CC BY
22Ученые записки Таврического национального университета имени В.И.Вернадского Серия «География». Том 25 (64). 2012 г. № 1, С. 191-199.
УДК 528.94
ВИКОРИСТАННЯ ХМАРНИХ CEPBICIB ДЛЯ ТЕМАТИЧНОГО КАРТОГРАФУВАННЯ Путренко В.В.
1нститут географп'НАН Украти, Kui'e, Украта
E-mail: putrenko@rambler.ru
Розглянуто використання ново! форми оргатзацц картограф1чно! шформаци на OHOBi хмарних cepBiciB. Визначено основн1 особливосп картограф1чних хмарних cepBiciB та можливосл ix використання для створення тематичних карт та ix публжацп. На приклад! хмарного cepBicy ArcGIS Online встановлено методолопчш основи створення карт та методичш вказгвки з використання cnoco6iB передач! картограф1чно1 iнфopмaцii. В якосл експериментальних po6iT здшснено розробку та публжащю карти небезпеки люових пожеж в Укра1ш на основ! хмарного cepBicy. Ключов1 слова: хмарний cepBic, тематична картограф1я, небезпека, nicoBi пожеж1
ВСТУП
Розвиток геошформацшних технологш та геопросторово! шдустрп постшно прискорюеться. Основними факторами цього залишаються необхщнють у використанш бшьшо! кшькосп геопросторових даних для шдтримки у прийнятп управлшських ршень, штегращя з сучасними шформацшними технолопями, впровадження нових шдход1в до оргашзацп геопросторово! шформаци. Загально вщома еволющя розвитку геошформацшних технологш вщ настшьних систем до 1нтернет-р1шень пройшла перюд публ1чного визнання у вигляд1 картограф1чних веб-серв1с1в, яю залучили до користування електронними картами мшьярди людей у всьому cBiTi. Наступним етапом стало впровадження хмарних cepBiciB, що надають змогу легко створювати власш карти та розповсюджувати геопросторову шформащю. Хмарн1 cepBicn стали лопчним кроком на шляху використання геошформацшних технологш i дозволяють створювати карти р1зного ступеня складносп лише з використанням шструмент1в 1нтернет середовища. Тепер окремий користувач або цша оргашзащя може створювати карти та обмшюватися ними за допомогою шфраструктури хмарних cepBiciB.
АНАЛ13 ПОПЕРЕДН1Х ДОСЛ1ДЖЕНБ
Оскшьки розвиток хмарних сервАсних послуг взагат та картограф1чних додатюв на !х основ1, зокрема, е новою тематикою, то спиратися при проведенш дослщжень приходиться на теоретичш роботи з хмарних шформацшних технологш [8] та публкацп ESRI та И партнер1в у кра!нах СНД [3, 5, 6, 7]. Единою украшською науковою роботою, в якш тдшмаеться питания розвитку картограф1чних хмарних cepBiciB, е «Геошфорамацшне картографування в Украшь..», подготовлена
колективом вщдшу картографп 1нституту географп HAH Украши. Тому дослщження розробки тематичних карт на основ! хмарних cepeiciß потребуе детального вивчення як новий р1зновид передач! картограф1чно! шформацп.
МЕТА ТА ЗАВДАННЯ ДОСЛ1ДЖЕННЯ
Метою дослщження е вивчення особливостей використання хмарних cepeiciß для створення та публшацп тематичних карт та ix серш. Завданнями дослщження е визначення основних можливостей хмарних cepeiciß, розгляд основних засоб1в створення тематичних карт на основ! ArcGIS Online, особливостей використання готових карт та ix публшацп у 1нтернет, експериментальш розробки з публшацп карт у хмарному cepeici.
