua việc hiển thị trực quan các dữ liệu lên trên bản đồ và sử dụng các phép phân tích phù hợp.
Tài liệu tham khảo
1. Các tài liệu kỹ thuật của dự án “Xây dựng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu nền địa lý quốc gia và cơ sở ĐĐBĐ”, Cục ĐĐBĐ Việt Nam;
2. Nghị định số 64/2007/NĐ-CP ngày 10-04-2007 của Chính phủ về ứng dụng công nghệ thông tin trong hoạt động của cơ quan nhà nước;
3. Jeffrey A.Hoffer – Mary B.Prescott - Fred R. McFaddaen (2010), “Modern Database management (10th Edition)”, The benjamin/Cummings Publish Company, Inc;
4. Michael Zeiler (2010), “Modeling Our World: The ESRI Guide to Geodatabase Concepts”, Environmental Systems Research Institute, Inc;
5. Dave Peters (2009), “Building a GIS: System Architecture Design Strategies for Managers”, Environmental Systems Research Institute, Inc.
CN. ĐỖ HỮU HÙNG, ThS. NGUYỄN VĂN TUẤN,
Cục Đo đạc, Bản đồ và Thông tin địa lý Việt Nam
NÔNG THỊ OANH, PHẠM QUANG HIỂN
Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tóm tắt: Bài báo nghiên cứu giải pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) bền vững cho Việt Nam thông qua tích hợp công nghệ vi sinh (phân hủy sinh học) và nhiệt phân. Trước áp lực gia tăng rác đô thị và yêu cầu phát triển kinh tế tuần hoàn, phương pháp này được đề xuất nhằm tận dụng tài nguyên từ rác, giảm chôn lấp và phát thải.
Nếu ở Kỳ 1, độc giả đã thấy những định hướng chiến lược và công nghệ xanh mở ra lối đi mới cho nông nghiệp Việt, thì đến Kỳ 2, điểm nhấn lại nằm ở những giải pháp cụ thể. Từ phòng thí nghiệm, nhiều nghiên cứu khoa học đã bước ra thực tiễn, đồng hành cùng doanh nghiệp, tạo nên các mô hình thành công: từ công nghệ bảo quản mới, chế biến cà phê hiện đại, đến kinh tế tuần hoàn phụ phẩm tôm và nâng tầm sản phẩm truyền thống như nước mắm. Đây chính là những hạt nhân giúp nông sản Việt gia tăng giá trị và chinh phục thị trường quốc tế.
Cao chloroform của Bí kỳ nam (Hydnophytum formicarum Jack.) được sắc ký cột với các hệ dung môi có độ phân cực khác nhau và kết hợp với kỹ thuật sắc ký lớp mỏng để thực hiện quá trình phân lập và tinh sạch các hợp chất. Cấu trúc của các hợp chất được xác định bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân và kết hợp so sánh với tài liệu tham khảo. Ba hợp chất được tinh sạch và xác định cấu trúc bao gồm luteolin (1), quercetin (2) và quercitrin (3).
Hoạt tính xua đuổi hiệu quả của p-menthan-3,8-diol (PMD) đã được chứng minh là hiệu quả an toàn cho sức khỏe, tuy nhiên, hợp chất này vẫn chưa được sử dụng phổ biến ở Việt Nam. Đã có một số công trình nghiên cứu khảo sát tổng hợp PMD chủ yếu sử dụng xúc tác acid H2SO4 loãng với các điều kiện phản ứng khác nhau về thời gian và nhiệt độ.
Cháy nổ trong sinh hoạt dân dụng vẫn là một vấn đề nhức nhối tại Việt Nam, gây ra những thiệt hại nặng nề về người và tài sản do sự bất cẩn hoặc lỗi thiết bị điện. Các hệ thống cảnh báo cháy truyền thống thường có độ trễ cao, chỉ phản ứng khi cháy đã xảy ra rõ ràng, dễ gây báo động giả và thiếu khả năng cảnh báo từ xa.
Khu vực đảo Palawan (Philippine), Sempoma SABAH (Malaysia) nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với hai mùa mưa, mùa khô rõ rệt. Tại Palawan, trung bình năm nhiệt độ không khí 28,50C, độ ẩm trung bình 58,4%, tổng lượng mưa 2.920 mm, tổng số giờ nắng trong khoảng 2,180 - 2,307h, nhiệt độ nước biển 29,30C và độ muối nước biển 33,3‰.
