Nghiên cứu ứng dụng Web GIS trong quản lý dữ liệu hạ tầng mạng thông tin quân sự

Công nghệ thông tin<br /> <br /> NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG WEB GIS TRONG QUẢN LÝ DỮ<br /> LIỆU HẠ TẦNG MẠNG THÔNG TIN QUÂN SỰ<br /> Hoàng Tuấn 1*, Nguyễn An Bình2, Phạm Thị Hồng Thanh1<br /> Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả xây dựng hệ thống Web GIS phục vụ quản lý<br /> và điều hành mạng thông tin quân sự. Kiến trúc hệ thống Client-Server sử dụng<br /> Node.js làm máy chủ cung cấp dịch vụ bản đồ, thư viện bản đồ Leaflet kết hợp với<br /> JavaScript và HTML5 Canvas để hiển thị dữ liệu không gian lên bản đồ tile. Cơ sở<br /> dữ liệu GIS được lưu trữ trên SQL Server với hỗ trợ chỉ mục không gian và các lệnh<br /> truy vấn không gian. Ngoài ra, sử dụng nền tảng lập trình giao diện bằng JavaScript<br /> UI cho phép tương tác dữ liệu một cách nhanh chóng, đồng bộ thời gian thực, hiệu<br /> năng cao và dễ sử dụng.<br /> Từ khóa: Web gis; Node.js; Leaflet; Java script; Html5 canvas; Webix; Mạng thông tin.<br /> <br /> 1. GIỚI THIỆU CHUNG<br /> Ngày nay, hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã có nhiều bước phát triển vượt bậc,<br /> là công cụ hỗ trợ đắc lực cho quá trình tự động hóa và hiện đại hóa công tác quản<br /> lý, điều hành và hỗ trợ quyết định đã được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết nhiều<br /> lĩnh vực như quản lý đất đai, quy hoạch xây dựng, hạ tầng kỹ thuật đô thị, môi<br /> trường, hạ tầng viễn thông, du lịch ... [1][2]. Hướng ứng dụng GIS trong lĩnh vực<br /> quân sự đã được triển khai thực hiện hầu hết các nước phát triển trên thế giới, tuy<br /> nhiên đối với Việt Nam vẫn còn là một lĩnh vực mới mẻ cần được tập trung nghiên<br /> cứu và phát triển.<br /> Trong lĩnh vực quản lý hạ tầng mạng viễn thông nói chung, GIS cũng đã được<br /> áp dụng như là một công cụ quản lý hiện đại về cơ sở hạ tầng, quản lý khách hàng,<br /> quy hoạch, thiết kế, giám sát mạng bưu chính viễn thông, và các hoạt động hàng<br /> ngày của các đơn vị và doanh nghiệp ... Tuy nhiên, đối với lĩnh vực hạ tầng mạng<br /> thông tin quân sự cấp Quân khu hiện nay vẫn còn nhiều hạn chế như việc quản lý<br /> còn mang tính chất thủ công, trên giấy, chưa chia sẽ được dữ liệu và thông tin giữa<br /> các phòng ban, cũng như các đơn vị trực thuộc với Quân khu và việc quản lý chưa<br /> đồng bộ ...<br /> Về mặt công nghệ, các nền tảng GIS đã xuất hiện trên máy tính để bàn (GIS<br /> Desktop), mạng truyền tải thông tin (Web GIS) và các thiết bị di động (Mobile<br /> GIS). Trong đó, Web GIS có đầy đủ các chức năng xử lý và phân tích dữ liệu<br /> không gian như một phần mềm GIS Desktop nhưng được chia sẻ trên mạng truyền<br /> tải thông tin phục vụ việc tương tác nhiều người dùng trên một cơ sở dữ liệu<br /> (CSDL) chuẩn hóa và đồng bộ. Thông thường, việc xử lý dữ liệu không gian và<br /> hiển thị kết quả của hệ thống Web GIS thường thông qua một máy chủ bản đồ<br /> (GIS Server) và một thư viện lập trình tương tác bản đồ phía máy khách (Map<br /> Application Interface Program – Map API). Vì vậy, những nghiên cứu về Web GIS<br /> ngoài việc giải quyết các ứng dụng cụ thể còn tập trung vào việc phát triển các<br /> công nghệ mới để tăng cường hiệu suất tương tác của hệ thống.<br /> <br /> <br /> 198 H. Tuấn, N. A. Bình, P. T. H. Thanh, “Nghiên cứu ứng dụng … mạng thông tin quân sự.”