ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC XÃ HỘI VÀ NHÂN VĂN ĐỖ THÀNH LONG XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN KHÍ TƯỢNG VIỆT NAM PHỤC VỤ NGƯỜI DÂN LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG Thành phố Hồ Chí Minh – năm 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC XÃ HỘI VÀ NHÂN VĂN ĐỖ THÀNH LONG XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN KHÍ TƯỢNG VIỆT NAM PHỤC VỤ NGƯỜI DÂN Chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường Mã ngành: NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TRẦN THÁI BÌNH Thành phố Hồ Chí Minh – năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan rằng, ngoại trừ các tài liệu tham khảo từ các công trình khác như đã ghi rõ trong luận văn, các công việc trình bày trong luận văn này là do chính tôi thực hiện và được sự hướng dẫn khoa học của TS. Trần Thái Bình. Một phần nội dung nghiên cứu, kết quả trong nghiên cứu này đã được công bố tại tạp chí Khí tượng Thủy văn số 668 tháng 08/2016 (ISSN 2525 – 2208) và báo cáo tại hội thảo thường niên năm 2014 tại Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi Khí hậu.. Cam đoan hỗ trợ nghiên cứu khoa học cho các nghiên cứu liên quan đến đề tài theo hướng tiếp cận của luận văn. Liên hệ qua e-mail: [email protected], số điện thoại liên lạc: 01.6789.99.853. Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2018 Tác giả luận văn Đỗ Thành Long i LỜI CẢM ƠN Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến TS. Trần Thái Bình đã tận tình chỉ dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn cũng như toàn thể trung tâm Ứng dụng công nghệ Vũ trụ tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn. Xin gởi lời cảm ơn tới Quý Thầy Cô trong khoa Điạ lý, trường Đại học Khoa học Xã hội và Nhân văn - ĐHQG TP HCM đã tận tình truyền đạt những kiến thức chuyên môn trong suốt quá trình học tập. Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2018 Tác giả luận văn Đỗ Thành Long ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. ii MỤC LỤC .................................................................................................................iii TÓM TẮT.................................................................................................................. vi ABSTRACT ............................................................................................................. vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................................viii DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. ix DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... xi PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................................ 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................... 1 3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................................. 2 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.................................................................................... 2 5. Phạm vi và hạn chế .................................................................................................... 3 PHẦN NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP ........................................................................ 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TƯ LIỆU .......................................................................... 5 1.1 WWW (World Wide Web) .................................................................................. 5 1.1.1 Web, Web page, Website ............................................................................ 5 1.1.2 Static Web page và Dynamic Web page ..................................................... 6 1.1.3 Kiến trúc Web ............................................................................................. 7 1.1.4 Mô hình hoạt động ...................................................................................... 9 1.1.5 Quy trình thiết kế Web.............................................................................. 10 1.1.6 Xu thế phát triển của Web ........................................................................ 11 1.2 Hệ thống Thông tin Địa lý (Geographic information system - GIS)................. 11 1.3 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (Database Management System - DBMS) ............... 14 1.4 Máy chủ Web (Web Server) .............................................................................. 15 1.5 Chuẩn Geospatial Consortium (OGC) và OpenGIS .......................................... 