Khóa luận Xây dựng ứng dụng quản lý hệ thống thông tin địa lý

TRѬӠNG ĈҤI HӐC KHOA HӐC TӴ NHIÊN KHOA CÔNG NGHӊ THÔNG TIN %Ӝ MÔN CÔNG NGHӊ PHҪN MӄM e&f NGUYӈN THӎ LÝ - NGUYӈN SAO Kǣ ӬNG DӨNG PHҪN MӄM MÃ NGUӖN MӢ Hӊ QUҦN TRӎ CѪ SӢ DӲ LIӊU HѬӞNG ĈӔI TѬӦNG PERST XÂY DӴNG ӬNG DӨNG QUҦN LÝ Hӊ THӔNG THÔNG TIN ĈӎA LÝ THÀNH PHӔ HCM KHÓA LUҰN CӰ NHÂN TIN HӐC TpHCM, 2005 - 2 - TRѬӠNG ĈҤI HӐC KHOA HӐC TӴ NHIÊN KHOA CÔNG NGHӊ THÔNG TIN %Ӝ MÔN CÔNG NGHӊ PHҪN MӄM e&f NGUYӈN THӎ LÝ - 0112187 NGUYӈN SAO Kǣ- 0112186 ӬNG DӨNG PHҪN MӄM MÃ NGUӖN MӢ Hӊ QUҦN TRӎ CѪ SӢ DӲ LIӊU HѬӞNG ĈӔI TѬӦNG PERST XÂY DӴNG ӬNG DӨNG QUҦN LÝ Hӊ THӔNG THÔNG TIN ĈӎA LÝ THÀNH PHӔ HCM KHÓA LUҰN CӰ NHÂN TIN HӐC GIÁO VIÊN HѬӞNG DҮN Th.s NGUYӈN MINH NAM NIÊN KHOÁ 2001-2005 - 3 - /ӠI CҦM ѪN Chúng em chân thành cám ѫn Khoa Công nghӋ Thông tin, trѭӡng Ĉҥi hӑc Khoa hӑc Tӵ nhiên tҥo ÿLӅu kiӋn cho chúng em thӵc hiӋn ÿӅ tài luұn văn tӕt nghiӋp này. Chúng em chân thành cám ѫn thҫy NguyӉn Minh Nam ÿã tұn tình hѭӟng Gүn, chӍ bҧo chúng em trong suӕt thӡi gian thӵc hiӋn ÿӅ tài. Chúng em chân thành cám ѫn quý thҫy cô trong khoa ÿã tұn tình giҧng Gҥy, trang bӏ cho chúng em nhӳng kiӃn thӭc quý báu trong nhӳng năm hӑc Yӯa qua. Chúng con xin nói lên lòng biӃt ѫn sâu sҳc ÿӕi vӟi cha mҽ, nhӳng ngѭӡi ÿã chăm sóc, nuôi dҥy chúng con thành ngѭӡi và luôn ÿӝng viên tinh thҫn cho chúng con. Và cNJng chân thành cám ѫn các anh chӏ và bҥn bè ÿã ӫng hӝ, giúp ÿӥ, trao ÿәi kiӃn thӭc, kinh nghiӋm và ÿӝng viên chúng em trong thӡi gian hӑc tұp và nghiên cӭu. 0һc dù chúng em ÿã cӕ gҳng hoàn thành luұn văn trong phҥm vi và khҧ Qăng cho phép nhѭng chҳc chҳn sӁ không tránh khӓi nhӳng sai sót. Chúng em kính mong nhұn ÿѭӧc sӵ cҧm thông và tұn tình chӍ bҧo cӫa quý thҫy cô và các bҥn. Tp.Hӗ Chí Minh, tháng 7 năm 2005 NguyӉn Thӏ Lý – 0112187 NguyӉn Sao KǤ - 0112186 - 4 - TÓM TҲT LUҰN VĂN Luұn văn ÿѭӧc tә chӭc thành các phҫn chính nhѭ sau: Chѭѫng 1: Giӟi thiӋu tҫm quan trӑng, mөc tiêu, phҥm vi cӫa ÿӅ tài, các cѫ sӣ lý thuyӃt và hѭӟng tiӃp cұn. Chѭѫng 2: Cách tә chӭc cѫ sӣ dӳ liӋu hѭӟng ÿӕi tѭӧng PERST và nhӳng so sánh vӟi các cách tә chӭc cѫ sӣ dӳ liӋu quan hӋ và các hӋ cѫ sӣ dӳ liӋu hѭӟng ÿӕi tѭӧng khác. Chѭѫng 3: Giӟi thiӋu vӅ mô hình Topology: nêu lên nhӳng khái niӋm cѫ bҧn, các ÿӕi tѭӧng trong Topology và các cҩp Topology. Chѭѫng 4: Giӟi thiӋu vӅ GIS: giӟi thiӋu tәng quan vӅ GIS, các giҧi pháp và ӭng Gөng vӅ GIS và ӭng dөng GIS trên PocketPC Chѭѫng 5: Giӟi thiӋu vӅ chuҭn OpenGIS Chѭѫng 6: Tәng quan vӅ PocketPC: Các vҩn ÿӅ và giҧi pháp trên thiӃt bӏ. Tình trҥng bӝ nhӟ, tҥo cѫ sӣ dӳ liӋu và ӭng dөng bҧn ÿӗ trên PocketPC. Chѭѫng 7: Ӭng dөng bҧn ÿӗ: mô hình phân tích thiӃt kӃ. Chѭѫng 8: KӃt luұn, ÿánh giá và hѭӟng phát triӇn Chѭѫng 9: Nhӳng tài liӋu tham khҧo khi thӵc hiӋn ÿӅ tài Chѭѫng 10:Nêu nhӳng thuұt toán chính trong chѭѫng trình - 5 - 0ӨC LӨC /ӠI CҦM ѪN ........................................................................................................................ 3 TÓM TҲT LUҰN VĂN......................................................................................................... 4 DANH SÁCH CÁC HÌNH..................................................................................................... 8 DANH SÁCH CÁC BҦNG...................................................................................................10 0ӜT SӔ KHÁI NIӊM, THUҰT NGӲ VÀ TӮ VIӂT TҲT ..................................................11 CHѬѪNG 1 : HiӋn trҥng và yêu cҫu .................................................................................15 1.1 HiӋn trҥng: .................................................................................................................15 1.2 Giҧi quyӃt bài toán: ....................................................................................................16 CHѬѪNG 2 : Tәng quan vӅ Perst .....................................................................................17 2.1 Giӟi thiӋu: ..................................................................................................................17 2.2 Ĉһc tính:.....................................................................................................................18 2.2.1 Persistency by reachability:....................................................................................18 2.2.2 Semi transparent object loading: ............................................................................21 2.2.3 Automatic scheme evaluation.................................................................................23 2.2.4 Relation: ................................................................................................................24 2.2.5 Index: ....................................................................................................................25 2.2.6 Giao tác (Transaction):...........................................................................................29 2.3 Transparent API: ........................................................................................................31 2.3.1 Dùng.NET Remoting API: .....................................................................................31 2.3.2 Dùng các thuӝc tính ҧo (virtual properties):............................................................32 2.4 Cѫ chӃ thӵc hiӋn giao tác (Transaction):.....................................................................33 2.5 Nhӳng trѭӡng hӧp nên dùng PERST: .........................................................................37 2.6 Các thông sӕ cӫa PERST:...........................................................................................38 2.7 Sѫ lѭӧc vӅ RTree:.......................................................................................................44 2.7.1 Giӟi thiӋu:..............................................................................................................44 2.7.2 Sѫ lѭӧc vӅ dӳ liӋu không gian (spatial data) và các giҧi pháp: ................................44 2.8 So sánh vӟi các hӋ quҧn trӏ cѫ sӣ dӳ liӋu hѭӟng ÿӕi tѭӧng khác: ................................45 CHѬѪNG 3 : Giӟi thiӋu vӅ mô hình Topology.................................................................50 3.1 Giӟi thiӋu: ..................................................................................................................50 3.2 Các khái niӋm cѫ bҧn trong Topology: .......................................................................50 3.3 Các loҥi ÿӕi tѭӧng trong Topology: ............................................................................51 3.4 Các cҩp cӫa Topology: ...............................................................................................53 - 6 - 3.5 MBR – Minimum Bounding Rectangle: .....................................................................59 CHѬѪNG 4 : Giӟi thiӋu vӅ GIS .......................................................................................60 4.1 Giӟi thiӋu vӅ các ӭng dөng và giҧi pháp vӅ GIS: ........................................................60 4.2 Mô hình dӳ liӋu cӫa thông tin ÿӏa lý: ..........................................................................61 4.3 Thu thұp dӳ liӋu: ........................................................................................................64 4.4 Các giҧi thuұt nghiên cӭu vӅ GIS: ..............................................................................66 4.5 Các cҩu trúc dӳ liӋu không gian trong GIS: ................................................................67 4.5.1 Cây tӭ phân (Quad Tree):.......................................................................................67 4.5.2 k-d Tree: ................................................................................................................68 4.5.3 R-Tree: ..................................................................................................................69 4.5.4 R*-Tree: ................................................................................................................70 4.5.5 R+-Tree:.................................................................................................................71 4.6 Ӭng dөng bҧn ÿӗ: .......................................................................................................72 4.6.1 Các kiӇu bҧn ÿӗ: ....................................................................................................72 4.6.2 Các ÿӕi tѭӧng cӫa bҧn ÿӗ:......................................................................................72 4.7 Ӭng dөng GIS trên PocketPC:....................................................................................73 CHѬѪNG 5 : Giӟi thiӋu vӅ chuҭn OpenGIS .....................................................................75 5.1 Các kiӇu dӳ liӋu hình hӑc cӫa OpenGIS: ....................................................................75 5.2 OpenGIS Specification (ÿһc tҧ OpenGIS):..................................................................76 5.2.1 Các khái niӋm: .......................................................................................................76 5.2.2 Nhӳng dӏch vө OpenGIS (OpenGIS Services ):......................................................78 5.2.3 Mӝt mô hình nhӳng cӝng ÿӗng thông tin (Information Communities Model ): .......79 5.2.4 Ĉһc ÿLӇm: ..............................................................................................................79 5.2.5 Phân loҥi: ...............................................................................................................81 5.3 OpenGIS Abstract Specification: ................................................................................82 5.3.1 Essential Model (mô hình bҧn chҩt ): .....................................................................83 5.3.2 Abstract Model: .....................................................................................................85 CHѬѪNG 6 : Tәng