<br /> Thông tin khoa học công nghệ<br /> <br /> Xuất phát từ nhu cầu thực tế cần phải tự động hóa và hiện đại hóa công tác quản<br /> lý hạ tầng mạng thông tin quân sự, việc ứng dụng Web GIS để xây dựng hệ thống<br /> quản lý hạ tầng mạng thông tin quân sự có ưu điểm là cho phép nhiều người dùng<br /> truy cập cùng một thời điểm, lại quản lý được dữ liệu theo thời gian với dung<br /> lượng lớn thống nhất và không bị trùng lặp, có thể quản lý hạ tầng mạng thông tin<br /> quân sự của đơn vị trên bản đồ một cách trực quan cũng như dễ dàng tra cứu dữ<br /> liệu trên trình duyệt web mà không cần phải yêu cầu cài đặt phức tạp. Điều này<br /> giúp tiết kiệm thời gian, chi phí và đáp ứng kịp thời trong công tác quản lý và khai<br /> thác Mạng thông tin chỉ huy điều hành cấp Quân khu.<br /> Trong phần hai tiếp theo, bài báo sẽ trình bày các công nghệ liên quan gồm<br /> công nghệ dịch vụ máy chủ bản đồ, được thực hiện trong nghiên cứu này sử dụng<br /> Node.js [9], một công nghệ phát triển nền tảng web thế hệ tiếp theo được phát triển<br /> bởi Ryan Dhal trong năm 2009 sử dụng ngôn ngữ JavaScript. Thêm vào đó,<br /> QKGIS sử dụng thư viện bản đồ Leaflet kết hợp với JavaScript và HTML5 Canvas<br /> ở máy khách để xử lý dữ liệu không gian vẽ lên bản đồ theo cấu trúc tile. Đối với<br /> tương tác dữ liệu thuộc tính, QKGIS sử dụng nền tảng lập trình giao diện bằng<br /> JavaScript UI Webix [12] cho phép tương tác dữ liệu một cách nhanh chóng, đồng<br /> bộ thời gian thực, hiệu năng cao. Trong phần ba, bài báo sẽ trình bày phần thiết kế<br /> và thực hiện, sẽ giới thiệu kiến trúc hệ thống triển khai theo mô hình Web GIS,<br /> cách xử lý dữ liệu không gian và thuộc tính hiển thị trên Web GIS và trình bày kết<br /> quả sản phẩm.<br /> 2. CÁC CÔNG NGHỆ LIÊN QUAN<br /> Dịch vụ máy chủ bản đồ Node.js<br /> Các công nghệ mới hiện nay cho phép tạo ra các dịch vụ bản đồ mà không cần<br /> sự hỗ trợ của máy chủ bản đồ. Các dịch vụ tự định nghĩa này vẫn tuân thủ theo các<br /> chuẩn không gian địa lý do OGC (Open Geospatial Consortium) – một tổ chức phi<br /> lợi nhuận, dẫn đầu trên thế giới về phát triển các chuẩn dữ liệu địa lý và các dịch<br /> vụ, đã đưa ra các đặc tả về các loại dịch vụ như WMS, WFS, WCS [6]. Các dịch<br /> vụ này có ưu điểm là dễ dàng tùy chỉnh hơn rất nhiều so với các dịch vụ được cung<br /> cấp sẵn từ các phần mềm máy chủ bản đồ.<br /> Node.js là một ứng dụng JavaScript chạy runtime được xây dựng trên nền V8<br /> JavaScript engine - một trình thông dịch JavaScript nổi tiếng bởi hiệu suất sử dụng<br /> rất nhanh do Google phát triển, sử dụng kỹ thuật điều khiển theo sự kiện,<br /> nhập/xuất không đồng bộ [9]. Node.js là một môi trường mã nguồn mở, được phát<br /> triển vào năm 2009 bởi Ryan Dahl để chạy các đoạn mã viết bằng JavaScript tại<br /> máy chủ, với nhiệm vụ giải quyết các vấn đề mà các nền tảng có thể gặp phải về<br /> hiệu suất như thời gian truyền thông mạng, thời gian xử lý các yêu cầu cũng như<br /> phản hồi web. Node.js là một nền tảng được xây dựng để làm ứng dụng nhẹ và có<br /> hiệu năng cao hơn, phù hợp với những ứng dụng thời gian thực chạy trên các thiết<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 11 - 2018 199<br />  Công nghệ thông tin<br /> <br /> bị phân tán [4] cũng như khả năng dùng làm máy chủ Web GIS hỗ trợ các dịch vụ<br /> chuẩn OGC [5].