Kartendienste
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Kartendienste Beschaffung, Aufbereitung und Anpassung von geographischen Karten und Gebäudekarten Projektgruppe Location-based Services for Wireless Devices WS 2004/05 Christian Schröder. AG Kao Betriebssysteme und Verteilte Systeme Institut für Informatik Universität Paderborn. F2. Motivation.

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AG Kao Betriebssysteme und Verteilte Systeme Institut für Informatik Universität Paderborn

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Presentation Transcript


Ag kao betriebssysteme und verteilte systeme institut f r informatik universit t paderborn

KartendiensteBeschaffung, Aufbereitung und Anpassung von geographischen Karten und GebäudekartenProjektgruppe Location-based Services for Wireless DevicesWS 2004/05Christian Schröder

AG KaoBetriebssysteme und Verteilte SystemeInstitut für InformatikUniversität Paderborn


Motivation

F2

Motivation

  • Umgebungskarte auf mobilem Gerät soll Standort visualisieren


Schaubild

F2

Schaubild

?

Zentrale Aufgaben

  • Digitalisierung von Kartenmaterial

    • evtl. Import von bestehendem Kartenmaterial

  • Darstellung auf Endgeräten

?

GIS

?

Geographisches

Informationssystem


Gis geographisches informationssystem

GIS – Geographisches Informationssystem

Ein GIS umfasst

  • Fähigkeit, große heterogene Mengen an räumlich indizierten Daten zu verwalten

  • Möglichkeit, solche Datenbanken hinsichtlich Existenz, Position und Eigenschaften eines großen Spektrums von raumbezogenen Objekten abzufragen

  • Fähigkeit der Interaktion solcher Abfragen

  • Flexibilität, ein System den vielfältigen Anforderungen verschiedenster Nutzer anzupassen


Serverseitige grafikformate rastergrafikformat

Serverseitige Grafikformate:Rastergrafikformat

Rastergrafikformat

  • Vorteile

    • Geringer Aufwand beim Interpretieren des Formats

    • Ausschnitte können mit wenig Aufwand an Client gesendet werden

  • Nachteile

    • Viel Speicherverbrauch bei annehmbarer Qualität

    • Skalierbarkeit begrenzt


Serverseitige grafikformate vektorgrafikformat

Serverseitige Grafikformate:Vektorgrafikformat

Vektorgrafikformat

  • Vorteile

    • Meist geringerer Speicherbedarf als Rastergrafik

    • hoch skalierbar

    • hoher Organisationsgrad mit verschiedenen Kartenebenen und Vektorattributen möglich

  • Nachteile

    • Erzeugung deutlich schwieriger

    • Verwaltung komplizierter


Clientseitige grafikformate rastergrafikformat

Clientseitige Grafikformate:Rastergrafikformat

Rastergrafikformat auf Client-Seite

  • Vorteile

    • Darstellung durch gängige Standards wie HTML unterstützt

  • Nachteile

    • Übertragung dauert u. U. sehr lange

    • Grafik muss an verschiedene Clients angepasst werden

    • Verschieben eines Kartenausschnittes erfordert komplettes neu laden des Ausschnittes


Clientseitige grafikformate vektorgrafikformat

Clientseitige Grafikformate:Vektorgrafikformat

Vektorgrafikformat auf Client-Seite

  • Vorteile

    • Übertragung der Daten geht schneller als bei Rastergrafik

    • Verschiebung eines Kartenausschnittes erfordert nur Nachladen von Deltadaten

    • Anpassung an Displaygröße kann auf Clientseite geschehen

    • Zoom kann auf Client-Seite berechnet werden,

  • Nachteile

    • Zusätzliche Software auf Client erforderlich,etwa Java oder Flash-Player


Anbieter von mapserver systemen

Anbieter von Mapserver Systemen


Unterschiede funktionsumfang kommerziell opensource

Unterschiede Funktionsumfang kommerziell / OpenSource

Dieses ist eine optionale Folie, je nach Zeit werde ich auf Unterschiede eingehen


Beispiel map24 kommerzielle implementierung

Beispiel MAP24kommerzielle Implementierung


Beispiel mobilfunkstandorte m nchen opensource

Beispiel Mobilfunkstandorte München - OpenSource


University of minnesota mapserver 1

University of Minnesota Mapserver (1)

  • OpenSource Mapserver der University of Minnesotahttp://mapserver.gis.umn.edu/

  • Plattformunabhängig

    • Einsatz auf Linux/Apache Plattformen möglich

  • Integration z. B. als CGI-Modul in Webserver

  • Einige Features:

    • Unterstützt Vektorformate, z. B. ESRI Shapefiles

    • Unterstützt Rasterformate, z. B. TIFF, GeoTIFF

    • Quadtree räumliche Indizierung von Shape Daten

    • Objektauswahl über Wert, Punkt, Fläche oder anderes Objekt

    • Maßstabsabhängige Darstellung (logischer Zoom)


University of minnesota mapserver 2

University of Minnesota Mapserver (2)

  • voll konfigurierbare, vorlagengesteuerte Ausgabe

  • Automatisierte Kartenelemente (Maßstab, Übersichtskarte, und Legende)

  • Quadtree räumliche Indizierung für Shape Dateien

  • Schnittstellen: PHP, C API, MapScript

  • Perl DBI-Modul

  • Bibliotheken zur Projektion verschiedener Koordinatensysteme


  • Live demo umn mapserver

    Live Demo UMN MapServer


    Koordinatensysteme

    Koordinatensysteme

    • Kartesisches Koodinatensystem meist ungeeignet, da Erde eine Kugel ist 

    • Standard-System WGS84 (World Geodetic System 1984)

      • Pflichtsystem für alle MapServer

    • Bibliotheken, um Projektionen in andere Koordinatensysteme abzubilden

      • UMN MapServer besitzt zahlreiche Bibliotheken für Projektionen

    • Gängiges Koordinatensystem in Deutschland:

      • Gauss-Krüger Koordinaten

    • Für Gebäudekarten können oft kartesische Koordinaten verwendet werden.


