ROCZNIKI 2010 GEOMATYKI. Metodyka i technologia budowy geoserwera tematycznego jako komponentu INSPIRE. Tom VIII Zeszyt 3(39) Warszawa

Transkrypt

1 POLSKIE TOWARZYSTWO INFORMACJI PRZESTRZENNEJ ROCZNIKI 2010 GEOMATYKI Metodyka i technologia budowy geoserwera teatycznego jako koponentu INSPIRE To VIII Zeszyt 3(39) Warszawa

2 PROPOZYCJA ZASAD POLSKIE WALORYZACJI TOWARZYSTWO KOMPLEKSÓW LEŒNYCH INFORMACJI POD WZGLÊDEM PRZESTRZENNEJ MO LIWOŒCI BUDOWY DRÓG ROCZNIKI GEOMATYKI 2010 TOM VIII ZESZYT 5(41) 5 Niniejszy zeszyt specjalny jest opracowanie onograficzny dr hab. Janusza Michalaka przedstawiaj¹cy wyniki badañ wykonanych przez Autora w raach teatu Eksperyentalny interoperacyjny syste geoinforatyczny udostêpniania danych dla potrzeb hydrogeologii i spe³niaj¹cy wyagania nor grupy ISO 19100, nor polskich i specyfikacji Open Geospatial Consortiu sfinansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wy szego. Zawarty w ty opracowaniu wszechstronny przegl¹d dostêpnych technologii budowy geoserwerów zainteresuje z pewnoœci¹ specjalistów geoatyków. Zaproponowane koncepcje i konkretne rozwi¹zania stanowi¹ wk³ad Autora do dyskusji na teat projektowania infrastruktury inforacji przestrzennej w Polsce. Jerzy GaŸdzicki

3 6 HERONIM OLENDEREK Dr hab. Janusz Michalak Uniwersytet Warszawski Wydzia³ Geologii

4 PROPOZYCJA ZASAD POLSKIE WALORYZACJI TOWARZYSTWO KOMPLEKSÓW LEŒNYCH INFORMACJI POD WZGLÊDEM PRZESTRZENNEJ MO LIWOŒCI BUDOWY DRÓG ROCZNIKI GEOMATYKI 2010 TOM VIII ZESZYT 5(41) METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE 7 S³owa kluczowe: geoserwer, infrastruktura inforacji przestrzennej, INSPIRE, wêze³ infrastruktury Streszczenie Obecnie w Polsce trwaj¹ wstêpne prace nad budow¹ polskiej czêœci europejskiej infrastruktury inforacji przestrzennej (ESDI) okreœlonej w dyrektywie INSPIRE. Realizacja zadañ wynikaj¹cych z tej dyrektywy stawia polskie œrodowisko zajuj¹ce siê geoinforacj¹ przed nowyi trudnyi do rozwi¹zania probleai zarówno organizacyjnyi jak i technologicznyi. Z tego wzglêdu autor podj¹³ siê prac badawczych o charakterze studialny i eksperyentalny w raach trzyletniego projektu sfinansowanego przez MNiSW, którego zadanie by³o opracowanie etodyki i technologii budowy geoserwera teatycznego z zakresu hydrogeologii, spe³niaj¹cego wyagania specyfikacji i nor dotycz¹cych geoinforacji i udostêpniania jej w Internecie. W iarê postêpu prac prowadzonych przez zespo³y europejskie nad dokuentai okreœlaj¹cyi szczegó³owe wyagania technologiczne dotycz¹ce infrastruktury INSPIRE by³y one na bie ¹co uwzglêdniane w pracach przedstawianego projektu w o liwie jak najwiêkszy stopniu. Geoserwer, stanowi¹c g³ówny eleent wêz³a infrastruktury, funkcjonuje w otoczeniu innych jej sk³adników i dlatego jego wspó³praca z otoczenie a istotny wp³yw na jego architekturê na koponenty systeowe i ich wzajene powi¹zania interfejsai. Z tego powodu koncepcja technologiczna geoserwera jest uzale niona od koncepcji architektonicznej infrastruktury, w której a funkcjonowaæ. Z tego wzglêdu opracowana zosta³a ogólna koncepcja architektury polskiej IIP, w której raach ieœci siê tak e polska czêœæ infrastruktury INSPIRE. Opis tej koncepcji stanowi pierwsz¹ czêœci onografii. Istotny w ty przypadku problee jest dwoistoœæ IIP wynikaj¹ca z faktu, e w jej sk³ad wchodz¹ zarówno wêz³y INSPIRE, jak i inne wêz³y, których obecnoœæ wynika z obowi¹zuj¹cych w Polsce przepisów prawnych. Te dwie kategorie wêz³ów ró ni¹ siê zadaniai jakie aj¹ realizowaæ i w rezultacie stosowanyi w nich technologiai, a w szczególnoœci ró ni¹ siê odelai danych i treœci¹ przechowywanej i udostêpnianej geoinforacji. To stwarza koniecznoœæ równoleg³ego utrzyywania dwóch ró nych kategorii zbiorów danych i transforacji danych z odeli krajowych do odeli INSPIRE. Uwzglêdniaj¹c wyagania technologiczne wynikaj¹ce z za³o eñ architektonicznych IIP opracowany zosta³ prototyp jej wêz³a dedykowanego dany z okreœlonej dziedziny, w ty przypadku z zakresu hydrogeologii. Jedny z przyjêtych tu za³o eñ by³o zastosowanie koponentów prograowych nale ¹cych wy³¹cznie do kategorii Open Source. Wybór koponentów, poprzedzony pracai studialnyi i eksperyentalnyi, by³ nastêpuj¹cy: serwer kounikacji HTTP Apache 2, oprograowanie dynaicznego generowania odpowiedzi PHP Engine v , podstawowy koponent geoserwera MapServer v , syste realizuj¹cy kounikacjê PHP-MapServer odu³ PHP/MapScript, œrodowisko kounikacji klient-serwer interfejsu webowego p.apper Frae work. Opracowano kilka wersji geoserwera dla ró nych platfor sprzêtowo-systeowych, a nastêpnie przeprowadzono testy poprawnoœci funkcjonowania i wydajnoœci. W wyniku tych testów zosta³y wytypowane dwie wersje uznane za stabilne, wydajne, poprawnie funkcjonuj¹ce, a jednoczeœnie ³atwe w instalacji, konfiguracji i adinistrowaniu. W obu przypadkach systee operacyjny jest Linux Debian, a dwie jego platfory sprzêtowe to systey o architekturze RISC z procesorai SUN Sparc i systey o architekturze CISC z procesorai typu Intel Xeon lub i podobnyi. Pracuj¹cy geoserwer jest dostêpny pod adrese a ca³e jego oprograowanie o e byæ udostêpniane bez ograniczeñ jako Open Source na zasadach licencji GNU GPL lub EUPL.

5 8 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE METHODOLOGY AND TECHNOLOGY APPLIED IN DEVELOPMENT OF THEMATIC GEOSERVER AS A COMPONENT OF INSPIRE Keywords: geoserver, spatial inforation infrastructure, INSPIRE, infrastructure node Abstract Initial works are carried out in Poland to develop the Polish part of the Infrastructure for Spatial Inforation in Europe (INSPIRE) defined in the INSPIRE Directive. Ipleentation of tasks resulting fro this Directive puts Polish geoinforation counity in front of difficult probles of both organizational and technological nature. Therefore, the author has undertaken experiental research and study in the fraework of a three-year project financed by the Ministry of Science and Higher Education. The project ais at elaboration of ethodology and technology for developent of a theatic hydrogeology-oriented geoserver eeting the requireents of standards and specifications concerning geoinforation and its availability in Internet. With the progress of works carried out by European teas on docuents defining detailed technological requireents concerning INSPIRE their results have been included as far as possible in the works of the project presented here. The geoserver constitutes the ain eleent of the infrastructure node and functions in the environent of other eleents; therefore, its cooperation with environent exerts significant ipact on its architecture on syste coponents and their utual links by interfaces. Technological concept of the geoserver thus depends on architectural concept of the infrastructure in which it is intended to function. Therefore, a general concept of the architecture of the Polish Spatial Inforation Infrastructure (IIP) was developed. Description of this concept constitutes the first part of the onograph. An iportant proble in this case is the duality of IIP resulting fro the fact that it contains both INSPIRE nodes and other nodes which presence is enforced by the provisions of law. These two categories of nodes have different tasks and, therefore, different technologies are applied for the, in particular they differ with regard to data odels and content of the inforation stored and ade available. This brings the need to keep parallel two different categories of data sets and data transforation fro national data into the INSPIRE odels. Taking into account technological requireents resulting fro the architectural assuption of IIP a prototype of its node was elaborated dedicated to a specific area, in this case hydrogeology. One of the assuptions taken here was the use exclusively of software coponents of Open Source category. We ade the following selection of coponents preceded by studies and experiental works: Counication server HTTP Apache 2. Software for dynaic answer generation PHP Engine v Basic coponent of the geoserver MapServer v Syste realizing counication PHP-MapServer odule PHP/MapScript. Web interface of client-served counication environent p.apper Fraework. A few versions of the geoserver for different equipent-software platfors were prepared and tests of proper functioning and efficiency were carried out. Following these tests two versions were selected, which were found stable, efficient, properly functioning and, at the sae tie, easy for installation, configuration and adinistration. In both cases Linux Debian is the operation syste and the two equipent platfors are systes with RISC architecture and SUN Sparc processors and systes with CISC architecture with the processors of Intel Xeon type or siilar. Functioning geoserver is available at the address and the whole software is available without any restrictions as Open Source according to the license regulations of GNU GPL or EUPL.

6 POLSKIE TOWARZYSTWO SPIS TREŒCI INFORMACJI PRZESTRZENNEJ ROCZNIKI GEOMATYKI 2010 TOM VIII ZESZYT 5(41) 9 Spis treœci 1. Wstêp Ogólna koncepcja architektury polskiej IIP Cztery aspekty probleatyki architektury polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE Podstawy prawne wyagañ architektonicznych Przyjête standardy i specyfikacje techniczne Probleatyka haronizacji standardów Scheat architektoniczny IIP Technologiczne uwarunkowania polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE Dwa pozornie oddzielne aspekty technologiczne dane i us³ugi Próba syntetycznego ujêcia relacji polskiej IIP do infrastruktury INSPIRE Za³o enia technologiczne infrastruktury INSPIRE Relacje dokuentów INSPIRE do nory ISO i specyfikacji OGC Podstawowe wêz³y polskiej IIP Model pojêciowy wêz³a architektury Podstawowe trzy kategorie wêz³ów Interoperacyjnoœæ w zakresie us³ugi wyszukiwania Geoserwer jako podstawowy eleent wêz³a Koponenty geoserwera Kounikacja i interfejsy wewn¹trz geoserwera Interfejsy zewnêtrzne geoserwera Role konwerterów transforuj¹cych dane przestrzenne Oprograowanie stosowane w infrastrukturach Kategorie i role systeów geoinforacyjnych Otwarte oprograowanie Systey operacyjne Kluczowe systey przetwarzania geoinforacji Ogólnoinforatyczne oprograowanie geoserwera Oprograowanie systeów klienckich Kryteria doboru oprograowania geoserwera Heterogenicznoœæ i rozproszenie w infrastrukturach Przenoœnoœæ i skalowalnoœæ oprograowania Specyfika geoserwera teatycznego Uwarunkowania wynikaj¹ce ze specyfikacji danych Dziedzinowe odele danych Haronizacja zobrazowania danych dziedzinowych Szczegó³owoœæ i aktualnoœæ i danych dziedzinowych... 58

7 10 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE 8. Eksperyentalny geoserwer OakHills Przyjête za³o enia wstêpne Platfora sprzêtowo-systeowa Analiza potrzeb w zakresie oprograowania serwerowego Architektura geoserwera OakHills Zewnêtrze interfejsy geoserwera Interfejs WWW us³ugi przegl¹dania Funkcjonalnoœæ interfejsu Wielojêzycznoœæ interfejsów geoserwera Obs³uga wielu uk³adów odniesienia Probley odyfikacji oprograowania Testowanie geoserwera Zbiory danych testowych Transforacja danych testowych do jêzyka GML i w ty do odeli INSPIRE Testowanie poprawnoœci funkcji geoserwera Testowanie wydajnoœci w ró nych konfiguracjach Podsuowanie Literatura A. Cytowane publikacje z czasopis i ksi¹ ki B. Specyfikacje i standardy Open Geospatial Consortiu C. Nory i raporty Koitetu Technicznego ISO/TC D. Przepisy wykonawcze, specyfikacje i instrukcje techniczne INSPIRE E. Dokuentacje i ateria³y Ÿród³owe koponentów zastosowanego oprograowania Dodatek Przyk³ad pliku konfiguracyjnego geoserwera OakHills... 89

8 POLSKIE TOWARZYSTWO 1. WSTÊP INFORMACJI PRZESTRZENNEJ ROCZNIKI GEOMATYKI 2010 TOM VIII ZESZYT 3(39) Wstêp Cele onografii jest przedstawienie probleatyki dotycz¹cej tworzenia geoserwerów teatycznych jako istotnych podstawowych eleentów sk³adowych polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE. Probleatyka ta obejuje zarówno wyagania etodyczne i technologiczne stawiane prze nory ISO, standardy OGC (Michalak, 2003d) i specyfikacje INSPI- RE, jak i propozycje skutecznych rozwi¹zañ pozwalaj¹cych spe³niæ te wyagania w oparciu o wolne i otwarte oprograowanie, a przez to niewyagaj¹ce znacznych nak³adów finansowych. Autor dzieli siê tu z Czytelnikai swoj¹ wiedz¹ i doœwiadczeniai, które s¹ wynikie prac wykonanych w raach trzyletniego projektu badawczego ( ) sfinansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wy szego o nuerze N /0559 pod tytu³e Eksperyentalny interoperacyjny syste geoinforatyczny udostêpniania danych dla potrzeb hydrogeologii i spe³niaj¹cy wyagania nor grupy ISO 19100, nor polskich i specyfikacji Open Geospatial Consortiu. Gdy badania by³y w fazie projektowania, nie by³y znane jeszcze wyagania specyfikacji INSPIRE, jednak w trakcie trwania prac badawczych wiedza na ich teat stawa³a siê coraz pe³niejsza, co pozwoli³o na uwzglêdnienie tych wyagañ w znaczny stopniu. Z tytu³u projektu wynika, e by³ on dedykowany jednej dziedzinie hydrogeologii, jednak probleatyka technologiczna geoserwerów dedykowanych inny dziedzino jest taka saa lub bardzo podobna (Michalak, 2005a). Z tego wzglêdu przedstawione tu wyniki projektu og¹ bez probleów byæ wykorzystane w innych dziedzinach, szczególnie z zakresu nauk o Ziei. Pod pojêcie geoserwera teatycznego rozuie siê syste geoinforatyczny funkcjonuj¹cy w œrodowisku Internetu, którego zadanie jest udostêpnianie danych geoprzestrzennych z okreœlonego zakresu w forie obrazów graficznych ap przy poocy standardowego protoko³u WMS lub WMTS (Web Map Service, Web Map Tile Service), a tak e saych w³aœciwych danych zapisanych w jêzyku GML (Geography Markup Language) (Lake, 1999) lub jego teatycznych aplikacjach (Michalak, 2008c). Udostêpnianie danych odbywa siê w taki przypadku za pooc¹ standardowego protoko³u WFS lub WCS (Web Feature Service, Web Coverage Service). Oba te sposoby udostêpniania geoinforacji, w postaci obrazów i danych, w dokuentach INSPIRE s¹ okreœlane jako us³ugi sieciowe przegl¹dania i pobierania. Probleatyka wyszukiwania geoinforacji z wykorzystanie serwerów katalogowych dzia³aj¹cych w oparciu o standard CSW (Catalogue Service for the Web) i udostêpniaj¹cych etadane o danych i us³ugach jest tu potraktowana arginesowo, poniewa nie by³o to przediote tego projektu badawczego. Wspó³czesne technologie koputerowe z zakresu geoinforacji, bazuj¹ce na technologiach internetowych, pozwalaj¹ na bardzo efektywne przesy³anie geoinforacji poiêdzy systeai serwerowyi, w których jest ona przechowywana, a systeai klienckii, w których ta geoinforacja jest potrzebna. W rezultacie ay obecnie do wyboru wiele rozwi¹zañ pozwalaj¹cych na realizacjê tego rodzaju zadañ, jednak efektywnoœæ tych rozwi¹zañ

9 12 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE jest bardzo ró na, szczególnie, gdy weÿie siê pod uwagê ró ne ich aspekty funkcjonalne. Podstawowy wyogie stawiany dla tego rodzaju rozwi¹zañ, aby og³y funkcjonowaæ efektywnie, jest interoperacyjnoœæ systeów geoinforatycznych. Pod pojêcie interoperacyjnoœci systeów rozuie siê tu ich zdolnoœæ do wzajenego wspó³dzia³ania w warunkach rozproszenia, heterogenicznoœci platfor sprzêtowo-systeowych, ró norodnoœci œrodków inforatycznych zastosowanych do ich opracowania (Michalak, 2002). Niezbêdny warunkie osi¹gniêcia interoperacyjnoœci jest œcis³e przestrzeganie powszechnie przyjêtych standardów i nor dotycz¹cych geoinforacji i systeów geoinforatycznych, zw³aszcza pracuj¹cych w strukturach sieciowych. Wystêpuj¹c w roku 2006 z wnioskie o realizacjê tak sforu³owanego projektu autor przewidywa³, e jego wyniki bêd¹ w nied³ugi czasie potrzebne polskieu œrodowisku hydrogeologiczneu (Michalak, 2003a; 2003c; 2009b), jednak nie spodziewa³ siê, e nast¹pi to tak szybko. Rezultaty prac tego projektu nabra³y w tracie jego realizacji szczególnego znaczenia, poniewa ich wyniki s¹ potrzebne do opracowania za³o eñ technologicznych wprowadzania w Polsce w ycie dyrektywy INSPIRE dotycz¹cej utworzenia infrastruktury inforacji przestrzennej we Wspólnocie Europejskiej (Michalak, 2003b; EP&C, 2007). Tego rodzaju prace o charakterze eksperyentalny i pilato owy, poprzedzaj¹ce du e projekty inwestycyjne, s¹ niezbêdne dla osiêgniêcia sukcesu. Bardziej szczegó³owy opis probleatyki dyrektywy INSPIRE jest przedstawiony w dalszej czêœci. Z technologicznego punktu widzenia infrastrukturê tê bêdzie stanowi³a sieæ wêz³ów z³o onych z baz danych i serwerów inforacji geoprzestrzennej. Zadanie tej infrastruktury bêdzie dostarczanie ró ny u ytkowniko danych geoprzestrzennych niezbêdnych, w szczególnoœci do dzia³alnoœci adinistracyjnej, gospodarczej i badawczej, g³ównie w zakresie probleatyki œrodowiska. Z powy szych wzglêdów prace projektu w zakresie testowania etod transforacji polskich danych do scheatów jêzyka GML okreœlonych w specyfikacjach danych INSPIRE by³y realizowane w œcis³ej wspó³pracy z innyi oœrodkai w kraju i zagranic¹, iêdzy innyi dziêki utworzonej, w raach struktur europejskich, polskiej grupy SDIC (Spatial Data Interest Counity). G³ówni partnerzy w tych pracach testowych to: Pañstwowy Instytut Geologiczny, Instytut Geodezji i Kartografii, Generalna Dyrekcja Ochrony Œrodowiska, Krajowy Zarz¹d Gospodarki Wodnej, Generalna Dyrekcja Lasów Pañstwowych, Centralny Oœrodek Dokuentacji Geodezyjnej i Kartograficznej, a tak e Biuro Geodety Województwa Mazowieckiego. Koordynatore prac jest G³ówny Urz¹d Geodezji i Kartografii. Uzyskane wyniki z przeprowadzonych prac testowych z zakresu teatów Aneksu I dyrektywy INSPIRE zosta³y przekazane w forie 7 kilkunastostronicowych raportów do zespo- ³ów roboczych w JRC (Joint Research Centre) UE, zajuj¹cych siê specyfikacjai stanowi¹cyi rozszerzenie przepisów wykonawczych tej dyrektywy. Podzia³ danych geoprzestrzennych na kategorie teatyczne oparty jest na trzech za³¹cznikach dyrektywy INSPIRE (tab. 3, patrz rozdz. 7). INSPIRE to swobodny akroni (INfrastructure for SPatial InfoRation in Europe) inicjatywy Unii Europejskiej ujêtej w forê prawn¹ w postaci dyrektywy INSPIRE ustanawiaj¹cej infrastrukturê inforacji przestrzennej we Wspólnocie Europejskiej. Œcis³e przypisywanie jednego okreœlonego geoserwera do któregoœ z teatów INSPIRE i odwrotnie nie jest konieczne i czêsto nie jest racjonalnie uzasadnione z dwóch powodów. Pierwszy powód to fakt, e zbiory danych INSPIRE nale- ¹ce do ró nych teatów s¹ ze sob¹ wzajenie wielokrotnie powi¹zane. Przyk³ade jest wydzielony teat nazwy geograficznej, które dotycz¹ nazwanych iejsc wystêpuj¹cych w zbiorach z zakresu innych teatów i ta w rezultacie te nazwy ju nie wystêpuj¹. Drugi

10 1. WSTÊP 13 powód to fakt, e dane z zakresu jednego teatu znajduj¹ siê w gestii ró nych instytucji lub s³u b i przez to s¹ podzielone nie tylko organizacyjnie, ale tak e fizycznie. Przyk³ade jest teat geologia, w którego obrêbie s¹ nie tylko dane geologiczne bêd¹ce w gestii Pañstwowej S³u by Geologicznej, ale tak e dane hydrogeologiczne bêd¹ce w gestii Pañstwowej S³u by Hydrogeologicznej i przechowywane w logicznie i fizycznie wyodrêbnionych bazach danych. Z technologicznego punktu widzenia przyjuje siê, e podstawowyi koponentai infrastruktury geoinforacyjnej s¹ wêz³y, w których g³ówn¹ rolê pe³ni¹ geoserwery. Ogólna koncepcja infrastruktury INSPIRE zak³ada autonoicznoœæ poszczególnych jej wêz³ów tworzonych w krajach cz³onkowskich dla ró nych zakresów teatycznych. Jednak poszczególne wêz³y og¹ udostêpniaæ dane nale ¹ce do ró nych teatów w przypadkach, gdy jedna instytucja lub organizacja jest dysponente danych z zakresu wielu teatów. Równie w obrêbie jednego teatu dane og¹ byæ udostêpniane przez wiele wêz³ów, na przyk³ad w podziale obszarowy wynikaj¹cy z podzia³u adinistracyjnego lub kopetencyjnego. Dyrektywa INSPIRE i jej szczegó³owe przepisy wykonawcze nie narzucaj¹ krajo cz³onkowski, w jaki sposób a byæ zorganizowana ich wewnêtrzna sieæ wêz³ów. Bez wzglêdu na ogóln¹ architekturê infrastruktury geoinforacyjnej podstawowy jej wêze³ powinien sk³adaæ siê z nastêpuj¹cych koponentów: Sk³adnicy danych geoprzestrzennych i etadanych opisuj¹cych te dane. Sk³adnica ta o e ieæ ró n¹ organizacjê logiczn¹ i fizyczn¹. Mo e sk³adaæ siê z jednej lub kilku baz danych relacyjnych, obiektowych lub obiektowo-relacyjnych. Mog¹ to byæ tak e repozytoria plików o ró nej organizacji lub kobinacja baz i repozytoriów. Koponentów logiki przetwarzania geoinforacji (nazywanej tak e logik¹ biznesow¹) wyspecjalizowanych sk³adników oprograowania. Zadanie tych koponentów jest przetwarzanie danych geoprzestrzennych pobranych ze sk³adnicy danych w odelu i forie wynikaj¹cej z rodzaju sk³adnicy do odelu i fory odpowiedniej dla przekazywania tych danych na zewn¹trz za poœrednictwe zewnêtrznych interfejsów wêz³a. Jednego lub kilku koponentów interfejsowych, przy których poocy wêze³ kounikuje siê z innyi wêz³ai infrastruktury lub innyi systeai wspó³dzia³aj¹cyi z infrastruktur¹, a tak e z systeai klientai s³u ¹cyi jej u ytkowniko. Kounikacja ta odbywa siê za pooc¹ standardowych protoko³ów. Bardziej szczegó³owy opis koponentów wêz³a znajduje siê w rozdziale 4.

11 14 METODYKA POLSKIE I TECHNOLOGIA TOWARZYSTWO BUDOWY GEOSERWERA INFORMACJI TEMATYCZNEGO PRZESTRZENNEJ JAKO KOMPONENTU INSPIRE ROCZNIKI GEOMATYKI 2010 TOM VIII ZESZYT 5(41) 2. Ogólna koncepcja architektury polskiej IIP Infrastruktura INSPIRE nie ró ni siê zasadniczo od innych infrastruktur tego rodzaju, jak na przyk³ad du e infrastruktury narodowe: US National Spatial Data Infrastructure, Canadian Geospatial Data Infrastructure i Australian Spatial Data Infrastructure. Podstawowe ró nice poiêdzy infrastruktur¹ INSPIRE a innyi infrastrukturai przedstawiono poni ej. INSPIRE a charakter iêdzynarodowy obejuje wszystkie kraje cz³onkowskie Unii Europejskiej, a tak e og¹ siê przy³¹czyæ do tej inicjatywy inne kraje europejskie nie bêd¹ce cz³onkai UE. INSPIRE jest przedsiêwziêcie nowy, bazuj¹cy w du y stopniu na istniej¹cych ju infrastrukturach narodowych krajów cz³onkowskich. Infrastruktury tworzone wczeœniej w tych krajach znacznie siê iêdzy sob¹ ró ni¹, zarówno pod wzglêde przyjêtych standardów jak i pod wzglêde zaawansowania, tak e technologicznego. INSPIRE jest na bardzo wczesny etapie budowy, a œciœlej jest dopiero w fazie projektowania i opracowywania szczegó³owych specyfikacji technicznych. Podejowane w krajach bardziej zaawansowanych w ty zakresie prace dotycz¹ce jej wêz³ów aj¹ obecnie charakter eksperyentów i instalacji pilota owych. INSPIRE jest dedykowana przede wszystki dany teatyczny, które dotycz¹ zagadnieñ œrodowiska. Ustêp 1. art. 1. dyrektywy INSPIRE brzi: Niniejsza dyrektywa ustanawia przepisy ogólne s³u ¹ce ustanowieniu Infrastruktury inforacji przestrzennej we Wspólnocie Europejskiej (zwanej dalej INSPIRE ) dla celów polityk wspólnotowych w zakresie ochrony œrodowiska oraz polityk lub dzia³añ og¹cych oddzia³ywaæ na œrodowisko. Cech¹ charakterystyczn¹ infrastruktury INSPIRE jest proble wielojêzycznoœci obecnie w Unii Europejskiej s¹ przyjête 23 jêzyki urzêdowe, a we wszystkich 46 krajach europejskich jest obecnie u ywanych ponad 205 jêzyków (Michalak, 2004b). Probleatyka wielojêzycznoœci dotyczy kilku aspektów,.in. tekstów zawartych w saych danych i etadanych, protoko³ów kounikacji przez standardowe interfejsy, wielojêzycznych przegl¹darek, a w ty objaœnieñ interfejsów u ytkowników i legend do udostêpnianych przy ich poocy ap. Konsekwencj¹ faktu, e jest to nowe przedsiêwziêcie, jest d¹ enie do stosowania najnowszych rozwi¹zañ technologicznych nie stosowanych jeszcze w ju istniej¹cych innych infrastrukturach. Jest to du e wyzwanie, zarówno dla organizatorów poszczególnych eleentów infrastruktury, jak i dla dysponentów danych, a tak e dla twórców oprograowania obs³uguj¹cego poszczególne jej wêz³y. W Polsce sprawa budowy infrastruktury geoinforacyjnej jest podnoszona od wielu lat, jednak postêp w ty zakresie jest uiarkowany. Dopiero ostatnie dwa lata przynios³y pewne o ywienie i w konsekwencji tego funkcjonuj¹ ju trzy jej wêz³y. Najbardziej zaawansowany przedsiêwziêcie jest projekt Geoportal.gov.pl zainicjowany i realizowany przez G³ówny Urz¹d Geodezji i Kartografii. Drugi przedsiêwziêcie pod wzglêde wielkoœci jest

12 2. OGÓLNA KONCEPCJA ARCHITEKTURY POLSKIEJ IIP 15 projekt Ikar realizowany przez Pañstwowy Instytut Geologiczny, a trzeci równie zlokalizowany w PIG jest e-psh portal geoinforacyjny Pañstwowej S³u by Hydrogeologicznej. Jednak aden z tych trzech geoserwerów nie spe³nia wyagañ, jakie s¹ ju znane na obecny etapie opracowywania specyfikacji i instrukcji technicznych dotycz¹cych wzajenego wspó³dzia³ania wêz³ów infrastruktury INSPIRE. Równie zasoby danych geoprzestrzennych udostêpniane przez te geoserwery odbiegaj¹ znacznie od tych wyagañ, zarówno pod wzglêde struktur danych, jak i fory ich zapisu. Z tego wzglêdu, a tak e z uwagi na zbli aj¹ce siê teriny okreœlone w przepisach wykonawczych dyrektywy INSPIRE, prowadzenie prac eksperyentalnych i pilota owych jest zadanie bardzo pilny. Ogólna koncepcja architektoniczno-funkcjonalna zaawansowanej technologicznie infrastruktury geoinforacyjnej, jak¹ a byæ w przysz³oœci infrastruktura INSPIRE, opracowana w sposób syntetyczny dla potrzeb opisanej tu analizy jest przedstawiona na rysunku 1. Istotn¹ cech¹ wyró niaj¹c¹ infrastrukturê zaawansowan¹ technologicznie jest udostêpnianie danych geoprzestrzennych zarówno pochodz¹cych z baz danych i repozytoriów (dane archiwalne), jak i z sieci urz¹dzeñ stacjonarnych i obilnych wyposa onych w sensory (dane dynaiczne w czasie rzeczywisty). Rozwijane w OGC specyfikacje z tego zakresu (Michalak, 2008b) traktuj¹ sensor jako pojêcie w pewny sensie abstrakcyjne jest to dowolne urz¹dzenie, które o e siê poprzez protokó³ HTTP kounikowaæ dwustronnie z systee bazowy odbieraj¹c polecenia steruj¹ce jego prac¹ i przesy³aj¹c dowolne dane aj¹ce odniesienia geoprzestrzenne. Przyk³adai sensorów og¹ byæ nie tylko proste urz¹dzenia rejestruj¹ce pojedyncze wielkoœci fizyczne, jak na przyk³ad pozio wody w rzece, teperaturê powietrza lub jakiœ eleent cheiczny w œrodowisku, ale tak e kaera w saolocie bezza³ogowy lub skaner zdjêæ zainstalowany na satelicie. W przypadku infrastruktury INSPIRE jest to raczej odleg³a przysz³oœæ, ale ju na obecny etapie jej budowy przyjuje siê wiele bardzo zaawansowanych koncepcji i technologii. Aby tak wielki, ró norodny pod wzglêde teatyczny i technologiczny i jednoczeœnie obejuj¹cy wiele krajów syste, jako zbiór systeów óg³ funkcjonowaæ poprawnie i wydajnie, niezbêdny warunkie jest œcis³e przestrzeganie przyjêtych w ty zakresie nor i specyfikacji iêdzynarodowych (GaŸdzicki, Michalak, 2002). Wykaz tych dokuentów znajduje siê w uieszczonej na koñcu literaturze: Czêœæ B literatury: Specyfikacje i standardy OGC (Open Geospatial Consortiu) 42 pozycje. Dokuenty te g³ównie precyzuj¹ niezbêdne eleenty wêz³a infrastruktury i jego geoserwera w postaci interfejsów wewnêtrznych i zewnêtrznych, protoko³ów obs³ugiwanych przez te interfejsy, a tak e odele danych zgodne z interfejsai i fory zapisu danych przesy³anych przez te interfejsy za pooc¹ scheatów aplikacyjnych jêzyków XML i GML. Czêœæ C literatury: Nory i raporty Koitetu Technicznego ISO/TC pozycje (ISO-TC211, 2009). W znacznej czêœci nory (standardy) z grupy ISO opracowywane w ty koitecie s¹ w pe³ni zgodne z dokuentai OGC lub s¹ to sae ze specyfikacjai, poniewa w wielu przypadkach Koitet Techniczny ISO/TC211 przyjuje dokuenty OGC jako nory ISO. Czêœæ D literatury: Przepisy wykonawcze, specyfikacje i instrukcje techniczne INSPI- RE 72 pozycje. Jest to oddzielna kategoria wa nych opracowañ, które dotycz¹ tylko tej infrastruktury. Dokuenty te odwo³uj¹ siê do obu poprzednich grup dokuentów, co jest konsekwencj¹ przyjêcia podstawowego za³o enia dotycz¹cego interoperacyjnoœci, e bez przyjêcia dokuentów OGC i ISO jako podstawy nie jest o liwe poprawne okreœlenie technologicznych zasad funkcjonowania infrastruktury INSPIRE.

