Recommended
More Related Content
Featured
Featured (20)
Báo cáo tốt nghiệp
- 1. Báo cáo tốt nghiệp Nghiên cứu xây dựng mô hình thu thập dữ liệu thực địa phục vụ công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên môi trường
- 2. THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Dữ liệu thực địa Client Server
- 3. MỞ ĐẦU Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài
- 4. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học, tính thực tiễn của đề tài MỞ ĐẦU Công tác thu thập dữ liệu truyền thống • Phức tạp, nhiều khó khăn, mất nhiều thời gian. • Dữ liệu không được cập nhật thường xuyên, dễ gây lỗi. Tính cấp thiết và ý nghĩa của đề tài • Dễ dàng tiếp cận các thông tin địa lý ngay trên thực địa. • Giảm thời gian cho công tác ngoại nghiệp và nội nghiệp. • Tận dụng được sự phổ biến của thiết bị di động. • Sử dụng được ở các thực địa có địa hình phức tạp.
- 5. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI Hệ điều hành di dộng và các thiết bị di động Android iOs Window Phone Android 75% iOS 18% Window Phone 3% Others 4% Thị phần toàn cầu Nguồn Gartner Android iOS Window Phone Others
- 6. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI Hệ điều hành di dộng và các thiết bị di động Android Khả năng mở rộng bộ nhớ lưu trữ Mở, dễ sử dụng, chạy trên nhiều thiết bị khác nhau Nhiều phân khúc giá cả Chia sẻ dữ liệu Tương thích với nhiều thiết bị ngoại vi, máy ảnh, GPS Tương lai phát triển Nhiều API hỗ trợ lập trình
- 7. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI Hệ điều hành di dộng và các thiết bị di động Chip GPS Chip Wifi,3G,LTE,Bluetooth Cảm biến trạng thái (Proximity sensor) Cảm biến ánh sáng (Ambient light sensor) Gia tốc kế (Accelerometer) Con quay hồi chuyển (Gyroscope) Từ kế (Magnetometer) Microphone, Camera
- 8. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI Hệ điều hành di dộng và các thiết bị di động Công nghệ A-GPS? GPS A-GPS
- 9. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI Hệ điều hành di dộng và các thiết bị di động Làm việc với TMS(Tile Map Service). Làm việc với WMS(Web Map Service). Điều hướng bản đồ(Map Navigation). Phân lớp(Layering) và truy vấn dữ liệu(Query). Làm việc với cấu trúc dữ liệu Raster và Vector. Bản đồ Ofline Tự động lưu bản đồ vào bộ nhớ cache
- 10. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI Tổng quan về WebGIS Hiển thị các lớp bản đồ Hiển thị các lớp bản đồ theo tùy chọn Thay đổi tỷ lệ bản đồ Di chuyển khu vực hiển thị Hiển thị thông tin về đối tượng cụ thể In bản đồ Tìm kiếm dữ liệu Chỉnh sửa đối tượng Tạo bản đồ chuyên đề
- 11. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI Thư viện OpenLayers và công nghệ Ajax-jQuery
- 12. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG Yêu cầu với mô hình ứng dụng Thu thập dữ liệu và chuyển lên Server 1 cách tức thời Đảm bảo khả năng xử lý thông tin ở mức nhanh nhất Khả năng lưu trữ dữ liệu khi không có kết nối Internet Dễ sử dụng, vận hành, thao tác Chi phí triển khai ngoài thực tế thấp Mục tiêu của mô hình ứng dụng
