Ứng dụng cntt trong công tác quản lý lưới Điện

ỨNG DỤNG CNTT TRONG CÔNG TÁC QUẢN LÝ LƯỚI ĐIỆN PHẦN MỀM: KIỂM TRA LƯỚI ĐIỆN Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng CNTT trong công tác Quản lý lưới điện, phần mềm Kiểm tra Lưới điện” được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 9 năm 2020 đến tháng 12 năm 2020. Đề tài thực hiện theo trình tự sau: - Biên tập bản đồ chuyên đề thể hiện thông tin lưới điện điện. - Xây dựng cơ sở dữ liệu thông tin lưới Điện trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL. - Thiết kế giao diện và đưa cơ sở dữ liệu hiển thị lên nền web bằng công nghệ mã nguồn mở GeoServer, thư viện Leaflet, các ngôn ngữ lập trình HTML, JavaScript, PHP. - Chỉnh sửa và cập nhật dữ liệu thuộc tính trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL. - Tạo chức năng cho ứng dụng. Kết quả thu được: - Phần mềm Kiểm tra lưới điện, có nhiều chức năng, giao diện thân thiện, dễ sử dụng. - Báo cáo và trình bày nội dung đề tài. - Triển khai thực tế tại Công ty Điện lực Thủ Thiêm

Giảng viên hướng dẫn: Th.S

Chuyên ngành : HỆ THỐNG ĐIỆN

Lớp:

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn quí Thầy Cô đang công tác tạiTrường Đại học Điện lực, quý Thầy Cô - Bộ môn, đã tận tâm truyền đạt nhiềukiến thức quý báu, làm nền tảng cho tôi hoàn thành tốt khóa luận này.

Tôi chân thành cảm ơn Thạc sĩ đã tận tình hướng dẫn, theo sát và góp ýcho tôi trong suốt quá trình làm khóa luận tốt nghiệp Song song đó tôi xin gửilời cảm ơn đến cán bộ - viên chức đang công tác tại Công ty Điện lực ThủThiêm đặc biệt là anh đã tạo điều kiện tốt nhất và giúp đỡ tôi trong thời gianthực tập ở công ty.

Bản thân mặc dù đã cố gắng và nổ lực để thực hiện đề tài, tuy nhiên khóaluận không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế Tôi rất mong nhận được sựchia sẻ, góp ý từ phía quý Thầy Cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện tốt nhất.

Tp HCM, ngày… tháng… năm 2020.

Sinh viên thực hiện.

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

3.2 Một số nghiên cứu trong nước 2

3.3 Một số nghiên cứu về GIS trong quản lý lưới điện 2

4 Quy trình thực hiện 3

5 Nội dung và cách thực hiện 4

6 Kết cấu đề tài nghiên cứu 5

PHẦN NỘI DUNG: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6

1 Tổng quan về hệ thống điện 6

2 Hệ thống thông tin điện lực 7

2.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 7

3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu: 17

3.1 Nội dung, Đối tượng, Chức năng và Phương pháp nghiên cứu 17

3.2 Cấu trúc của hệ thống WebGIS bằng công nghệ GeoServer 18

4 Kết quả 28

PHẦN TRIỂN KHAI THỰC TẾ 35

1 Tổng quan hiện trạng lưới điện tại Công ty Điện lực Thủ Thiêm 35

2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm trên thiết bị di động và trên máy tính 41

2.1 Cài đặt và vận hành phần mềm ứng dụng 41

2.3 Hướng dẫn sử dụng ứng dụng thống kê, xử lý kết quả kiểm tra lưới

2 Đề xuất hướng nghiên cứu và phát triển 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

Hình 1 5: Cấu trúc Javascript trong HTML 15

Hình 1 6: Giao diện GeoServer 17

Hình 1 7:Sơ đồ thiết kế chức năng 18

Hình 1 8: Sơ đồ giải thuật toán quản lý dữ liệu 21

Hình 1 9: Sơ đồ giải thuật toán tìm kiếm, hiển thị thông tin 22

Hình 1 10 : Bản đồ hệ thống điện lực trên ArcGIS 23

Hình 1 11: Bản đồ hệ thống điện lực trên ArcGIS 23

Hình 1 12:Màn hình thể hiện hộp thoại Browser pgAdmin4 24

Hình 1 13: Hộp thoại tạo Databases 24

Hình 1 14: Cơ sở dữ liệu Quản lý lưới điện 25

Hình 1 15 Hộp thoại Browser QGIS 25

Hình 1 16: Hộp thoại tạo kết nối vối Databases PostgreSQL 26

Hình 1 17 Hộp thoại Database Manager 26

Hình 1 18: Hộp thoại đưa shapefile lên Databases 27

Hình 1 19:Sơ đồ liên kết dữ liệu 31

Hình 1 20: Giao diện đăng nhập 32

Hình 1 21: Giao diện trang chủ 32

Hình 1 22 Giao diện nhập thông tin tìm kiếm của “Trang chủ” 33

Hình 1 23: Giao diện thống kê báo cáo” 33

Hình 1 24: Giao diện trang “Báo cáo tổng hợp” 34

Hình 1 25: Giao diện trang “Cập nhật” dữ liệu 34

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng CNTT trong công tác Quản lý lưới điện,phần mềm Kiểm tra Lưới điện” được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng9 năm 2020 đến tháng 12 năm 2020.

Đề tài thực hiện theo trình tự sau:

- Biên tập bản đồ chuyên đề thể hiện thông tin lưới điện điện.

- Xây dựng cơ sở dữ liệu thông tin lưới Điện trong hệ quản trị cơ sở dữ liệuPostgreSQL.