13 16 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE Przedstawione wykazy dokuentów to tylko czêœæ opisowa ca³ego zasobu opracowañ, precyzuj¹cego wyagania technologiczne infrastruktury INSPIRE. Drug¹ czêœci¹, niezwykle wa n¹ ze wzglêdu na operacyjn¹ jej rolê, s¹ repozytoria odeli w jêzyku UML i scheatów aplikacyjnych XML w postaci dokuentów XSD (XML Schea Definition) (Bray, Paoli, Sperberd-Mcqueen, 1998; Mercer, 2000) dla okreœlenia struktur danych geoprzestrzennych i XSLT (Extensible Stylesheet Language Transforations) (Mangano, 2007) dla okreœlenia sposobów przekszta³cania tych danych, a tak e s³owniki okreœlaj¹ce przyjêt¹ w IN- SPIRE ontologiê i seantykê. Ta druga czêœæ zasobu, ze wzglêdu na koniecznoœæ bezpoœredniego dostêpu, znajduje siê w repozytoriach internetowych,.in.: s³owniki w OGC scheaty XSD w OGC s³owniki w ISO odele UML w ISO scheaty XSD w ISO s³owniki w INSPIRE i ries_april_2010.zip odele UML w INSPIRE i scheaty XSD w INSPIRE Specifications/gl_application_scheas_April_2010.zip s³owniki list kodowych INSPIRE (INSPIRE Code List Dictionaries) list dictionaries april 2010.zip Wszystkie sk³adniki ca³ego tego z³o onego zasobu, zarówno czêœci dokuentacyjnej jak i elektronicznej, s¹ ze sob¹ œciœle powi¹zane poprzez wzajene odsy³acze, czêsto obustronne. Z tego wzglêdu trudno jest ustaliæ, które z tych eleentów s¹ w przypadku technologii dotycz¹cej geoserwera niezbêdne, które s¹ drugorzêdne, a które niepotrzebne. Z pewnoœci¹ dokuenty dotycz¹ce podstawowych us³ug geoprzestrzennych, takie jak: CSW, WMS, WMTS, WFS, WFST (Web Feature Service Transactional), WCS i WPS (Web Processing Service), a tak e jêzyka GML i jego pochodnych GeoSciML (Markup Language for the Geosciences) (Laxton, 2008) i GWML (GroundWater Markup Language) (Boisvert, Brodaric, 2009) s¹ w ty przypadku podstawowe. Jednak odwo³uj¹ siê one do wielu innych eleentów, a te z kolei do jeszcze innych i z tego wzglêdu ca³y zasób trzeba traktowaæ jako podstawê technologiczn¹ geoserwera teatycznego Cztery aspekty probleatyki architektury polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE Opracowanie poprawnego scheatu architektury wyaga uwzglêdnienia wielu ró nych czynników, które o na pogrupowaæ w cztery aspekty: prawny, funkcjonalny, ekonoiczny i technologiczny. W ty opracowaniu szczególn¹ wagê przywi¹zuje siê do aspektu technologicznego, poniewa te zagadnienia aj¹ istotny wp³yw na pozosta³e tworz¹ realne ray praktyczne, w których wszystkie koncepcje dotycz¹ce innych aspektów usz¹ siê zieœciæ.

14 2. OGÓLNA KONCEPCJA ARCHITEKTURY POLSKIEJ IIP 17 Aspekt prawny. Zarówno saa dyrektywa INSPIRE, jak i jej przepisy wykonawcze, ju opracowane i bêd¹ce w opracowaniu lub przygotowywaniu do opracowania, okreœlaj¹ lub okreœl¹ szczegó³owo zakres, treœæ i postaæ danych przestrzennych, a tak e okreœlaj¹ wyagania dotycz¹ce protoko³ów wielu us³ug sieciowych dla tych danych. Ustawa o IIP okreœla wykaz baz danych stanowi¹cych podstawê krajowego systeu inforacji o terenie, bêd¹cego czêœci¹ sk³adow¹ infrastruktury inforacji przestrzennej. Wiele wskazuje na to, e zawartoœæ tych baz danych, zarówno pod wzglêde treœci jak i fory (odeli i struktur danych) znacznie odbiega od treœci i fory danych okreœlonych w ju opracowanych i obecnie przygotowywanych do opracowania specyfikacjach danych INSPIRE. Uwzglêdniaj¹c ten fakt, a tak e probley technologiczne zwi¹zane z transforacj¹ danych, nale y przyj¹æ, e infrastruktura w Polsce bêdzie siê sk³ada³a z dwóch czêœci dwóch infrastruktur sk³adowych w iarê o liwoœci jak najbardziej ze sob¹ powi¹zanych, jednak wyiana danych poiêdzy nii bêdzie bardzo utrudniona. Krajowe regulacje prawne okreœl¹ tak e zasady dostêpu do poszczególnych rodzaj danych, ró ne dla ró nych u ytkowników, a tak e zasady pobierania op³at za dane. Konsekwencj¹ tego jest potrzeba utworzenia systeu nadzoruj¹cego dostêp do us³ug udostêpniania danych, w ty: identyfikacjê u ytkownika, jego uwierzytelnienie i autoryzacjê, nadzorowanie sesji i rozliczenie pobieranych op³at. Jest to powa ne i ci¹gle jeszcze nierozwi¹zane wyzwanie technologiczne. Optyalny rozwi¹zanie tego probleu by³aby adaptacja technologii stosowanych w innych infrastrukturach sieciowych, np. technologii opartej na standardzie RADIUS w zakresie identyfikacji i autoryzacji u ytkowników. Probley te dotycz¹ jedynie tylko czêœci zbiorów danych nale ¹cych to teatów INSPIRE, poniewa dane dotycz¹ce stanu œrodowiska naturalnego s¹ udostêpniane bez ograniczeñ i bezp³atnie. Z tego wzglêdu zagadnienia ograniczeñ dostêpu do danych i pobierania op³at nie by³y przediote przedstawianych tu prac badawczych. Aspekt funkcjonalny. Jako funkcjonalnoœæ rozuie siê koniecznoœæ zadowalaj¹cego zaspokojenia bardzo ró nych potrzeb ró nych u ytkowników infrastruktury geoinforacyjnej w satysfakcjonuj¹cej forie i czasie. Spektru u ytkowników infrastruktury INSPIRE jest bardzo szerokie od popularnych ap w Internecie, gdzie ka dy obywatel (tak e z innych krajów UE) o e bez ograniczeñ ogl¹daæ ortofotoapê wraz z innyi danyi przestrzennyi dla dowolnie wybranego iejsca do profesjonalnych potrzeb s³u b dzia³aj¹cych w sytuacjach zagro eñ. W ka dy poszczególny przypadku nale ¹cy do tego spektru ay do czynienia z innyi wyaganiai u ytkownika, inn¹ jego wiedz¹ i uiejêtnoœciai. Tak e udzia³ poszczególnych kategorii u ytkowników w ogólny zapotrzebowaniu na inforacjê przestrzenn¹ jest bardzo zró nicowany. Uwzglêdniaj¹c tê ró norodnoœæ nale y przyj¹æ, e ró ne eleenty infrastruktury, oparte na ró nych rozwi¹zaniach technologicznych powinny byæ dedykowane ró ny kategorio u ytkowników, na przyk³ad: Dla potrzeb popularnych ap w Internecie, jako wy³¹cznie ogl¹dania inforacji przestrzennej za pooc¹ przegl¹darki WWW, ca³kowicie wystarczaj¹c¹ i jednoczeœnie najbardziej efektywn¹ technologi¹ jest WMTS, realizowan¹ za pooc¹ witryny internetowej (geoportalu). Technologia ta, ze wzglêdu na swoje znaczne ograniczenia, nie jest jednak odpowiednia dla bardziej zaawansowanych zastosowañ. Bardziej zaawansowanyi zastosowaniai s¹; udostêpnianie danych dla potrzeb adinistracji, dla zastosowañ naukowo-badawczych i dla celów koercyjnych. Wyagaj¹ one zastosowania rozwi¹zañ opartych na pe³nej wersji WMS powi¹zanej z technologiai uo liwiaj¹cyi pobieranie danych WFS, WCS i ich odyfikowanie WFST. U ytkownik zani pobierze dane, czêsto wnosz¹c za nie wysokie op³aty,

15 18 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE chce je obejrzeæ i wyagana jest w ty przypadku pe³na zgodnoœæ tego, co siê ogl¹da (WMS) z ty, co siê otrzya (WFS, WCS). Proble ten a szczególne znaczenie, gdy dane s¹ przeznaczone dla celów koercyjnych. Szczególne wyagania w zakresie danych i us³ug dotycz¹ przypadków wykorzystania ich przez s³u by dzia³aj¹ce w sytuacjach zagro eñ. W takich przypadkach konieczny jest bezpoœredni priorytetowy dostêp do danych i us³ug bez adnych ograniczeñ i o najwy szy pozioie technologiczny. Koniecznoœæ ta wynika z potrzeby ³¹czenia danych statycznych udostêpnianych w raach infrastruktury z danyi dynaicznyi nap³ywaj¹cyi na bie ¹co z innych Ÿróde³. W rozdziale ty przedstawiony jest jedynie zarys probleatyki funkcjonalnoœci infrastruktury geoinforacyjnej w taki stopniu, w jaki jest to niezbêdne dla okreœlenia scheatu architektury. Wiele szczegó³owych probleów zwi¹zanych z funkcjonalnoœci¹ infrastruktury usi byæ tu z koniecznoœci poiniête. Aspekt ekonoiczny. Realizacja zadañ niezbêdnych do utworzenia polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE wyaga znacznych wysi³ków organizacyjnych w zakresie projektowania, wykonawstwa, utrzyania i eksploatacji. S¹ to dzia³ania trudne, pracoch³onne i w konsekwencji kosztowne. Jedn¹ z podstawowych idei w procesie tworzenia infrastruktury jest podstawowa w inforatyce zasada re-use (nazywana czêsto zasad¹ ponownego lub wielokrotnego u ycia). W przypadku oprograowania oznacza to wielokrotne wykorzystywanie do ró nych celów poszczególnych eleentów tego oprograowania. Takieu podejœciu sprzyjaj¹ technologie koponentowe i idea Open Source (oprograowania otwartego) dziêki dostêpnoœci kodu, o liwoœci odyfikacji tego kodu i przyjazny, wolny od op³at warunko licencyjny. Stosowanie oprograowania koercyjnego jest wyj¹tkowo niesprzyjaj¹ce zasadzie re-use, poniewa kosztowne licencje s¹ przydzielane poszczególny pojedynczy instalacjo, a kod praktycznie nigdy nie jest udostêpniany. W przypadku danych zasada re-use znajduje swój wyraz w idei dane pozyskane tylko raz przez jednego dostawcê s¹ wielokrotnie wykorzystywane przez wszystkich u ytkowników. Jest to jeden z g³ównych powodów, dla których wielki wysi³ek budowy infrastruktury jest przedsiêwziêcie racjonalnie uzasadniony. Pozyskiwanie danych przestrzennych jest kosztowne i w wielu przypadkach udostêpnianie tych danych zwi¹zane jest z op³atai, jednak wysokoœæ tych op³at usi byæ zró nicowana w zale noœci od celów, dla jakich s¹ udostêpniane, wielokrotnoœci wykorzystania poszczególnych zbiorów danych i kosztów jakie zosta³y poniesione przez ich dostawcê. Przedstawiana tu ogólna koncepcja architektury IIP nie zawiera eleentów bezpoœrednio zwi¹zanych z zagadnieniai ekonoicznyi. Jednak dalsze rozwijanie przedstawionej tu koncepcji wstêpnej, szczególnie w zakresie stosowanego w IIP oprograowania, usi uwzglêdniaæ istotne w ty przypadku czynniki ekonoiczne przez o liwie jak najszersze stosowanie zasady re-use. Realizacja tej zasady o liwa jest tylko przy zastosowaniu oprograowania Open Source. Z tego wzglêdu w wielu projektach i inicjatywach Unii Europejskiej oprograowanie tej kategorii jest zalecane, a czêsto tak e wyagane. Aspekt technologiczny. Technologie geoinforatyczne stanowi¹ bazê dla realizacji poszczególnych koncepcji z zakresu infrastruktur geoinforacyjnych wyznaczaj¹ konkretne ray o liwoœci realizacji tych koncepcji. Z tego wzglêdu ich rola jest szczególna i wp³ywaj¹ one istotnie na ogólny kszta³t na architekturê infrastruktury. Technologie, a œciœlej ich o liwoœci i ograniczenia, decyduj¹ czêsto o aspekcie funkcjonalny i ekonoiczny, a w konsekwencji usz¹ byæ tak e, przynajniej poœrednio, uwzglêdnione w aspekcie prawno-organizacyjny.

16 2. OGÓLNA KONCEPCJA ARCHITEKTURY POLSKIEJ IIP Podstawy prawne wyagañ architektonicznych Dyrektywa INSPIRE wesz³a w ycie w aju 2007 r. Od tej pory trwaj¹ intensywne prace w dwóch g³ównych kierunkach: opracowywanie i zatwierdzanie ogólnoeuropejskich dokuentów okreœlaj¹cych przepisy wykonawcze, specyfikacje i instrukcje techniczne, niezbêdne do realizacji zadañ wynikaj¹cych z tej dyrektywy w poszczególnych krajach cz³onkowskich (wykaz tych dokuentów zawiera czêœæ D literatury), transpozycja dyrektywy INSPIRE do przepisów prawnych krajów cz³onkowskich. W Polsce transpozycja ta zosta³a dokonana przez uchwalenie przez Sej w arcu 2010 r. ustawy o infrastrukturze inforacji przestrzennej (ustawy o IIP), która wesz³a w ycie w czerwcu 2010 r.. Artyku³ 1 tej ustawy brzi: 1. Ustawa okreœla: 1) zasady tworzenia oraz u ytkowania infrastruktury inforacji przestrzennej; 2) organy adinistracji w³aœciwe w sprawach, o których owa w pkt Zasady tworzenia oraz u ytkowania infrastruktury inforacji przestrzennej dotycz¹: 1) danych przestrzennych i etadanych infrastruktury inforacji przestrzennej; 2) us³ug danych przestrzennych; 3) interoperacyjnoœci zbiorów danych przestrzennych i us³ug danych przestrzennych; 4) wspólnego korzystania z danych przestrzennych; 5) wspó³dzia³ania i koordynacji w zakresie infrastruktury inforacji przestrzennej. Uwzglêdniaj¹c jednak fakt, e ustawa o IIP jest akte prawny bardzo ogólny, dla prawid³owej realizacji zadañ zwi¹zanych z transpozycj¹ dyrektywy INSPIRE konieczne jest opracowanie wielu szczegó³owych dokuentów dotycz¹cych zagadnieñ organizacyjnych, technicznych i technologicznych. Takie dokuenty zwi¹zane z ustaw¹ o IIP jeszcze nie powsta³y i ich opracowanie zajie wiele iesiêcy. W tej sytuacji dokuenty o charakterze ogólnoeuropejski wynikaj¹ce z przyjêcia dyrektywy INSPIRE, wyienione w czêœci D literatury, stanowi¹ obecnie podstawê dzia³añ zierzaj¹cych do utworzenia polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE Przyjête standardy i specyfikacje techniczne Z powy szego wynika, e na obecny etapie wszystkie eleenty budowanej w Polsce infrastruktury, które aj¹ wspólnie stanowiæ polsk¹ czêœæ infrastuktury INSPIRE, powinny byæ w pe³ni zgodne z przepisai wykonawczyi (przepisai ipleentacyjnyi ipleentiry rules), opracowanyi przez iêdzynarodowe zespo³y robocze powo³ane przez Koitet INSPIRE Koisji Europejskiej i dzia³aj¹ce przy Wspólnotowy Centru Badawczy (JRC Joint Research Centre). Szczegó³owy opis procesu legislacyjnego zwi¹zanego z dyrektyw¹ INSPIRE zawieraj¹ publikacje GaŸdzickiego (2008, 2009 ) i Szpor (2008, 2009) z tego wzglêdu tu przedstawiony jest tylko ogólny zarys tej probleatyki. Dokuenty, które powstaj¹ w tych instytucjach, a nastêpnie s¹ zatwierdzane przez Koisjê Europejsk¹, o na ogólnie podzieliæ na: Akty prawne w forie rozporz¹dzeñ i decyzji Koisji Europejskiej (Coision Regulations and Decision). Przepisy prawne bezpoœrednio obowi¹zuj¹ce w krajach cz³onkowskich.in. dotycz¹ce etadanych, onitorowania i sprawozdawczoœci, us³ug wyszukiwania i przegl¹dania, interoperacyjnoœci danych przestrzennych i us³ug geoinforacyjnych dla teatów z za³¹cznika I, pobierania danych, us³ug transforacji danych, praw dostêpu. Dotyczy to tak e wykorzystania danych przestrzennych

17 20 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE oraz us³ug przez instytucje i organy Wspólnoty, interoperacyjnoœci w zakresie zbiorów i us³ug geoinforacyjnych okreœlonych w teatach z za³¹cznika II i III i zastosowañ danych przestrzennych. Instrukcje techniczne (Technical Guidance). Szczegó³owe dokuenty techniczne okreœlaj¹ce sposoby wprowadzania w ycie aktów prawnych, w ty dyrektywy, rozporz¹dzeñ Koisji i przepisów wykonawczych. Instrukcje techniczne dotycz¹ specyfikacji us³ug sieciowych i us³ug danych przestrzennych, a tak e zawieraj¹ wskazówki odnosz¹ce siê do zbiorów danych i serii tych zbiorów. Specyfikacje danych (INSPIRE Data Specifications) okreœlaj¹ce zawartoœæ zbiorów danych i ich forê dla poszczególnych teatów wyienionych w za³¹cznikach do dyrektywy. Obecnie opracowane s¹ ju specyfikacje dla teatów z za³¹cznika I, a ianowicie: 1 systey odniesienia za pooc¹ wspó³rzêdnych, 2 systey siatek geograficznych, 3 nazwy geograficzne, 4 jednostki adinistracyjne, 5 adresy, 6 dzia³ki katastralne, 7 sieci transportowe, 8 hydrografia, 9 obszary chronione. Przewidywany terin opracowania pozosta³ych specyfikacji danych z zakresu 25 teatów z za³¹czników II i III to po³owa roku G³êbsze zapoznanie siê z tyi dokuentai pozwala zauwa yæ ciekaw¹ prawid³owoœæ i dokuent jest wy szej rangi, ty jest bardziej ogólny i napisany jêzykie bardziej prawniczy ni jêzykie technologii. W dokuentach bardziej szczegó³owych, takich jak instrukcje techniczne i specyfikacje danych, jêzyk jest zupe³nie inny jest zbli ony do jêzyka stosowanego w norach ISO (Ostensen, 1995; Michalak, 2003e; ISO-TC211, 2010) i specyfikacjach OGC (Buechler, McKee, 1996; Michalak, 2003e). Takie podejœcie jest w pe³ni uzasadnione prawo nie o e pos³ugiwaæ siê pojêciai z zakresu technologii, która w tych zagadnieniach szybko siê rozwija i pojêcia ta stosowane nie s¹ trwa³e (Michalak, 2006) akty prawne aj¹ obowi¹zywaæ przez wiele lat. Jednak ogólne okreœlenia i teriny stosowane w dokuentach prawnych s¹ nieprecyzyjne. Przyjowanie ich bezpoœrednio jako podstawê dzia³añ praktycznych o e doprowadziæ do b³êdnych decyzji i w konsekwencji do nieprawid³owych rozwi¹zañ technologicznych. Z tego wzglêdu interpretacja przepisów prawnych dla potrzeb realizacji zadañ budowy infrastruktury wyaga pos³ugiwania siê pewnego rodzaju s³ownikai, przek³adaj¹cyi pojêcia aktów prawnych na jêzyk technologii geoinforatycznej. Przyk³ade og¹ tu byæ pojêcia dotycz¹ce us³ug i ich interfejsów przedstawione w tabeli 1. Czêsto przet³uaczenie pojêæ z zakresu przepisów prawa na pojêcia z zakresu technologii nie jest ³atwe. Przyk³ade tego s¹ dwa pojêcia stosowane w dyrektywie INSPIRE: us³ugi sieciowe i us³ugi danych przestrzennych. Do pierwszej kategorii nale ¹: us³uga wyszukiwania, us³uga przegl¹dania, us³uga pobierania, us³uga przekszta³cania i us³uga wywo³ywania (innych us³ug). Dla tych us³ug w sensie prawa o na w przybli eniu przyporz¹dkowaæ odpowiedniki z zakresu pojêæ technologicznych, jak to jest przedstawione w tabeli 1. Jednak druga kategoria us³ug us³ugi danych przestrzennych jest w dyrektywie zdefiniowana bardzo ogólnie i nieprecyzyjnie: operacje, które og¹ byæ wykonywane przez aplikacjê koputerow¹ na danych przestrzennych zawartych w zbiorach danych przestrzennych lub na powi¹zanych z nii etadanych, co prowadziæ o e do b³êdnego wniosku, e wszystkie operacje na danych s¹ us³ugai. W konsekwencji podzia³ ten jest przedstawiony bardzo niejasno, a jednoczeœnie przyjuje siê, e oba rodzaje s¹ realizowane przez sieæ. Mo na jedynie przypuszczaæ, e ró nica poiêdzy nii powinna polegaæ na ty, e pierwsze s¹ podstawowe i standardowe (oparte na dokuentach ISO i OGC), a drugie raczej nie, bo nie usz¹ byæ interoperacyjne, chyba e s¹ oparte na WPS. To, e drugie s¹ zwi¹zane z okreœlonyi danyi nie jest wyró nikie, bo przegl¹danie, pobieranie, przekszta³canie te jest zwi¹zane z

18 2. OGÓLNA KONCEPCJA ARCHITEKTURY POLSKIEJ IIP 21 Tabela 1. Przyk³adowy s³ownik terinów z dziedziny przepisów prawnych i dziedziny technologicznych dokuentów specyfikacyjnych Terin z dziedziny przepisów prawnych W zakresie us³ug sieciowych Us³ugi wyszukiwania s³ugi CS Us³ugi przegl¹dania s³ugi Terin z dziedziny dokuentów specyfikacyjnych ( Network Services) przyk³ad ogólniejsz y U W (Catalogue Service for the Web) U WMS ( Web Map Service) i WMTS (Web Map Tiling Service) Us³ugi pobierania Us³ugi WFS ( Web Feature Service) i WCS (Web Coverage Service) U s³ugi WPS ( Web Processing Service) i WCTS (Web Coordinate Us³ugi przekszta³cania Transforation Service) Us³ugi wywo³ywania us³ug U s³ugi OWS (OGC Web Service Coon) W zakresie protokó³ów interfejsów przegl¹dania i pobierania (INSPIRE View Services, INSPIRE Download Services) przyk³ad bardziej szczegó³owy Get Service Metadata Get Map Get Feature Inforation et Download Service Metadata et Spatial Objects escribe Spatial Object Types GetCapabilitie s GetMap GetFeatureInf o GetCapabilities (operation of WFS GetFeature (operation of WFS DescribeFeatureType (operation of WFS G ) G ) D ) okreœlonyi danyi. W naszy, krajowy przypadku dodatkowo sprawê koplikuje fakt, e w ustawie o IIP transponuj¹cej dyrektywê INSPIRE do prawa polskiego, pojêcie us³ugi sieciowe nie wystêpuje i jest zast¹pione pojêcie us³ugi danych przestrzennych. Istotne ziany dotycz¹ce relacji poiêdzy us³ugai sieciowyi i us³ugai danych przestrzennych wprowadza rozporz¹dzenie Koisji Europejskiej nr 1205/2008 dotycz¹ce etadanych (EC, 2008). W rozporz¹dzeniu ty pojêcie us³uga sieciowa nie wystêpuje, a us³ugi danych przestrzennych klasyfikowane s¹ wed³ug typów i kategorii. Wyienione jest ta 6 typów us³ug: wyszukiwanie, przegl¹danie, pobieranie, transforacja, uruchaianie us³ug i inne, co odpowiada podzia³owi us³ug sieciowych w dyrektywie. Podzia³ na kategorie jest hierarchiczny, o zdefiniowanych dwóch pozioach, i w pozioie najwy szy jest 8 kategorii us³ug: z zakresu geograficznej interakcji u ytkowników, zarz¹dzania odelai/inforacjai geograficznyi, zarz¹dzania geograficzny przep³ywe pracy/zadañ, przetwarzania geograficznego przestrzenne, przetwarzania geograficznego teatyczne, przetwarzania geograficznego czasowe, przetwarzania geograficznego etadane, przekazu w zakresie geograficzny. Prawie wszystkie us³ugi wyienione w tych 8 kategoriach nale ¹ do 3 ostatnich typów: transforacji, uruchaiania us³ug i do innych us³ug. Rozporz¹dzenie to nie okreœla jednak relacji poiêdzy tyi dwoa klasyfikacjai i z technologicznego punktu widzenia praktyczna ipleentacja zaleceñ aktów prawnych nadal budzi wiele w¹tpliwoœci Probleatyka haronizacji standardów Wielka liczba ró norodnych dokuentów stanowi¹cych bazê technologiczn¹ infrastruktury INSPIRE i fakt, e dokuenty te powsta³y w ró ny czasie, opracowane s¹ przez ró ne zespo³y specjalistów z ró nych œrodowisk i z ró nych regionów geograficznych spra-