- 13. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG Các chức năng chính CLIENT THU THẬP DỮ LIỆU GOOGLE BING OSM VIỆT BẢN ĐỒ CLOUDGIS VN CHỨC NĂNG KIỂM TRA CÁC KẾT NỐI INTERNET GPS CHỨC NĂNG ĐỊNH VỊ GPS CHỨC NĂNG THAO TÁC VỚI DỮ LIỆU CHỨC NĂNG TẠO BÁO CÁO HIỂN THỊ VÀ CẬP NHẬT XÓA CHUYỂN LÊN SERVER CẬP NHẬT LÊN SERVER CHỨC NĂNG CÀI ĐẶT CHỨC NĂNG LA BÀN ĐIỆN TỬ CHỨC NĂNG TÌM KIẾM ĐỊA CHỈ LAT/LON CHỨC NĂNG HIỂN THỊ BẢN ĐỒ ONLINE OFFLINE OSM MAPQUEST SERVER HIỂN THỊ DỮ LIỆU CHỨC NĂNG HIỂN THỊ BẢN ĐỒ GOOGLE OSM WMS CHỨC NĂNG HIỂN THỊ DỮ LIỆU CHỨC NĂNG TÍNH DIỆN TÍCH,KHOẢNG CÁCH MÔ HÌNH THU THẬP DỮ LIỆU ĐỊA LÝ Client SERVER HIỂN THỊ DỮ LIỆU CHỨC NĂNG HIỂN THỊ BẢN ĐỒ GOOGLE OSM WMS CHỨC NĂNG HIỂN THỊ DỮ LIỆU CHỨC NĂNG TÍNH DIỆN TÍCH,KHOẢNG CÁCH Server
- 14. THIẾT KẾ MÔ HÌNH ỨNG DỤNG Các chức năng trên Client Kiểm tra các kết nốiHiển thị bản đồTạo bản đồ Offline bằng MOBACĐịnh vị GPSTìm kiếmTìm kiếm Tạo báo cáo Thao tác với dữ liệuCác chức năng khác
- 15. THIẾT KẾ MÔ HÌNH ỨNG DỤNG Các chức năng trên Server
- 16. DEMO
- 17. KẾT LUẬN Kết quả đạt được • Xây dựng hoàn thành ứng dụng di động trên nền tảng Android có chức năng chính là thu thập dữ liệu địa lý và chuyển dữ liệu đó lên Server • Xây dựng hoàn thành WebGIS đơn giản có chức năng chính hiển thị dữ liệu nhận được từ thiết bị di động theo thời gian thực. Hướng phát triển • Thu thập dữ liệu thực địa từ đám đông người dùng (Crowdsourcing) phục vụ nhiều lĩnh vực, nghành nghề khác nhau. • Cơ chế quản lý, phân quyền user, sử dụng các CMS mã nguồn mở để tăng hiệu quả trong công tác quản lý dữ liệu.
- 18. CẢM ƠN SỰ LẮNG NGHE CỦA CÁC THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN
Editor's Notes
- Trong khoảng thời gian 5 năm trở lại đây, từ khi chiếc điện thoại thông minh iPhone thế hệ đầu tiên của hãng Apple ra mắt, thế giới đã chứng kiến một cuộc cách mạng về công nghệ di động. Các thiết bị di động chạy trên nhiều nền tảng hệ điều hành khác nhau không ngừng được nâng cấp về cấu hình và tính năng đã đem lại nhiều giá trị nội dung to lớn cho người dùng. Cụm từ Smartphone giờ đây đã rất quen thuộc trên thế giới, được nhắc tới hàng ngày trên các phương tiện thông tin đại chúng. Với nhiều ưu điểm như tính di động,có khả năng kết nối Internet tốc độ cao, tích hợp nhiều cảm biến điện tử hiện đại có khả năng thu nhận được thông tin trạng thái môi trường, hay công nghệ định vị, có thể xác định vị trí người dùng với độ chính xác cao..v..v, những thiết bị di động thông minh đang dần từng bước được triển khai và ứng dụng trong việc thu thập dữ liệu địa lý, trong các công tác trắc địa, trong các hệ thống GIS ..v..v.. Với tên đề tài là: Nghiên cứu xây dựng mô hình thu thập dữ liệu thực địa phục vụ công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường, nội dung đồ án của em sẽ đi sâu nghiên cứu khả năng ứng dụng của các thiết bị di động trong công tác thu thập dữ liệu địa lý và hiển thị các thông tin dựa trên dữ liệu được thu thập được thông qua mô hình WebGIS.
