TENDENCJE ROZWOJU GIS

TENDENCJE ROZWOJU GIS WYKŁAD 3 EUROPEJSKA INFRASTRUKTURA DANYCH PRZESTRZENNYCH INSPIRE 5 listopada 2006 r. 1

INSPIRE Infrastructure for Spatial Information in Europe CEL PODSTAWOWE ZAŁOŻENIA ZASADY WDRAŻANIA Elżbieta Bielecka 2

CEL Celem INSPIRE jest zapewnienie dostępności do danych przestrzennych umożliwiających w pierwszej kolejności monitorowanie środowiska naturalnego i podejmowanie działań w zakresie jego ochrony Wspomaganie polityki Unii Europejskiej w zakresie środowiska, rolnictwa, rozwoju regionalnego i rozwoju przedsiębiorczości Elżbieta Bielecka 3

INSPIRE Inicjatywa INSPIRE zmierza do utworzenia Europejskiej Infrastruktury Danych Przestrzennych (ESDI) dostarczającej użytkownikom zintegrowane usługi geoinformacyjne, np. w zakresie wizualizacji i łączenia informacji a także dokonywania analiz przestrzennych i czasowych. USŁUGI te powinny umożliwiać użytkownikom wyszukiwanie i uzyskiwanie geoinformacji w sposób interoperacyjny dla różnych celów, korzystając z różnych źródeł na poziomach od lokalnego do globalnego. Elżbieta Bielecka 4

INSPIRE ESDI obejmie: odpowiednią politykę i organizację, dane i technologie, standardowe mechanizmy przekazu oraz finansowe i ludzkie zasoby, które niezbędne są do tego, aby zaspokojone zostały potrzeby wszystkich użytkowników geoinformacji. Elżbieta Bielecka 5

INSPIRE Zintegrowane usługi geoinformacyjne realizowane będą w sieci baz danych powiązanych wspólnymi standardami i protokółami. Zapewnienie podstaw prawnych utworzenia i prowadzenia ESDI - Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Unii Europejskiej w sprawie infrastruktury informacji przestrzennej w krajach UE Elżbieta Bielecka 6

ZAŁOŻENIA INSPIRE INSPIRE nie jest nowym, programem zbierania danych w krajach członkowskich Zakłada optymalizację zakresu wykorzystywania już istniejących danych, poprzez określenie wymagań odnośnie: dokumentacji danych wdrożenia usług ukierunkowanych na łatwiejszy dostęp do danych poprzez likwidowanie przeszkód w zakresie wykorzystywania danych przestrzennych INSPIRE wytycza kierunek harmonizacji danych i usług Elżbieta Bielecka 7

INSPIRE - beneficjenci Organizacje zaangażowane w formułowanie, wdrażanie, monitorowanie i ocenę działań w zakresie polityki środowiskowej na poziomie europejskim, krajowym i lokalnym: organy rządowe samorządowe organizacje ustawodawcze i obywatelskie sektor prywatny uniwersytety, naukowcy i środki przekazu Elżbieta Bielecka 8

PRINCIPIA INSPIRE Pozyskiwanie i utrzymywanie danych przestrzennych 1. Dane powinny być pozyskiwane tyko raz i utrzymywane na takim szczeblu, który zapewnia największą efektywność ich zarządzania. Łączenie informacji przestrzennej 2. Należy umożliwić bezszwowe łączenie informacji przestrzennej pochodzącej z różnych źródeł na obszarze Europy i wykorzystanie tej informacji przez różnych użytkowników i do różnych celów. Dostosowanie szczegółowości do potrzeb 3. Informacja gromadzona przez jeden organ administracji powinna być udostępniana innym organom ze zróżnicowaną (w zależności od potrzeb) dokładnością i szczegółowością. Elżbieta Bielecka 9

PRINCIPIA INSPIRE Bogaty zakres informacyjny 4. Udostępniana informacja geograficzna powinna być możliwie bogata pod względem treści, nie na tyle jednak, aby powstały utrudnienia w jej wykorzystaniu. Wyszukiwanie informacji 5. Wyszukiwanie informacji i ocena jej jakości oraz zasad pozyskania muszą być proste. Interpretacja danych 6. Dane geograficzne powinny być łatwe do zrozumienia i interpretacji m.in. dzięki wizualizacji. Elżbieta Bielecka 10