- Thiết kế giao diện và đưa cơ sở dữ liệu hiển thị lên nền web bằng côngnghệ mã nguồn mở GeoServer, thư viện Leaflet, các ngôn ngữ lập trình HTML,JavaScript, PHP.

- Chỉnh sửa và cập nhật dữ liệu thuộc tính trong hệ quản trị cơ sở dữ liệuPostgreSQL.

- Tạo chức năng cho ứng dụng.Kết quả thu được:

- Phần mềm Kiểm tra lưới điện, có nhiều chức năng, giao diện thân thiện,dễ sử dụng

- Báo cáo và trình bày nội dung đề tài.

- Triển khai thực tế tại Công ty Điện lực Thủ Thiêm.

PHẦN MỞ ĐẦU1 Mục tiêu đề tài

Tìm hiểu hiệu quả mang lại khi nhân viên quản lý làm việc qua giao diện

bản đồ để tham khảo các thông tin liên quan đến vấn đề quản lý hệ thống điện:

 Lưới điện phân phối; Đường dây, trạm biến áp;

 Quản lý hệ thống điện theo công nghệ mới: Công nghệ GIS.

 Tăng hiệu quả công việc, năng suất lao động của công nhân Quảnlý lưới điện.

Hệ thống quá trình xây dựng ứng dụng Kiểm tra lưới điện, áp dụng tạiCông ty Điện lực Thủ Thiêm với các bước sau:

 Thu thập dữ liệu đầu vào; Thiết lập bản đồ chuyên đề;

 Xây dựng giao diện trang ứng dụng; Thiết lập giao diện cho người dùng cuối.

2 Giới hạn và phạm vi đề tài

 Hệ thống quá trình xây dựng ứng dụng Kiểm tra lưới điện.

 Thực hiện trong khu vực lưới điện Công ty Điện lực Thủ Thiêm(khu vực Quận 2 và Quận 9).

 Thời gian: thực hiện trong 2 tháng (Từ tháng 10/2020 đến hết tháng11/2020).

 Năm 2011, Òscar Vidal Calbet đã thực hiện một dự án về WebGISphục vụ cho du lịch tại Azores (Bồ Đào Nha), xây dựng được cáccông cụ phóng to, thu nhỏ, hiển thị bản đồ, đo khoảng cách trên bảnđồ, … hỗ trợ cho công tác quản lý du lịch và tìm kiếm thông tin,lựa chọn địa điểm du lịch của du khách

3.2 Một số nghiên cứu trong nước

Ở Việt Nam việc ứng dụng GIS được nghiên cứu, ứng dụng rộng rãi ởnhiều lĩnh vực như:

 Năm 2010, nhóm nghiên cứu Nguyễn Quang Tuấn, Hà Văn Thành,Trương Đình Trọng, Lê Thái Sơn thực hiện đề tài “Ứng dụng côngnghệ WebGIS để xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ khai thác tiềmnăng du lịch bền vững ở tỉnh Quảng Trị” cung cấp công cụ quản lý,cập nhật thông tin bản đồ, tin tức cho các nhà quản lý; hỗ trợ côngcụ tìm kiếm đia điểm, tìm đường và hiển thị bản đồ, truy vấn nhanhthông tin bản đồ cho người sử dụng

 Trong đề tài “Ứng dụng công nghệ mã nguồn mở xây dựngWebGIS thể hiện thông tin hành chính Thành phố Hồ Chí Minh”(Lê Văn Sony, 2013), tác giả đã xây dựng dữ liệu hành chínhTP.HCM trên hệ quản trị CSDL PostgreSQL, chỉnh sửa CSDLbằng ngôn ngữ Java Thiết kế giao diện và đưa cở sở dữ liệu lênweb dựa trên nền Geoserver, thư viện OpenLayers Ứng dụngGeoserver để style các lớp dữ liệu.

3.3 Một số nghiên cứu về GIS trong quản lý lưới điện

 Quản lý mất điện;

 Quản lý vật tư thiết bị trên lưới điện; Khảo sát thiết kế lưới điện;

 Kiểm tra lưới điện;

 Giám sát an toàn khi làm việc trên lưới điện.

4 Quy trình thực hiện

Tìm hiểu công nghệ GeoServer,PostGIS, PostgresSQL.Xử lý trực quan hóa dữ liệu hệ

Ứng dụng kiểm tra lướiđiện PM báo cáo tổng

hợpKiểm traChạy thử

5 Nội dung và cách thực hiện

Mục tiêu Nội dung Phương pháp thực hiện

Sản phẩm Ghi chú

Thu thập dữ liệu đầu vào

Thu thập dữ liệu thông tin về:

 Tham chiếu nền; Lưới điện;

Thu thập, tổng hợp các dữ liệu được cung cấp từ công ty.

 Lớp tham chiếu nền. Thông tin về

lưới điện.

Sản phẩm trung gian

Thiết lập bản đồ chuyên đề

Thu thập thông tin chuyên đề về:

 Lưới điện; Kiểm tra lưới

Biên tập bản đồ chuyên đề dựa trên các dữ liệu thông tin đã có như:

 Các feature class liên quan đến lưới điện.

 Các bảng dữ liệu quản lý về tổn thất lưới điện.

Bản đồ

chuyên đề về lưới điện.

Sản phẩm trung gian

Khởi tạo Services

Theo nghiệp vụ hiện hành của EVNHCMC.

Thao tác theo “Quytrình xuất bản các dịch vụ trên hệ thống Portal GIS” của công ty.

Cung cấp data cho phần mềmứng dụng thayvì đọc trực tiếp vào database.

Sản phẩm trung gian

Thiết lập  Thiết kế giao  Sử dụng các Giao diện cho Sản

người dùng cuối

Hoàn chỉnh WebGIS

Chạy thử và chỉnh sửa.

Dựa trên ứng dụng đã hoàn thành.