quan vӅ PocketPC .............................................................................89 6.1 Tәng quan vӅ PocketPC: ............................................................................................89 6.2 Khҧ năng lұp trình trên PocketPC:..............................................................................89 6.3 Mӝt sӕ vҩn ÿӅ khi lұp trình ӭng dөng trên PocketPC: .................................................89 6.3.1 Tӕc ÿӝ và các hӛ trӧ khҧ năng hiӇn thӏ: ..................................................................89 6.3.2 Khҧ năng và hình thӭc lѭu trӳ:...............................................................................90 6.3.3 Tѭѫng tác giӳa ngѭӡi sӱ dөng và thiӃt bӏ: ..............................................................91 6.4 Các giҧi pháp cho ӭng dөng bҧn ÿӗ trên PocketPC: ....................................................92 6.4.1 Yêu cҫu chung: ......................................................................................................92 - 7 - 6.4.2 Vҩn ÿӅ tӕi ѭu tӕc ÿӝ hiӇn thӏ: .................................................................................93 6.5 Tә chӭc dӳ liӋu bҧn ÿӗ trên PocketPC:.......................................................................93 CHѬѪNG 7 : Ӭng dөng bҧn ÿӗ: .......................................................................................95 7.1 Phân tích và xác ÿӏnh yêu cҫu:....................................................................................95 7.2 Phân tích - thiӃt kӃ:.....................................................................................................96 7.2.1 Sѫÿӗ sӱ dөng: .......................................................................................................96 7.2.2 Ĉһc tҧ Use-Case chính: ..........................................................................................97 7.2.2.1 Tìm kiӃm ÿѭӡng ÿi: ...............................................................................................97 7.2.2.2 Tìm kiӃm Region: ..................................................................................................98 7.2.2.3 Tìm ÿѭӡng ÿi ngҳn nhҩt: ........................................................................................99 7.2.2.4 Tìm chu trình tӕi ѭu: ............................................................................................101 7.2.3 Sѫÿӗ lӟp Class Diagram:.....................................................................................102 7.2.3.1 Sѫÿӗ tәng quát:...................................................................................................102 7.2.3.2 Sѫÿӗ lӟp dӳ liӋu:.................................................................................................103 7.2.3.3 Sѫÿӗ lӟp vӁ:........................................................................................................103 7.2.3.4 Sѫÿӗ sӵ kiӋn: ......................................................................................................104 7.2.4 Mô tҧ các lӟp: ......................................................................................................104 7.2.5 Các lѭu ÿӗ hoҥt ÿӝng: ..........................................................................................111 7.3 ThiӃt kӃ giao diӋn: ....................................................................................................124 7.3.1 Giao diӋn trên Desktop: .......................................................................................124 7.3.2 Giao diӋn trên PocketPC: .....................................................................................131 7.4 Cài ÿһt:.....................................................................................................................131 CHѬѪNG 8 : KӃt Luұn, Ĉánh giá và hѭӟng phát triӇn ...................................................132 8.1 KӃt luұn, ÿánh giá:....................................................................................................132 8.2 Hѭӟng phát triӇn: .....................................................................................................132 CHѬѪNG 9 : Tài liӋu tham khҧo....................................................................................133 CHѬѪNG 10 : Phө lөc .................................................................................................134 10.1 Bài toán tìm ÿѭӡng ÿi ngҳn nhҩt giӳa hai ÿLӇm:........................................................134 10.1.1 Phát biӇu bài toán:................................................................................................134 10.1.2 Giҧi quyӃt bài toán:..............................................................................................134 10.2 Bài toán tìm chu trình tӕi ѭu .....................................................................................136 10.2.1 Phát biӇu bài toán.................................................................................................136 