<br /> Các dịch vụ web RESTful sử dụng mô hình REST (Representational State<br /> Transfer) như là một kiểu kiến trúc để xây dựng các hệ thống web phân tán quy mô<br /> lớn. Dịch vụ web RESTful được xác định bởi các địa chỉ URI, cung cấp địa chỉ<br /> toàn cầu cho việc truy xuất các tài nguyên và dịch vụ. Các dịch vụ web RESTful<br /> rất nhẹ, dễ dàng thực thi, thay đổi, bao gồm các phương thức GET (lấy thông tin),<br /> PUT (cập nhật), DELETE (xóa) và POST (tạo mới) [10]. Ngoài ra, một trong<br /> những ưu điểm nổi trội của dịch vụ web RESTful là tạo ra các URI truy xuất dữ<br /> liệu độc lập, có nghĩa là có thể xây dựng nhiều hệ thống độc lập với giao diện và<br /> chức năng khác nhau nhưng sử dụng chung một dịch vụ máy chủ.<br /> JavaScript và HTML5 Canvas<br /> Khi các hệ thống CNTT đang phát triển chuyển từ các ứng dụng dựa trên<br /> desktop sang các ứng dụng dựa trên web, đòi hỏi sự tính toán phía Client nhiều<br /> hơn để tăng thời gian đáp ứng từ Server, nhờ các cải tiến trong JavaScript và<br /> HTML5 đã loại bỏ những hạn chế khi sử dụng các trình điều khiển từ phía Server<br /> và cải thiện khả năng sử dụng của các ứng dụng web.<br /> Sức mạnh của JavaScript không chỉ giới hạn trong việc phát triển các<br /> framework giao diện người dùng, mà nó còn mở rộng để phát triển các ứng dụng<br /> mạng phía máy chủ như Node.js. Xu hướng gần đây trong việc sử dụng ứng dụng<br /> di động, internet và trải nghiệm người dùng cuối trên các thiết bị PC, máy tính<br /> xách tay và thiết bị di động, JavaScript và HTML5 đã trở nên phổ biến trong việc<br /> phát triển các ứng dụng độc lập thiết bị.<br /> Như chúng ta đã biết, dữ liệu không gian địa lý là dữ liệu vector bao gồm ba<br /> loại cơ bản: điểm, đường và đa giác. Ngoài ra, mỗi tính năng chứa một số thuộc<br /> tính dữ liệu. Nhược điểm của các công nghệ lập bản đồ truyền thống là tất cả thông<br /> tin thuộc tính và vector hữu ích này đều bị mất trong quá trình chuyển đổi và hiển<br /> thị các điểm, đường thẳng và đa giác đó thành một ảnh tile raster khi hiển thị trên<br /> trình duyệt, khi đó khả năng tương tác với các thông tin trên là không có. Trong<br /> khi đó với công nghệ web hiện nay, các dữ liệu vector không gian có thể kết xuất<br /> dưới dạng vector trên trình duyệt, cho phép người dùng có thể tương tác với các<br /> đối tượng đó trên bản đồ như di chuột, nhấp hoặc nhấn vào vector này và có thể<br /> chỉnh sửa trực tiếp các vector này trong trình duyệt giống như sử dụng các ứng<br /> dụng GIS trên desktop.<br /> Để làm được như vậy, trong nhiều tính năng mà chuẩn HTML5 cung cấp, có<br /> một yếu tố quan trọng để cải thiện GIS đó là HTML5 Canvas [11]. Về cơ bản,<br /> Canvas là một ảnh bitmap được tạo động trong trình duyệt. Hiệu năng kết xuất<br /> vector của nó làm cho nó trở nên hữu ích cho các ứng dụng GIS. Như vậy, việc xử<br /> lý định dạng vector, cộng với tất cả độ phức tạp của ký hiệu và kết xuất sang bản<br /> đồ, bây giờ được chuyển sang phía client để phía server chỉ cần phân phối dữ liệu<br /> <br /> <br /> 200 H. Tuấn, N. A. Bình, P. T. H. Thanh, “Nghiên cứu ứng dụng … mạng thông tin quân sự.”<br /> Thông tin khoa học công nghệ<br /> <br /> không gian và thuộc tính mà không phải cần chuyển đổi sang ảnh tile tại Server.<br /> Điều này có nghĩa là các engine xử lý bản đồ trở nên có hiệu quả và đáp ứng tốt<br /> hơn.<br /> Thư viện lập trình tương tác bản đồ<br /> Cùng với sự thay đổi trong lĩnh vực CNTT, cộng đồng GIS cũng đã chấp nhận<br /> những tiến bộ này và phát triển nhiều framework JavaScript để hiển thị bản đồ<br /> trong trình duyệt. GIS và những phân tích của nó chủ yếu phụ thuộc vào khả năng<br /> kết xuất đồ họa và những tính toán hoặc vào phân tích các đối tượng đồ họa (như<br /> là tọa độ) và dữ liệu văn bản.