Hoàn thành ứng dụng.

Sản phẩm đồ án.Viết báo

Viết báo cáo đồ án Dựa trên các sản phẩm trong quá trình thực hiện.

Hoàn thành báo cáo.

Sản phẩm trung gian

6 Kết cấu đề tài nghiên cứu

Bố cục của báo cáo gồm: Phần mở đầu:

o Giới thiệu tên đề tài, mục tiêu và nội dung thực hiện. Phần nội dung:

o Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.

o Chương 2: Dữ liệu, Nội dung, Phương pháp thực hiện.o Chương 3: Kết quả và ý nghĩa.

 Phần kết luận và kiến nghị.o Kết luận.

o Kiến nghị.

 Phần triển khai thực tế.

o Số liệu thực tế tại Công ty Điện lực Thủ Thiêm.o Hướng dẫn sử dụng phần mềm.

PHẦN NỘI DUNG: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU1 Tổng quan về hệ thống điện

Hệ thống điện là mạng lưới các thành phần điện dùng để cung cấp truyềntải hoặc sử dụng điện năng Ví dụ cho hệ thống điện là mạng điện cung cấp điệnnăng cho các gia đình và công nghiệp trong một khu vực Đối với một vùngrộng lớn hơn hệ thống này giống như một mạng lưới và nói chung có thể chia rathành máy phát (Cung cấp năng lượng) hệ thống truyền tải (Mang năng lượng từnguồn phát đi đến tải và hệ thống phân phối điện đến các gia đình và khu côngnghiệp.

"Lưới điện" là hệ thống đường dây tải điện, máy biến áp và trang thiết bịphụ trợ để truyền dẫn điện Lưới điện, theo mục đích sử dụng và quản lý vậnhành, được phân biệt thành lưới điện truyền tải và lưới điện phân phối.

Lưới điện có 2 phần tử cơ bản chính: đường dây và trạm biến áp Ngoài racó tụ bù là phần tử tham gia trực tiếp vào quá trình phân phối điện năng Cácphần tử điều khiển, bảo vệ: máy cắt, máy cắt tự đóng lại, dao cách ly, relay bảovệ, thiết bị chống quá điện áp, kháng bù…

Đường dây dẫn điện được chia thành 4 loại chính gồm: đường dây trênkhông, cáp ngầm, cáp treo, thanh dẫn ống dẫn

Trạm biến áp gồm có máy biến áp và các thiết bị phân phối; bảo vệđo lường và điều khiển… sắp đặt trong một hệ thống nhất định làm nhiệm vụbiến đổi điện áp và phân phối điện năng.

Có 2 loại trạm biến áp: trạm tăng áp và trạm giảm áp: Trạm tăng áp chủ yếu là ở các nhà máy điện. Trạm giảm áp có các loại:

o Trạm trung gian khu vực, biến đổi điện áp từ cao áp và siêucao áp xuống cao áp: 500/220/110, 220/110/6… 35kV, cấpđiện cho lưới truyền tải và lưới phân phối.

o Trạm phân phối hay trạm phụ tải: biến đổi diện áp từ trungáp sang hạ áp, cấp điện cho lưới hạ áp.

2 Hệ thống thông tin điện lực

Trong ngành Điện, hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographic InformationSystem) được sử dụng để kết nối các thông tin khách hàng theo từng khu vựclưới điện, giải quyết các yêu cầu của khách hàng một cách kịp thời và thuận lợinhất GIS đáp ứng yêu cầu lưu trữ, xử lý, phân tích và hiển thị thông tin phục vụquản lý để vận hành lưới điện nhanh và hiệu quả.

2.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

a) Định nghĩa

Theo Nguyễn Kim Lợi và cộng tác viên (2009) GIS được định nghĩa là mộthệ thống thông tin mà nó sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích, cơ sỡdữ liệu đầu ra liên quan về mặc địa lý không gian, nhằm trợ giúp việc thu nhận,lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiển thị các thông tin không gian từ thế giớithực để giải quyết các vấn đề tổng hợp thông tin cho các mục đích của conngười đặt ra, chẳng hạn như hỗ trợ việc ra quyết định cho quy hoạch và quản lýsử dụng đất, tài nguyên thiên nhiên, môi trường, giao thông…

b) Lịch sử phát triển

GIS được hình thành từ các ngành khoa học: Địa lý, bản đồ, tin học, toánhọc Nguồn gốc của GIS là việc tạo các bản đồ chuyên đề, các nhà quy hoạch sửdụng phương pháp chồng lắp bản đồ (Overlay), phương pháp này được mô tảmột cách có hệ thống lần đầu tiên bởi Jacqueline Tyrwhitt trong quyển sổ tayquy hoạch năm 1950, kỹ thuật này còn được còn được sử dụng trong việc tìmkiếm vị trí thích hợp cho các công trình quy hoạch Cuối thập niên 50, đầu thậpniên 60 khái niệm GIS ra đời nhưng tới những năm 80 thì GIS mới thực sự pháthuy hết khả năng của mình do sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ phần cứngvà từ đây GIS trở nên phổ biến trong các lĩnh vực thương mại, khoa học và quảnlý Từ năm 1990 trở lại đây, công nghệ GIS đã có những bước phát triển nhảyvọt, trở thành một công cụ hữu hiệu trong quản lý và hỗ trợ ra quyết định

c) Các thành phần của GIS

GIS được cấu tạo từ 5 thành phần:

Hình 1 1: Các thành phần của GIS

(Nguồn: Hệ thống thông tin địa lý Việt Nam,2013).

 Phần cứng (Hardware): Phần cứng hệ thống thông tin địa lý có thểlà một máy tính hoặc một hệ thống máy tính và các thiết bị ngoạivi.