Dyrektywa INSPIRE ZAKRES TREŚCI Rozdział I Warunki ogólne Rozdział II - Metadane Rozdział III - Wymiana i wykorzystywanie danych przestrzennych i usług Rozdział IV Usługi sieciowe Rozdział V - Wsółdzielenie i ponowne wykorzystanie danych Rozdział VI - Koordynacja i działania uzupełniające Rozdział VII Postanowienia końcowe Tekst dyrektywy jest dostępny na stronie http://www www.inspire.jrc.it Elżbieta Bielecka 11

ZAŁOŻENIA INSPIRE INFRASTRUKTURA INFORMACJI PRZESTRZENNEJ we Wspólnocie będzie oparta na infrastrukturach ustanowionych i działających w krajach członkowskich. ELEMENTY SKŁADOWE KRAJOWYCH INFRASTRUKTUR: metadane zbiory danych przestrzennych usługi i uzgodnienia dotyczące udostępniania i wykorzystywania danych przestrzennych takie jak: usługi sieciowe i technologie uzgodnienia na temat wymiany danych, dostępu i wykorzystania mechanizmy koordynacji i monitorowania procesów i procedur działania w ramach infrastruktury Elżbieta Bielecka 12

ZAKRES DZIAŁANIA DYREKTYWY ZBIORY DANYCH PRZESTRZENNYCH spełniające następujące warunki: odnoszą się do obszaru pod jurysdykcją kraju członkowskiego istnieją w formie elektronicznej znajdują się w posiadaniu: administracji publicznej i są wytworzone, zarządzane lub aktualizowane przez tę administrację osoby fizycznej lub prawnej działającej w imieniu administracji państwowej strony trzeciej, której udostępniono usługi przesyłania danych Odnoszą się do tematów wymienionych w Aneksach I, II lub III. Elżbieta Bielecka 13

ANEKS I DANE REFERENCYJNE Systemy współrzędnych Systemy siatek geograficznych Nazwy geograficzne Jednostki administracyjne Sieci komunikacyjne Hydrografia Obszary chronione Elżbieta Bielecka 14

ANEKS II DANE TEMATYCZNE Ukształtowanie terenu i batymetria Identyfikatory nieruchomości Działki katastralne Pokrycie terenu Obrazy satelitarne i zdjęcia lotnicze (ortoobrazy) Elżbieta Bielecka 15

ANEKS III DANE TEMATYCZNE Jednostki statystyczne Budynki Gleby Geologia Użytkowanie ziemi Zdrowie człowieka i bezpieczeństwo Usługi komunalne i urządzenia do monitoringu środowiska Przemysł Infrastruktura rolnicza i wodna, Rozmieszczenie ludności demografia Strefy ekonomiczne / strefy ograniczonego dostępu i kontroli oraz jednostki sprawozdawcze Strefy zagrożeń naturalnych Warunki atmosferyczne Dane meteorologiczne, oceanograficzne, morskie Regiony biogeograficzne, rozmieszczenie gatunków, biotopy Elżbieta Bielecka 16

INSPIRE rola KOMISJI EUROPEJSKIEJ opracowanie zasady wdrożenia danych wymienionych w ANEKSACH I, II i III i metadanych je opisujących opracowanie specyfikacji niezbędnych do harmonizacji danych przestrzennych przygotowanie uzgodnień dotyczących wymiany danych przestrzennych Łączenie danych powinno odbywać się automatycznie Elżbieta Bielecka 17

INSPIRE rola KOMISJI EUROPEJSKIEJ ZASADY WDRAŻANIA Powinny obejmować definicje klasyfikacji obiektów przestrzennych, z podaniem sposobu przestrzennego odniesienia tych danych Powinny zapewnić spójność poszczególnych elementów informacji oraz porównywalność informacji pochodzących z różnych zbiorów danych przestrzennych Zasady wdrażania powinny dotyczyć następujących aspektów danych przestrzennych: wspólnego systemu jednoznacznych identyfikatorów obiektów przestrzennych związków pomiędzy danymi przestrzennymi głównych atrybutów i odpowiadającym im wielojęzykowym hasłom metod za pomocą których będzie wymieniana informacja metod za pomocą których będą wymieniane zaktualizowane dane Elżbieta Bielecka 18