19 22 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE wia, e pod wieloa wzglêdai jest to zbiór niespójny. Poni ej przedstawionych jest kilka przyk³adów takich niespójnoœci. Jedn¹ z przyczyn by³y ziany organizacyjne dotycz¹ce wspó³pracy poiêdzy OGC i ISO/TC211. Pocz¹tkowo obie te organizacje dzia³a³y niezale nie bez wzajenej wspó³pracy i opracowania jakie w ty czasie powsta³y nie by³y ze sob¹ zgodne, jednak czêœæ z nich jest nadal przyjêtyi standardai i specyfikacjai. Kilkuletnie starania z obu stron, dotycz¹ce haronizacji opracowanych wczeœniej i opracowywanych na bie ¹ce dokuentów, przynios³y pozytywny rezultat, a w wielu przypadkach pe³n¹ zgodnoœæ. Przyk³ade tego jest standard jêzyka GML jest on opublikowany w dwóch dokuentach: OpenGIS Geography Markup Language (GML) Encoding Standard, Version: 3.2.1, OpenGIS Standard. Geographic inforation Geography Markup Language (GML), ISO 19136:2007(E), International Standard. Poza stron¹ tytu³ow¹ i brakie nueru wersji w dokuencie ISO, ca³y pozosta³y tekst jest identyczny. Jednak ostatnio o na zaobserwowaæ pewne ró nice w podejœciu do nowych projektów. OGC traktuje swoje dokuenty o charakterze specyfikacji ipleentacyjnych jako standardy (przyk³ad powy ej), czyli w polski nazewnictwie jako nory. Nowe standardy OGC nie s¹ obecnie przyjowane przez ISO bezpoœrednio jako nory ISO, przyk³ade jest dokuent OGC Web Services Coon Standard. Poio, e obie organizacje przyjê³y wersjê jêzyka GML to aktualnie prowadzone w OGC prace nad jego dalszy rozwoje dotycz¹ wersji Poio czêsto wystêpuj¹cych ró nic poiêdzy specyfikacjai OGC i ISO dokuenty INSPIRE odwo³uj¹ siê do obu tych grup bez uwzglêdniania tych ró nic, co prowadzi do wielu niejednoznacznoœci w zastosowaniach praktycznych. Inny przyk³ade niespójnoœci jest przyjêcie w specyfikacjach INSPIRE innych rozwi¹zañ dotycz¹cych wielojêzycznoœci ni te, które s¹ proponowane w standardzie ipleentacyjny OGC Web Services Coon Standard, który prawdopodobnie z opóÿnienie, ale jednak stanie siê w przysz³oœci nor¹ ISO. Rozwi¹zania tego probleu proponowane przez OGC s¹ znacznie bardziej dojrza³e pracowa³ nad nii zespó³ kanadyjski przez kilka lat. Zespó³ INSPIRE pracowa³ nad ty zagadnienie znacznie krócej i prawdopodobnie z tego powodu standard opracowany w OGC nie bêdzie stosowany w infrastrukturze INSPIRE Scheat architektoniczny IIP Podstawowy narzêdzie stosowany do opisu systeów inforatycznych, w ty tak e geoinforatycznych, jest jêzyk UML (Unified Modeling Language) (Carlson, 2001; Laran, 2001; Booch, Rubaugh, Jacobson, 2002; Quatrani, 2002). W przedstawianych pracach by³ on stosowany zarówno do opisu systeów i ich wzajenego wspó³dzia³ania jak i do opisu odeli danych, haronizacji tych odeli i do transforacji danych poiêdzy ró nyi odelai. Dla wiêkszej czytelnoœci zawartych w dalszej czêœci opisów, diagray jêzyka UML przedstawiane s¹ w postaci prostych scheatów blokowych lub rysunków pogl¹dowych. U³atwi to zrozuienie tych diagraów przez czytelników nie znaj¹cych zawi- ³ej notacji graficznej jêzyka UML. Dyrektywa INSPIRE, okreœlaj¹c ogólne ray dla wyagañ, przyjuje, e infrastruktura ta bêdzie siê sk³ada³a z infrastruktur krajów cz³onkowskich, a w konsekwencji tego pozostawia du ¹ swobodê w zakresie rozwi¹zañ organizacyjnych i technologicznych przyjêtych lub przyjowanych w tych krajach. Jednak w wielu przypadkach wyogi ogólne obowi¹zuj¹ce wszystkich uczestników tej inicjatywy s¹ precyzyjnie okreœlone i dotycz¹ g³ównie treœci i

20 2. OGÓLNA KONCEPCJA ARCHITEKTURY POLSKIEJ IIP 23 fory danych geoprzestrzennych, a tak e regu³ i standardów dla us³ug dotycz¹cych tych danych. Ustawa o IIP nie okreœla fory architektonicznej polskiej infrastruktury inforacji przestrzennej. Jednak wiele zapisów tej ustawy poœrednio, ale znacz¹co, wp³ywa na architekturê IIP, a jej przepisy wykonawcze nie s¹ jeszcze znane, poio e prace nad tworzenie IIP ju trwaj¹, co jest konsekwencj¹ przyjêtego przez UE haronograu. W tej sytuacji o architekturze IIP decyduj¹ cztery czynniki: Dokuenty zwi¹zane z dyrektyw¹ INSPIRE, w ty rozporz¹dzenia i decyzje Koisji Europejskiej. Dokuenty te nie wyagaj¹ transpozycji do prawa polskiego i przez to s¹ obowi¹zuj¹ce. Ustawa o IIP i jej ewentualne przysz³e przepisy wykonawcze, które jednak nie og¹ zieniæ ustaleñ wynikaj¹cych z obowi¹zuj¹cych dokuentów UE. Czêœciowo równie aj¹ wp³yw na tê architekturê inne obowi¹zuj¹ce w Polsce ustawy i ich przepisy wykonawcze, w szczególnoœci dotycz¹ce œrodowiska. Obecny stan w zakresie danych geoprzestrzennych i zwi¹zanych z nii us³ug. Z dyrektywy wynika, e infrastruktura INSPIRE a byæ tworzona na bazie istniej¹cych ju w krajach cz³onkowskich infrastruktur krajowych art. 1 pkt. 2 stanowi: INSPIRE opiera siê na infrastrukturach inforacji przestrzennej ustanowionych i prowadzonych przez pañstwa cz³onkowskie. W Polsce obecnie trudno jest ówiæ o istnieniu infrastruktury geoinforacyjnej istniej¹ jedynie pewne jej eleenty w postaci baz i repozytoriów danych, a tak e nieliczne i czêsto niestandardowe us³ugi geoinforacyjne w postaci geoportali lub geoserwerów. Aktualnie planowane lub realizowane projekty dotycz¹ce poszczególnych eleentów infrastruktury, a tak e powi¹zañ poiêdzy tyi eleentai, co nale y traktowaæ jako projekty tworz¹ce podstawy polskiej IIP. Uwzglêdniaj¹c te wszystkie czynniki, w raach przedstawianego projektu opracowany zosta³ syntetyczny scheat IIP, który nale y traktowaæ jako wynik inwentaryzacji czynników wp³ywaj¹cych na przysz³¹ postaæ IIP, a nie jako w pe³ni spójna i poprawna wizja przysz³ej polskiej IIP. Na obecny etapie obraz jaki powsta³ w wyniku tych prac nie jest jeszcze w pe³ni precyzyjny, kopletny i spójny, poniewa wiele prac z tego zakresu jest w toku lub prace nad nowyi projektai nie s¹ jeszcze rozpoczête. Jednak zebranie wszystkich eleentów tego obrazu w jednolit¹ ca³oœæ, poio braku pe³nej kopletnoœci i spójnoœci, jest koniecznoœci¹. Koniecznoœæ ta wynika z podstawowej zasady, e skuteczna realizacja zadañ cz¹stkowych wyaga wiedzy o ca³oœci tego, co a powstaæ w wyniku realizacji zadañ cz¹stkowych o ogólnej koncepcji ca³ej IIP Technologiczne uwarunkowania polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE Koncepcja technologiczna europejskiej infrastruktury INSPIRE jest bardzo œia³a wybiega znacznie poza rozwi¹zania stosowane obecnie w najbardziej zaawansowanych w ty zakresie krajach europejskich. W przybli eniu o na j¹ okreœliæ nastêpuj¹co (rys. 3): jako podstawê wyjœciow¹ przyjêto rozwi¹zania stosowane w najbardziej zaawansowanych w ty zakresie krajach europejskich (kraje X, Y i Z), opracowano koncepcjê poœredni¹ wybieraj¹c z tych rozwi¹zañ najlepsze fragenty, koncepcja poœrednia zosta³a wzbogacona o rozwi¹zania technologiczne, które jeszcze obecnie praktycznie nie s¹ stosowane.

21 24 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE Rys. 3. Scheatyczne przedstawienie relacji poiêdzy rozwi¹zaniai stosowanyi w ró nych krajach europejskich (bia³e ko³a), koncepcj¹ poœredni¹ (ko³o z pozioyi kreskai) i wynikow¹ koncepcj¹ INSPIRE (ko³o z pionowyi kreskai) na przyk³adzie odeli danych. Gdy ró nica poiêdzy rozwi¹zanie stosowany w jakiœ kraju a przyjêty w INSPIRE jest niewielka (gruba czarna strza³ka) o na zastosowaæ do danych transforacjê on-line. W przeciwny razie, gdy ró nica jest znaczna (przerywana strza³ka), o liwa jest tylko transforacja off-line. W ten sposób uzyskano wynik, który gwarantuje dostatecznie wysoki pozio technologiczny i w rezultacie koncepcja taka nie bêdzie wyaga³a znacznych zian przez wiele lat. Wyowny przyk³ade roli przyjêtych rozwi¹zañ technologicznych jest proble transforacji danych z odeli krajowych do odeli INSPIRE. Rysunek 3 wyjaœnia uwarunkowania w zakresie o liwoœci zastosowania transforacji tych danych do wyagañ INSPIRE. W szczególnoœci dotyczy to odeli i zawartoœci danych w poszczególnych dziedzinach. Je eli struktury i treœæ geoinforacji jest zbli ona do wyagañ INSPIRE, to jest o liwe zastosowanie transforacji danych on-line. W przeciwny razie, jak to a iejsce w Polsce, proces transforacji jest tak z³o ony, e praktycznie w perspektywie najbli szych kilku lat o liwa jest tylko transforacja off-line. Z³o onoœæ procesu transforacji, nawet w przypadku danych o wysoki stopniu haronizacji ich odeli, wp³ywa istotnie na czas odpowiedzi serwera na polecenia wysy³ane przez klienta i z tego wzglêdu spe³nienie wysokich wyagañ dotycz¹cych wydajnoœci, pojenoœci i dostêpnoœci us³ug okreœlonych w przepisach wykonawczych dyrektywy INSPIRE o e byæ niezwykle trudne. W dalszej perspektywie, gdy polskie dane osi¹gn¹ wy szy stopieñ zorganizowania i bêd¹ bardziej zbli one do wyagañ INSPIRE, stosowanie transforacji on-line bêdzie znacznie bardzie poprawny i efektywny rozwi¹zanie technologiczny Dwa pozornie oddzielne aspekty technologiczne dane i us³ugi Z trudnych do zrozuienia powodów probleatyka danych przestrzennych nie by³a dotychczas dostatecznie powi¹zana z probleatyk¹ us³ug i odwrotnie. Dotyczy to zarówno prowadzonych w ty zakresie prac krajowych, jak i prac prowadzonych w europejskich zespo³ach roboczych zajuj¹cych siê szczegó³owyi specyfikacjai z zakresu danych i us³ug. Byæ o e, w przypadku zespo³ów europejskich, sytuacja ta by³a spowodowana niedostatecznie szerok¹ wspó³prac¹ poiêdzy poszczególnyi zespo³ai roboczyi z zakresu danych i us³ug. Obecnie o na jednak obserwowaæ radykaln¹ poprawê tej sytuacji. Ostatnie wersje specyfikacji danych okreœlonych w za³¹czniku I do dyrektywy INSPIRE (wersja 3.0) zawieraj¹ wiele szczegó³owych wskazañ, jak dane z poszczególnych teatów aj¹ byæ traktowane w procesach realizacji us³ug. W konsekwencji tego specyfikacje us³ug nie okre-

22 2. OGÓLNA KONCEPCJA ARCHITEKTURY POLSKIEJ IIP 25 œlaj¹ w pe³ni wyagañ, jakie dla us³ug usz¹ byæ spe³nione okreœlaj¹ jedynie to, co jest wspólne dla wszystkich zakresów teatycznych, a to co jest w ty przypadku specyficzne w zakresie us³ug dla poszczególnych teatów jest okreœlone w specyfikacjach danych. Probley wynikaj¹ce z braku powi¹zania poiêdzy specyfikacjai danyi i specyfikacjai us³ugai o na w skrócie przedstawiæ nastêpuj¹co: Us³uga, zgodna ze specyfikacjai us³ug INSPIRE (w skrócie: us³uga INSPIRE), powinna nie tylko byæ zgodna ze specyfikacjai us³ug pod wzglêde definicji protoko- ³u, czyli list¹ poleceñ, sk³adni¹ tych poleceñ, a tak e list¹ i sk³adni¹ arguentów poszczególnych poleceñ, lecz równie odpowiedÿ serwera w postaci danych powinna byæ zgodna ze specyfikacjai danych. Specyfikacje te wyagaj¹ zastosowania scheatów aplikacyjnych dla poszczególnych teatów lub ich czêœci, bazuj¹cych na jêzyku GML w wersji i stanowi¹cych integralne czêœci tych specyfikacji. Je eli serwer us³ugi a do swojej dyspozycji dane niezgodne ze specyfikacjai INSPIRE (w skrócie: dane nie-inspire ), to o e w odpowiedzi na polecenie zgodne z us³ug¹ INSPIRE przes³aæ zgodnie z us³ug¹ INSPIRE wynik w postaci danych niezgodnych ze specyfikacjai INSPIRE. Jednak taka odpowiedÿ nie o e byæ uznana za poprawn¹, poniewa nie jest zgodna z zasad¹ interoperacyjnoœci w zakresie danych. Uzyskane w ten sposób dane z ró nych serwerów najczêœciej nie og¹ byæ ze sob¹ ³¹czone lub wspólnie przetwarzane, poniewa najczêœciej odele pojêciowe i struktury tych danych bêd¹ znacznie siê ró ni³y. W przypadku us³ugi przegl¹dania zgodnej z INSPIRE (WMS i w pewnych przypadkach tak e WMTS), kartograficzne zobrazowanie danych przestrzennych powinno spe³niaæ wyagania okreœlone w poszczególnych specyfikacjach danych dotycz¹ce doyœlnego stylu dla zobrazowania (default styles for portrayal) zgodnie ze specyfikacj¹ OGC (Sybology Encoding Ipleentation Specification). Doyœlny styl dla zobrazowania zgodny z t¹ specyfikacj¹, o e byæ poprawnie zastosowany jedynie do danych geoprzestrzennych zapisanych w jêzyku GML, zgodnie ze specyfikacjai danych dla poszczególnych teatów INSPIRE Próba syntetycznego ujêcia relacji polskiej IIP do infrastruktury INSPIRE Obecnie, polskie dane geoprzestrzenne znacznie siê ró ni¹ od danych zgodnych ze specyfikacjai INSPIRE. Z tego wzglêdu spe³nienie przepisów wykonawczych INSPIRE w zakresie us³ug, w szczególnoœci przegl¹dania i pobierania tych danych, z uwzglêdnienie bardzo z³o onego procesu transforacji, jest niezwykle trudny zadanie. Taka sytuacja stwarza koniecznoœæ podzielenia projektowanej polskiej infrastruktury na dwie czêœci (na dwie infrastruktury sk³adowe) jedna powinna byæ w pe³ni zgodna ze specyfikacjai INSPIRE, a druga, dedykowana obecny potrzebo krajowy, powinna spe³niaæ wyagania aktualnie obowi¹zuj¹cych i opracowywanych specyfikacji krajowych. Koniecznoœæ wprowadzenia takiego podzia³u wynika ze stanu prawnego, rzeczywistych funkcjonuj¹cych lub planowanych rozwi¹zañ i w konsekwencji usi byæ podstawowy za³o enie wstêpny, uwzglêdniony w ogólnej koncepcji architektury IIP. Wstêpny zarys ca³oœci tej koncepcji przestawiony jest w postaci diagrau (rys. 2), a podzia³ na ogólne czêœci jest przedstawiony na rysunku 4.

23 26 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE Rys. 4. G³ówne czêœci polskiej infrastruktury geoinforacyjnej, której scheat architektury jest przedstawiony na rysunku 2. Ca³oœæ sk³ada siê z czterech stref (prostok¹tnych obszarów), w ty jeden, dotycz¹cy IIP (2 szara gruba raka), czêœciowo nak³ada siê na pozosta³e strefy (3, 4 i 5) Opis ogólnych fragentów diagrau. Obszar wyró niony na rysunku 2 kolore niebieski infrastruktura inforacji przestrzennej w Europie (INSPIRE) ca³oœæ, zarówno czêœæ polska (3), jak i pozosta³e jej czêœci poza Polsk¹ (1). W ty obszarze wszystkie wêz³y powinny funkcjonowaæ zgodnie ze specyfikacjai, zarówno w zakresie us³ug jak i struktur i zawartoœci danych. Infrastruktura jest na etapie projektowania, opracowywania specyfikacji i wstêpnych testów prace nad za³o eniai dotycz¹cyi jej realizacji s¹ prowadzone w Zespole Techniczny Pocz¹tkowej Zdolnoœci Operacyjnej (IOC-TF Initial Operating Capability Task Force). Na diagraie sk³ada siê z dwóch czêœci, s¹ to: czêœæ infrastruktury INSPIRE poza obszare Polski (1) i w konsekwencji nienale ¹ca do IIP ta czêœæ sk³ada siê z wêz³a g³ównego (geoportal europejski) i infrastruktur innych krajów; krajowa czêœæ infrastruktury INSPIRE (3) obszar wyró niony na rysunku 2 kolore niebieski w obrêbie szarej grubej raki okreœlaj¹cej zakres infrastruktura inforacji przestrzennej (IIP) w Polsce (2). Obszar ograniczony szar¹ grub¹ rak¹ Infrastruktura inforacji przestrzennej (IIP) w Polsce (2) okreœlona w ustawie o infrastrukturze inforacji przestrzennej. Sk³ada siê z trzech czêœci: krajowej czêœci infrastruktury INSPIRE (3) kolor niebieski w obrêbie czarnej grubej raki na rysunku 2; infrastruktury inforacji przestrzennej S³u by Geodezyjnej i Kartograficznej (4) obszar wyró niony na rysunku 2 kolore szarozielony w obrêbie czarnej grubej raki IIP (2); w ty obszarze wêz³y nie usz¹ spe³niaæ wyagañ specyfikacji INSPIRE, zarówno w zakresie us³ug, jak i struktur i zawartoœci danych; infrastruktur inforacji przestrzennej innych s³u b (5), w ty Pañstwowej S³u by Geologicznej, Pañstwowej S³u by Hydrogeologicznej, Pañstwowej S³u by Meteorologicznej, Pañstwowej S³u by Hydrologicznej i s³u b ochrony œrodowiska. Tê czêœæ IIP (w obrêbie czarnej grubej raki) wyró nia na rysunku 2 kolor szaroniebieski. Obszar wyró niony na rysunku 2 kolore szaroniebieski poza czarn¹ grub¹ rak¹ (poza IIP) inne polskie infrastruktury (7) nieokreœlone w ustawie o infrastrukturze inforacji przestrzennej i nienale ¹ce do infrastruktury INSPIRE.

24 2. OGÓLNA KONCEPCJA ARCHITEKTURY POLSKIEJ IIP 27 W poszczególnych strefach diagrau (rys. 2) lub na ich granicach uieszczone s¹ w forie sybolicznej i uproszczonej poszczególne eleenty infrastruktury. Linie przerywane sybolizuj¹ eleenty, które nie s¹ niezbêdne dla prawid³owego funkcjonowania ca³oœci. Wielokrotnoœæ okreœlonego eleentu jest przedstawiona w postaci powtarzaj¹cej siê w tle raki. Podstawowyi eleentai diagrau s¹ wêz³y infrastruktury. Pojêcie wêz³a nie nale y do kategorii pojêæ z zakresu technologii. Jest to raczej pojêcie nale ¹ce do sfery organizacyjnej wêze³ jest budowany w trybie projektu o charakterze inwestycyjny, jest utrzyywany i nadzorowany przez okreœlon¹ instytucjê. Najczêœciej wêze³ jest eleente przestrzennie skupiony a jedn¹ lokalizacjê, o e to byæ tylko jeden syste koputerowy w sensie fizyczny. Jednak z punktu widzenia technologicznego wêze³ o e byæ rozproszony przestrzennie jego poszczególne eleenty og¹ siê znajdowaæ w ró nych iejscach, tak e w ró nych heterogenicznych systeach w znaczeniu sprzêtowy i prograowy. Po³¹czenia poiêdzy poszczególnyi eleentai z koniecznoœci przedstawione s¹ w sposób bardzo uproszczony wskazuj¹ jedynie koniecznoœæ wzajenej wspó³pracy tych eleentów, bez okreœlenia ich wzajenych ról, regu³ kounikacji i rodzaju przesy³anych danych.

25 Rys. 1. Ogólna koncepcja architektoniczno-funkcjonalna zaawansowanej technologicznie infrastruktury geoinforacyjnej. Struienie inforacji bie ¹cych p³yn¹ce z sensorów poiarowych i obserwacyjnych po przetworzeniu ³¹cz¹ siê z inforacjai przechowywanyi w bazach danych pochodz¹cyi z archiwów, badañ laboratoryjnych, syulacji koputerowych i wielu innych Ÿróde³. W rezultacie tego powstaje wspólny dynaiczny zasób inforacji geoprzestrzennej niezbêdny do przeprowadzania analiz i podejowania decyzji w zakresie wp³ywu ró nych dzia³añ na œrodowisko

26 Rys. 2. Syntetyczny ogólny diagra architektury polskiej IIP. Jest to wstêpna koncepcja opracowana na podstawie zebranych inforacji o realizowanych lub planowanych projektach i przepisach prawnych (objaœnienia w tekœcie)

27 28 METODYKA POLSKIE I TECHNOLOGIA TOWARZYSTWO BUDOWY GEOSERWERA INFORMACJI TEMATYCZNEGO PRZESTRZENNEJ JAKO KOMPONENTU INSPIRE ROCZNIKI GEOMATYKI 2010 TOM VIII ZESZYT 5(41) 3. Za³o enia technologiczne infrastruktury INSPIRE Podstawowy za³o enie jest to, e infrastruktura INSPIRE bêdzie sk³ada³a siê z infrastruktur krajów cz³onkowskich. W ró nych krajach Unii Europejskiej budowanie infrastruktur jest na bardzo ró ny etapie i na podstawie ró nych rozwi¹zañ technologicznych. Jak to jest przedstawione na rysunku 3, koncepcja ogólna i w konsekwencji rozwi¹zania technologiczne przyjête w specyfikacjach stanowi¹ poœredni wynik tego, co jest aktualnie stosowane w krajach najbardziej pod ty wzglêde zaawansowanych, i wzbogacona o obecnie najnowsze rozwi¹zania technologiczne. Z powy szych wzglêdów infrastruktura europejska nie bêdzie w pe³ni technologiczne jednorodna o na przyj¹æ, e w zakresie rozwi¹zañ stosowanych wewn¹trz wêz³ów panuje pe³na swoboda, a ostre wyagania okreœlone w specyfikacjach s¹ okreœlone jedynie do ich interfejsów zewnêtrznych, do protoko³ów kounikacji zewnêtrznej, a tak e fory i treœci danych przesy³anych poiêdzy wêz³ai i udostêpnianych u ytkowniko infrastruktury. Mo e to stworzyæ sytuacjê, w której znaczna ró nica poiêdzy rozwi¹zaniai technologicznyi stosowanyi wewn¹trz wêz³ów a technologiai jakie aj¹ byæ stosowane na zewn¹trz, bêdzie przyczyn¹ powa nych trudnoœci w poprawny funkcjonowaniu i w wydajnoœci poszczególnych nietypowych wêz³ów. Z tego wzglêdu racjonalny rozwi¹zanie jest przyjêcie jak najdalej id¹cej zgodnoœci technologicznej poiêdzy ty co jest na zewn¹trz i ty co jest wewn¹trz wêz³a. Ta zasada dotyczy tak e danych, a œciœlej odeli ich struktur. Poniewa wyagania dotycz¹ce rozwi¹zañ technologicznych stosowanych na zewn¹trz wêz³ów s¹ okreœlone w specyfikacjach INSPIRE, aby osi¹gn¹æ tê zgodnoœæ, trzeba dostosowaæ do nich rozwi¹zania technologiczne przyjête w koponentach wewnêtrznych. W przypadku budowy nowych wêz³ów spe³nienie tego wyogu jest stosunkowo proste, jednak nie jest to proste w przypadku wêz³ów ju istniej¹cych, a szczególnie, gdy zasady ich funkcjonowania wynikaj¹ z obowi¹zuj¹cych aktów prawnych. Rozwi¹zanie tej trudnej sytuacji o e byæ rozbudowanie ich tak, aby wêz³y by³y podzielone na dwie, w pewny stopniu równoleg³e czêœci jedna, ju istniej¹ca, spe³nia³aby wyagania krajowych aktów prawnych, a druga, nowa stanowi³aby sk³adnik infrastruktury INSPIRE Relacje dokuentów INSPIRE do nor ISO i specyfikacji OGC Relacje poiêdzy specyfikacjai INSPIRE a norai ISO i specyfikacjai OGC nie s¹ w pe³ni klarowne. Zak³ada siê, e nory ISO, a tak e nory CEN, stanowi¹ podstawê specyfikacji INSPIRE. Jednak nie wszystkie probley technologiczne infrastruktur geoinforacyjnych s¹ objête tyi norai, a znaczna ich czêœæ a charakter bardzo ogólny odpowiadaj¹cy charakterowi specyfikacji abstrakcyjnych OGC. Z tego wzglêdu równie specyfikacje OGC s¹ traktowane jako podstawa proponowanych za³o eñ technologicznych. Jest to jednak robione czêsto niekonsekwentnie i nie jest uwzglêdniany fakt o œcis³y wzajeny powi¹zaniu obu kategorii dokuentów standaryzacyjnych. Przyk³ade jest przyjêty przez ISO jêzyk GML, który w wielu przypadkach oparty jest na rozwi¹zaniach OGC, dla których nie a lub jeszcze nie a odpowiadaj¹cych i nor ISO.

28 3. ZA O ENIA TECHNOLOGICZNE INFRASTRUKTURY INSPIRE 29 Wybiórcze stosowanie w INSPIRE specyfikacji OGC prowadzi do wielu niekonsekwencji, co o e stworzyæ w przysz³oœci k³opoty ipleentacyjne. Ty raze przyk³ade jest opisany w rozdzia³ach 2.4. i 8.8. proble wielojêzycznoœci. Przyjêcie w ty przypadku innych rozwi¹zañ ni specyfikacje OGC stworzy sytuacjê, w której powszechnie stosowane i oparte na standardach oprograowanie dla infrastruktur, nie bêdzie og³o byæ zastosowane w infrastrukturze INSPIRE i w konsekwencji koniecznoœæ opracowywania oprograowania dedykowanego tylko dla INSPIRE znacznie podniesie koszty budowania jej wêz³ów. Inny przyk³ade przyjowania w INSPIRE nieprzeyœlanych koncepcji technologicznych jest propozycja przyjêcia do transforacji danych, w raach us³ugi przekszta³cania wykorzystuj¹cej WPS, technologii opartej na RIF (Rule Interchange Forat), w zaian za powszechnie stosowan¹ do tego celu technologiê XSLT (Extensible Stylesheet Language Transforations), tak e do inforacji geoprzestrzennej. RIF jest bardzo interesuj¹cy projekte prowadzony obecnie przez W3C (World Wide Web Consortiu) w raach grupy projektów dotycz¹cych koncepcji Seantic Web, pozwalaj¹cej prograo i systeo na przetwarzanie inforacji zapisanej w XML w sposób odpowiedni do ich znaczenia. Jednak RIF nie jest obecnie dostatecznie dojrza³¹ technologi¹, aby stanowiæ podstawê do operacyjnego realizowania us³ugi transforacji danych z innych odeli do scheatów INSPIRE. Œwiadczy o ty bardzo a³a liczba aplikacji (narzêdzi prograistycznych), które w dodatku s¹ dopiero we wstêpnej fazie eksperyentalnej. Pewnie w przysz³oœci RIF bêdzie óg³ byæ u yte do zastosowañ w pe³ni operacyjnych, jednak XSLT powinno byæ obecnie i w niedalekiej przysz³oœci rozwi¹zanie pierwszoplanowy.