ВИКЛАД ОСНОВНОГО МАТЕР1АЛУ
Хмарн1 обчислення надають технолопчш можливосп доступу до геоданих у вигляд1 послуг (cepeiciß) через 1нтернет. На вщмшу вщ класичних моделей обчислень, яю переважно спираються на власш програмно-апаратш ресурси, хмарна модель складаеться i3 сервгав, KnierniB, керованого централ1зовано контенту i в1ртуальних машин. 1ншими словами, для роботи з хмарними серв1зами не треба мати програмне забезпечення i збер1гати даш на власних комп'ютерах, достатньо шдключитися до системи i використовувати ii потужносп в xMapi провайдера.
ArcGIS Online е хмарною системою для створення та розповсюдження карт i географ1чно! шформацп. ArcGIS Online надае безпечну, вщкриту, сервюну шфраструктуру для створення веб-карт i веб-обробки даних, забезпечення загального доступу до карт, даних i додатюв, а також для управлшня змютом i робочими трупами оргашзацп. Бона включае 6a30ßi карти, даш для карт, додатки, шаблони, шструменти Г1С i API (Application Programming Interface) для розробниюв.
Це дозволяе будь-якому користувачев1 створювати, переглядати та використовувати штелектуальш карти. Користувач1 можуть також завантажувати та управляти географ1чними даними, створювати веб-карти, працювати з картами на будь-якому шформацшному пристро! та додавати i'x у веб-сайти та веб-додатки. Система використовуе хмарну шфраструктуру ESRI i дозволяе користувачам зберАгати i управляти сво!ми картами i географ1чною шформащею, а також зробити i'x доступними для бшьш широко! аудиторп через вщкрш!, масштабоваш веб-технологи.
Користувач1 можуть знаходити карти за допомогою функцп пошуку в каталоз1 за ключовими словами, пов'язаними з предметом штересу, або вони можуть зробити карти за допомогою одного з готових до використання шаблошв. Як тшьки користувач створив карту i 36epir i'i, карта автоматично стае частиною онлайн-каталогу. Користувач! можуть вибрати cnoci6 доступу до шформацп: приватна, робота в групах, загальний доступ. H,i карти можуть бути доступш р1зними способами: за допомогою браузера на мобшьному пристро!, в настшьнш Г1С, або як користувальницький додаток.
Ушверсальшсть картограф1чних хмарних cepBiciB типу ArcGIS Online полягае в тому, що це шструмент створення власних тематичних карт та ix публшаци у мережа На вщмшу вщ шших картограф1чних Be6-cepBÍcÍB bíh слугуе не стшьки для надання просторово! шформаци, скшьки для створення нових власних карт та управлшня ними.
Основними функщями ArcGIS Online е додання власно! геопросторово! шформаци, подготовка !! до компонування у вигляд! завершено! карти, публшащя карти у 1нтернет або шдготовка зображення до друку. Основними перевагами цього шдходу е створення «Mashup» (web application hybrid) карт (поеднання даних Í3 pÍ3HHx джерел) у широкому розумшш цього слова, коли геопросторов! даш можуть поеднуватися м1ж собою у будь-якш комбшаци та публшуватись у вигляд! окремого cepBicy, електронно! карти або набору карт. За рахунок цього ArcGIS Online надае можливосл для автоматизованого проектування веб-карт без необхщносл звертатися за послугами стацюнарних Г1С-сервер1в та професшних nporpaMÍCTÍB i системних aflMÍHÍCTpaTopÍB.
Кожний користувач сервюу мае власний конструкторський майданчик, який створюеться при реестрацп у cepeici. Тут bíh може збер1гати власш даш, карти, шаблони та шшу корисну шформащю. Для створення власних карт користувач може використовувати вже наявш у систем! дан!, додавати власн! шари чи просторов! об'екти, як! за допомогою шструментарда cepeicy перетворюються на завершен! карти.
Головними складовими тематично! карти у ArcGIS Online е базова карта, шари даних з !х екстентом та легенда.