<br /> Leaflets là một trong những thư viện JavaScript mã nguồn mở phổ biến cùng<br /> với nhiều framework JavaScript GIS thương mại khác có sẵn trên thị trường [7].<br /> Đây là thư viện tương tác bản đồ và các chức năng của bản đồ bằng ngôn ngữ<br /> JavaScript và HTML5. Với dung lượng nhẹ, được hỗ trợ gần như đầy đủ các tính<br /> năng truy vấn phân tích GIS, cùng với khả năng tích hợp các bản đồ miễn phí (như<br /> OpenStreetMap), đây là một trong những thư viện được người dùng sử dụng nhiều<br /> và hiện vẫn đang rất phổ biến. Một ưu điểm lớn của Leaflet là có thể được mở rộng<br /> với rất nhiều plugin, có tài liệu hướng dẫn sử dụng đơn giản dễ hiểu, ngoài ra cách<br /> thức lập trình khi sử dụng Leaflet cho phép tạo ra mã nguồn ngắn gọn mà vẫn đầy<br /> đủ các chức năng<br /> Thư viện lập trình JavaScript UI<br /> Các ứng dụng dựa trên nền tảng web thường sử dụng JavaScript cho việc lập<br /> trình ứng dụng. Các nhà phát triển có thể đơn giản việc lập trình các ứng dụng đa<br /> nền tảng bằng cách sử dụng các framework phát triển có sẵn như là Angular,<br /> React, Vue, Webix ... đã được tích hợp sẵn rất nhiều thành phần giao diện và hầu<br /> hết đều tuân thủ theo mô hình lập trình MVC. Việc tích hợp các framework<br /> JavaScript cũng khá đơn giản khi mà chỉ cần thêm tập tin framework JavaScript<br /> vào dự án và tham chiếu đến tập tin đấy trong đoạn mã cụ thể, không cần phải<br /> chỉnh sửa gì môi trường phát triển có sẵn.<br /> Một trong những thư viện lập trình JavaScript UI nổi tiếng là Webix [12], một<br /> framework sử dụng JavaScript và HTML5 để phát triển các ứng dụng đa nền tảng.<br /> Webix được phát triển bởi công ty phần mềm XB Softwares, có trụ sở tại Minsk,<br /> Belarus. Webix cung cấp cho người phát triển khả năng hoàn thiện ứng dụng web<br /> một cách nhanh chóng và tạo cấu trúc hợp lí cho ứng dụng, cho phép xây dựng các<br /> ứng dụng phức tạp ngay trong trình duyệt mà không cần dựa trên Server.<br /> 3. THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN<br /> Bài báo trình bày thiết kế và thực hiện của QKGIS theo bốn phần: kiến trúc<br /> hệ thống, xử lý hiển thị dữ liệu không gian, xử lý dữ liệu thuộc tính và kết quả<br /> sản phẩm.<br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 11 - 2018 201<br />  Công ngh<br /> nghệệ thông tin<br /> <br /> Kiến<br /> Ki ến trúc hệ thống<br /> Đ<br /> Đểể xây dựng ththành<br /> ành m ột ứng dụng Web GIS ho<br /> một hoàn<br /> àn ch<br /> chỉnh<br /> ỉnh cho QKGIS, bbài ài báo<br /> sử<br /> ử dụng hệ quản trị nội dung (Content Management System - CMS) mã ngu nguồn<br /> ồn mở<br /> mojoPortal [8],<br /> [8], đư<br /> được<br /> ợc phát triển theo hhưướng<br /> ớng đối ttư<br /> ượng<br /> ợng dựa trtrên<br /> ên nền<br /> nền tảng C# vvàà<br /> ASP.NET. Đây là m một<br /> ột trong những CMS thích hợp cho phát triển các ứng dụng<br /> cho các doanh nnghighiệp<br /> ệp vvới<br /> ới khả năng tùy<br /> tùy ch<br /> chỉnh<br /> ỉnh và<br /> và mở<br /> mở rộng cao, khả năng bảo mật<br /> gần<br /> ần nh<br /> nhưư tuyệt<br /> tuyệt đối khi sử dụng trtrên<br /> ên nền<br /> nền tảng ASP.NET vvàà thích hhợp<br /> ợp khi sử dụng<br /> trên nnền<br /> ền tảng máy chủ IIS của Windows Server. Hệ thống CMS nnày ày giúp ti<br /> tiết<br /> ết kiệm<br /> thời gian quản lý, chi phí vận hhành<br /> thời ành và bảo<br /> ảo trì.