- Mục tiêu đặt ra của đồ án là xây dựng được mô hình thu thập dữ liệu địa lý dựa trên kiến trúc Client-Server. Bên Client là các thiết bị di động chạy HDH Android có chức năng chính là: Tạo ghi chú lập báo cáo mô tả về khu vực địa lý cần khảo sát, tích hợp chức năng chụp ảnh của thiết bị di động vào việc thu thập thông tin, lưu vào cơ sở dữ liệu. Các dữ liệu địa lý sau khi thu thập được sẽ được chuyển lên server Bên Server là WebGIS đơn giản có chức năng chính là hiển thị các thông tin từ thiết bị di động đã chuyển lên 1 cách tức thời.
- Cùng với sự phát triển như vũ bão của công nghệ di động, các giải pháp ứng dụng sức mạnh của các thiết bị di dộng thông minh trong các công tác trắc địa cũng đang được triển khai trong thực tế như hỗ trợ thành lập bản đồ, định vị, dẫn đường, ứng phó thảm họa thiên nhiên…Tuy nhiên ở Việt Nam thì những giải pháp này vẫn còn nhiều hạn chế do nhiều nguyên nhân khác nhau.Trên Google Play và AppStore- chợ ứng dụng cho các thiết bị di động Android và iOS- khi tìm kiếm với từ khóa GIS cũng đã xuất hiện một số phần mềm ứng dụng công nghệ GIS được nhiều người dùng đánh giá cao. Trong tương lai sắp tới, sự phát triển của các thiết bị di động thông minh sẽ ngày càng lớn mạnh hơn nữa. Với những ưu điểm lợi thế của mình, việc ứng dụng các thiết bị di động trong công tác thu thập dữ liệu quản lý tài nguyên thiên nhiên môi trường sẽ có ý nghĩa to lớn trong thực tế, giảm bớt thời gian công sức ngoại nghiệp đem lại lợi ích kinh tế cao.
- Theo cách truyền thống việc tiếp cận và chỉnh sửa dữ liệu thu thập ngoài hiện trường luôn mất nhiều thời gian và dễ gây lỗi. Các dữ liệu thực địa được biểu diễn qua sơ đồ và các dấu hiệu trên bản đồ giấy sau đó được chuyển về văn phòng để giải đoán và nhập dữ liệu vào trong cơ sở dữ liệu GIS. Phương pháp này cho thấy dữ liệu không được thường xuyên cập nhật mới, thiếu chính xác và có rất nhiều những hạn chế khác. Ứng dụng công nghệ di động hiện nay, có thể cho phép lưu giữ các thông tin thực địa dưới dạng bản đồ số trên các thiết bị di động, nhờ tính di động và gọn nhẹ nên dễ dàng tiếp cận các thông tin địa lý ngay trên thực địa. Người sử dụng có thể gửi các thông tin tức thời tới cơ sở dữ liệu của mình, việc này tăng tốc độ phân tích, hiển thị, và đưa ra giúp đưa ra quyết định nhanh và chính xác hơn dựa vào những dữ liệu vừa được thu thập. Vì vậy, việc xây dựng giải pháp tối ưu cho công tác thu thập dữ liệu ngoài thực địa mang ý nghĩa rất to lớn. Với sự phát triển của công nghệ di động hiện nay, việc nghiên cứu ứng dụng vào công tác thu thập dữ liệu địa lý là hoàn toàn khả thi. Kết quả của việc nghiên cứu đề tài sẽ góp phần xây dựng một giải pháp có khả năng giải quyết những vấn đề trên một cách hiệu quả
- Hiện nay trên thế giới đang diễn ra cuộc cạnh tranh khốc liệt giữa các hệ điều hành dành cho các thiết bị di động. Tính đến quý I năm 2013, chiếm thị phần nhiều nhất có thể kể tới ba hệ điều hành là iOS của Apple, Android của Google, và Windows Phone của Microsoft [1]. Cả ba hệ điều hành này đều có một hệ sinh thái phát triển khá mạnh, nhiều ứng dụng tốt, đáp ứng đầy đủ các nhu cầu làm việc, học tập, giải trí của người dùng. Ngoài ra còn một số hệ điều hành khác, tuy mới ra đời nhưng rất hứa hẹn và có nhiều tiềm năng lớn có thể kể tới như BlackBerry OS, Ubuntu, Tizen, Firefox… Đây là biểu đồ thể hiện thị phần trên toàn cầu của các hệ điều hành di động,tính đến quý 1 năm 2013. Qua biểu đồ chúng ta cũng có thể thấy sự thống trị của 3 nền tảng lớn ,doanh số smartphone bán ra hiện nay đã đạt và vượt doanh số của điện thoại cơ bản.