 Phần mềm (Software): Phần mềm hệ thống thông tin địa lý baogồm hệ điều hành hệ thống, phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu, phầnmềm hiển thị đồ hoạ…Dựa vào mục đích và quy mô cơ sở dữ liệucần quản lý mà ta lựa chọn phần mềm thích hợp.

 Cơ sở dữ liệu (Data): Có thể coi thành phần quan trọng nhất trongmột hệ GIS là dữ liệu Các dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liênquan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặc được mua từ nhàcung cấp dữ liệu thương mại Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gianvới các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng hệ quản trị cơsở dữ liệu để tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu.

 Con người (People): Đây là thành phần quan trọng nhất Cần phảicó đội ngũ cán bộ kỹ thuật, đó là các chuyên viên tin học, các nhà

 Phương thức tổ chức (Methods): Trên cơ sở các định hướng, chủtrương ứng dụng của các nhà quản lý, các chuyên gia chuyên ngànhsẽ quyết định xem GIS sẽ được xây dựng theo mô hình ứng dụngnào, lộ trình và phương thức thực hiện như thế nào, hệ thống đượcxây dựng sẽ đảm đương được các chức năng trợ giúp quyết định gì,từ đó có những thiết kế về nội dung, cấu trúc các hợp phần của hệthống cũng như đầu tư tài chính…

d) Dữ liệu địa lý trong GIS

Có hai dạng cấu trúc dữ liệu cơ bản trong GIS đó là dữ liệu không gian vàdữ liệu thuộc tính Đặc điểm quan trọng trong tổ chức dữ liệu của GIS là: dữ liệukhông gian (bản đồ) và dữ liệu thuộc tính được lưu trữ trong cùng một cơ sở dữliệu (CSDL) và có quan hệ chặt chẽ với nhau Trong đó, mô hình Raster hoặcmô hình Vector được sử dụng để biểu diễn vị trí; mô hình phân cấp, mô hìnhmạng hoặc mô hình quan hệ được sử dụng để biểu diễn thuộc tính của các đốitượng, các hoạt động, các sự kiện trong thế giới thực.

 Dữ liệu không gian: Các đối tượng không gian trong GIS đượcnhóm theo ba loại đối tượng: điểm, đường và vùng Ba đối tượngkhông gian trên dù ở mô hình cấu trúc dữ liệu GIS nào đều có mộtđiểm chung là vị trí của chúng đều được ghi nhận bằng giá trị toạđộ trong một hệ toạ độ nào đó tham chiếu với hệ toạ độ dùng choTrái đất.

 Dữ liệu thuộc tính: Dữ liệu thuộc tính là các thông tin đi kèm vớicác dữ liệu không gian, chỉ ra các tính chất đặc trưng cho mỗi đốitượng điểm, đường và vùng trên bản đồ Dữ liệu thuộc tính dùng đểmô tả đặc điểm của đối tượng

e) Chức năng của GIS

GIS có một số chức năng như quản lý, lưu trữ, tìm kiếm, thể hiện, trao đổivà xử lý dữ liệu không gian cũng như các dữ liệu thuộc tính Dưới đây là 4 chứcnăng chính:

 Thu thập dữ liệu: dữ liệu được sử dụng trong GIS đến từ nhiềunguồn khác nhau, có nhiều dạng và được lưu trữ theo nhiều cáchkhác nhau GIS cung cấp công cụ để tích hợp dữ liệu thành mộtđịnh dạng chung để so sánh và phân tích Nguồn dữ liệu chính baogồm số hóa thủ công/ quét ảnh hàng không, bản đồ giấy và dữ liệusố có sẵn Ảnh vệ tinh và Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) cũng lànguồn dữ liệu đầu vào.

 Quản lý dữ liệu: sau khi dữ liệu được thu thập và tích hợp, GIScung cấp chức năng lưu trữ và duy trì dữ liệu Hệ thống quản lý dữ

liệu hiệu quả phải đảm bảo các điều kiện về an toàn dữ liệu, toànvẹn dữ liệu, lưu trữ và trích xuất dữ liệu, thao tác dữ liệu.

 Phân tích không gian: đây là chức năng quan trọng nhất của GISlàm cho nó khác với các hệ thống khác Phân tích không gian cungcấp các chức năng như nội suy không gian, tạo vùng đệm, chồnglớp.

 Hiển thị kết quả: một trong những khía cạnh nổi bật của GIS là cónhiều cách hiển thị thông tin khác nhau Phương pháp truyền thốngbằng bảng biểu và đồ thị được bổ sung với bản đồ và ảnh ba chiều.Hiển thị trực quan là một trong những khả năng đáng chú ý nhấtcủa GIS.

 Web Mapping Services (WMS). Web Feature Serviecs (WFS). Web Coverage (Raster).

Web: dễ tiếp cận chỉ cần có thiết bị được kết nối internet, chạy trên đa nềntảng (Windows, MacOS, Linux…), đa cấu hình và dễ dàng chia sẻ Kiến trúcweb của hệ thống thông tin dữ liệu không gian cũng gần giống như kiến trúcdành cho một hệ thống thông tin web cơ bản khác, ngoại trừ có sử dụng kỹ thuậtGIS

GIS: thể hiện dữ liệu GIS có kết hợp thuộc tính, không gian và thực hiệncác thao tác với dữ liệu GIS Có nhiều dạng công nghệ cho việc thành lập webcho thông tin không gian như: MapServer, GeoServer, ArcGIS Server, …Clientgửi yêu cầu của người sử dụng thông qua giao thức HTTP đến Web Server.