29 30 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE POLSKIE TOWARZYSTWO INFORMACJI PRZESTRZENNEJ ROCZNIKI GEOMATYKI 2010 TOM VIII ZESZYT 5(41) Rys. 5. Scheatyczne przedstawienie eleentów pojedynczego wêz³a i powi¹zañ poiêdzy tyi eleentai (objaœnienia w tekœcie) 4. Podstawowe wêz³y polskiej IIP Podstawowyi eleentai infrastruktur s¹ wêz³y (eleenty:1a, 3a, 3b, 3c, 3d, 4a, 4b, 5a i 5b na rysunku 2), czêsto o ró nych rolach i w konsekwencji o ró nych architekturach. Z uwagi na ogólny wstêpny charakter przedstawianego tu scheatu architektury IIP budowa poszczególnych wêz³ów przedstawiona jest w sposób uproszczony (rys. 5) Model pojêciowy wêz³a architektury Z punktu widzenia interoperacyjnego funkcjonowania infrastruktury najistotniejszyi eleentai wêz³a s¹ interfejsy, realizuj¹ce us³ugi udostêpniane przez ten wêze³ lub realizuj¹ce kounikacjê wzajen¹ poiêdzy wêz³ai. Us³uga o e byæ realizowana bezpoœrednio, czyli wy³¹cznie w oparciu o protokó³ obs³ugiwany przez dany interfejs. W ty przypadku syste-klient równie usi posiadaæ odpowiedni dla tego protoko³u interfejs. Us³uga o e byæ tak e realizowana poœrednio, poprzez geoinforacyjn¹ witrynê WWW (nazywan¹ czêsto geoportale). Interfejsy us³ug bezpoœrednich to: standardowe CSW, WMS WMTS, WFC WFST, WCS, WPS i inne okreœlone w specyfikacjach OGC i norach ISO. W dyrektywie INSPIRE us³ugi tego rodzaju odpowiadaj¹ w przybli eniu kategorii us³ug sieciowych, do których nale ¹ us³ugi wyszukiwania, przegl¹dania, pobierania i przekszta³cania. Specyfikacje INSPIRE nak³adaj¹ dodatkowe wyagania na interfejsy tych us³ug, np. wielojêzycznoœæ przesy³anych kounikatów lub wyóg stosowania okreœlonych uk³adów odniesienia. Interfejsy us³ug bezpoœrednich og¹ byæ ukryte i og¹ byæ dostêpne jedynie poœrednio poprzez geoinforacyjn¹ witrynê WWW (rys. 5). Interfejs ten pe³ni w wêÿle szczególn¹ rolê (rys. 6), poniewa jest on najpopularniejszy sposobe dostêpu (poœredni) do us³ug udostêpnianych przez ten wêze³. Jest to etoda dostêpu bardzo wygodna dla szerokich rzesz u ytkowników, który wystarczy przegl¹danie ap w Internecie. W taki przypadku oprograowanie-kliente jest zwyk³a przegl¹darka WWW, a interfejse klienta jest skrypt przes³any z serwera w trakcie inicjowania po³¹- Rys. 6. Scheatyczne przedstawienie zewnêtrznych interfejsów wêz³a infrastruktury. Linie ci¹g³e us³ugi bezpoœrednie, linie przerywane poœrednia realizacja us³ug poprzez witrynê WWW (pozosta³e objaœnienia w tekœcie)

30 4. PODSTAWOWE WÊZ Y POLSKIEJ IIP 31 czenia (czêsto okreœlany jako klient-agent). Bardzo czêsto jest to jedyny sposób dostêpu do tych us³ug, poniewa pozosta³e us³ugi bezpoœrednie s¹ ukryte, zablokowane lub brak jest inforacji o bezpoœredni sposobie dostêpu inforacje te czêsto nie s¹ opublikowane w serwisie katalogowy us³ug. Dla zastosowañ profesjonalnych dostêp poprzez witrynê WWW nie jest wystarczaj¹cy wiele obecnie stosowanych systeów GIS, pe³ni¹c rolê klienta, wykorzystuje dostêp bezpoœredni do interfejsów us³ug i w taki przypadku geoportal jest przeszkod¹. Interfejs WWW (geoportal) nie jest w wêÿle eleente konieczny do realizacji us³ug w taki przypadku o na korzystaæ z us³ug bezpoœrednich, pod warunkie, e s¹ one opublikowane w katalogu innego wêz³a lub u ytkownik korzysta z klienta (aplikacji) pozwalaj¹cego na bezpoœredni dostêp do interfejsu CSW lub przez polecenie GetCapabilities. Zewnêtrzne interfejsy us³ug wêz³ów infrastruktury inforacji przestrzennej (rys. 6) s¹ do siebie bardzo podobne. Sk³adaj¹ siê na nie: interfejs serwera katalogowego (CSW) bezpoœrednia us³uga wyszukiwania, interfejs serwera ap (WMS) bezpoœrednia us³uga przegl¹dania, interfejs serwera ap (WMTS) uproszczona bezpoœrednia us³uga przegl¹dania wykorzystuj¹ca technikê segentacji (tiling) i przechowywania segentów (cache), interfejs serwera wyró nieñ (w ty obiektów przestrzennych WFS) bezpoœrednia us³uga pobierania danych geoprzestrzennych w postaci wektorowej, transakcyjny interfejs serwera wyró nieñ (w ty obiektów przestrzennych WFST) bezpoœrednia us³uga wyiany danych geoprzestrzennych poiêdzy wêz³ai lub zdalnej aktualizacji bazy danych wêz³a, interfejsy innych serwerów realizuj¹ce us³ugi bezpoœrednie (w ty serwera pokryæ WCS) us³uga pobierania danych typu pokrycie (coverage), serwera przetwarzania WPS i innych pod wspóln¹ nazw¹ OWS (Open Web Services), interfejs serwera WWW dedykowanego przegl¹darko WWW (nazywanych popularnie przegl¹darkai internetowyi) i realizuj¹cy us³ugi poœrednie wyszukiwania, ogl¹dania i pobierania. Do wewnêtrznych eleentów wêz³a zaliczane s¹ repozytoria zbiorów, bazy danych i etadanych (zbiory danych zarz¹dzane przez systey zarz¹dzania), systey przetwarzania danych i etadanych, np. transforuj¹ce dane do innych uk³adów odniesienia lub do innych struktur (odeli) lub ³¹cz¹ce dane z ró nych zbiorów i baz, tak e uzyskane z innych wêz³ów, np. w trybie kaskadowy, gdy wêze³ wystêpuje w roli klienta wobec innego wêz³a. W polskiej infrastrukturze inforacji przestrzennej (rys. 2 i 4 obszar 2, patrz rozdz. 2.8) o na wyró niæ trzy podstawowe typy wêz³ów: wêz³y INSPIRE, wêz³y S³u by Geodezyjnej i Kartograficznej (SGiK) oraz wêz³y innych resortów wêz³y dziedzinowe. Bardziej szczegó³owy opis tych trzech typów wêz³ów znajduje siê w nastêpny rozdziale. Wêz³y dziedzinowe (rys. 7C typ R) nienale ¹ce do infrastruktury INSPIRE s¹ dedykowane dany przestrzenny, dla których instytucjai wiod¹cyi s¹ instytucje nienale ¹ce do SGiK, które og¹ utrzyywaæ dane i us³ugi zarówno zgodne ze specyfikacjai INSPIRE jak i z nii niezgodne. Zale y to w g³ównej ierze od obowi¹zków i decyzji okreœlonych instytucji wiod¹cych. W przypadku wêz³a nale ¹cego do infrastruktury INSPIRE, zarówno us³ugi jak i dane geoprzestrzenne usz¹ byæ w pe³ni zgodne ze specyfikacjai INSPIRE (rys. 7A typ I). Zgodnoœæ ta dotyczy obu grup specyfikacji dla us³ug i dla danych. Wêz³y infrastruktury SGiK (rys. 7B typ G), ze wzglêdu na ich szczególn¹ w kraju rolê, przechowuj¹, przetwarzaj¹ i udostêpniaj¹ dane zgodnie z obowi¹zuj¹cyi i projektowanyi w kraju przepisai wykonawczyi. Zakres tych danych okreœla ustawa o IIP w czêœci zieniaj¹cej Prawo geodezyj-

31 32 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE ne i kartograficzne. Ze wzglêdu na specyfikê zadañ SGiK wyagania dotycz¹ce zarówno danych jak i us³ug og¹ znacznie odbiegaæ od wyagañ INSPIRE Podstawowe trzy kategorie wêz³ów Uwzglêdniaj¹c ró ne potrzeby i ró ne wyagania dotycz¹ce poszczególnych trzech podstawowych kategorii wêz³ów w IIP lub wêz³ów z ni¹ powi¹zanych o na przedstawiæ ogóln¹ odpowiednio dobran¹ strukturê tych wêz³ów zarówno ich eleenty wewnêtrzne, jak i interfejsy zewnêtrzne na przyk³adzie g³ównych wêz³ów poszczególnych infrastruktur krajowych (rys. 7). C A B Rys. 7. Scheatyczna budowa trzech kategorii wêz³ów w IIP lub wêz³ów z ni¹ powi¹zanych, na przyk³adzie g³ównych wêz³ów poszczególnych fragentów infrastruktury krajowej (objaœnienia w tekœcie) Poszczególne wêz³y nale ¹ce do tych trzech podstawowych kategorii wystêpuj¹ na syntetyczny scheacie ogólny (rys. 2) w ró nych rolach i na ró nych pozioach hierarchii organizacyjnej. Uwzglêdniaj¹c te role i pozioy organizacyjne w obrêbie trzech podstawowych kategorii o na sobie wyobraziæ bardziej szczegó³owe typy wêz³ów. Wêz³y infrastruktury INSPIRE nienale ¹ce do IIP, w ty g³ówny europejski wêze³ infrastruktury INSPIRE (1a), okreœlany geoportale INSPIRE z uwagi na poœredni dostêp do jego us³ug poprzez witrynê WWW. Wêze³ taki jest tylko jeden, stanowi on g³ówny punkt dostêpu do danych i us³ug udostêpnianych przez ca³¹ infrastrukturê. Jego g³ówn¹ i podstawow¹ rol¹ jest poœredniczenie w wyszukiwaniu danych i us³ug jest w pewny sensie brokere katalogowy dla innych serwerów katalogowych w g³ównych wêz³ach poszczególnych krajów cz³onkowskich. Wêz³y infrastruktury INSPIRE nale ¹ce do IIP, w ty g³ówny wêze³ polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE (3a), okreœlonej w ustawie o IIP. Wed³ug ustaleñ IOC-TF (Zespo³u Roboczego INSPIRE do Spraw Pocz¹tkowej Zdolnoœci Operacyjnej), jest to wêze³ przeznaczony do bezpoœredniej kounikacji g³ównego europejskiego wêz³a INSPIRE z polsk¹ czêœci¹ infrastruktury INSPIRE w zakresie us³ug katalogowych, z wykorzystanie polskich zbiorów etadanych INSPIRE.

32 4. PODSTAWOWE WÊZ Y POLSKIEJ IIP 33 Wêz³y polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE innych resortów ni SGiK (3b). Ich rola jest podobna do wêz³a g³ównego, z ty wyj¹tkie, e w zakresie us³ug katalogowych nie kounikuj¹ siê bezpoœrednio z wêz³e europejski etadane s¹ przesy³ane do g³ównego wêz³a krajowego, a ten z kolej kounikuje siê z europejski serwere katalogowy, w trybie wybrany z trzech przyjêtych w dokuentach INSPIRE (real tie, full cached i partially cached). Inne dowolne wêz³y polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE (3c) utrzyywane przez osoby trzecie, który uo liwiono w³¹czenie siê do infrastruktury (Ustawa o IIP, art. 4 ust. 1 pkt 3 lit. b). W ty przypadku, w yœl ustawy jako osobê trzeci¹ rozuie siê osobê fizyczn¹, osobê prawn¹ lub jednostkê organizacyjn¹ nieposiadaj¹c¹ osobowoœci prawnej, niebêd¹c¹ organe adinistracji. Rola tych wêz³ów jest podobna do roli wêz³ów innych resortów, jednak ze wzglêdu na konieczne w ty przypadku dwustronne porozuienie, zasady w³¹czenia siê do infrastruktury og¹ byæ okreœlone bardziej szczegó³owo w ty porozuieniu. Wêz³y tej kategorii nie s¹ obowi¹zkowe. Regionalne i lokalne wêz³y polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE (3d). Wêz³y tej kategorii nie s¹ obowi¹zkowe. Obecnie w Polsce istnieje lub jest tworzonych wiele regionalnych i lokalnych geoportali, g³ównie udostêpniaj¹cych us³ugi przegl¹dania danych przestrzennych z zakresu geodezji i kartografii. Istnieje o liwoœæ przekszta³cenia ich w przysz³oœci w wêz³y polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE, pod warunkie spe³nienia wyogów INSPIRE w zakresie udostêpnianych przez nie us³ug. W ty przypadku istotny problee o e staæ siê niezgodnoœæ tych danych z danyi udostêpnianyi przez g³ówny krajowy wêze³ INSPIRE. K³opotliwa o e byæ równie redundancja ró nych wersji danych. Wêz³y nale ¹ce do IIP i nienale ¹ce do infrastruktury INSPIRE, w ty g³ówny wêze³ (4a) infrastruktury SGiK. Z uwagi na zadania tej infrastruktury wynikaj¹ce z polskich przepisów prawnych, a ona charakter czêœciowo publiczny i czêœciowo wewnêtrzny. W zakresie roli publicznej udostêpnia ona, podobnie jak infrastruktura INSPIRE, dane przestrzenne i zwi¹zane z nii us³ugi, jednak w sposób okreœlony przez inne specyfikacje i instrukcje techniczne ni INSPIRE. Zakres teatyczny danych przestrzennych infrastruktury SGiK w ogólny zarysie okreœlony jest w ustawie o IIP (art. 23 pkt 2 lit. b). Szczegó³owy podzia³ ról wêz³ów na poszczególnych szczeblach: centralny, wojewódzki i powiatowy bêdzie okreœlony w przepisach wykonawczych do tej ustawy. Rola g³ównego wêz³a infrastruktury SGiK w przypadku us³ugi wyszukiwania jest podobna do roli g³ównego wêz³a polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE, jednak w przypadku danych powinien on œciœle wspó³pracowaæ z innyi wêz³ai tej infrastruktury ustawionyi na ni szych szczeblach hierarchii z wêz³ai wojewódzkii i prawdopodobnie w pewnych przypadkach z wêz³ai powiatowyi. Wspó³praca tego wêz³a z g³ówny wêz³e polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE sprowadza siê g³ównie do dostarczenia danych dla transforacji off-line w trybie okresowy (okresowa transforacja wszystkich danych) lub przyrostowy (czêste transforacje jedynie w zakresie uzupe³nieñ i poprawek poszczególnych zbiorów danych). Wojewódzkie i powiatowe wêz³y infrastruktury SGiK (4b). Zadania tych wêz³ów s¹ podobne do zadañ wêz³a g³ównego infrastruktury SGiK, z tê ró nic¹, e zasiêg terytorialny utrzyywanych w nich danych obejuje powierzchnie odpowiadaj¹cych i jednostek adinistracji terenowej. Szczegó³owy podzia³ ról wêz³ów na poszcze-

33 34 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE gólnych szczeblach: centralny, wojewódzki i powiatowy bêdzie okreœlony w przepisach wykonawczych do ustawy o IIP. Wêz³y te og¹ stanowiæ Ÿród³o danych dla transforacji off-line w celu zasilenia wêz³ów regionalnych lub lokalnych polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE, je eli takie zostan¹ utworzone. Wêz³y wojewódzkie wspó³pracuj¹ z wêz³e g³ówny infrastruktury SGiK i z wêz³ai powiatowyi tej infrastruktury w relacjach okreœlonych przez podzia³ terytorialny kraju. Wêz³y powiatowe wspó³pracuj¹ z odpowiadaj¹cyi i terytorialnie wêz³ai wojewódzkii. Z uwagi na znaczn¹ liczbê powiatów, a tak e probley organizacyjne i ekonoiczne budowy wêz³ów powiatowych, w pocz¹tkowy okresie tworzenia infrastruktury SGiK nale- y uwzglêdniæ o liwoœæ hosting-u dla wêz³ów powiatowych w innych wêz³ach tej infrastruktury, np. w wêz³ach s¹siednich powiatów lub w odpowiednich dla tych powiatów wêz³ach wojewódzkich. G³ówny wêze³ innej infrastruktury resortowej (5a) nienale ¹cy do infrastruktury INSPIRE, ale nale ¹cy do IIP na zasadach podobnych jak wêz³y infrastruktury SGiK. Wêze³ taki o e ieæ geoportal, lecz nie jest to konieczne. Dane i us³ugi tego wêz³a og¹ spe³niaæ wyagania specyfikacji INSPIRE, lecz to równie nie jest konieczne. Inne wêz³y innej infrastruktury resortowej (5b) nienale ¹ce do infrastruktury INSPIRE, ale nale ¹ce do IIP na zasadach podobnych jak g³ówny wêze³ tej infrastruktury. Poniewa czêsto inne infrastruktury resortowe zawieraj¹ stosunkowo niewielkie zasoby danych przestrzennych, og¹ sk³adaæ siê z tylko jednego wêz³a. Z tego wzglêdu inne wêz³y, poza wêz³e g³ówny, nie s¹ konieczne. Tak sao jak wêze³ g³ówny, og¹ one ieæ geoportal lub nie, a tak e ich dane i us³ugi og¹ spe³niaæ wyagania specyfikacji INSPIRE, lecz to równie nie jest konieczne. Wêz³y nienale ¹ce do IIP i nienale ¹ce do infrastruktury INSPIRE (6), np. wêz³y innych infrastruktur resortowych wêz³y innych s³u b publicznych og¹ utrzyywaæ dane przestrzenne lub nie, ale w pewnych przypadkach o e byæ potrzebne ich wspó³dzia³anie z wêz³ai IIP. Obszar tych zagadnieñ jest obecnie s³abo okreœlony, ale o na oczekiwaæ, e w przysz³oœci probleatyka ta stanie siê bardziej istotna Interoperacyjnoœæ w zakresie us³ugi wyszukiwania Us³uga wyszukiwania geoinforacji realizowana przez serwery katalogowe jest jedn¹ z podstawowych us³ug infrastruktury geoinforacyjnej i czêsto jest us³ug¹ kluczow¹. Obecnie tworzy siê lub aktualizuje wiele du ych zasobów ró norodnych danych przestrzennych. Wyszukanie przez u ytkownika infrastruktury tych danych, które u s¹ potrzebne i jednoczeœnie dostatecznie szczegó³owe, dok³adne i aktualne jest zadanie bardzo trudny. Podstaw¹ wyszukiwania w ty przypadku s¹ zasoby etadanych o zbiorach i us³ugach infrastruktury. Zasoby te s¹ rozproszone po wielu bazach etadanych i ich zawartoœæ zienia siê dynaicznie. Z tego wzglêdu interoperacyjnoœæ serwerów katalogowych jest zagadnienie bardzo wa ny i bardzo z³o ony. W infrastrukturze INSPIRE przyjêto hierarchiczn¹ organizacjê tych serwerów, w której najwy sz¹ pozycjê zajuje europejski geoportal INSPIRE, a o jeden pozio ni ej znajduj¹ siê g³ówne serwery katalogowe poszczególnych krajów cz³onkowskich. W Polsce krajowy serwer katalogowy jest w gestii G³ównego Urzêdu Geodezji i Kartografii i tylko ten serwer kounikuje siê bezpoœrednio z serwere europejski.

34 4. PODSTAWOWE WÊZ Y POLSKIEJ IIP 35 Dostêp europejskiego serwera katalogowego INSPIRE do krajowego serwera katalogowego o e byæ realizowany na trzy sposoby: w czasie rzeczywisty (real tie) ka de polecenie dotycz¹ce etadanych o danych (etadata) lub etadanych o us³ugach (capabilities) dla obszaru Polski wysy- ³ane przez dowolnego w Europie klienta (prograu u ytkownika) jest przekierowywane do g³ównego polskiego serwera katalogowego, a uzyskana odpowiedÿ przez serwer europejski jest nastêpnie wysy³ana przez niego dalej do klienta. Sposób ten gwarantuje aktualnoœæ etadanych; z pe³ny przechowywanie (full cached) wszystkie etadane (etadata i capabilities) w pe³nej postaci s¹ okresowo pobierane przez serwer katalogowy INSPIRE z g³ównego serwera krajowego. Klient otrzyuje od serwera INSPIRE etadane, które on posiada w swojej bazie i og¹ to byæ dane nie w pe³ni aktualne; z czêœciowy przechowywanie (partially cached) jest to kobinacja dwóch poprzednich przypadków europejski serwer katalogowy przechowuje jedynie wybrane eleenty etadanych okreœlone w przepisach wykonawczych INSPIRE (IN- SPIRE etadata regulation), które s¹ w ty przypadku wykorzystywane do wyszukiwania danych i us³ug. Gdy klient potrzebuje etadanych bardziej szczegó³owych, których nie a w serwerze europejski, uruchaiany jest tryb czasu rzeczywistego, jak to a iejsce w pierwszy przypadku. Aby krajowy serwer katalogowy, bêd¹cy podstawowy eleente g³ównego wêz³a polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE, óg³ poprawnie kounikowaæ siê z europejski serwere katalogowy, usi ieæ zaipleentowany przynajniej jeden z tych trzech sposobów kounikacji. Inn¹ bardzo wa n¹ funkcj¹ g³ównego wêz³a polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE jest przechowywanie i udostêpnianie polskich danych przestrzennych w postaci zgodnej ze specyfikacjai danych INSPIRE. Ze wzglêdu na koniecznoœæ w obecnych krajowych warunkach stosowania transforacji danych off-line, dane po transforacji usz¹ byæ gdzieœ przechowywane w celu realizacji us³ug przegl¹dania, pobierania, a tak e dla innych pozosta- ³ych us³ug INSPIRE. Przechowywanie danych przez ten wêze³ jest konieczne, gdy nie a innych wêz³ów, które og³yby pe³niæ tê funkcjê. Dotyczy to nastêpuj¹cych przypadków: dane przestrzenne w wêz³ach infrastruktury SGiK, których odele danych (w zakresie struktury i zawartoœci) ró ni¹ siê od danych zgodnych ze specyfikacjai INSPIRE; analogicznie jak powy ej, ale w odniesieniu do innych infrastruktur lub pojedynczych wêz³ów dedykowanych dany przestrzenny innych resortów, gdy dla tych danych nie a odpowiednich wêz³ów spe³niaj¹cych wyagania specyfikacji INSPIRE; z ró nych powodów jakaœ instytucja nie a zaiaru tworzenia wêz³a dla swoich danych z zakresu teatycznego INSPIRE, zarówno zgodnych z wyaganiai INSPIRE jak i niezgodnych. W ty ostatni przypadku g³ówny wêze³ polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE o e przej¹æ obowi¹zki wynikaj¹ce z przepisów wykonawczych dyrektywy na zasadach tzw. hosting-u. Jednak do obowi¹zków dysponenta tych danych nale y dostarczenie ich w ustalonej forie i nastêpnie ich sta³a aktualizacja. Nale y jednak podkreœliæ, e funkcjê hosting-u o e pe³niæ dowolny inny wêze³ nale ¹cy do polskiej czêœci infrastruktury INSPIRE spe³niaj¹cy okreœlone wyagania.

35 36 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE 4.4. Geoserwer jako podstawowy eleent wêz³a Pojecie wêze³ infrastruktury a charakter bardziej organizacyjny ni technologiczny. W jedny w sensie fizyczny, systeie koputerowy o e znajdowaæ siê kilka wêz³ów, jak równie jeden wêze³ o e byæ rozieszczony w kilku systeach fizycznych. Dla podkreœlenia organizacyjnego sensu tego terinu o na go porównaæ z definicj¹ terinu syste inforacji przestrzennej, która w Internetowy Leksykonie Geoatyczny PTIP (GaŸdzicki, 2004) jest okreœlona jako syste pozyskiwania, groadzenia, weryfikowania, integrowania, analizowania, transferowania i udostêpniania danych przestrzennych, w szeroki rozuieniu obejuje on etody, œrodki techniczne, w ty sprzêt i oprograowanie, bazê danych przestrzennych, organizacjê, zasoby finansowe oraz ludzi zainteresowanych jego funkcjonowanie. W tak rozuiany wêÿle infrastruktury geoserwer jest jego czêœci¹ zasadnicz¹ i centraln¹, sk³adaj¹c¹ siê ze sprzêtu koputerowego, oprograowania i zbiorów danych zgroadzonych w bazie lub repozytoriu. Z tego wzglêdu, zgodnie z zakrese opisywanych prac, probleatyka przedstawiona w dalszych rozdzia³ach bêdzie dotyczy³a wy- ³¹cznie geoserwera jego koponentów wewnêtrznych i zewnêtrznych powi¹zañ, a tak e zasad funkcjonowania Koponenty geoserwera Geoserwer jako g³ówny eleent wêz³a infrastruktury, a za zadanie realizowanie podstawowych jego us³ug, a w szczególnoœci przegl¹dania i pobierania geoinforacji. Us³ugi te s¹ realizowane poprzez ³¹cza internetowe dzia³aj¹ce w oparciu o podstawow¹ technologiê sieciow¹ warstwy transportu TCP/IP (Transission Control Protocol/Internet Protocol) i technologiê wy szej warstwy aplikacji bazuj¹c¹ na protokole HTTP (HyperText Transfer Protocol). Z tego wzglêdu serwer HTTP jest jedny z podstawowych koponentów geoserwera. Rysunki 27 i 28 (patrz rozdz. 8.4) przedstawiaj¹ konkretny przyk³ad podzia³u geoserwera na koponenty i ich wzajene wewnêtrzne powi¹zania, jakie ta wystêpuj¹ w przypadku systeu opartego na oprograowaniu MapServer (czêsto tak e nazywanego Minnesota Mapserver lub UMN Mapserver ). Oprograowanie to stanowi drugi podstawowy koponent geoserwera. Jego zadanie jest przetwarzanie danych geoprzestrzennych zgroadzonych w bazie lub w repozytoriu do postaci odpowiedniej dla serwera HTTP, zgodnie z otrzyany od klienta polecenie protoko³u HTTP w forie GET lub POST. Trzeci kluczowy koponente geoserwera jest syste przechowywania danych. W ty przypadku, w zale noœci od fory i objêtoœci tych danych, stosuje siê ró ne rozwi¹zania. Mo e to byæ zwyczajna baza danych typu relacyjnego (Beynon-Davies, 2003; DuBois, 2004; Connolly, Begg, 2004a, 2004b; Pelikant, 2009), baza obiektowa lub obiektowo-relacyjna (Subieta, 1998; 1999) lub baza z rozszerzeniai geoprzestrzennyi, podnosz¹cyi istotnie jej efektywnoœæ w zastosowaniach geoinforatycznych. Baza danych jest zarz¹dzana przez syste, którego zadanie jest uo liwienie groadzenia danych, ich utrzyywania w sposób bezpieczny, aktualizacji i selektywnego dostêpu do danych. Gdy zbiory danych udostêpnianych przez geoserwer nie s¹ wielkie dla ich przechowywania i zarz¹dzania nii stosuje siê repozytoria plików, najczêœciej obs³ugiwane przez syste zarz¹dzania plikai systeu operacyjnego. Wyienione powy ej trzy g³ówne koponenty geoserwera s¹ we wszystkich przypadkach niezbêdne. Obok nich og¹ wystêpowaæ inne koponenty, w zale noœci od specyfiki

36 4. PODSTAWOWE WÊZ Y POLSKIEJ IIP 37 geoserwera i realizowanych przez niego us³ug. Us³uga wyszukiwania wyaga koponentu w postaci oprograowania serwerowego dla katalogu etadanych, a us³uga przekszta³cania potrzebuje oprograowania przetwarzaj¹cego dane geoprzestrzenne dedykowanego rodzajo przekszta³ceñ jakie aj¹ byæ przez geoserwer realizowane. W przypadku ograniczenia dostêpu do danych i us³ug, konieczny jest koponent, który bêdzie realizowa³ procedury identyfikacji, uwierzytelniania i autoryzacji wraz z baz¹ danych o u ytkownikach i ich prawach dostêpu. Kolejny dodatkowy koponente o e byæ syste pobierania op³at za udostêpniane dane i us³ugi. Te wszystkie dodatkowe funkcje geoserwera, ³¹cznie z podstawowyi, tworz¹ pewnego rodzaju proces z³o ony z ³añcucha us³ug. Za zainicjowanie tego procesu jest odpowiedzialna us³uga wywo³ywania innych us³ug okreœlona w dyrektywie INSPIRE (invoking service). Przedstawiona w dalszej czêœci instalacja eksperyentalna geoserwera a za zadanie realizowanie us³ug podstawowych przegl¹dania i udostêpniania danych geoprzestrzennych bez ograniczeñ i bez op³at. Z tego wzglêdu dodatkowe koponenty nie by³y uwzglêdnione w architekturze wêz³a. G³ówny wysi³ek badawczy by³ skierowany na o liwie jak najbardziej efektywne i wydajne realizowanie us³ug podstawowych, a tak e na funkcjonalny i ³atwy w obs³udze interfejs WWW w postaci witryny, dedykowany niej doœwiadczony u ytkowniko. Szczegó³owy opis funkcjonalnoœci interfejsu WWW zawarty jest w rozdziale Kounikacja i interfejsy wewn¹trz geoserwera Opisane w poprzedni rozdziale koponenty geoserwera œciœle ze sob¹ wspó³pracuj¹. Wspó³praca ta wyaga przep³ywu poleceñ, potwierdzeñ i danych. Równie w ty przypadku stosowane s¹ interfejsy standardowe wewn¹trz geoserwera. Do podstawowych nale y zaliczyæ dwa z nich. Pierwszy to interfejs wspó³dzia³ania serwera HTTP (realizuj¹cego us³ugi zewnêtrzne) z systee przetwarzania i renderowania lub pakowania danych. W ty przypadku podstawowy interfejse jest CGI (Coon Gateway Interface) znoralizowany interfejs, uo liwiaj¹cy kounikacjê poiêdzy oprograowanie serwera HTTP, a wspó³dzia³aj¹cy z ni w tle oprograowanie tworz¹cy dynaiczne eleenty udostêpnianych stron WWW. Najwa - niejsze cechy tego interfejsu to niezale noœæ od platfory sprzêtowo-systeowej, skalowalnoœæ i niezale noœæ od jêzyka prograowania. Wad¹ tej technologii jest koniecznoœæ tworzenia nowego oddzielnego procesu na ka de polecenie przekazywane przez serwer HTTP, co powoduje du e obci¹ enie ca³ego systeu geoserwera. Rozwi¹zanie tego probleu jest nowa zodyfikowana wersja tego interfejsu pod nazw¹ FastCGI. Rozwi¹zanie to zwiêksza szybkoœæ oraz zapewnia lepsz¹ skalowalnoœæ aplikacji internetowych opartych o technologiê CGI. Ró nica saego protoko³u w porównaniu z prosty CGI jest niewielkie, jednak FastCGI lepiej zapewnia ci¹g³oœæ funkcjonowania serwera i obs³ugê ruchu. Istota tego rozwi¹zania le y w ty, e w FastCGI uruchoiony jest jeden proces (lub wiele procesów) pracuj¹cy w sposób ci¹g³y. Po obs³u eniu polecenia oczekuj¹ one na kolejne, nie koñcz¹c pracy, to pozwala na znacznie lepsze gospodarowanie zasobai serwera. Inna wa na zalet¹ FastCGI jest kounikacja oparta na protokole transportu TCP/IP i dziêki teu oba wspó³pracuj¹ce koponenty og¹ znajdowaæ siê w ró nych fizycznych systeach, nawet znacznie oddalonych. Uo liwia to budowanie rozproszonych wêz³ów infrastruktury, nie tylko na odrêbne platfory sprzêtowe, ale tak e na odleg³e oœrodki koputerowe.