<br /> tr<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 11. Mô hình ki<br /> kiến<br /> ến trúc Web GIS của bbài<br /> ài báo.<br /> báo<br /> QKGIS ssử ử dụng framework Express của Node.js, mô mô--đun<br /> đun dịch<br /> dịch vụ web nổi<br /> tiếng<br /> ếng nhất trong số các mô mô-đunđun đưđược<br /> ợc đăng ký trong đăng ký npm. Express chịu<br /> trách nhiệm<br /> nhiệm tiếp nhận vvàà trả<br /> tr lời<br /> lời các yêu<br /> yêu ccầu<br /> ầu web, bản thân Node.js cung cấp chức<br /> năng máy ch chủủ web vvàà có ththểể đư<br /> được<br /> ợc thực hiện, tuy nhi<br /> nhiên,<br /> ên, đđểể cấu hhình<br /> ình mômô--đun<br /> đun web<br /> dễễ ddàng,<br /> àng, ch<br /> chẳng<br /> ẳng hạn nh<br /> nhưư ddịch<br /> ịch vụ RESTful, Express llàà mô mô-đunđun phù hhợp<br /> ợp nhất.<br /> Cơ sở<br /> sở dữ liệu QKGIS sử dụng llàà ddữ ữ liệu hạ tầng mạng thô thông<br /> ng tin quân sự sự gồm<br /> dữữ liệu không gian vvàà thu<br /> thuộcộc tính của các đối ttư ượng<br /> ợng như<br /> như Đơn vvị, ị, Tuyến truyền dẫn,<br /> Tủủ hộp, Sợi cáp. Mô hình CSDL QKGIS ssử ử dụng llàà hhệệ quản trị SQL Server vvới ới<br /> đánh chỉchỉ mục tại tr<br /> trường<br /> ờng thuộc tính không gian, có kh khảả năng llưuưu trữ<br /> tr ữ vvàà truy vvấn<br /> ấn<br /> thông tin không gian vvới<br /> thông ới hiệu suất cao. X Xử ử lý hiển thị dữ liệu không gian<br /> Hình 2 thể<br /> thể hiện ssơ<br /> ơ đđồồ xử lý hiển thị dữ liệu không gian của QKGIS llên ên nnền<br /> ền<br /> bản<br /> ản đồ. Khi Client truy ccập ập bản đồ Web GIS bằng tr trình<br /> ình duy<br /> duyệt,<br /> ệt, QKGIS sẽ xác định<br /> kích thước<br /> thước vùng<br /> vùng bbản<br /> ản đồ sẽ hiển tthhịị ở Client vvàà tính toán ra ssố ố lượng<br /> l ợng Tile (kích<br /> thước 256x256) cần hiển thị. QKGIS sử dụng th<br /> thước thư<br /> ư viện<br /> viện Leaflet để tạo ra các Tile<br /> Layer tương ứng, với mỗi Tile Layer ttương ương ứng QKGIS sẽ xử lý dữ liệu không<br /> gian ccủa<br /> ủa Tile Layer đó vvàà vẽ vẽ dữ liệu không gian llên ên nnềnn bbản<br /> ản đồ. Chi ti ết để xử<br /> tiết ử lý<br /> vẽẽ dữ liệu GIS llên<br /> ên m<br /> một<br /> ột Tile Layer thể hiện ở hình 3. 3<br /> Trong Hình 3 thểể hiện ssơ ơ đồ<br /> đồ xử lý th<br /> thành<br /> ành hai kh<br /> khối<br /> ối llàà Client và Server, trong đó<br /> ở Client sẽ tạo các Tile Layer vvàà v vẽẽ dữ liệu vector không gian llên ên Tile Layer, còn ở<br /> Server ssẽẽ là<br /> là cung ccấp<br /> ấp dữ liệu vector không gian gửi cho Client.<br /> <br /> <br /> 202 H. Tuấn,<br /> Tuấn, N. A. B<br /> Bình,<br /> ình, P. T. H. Thanh<br /> Thanh,, ““Nghiên<br /> Nghiên ccứu<br /> ứu ứng dụng … mạng sự.””<br /> ạng thông tin quân sự<br /> Thông tin khoa học công nghệ<br /> <br /> <br /> Mở bản đồ<br /> Web GIS Xác định kích thước vùng Tính số lượng Tile<br /> hiển thị bản đồ cần hiển thị<br /> <br /> <br /> Clients Tile Tile Tile<br /> <br /> Tile Tile Tile<br /> <br /> Với mỗi Tile Layer<br /> Tile Tile Tile<br /> (Leaflet.js)<br /> Tile Tile Tile Xử lý vẽ dữ liệu GIS lên Khởi tạo các Tile Layer<br /> một Tile Layer tương ứng tương ứng<br /> <br /> <br /> Clients<br /> <br /> <br /> Hình 2. Sơ đồ xử lý hiển thị dữ liệu không gian lên bản đồ.