 WebGIS là giải pháp Client – Sever cho phép quản lý, phân tích, cập nhật,phân phối thông tin bản đồ và GIS trên mạng Internet, giảm thiểu chi phí

 User Interface (Client): Các trình duyệt Web (Gooogle Chrome,Internet Explorer, Mozilla Firefox, …) để mở các trang web theoURL được định sẵn hay phần mềm GIS (MapInfo, ArcGIS, …). Application Server: thường được tích hợp một Webserver nào đó,

ví dụ như Apache, Tomcat, IIS, Web Server nhận yêu cầu củangười dùng từ phía Client, xử lý và chuyển tiếp yêu cầu đến ứngdụng trên Server có liên quan Web Server nhận kết quả xử lý, thêmvào các code HTML, PHP, … để có thể hiển thị lên trình duyệt, gửitrả kết quả về cho trình duyệt dưới dạng các trang web.

 Data servers: là nơi lưu trữ các dữ liệu địa lý bao gồm các dữ liệukhông gian và phi không gian Các dữ liệu này được quản trị bởicác hệ quản trị cơ sở dữ liệu như: Oracle, MS SQL Server, EsriSDE, PostgreSQL hoặc là các dạng file dữ liệu như: Shapefile, Tab,XML, … Các dữ liệu này được thiết kế cài đặt và xây dựng theotừng quy trình cụ thể Tùy theo quy mô và yêu cầu của hệ thống màtổ chức lựa chọn công nghệ quản trị cơ sở dữ liệu cho phù hợp.

Hình 1 2: Kiến trúc hệ thống WebGIS(Nguồn: Ứng dụng mới - ungdungmoi.edu.vn).

c) Các bước xử lý của một WebGIS

Hình 1 3: Chu trình xử lý thông tin WebGIS(Nguồn: Ungdungmoi - ungdungmoi.edu.vn).

 Web Client thực hiện gửi yêu cầu đền Web Server thông qua giaothức HTTP.

 Web Server nhận các yêu cầu cụ thể đối với ứng dụng và gọi cáchàm có liên quan để tính toán xử lý Mapserver (Geoserver) gửi yêucầu dữ liệu đến tầng CSDL chứa dữ liệu cần tìm Nếu có yêu cầudữ liệu (Shapefile) nó sẽ gởi yêu cầu dữ liệu đến tầng Webserver(XML format).

 Data Server tiến hành truy vấn dữ liệu cần thiết và trả dữ liệu nàyvề cho Web Server.

 Web Server nhận về kết quả xử lý, thêm vào các ngữ cảnh web(HTML, PHP, ) để có thể hiển thị được trên trình duyệt và cuốicùng gửi trả kết quả về cho trình duyệt dưới dạng các trang web.

2.3 World Wide Web

Phân loại trang web: Web Tĩnh

o Dễ phát triển: Thuần HTML, CSS.o Tính tương tác với người dùng thấp.o Tốc độ duyệt web nhanh.

o Người làm web tĩnh thường dùng các công cụ trực quan đểtạo ra trang web.

o Có thể khởi chạy ở Client lẫn Server.

o Thông tin trên web không thay đổi thường xuyên. Web Động

o Khó phát triển hơn.o Tương tác mạnh.

o Sử dụng nhiều ngôn ngữ khác nhau.o Thường phải viết nhiều mã lệnh.

o Thông tin trên web thay đổi thường xuyên.

2.4 Các ngôn ngữ lập trình HTML, JavaScript, PHP.

a) HTML

 Để phổ biến thông tin trên toàn cục, cần một ngôn ngữ phổ biến màtoàn bộ các máy tính có thể hiểu được Ngôn ngữ phổ biến dùngbởi World Wide Web là HTML (Hyper Text Markup Language). Các trang Web đầy sinh động trên World Wide Web là các trang

siêu văn bản được viết bằng ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản hayHTML - HyperText Markup Language HTML cho phép tạo ra cáctrang phối hợp hài hòa văn bản thông thường với hình ảnh, âmthanh, video, các mối liên kết đến các trang siêu văn bản khác  Cấu trúc của một một tệp HTML cơ bản:

Hình 1 4: Cấu trúc HTML(Nguồn: Phần mềm Notepab++).

 Các thẻ HTML cơ bản cho Web:

o HTML Headings: Dùng để thể hiện tiêu đề, các nội dungmuốn nhấn mạnh.

o HTML Paragraphs: Định dạng 1 đoạn văn bản.

o HTML Links: Dùng đề liên kết page này với page khác.o HTML Images: Để chèn hình ảnh.

o HTML Tables: Định dạng bảng.o HTML Lists: Hiện danh sách.b) CSS

Cascading Style Sheets – là ngôn ngữ dùng để mô tả cách hiển thị cácthành phần trên trang web như đổi màu sắc trang, đổi màu chữ, thay đổi cấutrúc, …rất nhiều và được sử dụng tương tự như dạng Template Các style củaCSS có thể được sử dụng lại cho các trang web khác Có thể thay đổi thuộc tínhtừng trang hoặc cả site nhanh chóng (cascading).

c) JavaScript

JavaScript là một ngôn ngữ kịch bản và thông dịch được thiết kế để tăngkhả năng tương tác với người dùng của HTML Chúng được nhúng trực tiếp vàotrong trang HTML Js là một đoạn mã lệnh máy tính có thể thực hiện được,không phân biệt kiểu dữ liệu như C++ hay Java và nó không phân biệt rõ rànggiữa các kiểu xâu kí tự hay mảng JavaScript có một số đối tượng định nghĩasẵn, bao gồm mảng (Array), đối tượng đại số Bool (Boolean), đối tượng ngàytháng (Date), đối tượng hàm (Function), đối tượng toán học (Math), đối tượngsố (Number), đối tượng đối tượng (Object), đối tượng biểu thức tìm kiếm(RegExp) và đối tượng chuỗi ký tự (String) Javascript cho phép:

 Đưa các đoạn mã chương trình động vào trong HTML Ví dụ hiểnthị ngày tháng hiện tại.