INSPIRE rola KOMISJI EUROPEJSKIEJ Komisja powinna opracować zasady wdrażania usług dotyczących danych przestrzennych oraz utworzyć i zarządzać GEO-PORTALEM WSPÓLNOTY KOORDYNOWANIE infrastruktury informacji przestrzennej we Wspólnocie na poziomie Wspólnoty, spoczywa na Komisji Europejskiej przy współudziale Europejskiej Agencji ds. Środowiska EEA Elżbieta Bielecka 19

INSPIRE rola państwa członkowskiego Każde uczestniczące państwo odpowiada za utworzenie i funkcjonowanie państwowej infrastruktury geoinformacyjnej obejmującej: METADANE DANE PODSTAWOWE (REFERENCYJNE) TEMATYCZNE (ŚRODOWISKOWE) Dane te mają być dostępne elektronicznie z zastosowaniem usług katalogowych oraz wizualizacyjnych Elżbieta Bielecka 20

METADANE METADANE powinny być udostępniane bezpłatnie za pomocą technologii internetowych i usług sieciowych Zakres informacji zawartej w metadanych: prawa wykorzystania zbiorów informacji przestrzennej i usług jakość i wiarygodność danych przestrzennych organy administracji odpowiedzialne za ustanowienie, zarządzanie, prowadzenie i dystrybucję zbiorów danych przestrzennych i usług; ograniczenia dostępu do zbiorów danych przestrzennych i przyczynach tych ograniczeń Elżbieta Bielecka 21

STAN PRAC NAD INSPIRE Właczenie do prac nad INSPIRE użytkowników: SDIC Spatial Data Interest Communities) LMO Legally Mandated Organizations Zespoły ekspertów opracowujace przepisy implementacyjne: Zespół ds. metadanych Zespól ds. specyfikacji danych Zespół ds. usług sieciowych Zespół ds. współużytkowania danych i usług Zespół ds. monitoringu i raportowania Elżbieta Bielecka 22

STAN PRAC NAD INSPIRE 2007/2008 przyjęcie przepisów implementacyjnych dla tworzenia i aktualizacji metadanych, usług sieciowych, monitorowania i sprawozdawczości oraz określających prawa instytucji i ciał wspólnotowych w zakresie dostępu do danych przestrzennych i ich użytkowania 2009 przyjęcie przepisów implementacyjnych dla użytkowania zbiorów danych i usług przez stronę trzecią oraz specyfikacji dla wymiany danych objętych aneksem I wprowadzenie postanowień dyrektywy do prawa Państw Członkowskich wyznaczenie władz publicznych odpowiedzialnych za zbiory danych przestrzennych i związane z nimi usługi implementacja zasad wymiany danych i usług między jednostkami publicznymi oraz postanowień dotyczących monitorowania uruchomienie usług sieciowych Elżbieta Bielecka 23

STAN PRAC NAD INSPIRE 2010 metadane dla danych określonych w aneksie I i aneksie II pierwszy raport Krajów Członkowskich 2011 dostępność zbiorów danych w zakresie określonym przepisami implementacyjnymi dla specyfikacji i wymiany danych objętych aneksem I 2012 przyjęcie przepisów implementacyjnych dla specyfikacji i wymiany danych objętych aneksem II i III 2013 metadane dla danych określonych w aneksie III 2014 dostępność zbiorów danych w zakresie określonym przepisami implementacyjnymi dla specyfikacji i wymiany danych objętych aneksem III Elżbieta Bielecka 24

TENDENCJE ROZWOJU GIS WYKŁAD 4 METADANE WEB Mapping 25

METADANE METADANE: są danymi o danych, danymi zawierającymi informacje o zbiorach danych Każdy zbiór danych musi być scharakteryzowany przez dane zawierające odpowiedzi na pytania typu: CO? znajduje się w zasobach informacyjnych systemu, jakie informacje mogą być wygenerowane na podstawie zebranych KTO? jest właścicielem danych, kto odpowiada za ich udostępnienie i jakość GDZIE? dane są przechowywane KIEDY? dane zostały utworzone, kiedy je aktualizowano JAK? dane można znaleźć w zasobach informacyjnych i jak je można przetwarzać METADANE powinny być tworzone podczas pozyskiwania danych Elżbieta Bielecka 26