10.2.2 Giҧi quyӃt bài toán:..............................................................................................137 - 8 - DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 3.2-1 Các ÿӕi tѭӧng trong mô hình Topology...............................................................51 Hình 3.4-1 Quan hӋ Topology cҩp 0 .....................................................................................56 Hình 3.4-2 Quan hӋ Topology cҩp 1 và 2..............................................................................57 Hình 3.4-3 Quan hӋ Topology cҩp 3 .....................................................................................58 Hình 4.2-1 Thông tin cҫn lѭu trӳ ..........................................................................................61 Hình 4.2-2 So sánh Raster và Vector ....................................................................................64 Hình 4.3-1 Phѭѫng pháp Scanning .......................................................................................65 Hình 4.5.1-1 Cây tӭ phân .....................................................................................................67 Hình 4.5.2-1 K-D Tree .........................................................................................................68 Hình 4.5.3-1 R-Tree .............................................................................................................69 Hình 4.5.5-1 R+-Tree ...........................................................................................................71 Hình 4.6.2-1 Các ÿӕi tѭӧng chính trong bҧn ÿӗ ....................................................................73 Hình 5.1-1 HӋ phân cҩp các kiӇu dӳ liӋu hình hӑc cӫa OpenGIS. .........................................76 Hình 5.3.1-1 Lӟp khái niӋm..................................................................................................85 Hình 7.2.1-1 Sѫÿӗ sӱ dөng tәng quát...................................................................................96 Hình 7.2.2.1-1 Use Case - Tìm kiӃm Edge............................................................................97 Hình 7.2.2.2-1 Use Case: Tìm kiӃm Region..........................................................................98 Hình 7.2.2.3-1 Use Case – Tìm ÿѭӡng ÿi ngҳn nhҩt ..............................................................99 Hình 7.2.2.4-1 Use-Case - Tim chu trình tӕi ѭu ..................................................................101 Hình 7.2.3.1-1 Sѫÿӗ tәng quát ...........................................................................................102 Hình 7.2.3.2-1 Sѫ lӟp dӳ liӋu .............................................................................................103 Hình 7.2.3.3-1 Sѫÿӗ lӟp vӁ ................................................................................................103 Hình 7.2.3.4-1 Sѫÿӗ sӵ kiӋn ..............................................................................................104 Hình 7.2.4-1 Lӟp CNode ....................................................................................................106 Hình 7.2.4-2 Lӟp CEdge ....................................................................................................109 Hình 7.2.5-1 Sequense Diagram: HiӇn thӏ bҧn ÿӗ ...............................................................112 Hình 7.2.5-2 Collabration Diagram: HiӇn thӏ bҧn ÿӗ...........................................................113 Hình 7.2.5-3 Sequence Diagram: Tìm ÿѭӡng ngҳn nhҩt ......................................................113 Hình 7.2.5-4 Collabration Diagram: Tìm ÿѭӡng ngҳn nhҩt .................................................114 Hình 7.2.5-5 Sequence Diagram: Tìm Edge........................................................................115 Hình 7.2.5-6 Collabration Diagram: Tìm Edge ...................................................................116 Hình 7.2.5-7 Sequence Diagram: Tìm chu trình tӕi ѭu ........................................................117 Hình 7.2.5-8 Collabrotion Diagram: Tìm chu trình tӕi ѭu ...................................................118 Hình 7.2.5-9 Sequence Diagram: Dӏch chuyӇn vùng nhìn ...................................................119 - 9 - Hình 7.2.5-10 Collabrotion Diagram: Di chuyӇn vùng nhìn ................................................120 Hình 7.2.5-11 Sequence Diagram: TӍ lӋ lҥi bҧn ÿӗ..............................................................120 Hình 7.2.5-12 Collaboration Diagram: TӍ lӋ lҥi bҧn ÿӗ .......................................................121 Hình 7.2.5-13 Sequence Diagram: Tìm ÿӏa ÿLӇm ................................................................121 Hình 7.2.5-14 Collaboration Diagram: Tìm ÿӏa ÿLӇm..........................................................122 Hình 7.2.5-15 Sequence Diagram: Tìm giao lӝ ...................................................................123 Hình 7.2.5-16 Collaboration D