CC BY
87
УДК 528.92:004
ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ПРОИЗВЕДЕНИЙ В СРЕДЕ WEB-ГИС
Станислав Юрьевич Кацко
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной информатики и информационных систем, тел. (383)343-18-53, e-mail: [email protected]
Стремительное развитие информационных технологий во всем мире сегодня требует новых стратегий для разработки оптимальных решений в области веб-картографии. До появления веб-картографии созданные вручную карты преобразовывались в цифровую форму с помощью ГИС. Позже начался переход от настольных ГИС к сетевым ГИС, которые позволили создавать онлайн-карты. Геоинформационные веб-приложения в настоящее время широко используются во многих областях, например, в военной сфере, для охраны окружающей среды, в образовании и т.д. Таким образом, появилась необходимость в разработке теоретических положений использования онлайн-карт на основе накопленного практического опыта.
Ключевые слова: картографические произведения, web-ГИС, веб-ГИС, геопространственные данные, единое геоинформационное пространство.
FEATURES OF MAPS USE IN WEB-GIS
Stanislav Yu. Katsko
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., Assoc. Prof. of Department Applied Informatics and Information Systems, tel. (383)343-18-53, e-mail: [email protected]
The rapid development of information technologies around the world today requires new strategies for developing optimal solutions in the field of web-mapping. Prior to the advent of web-mapping, manually created maps were digitized using GIS. Later, the transition began from desktop GIS to network GIS, which allowed creating online-maps. Geoinformation web-applications are now widely used in many areas, for example, in the military sphere, for environmental protection, in education, etc. Thus, there was a need to develop theoretical provisions for the use of online-maps based on the accumulated practical experience.
Key words: geoinformation environment, national geoinformation environment, technology platform.
Публикация подготовлена в рамках выполнения НИР «Исследование возможности применения мультиагентного принципа и разработка теории оценки и анализа пространственно-временного состояния территории, объектов природы и техносферы» по государственному заданию в сфере научной деятельности.
В эпоху интернет-технологий у людей появилась возможность получать неограниченный доступ к огромному количеству разнообразной, в том числе и картографической информации. Для работы пользователей с геопространственной информацией в XX веке были созданы геоинформационные системы, кото-
рые являются инструментом создания, обработки, хранения, анализа и отображения геопространственных данных.
В течение многих десятилетий XX века основной доступ к географической информации осуществлялся через настольные базы данных на персональных компьютерах. В это время не было возможности быстро и эффективно обмениваться информацией с другими людьми и организациями. Однако с расширением охвата компьютеров, подключенных к интернету, в середине 90-х годов возникла идея совместного использования картографических изображений и другой географической информации.
Конец XX - начало XXI века предоставили нам широкие возможности веб-технологий и возможность доступа к картам через различные мобильные устройства. Разработка веб-карт стала возможной благодаря расширения области распространения и совершенствования персональных компьютеров и мобильных устройств вместе с развитием интернет-технологий. Переход от локальных ГИС к Web-ГИС предоставил возможность универсального доступа к геопространственной информации широкому кругу пользователей.
Таким образом, сегодня мы можем наблюдать интеграцию геоинформационных и интернет-технологий в виде так называемых Web-ГИС, которые представляют собой систему, обеспечивающую доступ к большому числу данных на глобальном уровне. Это помогает широкому кругу пользователей получать готовые решения на свои запросы и удовлетворять потребности в необходимой информации.
Рассмотрим более подробно, что из себя представляет Web-ГИС. Это совокупность аппаратных средств, программного обеспечения, данных, процедур и ГИС-профессионалов. Web-ГИС обеспечивает обмен данными между вебсервером и клиентским приложением ГИС. Важным преимуществом Web-ГИС является возможность обработки и визуализации геопространственных данных в режиме реального времени. При этом обеспечивается мультиплатформен-ность, то есть возможность осуществлять обмен данными между различными операционными системами. Интеграция Web и ГИС позволяет последним постоянно развивать свой потенциал и расширять свои возможности. Поэтому важным является рассматривать Web-ГИС как мощный инструмент, который может помочь в решении социальных, экономических, политических, экологических и ряда других проблем, стоящих перед человечеством.
Рассмотрим особенности картографических изображений, используемых в Web-ГИС.
В веб-картографии можно выделить два основных вида карт: статичные и интерактивные (динамические). Статичные карта позволяют только визуализировать картографическое изображение. Поэтому их функциональность является минимальной. Динамические карты входят в состав Web-ГИС, которые в свою очередь содержат большое количество информации в виде картографических слоев, а также ряд инструментов, организующих взаимодействие пользователей с картой. Интерактивные карты позволяют пользователям не только просматривать картографические изображения, но и благодаря возможностям серверов
Web-ГИС организовать совместную работу с геопространственными данными в режиме реального времени. Файловые веб-сервера организуют хранение геопространственной информации. Другие веб-сервера занимаются обработкой запросов, приходящих от браузеров клиентов. В результате они передают вебстраницу, содержащую карты и визуализируют необходимые для работы инструменты для конечного пользователя. Содержание веб-страницы формируется с помощью языка гипертекстовой разметки HTML вместе с использованием каскадных таблиц стилей (CSS) и Java Script (JS), который вносит динамические возможности на веб-страницу.