- Vậy câu hỏi đặt ra là: Lựa chọn hệ điều hành nào phù hợp nhất cho công tác thu thập dữ liệu? Nội dung đồ án này sẽ lựa chọn các thiết bị di động chạy nền hệ điều hành Android để thiết kế ứng dụng vì nó mang nhiều ưu điểm phù hợp với chức năng thu thập thông tin địa lý như sau: Android là hệ điều hành mở, dễ sử dụng, có khả năng chạy được trên nhiều thiết bị phần cứng khác nhau. Thiết bị Android có giá cả cạnh tranh và ở nhiều phân khúc khác nhau. Các thiết bị Android có khả năng mở rộng bộ nhớ lưu trữ thông qua bộ nhớ Flash, phục vụ tốt hơn cho việc lưu trữ dữ liệu Có các kết nối không dây theo chuẩn chung của thế giới, dễ dàng truy xuất và chia sẽ dữ liệu Khả năng mở rộng với thiết bị ngoại vi phong phú, chức năng định vị, chụp ảnh… Có tương lai phát triển tốt do được hậu thuẫn từ nhiều tập đoàn viễn thông công nghệ lớn, đảm bảo được khả năng thích nghi mạnh mẽ của mình Nhiều API mã nguồn mở, hỗ trợ tối đa và tiết kiệm công sức cho lập trình viên
- Phần tiếp theo là trình bày các cảm biến trên thiết di động Cảm biến-Sensor là các thiết bị điện tử có chức năng ghi nhận thông tin trạng thái của môi trường và thiết bị di động và chuyển thành tín hiệu điện, phục vụ một chức năng đặc thù nào đó. Cảm biến điện tử là thành phần rất quan trọng trong các thiết bị di động thông minh ngày nay. Một số loại cảm biến cơ bản mà em đã tổng hợp dưới đây như: Chip GPS: Có chức năng thu nhận tín hiệu từ vệ tinh GPS ,một số máy điện thoại đời 2013 còn có khả năng thu nhận tín hiệu từ vệ tinh GLONASS. Cảm biến trạng thái (Proximity sensor): Xác định những vật thể xung quanh nó và cảnh báo cho hệ thống. Ví dụ, cảm biến trạng thái sẽ tự động nhận ra mặt của bạn đang áp vào điện thoại và tắt màn hình đi nhằm tiết kiệm pin. Nguyên tắc hoạt động của proximity sensor là nó sẽ phát ra tĩnh điện/điện từ hoặc một chùm tia hồng ngoại. Trong trường hợp gặp phản hồi thì cảm biến sẽ tự động nhận diện và đưa ra các hành xử tương ứng. Chip 3G,Wifi,LTE,Bluetooth: Kết nối và chia sẻ dữ liệu không dây Cảm biến ánh sáng (Ambient light sensor): Đo cường độ ánh sáng, chuyển dữ liệu về hệ điều hành để xử lý theo một cơ chế được thiết lập sẵn .Tuy cảm biến ánh sáng hoạt động giống nhau theo một quy tắc đồng nhất nhưng sự thay đổi độ sáng màn hình còn phụ thuộc vào cơ chế xử lý của nhà sản xuất. Đó chính là lý do mà cùng một môi trường ánh sáng nhưng độ sáng của các thiết bị lại có sự khác biệt nhau. Từ kế (Magnetometer): Dùng để đo đạc cường độ và phương