GIẢI PHÁP TRỰC QUAN HÓA DỮ LIỆU ĐÔ THỊ 3D THEO CHUẨN CITYGML TRÊN NỀN WEB

Abstract

Với sự phát triển vượt bậc của công nghệ, dựa vào ưu thế của GIS so với công nghệ khác là khả năng gắn kết các thông tin kể cả yếu tố không gian phục vụ phân tích và truy cập theo yêu cầu, hiện nay GIS trên thế giới đã quản lý được đối tượng với hệ không gian ba chiều (3D). GIS 3D tạo ra các sản phẩm số sinh động trực quan, mô phỏng chính xác đối tượng, chia sẻ thông tin dễ dàng và nhanh chóng. Vì những ưu điểm trên mà GIS 3D được sử dụng rộng rãi trên mọi lĩnh vực trên thế giới. Đặc biệt là trong quản lý đô thị, ví dụ như từng lớp đối tượng được quản lý đã được phân định rõ nét, khi biểu diễn hai đường dây một là ngầm và một là ở trên cao. Nếu quản lý đối tượng GIS 2D thì sẽ bị trùng nhau nhưng nếu đước biểu diễn và quản lý hệ thống GIS 3D thì sẽ phân biệt được rõ hai đường khác nhau bởi chúng được phản ánh ở những độ cao khác nhau. Tóm lại, các ứng dụng của công nghệ GIS 3D rất phong phú và mang lại hiệu quả cao. Công nghệ này cũng mở ra khả năng xây dựng mô hình đô thị 3D một cách hiện đại, nhanh chóng, sinh động và chính xác. Để các thông tin địa lý có thể đưa lên mạng Internet một cách dễ dàng và linh động, các tiêu chuẩn về cấu trúc dữ liệu thông tin địa lý đã được nghiên cứu và ban hành bởi các tổ chức như OpenGIS Consortium (OGC), Internation Standard Organisation Technical Committee 211 (ISO TC211), và Infrastructure for Spatial Information in the European Committee (INSPIRE). Trên cơ sở hợp tác giữa các tổ chức nói trên, tiêu chuẩn ngôn ngữ đánh dấu địa lý – Geographic MarkUp Language (GML) đã được sử dụng làm tiêu chuẩn cho trao đổi thông tin địa lý giữa các hệ thống khác nhau và chính thức được công nhận là chuẩn quốc tế với tên gọi ISO19136. Mô hình đô thị 3D đang xây dựng trên chuẩn dữ liệu khác nhau như Keyholes Markup Language (KML), Industry Foundation Classes (IFC) and CityGML. Trong các chuẩn này, CityGML là chuẩn dưới dạng ngôn ngữ eXtensible MarkUp Language được xây dựng thành tiêu chuẩn quốc tế do Open GIS Consortium (OGC) đề xuất với mục đích thành lập và trao đổi dữ liệu không gian đô thị 3 chiều. Trong CityGML, các đối tượng địa lý 3D trong đô thị được định 2 nghĩa về mặt hình học, topology, các tính chất chuyên đề cũng như hình dáng bên ngoài. Các định nghĩa này cho phép mã hóa các đối tượng địa lý 3D trong đô thị phục vụ các mục đích như quy hoạch đô thị, định vị, mô phỏng các tình huống môi trường và quản lý hạ tầng đô thị [2]. Xét nhu cầu nói chung, GIS 3D đã được nhiều nước trên thế giới áp dụng hiệu quả và nói riêng đối với Việt Nam, trong đồ án quy hoạch chung thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050, GIS 3D đã được áp dụng từ bước nghiên cứu, thu thập số liệu, phân tích đánh giá hiện trạng theo các chuyên đề điều kiện tự nhiên (địa hình, mô hình số độ cao, thủy hệ,...), hệ thống hạ tầng xã hội (giáo dục, y tế, văn hóa, thể dục thể thao,...), hạ tầng kỹ thuật (giao thông, cấp điện, cấp nước,...), sử dụng đất, kinh tế -xã hội (dân số, lao động, đói nghèo, phát triển kinh tế,...) làm cơ sở để đánh giá tổng hợp các lĩnh vực, xác định các kịch bản phát triển không gian,...GIS 3D sẽ giúp khai thác nhanh phục vụ tốt cho công tác quản lý phát triển đô thị theo quy hoạch, giảm thiểu việc tra cứu hồ sơ quy hoạch theo phương pháp truyền thống,... Từ các nhu cầu cấp bách ở trên, tôi đã chọn đề tài “Giải pháp trực quan hóa dữ liệu đồ thị theo chuẩn CityGML trên nền Web” làm đề tài nghiên cứu luận văn của mình. Mục tiêu chính của luận văn là nghiên cứu, tìm hiểu về chuẩn CityGML để đặc tả dữ liệu mô hình đô thị 3D, cho phép quản trị và trực quan hóa đô thị ảo 3 chiều từ đó khảo sát, đánh giá xây dựng giải pháp trực quan hóa dữ liệu đô thị 3D theo chuẩn đó chỉ sử dụng trình duyệt Web.