16 1.5.1 Tổng quan về chuẩn OpenGIS .................................................................. 16 1.5.2 Các dịch vụ hỗ trợ OpenGIS trên nền Web .............................................. 16 1.5.3 Web Map Service (WMS) ........................................................................ 17 iii 1.6 MapAPIs ............................................................................................................ 18 1.7 WebGIS ............................................................................................................. 19 1.7.1 Khái niệm .................................................................................................. 19 1.7.2 Mô hình hoạt động và các thành phần của hệ thống WebGIS ................. 20 1.7.3 Kiến trúc của một hệ thống WebGIS ........................................................ 21 1.7.4 Các hình thức triển khai ............................................................................ 22 1.7.5 Khả năng ứng dụng, phát triển của WebGIS ............................................ 22 1.7.6 Điểm mạnh và điểm yếu của một hệ thống GIS được triển khai trên nền tảng Web. .............................................................................................................. 23 1.8 Thông tin khí tượng, thủy văn ........................................................................... 25 1.9 Tình hình nghiên cứu và phổ biến thông tin về khí tượng thủy văn hiện nay... 26 1.10 Các yêu cầu hệ thống đối với WEBGIS ...................................................... 31 1.10.1 Yêu cầu phần mềm ................................................................................... 31 1.10.2 Yêu cầu phần cứng.................................................................................... 32 1.10.3 Yêu cầu về con người ............................................................................... 34 1.10.4 Yêu cầu về dữ liệu .................................................................................... 35 CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ................................. 36 2.1 Phân tích hệ thống và lựa chọn giải pháp .......................................................... 36 2.1.1 So sánh lựa chọn giải pháp phần mềm cho từng thành phần của hệ thống 36 2.1.2 Phân tích yêu cầu về dữ liệu đối với hệ thống .......................................... 42 2.1.3 Phân tích và lựa chọn kiến trúc xây dựng hệ thống .................................. 44 2.2 Thiết kế hệ thống WebGIS khí tượng, thủy văn................................................ 47 2.2.1 Thiết kế chức năng .................................................................................... 47 2.2.2 Thiết kế cơ sở dữ liệu ............................................................................... 52 2.2.3 Mô hình thiết kế hệ thống ......................................................................... 62 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG VÀ KẾT QUẢ ........................................ 64 3.1 Thu thập dữ liệu, xử lý dữ liệu .......................................................................... 64 3.2 Xây dựng các Map Services .............................................................................. 68 3.2.1 Kết nối GeoServer với PostgreSQL .......................................................... 69 3.2.2 Style bản đồ và publish dịch vụ bản đồ .................................................... 70 3.3 Xây dựng giao diện và chức năng ..................................................................... 72 3.3.1 Giao diện chung của ứng dụng ................................................................. 72 iv 3.3.2 Chức năng xem, chồng lớp bản đồ nền..................................................... 75 3.3.3 Chức năng thông tin về khí tượng ............................................................ 77 3.3.4 Chức năng về thủy văn ............................................................................. 82 3.3.5 Các ứng dụng tích hợp .............................................................................. 84 3.3.6 Chức năng quản lý bản đồ ........................................................................ 86 3.3.7 Chức năng quản lý hệ thống ..................................................................... 89 PHẦN KẾT LUẬN ...................................................................................................... 91 1. Kết quả đạt được ...................................................................................................... 