    Scalable vector graphics

    Scalable Vector Graphics

    • XML-basierter Standard vereint:

      • Vektorgraphik, Rastergraphik, Text, Animation, Scripting, Multimedia

    • Wird noch nicht von vielen Mapservern unterstützt,sich aber voraussichtlich als Standard etablieren

    <?xml version="1.0" encoding="iso-8859-1"?><!DOCTYPE svg PUBLIC "-//W3C//DTD SVG 20000303 Stylable//EN""http://www.w3.org/TR/2000/03/WD-SVG-20000303/DTD/svg-20000303-stylable.dtd"><svg width="100px" height="100px"><rect x="10" y="10" width="10" height="10" fill="#ff0000" /></svg>


    Esri vektorformat

    ESRI Vektorformat

    • Gängiges Format, wird von vielen Mapservern unterstützt

    • Spezifikation ist frei verfügbar(Environmental Systems Research Institute, http://www.esri.com)

    • Datensatz besteht immer aus 3 Dateien:

      • map.shp - Eigentliche Daten

      • map.shx - Index

      • map.dbf - dBASE Tabelle

    • Verschiedene Tools, um Shapefiles zu erstellen

      • ArcEditor vom Hersteller ESRI, kommerzielles Produkt

      • Forestry GIS, freies Tool


    Woher bekommt man digitale kartendaten

    Woher bekommt man digitale Kartendaten?

    • Digitalisierte Karten können oft von unterschiedlichen Quellen bezogen werden

      • Freie Kartenbibliotheken im Internet

      • vorhandene digitalisierte Gebäudepläne

    • Müssen Karten selbst erstellt werden:

      • Rasterkarten: Müssen lediglich gescannt werden

      • Vektorkarten: Umfangreicheres Softwaretool nötig


    Erstellung von vektorkarten

    Erstellung von Vektorkarten

    • Vorteile des Vektorformats für Erstellung von Karten

      • sehr gute Skalierbarkeit

      • Möglichkeit, verschiedene Layer einzubinden

        • Darstellung von bestimmten Objektgruppen ein-/ausblenden

      • weniger Speicherverbrauch

      • Wartung des Materials einfacher

    • Nachteile

      • Hoher Aufwand, sowohl

        • aufwändige Software nötig, als auch

        • als auch viel höherer organisatorischer Aufwand

      • OpenSource Lösungen bieten nicht immer gewünschten Funktionsumfang und Komfort


    Forestry gis tool zum erstellen von shapefiles

    Forestry GISTool zum Erstellen von Shapefiles


    Erstellung von geb udekarten

    Erstellung von Gebäudekarten

    1. Möglichkeit

    • Gebäudepläne liegen meist als CAD-Datei vor

    • Es existieren Tools, die CAD konvertieren können:

    • z. B. CAD2Shape konvertiert

      • AutoCAD DXF, DWG

      • nach 2D / 3D ShapeFiles im ESRI Format

    • Nachteil: Bislang nur kommerzielle Lösungen verfügbar

      2. Möglichkeit

    • Gebäudeplan mittels Tool von Hand erstellen 

      • aufwändig, da Räumlichkeiten u. U. neu vermessen werden müssen


    Erstellung von geb udekarten1

    Erstellung von Gebäudekarten

    Aufwertung der vektorisierten Gebäudekarte durch

    • Layerdarstellung

      • Filterung von gewünschten Informationenz. B. Anzeige nur frei verfügbarer Drucker oder AG-Drucker

    • Hinzufügen verschiedener Vektorattribute möglich

    • Individuelle Anpassung an jeweiligen Anwendungsfall möglich

    • Vektorkartenformat wird stark favorisiert!


    Suche in karten

    Suche in Karten

    • Mit vektorisierter Karte ergeben sich z. B. folgende Möglichkeiten:

      • Suche des nächstgelegenen Druckers vom aktuellen Standort

      • Suche eines beliebigen anderen Punktes (z. B. Büro eines Mitarbeiters)

    • Mögliche Interaktion des Kartendienstes mit anderen Diensten, wie z. B.

      • Druckdienst (nächstgelegener Drucker?)

      • oder gar Positionierungs-Server?


    Darstellung auf verschiedenen endger ten

    F2

    Darstellung auf verschiedenen Endgeräten

    • Anpassen an technische Möglichkeiten des Clients

    Einfaches HTML

    JPEG-Grafik

    Kleiner Kartenausschnitt

    GIS

    Standard HTML

    evtl. JAVA-Applet

    Großer Kartenausschnitt


    Ansatz f r die pg

    Ansatz für die PG

    • Benutzung des UMN Mapservers

    • Besorgen von möglichst digitalen Gebäudekarten

      • liegen meist als AutoCAD Zeichnung o. ä. vor

    • Konvertieren der Karten in Mapserver kompatibles Vektorformat (z. B. ESRI Shape)

    • Hinzufügen von Vektordaten wie Standorte der Drucker

    • Möglicherweise Interaktion mit anderen Komponenten unseres Systems?

    • Anbinden einer Schnittstelle für Darstellung auf unterschiedlichen Geräten


    Vielen dank

    Vielen Dank!

    Danke für die Aufmerksamkeit!


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