METADANE korzyści stosowania UŁATWIAJĄ zarządzanie zasobami danych UŁATWIAJĄ korzystanie z istniejących zasobów POZWALAJĄ na lepsze planowanie przedsięwzięć dotyczących pozyskiwania i aktualizacji danych ROZSZERZAJĄ krąg użytkowników danych UMOŻLIWIAJĄ realizację istotnych usług w ramach infrastruktur danych przestrzennych Elżbieta Bielecka 27

METADANE RODZAJE METADANYCH: METADANE WYSZUKIWANIA METADANE ROZPOZNANIA METADANE STOSOWANIA Elżbieta Bielecka 28

METADANE WYSZUKIWANIA DISCOVERY METADATA Służą do wybrania zbiorów, które mogą być przedmiotem zainteresowania użytkownika o określonych wymaganiach METADANE WYSZUKIWANIA obejmują: nazwę i opis zbioru danych podstawowe przeznaczenie i zakres stosowania danych, datę pozyskania danych i ich aktualizacji producenta, dostawcę i głównych użytkowników danych obszar, do którego dane się odnoszą, określony przez współrzędne, nazwy geograficzne lub jednostki podziału administracyjnego strukturę zbioru i sposób dostępu do danych Elżbieta Bielecka 29

METADANE ROZPOZNANIA METADANE STOSOWANIA METADANE ROZPOZNANIA (exploration metadata) zawierają bardziej szczegółowe informacje o zbiorze. Umożliwiają: ocenę właściwości danych zbioru, określenie przydatności danych zbioru pod względem wymagań użytkownika, nawiązanie kontaktu z dysponentem danych celem uzyskania dalszych informacji, w szczególności informacji na temat warunków korzystania z danych. METADANE STOSOWANIA (exploitation metadata) określają właściwości zbioru potrzebne do: odczytanie danych oraz ich transfer interpretacje danych i praktyczne korzystanie z nich w aplikacji użytkownika. Elżbieta Bielecka 30

METADANE Trzy poziomy stosowania metadanych i odpowiadające im rodzaje metadanych tworzą hierarchiczną strukturę wyborów dokonywanych przez użytkownika, dzięki którym możliwe jest ustalenie: Jakie zbiory danych znajdują się w jego zainteresowaniu Które z nich odpowiadają jego wymaganiom Jak do nich dotrzeć Jak przetransformować i wyselekcjonować dane oraz zastosować je we właściwy sposób Elżbieta Bielecka 31

Elżbieta Bielecka 32

METADANE KATALOG ROZPROSZONY Użytkownik katalogu używa Interfejs użytkownika Zarządca portalu przesyła pytanie zarządza Portal katalogowy szuka Rejestr serwerów przeszukuje Administrator katalogu administruje Serwery katalogowe dostarczają zespoły metadanych Twórca metadanych opracowuje METADANE odnoszą się do DANE PRZESTRZENNE INTERFEJS środek do komunikacji między systemami, modułami lub między systemem a jego użytkownikiem Elżbieta Bielecka 33

METADANE USŁUGI WYSZUKIWANIA TWÓRCA ZESPOŁU METADANYCH - odpowiada za prawidłowe i zgodne z przyjętym standardem przedstawienie istotnych cech charakteryzujących opisywany zbiór danych geoprzestrzennych. ZARZĄDCA PORTALU odpowiada za rozwój i utrzymanie zdolności wyszukiwania w rozproszonych zasobach środowiska użytkowników oraz zarządza rejestrem serwerów stanowiących elementy różnego rodzaju infrastruktur danych przestrzennych. ADMINISTRATOR KATALOGU akceptuje wprowadzanie i usuwanie zespołów metadanych oraz udostępnia zgromadzone zasoby użytkownikom, przydzielając im odpowiednie uprawnienia. UŻYTKOWNIK KATALOGU określa kryteria umożliwiające lokalizowanie i zastosowanie potrzebnej informacji. Elżbieta Bielecka 34