 Trang web có thể phản ứng lại với các sự kiện Ví dụ khi ngườidùng nhấn vào một nút bấm trong một form thì dữ liệu trong formsẽ được kiểm tra.

 Đọc và viết các thành phần HTML. Tạo thẻ Javascript trong HTML.

Hình 1 5: Cấu trúc Javascript trong HTML(Nguồn: Phần mềm Notepab++)

d) PHP

PHP (viết tắt hồi quy "PHP: Hypertext Preprocessor") là một ngôn ngữ lậptrình kịch bản hay một loại mã lệnh chủ yếu được dùng để phát triển các ứngdụng viết cho máy chủ, mã nguồn mở, dùng cho mục đích tổng quát Nó rấtthích hợp với web và có thể dễ dàng nhúng vào trang HTML Do được tối ưuhóa cho các ứng dụng web, tốc độ nhanh, nhỏ gọn, cú pháp giống C và Java, dễhọc và thời gian xây dựng sản phẩm tương đối ngắn hơn so với các ngôn ngữkhác nên PHP đã nhanh chóng trở thành một ngôn ngữ lập trình web phổ biếnnhất thế giới.

2.5 Tổng quan về quản trị cơ sở dữ liệu sql - postgresql

a) Giới thiệu về SQL.

SQL (Structured Query Language) hay ngôn ngữ truy vấn mang tính cấutrúc: là một loại ngôn ngữ máy tính phổ biến để tạo, sửa, và lấy dữ liệu từ mộthệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ.

b) Hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL

PostgreSQL là hệ quản trị cơ sở dữ liệu được viết theo hướng mã nguồnmở và rất mạnh mẽ và có thể chạy trên tất cả các hệ điều hành, bao gồm cảLinux, UNIX, Mac OS, Windows Hệ quản trị này còn bao gồm các kiểu dữ liệuSQL: 2008 như INTEGER, NUMBER, BOOLEAN, CHAR, VARCHAR,DATE INTERVAL, và TIMESTAMPs PostgreSQL cũng hỗ trợ lưu trữ các đốitượng có kiểu dữ liệu nhị phân lớn, bao gồm cả hình ảnh, âm thanh, hoặc video.

PostgreSQL cũng là hệ quản trị cơ sở dữ liệu hỗ trợ mạnh trong việc lưutrữ dữ liệu không gian PostgreSQL kết hợp với module Postgis cho phép ngườidùng lưu trữ các lớp dữ liệu không gian Khi sử dụng PostgreSQL, Postgis kếthợp với các phần mềm GIS hỗ trợ hiển thị, truy vấn, thống kê hoặc xử lý dữ liệukhông gian.

PostGIS là một module mở rộng bổ sung vào PostgreSQL hỗ trợ quản lýdữ liệu không gian PostGIS hỗ trợ lưu trữ dữ liệu không gian, các hàm phântích không gian như: Crosses(), Touches(), Intersection(), Union()…

2.6 Tổng quan về GeoSever:

WebGIS là xu hướng phổ biến thông tin mạnh mẽ trên Internet không chỉdưới góc độ thông tin thuộc tính thuần túy mà nó kết hợp được với thông tinkhông gian hữu ích cho người sử dụng Tiếp cận công nghệ WebGIS phù hợp làyếu tố quan trọng để xây dựng một WebGIS hoàn chỉnh và có khả năng đáp ứngphát triển trong tương lai Đề tài này ứng dụng công nghệ mã nguồn mởGeoServer để xây dựng WebGIS.

GeoServer là một máy chủ mã nguồn mở với mục đích kết nối những thôngtin địa lý có sẵn tới các WebGIS (trang web địa lý) sử dụng chuẩn mở Được bắtđầu bởi một tổ chức phi lợi nhuận có tên The Open Planning Project (TOPP),nhằm mục đích hỗ trợ việc xử lý thông tin không gian địa lý với chất lượng cao,đơn giản trong sử dụng, là phần mềm mã nguồn mở nhằm cung cấp và chia sẻdữ liệu Được kỳ vọng sẽ trở thành một phương thức đơn giản để kết nối nhữngnguồn thông tin có sẵn từ Google Earth, NASA World Wind nhằm tạo ra cácdịch vụ Webmap như Google Maps, Windows Live Local và Yahoo Maps.

GeoSever được viết bằng ngôn ngữ Java cho phép người dùng xem vàchỉnh sửa dữ liệu không gian địa lý. Sử dụng các tiêu chuẩn mở được đặt ra bởi Open Geospatial Consortium (OGC) , GeoServer cho phép chia sẻ thông tinkhông gian với mọi người. Thực hiện tiêu chuẩn Dịch vụ bản đồ (WMS) ,GeoServer có thể tạo bản đồ ở nhiều định dạng GeoServer là sự phối hợp cácchuẩn hoạt động của Open Geospatial Consortium (OGC), Dịch vụ bản đồ(WMS-Web Map Service), Web Feature Service (WFS).

Chuẩn mở và khả năng chia sẻ dữ liệu không gian:

 GeoServer cho phép người dùng hiển thị thông tin không gian.Cung cấp chuẩn Dịch vụ bản đồ (Web Map Service - WMS),GeoServer có thể tạo bản đồ và xuất ra nhiều định dạng Leaflet,một thư viện bản đồ hoàn toàn miễn phí, được tích hợp cùngGeoServer giúp cho công việc tạo bản đồ trở nên đơn giản hơn baogiờ hết

 GeoServer hỗ trợ rất nhiều style bản đồ, tương thích với chuẩn WebFeature Service (WFS)

 GeoServer cho phép chia sẻ và chỉnh sửa dữ liệu đang được dùngđể hiển thị bản đồ.