37 38 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE Drugi istotny interfejse jest po³¹czenie systeu przetwarzania i renderowania lub pakowania danych w systee przechowywania tych danych. W przypadku bazy danych rodzaj zastosowanego interfejsu i protoko³u zale y od typu tej bazy. Na przyk³ad kounikacja systeu zarz¹dzania baz¹ danych PostgreSQL z systeai geoinforatycznyi o e odbywaæ siê na dwa sposoby. Pierwszy to interfejs zgodny ze standarde OGC i zrealizowany w odule PostGIS, który jest do³¹czany do systeu przetwarzania na etapie kopilacji kodu Ÿród³owego. Interfejs ten obs³uguje polecenia bardzo efektywnie, ale jedynie w zakresie prostych wyró nieñ zdefiniowanych w zawê ony profilu OGC (Siple Feature Specification). Drugi interfejs systeu PostgreSQL jest uniwersalny i przez to nie a rozszerzeñ dotycz¹cych danych geoprzestrzennych. Oba te interfejsy s¹ oparte na protokole transportu TCP/IP, dziêki czeu równie uo liwiaj¹ rozproszenie wêz³a infrastruktury przez ulokowanie bazy danych z dala od systeu przetwarzania. W przypadku repozytoriu plików kounikacja jest realizowana przez oprograowanie systeowe, gdy jest to pojedynczy syste koputerowy lub w przypadku rozproszenia o e byæ realizowana za pooc¹ interfejsu opartego na protokole przesy³ania plików FTP (File Transfer Protocol) dzia³ajacego na bazie TCP/IP. Dla interfejsu zewnêtrznego w postaci witryny WWW, istotny eleente poœrednicz¹cy poiêdzy serwere HTTP i systee przetwarzania danych i renderowania obrazów jest procesor dynaicznego generowania stron HTML. Spoœród ró nych rozwi¹zañ najbardziej uniwersaln¹ i efektywn¹ technologi¹ jest PHP (PHP Hypertext Preprocessor). Silnik PHP dzia³aj¹c po stronie serwera interpretuje skrypty napisane w jêzyku o tej saej nazwie (Melon, 2009; Hayder, 2009), za których pooc¹ tworzone s¹ zarówno strony HTML, jak i skrypty w jêzyku JavaScript wysy³ane nastêpnie do klienta przegl¹darki WWW. Skrypty JavaScript s¹ wykonywane po stronie klienta i.in. obs³uguj¹ interakcjê u ytkownika z serwere (Powers, 2007; McFarland, 2010), tak e za pooc¹ biblioteki jquery i technologii AJAX (Asynchronous JavaScript and XML) (Darie, Brinzarea, Chereches-Tosa, Bucica, 2006; Negrino, Sith, 2010). Po³¹czenie tych czterech technologii (HPH, JavaScript, jquery i AJAX) pozwala na prowadzenie sesji kounikacji u ytkownika z serwere w trybie asynchroniczny, bez prze³adowywania stron i skryptów podczas tej sesji Interfejsy zewnêtrzne geoserwera Zadanie interfejsów zewnêtrznych geoserwera jest uo liwienie jego koponento kounikowanie siê z innyi geoserwerai lub innyi eleentai infrastruktury, a tak e realizowanie jego podstawowych zadañ z zakresu us³ug sieciowych, w celu spe³nienia potrzeb u ytkowników. Probleatyka interfejsów zewnêtrznych by³a ju przedstawiona w rozdzia³ach 2.1. i 4.1. W ty iejscu pozostaje do wyjaœnienia jedynie ich aspekt technologiczny. Kounikacja w infrastrukturze poiêdzy jej eleentai odbywa siê za pooc¹ protoko- ³u aplikacyjnego HTTP dzia³aj¹cego na bazie ni szej warstwy transportu TCP/IP. Systee, który realizuje ten protokó³ aplikacyjny dla poleceñ przychodz¹cych z zewnêtrz jest serwer HTTP. Dotyczy to wszystkich us³ug realizowanych przez geoserwer, np. takich jak witryna WWW i us³ugi bezpoœrednie WMS, WFS, WCS i inne. Je eli geoserwer jest serwere kaskadowy, to pe³ni równie rolê klienta wobec innych eleentów infrastruktury. Rola klienta wyaga o liwoœci wysy³ania poleceñ protoko³u HTTP i to jest najczêœciej realizo-

38 4. PODSTAWOWE WÊZ Y POLSKIEJ IIP 39 wane za pooc¹ biblioteki libcurl, któr¹ nale y do³¹czyæ na etapie kopilacji oprograowania przetwarzaj¹cego dane geoprzestrzenne Role konwerterów transforuj¹cych dane przestrzenne Szczególn¹ rolê w przedstawianej architekturze infrastruktury inforacji przestrzennej pe³ni¹ eleenty transforacji danych, nazywane tak e konwerterai. Je eli infrastruktura sk³ada siê z ró nych czêœci zawieraj¹cych dane o ró nych odelach, tak jak to jest w przypadku polskiej IIP, to konwertery usz¹ wyst¹piæ na wspólnych granicach tych czêœci. Na syntetyczny ogólny diagraie (rys. 2), a tak e na rysunku 8, eleenty te s¹ przedstawione bardzo ogólnie jedynie w postaci prostok¹ta na granicy dwóch czêœci infrastruktury. Wynika to z faktu, e proble transforacji danych jest bardzo skoplikowany, ci¹gle nie jest rozwi¹zany, a oprograowanie konwerterów jest ci¹gle na etapie eksperyentów. Uwzglêdniaj¹c uwarunkowania przedstawione w rozdziale 2.6 i na rysunku 3 o na tu zaproponowaæ kilka opisanych poni ej rozwi¹zañ. Transforacja okreœlana w specyfikacjach INSPIRE jako on-line (transforacja dynaiczna) realizowana w typowy wêÿle (rys. 9 A). Takie rozwi¹zanie, jak by³o to przedstawione wczeœniej w rozdziale 2.6, jest o liwe w przypadku stosunkowo a³ej ró nicy odeli danych (rys. 3) i tylko wtedy, gdy pojedynczy zbiór danych lub pojedyncza baza danych jest transforowana do pojedynczego zbioru. Transforacja okreœlana w specyfikacjach INSPIRE jako off-line realizowana okresowo w typowy wêÿle (rys. 9 B) w trybie autoatyczny, tzn. z inialny udzia³e operatora. Mo liwoœæ realizacji takiego rozwi¹zania jest tak sao ograniczona jak w przypadku poprzedni. Transforacja off-line realizowana okresowo w typowy wêÿle (rys. 9 B) w try- Rys. 8. Scheat przedstawiaj¹cy eleent realizuj¹cy transforacjê danych na granicy dwóch czêœci IIP, zawieraj¹cych dane o ró nych odelach (objaœnienia w tekœcie) Rys. 9. Scheatyczne przedstawienie eleentu transforacji w obrêbie pojedynczego wêz³a (objaœnienia w tekœcie)

39 40 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE bie nadzorowany jednak ze znaczny udzia³e operatora. Takie rozwi¹zanie o e okazaæ siê bardzo pracoch³onne, szczególnie, gdy potrzebna jest rêczna edycja du- ych zbiorów danych. Transforacja okreœlana w specyfikacjach INSPIRE jako on-line (transforacja dynaiczna) realizowana w wyspecjalizowany do tego celu wêÿle. W taki przypadku prostok¹t sybolizuj¹cy konwerter (rys. 8) powinien byæ zast¹piony serwere us³ug zgodnych ze standarde WPS. Mo liwoœæ realizacji takiego rozwi¹zania jest tak sao ograniczona jak w przypadku pierwszy. Transforacja okreœlana w specyfikacjach INSPIRE jako off-line realizowana okresowo na zasadach outsourcing-u. Pod ty okreœlenie rozuie siê wykorzystywanie zasobów zewnêtrznych zlecanie wyspecjalizowany podioto zewnêtrzny procesów niezbêdnych dla przekszta³cenia zawartoœci i struktury zbiorów danych przestrzennych, stanowi¹cych zasób okreœlonego wêz³a infrastruktury lub konkretnej bazy danych albo zestawu zbiorów danych. Na obecny etapie rozwoju polskiej IIP takie rozwi¹zanie jest najbardziej racjonalne i prawdopodobnie stan taki bêdzie trwa³ jeszcze przez kilka najbli szych lat. Jak wsponiano wczeœniej, proble transforacji danych jest bardzo skoplikowany, ci¹gle nie jest dostatecznie poprawnie rozwi¹zany. Zagadnienia te stanowi¹ g³ówn¹ przeszkodê, na jak¹ napotyka siê podczas prac projektowych i wykonawczych dotycz¹cych polskiej IIP. Z tego wzglêdu potrzebne s¹ pilne prace badawcze studialne, eksperyentalne, prototypowe i wdro eniowe, bo bez nich dalszy rozwój polskiej IIP, zgodny z obowi¹zuj¹cyi i projektowanyi regulacjai prawnyi, krajowyi i europejskii, o e okazaæ siê niezwykle trudny. W przypadku, gdy transforacja danych w trybie off-line dokonywana jest w konkretny wêÿle i w wêÿle ty struktura podstawowych danych nie jest zgodna ze specyfikacjai INSPIRE, a wêze³ ten a udostêpniaæ us³ugi INSPIRE (rys. 9 B), czyli zwracaj¹c dane zgodne ze specyfikacjai INSPIRE, wyagane s¹ podwojone eleenty dla danych (bazy, repozytoria i inne). Jedne z nich s¹ przeznaczone dla danych podstawowych, a drugie dla danych po transforacji i w rezultacie zgodnych ze specyfikacjai INSPIRE.

40 POLSKIE 5. OPROGRAMOWANIE TOWARZYSTWO STOSOWANE INFORMACJI W INFRASTRUKTURACH PRZESTRZENNEJ ROCZNIKI GEOMATYKI 2010 TOM VIII ZESZYT 5(41) Oprograowanie stosowane w infrastrukturach Przedstawiona w poprzednich rozdzia³ach analiza architektury infrastruktury wykaza³a, e jej podstawowyi koponentai s¹ wêz³y, bêd¹ce z³o onyi systeai inforatycznyi wyspecjalizowanyi w przechowywaniu, przetwarzaniu i udostêpnianiu inforacji geoprzestrzennej. Syste taki równie jest z³o ony z koponentów, najczêœciej pogrupowanych w trzy warstwy: warstwa danych najni sza bazy danych wraz systeai zarz¹dzania nii i repozytoria danych w postaci plików, warstwa przetwarzania œrodkowa nazywana tak e w pewnych zastosowaniach warstw¹ logiki biznesowej, zawieraj¹ca eleenty koordynuj¹ce pracê aplikacji i jest te odpowiedzialna za przep³yw danych poiêdzy warstwai, warstwa prezentacji najwy sza stanowi interfejs u ytkownika i jej g³ówny zadanie jest przekodowywanie tego, co przetwarzaj¹ aplikacje na postaæ zrozuia³¹ dla cz³owieka. Przyk³ad trójwarstwowej architektury systeu jest przedstawiony na rysunku 10. Jednak w przypadku serwerów geoinforacyjnych najwy sza warstwa prezentacji nie zawsze wystêpuje. Ma to iejsce, gdy serwer nie a interfejsu WWW i jedynie udostêpnia dane inny systeo za poœrednictwe us³ug WFS i WCS lub WPS Kategorie i role systeów geoinforacyjnych G³ówny zadanie infrastruktury geoinforacyjnej jest udostêpnianie inforacji geoprzestrzennej, zarówno w forie zobrazowanej, jak i w postaci saych danych. Udostêpnianie to odbywa siê w uk³adzie klient-serwer i z tego wzglêdu role systeów sk³adaj¹cych siê na infrastrukturê dziel¹ siê na dwa podstawowe rodzaje lub ich kobinacjê: syste serwerowy oczekuje na polecenie od systeu klienckiego zgodne z przyjêty protokó³e kounikacji i odpowiada na te polecenia wykonuj¹c okreœlone w ty protokóle operacje, a nastêpnie zwraca systeowi klienckieu wyniki tych operacji; syste kliencki najczêœciej jest oprograowanie sterowany przez u ytkownika infrastruktury i zgodnie z jego intencjai przekazuje polecenia do systeu serwerowego, oczekuje na jego odpowiedÿ a po jej otrzyaniu prezentuje wynik u ytkownikowi; syste kaskadowy jest kobinacj¹ dwóch poprzednich jest w roli serwera dla klienta, ale dla innego serwera wystêpuje w roli klienta. Inny podzia³ systeów geoinforacyjnych wchodz¹cych w sk³ad infrastruktury dotyczy rodzaju zadañ, jakie wykonuj¹ w uk³adzie klient-serwer: syste us³ug wyszukiwania opartych na protokole CSW pozwala na rozproszone przegl¹danie i filtrowanie etadanych w celu znalezienia potrzebnej geoinforacji istotny eleente w ty przypadku jest logiczny i ³atwy w u yciu interfejs WWW;

41 42 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE Rys. 10. Trzy ró ne sposoby udostêpniania danych przez wêze³: 1) obraz rastrowy, 2) eleenty obrazu wektorowego, 3) wybrane dane trze ró ny systeo kliencki: 1) przegl¹darce WWW (po lewej), 2) œrednio zaawansowaneu klientowi (po œrodku), 3) inneu wyspecjalizowaneu systeowi geoinforatyczneu (po prawej); szare pozioe linie dziel¹ syste na trzy warstwy: 1) danych, 2) przetwarzania, 3) prezentacji (na podstawie publikacji OGC). syste us³ug przegl¹dania opartych na protoko³ach WMS i WMTS a za zadanie przedstawiæ zobrazowania geoinforacji w postaci ap równie w warunkach rozproszenia tej inforacji po ró nych bazach i repozytoriach; syste us³ug pobierania opartych na WFS i WCS udostêpnia dane wyszukane przy poocy pierwszej kategorii us³ug, obejrzane przy poocy drugiej kategorii us³ug, co pozwala u ytkownikowi upewniæ siê, e s¹ to w³aœnie te dane, których poszukuje; syste us³ug przekszta³cania lub przetwarzania opartych na protoko³ach WCTS i WPS wykonuje ró ne operacje na danych geoprzestrzennych, dane te s¹ przekazywane przez syste kliencki lub wskazywane jest przez ten syste iejsce gdzie siê znajduj¹, po wykonaniu oferowanych przez serwer operacji wyniki s¹ przekazywane systeowi klienckieu w analogiczny sposób przes³anie pliku danych wynikowych lub podanie lokalizacji tego pliku; syste us³ug wywo³ywania innych us³ug najczêœciej wykonanie jakiejœ us³ugi podstawowej spoœród wyienionych powy ej zwi¹zane jest wykonanie jakichœ innych us³ug, nie koniecznie na danych geoprzestrzennych, w taki przypadku tworzony jest dynaicznie ³añcuch us³ug i to zadanie nale y do systeu tej kategorii.

42 5. OPROGRAMOWANIE STOSOWANE W INFRASTRUKTURACH 43 Kolejny podzia³e jest podzia³ systeów pod wzglêde hierarchii realizowanych us³ug na us³ugi sieciowe i us³ugi danych przestrzennych. Analiza zapisów dyrektywy i treœci innych dokuentów INSPIRE pozwala przyj¹æ, e: syste us³ug sieciowych realizuje podstawowe us³ugi geoinforacyjne wyienione powy ej (wyszukiwania, przegl¹dania, pobierania, przekszta³cania i wywo³ywania) w oparciu o standardy dotycz¹ce tych kategorii us³ug i poprzez bezpoœredni do nich dostêp przez Internet; syste us³ug danych przestrzennych realizuje wszystkie inne us³ugi z zakresu geoinforacji, zarówno niestandardowe (witryny i geoportale apowe nie spe³niaj¹ce standardów OGC i ISO), jak i us³ugi bêd¹ce w tle us³ug sieciowych niezbêdne do ich wykonania, jednak nie widoczne poprzez standardowe interfejsy us³ug sieciowych. Ostatni w ty przypadku podzia³ systeów dotyczy przedstawionego wczeœniej trójwarstwowego podzia³u wêz³a infrastruktury na warstwê danych, warstwê przetwarzania i warstwê prezentacji: systey zarz¹dzania danyi geoprzestrzennyi s¹ to systey zarz¹dzania bazai danych, repozytoriów i sk³adów zbiorów danych przestrzennych i innych danych i towarzysz¹cych, np. etadanych; systey przetwarzania geoinforacji ich zadanie jest przetwarzanie danych wed³ug wielu ró nych algorytów stosowanych w ty celu, podstawowy ich zadanie jest przetworzenie danych pobranych z warstwy danych do postaci wyaganej w warstwie prezentacji; systey prezentacji geoinforacji w du y uproszczeniu o na je nazwaæ graficzny interfejse u ytkownika (GUI Graphical User Interface), s¹ to systey dzia³aj¹ce zarówno po stronie serwera jak i po stronie klienta. Przedstawione ró ne podzia³y systeów geoinforatycznych stosowanych w infrastrukturach aj¹ g³ównie charakter pogl¹dowy pozwalaj¹ na wydzielenie w z³o ony uk³adzie, jaki jest wêze³ infrastruktury, jego fragentów i dokonanie ich logicznego podzia³y, co jest bardzo u yteczne przy projektowania architektury wêz³a i przy wyborze koponentów oprograowania, z którego bêdzie zbudowany Otwarte oprograowanie Przyiotniki: otwarte (open) i wolne (free) w przypadku oprograowania odnosz¹ siê do kategorii spe³niaj¹cych œciœle okreœlone warunki w zakresie dostêpnoœci i praw autorskich. Poiêdzy tyi dwoa grupai jest istotna ró nica, g³ównie o charakterze ideologiczny, jednak z punktu widzenia przeciêtnego u ytkownika ró nica jest na tyle subtelna, e o na j¹ poin¹æ, szczególnie, gdy oprograowanie tego typu porównuje siê z odpowiadaj¹cyi i produktai koercyjnyi lub o ograniczony dostêpie (Michalak, 2007). Oprograowanie nale ¹ce do tej ostatniej kategorii okreœlane jest czêsto przyiotnikai zakniête lub niewolne (closed or enslaved) jako przeciwieñstwo otwartego i wolnego. Ró nice poiêdzy dwoa pierwszyi kategoriai wyjaœniaj¹ poni sze definicje: Otwarte oprograowanie (open software) oprograowanie niekoercyjne, najczêœciej z dostêpny kode Ÿród³owy, które powstaje w œrodowiskach, które dopuszczaj¹ tak e wspó³pracê z firai koercyjnyi lub nawet w tych firach, jednak spe³nia wyogi otwartoœci.

43 44 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE Wolne oprograowanie (free software) bardziej rygorystyczna foru³a oprograowania niekoercyjnego, spo³eczny ruch wolnego oprograowania nie wspó³pracuje z firai koercyjnyi. W praktyce jednak, je eli licencja jakiegoœ oprograowania spe³nia wyagania otwartego oprograowania, to w du y stopniu spe³nia tak e najczêœciej wyagania wolnego oprograowania i na odwrót. Z tych wzglêdów w rozpatrywany tu aspekcie obie te kategorie dla uproszczenia bêd¹ nazywane oprograowanie otwarty. Okreœlenia oprograowanie zakniête lub niewolne odnosz¹ siê do oprograowania, które nie spe³nia wyogów okreœlonych przez ruchy spo³eczne na rzecz prograów okreœlanych przyiotnikai otwarte. Jest to nie tylko oprograowanie koercyjne. Czêsto, na przyk³ad w Polsce i niektórych innych krajach, oprograowanie opracowane w drodze zaówieñ publicznych ze œrodków bud etowych nie jest oprograowanie otwarty i obywatele finansuj¹c te prace przez p³acenie podatków nie aj¹ praktycznie dostêpu do ich wyników (Michalak, 2009a). Z zupe³nie inn¹ sytuacj¹ spotykay siê w takich krajach jak Stany Zjednoczone lub Kanada, gdzie oprograowanie i dane sfinansowane ze œrodków bud etowych aj¹ status public doain i przez to s¹ bezp³atnie i bez ograniczeñ dostêpne dla wszystkich. W ostatnich latach w wiêkszoœci dziedzin czysto inforatycznych, na przyk³ad w zakresie oprograowania narzêdziowego, takiego jak kopilatory, interpretery jêzyków i narzêdzia wspoagaj¹ce budow¹ oprograowania aplikacyjnego, otwarte oprograowanie odnosi wielkie sukcesy. Skutkie tego jest fakt, e oprograowanie koercyjne nie wytrzyuje konkurencji i wiele fir rezygnuje z dalszego rozwijania swoich produktów. W obszarze geoatyki idea otwartego oprograowania rozwija siê z pewny opóÿnienie w stosunku do obszaru inforatyki podstawowej. Dopiero w ostatnich latach powsta³o kilka du ych projektów, które ju przynosz¹ interesuj¹ce wyniki i o na obserwowaæ integrowanie siê tych projektów powstaj¹ce oprograowanie jest wzajenie ze sob¹ powi¹zane. Utworzenie w roku 2006 nowej organizacji Open Source Geospatial Foundation (OSGeo) z pewnoœci¹ przyspieszy prace nad otwarty oprograowanie geoinforatyczny. W Polsce, do niedawna, idea otwartego oprograowania geoinforatycznego by³a niestety a³o popularna i w zasadzie ograniczona jedynie do œrodowisk akadeickich. Z trudnych do zrozuienia powodów instytucje pañstwowe bardzo nieufnie odnosz¹ siê do oprograowania otwartego. Mo na przypuszczaæ, e nieufnoœæ ta wynika z przekonania decydentów o nieprofesjonalnoœci autorów oprograowania, w konsekwencji o niski jego pozioie technologiczny i o wynikaj¹cy z tego braku bezpieczeñstwa danych. Opinia ta jest ca³kowicie nieuzasadniona wiele systeów koputerowych przechowuj¹cych dane o bardzo du y znaczeniu jest chronionych przy poocy oprograowania otwartego i przy poocy otwartych algorytów kodowania. W Unii Europejskiej proble stosowania otwartego oprograowania traktowany jest znacznie powa niej. Europejski progra IDABC (Interoperable Delivery of European egovernent Services to public Adinistrations, Businesses and Citizens) jest w znaczny stopniu ukierunkowany na stosowanie przez adinistracjê otwartego oprograowania. Czêœæ tego prograu okreœlana akronie OSO (Open Source Observatory) jest dedykowana proocji tego oprograowania w zastosowaniach adinistracyjnych instytucji europejskich i krajów cz³onkowskich. Lista zalecanego oprograowania obejuje tak e progray z zakresu geoinforacji, a w ty tak e GIS GRASS. W roku 2007 Koisja Europejska wprowadzi³a w ycie Licencjê Publiczn¹ Unii Europejskiej (EUPL European Union Public Licence), a jej

44 5. OPROGRAMOWANIE STOSOWANE W INFRASTRUKTURACH 45 ulepszona wersja 1.1 zosta³a przyjêta w arcu Jest to licencja typu Open Source, jej polskojêzyczny tekst (UE, 2009) jest dostêpny w witrynie IDABC, lecz pró no go szukaæ w witrynach polskich instytucji pañstwowych, co obok innych przes³anek wskazuje na to, e w Polsce ten akt prawny jest artwy. Bior¹c pod uwagê wnioski wynikaj¹ce z powy szej analizy dotycz¹cej roli otwartego oprograowania, tak e w inicjatywach europejskich, nale y przypuszczaæ, e równie infrastruktura INSPIRE o e i powinna byæ budowana w oparciu o takie oprograowanie. Z tego wzglêdu przedstawiana tu koncepcja geoserwera teatycznego w o liwie jak najwiêkszy stopniu oparta jest na oprograowaniu otwarty. Oprograowanie stosowane w geoserwerach lub z nii zwi¹zane o na podzieliæ na kilka kategorii zadaniowych: systey operacyjne tworz¹ce œrodowisko serwerowe, narzêdzia ogólnoinforatyczne s³u ¹ce do zbudowania geoserwera i jego utrzyywania, oprograowanie serwerowe ogólnoinforatyczne stanowi¹ce koponenty geoserwera, oprograowanie serwerowe geoinforatyczne stanowi¹ce koponenty geoserwera, oprograowanie ogólnoinforatyczne wspoagaj¹ce pracê geoserwera, narzêdzia geoinforatyczne przygotowania danych geoprzestrzennych, oprograowanie dynaicznej witryny geoinforacyjnej WWW, a w ty oprograowania JavaScript klienta-agenta. W ka dej z tych kategorii jest wiele oprograowania otwartego spe³niaj¹cego postawione wyagania podstawowy problee jest dokonanie najlepszego wyboru. Trzeba podkreœliæ, e otwarte oprograowanie geoinforacyjne rozwijane jest od stosunkowo niedawna, zate w uzasadnionych przypadkach, celowe jest zastosowanie oprograowania koercyjnego, g³ównie w kategorii narzêdzi geoinforatycznych przygotowania danych geoprzestrzennych dla geoserwera, w ty szczególnie do transforacji danych z jednych odeli do innych Systey operacyjne W inforatyce definiuje siê tê kategoriê oprograowania nastêpuj¹co: Syste operacyjny (OS Operating Syste) oprograowanie zarz¹dzaj¹ce sprzête koputerowy, tworz¹ce œrodowisko do uruchaiania i kontroli zadañ u ytkownika. W celu uruchaiania i kontroli zadañ u ytkownika syste operacyjny zajuje siê: planowanie oraz przydzia³e czasu procesora poszczególny zadanio, kontrol¹ i przydzia³e paiêci operacyjnej dla uruchoionych zadañ, dostarcza echanizy do synchronizacji zadañ i kounikacji poiêdzy zadaniai, obs³uguje sprzêt oraz zapewnienia równolegle wykonywany zadanio jednolity, wolny od interferencji dostêp do sprzêtu. Dodatkowe przyk³adowe zadania, któryi o e, ale nie usi zajowaæ siê syste operacyjny to ustalanie po³¹czeñ sieciowych i zarz¹dzanie plikai (Wikipedia, 2007). Dla serwerów, w ty geoserwerów, wyagania dotycz¹ce systeu operacyjnego s¹ specyficzne i znacznie wy sze ni dla innych kategorii koputerów, poniewa wa ny kryteriu jest wydajnoœæ, stabilnoœæ i bezpieczeñstwo (Souders, 2008; King, 2009). Z tego wzglêdu wybór odpowiedniego systeu operacyjnego dla geoserwera jest zadanie kluczowy, decyduj¹cy o powodzeniu ca³ego przedsiêwziêcia. Z przeprowadzonej analizy wynika, e najbardziej odpowiednii systeai operacyjnyi dla geoserwera

45 46 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE s¹ systey z rodziny Linux. Równie syste operacyjny Open Solaris zas³uguje na szczególn¹ uwagê, jednak ankaente takiego rozwi¹zania jest brak stabilnych kodów binarnych oprograowania geoinforatycznego, co poci¹ga za sob¹ potrzebê udnych prac prograistycznych. Wyowny przyk³ade zalet systeów z rodziny Linux jest wykonana w roku 2010 statystyka paraetrów piêciuset najwiêkszych na œwiecie superkoputerów (tab. 2). Systey operacyjne rodziny Linux zajuj¹ niekwestionowane pierwsze iejsce jest ich 91%, a systeów firy Microsoft zaledwie 1%. Trzeba zwróciæ uwagê na to, e zastosowanie systeu Linux poci¹ga najczêœciej za sob¹ równie zastosowanie otwartego oprograowania aplikacyjnego. Tabela 2. Porównanie paraetrów superkoputerów z listy TOP500 w roku 2010 w podziale na rodzaje systeów operacyjnych (TOP500.Org, 2010). Rodzina systeów operacyjnych Liczba superkoputerów Udzia³ procentowy [%] ¹czna oc obliczeniowa okreœlona teste Lipack [Gflops] ,09 ¹czna teoretyczna wydajnoœæ [Gflops] ¹czna liczba procesorów Linux , Windows 5 1, Unix 22 4, BSD Based 1 0, Mieszane 17 3, Raze , Udzia³ procentowy systeów Linux 9 94,31 95,47 bez uwzglêdnienia systeów ieszanych [%] Udzia³ procentowy systeów Windows 1,41 1,14 1,49 bez uwzglêdnienia systeów ieszanych [%] Stosunek ³¹cznych paraetrów systeu 91,00 65,83 82,44 63,90 Linux do Windows Obecnie jest dostêpnych wiele odian systeu Linux i znaczna czêœæ z nich spe³nia wyagania systeu serwerowego. Z tego wzglêdu potrzebne jest dokonanie kolejnego wyboru który z nich jest najbardziej odpowiedni dla geoserwera? W ty przypadku trzeba wzi¹æ pod uwagê dwa kryteria. Pierwsze to stopieñ zaawansowania oprograowania serwerowego jaki dysponuje konkretny syste z rodziny Linux, a drugie to dostêpnoœæ oprograowania geoinforatycznego lub o liwoœæ utworzenia jego kodów binarnych. Na tej podstawie wybrano trzy odiany systeu Linux: Gentoo najbardziej profesjonalna odiana systeu Linux, wspieraj¹ca praktycznie wszystkie architektury sprzêtowe, jednak wyagaj¹ca du ej wiedzy od adinistratora systeu i rzadko stosowana w geoinforatyce, poniewa poci¹ga za sob¹ potrzebê kopilacji kodów binarnych dla geoserwera. Debian bardzo zaawansowana odiana, dla której prawie ca³e oprograowanie niezbêdne dla geoserwera jest zawarte w dystrybucji i przez to jest to najprostszy sposób zbudowania geoserwera. Odiana ta równie wspiera prawie wszystkie architektury sprzêtowe (Hill, Harris, Vyas, 2006).

