Tehnologii și standarde pentru publicarea web a datelor geospațiale

1. Tehnologii și standarde pentru publicarea web a datelor geospațiale Vasile Crăciunescu

2. 2. Standarde web referitoare la datele geospațiale • Cine produce standarde? • Open Geospatial Consortium (OGC) • Comitetul European de Standardizare (CEN) • Organizația Internațională de Standardizare (ISO) • Asociația de Standardizare din România (ASRO)

3. INSPIRE și infrastructura de date spațiale • Necesitate • IDS = O serie coordonata de acorduri privind standarde tehnologice, protocoale institutionale si politici care sa permita descoperirea si utilizarea informatiilor cu caracter geospatial (Kuhn 2005). • INSPIRE reprezinta Directiva Parlamentului si a Consiliului European (2007/2/EC) de instituire a unei infrastructuri de date spatiale in Comunitatea Europeana. Aceasta impune fiecarui stat membru sa-si dezvolte propria infrastructura nationala de date spatiale, posibila prin punerea in comun a datelor spatiale publice si asigurarea accesului inteoperabilitatii acestora

4. 2. Seturi de date INSPIRE • Anexa 1: Sisteme de coordonate de referinta, Sisteme de caroiaj geografic, Denumiri geografice, Unitati administrative, Adrese, Parcele cadastrale, Retele de transport, Hidrografie, Zone protejate • Anexa 2: Elevatie, Acoperire terestra, Ortoimagini, Geologie • Anexa 3: Unitati statistice, Cladiri, Soluri, Utilizarea terenului, Sanatate si siguranta umana, Servicii de utilitate publica si servicii publice, Instalatii de supraveghere a mediului, Instalatii de productie si industriale, Instalatii agricole si pentru acvacultura, Repartizarea populatiei – demografie, Zone de administrare/restrictie/reglementare si unitati de raportare, Zone de risc natural, Conditii atmosferice, Caracteristici geografice meteorologice, Caracteristici geografice oceanografice, Regiuni maritime, Regiuni biogeografice, Habitate si biotopuri, Repartizarea speciilor, Resurse energetice, Resurse minerale

5. Servicii de rețea INSPIRE • Servicii de căutare: care permit identificarea seturilor şi serviciilor de date spaţiale pe baza conţinutului metadatelor corespunzătoare şi afişarea conţinutului metadatelor; • Servicii de vizualizare: care permit cel puţin afişarea, navigarea, mărirea/micşorarea, rotirea panoramică, suprapunerea vizuală a seturilor de date spaţiale, precum şi afişarea informaţiilor explicative şi a oricărui conţinut pertinent al metadatelor; • Servicii de descărcare: care permit descărcarea de copii ale seturilor de date spaţiale sau ale unor părţi ale acestora, precum şi accesarea directă a acestora, atunci când este posibil; • Servicii de prelucrare: care permit prelucrarea seturilor de date spaţiale în vederea realizării interoperabilităţii; • Servicii de legătură: care permit apelarea la serviciile de date spaţiale.

6. Servicii geospațiale web • Serviciile de geospațiale web funcționează după principii și protocoale de comunicatie similare serviciilor web clasice (XML-RPC, UDDI, WSDL, SOAP). Rolul acestor este deosebit de important în contextul actual, cînd asistăm, pe de o parte, la o expansiunea continuă a surselor și canțității de date geospațiale stocate, iar pe de altă parte, la o creștere a nevoii de a accesa aceste date.

7. Web Mapping Service (WMS) <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <StyledLayerDescriptor version="1.0.0" xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/sld StyledLayerDescriptor.xsd" xmlns="http://www.opengis.net/sld" xmlns:ogc="http://www.opengis.net/ogc" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"> <NamedLayer> <Name>judete</Name> <UserStyle> <Name>judete_style</Name> <Title>Stil judete</Title> <Abstract>Defineste simbolul poligonal</Abstract> <FeatureTypeStyle> <Rule> <PolygonSymbolizer> <Fill> <CssParameter name="fill">#EEEE55</CssParameter> <CssParameter name="fill-opacity">1</CssParameter> </Fill> <Stroke> <CssParameter name="stroke">#550055</CssParameter> <CssParameter name="stroke-opacity">1</CssParameter> </Stroke> </PolygonSymbolizer> </Rule> </FeatureTypeStyle> </UserStyle> </NamedLayer> </StyledLayerDescriptor> Prin Web Map Server (WMS) se face referire la o interfață web a unui serviciu care permite publicarea sau distribuirea hărților pe Internet. Privit sub acest aspect, WMS joacă un rol dublu: • facilitează accesul consumatorilor la surse de date aflate la distanță; • asigură furnizorilor o metodă standardizată de partajare a datelor; În principiu, standardul WMS este adresat programatorilor care dezvoltă aplicații client sau server, cu suport pentru WMS. În acest sens oferă descrieri tehnice a modului în care trebuiesc implementate metode pentru: • interogarea serverului pentru a obține o listă a tipului de informații pe care il poate livra (GetCapabilities); • solicitarea și transferarea unei harți/set de date (GetMap); • obținerea informații asociate unei hărți/entități (GetFeatureInfo).