Регулирование в сфере Web-ГИС связано с международной организацией Open Geospatial Consortium (OGC), которая занимается разработкой стандартов в области геопространственных данных. Основа стандартов OGC состоит из стандартов для интерфейсов, кодирования, профилей, схем приложений и документов с примерами лучшей практики. Референсная модель OGC (ORM) описывает данные стандарты и связи между ними и соответствующими стандартами ISO. ORM даёт обзор стандартов OGC и служит в качестве полезного ресурса для определения архитектуры для конкретных приложений.
Разработка веб-сервисов с использованием стандартов OGC (и изучение взаимосвязей между стандартами) позволяет считать публикацию, поиск и связи важнейшими функциями в среде веб-сервисов.
Большинство стандартов OGC, разработанных в последние годы, являются стандартами для среды веб-сервисов - это стандарты, совместно именуемые «OGC Web Services» (OWS). Под акронимом OWS (OGC Web Services) скрываются различные сервисы - WMS, WFS, WCS и т.д.
Сервис WFS скрывает истинные хранилища данных и программа-клиент получает поток векторных данных, при этом не зная взяты ли они из базы данных или из файла. В спецификации WFS определено, что формат получаемых данных должен быть GML. Тем не менее, формат строго не фиксирован и сервер WFS может предоставлять дополнительные по своему усмотрению. Например, GeoJSON широко используется в веб-приложениях за счет компактности и легкости обработки в большинстве языков программирования.
Сервис WCS (Web Coverage Service) работает с данными, которые описываются терминами «грид» (grid) или «покрытие» ^overage). К таким данным относятся космоснимки, данные с многоканальных сенсоров ДЗЗ, модели рельефа (DEM) и т. п. Все они имеют схожий формат хранения - прямоугольная область, разделенная по регулярной сетке, в каждой ячейке которой содержится несколько значений.
Все сервисы OWS спроектированы по общему принципу и WMS очень похож на WFS и WCS. Но, если первые были предназначены для доступа к существующим данным, то в WMS происходит создание новых. На основе данных из WFS и WCS сервис WMS создает карты с заданными стилями оформления. Он занимается транспортировкой данных, представляя их в несколько иной форме. Зачастую, WMS используют для доступа к мозаиками космоснимков, хотя с формальной точки зрения это задача WCS. Наиболее распространенный пример рабо-
ты WMS - создание топокарт из растровых (космоснимки, сканированные планшеты) и векторных данных (дороги, гидрография, населенные пункты).
WPS (Web Processing Service) - это другой сервис, который создает данные. Но если WMS мог только незначительно влиять на объекты (функции трансформации в фильтрах стилей SLD), то WPS представляет собой интерфейс к возможностям настольных ГИС, пакетам геомоделирования, инструментам статистики и обработки. Результатом его работы могут быть как растровые, так и векторные данные.
Сервисы OWS являются интерфейсами между клиентами и хранилищами данных (WFS, WCS). Они создают среду взаимодействия клиентов с инструментами обработки (WMS, WPS) и сервисов между собой, позволяют строить цепочки преобразования данных в результат. Например, мы можем взять грид рельефа из БД, отправить по WCS в WPS для построения изолиний, затем полилинии нанести на топокарту с нужной толщиной линии, бергштрихами и подписями и результат передать клиенту (WMS).
Таким образом, можно сделать выводы. В настоящее время разработано множество различных технологий в сфере Web-ГИС, которые продолжают развиваться. Это достигается благодаря совершенствованию технологических решений в серверных технологиях, облачных технологиях, мобильных ГИС, веб-3D и технологий обработки больших данных. Следует продолжать изучение сферы работы с картографическими изображениями с Web-ГИС.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Женибекова А. Б. К вопросу формализации картографических изображений // Вестник СГГА. - 2014. - Вып. 4 (28). - С. 124-128.
2. Карпик А. П., Лисицкий Д. В. Электронное геопространство - сущность и концептуальные основы // Геодезия и картография. - 2009. - № 5. - С. 41-44.
3. Кацко С. Ю. От освоения пространства к формированию единого геоинформационного пространства // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Между-нар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск : СГГА, 2012. Т. 2. - С. 100-105.
4. Лисицкий Д. В. Перспективы развития картографии: от системы «Цифровая земля» к системе виртуальной геореальности // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 2 (22). - С. 8-16.
5. Лисицкий Д. В., Кацко С. Ю. Изменение роли картографических изображений в процессе формирования единого электронного геопространства // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2012. - № 2. - С. 156-161.
6. Лисицкий Д. В., Кацко С. Ю. Концепция создания и функционирования геоинформационного пространства// Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Пленарное заседание : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск : СГГА, 2013. Т. 2. - С. 72-75.
7. Лисицкий Д. В., Кацко С. Ю. Технологическая платформа «Единое геоинформационное пространство» - основа социально-экономического развития территорий // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2015. - № 5/С. - С. 250-256.
8. Хорошилов В. С., Кацко С. Ю. Геоинформационное пространство и виртуальная географическая среда // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2015. - № 5/С. - С. 256-260.
© С. Ю. Кацко, 2017