46 5. OPROGRAMOWANIE STOSOWANE W INFRASTRUKTURACH 47 Fedora niekoercyjna odiana systeu Red Hat Enterprise Linux, dostêpna jedynie dla architektury sprzêtowej z rodziny Intel (x32, x64), PowerPC firy Apple (ppc, ppc64), sparc64 firy Sun i ar (dla telefonów koórkowych). Dziêki noweu projektowi Fedora-GIS, znaczna czêœæ oprograowania dla geoserwera jest w ty przypadku tak e dostêpna. W raach projektu wykonano wiele testów dla ró nych konfiguracji sprzêtowo-systeowych, a w ich wyniku wybrano cztery konfiguracje: syste operacyjny Solaris 10 na platforie x64, syste operacyjny Solaris 10 na platforie Sparc IIIi 64 bity, syste Debian 5.0 Lenny na platforie x64, syste Debian 5.0 Lenny na platforie Sparc IIIi 64 bity, Wyniki tych prac s¹ bardziej szczegó³owo przedstawione w rozdziale Kluczowe systey przetwarzania geoinforacji Silnik geoserwera ta czêœæ jego oprograowania, która jest obci¹ ona najbardziej pracoch³onnyi zadaniai nie jest onolite, sk³ada siê z kilku odu³ów w zale noœci od funkcji geoserwera i w konsekwencji w zale noœci od jego konfiguracji. W uproszczeniu o na przyj¹æ, e geoserwer a kilka silników wspó³dzia³aj¹cych ze sob¹. Nale ¹ do nich.in.: silnik przechowywania i filtrowania danych udostêpnianych przez geoserwer rolê tê pe³ni najczêœciej syste zarz¹dzania baz¹ danych; silnik przekszta³cania danych z jednego uk³adu odniesienia do innego, zarówno dla danych w forie wektorowej (najczêœciej typu feature), jak i w forie rastrowej (najczêœciej typu coverage); silnik tworzenia obrazu (apy) dla WMS na podstawie wybranych danych; tworzenie takiego obrazu nazywane jest czêsto renderowanie (od ang. rendering przedstawianie, powlekanie); silnik tworzenia zapisu danych w GML dla WFS na podstawie wybranych danych; silnik obs³ugi interfejsów bezpoœrednich (WMS, WFS i innych) i interfejsu poœredniego (WWW) na bazie protoko³u HTTP; silnik tworzenia stron WWW interfejsu poœredniego (WWW) i realizacji sesji tego interfejsu. W systeach typu Unix, w ty tak e Linux, silniki te s¹ procesai, czêsto wielow¹tkowyi i wzajenie ze sob¹ powi¹zanyi przez wewnêtrzne standardowe interfejsy. Inny sposobe realizacji silników s¹ dynaiczne lub statyczne biblioteki. W kategorii oprograowania otwartego rolê silników z zakresu geoinforacji najczêœciej pe³n¹ nastêpuj¹ce systey: PROJ4 najbardziej dojrza³y i rozbudowany syste przeliczania wspó³rzêdnych sk³adaj¹cy siê z biblioteki procedur i jej aplikacji; syste ten jest wykorzystywany w wielu innych systeach do konwersji ró nych danych poiêdzy ró nyi uk³adai odniesienia; GDAL biblioteka procedur translacyjnych oparta na jedny ogólny odelu dla danych acierzowych (rastrowych) zapisanych w ró nych foratach; OGR biblioteka klas w jêzyku C++ i zestaw narzêdzi dla czytania i czêœciowo zapisu wielu ró nych foratów danych wektorowych w zakresie prostych wyró nieñ (siple feature);

47 48 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE GRASS GIS rozwijany od wielu lat, najbardziej rozbudowany i zaawansowany otwarty syste do przetwarzania geoinforacji. Wiele innych projektów jest ukierunkowane na powi¹zanie tego systeu z aplikacjai z zakresu infrastruktur geoinforacyjnych. W geoserwerach jest stosowany do realizacji us³ugi WPS i pozwala na realizacj¹ skoplikowanych algorytów przetwarzania geoinforacji w raach tej us³ugi (Larson, Shapiro,.Tweddale, 1991; Shapiro, Westervelt, 1992; Pullar, 2002; Michalak, 2008a). Odrêbn¹ grupê oprograowania geoinforatycznego z kategorii silników Open Source stanowi¹ systey dedykowane wy³¹cznie geoserwero. S¹ to systey wspó³pracuj¹ce bezpoœrednio z serwere HTTP i realizuj¹ce podstawowe us³ugi sieciowe lub przeznaczone do konfiguracji tych us³ug. Do najbardziej zaawansowanych systeów z tej grupy nale ¹: MapServer (Minnesota, UMN) najbardziej zaawansowany z poœród popularnych otwartych systeów dla serwera geoinforacji. Obok g³ównej czêœci, bêd¹cej aplikacj¹ opart¹ na CGI, wspó³pracuj¹cej z otwarty systee Apache, syste ten sk³ada siê tak e z szeregu saodzielnych prograów dla budowy ap i eleentów ich opisu. Dostêp do œrodowiska rozwoju tego systeu jest o liwy przy poocy ró - nych jêzyków prograowania. Pozwala to na rozszerzenie jego o liwoœci podczas realizacji wielu ró nych projektów z zakresu otwartego oprograowania. MapServer Workbench zestaw wspó³dzia³aj¹cych ze sob¹ narzêdzi do budowania aplikacji systeu MapServer. Narzêdzia te s¹ napisane w jêzyku Tcl/Tk i u ywaj¹ interfejsu Mapscript/Tk. PostGIS pakiet systeu zarz¹dzania obiektowo-relacyjn¹ baz¹ danych PostgreSQL, rozszerzaj¹cy jego o liwoœci do zarz¹dzania danyi geoprzestrzennyi. Pakiet ten spe³nia wiele wyagañ stawianych przez specyfikacje OGC w zakresie profilu SipleFeature i w konsekwencji tak e przez nory ISO Deegree obszerna biblioteka klas w jêzyku Java przeznaczona do tworzenia odu- ³ów systeowych infrastruktury geoinforacyjnej, spe³niaj¹cych wyagania specyfikacji OGC i nor ISO W sk³ad tego systeu wchodz¹ tak e gotowe aplikacje, zarówno dla strony serwera, jak i dla strony klienta. GeoNetwork oprograowanie serwerowe dla katalogu etadanych geoinforacji zgodne z nor¹ ISO dla etadanych i nor¹ ISO dla protoko³u internetowego Z MIT OrthoServer syste udostêpniania przez Internet wielkich zbiorów ortoobrazów w postaci bezszwowej, z uwzglêdnienie wielu ró nych rozdzielczoœci. GeoServer oprograowanie geoserwera napisane w jêzyku Java. Charakteryzuje siê du ¹ prostot¹ i ³atwoœci¹ instalacji, konfiguracji i adinistrowania, a tak e zaipleentowane standardowe us³ugi OGC. Przedstawiono tu jedynie wybrane, najwa niejsze pozycje z d³ugiej listy. Dla specyficznych zastosowañ lub dla nietypowych platfor sprzêtowo-systeowych inne pozycje og¹ byæ prawdopodobnie tak e brane pod uwagê Ogólnoinforatyczne oprograowanie geoserwera Wiele funkcji i operacji wykonywanych przez geoserwer jest realizowanych za pooc¹ oprograowania ogólnoinforatycznego, u ywanego szeroko w innych zastosowaniach. Do najwa niejszych w ty przypadku nale ¹:

48 5. OPROGRAMOWANIE STOSOWANE W INFRASTRUKTURACH 49 serwer kounikacji HTTP najczêœciej w tej roli w œrodowisku unixowy (i w konsekwencji linuxowy) wystêpuje zawansowany i rozbudowany syste Apache 2; oprograowanie dla poœredniego przetwarzania danych po stronie serwera Apache w wiêkszoœci przypadków stosowany jest syste PHP Engine; biblioteki oprograowania graficznego dla tworzenia obrazów us³ugi WMS lub WMTS stosuje siê biblioteki opracowywane w raach projektów GNU: libpng, libtiff, libgeotiff, libjpeg, libgif i pdflib; biblioteki wspoagaj¹ce freetype dla tworzenia wysokiej jakoœci napisów tekstowych; GD dla generowania obrazów wynikowych; zlib dla kopresji plików; AGG w celu uzyskania obrazów o wysokiej jakoœci rozdzielczej; libpq dla kounikacji z baz¹ danych PostgreSQL, tak e za poœrednictwe odu³u geoprzestrzennego PostGIS; biblioteka curl dla obs³ugi wielu protokó³ów internetowych, uo liwiaj¹ca zastosowanie podstawowych standardów wyiany danych przestrzennych w infrastrukturach geoinforacyjnych WMS, WFS i WCS i innych i podobnych. Obok oprograowania wyienionego powy ej, stanowi¹cego koponenty geoserwera, niezbêdne jest równie inne oprograowanie ogólnoinforatyczne, a w szczególnoœci prograistyczne oprograowanie narzêdziowe do budowy koponentów i integracji ich w ca³oœæ, a tak e oprograowanie do konfigurowania, testowania geoserwera i nadzorowania jego pracy Oprograowanie systeów klienckich W tej kategorii oprograowanie o na podzieliæ na dwie grupy. Pierwsza grupa to oprograowanie obs³ugi interfejsu WWW, wysy³ane z serwera do koputera u ytkownika w roli klienta-agenta wspó³pracuj¹cego z oprograowanie po stronie serwera dla generowania stron i wzajenej kounikacji. Druga grupa to saodzielne aplikacje desktopowe kounikuj¹ce siê z geoserwere za pooc¹ standardowych bezpoœrednich us³ug sieciowych opartych na WMS, WFS itp. Poni sza lista zawiera kilka przyk³adów nale ¹cych do pierwszej kategorii oprograowanie interfejsu WWW: Deegree krótki opis tego systeu przedstawiono w rozdz. 5.4 w kategorii oprograowania serwerowego; w jego sk³ad wchodz¹ tak e koponenty stanowi¹ce oprograowanie klienckie; Mapbender interfejs WWW geoserwera w jêzykach PHP i JavaScript oprograowanie niezale ne od platfory; MapFish interfejs WWW geoserwera w jêzykach Python i JavaScript oprograowanie niezale ne od platfory; OpenLayers interfejs WWW geoserwera w jêzyku JavaScript oprograowanie niezale ne od platfory. P.apper Fraework interfejs WWW geoserwera MapServer w jêzykach PHP i JavaScript oprograowanie niezale ne od platfory; syste wspoagania kounikacji klient-serwer odu³ PHP/MapScript wspó³pracuj¹cy.in. ze œrodowiskie budowy aplikacji tego odu³u P.apper Fraework. Oprograowanie nale ¹ce do pierwszej grupy przewa nie sk³ada siê z dwóch czêœci jedna funkcjonuje po stronie serwera generuj¹c strony HTTP i zwi¹zane z tyi stronai skrypty jêzyka JavaScript, a drog¹ stanowi¹ te skrypty dzia³aj¹ce w œrodowisku przegl¹darki

49 50 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE WWW. Najczêœciej œrodowiskie dla oprograowania dzia³aj¹cego po stronie serwera jest procesor PHP lub procesor jêzyka Pyton. Do drugiej grupy oprograowania obs³uguj¹cego u ytkownika infrastruktury nale y wiele popularnych prograów typu desktop z kategorii Open Source, ale tak e bezp³atne progray fir koercyjnych przeznaczone do przegl¹dania geoinforacji. Najwa niejsze pozycje z tej grupy na licencji Open Source to: GRASS GIS przedstawiony wczeœniej w rozdziale 5.4. najbardziej zaawansowany i rozbudowany syste do przetwarzania geoinforacji, pe³ne wykorzystanie jego o - liwoœci wyaga g³êbszej wiedzy. Syste napisany jest w jêzyku C, jednak jego rozszerzenia og¹ byæ pisane w C++. Zaipleentowany jest na wielu platforach sprzêtowo-systeowych i wspiera wiele foratów wektorowych i rastrowych. Quantu GIS (QGIS) najbardziej popularny syste z tej kategorii, napisany w jêzyku C++, wa n¹ jego zalet¹ jest szeroka wspó³praca z systee GRASS. Równie ten syste jest zaipleentowany na wielu platforach i wspiera wiele foratów wektorowych i rastrowych. gvsig syste napisany w jêzyku Java i przez to niezale ny od platfory. Jego interesuj¹c¹ cech¹ jest ³atwoœæ adaptacji graficznego interfejsu u ytkownika (GUI) do ró nych jêzyków. udig syste bazuj¹cy na œrodowisku Eclipse RCP (Rich Client Platfor) i bibliotekach jêzyka Java pakietu GeoTools. Dziêki teu jego o liwoœci s¹ równie du e i interesuj¹ce, szczególnie w zakresie standardów OGC i ISO. Syste ten zas³uguje na uwagê, poniewa jest najczêœciej stosowany systee typu klient w pracach eksperyentalnych OGC (rys. 11) w raach inicjatyw OWS w zakresie testowania specyfikacji, a tak e w innych projektach aplikacyjnych, np. DEWS (Distant Early Warning Syste for Tsunais) (rys. 12). OpenJUMP kolejny syste napisany w jêzyku Java, obs³uguje dane w foratach wektorowych. ILWIS syste opracowany w jêzyku C++ dla œrodowiska Microsoft Visual Obs³uguje ró ne foraty za poœrednictwe biblioteki GeoGateway. Wœród udostêpnianych bezp³atnie prograów fir koercyjnych, na szczególn¹ uwagê zas³uguj¹ dwa, które w pracach OGC s¹ czêsto wykorzystywane jako wzorce do testowania poprawnoœci standardowych us³ug sieciowych: GO GML Viewer firy Snowflake Software (rys. 13) najbardziej zaawansowane narzêdzie do przegl¹dania danych zapisanych w jêzyku GML. Obok podstawowych scheatów GML dla wersji 2, 3.1 i 3.2 obs³uguje równie 6 scheatów aplikacyjnych: AAA-NAS GML3 (ALKIS, AKIS, AFIS-NAS) nieieckie dane katastralne i topograficzne); IMRO2006 i IMRO2008 GML3 (holenderskie dane z zakresu planowania przestrzennego); OSMasterMap GML2 (dane OS MasterMap dotycz¹ce topografii, adresów i sieci transportowej); TOP10NL GML3 (dane topograficzne holenderskiego katastru odpowiadaj¹ce skali 10:10 000); TreasureIsland GML3 (przyk³adowe dane dotycz¹ce Wyspy Skarbów). Gaia firy Carbon Project (rys. 14 i 23, patrz rozdz. 7.3) zaawansowane narzêdzie bazuj¹ce na œrodowisku CarbonTools PRO. Jest kliente us³ug: WMS, WMTS, WFS, WFS-G, WCS, Bing Maps, Yahoo! Maps, OpenStreetMap (OSM) tiles i obs³uguje foraty: GML L0, GML L1, GML 2, GML 3.1, GML 3.2, profil GML Siple Features (GMLsf), ESRI Shape, MapInfo if, Autodesk dxf i Google Earth kl i kz.

50 5. OPROGRAMOWANIE STOSOWANE W INFRASTRUKTURACH 51 W roli klienta us³ug infrastruktury og¹ wystêpowaæ tak e du e z³o one systey geoinforatyczne, zarówno koercyjna jak i z kategorii Open Source. W tej grupie na uwagê zas³uguj¹ nastêpuj¹ce systey: ArcGIS Desktop firy ESRI powszechnie znany koercyjny syste przetwarzania danych geoprzestrzennych (rys. 22, patrz rozdz. 7), od niedawna o e obok danych z zasobów w³asnych przetwarzaæ tak e dane pobierane przy poocy us³ug WMS, WFS i WCS. Czêœæ tych us³ug jest realizowanych przy poocy odu³u dodatkowego Data Interoperability, który jest znacznie uproszczon¹ wersj¹ oprograowania FME przedstawionego poni ej. Wersja ArcGIS Desktop jest dostêpna wy³¹cznie dla systeu operacyjnego Microsoft Windows, a wersja ArcGIS Workstation tak- e dla systeu Solaris. Geoedia Desktop firy Intergraph równie od niedawna a o liwoœæ korzystania z danych dostarczanych us³ugai WMS, WFS i WCS. Równie w ty przypadku rozszerzone o liwoœci s¹ dostêpne za poœrednictwe dodatkowego odu³u w postaci uproszczonej wersji FME. Oprograowanie firy Intergraph dzia³a wy³¹cznie w œrodowisku systeu Microsoft Windows. FME (Feature Manipulation Engine) firy Safe Software rozbudowany syste narzêdziowy przeznaczony do konwersji danych wektorowych i rastrowych poiêdzy ponad dwustoa ró nyi foratai. Syste ten w wersji desktop sk³ada siê z trzech prograów: FME Universal Translator, FME Workbench (rys. 18 i 19, patrz rozdz. 7) i FME Viewer (rys. 21, patrz rozdz. 7). Wiele zaawansowanych funkcji i odu³ów, w ty tzw. transforery, pozwala na przekszta³canie odeli danych, tak e dziêki wbudowaneu procesorowi XSLT danych zapisanych w jêzyku GML. Wersja FME Desktop jest dostêpna dla systeu operacyjnego Microsoft Windows x32 i x64. Wersja FME Server o e pracowaæ na platforach: Microsoft Windows, Linux Intel x32 i x64 (Red Hat Enterprise Linux), Mac OS X (Intel) i Sun SPARC Solaris. GRASS GIS opisany ju wczeœniej popularny uniwersalny syste typu Open Source przeznaczony do zaawansowanych zadañ z zakresu analizy i przetwarzania danych, geoprzestrzennych, tak e dla w¹sko wyspecjalizowanych zadañ dziedzinowych. Pracuj¹c w tle geoserwera stanowi dobr¹ podstawê dla realizacji ró nych zadañ w trybie us³ugi WPS. Mo e pobieraæ dane z geoserwerów przy poocy wbudowanych w³asnych odu³ów r.in.ws i v.in.wfs. GRASS jako syste otwarty o e praktycznie byæ kopilowany dla dowolnej platfory typu Unix lub Linux. Najbardziej popularne œrodowiska systeowe to: Microsoft Windows, najpopularniejsze odiany systeu Linux (Debian, Mandriva, OpenSUSE, Red Hat Enterprise Linux, Fedora i Scientific Linux), a tak e Mac OSX.

51 Rys. 11. Okno przegl¹darki danych geoprzestrzennych udig w eksperyencie OGC z zakresu GeoDSS (Geospatial Decision Support Syste). Œrodowisko Eclipse pozwala ³¹czyæ ró ne technologie w jedny systeie (Ÿród³o: Open Geospatial Consortiu)

52 Rys. 12. Zastosowanie przegl¹darki udig w systeie wczesnego ostrzegania o tsunai w raach europejskiego projektu DEWS (Distant Early Warning Syste for Tsunais). Jest to przyk³ad analizy danych geoprzestrzennych wraz z danyi innej kategorii (Ÿród³o: Refractions Research)

53 Rys. 13. Okno przegl¹darki danych geoprzestrzennych GO GML Viewer firy Snowflake Software. Zapis w GML 3.1 danych TOP10NL (dane topograficzne holenderskiego katastru odpowiadaj¹ce skali 1:10 000)

54 Rys. 14. Okno przegl¹darki danych geoprzestrzennych Gaia firy Carbon Project. Zapis w GML 3.1 danych geoechanicznych na tle ortofotoapy satelitarnej Landsat z us³ugi WMS serwera Geoportal.gov.pl

55 52 METODYKA POLSKIE I TECHNOLOGIA TOWARZYSTWO BUDOWY GEOSERWERA INFORMACJI TEMATYCZNEGO PRZESTRZENNEJ JAKO KOMPONENTU INSPIRE ROCZNIKI GEOMATYKI 2010 TOM VIII ZESZYT 5(41) 6. Kryteria doboru oprograowania geoserwera Dobór oprograowania dla serwera geoinforacyjnego zale y od wielu czynników, jednak 6 z nich jest najwa niejszych. Jakiej rangi jest to serwer? Serwer centralny infrastruktury. Jego g³ówn¹ rol¹ jest uo liwienie wyszukiwania danych i us³ug na podstawie etadanych, a nastêpnie przekierowanie u ytkownika do w³aœciwego serwera dziedzinowego lub regionalnego. Oprograowanie takiego serwera jest g³ównie zorientowane na us³ugi CSW i odpowiadaj¹cy i interfejs WWW. Wa nyi eleentai s¹ interfejsy kounikacji z pozosta³yi serwerai CSW infrastruktury. Cenny uzupe³nienie us³ugi katalogowej jest wstêpne przegl¹danie (podgl¹d) wyszukiwanych danych, przynajniej ich zasiêgu przestrzennego na tle danych ogólnogeograficznych. Serwer dziedzinowy. Udostêpnia dane specyficzne dla tej dziedziny i z tego wzglêdu oprograowanie usi byæ dostosowane nie tylko do us³ug podstawowych, ale tak e do specyficznych us³ug, np. dziedzinowe us³ugi WPS, które nie s¹ potrzebne w innych dziedzinach. Dane z okreœlonej dziedziny og¹ byæ podzielone na bardziej szczegó³owe zakresy teatyczne i o na i dedykowaæ oddzielne geoserwery w taki przypadku œcis³e wspó³dzia³anie tych geoserwerów jest koniecznoœci¹. Serwer regionalny. Jego specyfik¹ jest udostêpnianie ró norodnych danych podstawowych (na przyk³ad dane topograficzne, turystyczne i o lokalnych s³u bach publicznych i us³ugach) z jakiegoœ obszaru g³ówny proble z zakresu oprograowania to o liwoœæ ró norodnej prezentacji poszczególnych zbiorów danych w sposób zharonizowany tak, aby z³o ony wynikowy obraz by³ czytelny i zrozuia³y przez przeciêtnego u ytkownika. Wielkoœæ zadañ realizowanych przez serwer. Proble ten o na podzieliæ na dwa zagadnienia. Pierwsze to wielkoœæ udostêpnianych zbiorów danych tu decyduje dobór odpowiednio wydajnego systeu zarz¹dzania baz¹ danych. Drugie zagadnienie to czêstoœæ wysy³anych do serwera poleceñ przez systey klienckie (stopieñ jego obci¹ enia realizowanyi zadaniai). W ty przypadku liczy siê g³ównie oprograowanie warstwy przetwarzania i przepustowoœæ internetowych interfejsów zewnêtrznych. Jakie dane udostepnia serwer? Czy serwer udostêpnia tylko dane w³asne, czy jest wy³¹cznie serwere kaskadowy lub type ieszany, (udostêpnia zarówno dane w³asne jak i dane kaskadowane)? Dodatkowy istotny czynnikie jest to, czy w roli kaskadowej tak e przekszta³ca przekazywane dane, np. w raach WCTS lub WPS. Rodzaj realizowanych us³ug sieciowych. Serwer o e realizowaæ tylko jedn¹ z us³ug wyszukiwania, przegl¹dania, pobierania lub przekszta³cania, ale tak e dowoln¹ kobinacjê tych us³ug. Stopieñ rozproszenia. Czy jest to tylko jedna fizyczna aszyna, czy oprograowanie serwera jest rozieszczone w dwóch lub wielu fizycznych aszynach. W taki przypadku jest wa ne, czy poszczególne odu³y oprograowania aj¹ interfejsy sieciowe dla wzajenej kounikacji.

56 6. KRYTERIA DOBORU OPROGRAMOWANIA GEOSERWERA 53 Zakres us³ug powi¹zanych z us³ugai sieciowyi. Czy charakter udostêpnianych danych wyaga kontroli dostêpu, systeu pobierania op³at za us³ugi i czy potrzebny jest w okreœlonych przypadkach dostêp uprzywilejowany? Taki serwer wyaga wi¹zania us³ug w ³añcuchy, co jest realizowane przez us³ugê wywo³ywania innych us³ug Heterogenicznoœæ i rozproszenie w infrastrukturach Infrastruktura geoinforacyjna jest sieci¹ wêz³ów, a te z kolei sk³adaj¹ siê najczêœciej z wielu koponentów. Poci¹ga to za sob¹ du ¹ ró norodnoœæ sk³adników oprograowania, które usz¹ ze sob¹ wzajenie wspó³dzia³aæ. Probleatyka ta okreœlana jest interoperacyjnoœci¹ i stanowi du e wyzwanie dla projektantów i realizatorów eleentów infrastruktury. Praktycznie jest nieo liwe, aby wszystkie te eleenty by³y w pe³ni jednorodne hoogeniczne, poniewa s¹ budowane na ró nych platforach sprzêtowo-systeowych, poszczególne sk³adniki oprograowania pochodz¹ od ró nych dostawców, zarówno koercyjnych (oprograowanie zakniête), jak i oprograowanie wolne i otwarte. Konsekwencj¹ powy szego jest koniecznoœæ przyjêcia, e zarówno infrastruktura jak i jej wêz³y bêd¹ w du y stopniu heterogeniczne ró norodne pod wzglêde œrodowiska, w który dzia³aj¹, zastosowanych technologii i jêzyków prograowania, przy których poocy bêd¹ budowane. Kolejny istotny zagadnienie zwi¹zany z interoperacyjnoœci¹ jest rozproszenie eleentów wêz³a infrastruktury. Poszczególne eleenty nie usz¹, a nawet nie powinny byæ uieszczone w jednej aszynie fizycznej. Rozproszenie na wiêcej ni jedn¹ aszynê fizyczn¹ uo liwia racjonalne podzielenie zasobów sprzêtowych (oc obliczeniowa, zasoby dyskowe i ³¹cza internetowe), stosownie do potrzeb poszczególnych sk³adników systeu wêz³a realizuj¹ce ró ne jego funkcje. Daje to tak e o liwoœæ zian konfiguracji w przypadkach, gdy jakiœ eleent jest przeci¹ ony i nie gwarantuje ci¹g³oœci jego pracy operacyjnej, zgodnie z wyaganiai rozporz¹dzeñ INSPIRE w zakresie jakoœci us³ug Przenoœnoœæ i skalowalnoœæ oprograowania Zarówno przenoœnoœæ oprograowania jak i skalowalnoœæ systeów na ni opartych jest jedny z podstawowych zagadnieñ wspó³czesnej inforatyki. W odniesieniu do geoinforacji obowi¹zuj¹ tu te sae zasady co w przypadkach innych zastosowañ. Klucze do zapewnienia przenoœnoœci oprograowania i skalowalnoœci systeów jest wybór odpowiedniej platfory sprzêtowo-systeowej i odpowiednich etod prograistycznych. Przyk³ade skalowalnoœci platfory sprzêtowo-systeowej s¹ systey operacyjne rodziny Linux, pracuj¹ce na procesorach rodziny Intel. Systey takie og¹ funkcjonowaæ zarówno na a³ych koputerach typu desktop jak i na superkoputerach, na co wskazuje zestawienie w tabeli 2 (patrz rozdz. 5.3). Przenoœnoœæ systeów osi¹gana jest przez dobór jêzyków prograowania i standardowe rozwi¹zania wspó³dzia³ania oprograowania aplikacyjnego z oprograowanie systeu operacyjnego. W ty przypadku najlepsze wyniki osi¹ga siê stosuj¹c wolne lub otwarte oprograowanie, co równie wi¹ e siê bezpoœrednio ze œrodowiskie systeów rodziny Linux.