WEB GIS Co to jest? GIS można obsługiwać przy pomocy przeglądarki internetowej Nie wymaga specjalistycznego oprogramowania, ani szkolenia Zwiększa grono użytkowników zasobów geoinformacyjnych Ułatwia wykorzystywanie zasobów udostępnianych w sieci www lub intranet Elżbieta Bielecka 35

WEB GIS uproszczony sposób działania Serwer GIS klient Serwer GIS Serwer GIS Serwer www Przeglądarka www Spotykane rozwiązania: Cienki klient Średni klient Gruby klient Elżbieta Bielecka 36

WEB GIS cienki klient Najczęściej spotykany serwis WEB GIS, nastawiony na obsługę szerokiego grona użytkowników Wszystkie operacje (powiększ, pomniejsz, przesuń obraz, itp. każde kliknięcie) zlecane przez klienta wykonuje serwer Serwer www przekształca dane do postaci rastrowej o odpowiednich parametrach i przesyła do klienta np. w postaci pliku GIF Serwer www w celu wykonania polecenia klienta może pobierać dane przestrzenne z wielu serwerów GIS. Dane źródłowe mogą mieć różne formaty Klient wyświetla obraz w postaci mapy Funkcjonalność od strony klienta jest znacznie ograniczona Elżbieta Bielecka 37

WEB GI cienki klient Przykład: http//mapa.szukacz.pl Elżbieta Bielecka 38

WEB GIS średni klient Funkcjonalność serwera taka sama jak w przypadku cienkiego klienta Serwer oprócz danych przesyła do klienta aplikację (plugin), która zwiększa funkcjonalność po stronie klienta Po stronie klienta dane mogą być wyświetlane w postaci rastrowej lub wektorowej Klient ma większe możliwości interaktywnej pracy z mapą Elżbieta Bielecka 39

WEB GIS średni klient Przykład: http://www.dnr.state.mn.us/maps/landview.html Elżbieta Bielecka 40

WEB GIS gruby klient Serwer przesyła klientowi potrzebne dane wraz z aplikacją do ich obsługi Wszelkie operacje odbywają się po stronie klienta, bez kontaktu z serwerem Klient jest niezależny od serwera i połączenia internetowego Zadania po stronie klienta, poza fazą inicjacji, realizowane są szybciej niż w przypadku łączenia z serwerem Klient musi mieć silny komputer Zapewnienie bezpieczeństwa danych w trakcie przesyłu w sieci Elżbieta Bielecka 41

WEB GIS - Geostrada.com.pl Elżbieta Bielecka 42

WEB GIS serwery OGC Korzystanie z danych GIS zgromadzonych na wielu serwerach przez wielu klientów wymaga standaryzacji Specyfikacje OGC dotyczą serwerów typu WMS i WFS WMS WEB Map Server WFS WEB Feature Server Elżbieta Bielecka 43

WMS WEB MAP SEVER GetCapabilitie uzyskanie metadanych oipsujących zawartość informacyjną serwisu oraz akceptowalne parametry zamówienia mapy (jakie warstwy informacyje, układ współrzędnych, zasięg, format.) Get Map uzyskanie obrazu mapy o parametrach podanych w zamówieniu GetFeatureInfo uzyskanie informacji o obiektach pokazywanych na mapie (polecenie opcjonalne) Elżbieta Bielecka 44

WMS WEB MAP SERVER WMS UMOŻLIWIA: Utworzenie mapy poprzez nakładanie warstw tematycznych zgromadzonych w rozproszonych GIS, nie zważając na: Fizyczną lokalizację serwera Skalę mapy System współrzędnych Format zapisu cyfrowego Udzielenie odpowiedzi co znajduje się na mapie Komunikowania się z innymi programami i poinformowania je jaką mapę tworzy Standardowy interfejs WMS jest oparty na normie ISO 19128 Web Map Server Interface Elżbieta Bielecka 45

WMS WEB MAP SERVER SERWER 1 http://a-map- co.com/mapserver.cgi?version=1.3.0&request=getmap&crs=crs:84&bbox=- 97.105,24.913,-78.794,36.358&WIDTH=560&HEIGHT=350&LAYERS=AVHRR-09-27&STYLES=&FORMAT=image/png&EXCEPTIONS=INIMAGE Zdjęcie z satelity NOAA Obraz huraganu w Zatoce Meksykańskiej Elżbieta Bielecka 46

WMS WEB MAP SERVER SERWER 2 http://b-maps.com/map.cgi?version=1.3.0&request=getmap&crs=crs:84&bbox=- 97.105,24.913,- 78.794,36.358&WIDTH=560&HEIGHT=350&LAYERS=BUILTUPA_1M,COASTL_1M,POL BNDL_1M&STYLES=0XFF8080,0X101040,BLACK&FORMAT=image/png&BGCOLOR=0 xffffff&transparent=true&exceptions=inimage Fragment danych ogólnogeograficznych: Tereny zabudowane Linia wybrzeża Podział administracyjny Elżbieta Bielecka 47

WMS WEB MAP SERVER Połączenie danych z obu serwerów Elżbieta Bielecka 48

WMS WEB MAP SERVER Przeglądarka umożliwiająca tworzenie własnych map w technologii WMS bez konieczności ręcznego wpisywania zapytań do serwerów www.wmsviewer.com Elżbieta Bielecka 49

EUROPEJSKI GeoPORTAL OFERUJĄCY USŁUGI: Wyszukiwania danych Wizualizacji danych Pozyskiwania danych Transformacji danych Wywoływania innych usług PROTOTYP 2003 Funkcjonalność ograniczona do wyszukiwania i dostępu do danych przestrzennych http://www.eu-geoportal.jrc.it/ Elżbieta Bielecka 50

EUROPEJSKI GeoPORTAL Elżbieta Bielecka 51

Infrastruktura geoinformacyjna w Polsce Instytucje odpowiedzialne: GUGiK Min. Środowiska Min. Budownictwa Oparte na rozległej sieci teleinformatycznej (WAN) i ODGiK Elżbieta Bielecka 54

Infrastruktura geoinformacyjna w Polsce Główny Geodeta Kraju podjął działania zmierzające do wykorzystania budowanej sieci teleinformatycznej, istniejących baz danych katastralnych, topograficznych i ogólno-geograficznych oraz zobrazowań ziemi w celu ich jednolitego udostępnienia w ramach GEOPORTALU budowanego zgodnie z założeniami dyrektywy INSPIRE oraz wymogami Ustawy o Informatyzacji Elżbieta Bielecka 55

Geoportal.gov.pl zakres informacyjny 1. Dane katastralne pozyskane z IPE 2. Cyfrowe modele terenu-poziomu 1 i 2 NMT (WODGiK, CODGiK) 3. Mapy tematyczne: hydrograficzne, sozologiczne (WODGiK, CODGiK) 4. Topograficzne mapy rastrowe(wodgik, CODGiK) 5. Dane o przebiegu granic i powierzchni jednostek podziału terytorialnego państwa(wodgik, CODGiK) 6. Mapa wektorowa w skali 1 : 50 000(WODGiK, CODGiK) 7. Topograficzna Baza Danych (TBD)(WODGiK, CODGiK) 8. Baza Danych Ogólnogeograficznych 9. VML2 10. Zdjęcia lotnicze oraz wysokorozdzielcze zobrazowania satelitarne 11. Ortofotomapy 12. Gazeter(WODGiK, CODGiK) Elżbieta Bielecka 56

Geoportal.gov.pl zakres informacyjny Elżbieta Bielecka 57

LITERATURA http://inspire.jrc.it Artykuły A. Linsenbartha w Geodecie Biuletyny Głównego Urzędu Geodezji i Kartografii Materiały warsztatów EC-GI&GIS Roczniki Geomatyki wydawane przez PTIP OGC (2004) Open GIS Web Map Server Cookbook Iwaniak A. artykuły w Geodecie ISO 19 115 (2003): Geographic information - Metadata ISO 19 128 (2005): Geographic information WEB server interface Elżbieta Bielecka 58