hướng của từ trường trái đất. Hiện tại thì từ kế thường được dùng để thể hiện hướng di chuyển của người dùng mà bạn có thể biết tới với tên gọi la bàn kỹ thuật số (digital compass). Ngoài ra, một số hãng còn sử dụng từ kế để giúp người dùng tương tác với giao diện 3D của điện thoại mà không cần sử dụng màn hình cảm ứng. Gia tốc kế (Accelerometer): Gia tốc kế hỗ trợ việc tính toán gia tốc tuyến tính tương đối so với hệ qui chiếu. Nó dùng để nhận biết thiết bị đang nằm ngang hay đang đứng, hỗ trợ tính toán vận tốc di chuyển… Microphone và cảm biến ảnh: Microphone chuyển tín hiệu âm thanh thành tín hiệu điện, hỗ trợ đàm thoại và ghi âm trong thiết bị di động. Cảm biến ảnh hỗ trợ chuyển tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện, có 2 loại là CCD (Charge-coupled device) và CMOS (Complimentary Metal-Oxide Semiconductor). CMOS được dùng nhiều trong thiết bị di động hơn. Các thiết bị cao cấp có khả năng chụp ảnh không thua kém so với máy ảnh chuyên nghiệp Con quay hồi chuyển (Gyroscope): Được dùng kết hợp với gia tốc kế, có thể nhận biết hướng chuyển động của thiết bị Các cảm biến khác: Một số thiết bị di động hiện đại gần đây được trang bị thêm các cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm môi trường, cảm biến độ cao (Altimeter) hỗ trợ đo chính xác độ cao cũng đang được thử nghiệm. Các thế hệ cảm biến mới này tuy chưa phổ biến, nhưng hứa hẹn đem lại nhiều cho thiết bị nhiều tính năng hơn nữa.
- Các thiết bị di động tuy có chip GPS thu tín hiệu từ vệ tinh nhưng do đặc tính di động, không phải lúc nào cũng ở ngoài trời, hay ở những nơi bị che khuất tầm nhìn, không thể thông hướng tới vệ tinh nên người ta đã nghĩ ra 1 công nghệ định vị mới rất hay ho và được tích hợp thêm vào các thiết bị di động. Đó chính là công nghệ A-GPS. Công nghệ này giúp định vị trí của người dùng thông qua các trạm trung chuyển, chính là các cột sóng di động của nhà cung cấp dịch vụ di động. Công nghệ này được áp dụng cho các thiết bị di động để có thể định vị được chính xác vị trí của người dùng kể cả khi tín hiệu từ vệ tinh truyền đến thiết bị thiếu ổn định. . Một thiết bị tích hợp công nghệ Assisted-GPS điển hình cần có các kết nối dữ liệu (qua mạng GPRS, 3G hoặc Wifi) để có thể truyền tải dữ liệu. Nhiều thiết bị hỗ trợ Assisted-GPS vẫn có thể hoạt động với công nghệ GPS chuẩn không qua hỗ trợ của mạng truyền dẫn, tuy nhiên trong một số trường hợp, việc xác định vị trí theo thời gian thực sẽ gặp nhiều khó khăn hơn.
