Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG -------------------- ĐOÀN HÀ HẠ QUYÊN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS VÀO VIỆC PHÂN TUYẾN CÁC TRƯỜNG THPT TẠI HUYỆN ĐẠI LỘC - QUẢNG NAM Chuyên ngành : HỆ THỐNG THÔNG TIN Mã số : 60.48.01.04 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN Đà Nẵng - Năm 2016 Công trình được hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS TS V TRUNG H NG Phản biện 1: TS. Nguyễn Trần Quốc Vinh Phản biện 2: GS.TS. Nguyễn Thanh Thủy Luận văn đã được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Hệ thống Thông tin tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 31 tháng 7 năm 2016. Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Giáo dục phổ thông giữ một vai trò quan trọng trong tạo dựng mặt bằng dân trí, đáp ứng những yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội của mỗi quốc gia. Cuộc cách mạng khoa học công nghệ phát triển nhanh, tri thức và thông tin trở thành yếu tố hàng đầu và là nguồn tài nguyên có giá trị nhất. Các quốc gia trên thế giới ngày nay đều coi giáo dục và đào tạo là nhân tố quyết định sự phát triển bền vững của mỗi quốc gia. Đất nước ta đang trên con đường bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam từ một nước nông nghiệp trở thành nước công nghiệp, hội nhập cộng đồng quốc tế. Nhân tố quyết định đến thắng lợi của công cuộc CNH HĐH và hội nhập quốc tế là con người, là nguồn lực con người Việt Nam phải được phát triển về số lượng và chất lượng trên cơ sở mặt bằng dân trí được nâng cao. Vì vậy phải chăm lo đến nguồn lực người, chuẩn bị lớp người lao động có những phẩm chất và năng lực đáp ứng đòi hỏi của giai đoạn mới, việc này phải được bắt đầu từ giáo dục phổ thông trong các nhà trường. Đối với Quảng Nam, việc quản lý giáo dục có nhiều biến đổi rõ rệt. Sự đóng góp tích cực của công nghệ thông tin đã làm giảm đáng kể thời gian, công sức của cán bộ ngành, góp phần nâng cao hiệu quả công tác so với cách quản lý truyền thống trước đây. Tuy nhiên, khó khăn về kinh tế - vật chất, cũng như những hạn chế trong khả năng ứng dụng của công nghệ thông tin nói chung và ngành giáo 2 dục nói riêng đã tác động không nhỏ đến việc quản lý. Việc ứng dụng những thành tựu của công nghệ thông tin vào hoạt động dạy và học là một cơ hội lớn đối với ngành giáo dục của Tỉnh. Tuy nhiên, thách thức mà ngành gặp phải là không hề nhỏ. Đặc biệt, đổi mới trong công tác quản lý, điều hành của nhà trường, Sở giáo dục và đào tạo đang là một đòi hỏi bức thiết. Vì thông tin được lưu trữ theo phương pháp truyền thống có thể thấy có nhiều vấn đề bất lợi, bất lợi về thời gian tìm kiếm, về tính cập nhật cũng như lưu trữ, độ tin cậy. Tuyển sinh đầu cấp về việc chọn trường, điều kiện tuyển sinh trái tuyến, trường có tên tuổi... của các cấp học luôn là một vấn đề nóng. Ngày 18 tháng 4 năm 2014 Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành thông tư hướng dẫn Quy chế tuyển sinh trung học cơ sở và tuyển sinh trung học phổ thông áp dụng cho các đối tượng đã hoàn thành chương trình tiểu học. Tuy nhiên, trên địa bàn có nhiều trường, nhiều phụ huynh vẫn chưa thật sự hiểu rõ mình ở khu vực này thì nên nộp vào trường nào cho đúng tuyến... Việc đưa GIS vào quản lý giáo dục ở huyện Đại Lộc - tỉnh Quảng Nam hiện nay còn khá mới mẻ, nhưng với những đặc tính ưu việt của GIS