<br /> Chi tiết xử lý mô tả như sau: đầu tiên QKGIS sẽ kiểm tra xem những Tile<br /> Layer đã có dữ liệu lưu ở cache chưa, nếu Tile Layer nào có dữ liệu lưu ở cache rồi<br /> thì dùng HTML5 Canvas để vẽ lên trên Tile Layer lên bản đồ. Nếu chưa thì sẽ xác<br /> định các Tile Layer lấy dữ liệu từ server và sẽ gửi request XMLHttpRequest thông<br /> qua URI theo định dạng /rest/geodatas/[mapid]/[layerid]/tile/[z]/[x]/[y], trong đó<br /> biến [mapid] là id của bản đồ hiển thị, [layerid] là id của lớp bản đồ hiển thị (ví dụ:<br /> lớp tủ hộp, lớp sợi cáp …), [z] là tỉ lệ zoom, [x] và [y] là tọa độ mảnh tile trong<br /> vùng hiển thị.<br /> CLIENTS SERVER<br /> <br /> <br /> Ur i X M LH t tp R e q u e s t<br /> (XMLHttpRequest) / r es t / g eo d at a s / [ ma p id ] / [ l a y e r i d ] / ti l e / [ z ] / [ x ] / [ y ]<br /> Load dữ liệu GIS Kiểm tra<br /> No Request dữ liệu GIS<br /> cho Tile Layer có cache tile?<br /> của Tile Layer<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Yes<br /> Load dữ liệu cache (Node.js RESTful Service)<br /> của Tile Layer Xử lý Route tham chiếu<br /> Đánh chỉ mục<br /> thuộc tính không gian<br /> <br /> <br /> (HTML5 Canvas) (Node.js Express) Query data<br /> Vẽ lớp nhãn bản đồ Truy vấn dữ liệu<br /> <br /> No CSDL<br /> Tile Tile Tile SQL Server<br /> (HTML5 Canvas) (Node.js Express)<br /> Tile Tile Tile Yes Hiển thị nhãn? Vẽ dữ liệu GIS lên JSON Chuyển đổi dữ liệu trả về Return data<br /> Tile Layer thành Json<br /> <br /> Hiển thị dữ liệu GIS<br /> trên Tile Layer<br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3. Sơ đồ chi tiết xử lý vẽ dữ liệu GIS lên một Tile Layer.<br /> Sau khi gửi request đến Server, dịch vụ RESTful của Node.js sẽ nhận được<br /> request URI và ánh xạ đến hàm truy vấn dữ liệu tương ứng như hình 4.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 4. Hàm xử lý Request URI của dịch vụ RESTful Node.js.<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 11 - 2018 203<br />  Công nghệ thông tin<br /> <br /> Trong hàm truy vấn dữ liệu sẽ lấy dữ liệu từ CSDL lên, chuyển đổi dữ liệu<br /> thành định dạng Json và gửi dữ liệu Json về Client như hình 5.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 5. Cấu trúc dữ liệu json trả về Client.<br /> Tại Client, khi nhận được dữ liệu Json từ Server gửi về, QKGIS sẽ dùng<br /> JavaScript và HTML5 Canvas để vẽ dữ liệu vector không gian lên trên Tile Layer,<br /> vẽ xong sẽ kết xuất thành ảnh đối tượng trên lớp bản đồ.<br /> Xử lý dữ liệu thuộc tính<br /> Để xử lý xem/thêm/xóa/sửa đối với dữ liệu thuộc tính, QKGIS sử dụng thư<br /> viện lập trình JavaScript UI Webix với cách xử lý dữ liệu theo sơ đồ ở hình 6.<br /> CLIENTS SERVER<br /> Ur i X M LH t tp R e q u e s t<br /> /rest/geodatas/:featureclass<br /> <br /> Mở bản đồ<br /> Web GIS (XMLHttpRequest) (Node.js RESTful Service)<br /> Get | Post | Push | Delete Xử lý Route tham chiếu<br /> Đánh chỉ mục<br /> Clients thuộc tính không gian<br /> <br /> <br /> (Node.js Express)<br /> Query data<br /> Select|Insert|Update|Delete<br /> CSDL<br /> SQL Server<br /> (Node.js Express)<br /> (Webix Controls)<br /> JSON Chuyển đổi dữ liệu trả về Return data<br /> Xử lý dữ liệu JSON (nếu có)<br /> thành Json (nếu có)<br /> <br /> Hiển thị kết quả<br /> dữ liệu<br /> <br /> <br /> Hình 6. Sơ đồ xử lý dữ liệu thuộc tính dùng JavaScript UI Webix.