Hình 1 6: Giao diện GeoServer

(Nguồn: Bách khoa toàn thư mở Wikipedia – https://www.wikipedia.org/)

Các đặc trưng của GeoServer:

 GeoServer cho phép xuất dữ liệu linh hoạt dựa vào việc hỗ trợ cácchuẩn KML, GML, Shapefile, GeoRSS, PDF, GeoJSON, JPEG,GIF, SVG, PNG

 GeoServer có thể đọc được nhiều định dạng dữ liệu, bao gồmPostGIS, Oracle Spatital, ArcSDE, DB2, MySQL, Shapefile,GeoTIFF, GTOPO30 và nhiều loại khác Bên cạnh đó, GeoServercòn có thể chỉnh sửa dữ liệu nhờ những thành phần xử lý củaChuẩn Web Feature Server

 GeoServer được xây dựng dựa trên gói thư viện mã nguồn mởGeoTools, được viết bởi ngôn ngữ Java

 GeoServer hỗ trợ việc chia sẻ dữ liệu không gian địa lý lên GoogleEarth thông qua đặc tính 'Network link' sử dụng KML.

3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu:

3.1 Nội dung, Đối tượng, Chức năng và Phương pháp nghiên cứu

- Nội dung nghiên cứu: Quản lý hệ thống điện tại Công ty Điện lực Thủ Thiêm

- Đối tượng nghiên cứu: Phần tử lưới điện

- Phương pháp nghiên cứu: kế thừa các kết quả có được từ quá trình triển khai hệ thống GIS tại Công ty Điện lực Thủ Thiêm.

Chức năng của ứng dụng

3.2 Cấu trúc của hệ thống WebGIS bằng công nghệ GeoServer

 Phần trình bày: được xây dựng bằng ngôn ngữ Java, JavaScript và HTML.Thực hiện nhiệm vụ hiển thị, giao tiếp giữa người sử dụng vớiWebServicé

 Phần ứng dụng: chia làm hai thành phần là Apache và ArcGÍServer (cảhai đều được phát triển dự trên công nghệ Java)

 Apache: đóng vai trò trung gian là cầu nối giữa Client và GeoServer,nó sẽ gửi yên cầu của Client đến GeoServer và nhận dữ liệu trả về đểgửi lại cho Client

 ArcGIS Server: xử lý các tác vụ truy vấn thuộc tính và không gian củabản đồ Đóng vai trò là cầu nối trung gian giữa Cơ sở dữ liệu(Database) và Apache (Web Sever).

 Phần cơ sở dữ liệu: PostgreSQL đóng vai trò là trung tâm lưu trữ dữ liệudữ liệu địa lý.

a) Thiết kế chức năng

 Ứng dụng gồm các chức năng được thiết kế như sau:

Hình 1 7:Sơ đồ thiết kế chức năng.

 Chức năng của ứng dụng được mô tả trong bảng 1.1.

Bảng 1 1 Bảng mô tả chức năng Web.

Đăng nhập Điền tên và mật khẩu Đăng nhập vào hệ thốngThông báo lỗi, yêu cầu đăng nhập lại.

Quản lýKhách hàng

Thêm mới

- Chọn trang thêm mới.- Thêm mới đối tượng.

- Điền thông tin vào các bảng - Lưu.

Đối tượng mới được thêm vào trong CSDL và hiển thị trên bản đồ.

Sửa - Chọn trang cập nhật.- Chọn nút chỉnh sửa- Sửa thông tin trong bảng.- Chọn Lưu thay đổi.

Thông tin đối tượng được chỉnh sửa, lưu lại trong CSDL và hiển thị thay đổi trên bản đồ.

Xóa Trong trang Quản lý khách hàng, bấm chọn nút xóa.

Đối tượng được xóa trong CSDL.

Tương tácbản đồ

Di chuyển

Nhấp giữ và di chuyển chuột lên bản đồ

Di chuyển bản đồ đến vị trí theo điều khiển chuột.

Phóng to, thu nhỏ

Nhấp đôi chuột lên bản đồ hoặc di chuyển lên xuống thanh điều hướng.

Hiển thị vùng không gian bản đồđược phóng to hay thu nhỏ.

cần tìm kiếm) xem thông tin thuộc tính.Tìm

kiếm theo không gian

Chọn bán kính cần tạo bufferClick chọn vị trí trên bản đồ.

- Hiển thị các kết quả tương ứng là các địa điểm trên bản đồ - Bấm chọn vào các địa điểm để xem thông tin thuộc tính.

Thống kê Thống kê dữ liệu

Thống kê lượng điện tiêu thụ của hộ dân trong 3 tháng 9,10,11.

Di chuyển chuột đến từng hộ dân để hiển thị bảng thống kê.

 Mô tả thể hiện của ứng dụng như sau:

Ứng dụng bao gồm: tìm kiếm thông tin, quản lý dữ liệu, quản lý trạm điện:Trang chủ: Tìm kiếm theo dữ liệu thuộc tính (tìm theo tên trạm, công suất hoặc TBT_ID).

Trang quản lý dữ liệu:

- Thêm mới: Thêm mới thông tin mới về đơn vị khách hàng - Cập nhật: Thêm, sửa, xóa thông tin của một đơn vị khách hàng.Trang thống kê:

- Thống kê báo cáo theo yêu cầu Sơ đồ giải thuật toán quản lý dữ liệu

Hình 1 8: Sơ đồ giải thuật toán quản lý dữ liệu

Mô tả:

Người quản lý nhập tên đăng nhập và mật khẩu để đăng nhập vào hệ thốngnếu tên đăng nhập và mật khẩu đúng thì sẽ đăng nhập vào hệ thống quản lý nếusai phải đăng nhập lại Khi đã đăng nhập vào hệ thống người quản lý có quyềnthêm mới hoặc cập nhật dữ liệu.