91 2. Thảo luận .................................................................................................................. 92 PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 94 1. Mã lệnh khai báo đối tượng bản đồ bằng Openlayers ............................................. 94 2. Mã lệnh khai báo các lớp bản đồ nền ....................................................................... 94 3. Mã lệnh khai báo các lớp bản đồ dự báo khí tượng, thủy văn ................................. 95 4. Mã lệnh khai báo các lớp trạm khí tượng, thủy văn ................................................ 95 5. Mã lệnh khai báo các lớp bản đồ thời tiết, bão, khí tượng hiện tại .......................... 96 6. Mã lệnh thêm tất cả các lớp bản đồ đã khai báo vào ứng dụng ............................... 97 7. Mã lệnh thêm các chức năng tương tác với bản đồ.................................................. 97 8. Mã lệnh thêm chức năng nhấp chuột xem thông tin thời tiết ở vị trí bất kỳ trên bản đồ 98 9. Hàm xử lý API, hiển thị thông tin thời tiết cũng như nhúng ứng dụng mở rộng tương ứng với các menu ............................................................................................... 98 10. Hàm xử lý xem thông tin thời tiết phía back-end ................................................. 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 105 v TÓM TẮT Hiện nay, công nghệ GIS (Geographic Information Systems) ngày càng phát triển về chức năng lẫn nền tảng phát triển, và xu hướng phát triển các ứng dụng GIS trên nền tảng mã nguồn mở đang được rất nhiều người quan tâm, hướng đi này cũng dần thể hiện được các thế mạnh của mình, đặc biệt là qua các ứng dụng WebGIS với hiệu suất và khả năng mở rộng không thua kém các sản phẩm thương mại mà chi phí triển khai lại thấp rất nhiều. Ứng dụng các sản phẩm mã nguồn mở để xây dựng WebGIS công bố thông tin khí tượng thủy văn giúp thể hiện các thông tin đặc thù của ngành trên nền địa lý như các trạm quan trắc, thông tin mây, mưa, khí áp, thời tiết… , một cách trực quan, đa dạng dưới dạng bản đồ, mô hình ba chiều. Thông tin thể hiện dưới nhiều hình thức như màu sắc, biểu đồ, mô hình,.. giúp người sử dụng dễ dang tiếp cận hơn. Đồng thời, việc đưa ra các thông tin mang tính chất thảo luận cho cộng đồng GIS mã nguồn mở về kỹ thuật ứng dụng, kết hợp các sản phẩm khác nhau,.. cũng sẽ cung cấp cho mọi người cái nhìn khái quát về những lợi ích và hạn chế của hướng đi này, góp phần xây dựng một hệ thống cung cấp thông tin khí tượng, thủy văn hoàn chỉnh. vi ABSTRACT Today, the open source GIS (Geographic information systems) is a popular trend and this becomes an interesting area for research nowadays, especially WebGIS base on open source. This allows inheriting the characteristics of both Web and GIS platforms. Compared to the current commercial technology, with the open source technology, the application developer can custom, apply, incorporate in new current technology flexibly with the cheapest cost. In this article, we studied the open source technology for web services, database system, map server, display 3D... to build a meteorological and hydrological WebGIS. This WebGIS can display, show the weather information, satellite imageries, water levels at monitoring stations... Moreover, through this article, an overview about restricted and benefit between the open source and the commercial technology is presented. This article also gives some discussion information to open source GIS community about applying technical methods, using different open source technologies to build a better meteorological and hydrological information system. vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DBMS Database Management System HTML HyperText Markup Language IIS Microsoft Internet Information Services OSGeo Open Source Geospatial Foundation WWW World Wide Web viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1.1. Các dịch vụ của Internet (“Internet Services,” n.d.) ....................................5 Hình 1.1.2. So sánh về kiến trúc giữa Web tĩnh và Web động (Computing Science, n.d.) ..................................................................................................................................7 Hình 1.1.3. Kiến trúc Web tĩnh (“Difference between Static and Dynamic Web Pages (with Comparison chart) - Tech Differences,” n.d.)