<br /> Cũng giống như xử lý hiển thị dữ liệu không gian, khi Client gửi một yêu cầu<br /> xem/thêm/xóa/sửa dữ liệu thuộc tính, Webix trong QKGIS sẽ tạo ra các request<br /> URI XMLHttpRequest tương ứng Get/Post/Push/Delete và gửi về Server, dịch vụ<br /> RESTful của Node.js sẽ nhận được request URI và ánh xạ đến hàm xử lý dữ liệu<br /> tương ứng với select/insert/update/delete của SQL Server. Tùy từng lệnh request,<br /> SQL Server sẽ trả về kết quả dữ liệu tương ứng, QKGIS sẽ chuyển đổi sang định<br /> dạng Json và gửi về Client. Tại Client, khi nhận được dữ liệu Json từ Server gửi về,<br /> QKGIS sẽ dùng các trình điều khiển trong thư viện Webix để xử lý và hiển thị dữ<br /> liệu lên trình duyệt.<br /> Kết quả sản phẩm<br /> <br /> <br /> 204 H. Tuấn, N. A. Bình, P. T. H. Thanh, “Nghiên cứu ứng dụng … mạng thông tin quân sự.”<br /> Thông tin khoa học công nghệ<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 7. Ứng dụng QKGIS trong hạ tầng mạng thông tin quân sự.<br /> Dữ liệu chuyên đề trong nghiên cứu này bao gồm dữ liệu hạ tầng mạng thông<br /> tin quân sự, các đối tượng không gian quản lý gồm có Đơn vị, Tuyến truyền dẫn,<br /> Tủ hộp, Sợi cáp. Trong hình 7, QKGIS hiển thị các dữ liệu không gian lên bản đồ,<br /> các dữ liệu này được phân loại thành nhiều lớp chi tiết khác nhau được hiển thị<br /> theo hình cây và cho phép lọc ẩn/hiển lớp dữ liệu đó trên bản đồ.<br /> QKGIS cho phép cấu hình định dạng dữ liệu hiển thị không gian khi hiển thị<br /> lên bản đồ và chỉnh sửa trực tiếp trên bản đồ. Hình 8 thể hiện vẽ các tuyến sợi cáp<br /> bám theo đường địa hình.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 8. Hiển thị dữ liệu không gian trên Tile Layer của Leaflet.<br /> Trong hình 9, QKGIS dùng trình điều khiển TreeTable của Webix để hiển thị<br /> để hiển thị dữ liệu thuộc tính là danh sách các đơn vị với các chức năng<br /> thêm/xóa/sửa dữ liệu đơn vị.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 9. Hiển thị dữ liệu thuộc tính bằng TreeTable của Webix.<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 11 - 2018 205<br />  Công nghệ thông tin<br /> <br /> Ứng dụng QKGIS đã đáp ứng các yêu cầu quản lý, cập nhật, chia sẻ, cung cấp<br /> thông tin về hạ tầng mạng thông tin phục vụ công tác quản lý hạ tầng mạng thông<br /> tin quân sự cấp Quân khu. Việc có một cơ sở dữ liệu thông tin đầy đủ về hạ tầng<br /> mạng thông tin quân sự cấp Quân khu chạy trên môi trường mạng truyền số liệu<br /> quân sự đã giúp cho các phòng, ban chuyên môn và cán bộ, nhân viên ngành thông<br /> tin của các đơn vị dễ dàng tra cứu thông tin cần thiết cho công tác tham mưu và<br /> thực hiện các nhiệm vụ được giao một cách nhanh chóng, chính xác. Có thể nói,<br /> việc ứng dụng GIS phục vụ công tác quản lý mạng thông tin quân sự là bước kế<br /> tiếp, tiếp tục làm tốt vai trò thúc đẩy các hệ thống thông tin địa lý khác nối tiếp<br /> nhau ra đời. Từ đó, hình thành nên hệ thống thông tin địa lý ngày càng hoàn thiện<br /> hơn; là tiền đề, động lực thúc đẩy các đơn vị có điều kiện ứng dụng CNTT để hiện<br /> đại hóa công tác quản lý, điều hành.<br /> 4. KẾT LUẬN<br /> Bài báo đã đưa ra mô hình xây dựng một Web GIS hoàn chỉnh sử dụng<br /> Node.js làm máy chủ bản đồ. Để hiển thị dữ liệu không gian trên bản đồ, bài báo<br /> cũng đã sử dụng JavaScript và HTML5 Canvas để vẽ trên layer của Leaflet. Ngoài<br /> ra, bài báo cũng đã xây dựng giao diện Web GIS bằng thư viện JavaScript UI<br /> Webix để đưa xử lý giao diện cũng như xử lý hiển thị dữ liệu thuộc tính về phía<br /> Client nhằm giảm bớt công việc xử lý ở Server. Cách tiếp cận xây dựng hệ thống<br /> trên nền tảng mã nguồn mở giúp tiết kiệm chi phí bản quyền phần mềm và các chi<br /> phí bảo trì, nâng cấp phần mềm của nhà cung cấp. Mặc dù các kết quả của còn hạn<br /> chế nhưng đã được ứng dụng vào công tác quản lý và khai thác hạ tầng mạng<br /> thông tin quân sự tại đơn vị thụ hưởng cho thấy sự hiệu quả của việc ứng dụng<br /> công nghệ Web GIS. Đây cũng là tiền đề cho việc mở rộng ứng dụng hệ thống<br /> Web GIS vào quản lý hạ tầng mạng thông tin quân sự về sau.