- Hệ điều hành Android cung cấp khá nhiều các API để có thể làm việc với bản đồ điện tử từ miễn phí đến có phí. Các map API này đều có những ưu thế và hạn chế riêng. Căn cứ vào mục đích và chức năng của ứng dụng mà chúng ta có thể lựa chọn sử dụng các map API này một cách hợp lý nhất. Một số map API dành cho phổ biến dành cho Android có thể kể tên như: Google Map, Bing Map, MapQuest, nutiteq, Osmdroid, WebAtlas …Các map API này thường được cung cấp miễn phí, gói tùy chọn trả phí có thêm một số chức năng bổ xung và chỉ có khả năng làm việc với bản đồ nền mà hãng cung cấp. Ví dụ như Google Map API tuy được cung cấp miễn phí nhưng nhà phát triển phải đăng ký key sử dụng, có thể làm việc với nền bản đồ của Google, hỗ trợ 2500 truy vấn mã hóa địa lý mỗi ngày đối với bản miễn phí, nếu trả phí con số này tăng lên 100000. Về căn bản thì các map API này có chức năng giống nhau, nhưng trong phần này chỉ tìm hiểu về WebAtlas API để áp dụng vào việc phát triển ứng dụng thu thập dữ liệu thực địa trên Android do nhiều lợi điểm của nó. WebAtlas API là bộ API được phát hành miễn phí cho nền tảng Web, Android và iOS bởi hãng phần mềm NorKart. Các chức năng chính của WebAtlas: Người sử dụng GIS có kinh nghiệm sẽ bị gây ấn tượng với khả năng GIS mà WebAtlas mang lại. Người dùng mới sẽ dễ dàng nhanh chóng làm việc được với WebAtlas thông qua trang hướng dẫn sử dụng vì đặc tính đơn giản của nó. WebAtlas được đóng gói dưới dạng file jar, dễ dàng cho việc tải về, chỉnh sửa và nhúng vào ứng dụng. Trong xu hướng sử dụng phần mềm tự do nguồn mở, việc lựa chọn sử dụng một API miễn phí nhưng vẫn đảm bảo được chức năng cơ bản, khả năng tùy biến cao, làm việc được với nhiều nền dữ liệu bản đồ khác nhau là lợi thế để ứng dụng có thể dễ dàng được triển khai hơn. Như vậy, đến đây e đã trình bày xong cơ sở lý thuyết chung về hệ điều hành di động. Phần tiếp theo là cơ sở lý thuyết chung về WebGIS và giới thiệu 1 số thư viện cho WebGIS.
- WebGIS là một khái niệm mở rộng của hệ thống thông tin địa lý. WebGIS có nhiều định nghĩa khác nhau. Theo tổ chức bản đồ thế giới, WebGIS được xem như là một hệ thống thông tin địa lý được phân bố qua môi trường mạng máy tính để tích hợp, phân phối và truyền tải thông tin địa lý trực tuyến trên Internet. [7] --------------------------------CHUYỂN SLIDE------------------------------------ Chức năng WebGIS. Hiển thị toàn bộ tất cả các lớp bản đồ. Hiển thị các lớp bản đồ theo tùy chọn. Thay đổi tỉ lệ hiển thị bản đồ(phóng to, thu nhỏ). Di chuyển khu vực hiển thị. Hiển thị thông tin về đối tượng cụ thể. In bản đồ. Thực hiện việc tìm kiếm dữ liệu. Chỉnh sửa đối tượng. Tạo bản đồ chuyên đề.
- Ở trong đồ án của em có sử dụng 2 thư viện mã nguồn mở hiện nay được các lập trình viên trên thế giới ưa chuộng trong lập trình Web và WebGIS là OpenLayers và jQuery OpenLayers là giải pháp bản đồ phía Client,dùng để hiển thị dữ liệu bản đồ, Các đặc trưng của OpenLayers: Hỗ trợ nhiều nguồn dữ liệu bản đồ. Hỗ trợ hiển thị nhiều hệ quy chiếu bản đồ khác nhau. Dễ dàng cấu hình và phát triển trong các ứng dụng khác. Javascipt API cho phép toàn quyền điều khiển map trên web. --------------------------------CHUYỂN SLIDE------------------------------------ Thư viện thứ 2 là jquery jQuery là một thư viện Javascript giúp đơn giản cách viết JavaScript trong trang . jQuery Ajax là một phần quan trọng khác của thư viện jQuery bên cạnh các phần khác như HTML, CSS,. jQuery hỗ trợ một loạt các phương thức viết sẵn để hỗ trợ cho việc xử lí request và dữ liệu theo kỹ thuật Ajax. Sử dụng kỹ thuật Ajax - jQuery kết hợp với WebGIS sẽ cung cấp khả năng cập nhật thông tin địa lý tức thời. --------------------------------CHUYỂN SLIDE------------------------------------ Đây là hình vẽ mô tả hàm ajax trong jquery,có các thông số như Phương thức,file xử lý,tên hàm….