........................................................7 Hình 1.1.4. Kiến trúc 3 tầng Web động (Zhang, 2011) ...................................................8 Hình 1.1.5. Mô hình hoạt động của Web (Nguồn: http://www.differencebetween.info)9 Hình 1.1.6. Vị trí của Middle Ware trong mô hình khách – chủ của Web động (ThS. Chử Đức Hoàng, 2011) .................................................................................................10 Hình 1.2.1. Phần cứng của GIS (Trường Đại học Nông nghiệp 1 Hà Nội, 2006) ........13 Hình 1.4.1. Vị trí Web Server (“Web server là gì?,” 2017) ..........................................15 Hình 1.9.1. Giao diện hệ thống thông tin Khí tượng – thủy văn của trang Tổng cục Khí tượng Thủy văn. Nguồn: http://kttvqg.gov.vn ...............................................................28 Hình 1.9.2. Công bố Tin khí tượng, thủy văn của Đài khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ. Nguồn: kttv-nb.org.vn ....................................................................................29 Hình 2.1.1. So sánh thời gian hồi đáp giữa MapServer và GeoServer (Brock Anderson & Justin Deoliveira, 2007) ............................................................................................40 Hình 2.1.2. Thời gian xử lý dữ liệu lớn giữa MapServer và GeoServer (Brock Anderson & Justin Deoliveira, 2007) ............................................................................40 Hình 2.2.1. Mô hình chức năng của hệ thống ...............................................................48 Hình 2.2.2. Giải thuật duyệt bản đồ...............................................................................48 Hình 2.2.3. Giải thuật đăng nhập ...................................................................................49 Hình 2.2.4. Giải thuật đăng xuất....................................................................................49 Hình 2.2.5. Giải thuật quản lý dữ liệu ...........................................................................50 Hình 2.2.6. Quản lý thông tin cá nhân ...........................................................................51 Hình 2.2.7. Quản lý thành viên......................................................................................51 Hình 2.2.8. Mô hình liên kết thực thể _ER của lớp trạm quan trắc ..............................53 Hình 2.2.9. Mô hình liên kết thực thể _ER của các lớp dữ bản đồ ...............................53 Hình 2.2.10. Sơ đồ các lớp thực thể quản lý của hệ thống WebGIS thông tin khí tượng .......................................................................................................................................54 Hình 2.2.11. Sơ đồ quan hệ của thực thể bản đồ tích hợp .............................................55 Hình 2.2.12. Sơ đồ quan hệ của thực thể đo mưa..........................................................55 Hình 2.2.13. Sơ đồ quan hệ của thực thể đo triều .........................................................56 Hình 2.2.14. Sơ đồ quan hệ của thực thể thủy văn ........................................................56 Hình 2.2.15. Bảng trạm mặn (tram_man)......................................................................57 Hình 2.2.16. Bảng máy đo (maydo) ..............................................................................57 Hình 2.2.17. Trạm khí tượng (tram_khitruong) ............................................................58 Hình 2.2.18. Lưu lượng trạm thủy văn (luuluong_tram_thuyvan) ................................58 Hình 2.2.19. Mực nước trạm thủy văn (mucnuoc_tram_thuyvan) ................................58 Hình 2.2.20. Trạm thủy văn (tram_thuyvan) .................................................................59 Hình 2.2.21. Giá trị đo triều (giatrido_trieu) .................................................................59 Hình 2.2.22. Trạm hải văn (tram_haivan) .....................................................................60 ix Hình 2.2.23. Lượng mưa (luongmua_tram_mua_nd) ...................................................60 Hình 2.2.24. Trạm mưa (tram_mua_nd) .......................................................................61 Hình 2.2.25. Kiểu dịch vụ bản đồ (services_type) ........................................................61 Hình 2.2.26. Nhóm bản đồ (nhom_bando) ....................................................................61 Hình 2.2.27. Loại bản đồ (loai_bando)..........................................................................62 Hình 2.2.28. Danh sách bản đồ tích hợp (integrated_layers) ........................................62 Hình 2.2.29. Mô