Базова карта виступае основою для розм!щення тематично! шформаци. Тому в залежносп вщ екстенту, ц!лей створення та мовного середовища ви можете обрати один Í3 BapiaHTiß базово! основи, що грунтуються на картограф!чних cepeicax ESRI, Microsoft, OpenStreetMap. Користувач може обрати один Í3 тип!в базово! основи: косм!чна зйомка, ф!зична поверхня, топограф!чна карта, г!бридне зображення. Для вщображення ф!зико-географ!чно! !нформац!! у бшьшосп випадк!в п!дходить ф!зична (ландшафтна) поверхня або kocmÍ4hí 3hímkh, соц!ально-економ!чн! дан! вщображаються на ochobí топограф!чних або пбридних карт. Користувач! також мають змогу використовувати дизайнерськ! основи, так! як карта свггу National Geographic або карта океашв.
Пюля вибору базово! основи додаеться тематичне навантаження карти, яке буде розмщуватися у виг ляд! mapiß на базов ш основи. Основними типами даних, як! користувач може додавати е:
— Шейп-файл у apxißi;
— Текстовий файл з розширенням .csv або .txt; (cepeic п!дтримуе прямий ÍMnopT текстових даних з !х наступним геокодуванням на сервер!).
— Файл GPS;
— Мережев1 дан!, до яких в1дносяться дан! cepBiciB об'ект!в ArcGIS Server, cepeich KML, сервюи OGC (WMS) та íh.
П!сля вибору базово! основи та загрузки даних користувач може приступати до створення власно! тематично! карти. Цей процес полягае у вибор! екстенту карти,
тематичних mapie, оформления тематичних mapie та збереження карти. При дослщженш ArcGIS Online як штерактивного шструменту створення тематичних карт слщ видшити наступш фактори, що впливають на остаточний результат.
— можливосп роботи з тематичними шарами;
— картограф1чш способи вщображення шформацп (граф1чш та атрибутивш);
— компоновка опублшованих картограф1чних твор1в.
Тематична шформащя може бути додана з карт, яю вже розмпцеш у систем^ даних розмщених у 1нтернет, даних з персонального комп'ютера користувача. Для роботи з даними в систем! ¿снуе розширений пошук, що дозволяе шукати даш за визначеною територ1ею або тематичним напрямом на ochobI назв та ключових сл1в карт. Особливютю cepBicy е збереження готових карт з прописаними посиланнями на ресурси в 1нтернет1 та на сервера Тому при використанш даних з 1нтернету потр1бно прописати шлях до ресурсу. До загальних можливостей роботи з даними вщносяться шструменти управлшня даними та i'x вщображенням. Управлшня даними вщбуваеться ¿з каталогу власних pecypciB, де користувач мае змогу переглядати, сортувати, створювати та каталопзувати карти. У в1кш перегляду карт автор може редагувати карти, змшювати масштаб та проводит вим1ри за картою. Управлшня даними дозволяе змшювати порядок mapiB, керувати вщображенням атрибутивних даних, прозорютю mapiB, видимими масштабами вщображення даних.
Веб-карти, створеш за допомогою cepBicy мають дв1 ochobhI категорп семантично! передач! просторово! шформацп': граф1чш способи (класична картограф1я), атрибутика (шформацшш технологи). На вщмшу вщ юнуючих картограф1чних веб-серв1с1в, ArcGIS Online мае достатньо широкий спектр cnoco6iB картограф1чного зображення. Редагування даних вщбуваеться за допомогою панел1 «ДеталЬ>, що вщповщае за пщтримку метаданих про карту, cnoci6 картограф1чного вщображення даних та легенду.
Основними способами вщображення тематично! шформацп у cepBici е значки, картограма, яюсний та кшьюсний фон [1]. Значки можуть мати р1зне оформления за рахунок пщключення вбудованих б1блютек символ1в у cepBici: в тому числ1 змшювати кол1р, розм1р, вим1ршсть. Полтональш об'екти класиф1куються за рахунок змши кольору розфарбування. CepBic пропонуе вар1ант единого кольору для ycix об'екпв, ушкального кольору для об'екпв шару, побудови картограми. Для створення картограми необхщно обрати атрибутивш даш та cnoci6 класифшацп. CepBic пропонуе чотири стандартш схеми класифшацп даних: природш меж1, р1вний штервал, стандартне вщхилення, квантиль. Для зручносп користувача е можливють змши кшькост1 клас1в, на яю розбиваються об'екти та кольорово! схеми розфарбування.