57 54 METODYKA POLSKIE I TECHNOLOGIA TOWARZYSTWO BUDOWY GEOSERWERA INFORMACJI TEMATYCZNEGO PRZESTRZENNEJ JAKO KOMPONENTU INSPIRE ROCZNIKI GEOMATYKI 2010 TOM VIII ZESZYT 5(41) 7. Specyfika geoserwera teatycznego Geoserwer teatyczny to geoserwer udostêpniaj¹cy dane geoprzestrzenne z okreœlonego zakresu teatycznego z okreœlonej dziedziny lub tylko z okreœlonej w¹skiej kategorii inforacji. W przypadku infrastruktury INSPIRE trzy za³¹czniki dyrektywy okreœlaj¹ teaty, dla jakich geoinforacja bêdzie udostêpniana. Teaty te grupuj¹ ró norodne dane geoprzestrzenne w zakniête kategorie, dla których s¹ ju opracowane lub s¹ obecnie opracowywane szczegó- ³owe specyfikacje okreœlaj¹ce ich zakresy i fory zapisu. Poszczególne teaty znacznie siê ró ni¹ i w konsekwencji dedykowane i geoserwery teatyczne równie usz¹ byæ ró ne. Te ró nice s¹ na tyle du e, e og¹ wyagaæ ipleentacji zupe³nie ró nych us³ug sieciowych w jedny przypadku wystarczy dla udostêpniania danych jedynie us³uga WFS, w drugi jedynie WCS, w inny bêd¹ wyagane obie te us³ugi. Jeszcze wiêksze zró nicowanie a iejsce w przypadku us³ug przetwarzania (WPS), poniewa s¹ to us³ugi bardzo specyficzne dla danych z poszczególnych kategorii teatycznych. W dalszej czêœci przedstawiony jest przyk³ad geoserwera teatycznego zbudowanego w raach opisywanego tu projektu. Projekt ten dotyczy³ udostêpniania inforacji geoprzestrzennej z zakresu hydrogeologii. Hydrogeologia nie wystêpuje na liœcie INSPIRE jako wydzielony teat (tab. 3), pocz¹tkowo ia³a byæ czêœci¹ teatu hydrografia, ale ostatecznie jest czêœci¹ teatu geologia. Ten proble z przyporz¹dkowanie hydrogeologii wynika ze specyfiki tej dziedziny zarówno treœæ jak i fora inforacji hydrogeologicznej znacznie siê ró ni od treœci i fory obu tych teatów INSPIRE (Michalak, 2005c). Prace nad specyfikacjai teatu geologia dopiero siê rozpoczê³y, jednak nale y przypuszczaæ, e czêœæ dotycz¹ca hydrogeologii bêdzie ta wyraÿnie wydzielona. Jest to spowodowane ty, e scheaty aplikacyjne INSPIRE dla hydrogeologii bêd¹ rozwiniêcie jêzyka GWML (GroundWater Markup Language), a scheaty dotycz¹ce saej geologii bêd¹ bazowaæ na GeoSciML (Geoscience Markup Language). Jednak podzia³ ten dotyczy jedynie eleentów odeli danych i w konsekwencji oddzielnych scheatów XML (zapisów XSD XML Schea Definition), poniewa zgodnie z ogólny odele danych INSPIRE poszczególne scheaty w obrêbie jednego teatu s¹ œciœle powi¹zane, a tak e jest wiele powi¹zañ poiêdzy scheatai z ró nych teatów. W tabeli 3. zawieraj¹cej listê teatów INSPIRE teaty z któryi dane hydrogeologiczne aj¹ powi¹zania s¹ wyró nione tekste pogrubiony. Nie licz¹c teatu geologia, do którego te dane nale ¹, jest 11 innych teatów wyagaj¹cych utworzenia odpowiednich powi¹zañ. Przyk³ade powi¹zania danych hydrogeologicznych z teate hydrografia jest uieszczenie w odelu pojêciowy tego teatu pustej klasy (fragent diagrau klas jêzyka UML rys. 15) obiektów jednolita czêœæ wód podzienych (WFDGroundWaterBody) ze stereotype «typwyró nienia» («featuretype»). Ta czêœæ odelu dotyczy pojêæ okreœlonych w Raowej Dyrektywie Wodnej (WFD Water Fraework Directive) (EP&C, 2000) odnosz¹cej siê zarówno do wód powierzchniowych jak i podzienych. Zarówno ta klasa obiektów, jak i jej równorzêdna jednolite czêœci wód powierzchniowych s¹ wyprowadzone z abstrakcyjnej (nieipleentowalnej, wyró nionej w diagraie tekste pochy³y) klasy wy szego rzêdu WFDWaterBody.

58 7. SPECYFIKA GEOSERWERA TEMATYCZNEGO 55 Aneks/- teat Tabela 3. Zakres teatyczny danych geoprzestrzennych w INSPIRE (na podstawie ustawy o IIP i opracowañ Rady ds. ipleentacji INSPIRE) Tytu³ 1/1 Systey odniesienia za pooc¹ wspó³rzêdnyc h 1/2 Systey siatek georeferencyjnych 1/3 Nazwy geograficzn e 1/4 Jednostki adinistracyjn e 1/5 Adresy 1/6 Dzia³ki ewidencyjn e 1/7 Sieci transportow e 1/8 Hydrografi a 1/9 Obszary chronion e 2/1 Ukszta³towanie terenu Za³¹cznik I G³ówny Geodeta Kraju G³ówny Geodeta Kraju Dysponent w Polsce: G³ówny/Pozostal i G³ówny Geodeta Kraju/GUS, MSWiA, MKiDN GUS/G³ówny Geodeta Kraju G³ówny Geodeta Kraju/GU S G³ówny Geodeta Kraju/GUS, LP G³ówny Geodeta Kraju/M T G³ówny Geodeta Kraju/Krajowy Zarz¹d Gospodarki Wodnej, G³ówny Geolog Kraju G³ówny Konserwator Przyrody / MKiDN, G³ówny Geodeta Kraju Za³¹cznik II G³ówny Geodeta Kraju / MON 2/2 U ytkowanie zie i G³ówny Geodeta Kraju / G³ówny Geolog Kraju, MB, G³ówny Inspektor Ochrony Œrodowiska, ARiMR 2/3 Ortoobrazy 2 /4 Geologia (w ty hydrogeologia ) 3/1 Jednostki statystyczn e 3/2 Budynk i 3/3 Gleba 3/4 Zagospodarowanie przestrzenn e 3/5 Zdrowie i bezpieczeñstwo ludz i 3/6 Us³ugi u ytecznoœci publicznej i s³u b y pañstwowe 3/7 Urz¹dzenia do onitorowania œrodowisk a 3/8 Obiekty produkcyjne i przeys³ow e 3/9 Obiekty rolnicze oraz akwakultur y 3 /10 Rozieszczenie ludnoœci (deografia ) 3/11 Gospodarowanie obszare, strefy ograniczo - ne i regulacyjne oraz jednostki sprawozdawcze 3/12 Strefy zagro enia naturalneg o 3/13 Warunki atosferyczne 3/14 Warunki eteorologiczno-geograficzn e 3/15 Warunki oceanograficzno-geograficzn e 3/16 Obszary orski e 3/17 Regiony biogeograficzn e 3/18 Siedliska i obszary przyrodniczo jednorodne 3/19 Rozieszczenie gatunków 3/20 Zasoby energetyczne 3/21 Zasoby ineraln e G³ówny Geodeta Kraju G³ówny Geolog Kraju Za³¹cznik III GUS/G³ówny Geodeta Kraju, MRR G³ówny Geodeta Kraju / MB, MKiDN G³ówny Geodeta Œrodowiska MRR/MB, MKiDN, MŒ MZ/MSWiA, MŒ, GUS Kraju / MRiRW,G³ówny Inspektor Ochrony G³ówny Geodeta Kraju / MŒ, MSWiA, MZ, MG G³ówny Inspektor Ochrony Œrodowisk a G³ówny Geodeta Kraju / MŒ ARiM R GUS G³ówny Geodeta Kraju / MŒ, MRR G³ówny Geodeta Kraju / LP, MŒ MŒ MŒ MGM MGM G³ówny Konserwator Przyrody / MŒ G³ówny Konserwator Przyrody / MŒ G³ówny Konserwator Przyrody / MŒ G³ówny Geolog Kraju / MG G³ówny Geolog Kraju Zaznaczono te teaty, które s¹ bezpoœrednio lub poœrednio zwi¹zane z hydrogeologi¹.

59 56 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE Dla danych z zakresu hydrogeologii nie s¹ jeszcze opracowane specyfikacje INSPIRE zakoñczenie prac nad specyfikacjai z zakresu teatów aneksu II i III, w ty teatu geologia i ich opublikowanie planuje siê na rok Z tego wzglêdu w opisywanych tu pracach testowych przyjêty zosta³ odel danych opracowany przez zespó³ hydrogeologów kanadyjskich odel GWML, a tak e inne odele danych hydrogeologicznych (Brodie, 1999; Michalak, 2003c; 2005b) i geologicznych (Brodaic, Journeay, Talwar, Boisvert, 1999; Brodaic, 2002; Wilson, 2002; Michalak, 2005a; 2005c). Rysunki 16 i 17 przedstawiaj¹ fragenty diagraów tego odelu pierwszy w postaci diagrau klas UML, a drugi w postaci diagrau XSD. Model danych GWML w jêzyku UML (rys. 16) z zakresu hydrogeologii zapisany w forie XMI (XML Metadata Interchange) o e byæ nastêpnie przekonwertowany do scheatu aplikacyjnego XSD jêzyka GML i w rezultacie stanowi podstawê do tworzenia plików GML zawieraj¹cych zbiory danych geoprzestrzennych z wybranego zakresu teatycznego. Hydrogeologiczny odel GWML jest opracowany na bazie geologicznego odelu GeoSciML. Widoczne na rysunku 17 klasy wyró nione kolore zielony i ó³ty s¹ ta iportowane z pakietów odelu geologicznego. Proces transforacji danych wyaga okreœlenia struktury i treœci zarówno danych Ÿród³owych (Source Types w ty przypadku polskich danych hydrogeologicznych w obecnej postaci), jak i danych wynikowych (Destination Types danych hydrogeologicznych okreœlonych w specyfikacji danych INSPIRE). Dysponuj¹c tyi dwoa odelai o na okreœliæ apowanie (powi¹zania) poszczególnych eleentów danych Ÿród³owych z odpowiadaj¹cyi i eleentai danych wynikowych. Bardziej szczegó³owy opis probleatyki transforacji danych poiêdzy ró nyi ich odelai jest zawarty w poœwiêconej ty zagadnienio onografii pt. Modelowanie danych przestrzennych, w rozdziale Transforacja polskich danych przestrzennych do odeli INSPIRE (Michalak, 2010). Przyk³ady takiego apowania poiêdzy dwoa ró nyi odelai danych przedstawione s¹ na rysunkach 18 i 19. Rysunek 20 przedstawia pocz¹tkowy fragent pliku zapisu danych w jêzyku GML zawieraj¹cy przetransforowane polskie dane do odelu hydrografia INSPIRE, jednak nie jest to zapis w pe³ni zgodny ze specyfikacj¹ danych z zakresu tego teatu. W przypadku, gdy apowane odele danych znacznie siê iêdzy sob¹ ró ni¹, jedynie niewielka czêœæ eleentów obu odeli o e byæ po³¹czona. Taka sytuacja wystêpuje bardzo czêsto przy apowaniu polskich zbiorów danych do odeli INSPIRE Uwarunkowania wynikaj¹ce ze specyfikacji danych Specyfikacje danych INSPIRE s¹ oparte na jêzyku GML w wersji Jest to najbardziej zaawansowana wersja tego jêzyka, wprowadzaj¹ca wiele nowych typów eleentów i typów powi¹zañ, trudnych do zaipleentowania w systeach geoinforatycznych. Obecnie aden syste nie a zaipleentowanej tej wersji w pe³ni. Znane ipleentacje s¹ jedynie niej lub bardziej zbli one do wyagañ tego standardu. Konsekwencj¹ z³o onoœci wersji GML zastosowanej w specyfikacjach danych s¹ probley z utworzenie i przetwarzanie zapisów tych danych. Znane próby zapisu danych zgodnie ze opracowanyi ju specyfikacjai nie przynios³y pe³nego sukcesu. Najwiêksze trudnoœci sprawia wielokrotne zagnie d anie eleentów i odsy³acze do innych eleentów, nie tylko poiêdzy eleentai jednego pliku lub teatu, ale tak e poiêdzy ró nyi teatai. Wyowny dowode tych trudnoœci jest brak dostêpnych przyk³adowych zapisów danych dla teatów, dla których specyfikacje ju s¹. W rezultacie w pracach nad praktyczny zastosowanie danych

60 7. SPECYFIKA GEOSERWERA TEMATYCZNEGO 57 INSPIRE, w ty nad geoserwerai je udostêpniaj¹cyi, przyjuje siê dane o liwie jak najbardziej zbli one do wyagañ specyfikacji. Nale y oczekiwaæ, e stan obecny jest stane przejœciowy oraz, e w nied³ugi czasie bêd¹ dostêpne zbiory testowe w pe³ni zgodne z wyaganiai lub przynajniej a³e ich próbki, a tak e bêd¹ dostêpne systey, które bêd¹ og³y je poprawnie przetwarzaæ, tworzyæ ich obrazy i udostêpniaæ zgodnie z wyaganiai specyfikacji INSPIRE w zakresie us³ug. Inny rozwi¹zanie przedstawionych tu probleów jest opracowanie uproszczonych odeli danych i uproszczonych scheatów aplikacyjnych GML opartych na tych odelach. Dotychczasowe doœwiadczenia pokazuj¹, e pe³en zakres wersji jêzyka GML nie jest potrzebny do zapisania danych, które s¹ okreœlone w specyfikacjach dla poszczególnych teatów. Wielka liczba zdefiniowanych w tej wersji ró norodnych eleentów nie jest dla tych zastosowañ potrzebna i o e byæ w ty przypadku usuniêta ze scheatów bazowych tego jêzyka. Ca³kowicie wystarczy³by profil (zawê enie) tej wersji, np. do prostych wyró - nieñ (Siple Feature), tak jak to zrobiono w OGC w przypadku wersji Prawdopodobnie opracowuj¹c taki profil dla potrzeb INSPIRE o na by dokonaæ jeszcze wielu innych uproszczeñ Dziedzinowe odele danych Spoœród 32 teatów INSPIRE, dla których potrzebne s¹ specyfikacje danych, opracowano 7. Prace nad pozosta³yi 25 s¹ obecnie w fazie pocz¹tkowej. Z tego wzglêdu trudno jest przewidzieæ, jakie odele danych i jakie typy danych bêd¹ jeszcze zastosowane. W opracowanych ju 7 teatach ay do czynienia wy³¹cznie z jedn¹ kategori¹ z type wyró nienia (Feature Type), tj. z obiektai przestrzennyi zapisanyi wektorowo, o prostej geoetrii w postaci punktów, linii i obszarów. W norach grupy ISO wœród wszystkich 14 typów, które w tych norach wystêpuj¹, zdefiniowano je jako Point, Curve i Surface. Wœród 25 jeszcze nie opracowanych teatów wystêpuj¹ rodzaje danych, dla których tak podstawowy zapis, jak przestrzenny obiekt wektorowy (wyró nienie Feature), nie jest wystarczaj¹cy (Herring, Kottan, 1997; Mark, Skupin, Sith, 2001; Sith, 2001; GaŸdzicki, 2004; Michalak, Leœniak, 2003). Dotyczy to w szczególnoœci takich teatów jak: ukszta³towanie terenu, ortoobrazy, warunki atosferyczne i warunki eteorologiczno-geograficzne. W wielu przypadkach dane z tych zakresów dziedzinowych wyagaj¹ zastosowania fory danych typy pokrycie (Coverage Type), zarówno w postaci wektorowej (np: CV_Discrete- CurveCoverage), jak i rastrowej lub acierzowej (np.: CV_DiscreteGridPointCoverage). W ty przypadku tak e wystêpuj¹ probley z ipleentacj¹ tego typu eleentów jêzyka GML 3.2.1, poniewa obecnie dostêpne systey geoinforatyczne tego nie obs³uguj¹ Haronizacja zobrazowania danych dziedzinowych Zobrazowanie geoinforacji, nazywane tak e wizualizacj¹, jest podstaw¹ us³ug przegl¹dania danych geoprzestrzennych. Jakoœæ zobrazowania, zale na od dostêpnych œrodków prograistycznych, decyduje czêsto o jakoœci ca³ej us³ugi. Przy doborze odpowiedniego zobrazowania nale y braæ pod uwagê dwa aspekty. Pierwszy dotyczy iloœci treœci zawartej w inforacji, która a byæ zobrazowana i odpowiednie dobranie rodzajów syboli tak, aby wynikowy obraz by³ czytelny. Rysunek 22 pokazuje obraz przedstawiaj¹cy wiele warstw wizualnych zawieraj¹cych du ¹ liczbê szczegó³ów. Dziêki zastosowaniu ró norodnej syboliki o odpowiednio dobranej wielkoœci, obraz jest jeszcze dostatecznie czytelny. Drugi

61 58 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE aspekt dotyczy zgodnoœci sposobów zobrazowania dla danych pochodz¹cych z ró nych Ÿróde³. Mo e to dotyczyæ zarówno ró nych teatycznie, nak³adaj¹cych siê na siebie, warstw z jednego obszaru (rys. 22), jak i warstw z zakresu jednego teatu, ale przylegaj¹cych do siebie obszarowo (rys. 23). W pierwszy przypadku istnieje niebezpieczeñstwo, e ró ne wyró nienia z ró nych warstw bêd¹ ia³y tak¹ sa¹ sybolikê, np. linie w ty say kolorze i tej saej gruboœci. W drugi przypadku, jak to jest widoczne na rysunku 23, te sae kategorie wyró nieñ og¹ byæ przedstawione ró nie i jednoczeœnie ró ne kategorie og¹ ieæ tak¹ sa¹ reprezentacjê graficzn¹. Sytuacja taka unieo liwia prawid³owe odczytanie treœci obrazu z³o onego z ró nych warstw pochodz¹cych z ró nych Ÿróde³ i nie pozwala na jego analizê. Technologia us³ugi WMS dziêki zastosowaniu tzw. styli, daje du e o liwoœci doboru odpowiedniego zobrazowania ka dy typ wyró nienia przedstawiany w postaci jednej warstwy o e ieæ wiele styli zobrazowania, co pozwala na swobodne koponowanie obrazu wynikowego. Specyfikacje danych INSPIRE okreœlaj¹ jeden standardowy doyœlny styl, dostosowany optyalnie do ³¹czenia ró nych warstw teatycznych w jeden spójny obraz oraz ³¹czenia danych jednego teatu z przyleg³ych obszarów równie w jeden spójny obraz. Dla zastosowañ specjalnych, przez to nietypowych, o na opracowaæ i stosowaæ ró ne inne style zobrazowania Szczegó³owoœæ i aktualnoœæ danych dziedzinowych Zagadnienia te s¹ zwi¹zane z jakoœci¹ danych. Proble ten dotyczy g³ównie warstwy najni szej odelu trójwarstwowego baz danych, zbiorów danych i ich repozytoriów. Szczegó³owoœæ geoinforacji wynika ze szczegó³owoœci Ÿróde³, które pos³u y³y do utworzenia danych. W przypadku, gdy Ÿród³e danych s¹ opracowania kartograficzne, szczegó- ³owoœæ danych wynikowych o na okreœliæ w przybli eniu skal¹ danych Ÿród³owych. W innych przypadkach równie o na siê pos³ugiwaæ tak¹ iar¹ wzglêdn¹, np. podaj¹c, e szczegó³owoœæ i dok³adnoœæ danych odpowiada apie w jakiejœ okreœlonej skali. Aktualnoœæ danych jest równie wa ny eleente jakoœci danych. Podstawowyi paraetrai w ty przypadku s¹: data ostatniej aktualizacji danych i czêstotliwoœæ kolejnych aktualizacji. Obecnie stosowane rozwi¹zania technologiczne pozwalaj¹ na ci¹g³¹ aktualizacjê baz i zbiorów danych, co jest obecnie w wielu dziedzinach wyogie podstawowy. Ró ne kategorie danych dziedzinowych, w ty geologiczne hydrogeologiczne, nie wyagaj¹ ci¹g³ej aktualizacji, jednak czêstotliwoœæ uzupe³niania tych danych nie powinna byæ niejsza ni raz na kwarta³.

62 Rys. 15. Fragent diagrau klas jêzyka UML przedstawiaj¹cy odel danych dotycz¹cy wyró nieñ zdefiniowanych w Raowej Dyrektywie Wodnej (WFD) (EP&C, 2000). Diagra ten pochodzi ze specyfikacji danych teatu hydrografia dyrektywy ISPIRE (objaœnienia w tekœcie) Rys. 16. Fragent diagrau klas UML odelu danych zdefiniowanego w projekcie kanadyjski jêzyka GWML. Zawiera on klasê wyró nieñ jednostka hydrogeologiczna i jej powi¹zañ z innyi klasai. Graficzne przedstawienie diagrau wykonane zosta³o przy poocy narzêdziowego progray do budowy i analizy odeli UML Enterprise Architect

63 Rys. 17. Diagra scheatu XSD opracowany przy poocy prograu XML Spy przedstawiaj¹cy odel pojêciowy poziou wodonoœnego zdefiniowany w projekcie jêzyka GWML realizowany przez hydrogeologów kanadyjskich Rys. 18. Przyk³ad apowania z pe³ny wykorzystanie eleentów odelu Ÿród³owego. Przyk³ad dotyczy danych uzyskanych z badañ laboratoryjnych paraetrów geoechanicznych próbek ska³ pobranych z ró nych kaienio³oów na obszarze Polski po³udniowej. Model wynikowy zosta³ rozszerzony o dodatkowe eleenty,.in. jednostki iar stosowane do okreœlenia wielkoœci liczbowych paraetrów. Jest to fragent okna prograu narzêdziowego FME Workbench do transforacji danych geoprzestrzennych

64 Rys. 19. Mapowanie eleentów odelu danych polskich z zakresu hydrografii (Mapa Podzia³u Hydrograficznego Polski) do odelu danych teatu hydrografia INSPIRE. Mapowanie wykonano w celu transforacji danych przy poocy prograów FME (Feature Manipulation Engine)

65 Rys. 20. Fragent pocz¹tkowy pliku zapisanego w jêzyku GML zawieraj¹cy przetransforowane polskie dane do odelu hydrografia INSPIRE Rys. 21. Okno prograu FME Viewer przedstawiaj¹ce wizualizacjê inforacji hydrograficznej rejonu Dêbowych Gór zawartej w pliku zapisany w jêzyku GML

66 Rys. 22. Obraz przedstawiaj¹cy wiele warstw wizualnych zawieraj¹cych du ¹ liczbê szczegó³ów. Dziêki zastosowaniu ró norodnej syboliki i odpowiednio dobranej jej wielkoœci obraz jest jeszcze dostatecznie czytelny. Przyk³ad przedstawia dane hydrogeologiczne, hydrograficzne i hipsoetryczne opracowane dla potrzeb budowy odelu przep³ywu wód podzienych

67 Rys. 23. Eksperyent utworzenia jednego wspólnego zobrazowania przy poocy przegl¹darki Gaia w roli klienta i us³ugi WMS danych apy geologicznej z obszaru Polski i Litwy. Zastosowanie ró nych styli zobrazowania dla przylegaj¹cych do siebie obszarów nie pozwala na sensown¹ analizê uzyskanego obrazu. Ró ny jest równie stopieñ szczegó³owoœci obu zbiorów danych

68 POLSKIE 8. TOWARZYSTWO EKSPERYMENTALNY GEOSERWER INFORMACJI OAKHILLS PRZESTRZENNEJ ROCZNIKI GEOMATYKI 2010 TOM VIII ZESZYT 5(41) Eksperyentalny geoserwer OakHills Jak podano na pocz¹tku, onografia ta przedstawia wyniki prac wykonanych w raach projektu, którego iêdzy innyi praktyczny cele by³o zbudowanie eksperyentalnej instalacji geoserwera teatycznego, dedykowanego geoprzestrzenny dany hydrogeologiczny i geoprzestrzenny dany z innych dziedzin wykorzystywanych w hydrogeologii (rys. 26). Nazwa tego serwera OakHills wynik³a z faktu, e udostêpniane dane stanowi¹ testow¹ próbkê polskich danych geoprzestrzennych, dotycz¹cych niewielkiego obszaru na pó³nocy Mazowsza w powiecie przasnyski o nazwie Dêbowe Góry (ang. Oak Hills) (rys. 25). Obszar testowy jest prostok¹te o wspó³rzêdnych uk³adu 1992: N = , S = , W = , E = (jasnoczerwona linia) i le y w obrêbie 4 arkuszy apy 1: (jasnoniebieskie linie): N A (Janowo), N B (Chorzele), N C (Grudusk), N D (Przasnysz). Najwy szy punkt na ty obszarze to szczyt Dêbowych Gór o rzêdnej 236 n.p.., a najni szy o rzêdnej 125 n.p.. le y w dolinie rzeki Orzyc. Szczegó³owy opis danych testowych znajduje siê w dalszej czêœci Za³o enia wstêpne Koncepcja budowy geoserwera opracowana zosta³a w roku 2006, na podstawie znanych w ty czasie standardów, przy za³o eniu, e w iarê pojawiania siê nowych standardów bêd¹ one uwzglêdniane w o liwie najwiêkszy stopniu. Za³o ono, e a to byæ w pe³ni standardowy geoserwer zgodny ze stosownyi specyfikacjai OGC i norai ISO, a tak e, o ile bêdzie to o liwe, ze specyfikacjai i instrukcjai technicznyi INSPIRE. Geoserwer ten a wspó³dzia³aæ z innyi wêz³ai infrastruktury jako serwer kaskadowy wystêpuj¹c wobec innych serwerów w roli klienta, ale równie a udostêpniaæ zasoby w³asne (rys. 24). Rys. 24. Serwer kaskadowy w infrastrukturze geoinforacyjnej pe³ni rolê poœrednika (brokera) przekazuje dane z innych serwerów do klienta i o e te dane w trakcie przekazywania przetwarzaæ, np. zieniæ uk³ad odniesienia, o e tak e udostêpniaæ zasoby w³asne po³¹czone z zasobai innych serwerów; w stosunku do klientów wystêpuje w roli serwera, a w stosunku do serwerów w roli klienta