hình thiết kế hệ thống .........................................................................63 Hình 3.1.1. Thuộc tính các lớp điều kiện thời tiết chung, mức độ tử ngoại cho từng vị trí ....................................................................................................................................68 Hình 3.2.1. Workspace trong GeoServer.......................................................................69 Hình 3.2.2. Danh sách các định dạng dữ liệu mà GeoServer có thẻ kết nối trong Store .......................................................................................................................................70 Hình 3.2.3. Quy trình Style bản đồ GeoServer .............................................................71 Hình 3.2.4. So sánh style bản đồ khi style trên QGIS và sau khi đưa lên WebGIS ......72 Hình 3.3.1. Giao diện chính của ứng dụng ....................................................................73 Hình 3.3.2. Giao diện chung của ứng dụng trên thiết bị di động ..................................74 Hình 3.3.3. Vị trí menu ứng dụng khi hiển thị trên thiết bị di động..............................75 Hình 3.3.4. Xem thông tin khí tượng chi tiết cho từng vị trí .........................................81 Hình 3.3.5. Xem thông tin chi tiết trạm thủy văn ..........................................................83 Hình 3.3.6. Thông tin trạm quan trắc triều ....................................................................84 Hình 3.3.7. Giao diện chung trang quản trị ...................................................................86 Hình 3.3.8. Các chức năng quản lý dữ liệu thủy văn ....................................................87 Hình 3.3.9. Các chức năng quản lý dữ liệu khí tượng ...................................................87 Hình 3.3.10. Chỉnh sửa lớp bản đồ khí tượng ...............................................................88 Hình 3.3.11. Các chức năng quản lý bản đồ nền ...........................................................88 Hình 3.3.12. Các chức năng quản lý hệ thống...............................................................89 Hình 3.3.13. Quản lý và chỉnh sửa thông tin thành viên ...............................................90 x DANH MỤC BẢNG Bảng 1.5.1. Các tham số của truy vấn GetMap (Tiêu chuẩn quốc gia, 2017)...............17 Bảng 1.10.1. Yêu cầu phần cứng đối với một số thành phần của WebGIS ..................32 Bảng 2.1.1. So sánh về chức năng giữa Apache và IIS (“Apache vs. IIS,” n.d.) ..........38 Bảng 3.1.1. Đặc điểm các lớp bản đồ nền .....................................................................64 Bảng 3.1.2. Các tham số của đối tượng XYZ trong Openlayers (OpenLayers, n.d.) ...64 Bảng 3.1.3. Các tham số của đối tượng WMS trong Openlayers (openlayers, n.d.) ....64 Bảng 3.1.4. Thuộc tính của từng trạm khí tượng ..........................................................65 Bảng 3.1.5. Danh sách các lớp bản đồ khí tượng dạng dịch vụ ....................................65 Bảng 3.1.6. Danh mục thuộc tính lớp dữ liệu quan trắc mực nước sông ......................66 Bảng 3.1.7. Danh mục thuộc tính lớp quan trắc triều....................................................66 Bảng 3.1.8. Đặc điểm các lớp dữ liệu dự báo ...............................................................67 Bảng 3.1.9. Danh mục các ứng dụng được tích hợp vào trong hệ thống ......................68 Bảng 3.3.1. Danh sách các lớp bản đồ nền ....................................................................76 Bảng 3.3.2. Danh sách các lớp bản đồ khí tượng ..........................................................78 Bảng 3.3.3. Danh sách các lớp bản đồ thủy văn............................................................82 Bảng 3.3.4. Danh sách các ứng dụng tích hợp ..............................................................84 xi PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Bối cảnh về công nghệ: Ngày này, công nghệ ngày càng phát triển, đặc biệt là công nghệ WebGIS mã nguồn mở cho phép kế thừa đầy đủ các tính năng nổi bật của cả hai nền tảng GIS và Web. Theo đó các ứng dụng WebGIS sẽ thể hiện các dữ liệu trực quan, chính xác hơn nhờ sự kết hợp các yếu tố không gian khác nhau nhằm làm rõ mối quan hệ giữa dữ liệu với không gian xung quanh, các thông tin này còn được đưa đến cho người dùng linh hoạt trong cách thể hiện dưới các hình thức khác nhau, kết hợp được nhiều nguồn thông tin, cập nhật nhanh chóng, thể hiện dữ liệu theo thời gian thực và đặc biệt là tính