Ще бшьше можливостей закладено для вщображення атрибутивних даних. 1снуе можливють вщбору для показу лише частини атрибутивних даних, i'x форматування, доступу до редагування, змши послщовносл вщображення у шформацшному BiKHi.
Важливим шструментом тематичного вщображення та анал1зу е мультимедшний блок, який пщтримуе чотири типи графтв: кругова д1аграма, стовпчикова д1аграма, пстограма, лшшна д1аграма. Блок дозволяе додавати до атрибутивиих даиих зображення та pi3Hi типи д1аграм, що демонструють розподщ та динамшу статистичних даних.
Для анашзу просторових даних у 4D формат!, коли до просторових даних додаеться часова складова сервю мае ушкальний шструмент часового тематичного ашмацшного картографування, коли за допомогою часово! шкали вщображаеться динамша змши явищ. В залежносп вщ типу даних, особливостей i'x вщображення та перюдичносп ¿снуе змога шдивщуального налаштування часово! шкали з вибором оптимальних часових штервал1в.
ArcGIS Online мае обмежеш можливосп для створення та редагування даних. Тим не менш користувач може додати власш даш у шарах анотацш до карт. Для вщображення необхщно! шформаци користувач мае у своему розпорядженш увесь Ha6ip граф1чних перемшних: точка, текст, прям1 та довшьш лшп, пол1гональш ф1гури, в тому числ1 стршки, основн1 геометричш ф1гури та довшьш пол1гональш ф1гури, яю мають можливють збереження коментар1в та посилань на ресурси 1нтернету.
Компоновка опублшованих картограф1чних твор1в е важливим елементом завершеного оформления карти. Основним елементом компоновки веб-карт виступае легенда, яка обов'язково пщтримуеться серв1сом. Це вир1зняе його пом1ж шших картограф1чних веб-додатюв, яю не потребують обов'язково! наявносп легенди. Готов1 веб-карти можуть бути опублшоваш у 1нтернет1, як контент сторшки або як веб-додаток за допомогою вбудованих шаблошв вщображення електронних карт. Серед цих шаблошв звертають на себе увагу шаблони з синхрошзованими вшнами, яю дозволяють проглядати pi3Hi тематичш даш на одну територ1ю.
Для проведения експериментальних po6iT було виршено опублшувати тематичну карту на територ1ю Украши, яка у po3pi3i perioHiB вщображае небезпеку виникнення природних пожеж. В якосп базово! основи було обрано карту, яка пщтримуе назви украшською мовою. На сьогодш в cepBici украшсью топограф1чш назви пщтримуються тшьки проектом OpenStreetMap. Екстент карти обрано у межах територп Украши. Тематичний змют карти вщображено картограмою та стовпчиковою картод1аграмою. В основ1 класифшацп територп Украши за пожежною небезпекою люових дшянок лежить штегральний показник -середньор1чна площа одше! люово! пожеж1 на територп область Цей показник був запропонований в якосп мирила небезпеки у Атлас1 природних та техногенних небезпек в Росшськш Федерацп [4]. Цей штегральний показник доповнюеться щор1чною динамшою пло1Щ одше! л1сово1 пожеж1 на територп обласп з 1990 по 2010 pp. (Рис.1.).
Рис. 1. Робоче bIkho сервюу ArcGIS Online з тематичною картою на територда Украши.