69 60 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE 8.2. Platfora sprzêtowo-systeowa Systey koputerowe. W przedstawianych pracach eksperyentalnych wykorzystano 6 systeów koputerowych wyszczególnionych poni ej: syste SUN Ultra 45 serwer i stacja robocza: 2 procesory typu RISC 1.6 GHz UltraSPARC IIIi 64 b, 2 GB paiêci operacyjnej RAM, 2 twarde dyski ³¹cznie 2 TB (2 x 1 TB) 7200 rp SATA, 2 porty internetowe 1 Gb; syste SUN Enterprise 450 serwer: 4 procesory typu RISC UltraSPARC IIi 64 b, 4 GB paiêci operacyjnej RAM, 6 dysków Wide Ultra2 SCSI, 4 porty internetowe; syste SUN Ultra 10 serwer i stacja robocza: 1 procesor typu RISC UltraSPARC IIi 64 b, 764 MB paiêci operacyjnej RAM, 4 twarde dyski (2 dyski SCSI) ³¹cznie 145 GB, port internetowy 100 Mb; syste SUN Ultra 5 serwer i stacja robocza: 1 procesor typu RISC UltraSPARC IIi 64 b, 512 MB paiêci operacyjnej RAM, 1 twardy dysk 11 GB, 1 port internetowy; konsola techniczna do serwerów typu headless koputer PC; oprograowanie: syste operacyjny DOS i progra aplikacyjny Kerit do kounikacji technicznej przez port szeregowy z serwerai; koputer PC serwer i stacja robocza: 1 procesor typu CISC AMD Sepron 1.67 GHz, 2 GB paiêci operacyjnej RAM, 3 twarde dyski ³¹cznie 624 GB, port internetowy 1 Gb. Podstawowe role serwerów geoinforacyjnych pe³ni³y 2 systey SUN Ultra 45 i SUN Enterprise 450. Okresowo tak¹ rolê pe³ni³ tak e koputer PC, szczególnie w czasie zian konfiguracji pozosta³ych serwerów. Inne systey koputerowe by³y wykorzystane do testowania wspó³pracy z serwerai. Zestaw SUN Ultra 10 pe³ni³ przez ca³y czas rolê hosta szeœciu serwerów wirtualnych WWW, publikuj¹cych.in. inforacje zwi¹zane z pracai nad projekte i wynikai projektu. Adresy czterech g³ównych witryn tego serwera s¹ nastêpuj¹ce: i Z przeprowadzonych prac studialnych i testowych wynika, e systey o architekturze 64-bitowej aj¹ w takich zastosowaniach znaczn¹ przewagê nad innyi i ww obecny etapie wybrano systey z procesorai typu RISC SUN Sparc III, a w kategorii CISC procesory typu Intel Xeon lub i podobne. Uwzglêdniaj¹c obecne tendencje rozwojowe nale y przyj¹æ, e w przysz³oœci ta druga kategoria bêdzie bardziej rozwojowa. Systey operacyjne. Jedny z zadañ projekt by³ wybór najbardziej odpowiedniego systeu operacyjnego, pe³ni¹cego rolê platfory systeowej geoserwera. W raach tych prac zosta³y przetestowane nastêpuj¹ce systey operacyjne: MS Windows XP Professional Multilingual w wersji x32 g³ównie jako œrodowisko prograów narzêdziowych analiza przydatnoœci tego systeu dla geoserwera da³a wynik negatywny; MS Windows XP Professional w wersji x64 zastosowanie i wyniki testów jak w przypadku wersji x32; SUN Unix Solaris 9 w wersji 32 bity dla procesora Intel x86 na koputerze PC wy³¹cznie w celu testowania; SUN Unix Solaris 9 w wersji 64 bity dla procesora Sparc na koputerze SUN Ultra 10 jako platfora systeowa dla serwerów WWW; SUN Unix Solaris 10 w wersji 64 bity dla procesora Sparc na koputerach SUN Ultra 45 i Syste SUN Enterprise 450 jako testowa platfora systeowa dla geoserwerów;

70 8. EKSPERYMENTALNY GEOSERWER OAKHILLS 61 GNU/Linux Debian Lenny wersja 5.0 dla procesora Sparc na koputerze SUN Ultra 45 jako testowa platfora systeowa dla geoserwera; GNU/Linux Debian Lenny wersja 5.0 dla procesora Intel x86 na koputerze PC jako testowa platfora systeowa dla geoserwera; Berkeley Unix OpenBSD wersja 4.6 dla procesora Sparc na koputerze SUN Ultra 45 jako testowa platfora systeowa dla geoserwera. Cztery z tych systeów dwie wersje Linux Debian, Unix Solaris 10 i Unix OpenBSD by³y rozpatrywanie w pracach testowych jako potencjalnie, najbardziej odpowiednie platfory dla geoserwera. Wyniki przeprowadzonych testów i analiz wskazuj¹, e najwiêksz¹ perspektywê rozwojow¹ aj¹ systey z rodziny Linux. Dla prostszych rozwi¹zañ odpowiednii systeai s¹ Debian i Red Hat (Enterprise Linux, Fedora i Scientific Linux), a w zastosowaniach bardziej zaawansowanych Gentoo Linux. Oprograowanie narzêdziowe. Prace analityczne i projektowe wyaga³y zastosowania ró norodnego specjalistycznego oprograowania narzêdziowego jako aplikacji dla stacji roboczych: syste ENVI z rozszerzenie IDL do przetwarzania danych rastrowych, obrazowych i acierzowych; syste Adobe CS3 Master Collection do opracowania etodyki wizualizacji danych; oprograowanie narzêdziowe FME (Feature Manipulation Engine) do transforacji danych geoprzestrzennych poiêdzy ró nyi foratai i ró nyi odelai danych; oprograowanie narzêdziowe Enterprise Architect do opracowywania odeli struktur danych w jêzyku UML; oprograowanie narzêdziowe do transforacji odeli danych z jêzyka UML do jêzyka GML; oprograowanie narzêdziowe XML Spy do weryfikacji, edycji i analizy zapisów w jêzyku GML i opracowanych na jego podstawie scheatów aplikacyjnych XSD; syste ArcGIS z odu³ai: ARC/INFO, Plotting, Network, TIN, Interop, COGO, Grid, ArcScan, ArcStor, Publisher, ArcPress, Viewer, GeoStats, Editor, StreetMap, Maplex i Scheatics; syste ten by³ wykorzystywany w dwóch wersjach w œrodowisku Windows i w œrodowisku Unix Solaris 10; ERDAS Iage Analist for ArcGIS do prac analitycznych i przetwarzania ortoobrazów dla przygotowania danych dla geoserwera. Oprograowanie by³o wykorzystywane w dwóch kategoriach prac. Pierwsza to opracowywanie odeli danych i etod transforacji poiêdzy ró nyi odelai zapisanyi w jêzyku UML lub w postaci scheatów XSD w jêzyku XML i jego aplikacji GML zgodnie z wyaganiai specyfikacji OGC, nor ISO i specyfikacji INSPIRE. Druga kategoria prac to przygotowanie danych do postaci odpowiedniej dla udostêpniania ich w sieci przy poocy geoserwera Analiza potrzeb w zakresie oprograowania serwerowego Oprograowanie dla geoserwerów o na ogólnie podzieliæ na dwie kategorie koercyjne i otwarte lub wolne. Porównanie tych dwóch kategorii w ujêciu ogólny przedstawione by³o w rozdz Do pierwszej kategorii oprograowania koercyjnego spotykanego na polski rynku nale y zaliczyæ:

71 62 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE GeoMedia SDI Pro wersja 6.1 firy Intergraph dla platfory Windows; ArcGIS Server wersja 10.0 firy ESRI dla platfory Windows i Linux; Bentley Map wersja v8i firy Bentley dla platfory Windows; MapGuide Enterprise wersja 2011 firy Autodesk dla platfory Windows. Oprograowanie nale ¹ce do drugiej kategorii (Open Source) przedstawione ju wczeœniej w rozdzia³ach 5.4. i 5.6. dzieli siê na dwie grupy: oprograowanie serwerowe: Deegree, Geoajas wersja, GeoServer w jêzyku Java oprograowanie niezale ne od platfory; MapServer wieloodu³owy syste w jêzykach C i C++ wspieraj¹cy tak e jêzyki skryptowe PHP, Python, Perl, Ruby, Java dla wielu platfor systeów operacyjnych; oprograowanie interfejsu WWW wykorzystuj¹ce technologiê opart¹ na skryptach JavaScript i przez to niezale ne od platfory: MapFish wykorzystuj¹ce po stronie serwera jêzyk Python; OpenLayers kounikuj¹cy siê z serwere poprzez WMS lub WMTS; Mapbender i p.apper wykorzystuj¹ce po stronie serwera jêzyk PHP. Prace studialne i testowe pozwoli³y okreœliæ wyagania dotycz¹ce oprograowania geoserwera. Oprograowanie powinno byæ: niezale ne od platfory w szczególnoœci od niestandardowych rozwi¹zañ stosowanych w systeach MS Windows; geoserwer nie powinien funkcjonowaæ w œrodowisku aszyny wirtualnej, jak na przyk³ad VM Java lub VM dot.net, poniewa w wielu przypadkach ogranicza to wydajnoœæ lub utrudnia wspó³dzia³anie z innyi koponentai oprograowania; oprograowanie otwartego kodu (Open Source) i wolny od ograniczeñ licencyjnych w zastosowaniach niekoercyjnych; oparte na nowych rozwi¹zaniach technologicznych inforatyki i ieæ perspektyw¹ dalszego rozwoju nie powinien to byæ progra zakniêty; wykorzystywaæ lub óc wspó³pracowaæ z zaawansowanyi koponentai geoinforatycznyi, jak na przyk³ad biblioteki GDAL, OGR, PROJ4 i PostGIS. Na podstawie wyników przeprowadzonych prac przyjêto, e podstawowy systee geoserwera OakHills bêdzie MapServer, interfejs WWW bêdzie opracowany w œrodowisku p.apper pozwalaj¹cy na zastosowanie technologii opartych na PHP5, JavaScript, jquery i AJAX. W dalszych pracach planuje siê równie zastosowanie interfejsu WWW wykorzystuj¹cego oprograowanie OpenLayers. Wybór pozosta³ych koponentów geoserwera by³ znacznie prostszy i serwere HTTP jest syste Apache 2, GIS GRASS o e stanowiæ silnik dla us³ug przetwarzania (WPS), a PostgreSQL zarz¹dzaæ baz¹ danych i PostGIS stanowiæ do niej interfejs Architektura geoserwera OakHills Podstawowy koponente geoserwera OakHills jest syste MapServer i w konsekwencji tego jego architektura wynika z powi¹zañ tego systeu z innyi koponentai geoserwera. Rysunek 27 przedstawia g³ówne powi¹zania systeu MapServer, a rysunek 28. podzia³ koponentów geoserwera OakHills na trzy warstwy. Podstawowy narzêdzie konfiguracji geoserwera opartego na systeie MapServer jest plik konfiguracyjny z rozszerzenie ap (Mapfile). Przyk³ad takiego pliku dla obszaru Polski i uk³adu odniesienia EPSG:2180 ETRS89/Poland CS92 jest przedstawiony w dodatku na koñcu onografii. W pliku ty, po definicjach ogólnych, zdefiniowanych jest 18 warstw

72 8. EKSPERYMENTALNY GEOSERWER OAKHILLS 63 Rys. 27. G³ówne powi¹zania systeu MapServer z innyi koponentai geoserwera OakHills. Jest to rezultat przyjêcia, e g³ówny koponente geoserwera jest systeu MapServer (Ÿród³o: McKenna, 2010) Rys. 28. Podzia³ koponentów geoserwera OakHills na trzy warstwy: warstwa bazy danych, warstwa interfejsu prograu aplikacyjnego (API) i warstwa przetwarzania poleceñ protoko³u HTTP. Przedstawiony tu scheat architektoniczny jest konsekwencj¹ przyjêcia systeu MapServer jako g³ównego koponentu geoserwera (Ÿród³o: Dubey, 2008 z uzupe³nieniai polskii)

73 64 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE (sekcje LAYER) dla danych lokalnych i dla danych kaskadowanych z innych geoserwerów (z paraetre CONNECTIONTYPE WMS). Bardziej szczegó³owy opis wszystkich eleentów pliku konfiguracyjnego zawarty jest w dokuentacji systeu MapServer (UM, 2010) Zewnêtrze interfejsy geoserwera Zarówno wêz³y infrastruktury, jak i wchodz¹ce w ich sk³ad geoserwery, kounikuj¹ siê z innyi wêz³ai i geoserwerai przy poocy standardowych interfejsów iêdzysysteowych. Najbardziej typowyi standardai dla tych interfejsów jest CSW, WMS i WFS, jednak jest jeszcze wiele innych rozwi¹zañ, których przedstawianie nie jest konieczne. W opisywany projekcie przyjêto, e geoserwer OakHills bêdzie posiada³ nastêpuj¹ce interfejsy zewnêtrzne: interfejs serwerowy WMS dla udostêpniania danych zobrazowanych inny serwero lub systeo kliencki; interfejs klienta WMS dla pobierania zobrazowanych danych od innych serwerów, w celu ich kaskadowania przez WMS lub udostêpniania przez interfejs WWW; interfejs serwera WFS dla udostêpniania danych dotycz¹cych wyró nieñ (features) w jêzyku GML inny serwero lub systeo kliencki; interfejs klienta WFS dla pobierania danych dotycz¹cych wyró nieñ (features) w jêzyku GML od innych serwerów, w celu ich kaskadowania przez WMS, WFS lub udostêpniania przez interfejs WWW; interfejs serwera WCS dla udostêpniania danych dotycz¹cych pokryæ (coverages) inny serwero lub systeo kliencki; interfejs WWW dla udostêpniania danych zobrazowanych systeo kliencki w postaci przegl¹darki WWW z rozszerzon¹ funkcjonalnoœci¹ (opisan¹ w dalszej czêœci). Wspó³dzia³anie geoserwera OakHills z innyi serwerai by³o poddane szczegó³owy testo. Testy te dotyczy³y g³ównie wspó³dzia³ania zgodnego ze standarde WMS, poniewa dla standardów WFS i WCS dostêpne s¹ publicznie jedynie pojedyncze serwery z a³yi próbkai danych. Wyniki testów wykaza³y, e budowany serwer jest w pe³ni zgodny ze specyfikacjai. Zaobserwowane probley w zakresie wspó³pracy wynika³y z niepe³nej zgodnoœci serwerów zewnêtrznych z tyi standardai lub z niskiej przepustowoœci ich po³¹czeñ internetowych Interfejs WWW us³ugi przegl¹dania Interfejs WWW us³ugi przegl¹dania przeznaczony jest dla wiêkszoœci u ytkowników i nie wyaga szerszej wiedzy z zakresu technologii geoinforatycznych. Podstawowy narzêdzie u ytkownika jest powszechnie u ywana przegl¹darka stron WWW, np. Mozilla Firefox lub MS Internet Explorer. W opracowaniu technologii interfejsu WWW po³o ono szczególny nacisk na to, aby by³ prosty w u yciu i dawa³ wiele dodatkowych funkcji rozszerzaj¹cych podstawowe o liwoœci przegl¹dania. Przyjêto, e bêdzie on oparty na jêzykach skryptowych PHP5 po stronie serwera i JavaScript po stronie klienta. Po szczegó³owej analizie ró nych rozwi¹zañ wybrano oprograowanie p.apper, bêd¹ce raowy œrodowiskie pozwalaj¹cy na swobodne odyfikowanie i rozbudowywanie interfejsu WWW, dostosowuj¹ce go do specyficznych potrzeb serwera teatycznego Funkcjonalnoœæ interfejsu WWW Rysunek 29 przedstawia okno przegl¹darki WWW po³¹czonej z interfejse serwera OakHills w wersji anglojêzycznej. Pokazany na ty rysunku obraz jest kopozycj¹ nastêpuj¹cych warstw:

74 8. EKSPERYMENTALNY GEOSERWER OAKHILLS 65 g³ówne zbiorniki wód podzienych kaskadowane z serwera epsh, jednolite czêœci wód podzienych kaskadowane z serwera epsh, tektonika kaskadowane z serwera IKAR, granice Polski kaskadowane z serwera IKAR, zasiêgi zlodowaceñ kaskadowane z serwera IKAR, granice pañstw dane lokalne, iasta dane lokalne, rzeki dane lokalne, rzeÿba terenu kaskadowane z kanadyjskiego serwera CubeWerx, obszary zabudowane kaskadowane z kanadyjskiego serwera CubeWerx, siatka geograficzna kaskadowane z kanadyjskiego serwera CubeWerx. Po lewej stronie okna uieszczona jest lista udostêpnianych warstw z podzia³e na serwery je udostêpniaj¹ce. Rysunek 30 przedstawia obraz fragentu obszaru Europy w wersji polskojêzycznej. W lewej czêœæi na dole jest iniaturka apy pokazuj¹ca aktualnie wyœwietlany obszar. Wokó³ apy g³ównej rozieszczone s¹ liczne eleenty enu pozwalaj¹ce u ytkownikowi zieniaæ ogl¹dany obszar i skalê apy, a tak e wybieraæ ró ne eleenty rozszerzeñ funkcjonalnych. Szeroka funkcjonalnoœæ interfejsu WWW jest przedstawiona szczegó³owo przy poocy kolejnych 10 rysunków (rysunki od 31 do 40). Rys. 31. Rozszerzenia interfejsu pozwalaj¹ na odczytanie i zapisanie aktualnego adresu kopozycji (URL), zapisanie apy w pliku graficzny lub wydrukowanie w postaci PDF. Pasek wspó³rzêdnych pokazuje aktualne po³o enie kursora w wybrany uk³adzie odniesienia Rys. 32. Pozycja enu pozwalaj¹ca na wybór teatu lub obszaru, dla którego og¹ byæ przedstawiane zobrazowania w postaci warstw odpowiadaj¹ce zbioro danych z tego teatu lub obszaru. Paraetr ten jest zapaiêtywany po zakoñczeniu sesji

75 66 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE Rys. 33. Jedna z funkcji graficznego interfejsu u ytkownika pozwala podaæ wspó³rzêdne wybranego punktu w ró nych uk³adach odniesienia. W ty przypadku lista obejuje uk³ady stosowane w naukach o Ziei w Polsce i uk³ady wyagane przez dyrektywê INSPIRE. Nale y zwróciæ uwagê na to, e poszczególne uk³ady aj¹ ró n¹ kolejnoœæ wspó³rzêdnych, ró ne sybole osi i ró ne jednostki Rys. 34. Wybór w dole okna funkcji Aktualny URL otwiera w górnej czêœci okna pasek, w który jest podany adres URL ze wszystkii niezbêdnyi paraetrai aktualnie wyœwietlanej apy. Adres ten z jego paraetrai o e byæ skopiowany i zapisany w inny iejscu lub o na go za³adowaæ do aktualnego okna ponownie. Obok tej funkcji, jest funkcja zapaiêtywania po stronie klienta podstawowych paraetrów bie ¹cej sesji wybranego teatu lub obszaru, wybranego uk³adu odniesienia i wybranego jêzyka, co powoduje, e nastêpna sesja przegl¹dania danych geoserwera rozpoczyna siê z ustawieniai zapaiêtanyi z sesji poprzedniej Rys. 35. Funkcja wyszukiwania wyró nieñ z wybranego fragentu apy pozwala na wybór warstwy obrazuj¹cej ten zbiór wyró nieñ. W ty przypadku wybrano rzekê Bug ze zbioru odpowiadaj¹cego warstwie rzeki. Wynik wyszukiwania o e byæ eksportowany do jednego z trzech foratów plik XLS, plik tekstowy lub plik w foracie PDF. Mo na równie dostosowaæ zasiêg apy do zasiêgu wybranych wyró nieñ

76 8. EKSPERYMENTALNY GEOSERWER OAKHILLS 67 Rys. 36. Okno wyników wyszukiwania w wybrany obszarze o e zawieraæ wiele pozycji (wierszy) i wiele atrybutów (kolun). Mo e równie zawieraæ odsy³acze w postaci adresów URL do zasobów zawieraj¹cych bardziej obszerne inforacje dotycz¹ce wybranego wyró nienia. W przypadku iejscowoœci odsy³acz wskazuje odpowiedni¹ stronê Wikipedii, np. Rys. 37. Kolejna funkcja interfejsu pozwala na dodawanie w³asnych koentarzy lub opisów do wybranych przez u ytkownika iejsc

77 68 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE Rys. 38. Inna funkcja pozwala wyliczyæ odleg³oœæ (d³ugoœæ linii ³aanej) w kiloetrach lub powierzchniê w kiloetrach kwadratowych (ograniczon¹ lini¹ ³aan¹ zakniêt¹) Rys. 39. Interfejs WWW geoserwera OakHills uo liwia wybór jêzyka z listy zawieraj¹cej wiele pozycji, w ty wiêkszoœæ jêzyków europejskich. Rozszerzenie tej listy jest proste i sprowadza siê do dodania kolejnego pliku zawieraj¹cego s³ownik dodawanego jêzyka. Paraetr okreœlaj¹cy wybrany jêzyk jest zapaiêtywany po stronie klienta po zakoñczeniu sesji i nowa sesja rozpoczyna siê w wybrany poprzednio jêzyku Rys. 40. Pozycja enu pozwalaj¹ca na wybór jednego z oœiu obs³ugiwanych uk³adów odniesienia. Obok uk³adów wyaganych przez dyrektyw¹ INSPIRE s¹ równie inne uk³ady powszechnie stosowane w Polsce. Lista uk³adów do wyboru jest uzale niona od wybranego obszaru, poniewa czêœæ tych uk³adów a ograniczony zasiêg przestrzenny

78 8. EKSPERYMENTALNY GEOSERWER OAKHILLS 69 Powi¹zanie technologii geoserwera z technologi¹ GoogleMaps pozwala na zastosowanie jêzyka KML (Keyhole Markup Language) do prostego i efektywnego przedstawiania dodatkowych inforacji, np. wyników badañ terenowych i laboratoryjnych z ró nych dziedzin, w ty przypadku z geologii. Na rysunku 41 przedstawione s¹ wyniki badañ laboratoryjnych paraetrów geoechanicznych próbek ska³ pobranych z ró nych kaienio³oów na obszarze Polski po³udniowej. Wynik prac nad zastosowanie tej technologii do danych geoechanicznych jest dostêpny pod adrese URL: Bardziej szczegó³owe dane uzyskane z badañ tych próbek znajduj¹ siê w bazie danych Zak³adu Geoechaniki Wydzia³u Geologii Uniwersytetu Warszawskiego i s¹ dostêpne w Internecie pod adrese URL: Wielojêzycznoœæ interfejsów geoserwera Dyrektywa INSPIRE nak³ada obowi¹zek, aby geoserwery infrastruktury INSPIRE w o liwie szeroki zakresie by³y wielojêzyczne, aby obs³ugiwa³y jêzyki pañstw cz³onkowskich w trzech aspektach: wielojêzycznoœæ danych i etadanych, paraetr LANGUAGE w protoko³ach kounikacji i obs³udze wyj¹tków, wielojêzycznoœæ interfejsu WWW. Podstaw¹ t³uaczenia nazw, terinów i opisów powinien byæ s³ownik GEMET (General Environental Multilingual Thesaurus). Proble wielojêzycznoœci jest problee trudny. Dopiero obecnie trwaj¹ prace nad ipleentacj¹ przyjêtych rozwi¹zañ. Dodatkowo proble ten jest inaczej rozwi¹zywany w specyfikacjach INSPIRE ni w standardach OGC proponowanych jako nory ISO, co o e istotnie utrudniæ praktyczne jego rozwi¹zanie. Zagadnienie to przedstawiono w rozdziale Obs³uga wielu uk³adów odniesienia Mo liwoœæ obs³ugiwania ró nych uk³adów odniesienia jest bardzo istotn¹ funkcj¹ geoserwera, szczególnie dzia³aj¹cego w infrastrukturze o zasiêgu iêdzynarodowy, jak to a iejsce w przypadku INSPIRE, gdzie wiele krajów cz³onkowskich u ywa ró nych uk³adów. Dokuenty INSPIRE okreœlaj¹ jakie uk³ady o zasiêgu ogólnoeuropejski (obok uk³adów stosowanych w poszczególnych pañstwach cz³onkowskich) usz¹ byæ obs³ugiwane ze wzglêdu na wyóg interoperacyjnoœci ca³ej infrastruktury. Lista ta zawiera 4 obowi¹zkowe pozycje: EPSG:3035 ETRS89/ETRS-LAEA uk³ad oparty na ogólnoeuropejski odwzorowaniu równopowierzchniowy, EPSG:3034 ETRS89/ETRS-LCC uk³ad oparty na ogólnoeuropejski odwzorowaniu równok¹tny, EPSG:4258 ETRS89/ETRS-LL geograficzny uk³ad odniesienia, okreœlany d³ugoœci¹ i szerokoœci¹ geograficzn¹ praktycznie zgodny z uk³ade EPSG:4326 WGS84, EPSG:3045 ETRS89/ETRS-TM uk³ad oparty na ogólnoeuropejski odwzorowaniu strefowy Merkatora (Transverse Mercator), które jest wiernok¹tny poprzeczny odwzorowanie walcowy; obszar Polski znajduje siê w dwóch strefach tego uk³adu 33 i 34. W systeie geoserwera OakHills uk³ady odniesienia s¹ obs³ugiwane przez bibliotekê PROJ4. Biblioteka s³u y równie do przeliczania danych i ich zobrazowañ poiêdzy ró nyi uk³adai. Poszczególne uk³ady s¹ identyfikowane nuerai okreœlonyi w bazie danych o uk³adach prowadzonej przez EPSG (European Petroleu Survey Group). Nueracja ta jest obecnie traktowana jako roboczy przejœciowy standard w ty zakresie.

79 70 METODYKA I TECHNOLOGIA BUDOWY GEOSERWERA TEMATYCZNEGO JAKO KOMPONENTU INSPIRE Probley odyfikacji oprograowania Geoserwer, jak ka dy syste inforatyczny, wyaga dostosowania jego funkcjonalnoœci do okreœlonych potrzeb. Z tego wzglêdu ju na etapie jego budowy zastosowane w ni oprograowanie usi byæ zodyfikowane. Mo liwe do wykonania za pooc¹ plików konfiguracyjnych ziany, najczêœciej nie s¹ wystarczaj¹ce. W takich przypadkach konieczna jest odyfikacja kodu Ÿród³owego oprograowania i o na to wykonaæ jedynie, gdy taki kod jest dostêpny z prawe do jego odyfikacji. Tak¹ o liwoœæ daje idea wolnego i otwartego oprograowania. Modyfikacje kodu s¹ tak e czêsto potrzebne dla optyalnego dostosowania systeów aplikacyjnych, jakii s¹ koponenty geoserwera, do œrodowiska platfory sprzêtowo-systeowej. Przyk³ade takiej sytuacji jest dostosowanie do architektury 64-bitowej kodu oprograowania, które by³o opracowane i rozwijane w œrodowisku 32-bitowy. W trakcie prac nad geoserwere OakHills wyst¹pi³y takie probley, ale zdecydowana wiêkszoœæ z nich zosta³a rozwi¹zana przez niewielkie poprawki w kodzie i ponown¹ kopilacjê prograu. Jednak jeden proble nie zosta³ poyœlnie rozwi¹zany. Dotyczy to bardzo wa nej w geoserwerze biblioteki GDAL, która przekszta³ca dane geoprzestrzenne w postaæ rastrowych obrazów zapisanych w ró nych foratach graficznych z podan¹ georeferencj¹. Biblioteka ta po przeniesieniu ze œrodowiska 32-bitowego do œrodowiska czysto 64-bitowego, jaki jest syste Solaris 10, nie rozpoznawa³a wielu foratów. W wielu przypadkach powodowa³a b³êdy krytyczne geoserwera spowodowane instrukcj¹ skoku z obszaru kodu prograu w iejsca paiêci dla niego niedozwolone. Przyczyn¹ tego by³o prawdopodobnie b³êdne odczytywanie nag³ówków graficznych plików binarnych, spowodowane brakie wyrównania kodu binarnego do 4 bajtów, co jest wyagane w systeach 64-bitowych. Pe³ne rozwi¹zanie tego probleu zosta³o od³o one na dalszy etap prac nad rozwoje geoserwera OakHills.

80 Rys. 25. Obszar danych testowych Dêbowe Góry wielki kopleks leœny na piaszczysto- wirowych wzgórzach. Jasnoczerwona linia okreœla granice obszaru danych testowych, a jasnoniebieskie linie podzia³ na arkusze apy 1:50 000

81 Rys. 26. Ideowy scheat przedstawiaj¹cy powi¹zania i pe³nione w nich role eksperyentalnego geoserwera OakHills w polskiej hydrogeologicznej czêœci infrastruktury INSPIRE. Serwer w trybie kaskadowy wspó³pracuje z geoserwerai krajowyi: epsh (PIG), IKAR (PIG) i Geoportal (GUGiK), a tak e zagraniczny: JPL (NASA)

82 Rys. 29. Przegl¹darka Mozilla Firefox pokazuje zobrazowane dane udostêpniane przez geoserwer OakHills w wersji anglojêzycznej. URL

83 Rys. 30. Obraz wybranego fragentu obszaru Europy uzyskany z geoserwera OakHills. Czerwona raka na apce nawigacji w dolny lewy rogu pokazuje wybran¹ czêœæ ca³ego zasiêgu. Najwy ej po³o on¹ warstw¹ jest obraz satelitarny z serwera NASA pokazuj¹cy aktualne zachurzenie nad Europ¹. Wybrany uk³ad odniesienia EPSG:2180 ETRS89/Poland CS92 nie jest odpowiedni dla ca³ej Europy i z tego powodu w górnych rogach widoczne s¹ zniekszta³cenia obrazu wygiêcia linii równole nikowych

84 Rys. 41. Wyniki badañ laboratoryjnych paraetrów geoechanicznych próbek ska³ pobranych z ró nych kaienio³oów na obszarze Polski po³udniowej. Przyk³ad powi¹zania technologii geoserwera OakHills z technologi¹ opart¹ na jêzyku KML. Wyœwietlone na dole wspó³rzêdne odnosz¹ siê do œrodka czerwonego krzy yka

85 Rys. 42. Okno prograu narzêdziowego FireBug wspó³pracuj¹cego z przegl¹dark¹ WWW FireFox. Progra ten by³ wykorzystywany do testowania szybkoœci odpowiedzi geoserwera na wysy³ane do niego polecenia. Zaznaczone na czerwono polecenie GET slide_updown nie zosta³o zrealizowane poprawnie, poniewa po stronie serwera nie by³o tego eleentu. Pobranie obrazu o wielkoœci 1 MB trwa³o 2,75 sekundy