8. Reprezentarea datelor vectoriale folosind standardul SLD • SLD (Styled Layer Descriptor) mecanismul standard de simbolizare a datelor în cadrul serviciilor cartografice web. SLD permite crearea unui fișier de tip XML care, pentru fiecare tip de element geospațial din baza de date, cuprinde regulile de simbolizare (formă, culoare, textură, dimensiune etc.).

9. Reprezentarea datelor punctuale

10. Reprezentarea datelor punctuale

11. Reprezentarea datelor punctuale

12. Reprezentarea datelor punctuale

13. Reprezentarea datelor punctuale

14. Reprezentarea datelor punctuale

15. Reprezentarea datelor punctuale

16. Reprezentarea datelor punctuale

17. Reprezentarea datelor punctuale

18. Reprezentarea datelor punctuale

19. Reprezentarea datelor punctuale

20. Reprezentarea datelor punctuale

21. Reprezentarea datelor punctuale

22. Reprezentarea datelor punctuale

23. Reprezentarea datelor liniare

24. Reprezentarea datelor liniare

25. Reprezentarea datelor liniare

26. Reprezentarea datelor liniare

27. Reprezentarea datelor liniare

28. Reprezentarea datelor liniare

29. Reprezentarea datelor liniare

30. Reprezentarea datelor liniare

31. Reprezentarea datelor poligonale

32. Reprezentarea datelor poligonale

33. Reprezentarea datelor poligonale

34. Reprezentarea datelor poligonale

35. Reprezentarea datelor poligonale

36. Reprezentarea datelor poligonale

37. Reprezentarea datelor poligonale

38. Reprezentarea datelor poligonale

39. Reprezentarea datelor poligonale

40. Reprezentarea datelor poligonale

41. Crearea de reprezentări complexe

42. Web Feature Server (WFS) Prin Web Feature Server (WFS) se face referire la o interfață web a unui serviciu care permite publicarea sau distribuirea pe web a datelor spațiale în format vectorial. Un serviciu compatibil WFS trebuie sa permită urmatoarele tipuri de operațiuni: • GetCapabilities - permite obținerea informațiilor despre operațiunile pe care serviciul le poate executa, tipurile de date și metadatele asociate; • DescribeFeatureType - la cerere, serviciul trebuie să poată furniza informații despre structura fiecărui tip de date, de obicei sub formă de schemă XML; • getFeature - la cerere, serviciul trebuie să poată transmite un element al unui set de date specificat după criterii spațiale sau ne-spațiale (atribute). • LockFeature - pentru serviciile de tip tranzacțional, această operațiune permite blocarea unuia sau mai multor elemente dintr-un set de date spațiale (de exemplu, în vederea editării spațiale); • Spatial Operators and Filters - permite aplicarea unor operatori spațiali sau filtre pentru ușurarea accesului la date sau analiza datelor; • Transaction - permite formularea de tranzacții în cadul caroră datele pot fi modificate prin operațiuni de creare, actualizare sau ștergere.

43. Web Coverage Service (WCS) Prin Web Coverage Service (WCS) se face referire la o interfață standardizată a unui serviciu ce permite accesul la date de tip coverage, adica date ce descriu variația în spațiu (și timp, atunci când este cazul) a unor fenomene. Specific datelor de tip coverage sunt proprietățile domeniu spațial (domain) și domeniu de valori (range). Prin domeniu spațial se precizează pozițiile în spațiu (și timp, daca este cazul) pentru care care sunt date valorile parametrilor sau observațiilor conținute de setul de date. Aceste poziții pot fi definite prin: • o rețea regulată de pixeli sau puncte; • o rețea neregulată de triunghiuri (TIN); • o serie de puncte; • un set de segmente de curbe (de exemplu curbe de egală valoare); • un set de poligoane Thiessen.

44. Web Map Tile Service (WMTS) Cunoscut inițial sub numele de WMS-C (WMS Tile Caching), serviciul WMTS se referă la mecanismul de pregenerare, pe nivele de detaliu, a datelor livrate de un server WMS sub formă de subseturi raster.

45. Catalog Service Web (CSW) Catalog Service Web (CSW) este specificația OGC pentru interfețele serviciilor de catalogare. Serviciile de catalogare oferă un mecanism simplu de clasificare, înregistrare, descriere, căutare, administrare și acces la informațiile despre resursele disponibile într-o rețea. Prin resurse se face referire la date sau servicii accesibile într-o rețea. Tipurile de registre utilizate pentru asigurarea acestor funcționalități diferă în funcție de resursele vizate: date vectoriale, date de tip coverage, senzori, biblioteci de simboluri, servicii on-line sau date on-line. Serviciile de catalogare permit: • furnizorilor de date sau servicii sa publice informatii descriptive (metadate) despre resursele pe care le pun la dispozitie; • utilizatorilor de resurse sa descopere resursele pe baza informatiilor publicate de catre furnizori si sa acceseze resursele.

46. Web Terrain Service (WTS) Prin Web Terrain Service (WTS) se face referire la interfața standard a unui serviciu web ce permite vizualizarea 3D a unei zone geografice pentru care se specifica o harta, un model digital altimetric și o poziție 3D pentru generarea perspectivei (viewpoint). Un serviciu compatibil WTS permite cel putin o operațiune GetCapabilities și o operațiune GetView prin care se obține imaginea în perspectivă a terenului pe baza parametrilor descriși mai sus.

47. GeoRSS Este o extensie a standardului RSS (Really Simple Syndication) utilizat în cadrul site-urilor web pentru a notifica utilizatorii de publicare unor materiale noi. Practic, GeoRSS aduce cîteva marcaje noi la RSS. Printre acestea se numără: geo:lat (permite atașarea latitudinii), geo:long (permite atasarea longitudinii), elev (specificarea elevației), radius (specificarea domeniului spațial), box (definirea unei zone de intere) etc. Fiind un metalimbaj bazat pe XML (eXtensible Markup Language), fluxurile GeoRSS sînt ușor de generat și accesat. <item> <title>Catedrala Mitropolitana Sf. Treime</title> <description> <img src="http://earth.unibu.ro/management/files/waypoint//w_3260/IMG_0832_1101121309.jpg" style="width: 200px;" /><br /><b>Descriere</b>: Catedrala Mitropolitana Sf. Treime, a fost ridicata din initiativa lui Andrei Saguna, intre 1902-1904, fiind sfințită în 1906; catedrala reprezintă o copie fidelă la scară redusă a bisericii Sf. Sofia din Constantinopol.<br /><b>Adresa</b>: Mitropoliei, <br /> </description> <geo:lat>45.794658</geo:lat> <geo:long>24.147864</geo:long> </item>

48. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <kml xmlns="http://www.opengis.net/kml/2.2" xmlns:gx="http://www.google.com/kml/ext/2.2" xmlns:kml="http://www.opengis.net/kml/2.2" xmlns:atom="http://www.w3.org/2005/Atom"> <Document> <name>loc_sv.kmz</name> <open>1</open> <Folder> <name>localitati2008_utf8</name> <open>1</open> <Placemark> <name>Suceava</name> <ExtendedData> <SchemaData schemaUrl="/Users/vasile/Documents/Proiecte/Doctorat/Graphics/Jpg/loc_sv.kmz#localitati2008_utf8"> <SimpleData name="Name">Suceava</SimpleData> <SimpleData name="SIRUTA">146272</SimpleData> <SimpleData name="OLD_POSTAL">5800</SimpleData> <SimpleData name="RANG">II</SimpleData> <SimpleData name="TIP">9</SimpleData> <SimpleData name="SIRUTA_SUP">146263</SimpleData> <SimpleData name="NAME_SUP">Municipiul Suceava</SimpleData> <SimpleData name="COUNTY">Suceava</SimpleData> <SimpleData name="COUNTY_ID">33</SimpleData> <SimpleData name="COUNTY_MN">SV</SimpleData> <SimpleData name="POP2002">114462</SimpleData> <SimpleData name="REGION">Nord-Est</SimpleData> <SimpleData name="REGION_ID">1</SimpleData> <SimpleData name="ENVIRO_TYP">urban</SimpleData> <SimpleData name="SORT_CODE">3511754111400</SimpleData> </SchemaData> </ExtendedData> <Point> <coordinates>26.28108837555891,47.67457493364795,0</coordinates> </Point> </Placemark> Keyhole Markup Language Începînd cu data de 14 Aprilie 2008, formatul KML a fost adoptat ca standard deschis OGC. KML a fost dezvoltat inițial pentru a permite integrarea datelor geospațiale în Google Earth. Între timp, datorită design-ului simplu și a flexibilității deosebite, formatul a fost adoptat de tot mai multe aplicații și servicii web ca standard “de facto” pentru publicarea on-line a informațiilor cu caracter geospațial.

49. Tehnologii open source pentru manipularea și publicarea web a datelor geospațiale Conceptul open source: • Libertatea de a utiliza programul, în orice scop (libertatea 0). • Libertatea de a studia modul de funcționare a programului, și de a-l adapta nevoilor proprii (libertatea 1). Accesul la codul-sursă este o precondiție pentru aceasta. • Libertatea de a redistribui copii, în scopul ajutorării aproapelui tău (libertatea 2). • Libertatea de a îmbunătăți programul, și de a pune îmbunătățirile la dispoziția publicului, în folosul întregii societăți (libertatea 3). Accesul la codul-sursă este o precondiție pentru aceasta.

50. Clasificare aplicații open source Clasificare a aplicațiilor GIS open source poate fi făcută după mai multe criterii. Cele mai importante ar fi: • Tipul aplicației (bibliotecă de bază, aplicaţie desktop, aplicaţie server, client web) • Funcţionalitate (vizualizare, editare, stocare, analiză spaţială etc.) • Sistemul de operare pe care rulează (Windows, Linux, MacOS X etc.) • Limbajul de programare folosit la dezvoltare (C++, Java, Python etc.) şi tipul de licenţă (GPL, LGPL, MIT etc.)