đã được kiểm chứng ở hầu hết mọi lĩnh vực và công tác tuyển sinh là một công việc thường xuyên của các trường THPT. Hiện nay, việc phân tuyến tuyển sinh ở huyện Đại Lộc do UBND huyện quy định căn cứ theo thông tư của Bộ Giáo dục và Đào tạo, có thể khẳng định việc "Nghiên cứu ứng dụng GIS vào việc phân tuyến các trƣờng THPT tại huyện Đại Lộc - tỉnh Quảng Nam" là hoàn toàn khả thi. WebGIS và MapInfo cũng là phần mềm được lựa chọn trong quá trình hoàn thiện luận văn của tác giả. 3 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu công nghệ WebGIS và ứng dụng WebGIS vào xây dựng hệ thống thông tin hỗ trợ việc phân tuyến cho các trường THPT trên địa bàn huyện Đại Lộc - tỉnh Quảng Nam. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài gồm: Công nghệ GIS; Ứng dụng WebGIS để xây dựng Website bản đồ thể hiện vị trí, tọa độ các địa điểm trường THPT; Các kỹ thuật liên quan đến ngôn ngữ thiết kế Website; Một số bài báo và luận văn tốt nghiệp khóa trước. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi đã sử dụng một số phương pháp như sau: Phương pháp tài liệu: thu thập tài liệu, tiếp cận nghiên cứu, tìm hiểu về cơ sở dữ liệu địa lý, hệ thống thông tin địa lý (GIS), phần mềm hỗ trợ cho phát triển các ứng dụng GIS; Phương pháp bản đồ (thành lập một số bản đồ chiết suất từ bộ cơ sở dữ liệu được thành lập). 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Về khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý chuyên đề phục vụ cho việc phân tuyến các trường THPT. Về thực tiễn: Đề tài sẽ góp phần xây dựng một Website để tiện cho việc tra cứu, tìm kiếm thông tin các trường THPT giúp đỡ cho quá trình nộp hồ sơ được chính xác. 6. Bố cục luận văn Báo cáo của luận văn được tổ chức thành 3 chương chính: Chương 1. Nghiên cứu tổng quan Trong chương này, tôi tập trung trình bày các nội dung: Khái 4 niệm về GIS; các thành phần của GIS và đặc điểm của nó; giới thiệu một số phần mềm thông dụng hiện nay cho xây dựng ứng dụng của GIS. Chương 2. Phân tích và thiết kế hệ thống Đây là một chương quan trọng trong đề tài. Trong chương này tôi giới thiệu mục đích cũng như chức năng của ứng dụng và phần quan trọng là phân tích và thiết kế hệ thống như: thiết kế các mô hình xử lý tổng quát, mô hình ánh xạ bản đồ số hóa sang hình ảnh, các quy trình xử lý trên server, client... Cuối chương, tôi trình bày việc chọn lựa giải pháp để định hướng công nghệ. Chương 3. Phát triển ứng dụng Trong chương này, tôi chọn lựa phương pháp để số hóa bản đồ và xác định quy trình để số hóa bản đồ giấy thành bản đồ số bằng cách sử dụng MapInfo. Sau đó, thiết kế giao diện cho trang Web, sử dụng công nghệ Geoserver để phát triển và cài đặt ứng dụng. 5 CHƢƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN Trong chương này, tôi tập trung trình bày các nội dung: Khái niệm về GIS, các thành phần của GIS và đặc điểm của nó; giới thiệu một số phần mềm thông dụng hiện nay cho xây dựng ứng dụng của GIS; cuối chương là giới thiệu một vài ứng dụng của GIS đã triển khai trong thực tế. 1.1. HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 1.1.1. Khái niệm Hệ thống thông tin địa lý (GIS - Geographic Information System) là hệ thống thông tin được thiết kế để làm việc với dữ liệu quy chiếu không gian hay tọa độ địa lý. Khái niệm Hệ thống thông tin địa lý được hình thành từ ba khái niệm địa