phổ biến, dễ tiếp cận, chia sẻ thông tin đến nhiều người. Qua đó cũng giúp những người xem không chuyên dễ hiểu, dễ hình dung hơn về mức độ, vị trí, tính chất của các đối tượng. So với các công nghệ thương mại hiện nay, người dùng còn có thể tùy biến, ứng dụng, kết hợp với các công nghệ mới hiện nay rất linh hoạt với chi phí khi triển khai thấp. Nhu cầu thực tế: Đặc thù của các thông tin khí tượng, thủy văn là các thông tin luôn có tính tức thời, thay đổi liên tục theo thời gian, chính điều này làm cho việc phổ biến thông tin đến người dùng trở nên khó khăn. Vấn đề này xuất phát do các công nghệ được sử dụng trước đây không đáp ứng được yêu cầu thể hiện, cập nhật, mô tả dữ liệu nhanh chóng, kịp thời cho người dùng. Như vậy, việc vận dụng các sản phẩm mã nguồn mở vào công nghệ WebGIS vừa có thể giúp giải quyết các vấn để đặt ra đối với việc công bố, quản lý, thể hiện các dữ liệu khí tượng thủy văn vừa giúp tiết kiệm chi phí xây dựng, phù hợp với định hướng chung của nhà nước. Do vậy việc nghiên cứu, xây dựng hệ thống thông tin khí tượng Việt Nam phục vụ người dân là cần thiết. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung: Xây dựng WebGIS hệ thống thông tin khí tượng, thủy văn bằng công nghệ mã nguồn mở. 1 Mục tiêu cụ thể: • Xác định hiện trạng công bố thông tin về khí tượng, thủy văn hiện nay; • Phân tích, lựa chọn công nghệ đáp ứng yêu cầu công bố thông tin khí tượng, thủy văn; • Xây dựng WebGIS thể hiện được các thông tin khí tượng, thủy văn. 3. Nội dung nghiên cứu Luận văn nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS mã nguồn mở vào lĩnh vực công bố thông tin khí tượng, thủy văn trên nền tảng Web, bao gồm các nội dung cụ thể sau: • Xác định hiện trạng công bố thông tin khí tượng, thủy văn hiện, các nguồn dữ liệu có thể sử dụng, rút trích. • Xác định các thành phần, đặc điểm của một hệ thống Web nói chung và WebGIS nói riêng, từ đó phân tích, lựa chọn giải pháp xây dựng hệ thống phù hợp với yêu cầu công bố thông tin khí tượng thủy văn. • Xác định các chuẩn địa lý mở và ứng dụng của chúng. • Phân tích nội dung, hiện trạng dữ liệu và xây dựng bộ cơ sở dữ liệu khí tượng thủy văn phục vụ cho hệ thống. • Xây dựng ứng dụng hoàn chỉnh. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa thực tiễn: Các yếu tố khí tượng, thủy văn đóng vai trò quan trọng đối với môi trường và đời sống con người, do vậy việc phổ biến thông tin đến người dân một cách kịp thời và chính xác là hoàn toàn cần thiết. Một trong những phương tiện phổ biến thông tin hữu ích được công nhận là phổ biến thông tin qua Internet. Do vậy đề tài “Xây dựng hệ thống thông tin khí tượng Việt Nam phục vụ người dân” để phổ biến thông tin khí tượng qua Internet mang tính thực tiễn cao. Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu theo hướng tiếp cận ứng dụng sản phẩm mã nguồn mở để xây dựng WebGIS công bố thông tin khí tượng Việt Nam phụ vụ người dân, giúp thể hiện các thông tin đặc thù của ngành trên nền Địa lý, góp phần xác định cơ sở khoa học trong 2 việc sử dụng mã nguồn mở với hiệu suất và khả năng mở rộng để cung cấp thông tin khí tượng, thủy văn một cách trực quan, đa dạng dưới dạng bản đồ, hình ảnh, biểu đồ,.. 5. Phạm vi và hạn chế Về nội dung: Mục tiêu chính của luận văn là xây dựng hệ thống thông tin khí tượng phục vụ người dân, tuy nhiên bên cạnh các thông tin về khí tượng thì các thông tin về thủy văn cũng rất quan trọng. Do vậy để cung cấp đầy đủ thông tin cho người dân về tình hình thời tiết, khí tượng, thủy văn thì nghiên cứu cũng đưa một ít chức năng về hiển thị, quản lý các số liệu thủy văn nhằm giúp người dùng có cái nhìn tổng quát về khí tượng, thủy văn của một khu vực… Bên cạnh đó, do hạn chế về mặt dữ liệu thu thập được, cũng như tính pháp lý của dữ liệu khi công bố thông tin cho người dùng (phụ thuộc vào cơ quan cũng như nguồn cung cấp số liệu, dữ liệu) do vậy luận văn tập trung vào giải pháp kỹ thuật, thể hiện khả năng ứng dụng công nghệ WebGIS vào việc công bố thông tin khí tượng thủy văn và lợi ích của công nghệ này. Về dữ liệu, luận văn sẽ không đi sâu vào tính chi tiết, tính cập nhật của dữ liệu mà chỉ dừng ở mức trình diễn để chạy thử nghiệm các chức năng của hệ thống. Về dữ liệu: Chi tiết không gian: • Dữ liệu khí tượng: Do sử dụng các nguồn dữ liệu mở trên Internet nên về dữ liệu khí tượng, phạm vi dữ liệu bao phủ xuyên suốt Việt Nam; • Dữ liệu thủy văn, quan trắc: Do hạn chế về dữ liệu thu thập được, dữ liệu về thủy văn, quan trắc chỉ khả dụng đối với 17 tỉnh thuộc khu vực phía Nam, bao gồm: Kiên Giang, Đồng Nai, Cà Mau, Đồng Tháp, An Giang, Long An, Vĩnh Long, Hậu Giang, Bến Tre, Bạc Liêu, Trà Vinh, Tiền Giang, Cần Thơ, Sóc Trăng, Bình Dương, Tây Ninh, TP.Hồ Chí Minh. Chi tiết thời gian: • Dữ liệu khí tượng: Theo thời gian thực với độ trễ tùy từng loại dữ liệu; • Dữ liệu thủy văn, quan trắc: Tùy từng loại dữ liệu (trung bình sẵn có từ 2013 đến 2014, chi tiết từng giờ cho mỗi ngày trong năm). 