<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. H. B. Hùng, “Ứng dụng GIS trong quản lý hạ tầng ngầm cáp viễn thông và<br /> quy hoạch trạm BTS trên địa bàn thành phố Huế”, Đề tài NCKH cấp Bộ<br /> Thông tin và truyền thông, 2011.<br /> [2]. P. T. N. Quyên, “Ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý hạ tầng viễn thông<br /> trên địa bàn tỉnh Quảng Nam”, Đề tài NCKH cấp tỉnh Quảng Nam, 2012.<br /> [3]. Boulos, M., Warren, J., Gong, J., and Yue, P. “Web GIS in practice VIII:<br /> HTML5 and the canvas element for interactive online mapping”. International<br /> Journal of Health Geographics, 9 (1), 14, 2010.<br /> [4]. Chhetri, N., “A Comparative Analysis of Node.js (Server-Side JavaScript)”.<br /> Culminating Projects in Computer Science and Information Technology, St.<br /> Cloud State University, 2016.<br /> <br /> <br /> <br /> 206 H. Tuấn, N. A. Bình, P. T. H. Thanh, “Nghiên cứu ứng dụng … mạng thông tin quân sự.”<br /> Thông tin khoa học công nghệ<br /> <br /> [5]. Jun, S. H; Doh, K. T, “Design and Implementation of Web GIS Server Using<br /> Node.js”, Journal of KSIS, 21(3):45-53, 2013.<br /> [6]. Li, Z., et al., “An optimized framework for seamlessly integrating OGC Web<br /> Services to support geospatial sciences”. International Journal of<br /> Geographical Information Science, 2011. 25(4): p. 595-613.<br /> [7]. Leaflet, 2018, https://leafletjs.com.<br /> [8]. mojoPortal, https://www.mojoportal.com.<br /> [9]. Node.js, 2018, https://nodejs.org.<br /> [10]. Sheng, Q.Z., et al., “Web services composition: A decade’s overview.<br /> Information Sciences”, 2014. 280: p. 218-238.<br /> [11]. HTML5-A vocabulary and associated APIs for HTML and XHTML,<br /> http://www.w3.org/TR/html5/]<br /> [12]. Webix, 2018, https://webix.com<br /> ABSTRACT<br /> APPLICATION OF WEB GIS TECHNOLOGY IN MILITARY INFORMATION<br /> NETWORK INFRASTRUCTURE DATA MANAGEMENT<br /> This paper presents a Web-based GIS system for military information<br /> network management and operation. The system based on Client-Server<br /> architecture, using Node.js as GIS Server, integrated Leaflet and JavaScript -<br /> HTML 5 Canvas for map tile. GIS database stored in SQL Server with spatial<br /> index supporting and standard spatial query function. In addition, Javascript<br /> UI platform enables to transfer data quickly, real-time data synchronization,<br /> easy to use and high performance.<br /> Keywords: Web gis; Node.js; Leaflet; Javascript; Html5 canvas; Webix; Information network.<br /> <br /> <br /> Nhận bài ngày 28 tháng 6 năm 2018<br /> Hoàn thiện ngày 24 tháng 9 năm 2018<br /> Chấp nhận đăng ngày 05 tháng 11 năm 2018<br /> <br /> 1<br /> Địa chỉ: Viện Công nghệ thông tin – Viện KH-CN quân sự - Bộ Quốc phòng;<br /> 2<br /> Viện Địa lý Tài nguyên Thành phố Hồ Chí Minh (VAST).<br /> *<br /> Email: hgtuan2003@gmail.com.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 11 - 2018 207<br />