lý, thông tin và hệ thống, được viết tắt là GIS. Hình 1.1. Hệ thống tin địa lý Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường như cấu trúc hỏi đáp và các phép phân tích thống kê, phân 6 tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ. - Đây là một phương pháp trực quan hóa, thao tác, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian. - Là “bản đồ thông minh” nhờ việc liên kết cơ sở dữ liệu với bản đồ. - Việc trực quan hóa bản đồ và liên kết với dữ liệu có ý nghĩa rất lớn trong việc quản lý thông tin địa lý. Vì khối lượng dữ liệu rất lớn nên cần phải có một hệ thống có thể tổ chức, quản lý tốt - đó chính là GIS. - Việc trực quan dữ liệu sẽ giúp người dùng dễ đọc, dễ hiểu, dễ phân tích. 1.1.2. Các thành phần của GIS GIS được kết hợp bởi năm thành phần chính: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người và phương pháp. Hình 1.2. Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý 7 1.1.3. Chức năng của GIS Các chức năng của GIS có thể chia làm năm loại như sau: - Thu thập dữ liệu. - Xử lý sơ bộ dữ liệu. - Lưu trữ và truy nhập dữ liệu. - Tìm kiếm và phân tích không gian - Hiển thị đồ họa và tương tác. 1.1.4. Dữ liệu của GIS Trong thế giới GIS, phần dữ liệu đồ họa dùng để tạo lập nên các bản đồ đóng vai trò quan trọng. Dữ liệu đồ họa này mô tả thế giới thực và được chia làm 2 loại: dữ liệu raster và dữ liệu vecto. Mô hình vector rất hữu ích đối với việc mô tả các đối tượng riêng biệt, nhưng kém hiệu quả hơn trong miêu tả các đối tượng có sự chuyển đổi liên tục như kiểu đất hoặc chi phí ước tính cho các bệnh viện. Mô hình raster được phát triển cho mô phỏng các đối tượng liên tục như vậy. Một ảnh raster là một tập hợp các ô lưới. Cả mô hình vector và raster đều được dùng để lưu dữ liệu địa lý với những ưu điểm, nhược điểm riêng, Hệ thống thông tin địa lý hiện đại có khả năng quản lý cả hai mô hình này. 1.1.5. Một số ứng dụng Vì GIS được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không gian, nó có rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển đô thị và môi trường tự nhiên như là: quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ thống công ích, lộ trình,.... Trong phần lớn các lĩnh vực này, GIS đóng vai trò như là một công cụ hỗ trợ quyết 8 định cho việc lập kế hoạch hoạt động:Môi trường, Khí tượng thuỷ văn, Nông nghiệp, Dịch vụ tài chính, Y tế, Chính quyền địa phương, Bán lẻ và phân phối, Giao thông, Các ngành điện, nước, gas, điện thoại... 1.2. WEBGIS 1.2.1. Khái niệm WebGIS là một hệ thống thông tin địa lý được phân bổ qua môi trường mạng máy tính để tích hợp, phân phối và truyền tải thông tin địa lý trực diện trên WWW (World Wide Web) thông qua Internet. Yêu cầu của WebGIS là phải có phần mềm chạy trên nền độc lập, sử dụng mạng theo tiêu chuẩn TCP/IP có thể kết nối Internet và trình duyệt Web. 1.2.2. Kiến trúc WebGIS và các bƣớc xử lý a. Kiến trúc WebGIS Kiến trúc xuất bản Web của hệ thống thông tin dữ liệu không gian cũng gần giống như kiến trúc dành cho một hệ thống thông tin Web cơ bản khác, ngoại trừ có ứng dụng GIS sử dụng các kỹ thuật khác. Có nhiều dạng của việc xuất bản Web cho thông tin không gian, phần phức tạp nhất sẽ được trình bày ở đây để có cái nhìn tổng quát hơn về kiến trúc của chúng. Với hình minh họa dưới đây, tất cả các thành phần đều được kết nối nhau thông qua mạng Internet: