Konferencja: Warszawa, Hotel Courtyard 24 listopada 2011 r. Janusz Michalak Uniwersytet Warszawski / Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej

Transkrypt

1 Konferencja: Warszawa, Hotel Courtyard 24 listopada 2011 r. Janusz Michalak Uniwersytet Warszawski / Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej

2 Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski, Zaawansowana infrastruktura z zakresu środowiska

3 Próba syntetycznego ujęcia relacji polskiej IIP do infrastruktury INSPIRE Trzy główne części IIP trzy kategorie węzłów: 3 polska część europejskiej infrastruktury INSPIRE 4 część IIP stanowiąca infrastrukturę Służby Geodezyjno-Kartograficznej 5 część IIP nie należąca do INSPIRE i nie należąca do ISGK węzły innych resortów wymagane przez przepisy prawa polskiego (linie przerywane elementy nieobowiązkowe) Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

4 Podstawowe różnice pomiędzy infrastrukturą INSPIRE a innymi infrastrukturami Ma charakter międzynarodowy obejmuje wszystkie kraje członkowskie Unii Europejskiej. Jest przedsięwzięciem nowym, bazującym w dużym stopniu na istniejących już infrastrukturach narodowych krajów członkowskich. Jest na bardzo wczesnym etapie budowy, a ściślej jest dopiero w fazie projektowania i opracowywania szczegółowych specyfikacji technicznych. Jest dedykowana przede wszystkim danym tematycznym, które dotyczą zagadnień środowiska. Cechą charakterystyczną infrastruktury INSPIRE jest problem wielojęzyczności obecnie w Unii Europejskiej są przyjęte 23 języki urzędowe, a we wszystkich 46 krajach europejskich jest obecnie używanych ponad 205 języków. Konsekwencją faktu, że jest to nowe przedsięwzięcie, jest dążenie do stosowania najnowszych rozwiązań technologicznych. Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

5 Dwa poziomy terminologii w INSPIRE prawa i technologii Termin z dziedziny prawa Termin z dziedziny technologii W zakresie usług sieciowych (Network Services) przykład ogólniejszy Usługa wyszukiwania Usługa przeglądania Usługa pobierania Usługa przekształcania Usługi wywoływania usług Usługa CSW (Catalogue Service for the Web) Usługa WMS (Web Map Service) i WMTS (Web Map Tiling Service) -??? Usługa WFS (Web Feature Service) i WCS (Web Coverage Service) Usługa WPS (Web Processing Service) i WCTS (Web Coordinate Transformation Service) Usługi OWS (OGC Web Service Common) Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

6 Technologiczne uwarunkowania polskiej części infrastruktury INSPIRE Różnice technologiczne na przykładzie uwarunkowań transformacji danych krajowych do schematów (modeli) INSPIRE Polska nie jest w Europie krajem przodującym w zakresie rozwoju i zastosowań technologii geoinformatycznych - raczej jesteśmy z tyły za średnim poziomem europejskim Z tego względu prace nad tymi problemami wymagają od nas większych nakładów niż od innych Jednak jest w tym element pozytywny - budując infrastrukturę od nowa i korzystając z doświadczeń innych można to zrobić jnacznie lepiej Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

7 Historia najnowsza: Harmonogram INSPIRE na przykładzie specyfikacji danych Dyrektywa 2007 Podstawowy model dla specyfikacji danych INSPIRE 2008 Specyfikacje danych dla 9 tematów aneksu I 2009 Specyfikacje danych dla 25 tematów aneksów II i III 2012 Interoperacyjność w zakresie zbiorów danych i usług (Implementing Rules) Źródło: C. Portele, 2010 Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

8 Jeszcze nie widziałem: 1. Zbioru danych zapisanych zgodnie z wymaganiami specyfikacji danych INSPIRE (nawet najmniejszego i najprostszego!) 2. Oprogramowania geoserwera spełniającego w pełni wymagania dotyczące usług. Jednak są już zbiory prawie zgodne ze specyfikacjami i Programy, które częściowo spełniają wymagania INSPIRE - w dalszej części będzie kilka przykładów. Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

9 Problem wielojęzyczności - minimum 2: język danego kraju i angielski Wielojęzyczność dotyczy kilku aspektów: 1. Interfejsu webowego dla użytkownika (przeglądarki) 2. Przesyłanych danych tekstowych we wszystkich usługach (na przykład nazwy geograficzne) 3. Komunikacji pomiędzy systemami gdy występują tam teksty - polecenia wysyłane przez klienta (system) - Wyniki przekazywane przez serwer w odpowiedzi na polecenie (na przykład teksty w legendzie zwracanej przez WMS) Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

10 Obszar podstawowych zastosowań danych INSPIRE: prace studialne i analityczne wspomagania podejmowania decyzji Platforma: Sun Spark Solaris (Unix) Platforma: PC MS Windows Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

11 10

12 11

13 Wymagania INSPIRE dotyczące danych 1. Wszystko co jest udostępniane ma być zapisane w GML wersji (norma ISO 19136) 2. Modele danych określone ściśle w specyfikacjach 3. Znormalizowane zobrazowanie danych pozwoli łączyć dane z różnych geoserwerów w obrębie krajów europejskich 4. Zdefiniowane siatki dla danych typu pokrycie macierzowe (danych rastrowych) Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

14 Różnice pomiędzy formatem i językiem ESRI SHP MapInfo MIF GML (XML) ESRI E00 AutoCAD DXF ESRI MapInfoIntergraphSHP MIF MGE Transformacja może objąć jedynie część wspólną obu modeli danych GML nie jest formatem jest językiem i jego model (oparty na ISO 19100) jest tak obszerny, że obejmuje prawie wszystkie formaty geoinformacji Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

15 <jakiśelement>wnętrze_jakiegośelementu</jakiśelement> znacznik początku znacznik końca Znacznik początku może zawierać atrybuty, na przykład nazwę: <jakiśelement nazwa="nazwajakegośelementu"> Element złożony zawiera w sobie inne elementy proste lub również złożone: <elementzłożony><elementprosty>"coś"</elementprosty>...</elementzłożony> Bardziej czytelna forma zapisu z wcięciami: <elementzłożony> <elementprosty> "coś" </elementprosty> <innyelementprosty> "coś innego" </innyelementprosty> </elementzłożony>. abc języka XML Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

16 Dane SRTM3 jako liczby Macierz o kolumnach wierszach razem ponad 38 mil. liczb Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

17 Zobrazowanie danych SRTM3 (macierz rzędnych terenu): dobór dostatecznie szerokiej i dokładnej skali barw dla wysokości Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

18 Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski, 2011 Nałożenie zobrazowania wysokości i zobrazowania rzeźby 17

19 Przeglądarka map zapisanych w GML firmy Snowflake przeznaczona do aplikacji MasrerMap [Źródło: Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

20 Zwiększenie skali mapy pozwala zobaczyć tysiące wyróżnień (wszystkie elementy graficzne i symbole są zapisane wektorowa w XML) Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski, 2011 [Źródło: 19

21 Przykład zapisu w XML symbolu kartograficznego drzewo liściaste i grupy symboli drzewa liściaste i iglaste Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski, 2011 [Źródło: 20

22 Harmonizacja zobrazowania danych dziedzinowych Początkowy fragment arkusza styli INSPIRE dla sieci hydrograficznej Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

23 Zastosowania języka CityGML Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

24 GML 3D: CityGML Ten sam zapis w różnych przeglądarkach GML Przeglądarka 3D Przeglądarka 2D Aby model opracowany w UML i przekształcony w schemat XSD miał praktyczne zastosowanie niezbędne jest oprogramowanie które potrafi wykorzystać rozszerzenia zawarte w tym schemacie. Typowa przeglądarka GML interpretuje tylko te elementy, które są zdefiniowane w schematach specyfikacji tego języka i z konieczności musi pominąć elementy określone w aplikacji bo ich nie zna. Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

25 Koncepcja realizacji zadań w zakresie transformacji Dane w obecnej postaci Różne: - modele - atrybuty - identyfikatory - odsyłacze - formaty - kodowania - układy Pierwsza forma przejściowa: Różne: - modele - atrybuty - identyfikatory - odsyłacze Zgodne: - GML UTF-8 - EPSG:2180 Pierwsza forma przejściowa: Różne: - modele - odsyłacze Zgodne: - atrybuty - identyfikatory - GML UTF-8 - EPSG:2180 Dane zgodne ze specyfikacjami INSPIRE: Zgodne: - schematy aplikacyjne - GML kodowani: UTF-8 - układ: EPSG:2180 Etap I: Ujednolicenie formatów (tylko GML), kodowania i układów Etap II: Usuniecie niepotrzebnych atrybutów, poprawienie pozostałych - w szczególności identyfikatorów!!! Etap III: Harmonizacja - połączenie wielu zbiorów w jeden zgodny ze specyfikacjami INSPIRE Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

26 Przykłady: Modele danych Hydrografia (program Feature Manipulation Engine) Mapowanie danych MPGM rzeki do INSPIRE watercourse Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

27 Programy narzędziowe XML pozwalają na wygenerowani przykładowych zapisów w pełni zgodnych formalnie z tymi schematami (jednak ich treść jest zupełnie przypadkowa czyli bez sensu) Wraz ze schematami (XSD) powinny być dostępne przykładowe zapisy GML zgodne z tymi schematami Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

28 Przykłady uzyskanych wyników z prac testowych Temat: Obszary chronione zapis GML oparty na schemacie prawie całkowicie zgodnym ze specyfikacjami INSPIRE (dane dla NATURA 2K) Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

29 Transformacja polskich danych map_topo_10 000_u92_dgn do GML - zmiana formatu bez zmiany modelu??? Test przebiegł pomyślnie Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

30 Transformacja polskich danych Vmap L2 do GML - zmiana formatu bez zmiany modelu??? Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski, 2011 Test przebiegł pomyślnie 29

31 Przykłady uzyskanych wyników z prac testowych TBDGML wielki zasób cennych danych jednak zastosowany model wymaga wielu prac aby można to było wykorzystać w infrastrukturze INSPIRE - Struktura w postaci wielu plików XML??? - Niezrozumiałe kody atrybutów i ich wartości Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

32 31

33 1. Potrzeba wieje rodzaj interfejsów 2. Modele danych wewnętrznych, a m. d. zewnętrznych 3. Technologie: WWW, CORBA, DCOM, SQL, XML Globalna telekomunikacja bezprzewodowa Bazy danych "Yellow Page" Urządzenia przenośne Systemy przeszukiwania przestrzennego Ograniczone rozpoznawanie mowy Brokery żądania obiektów Interfejsy Systemy przetwarzania danych przestrzennych Udostępnianie danych tematycznych Ścieżki informowania O danych Serwery zobrazowania map Pośredniki CORBA [Źródło: OGC] Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

34 Interfejsy zewnętrzne węzła infrastuktury (linie przerywane elementy nieobowiązkowe) Komunikacja w infrastrukturze pomiędzy jej elementami odbywa się przy pomocy protokółu aplikacyjnego HTTP działającego na bazie niższej warstwy transportu TCP/IP realizowany przez serwer HTTP (np. Apache) Dotyczy to wszystkich usług realizowanych przez geoserwer, na przykład takich jak witryna WWW i usługi bezpośrednie WMS, WFS, WCS i inne Rola klienta wymaga możliwości wysyłania poleceń protokółu HTTP i to najczęściej jest realizowane przy pomocy biblioteki libcurl Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

35 Kategorie i role systemów geoinformacyjnych W układzie klient-serwer: - System serwerowy oczekuje na polecenie od systemu klienckiego zgodne z przyjętym protokółem komunikacji i odpowiada na te polecenia - System kliencki najczęściej jest oprogramowaniem sterowanym przez użytkownika infrastruktury i zgodnie z jego intencjami przekazuje polecenia do systemu serwerowego. - System kaskadowy jest kombinacją dwóch poprzednich jest w roli serwera dla klienta, ale dla innego serwera występuje w roli klienta. Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

36 Połączone mapy geologiczne Polski i Litwy różne modele, różna szczegółowość i zobrazowanie Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

37 Testowanie geoserwera Technologia "Web-mapping" w przypadku przeglądarki wymaga posługiwania się zdalnym agentem Oprogramowanie po stronie klienta - cienki klient, np. wstawka kodu JavaScript do źródła strony html - nie musi to być agent, jak jest najczęściej w rozwiązaniach komercyjnych: Serwer Interfejs serwera?! Nasz agent Cienki klient np. przeglądarka WWW Strona html z agentem Strona html z agentem Śledzenie pakietów TCP/IP Dlaczego komunikacja agenta z serwerem jest prawie zawsze ukryta Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

38 Testowanie geoserwera programem FireBug Okno wydruku mapki Okno programu Firebug Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

39 Testowanie geoserwera c.d. Okno programu Firebug - program ten pozwala na testowanie wielu aspektów współdziałania serwera z klientem w ramach protokółu HTTP - w tym przypadku pomiar czasu odpowiedzi z podziałem na fazy Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

40 Testowanie geoserwera c.d. Testowanie interfejsu WWW programem Firebug - rozszerzeniem przegladarki Firefox Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

41 Testowanie geoserwera - Geoportal.gov.pl. W serwerze geoportal.gov.pl są oba przypadki: WMS i ARS (rozwiązanie niestandardowe) Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

42 Testowanie geoserwera c.d. Przy okazji prac testowych przeprowadzono testy innych Polskich geoserwerów - w tym przypadku geoportal IKAR Serwer wysyła do klienta nie jeden przygotowany dla niego obraz lecz zestaw gotowych segmentów ("kafelków"), z których klient musi sam sobie utworzyć obraz Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

43 Obsługa wielu układów odniesienia w tym wszystkie wymagane w INSPIRE Układ ETRS-LAEA Układ WGS84-LL (bak skali!) Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

44 Z geoserwerem eksperymentalnym można eksperymentować Przykład zastosowania niewłaściwego układu odniesienia Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

45 Wielojęzyczność intefejsu webowego (strony wyświetlanej przeglądarce) Fragment słownika EN - PL: PL ZH Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

46 Aktualny stan zachmurzenia nad Europą (MODIS kasadowany przez WMS z geoserwera NASA) Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

47 Nie zawsze wszystko się wszystkim udaje Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

48 Eksperyment OGC: Web-GIS w czasie rzeczywistym Środowisko udig (Open Source na bazie Eclipse) Wykorzystane jako system wspomagania decyzji Źródło: OGC Janusz Michalak, Uniwersytet Warszawski,

49