Thêm mới: Người quản lý nhập thông tin vào các bảng nếu thông tin nhậpđúng thì sẽ được lưu trữ vào cơ sỡ dữ liệu PostgreSQL theo hàm “INSERTINTO” Nếu thông tin nhập sai thì phải kiểm tra và nhập lại thông tin.

Cập nhật: Nhập tên khách hàng, mã số PE cần cập nhật Nếu nhập đúng,thông tin sẽ được tải lên theo hàm “SELECT” theo điều kiện Nếu nhập sai,kiểm tra lại tên khách hàng, mã số PE Sau khi hiển thị thông tin, người quản lýcó thể cập nhật (thêm, sửa, xóa) thông tin của đơn vị khách hàng đó, nếu thôngtin được cập nhật đúng thì sẽ được lưu trữ ở cơ sở dữ liệu PostgreSQL thông quacác hàm “INSERT INTO” (thêm), “UPDATE” (sửa) và “DELETE” (xóa) ngượclại cần kiểm tra lại thông tin cập nhật.

 Sơ đồ giải thuật toán trong tìm kiếm, hiển thị thông tin lên bản đồ

Hình 1 9: Sơ đồ giải thuật toán tìm kiếm, hiển thị thông tin

Mô tả:

Thông tin đã được ghi nhận trong cơ sở dữ liệu PostgreSQL.Tải thông tintừ cơ sở dữ liệu lên theo hàm “SELECT” theo điều kiện (Tải toàn bộ hoặc theoyêu cầu tìm kiếm) để chuẩn bị cho việc hiển thị thông tin các đơn vị trạm, kháchhàng lên bản đồ.

Người sử dụng nhấp chuột vào trang web hiển thị thông tin, dữ liệu sau khiđược tải lên sẽ hiển thị thành các điểm trên bản đồ, nhấp chọn vào các điểm sẽhiện ra thông tin dữ liệu thuộc tính của các điểm.

3.2.3 Các bước tiến hành

b) Biên tập bản đồ chuyên đề

 Biên tập bản đồ chuyên đề thể hiện các đối tượng trong hệ thống điện.Kết quả đạt được:

Hình 1 10 : Bản đồ hệ thống điện lực trên ArcGIS

2) Biên tập bản đồ chuyên đề thể hiện các đối tượng trong hệ thống điện.Kết quả đạt được:

Hình 1 11: Bản đồ hệ thống điện lực trên ArcGIS

c) Tạo cơ sở dữ liệu trong PostgreSQL

 Tạo Database:

 Tạo Database trong PostgreSQL bằng phần mềm pgAdmin4 để lưu trữ cơsở dữ liệu: nhấp chuột phải vào Databases trong Object Browser chọn CreateDatabases:

Hình 1 12:Màn hình thể hiện hộp thoại Browser pgAdmin4

 Hộp thoại Create – Database xuất hiện:

Hình 1 14: Cơ sở dữ liệu Quản lý lưới điện

 Tạo kết nối với Database trên phần mềm QGIS

 Trong hộp thoại Browser chuột phải chọn New Connection….

Hình 1 15 Hộp thoại Browser QGIS

 Hộp thoại Create a New PostGIS Connection xuất hiện:

Hình 1 16: Hộp thoại tạo kết nối vối Databases PostgreSQL

Import các shapefile lên Database

 Trên thanh công cụ của QGIS chọn Database xuất hiện hộp thoại DBManager Chọn Database quanly_luoidien  Schema public  ImportLayer/File.

Hình 1 17 Hộp thoại Database Manager

 Hộp thoại Import vector layer:

Hình 1 18: Hộp thoại đưa shapefile lên Databases

Trong đó:

 Input: chọn shapefile cần đưa lên Databases. Schema: public.

 Table: đặt tên cho shapefile.

 SRID: mã số hệ tọa độ tương ứng với shapefile. Encoding: mặc định là UTF-8.

 Chọn dấu tích vào ô: Create spatial index.

Chọn OK, tạo thành công cơ sở dữ liệu trong Databases Làm tiếp tục như trên với 5 Shapefile còn lại.

4 Kết quả

4.1 Cơ sở dữ liệu thông tin hệ thống điện trên lý thuyết

 Mô hình cơ sở dữ liệu được cài đặt trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL Mô tả thuộc tính của các thực thể được thể hiện trong các bảng sau:

Bảng 1 2: Thuộc tính bảng Điện Kế Tổng

Tên thuộc

DIEMDO_ID Mã số PE của trạm character varying(16)

Bảng 1 3: Thuộc tính bảng Hộ Dân

Tên thuộc

KH_ID Mã số PE của khách hàng character varying(13)DIA_CHI Địa chỉ khách hàng character varying(200)TEN_KHAN

Bảng 1 4: Thuộc tính bảng Đường Dây

Tên thuộc

Bảng 1 5: Thuộc tính bảng Trụ

Tên thuộc tính

Bảng 1 6: Thuộc tính bảng Tụ Bù

Tên thuộc

CHIDANH Mã Chỉ Danh character varying(9)

Bảng 1 7: Thuộc tính bảng Phường A

Tên thuộc

Bảng 1 8: Thuộc tính bảng User

Tên thuộc

 Sơ đồ liên kết dữ liệu

Hình 1 19:Sơ đồ liên kết dữ liệu.

Giải thích mô hình liên kết dữ liệu:

 Một Điện Kế Tổng sẽ có một Đường Dây và được liên kết thông qua trường TBT_ID

 Một đơn vị Hộ Dân sẽ có một Đường Dây Đươc được liên kết thông qua thể hiện trên bản đồ.

 Một đơn vị Đường Dây có thế mang nhiều Trụ và Tụ Bù