3 Về công nghệ: Do chưa có một chuẩn duyệt Web thống nhất giữa các trình duyệt Web nên mỗi trình duyệt Web khác nhau sẽ hỗ trợ một số đặc điểm kỹ thuật Web khác nhau. Vì vậy có thể ứng dụng sẽ hoạt động, hiển thị không đồng nhất trên một số trình duyệt khác nhau. Tuy nhiên, sản phẩm của luận văn đã được kiểm tra chạy là chạy được trên các trình duyệt phổ biến hiện nay như Google Chrome, Microsoft Edge, Firefox. Về đối tượng sử dụng: Chủ yếu phục vụ đối tượng sử dụng là người dân. 4 PHẦN NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TƯ LIỆU 1.1 WWW (World Wide Web) 1.1.1 Web, Web page, Website World Wide Web (WWW), gọi tắt là Web là một hệ thống thông tin dựa trên các dữ liệu siêu văn bản (hypertext). Mặc dù nhiều người hay lầm tưởng Web là Internet, nhưng bản chất Web chỉ là một trong số các dịch vụ của Internet (xem Hình 1.1.1 về các dịch vụ Internet cung cấp). Trong khi Internet đã được phát triển từ những năm 1960 thì Web chỉ mới xuất hiện vào đầu những năm 1990, kể từ đó Web phát triển nhanh chóng và trở thành dịch vụ Internet được sử dụng nhiều và rộng rãi nhất. Hình 1.1.1. Các dịch vụ của Internet (“Internet Services,” n.d.) Web bao gồm các tập tài liệu điện tử rộng lớn được viết và định dạng bằng ngôn ngữ siêu văn bản (hypertext). Mỗi một tài liệu điện tử như vậy được gọi là Web page. Mỗi Web page thường bao gồm các đối tượng siêu văn bản như văn bản, hình ảnh, hoạt họa, âm thanh, video, bản đồ, biểu đồ,... Các Web page được truy cập và kết nối với nhau thông qua các đường dẫn, liên kết gọi là các địa chỉ (Chapter Two: The Internet and World Wide Web, n.d.). Một tập hợp gồm nhiều Web pages có liên quan với nhau cùng với các thành phần khác như hình ảnh, video, âm thanh, tài liệu,.. được lưu trữ trên một máy chủ Web (Web Server) được gọi là một Web Site. Một Web Server là một máy tính được cài đặt một hoặc một vài phần mềm Web Server, có nhiệm vụ nhận, xử lý và chuyển các Web pages đến các trình duyệt Web (Web browsers) của người dùng thông qua thông qua các giao thức HTTP hoặc 5 HTTPS (Berners-Lee, Cailliau, & Groff, 1992). Một Web Server có thể lưu trữ cùng lúc nhiều Web site. 1.1.2 Static Web page và Dynamic Web page Web page thường có 2 dạng là Web tĩnh (static Web page) và Web động (dynamic Web page). Người dùng sẽ luôn nhận được cùng một nội dung bất cứ khi nào họ truy cập vào một trang Web tĩnh. Ngược lại, khi truy cập vào Web động, người dùng có thể nhận được các kết quả khác nhau luôn được cập nhật theo thời gian hoặc theo những gì người dùng lựa chọn thông qua các chức năng của trang web – Điều này là cần thiết đối với một ứng dụng Web cung cấp thông tin, đặc biệt là thông tin khí tượng, thủy văn vì các thông tin này luôn biến động theo thời gian. Tính cá nhân hóa đối với web động cũng được nâng cao, khối lượng thông tin cung cấp cho người dùng cũng lớn hơn rất nhiều so với web tĩnh. Và do vậy, Web động thường cần phải có một Database Management System – DBMS (Hệ quản trị cơ sở dữ liệu) để quản lý việc thêm, xóa, cập nhật, truy vấn dữ liệu phù hợp với yêu cầu của người dùng (Xem thêm Hình 1.1.2 về sự khác nhau giữa Web tính và Web động). Việc ứng dụng Web có thể kết nối và truy vấn với Database cũng đòi hỏi ứng dụng phải được viết bằng một ngôn ngữ lập trình – các Middleware Language như PHP, ASP, Java, C#,.. chứ không thể dùng ngôn ngữ siêu văn bản HTML được. 6 Hình 1.1.2. So sánh về kiến trúc giữa Web tĩnh và Web động (Computing Science, n.d.) 1.1.3 Kiến trúc Web Về kiến trúc, một trang Static Websites (Web tĩnh) thường có kiến trúc 2 tầng (2tier) như Hình 1.1.3 – Kiến trúc Web tĩnh, bao gồm: Hình 1.1.3. Kiến trúc Web tĩnh (“Difference between Static and Dynamic Web Pages (with Comparison chart) - Tech Differences,” n.d.) • Presentation Tier (Web Browser): Đây là nơi hiển thị nội dung các Web page cho người dùng, thường chúng sẽ là các máy tính của người dùng và được cài đặt sẵn các trình duyệt Web (Web Browser); • Data Tier (Web Server): Đây là nơi lưu trữ các web page và thực hiện nhận, trả yêu cầu web page cho tầng client. Chúng thường là các máy tính (Server) với các địa chỉ IP cố định và cho phép người dùng truy cập vào từ Internet. 7