Для публшацп карти було створено шейп-файл областей Украши, який мютить табличну шформащю про значения показниюв. У вигляд1 21Р-файлу вш був загружений у серв1с та збережений як проект карти «Небезпека люових пожеж». Пюля загрузки даних наступним етапом стала подготовка тематично! карти. Для створення картограми було обрано спос1б пошарового розфарбування у вщтшках зеленого та 5 градацш класифшацшно! шкали. На основ1 методу класифшацп природних меж отримано 5 клас1в областей за небезпекою люових пожеж. Налаштування атрибупв дозволили показувати за запитом користувача назву обласп, КОАТУУ, назву адмшютративного центру, динамшу показниюв люово! небезпеки та штегрований показник. Окр1м того було зроблено стовпчиковий граф1к, який дозволяе проглянути динамшу показниюв по обласп прямо у шформацшному в1кш. На останньому еташ обробки даних шар картограми був зроблений нашвпрозорим, щоб була можливють переглядати топограф1чну основу. В залежносн в1д масштабу перегляду даних користувач може побачити загальш риси розподшу люових ресурс1в у областях з високою небезпекою люових пожеж.
Шар стовпчикових д1аграм було завантажено як псевдошар даних у фомап шейп-файл, який мютить лише даш про р1к, до якого належить кожний стовпчик. Ус1 стовпчики пофарбоваш у один кол1р з додаванням нашвпрозоросп. Отриманий проект комплексно! карти було збережено на сервю1 та додано супроводжукт тексти. Сервю пропонуе два основш види публшаци карти в 1нтернеп: у вигляд1 вбудовано! у 1нтернет-сторшку карти або самостшного веб-додатку з можливостями налаштування шаблону. Нами було апробовано обидва способи, але у якосп
остаточного Bapiarny було створено веб-додаток, який мютить електронний вар1ант карти та легенду (Рис.2).
Рис.2. Веб-додаток на ochobI cepBicy ArcGIS Online, опублшований у 1нтернет. Режим доступу:
http://www.arcgis.com/apps/Legend/main/index.html?appid=ac939ef8935048df8252fb2e5dc72641
CepBic ArcGIS Online продовжуе знаходитися у стадп розробки, але вже можна вщм1тити ряд момешгв, яю ускладнюють роботу з сервюом. Це пов'язано з конфщенцшшстю збереження шформацп, яка не може бути повшстю забезпечена у cepBici. В проект! реал1зована недостатня кшьюсть способ1в картограф1чного вщображення та способ1в редагування даних, що очевидно пов'язано з необхщшстю збереження авторських прав на програмне забезпечення ArcGIS. KpiM того cepBic пщтримуе обмежену кшьюсть базових карт, що ускладнюе роботу з укра!номовним контентом.
висновки
Проект ArcGIS Online значно вир1зняеться з-пом1ж ¿нших картограф1чних веб-cepBiciB та вщкривае новий етап розвитку геошформацшних технолог1й на баз1 хмарних обчислень. В ochobI проекту лежить не тшьки передова ¿нформац1йна модель обм1ну даними, але й принципово нов1 п1дходи до орган1зацИ роботи у веб-середовищ1 з просторовою шформащею. Основними в1дм1нностями е наступн1:
1. Yci виробнич1 цикли вщбуваються у 1нтернет1 на сторош серверу, що дозволяе працювати з геопросторовою шформащею не використовуючи жодно! стацюнарно! геошформацшно! системи.
2. Вперше за останне десятилггтя сервю вщшшов вщ концепцп роботи з геопросторовими даними до роботи з картою, як одиницею збереження просторово! шформацп. Це зрозумшо з обов'язково! шдтримки легенди та збер1гання проекту саме у вигляд1 карти. При цьому в щеологп cepBicy збережеш yci напрацювання 3i створення геобаз даних.
CepBic надае можливосп для розмщення будь-яко! геопросторово! шформацп у 1нтернет1 без використання дорогого програмного забезпечення та додаткових програмних код1в, що вщкривае вшьний доступ до обмшу шформащею.
ArcGIS Online можна вважати прототипом глобально! шфраструктури геопросторових даних у вигляд1 едино! платформи для обмшу шформащею.
Ще одшею рисою cepBicy е широка шдтримка р1зних вид1в тематичного картографування та оформления карт з метою в1зуал1зацп та просторового анал1зу.
Досвщ публшацп тематично! карти на територда Украши свщчить, що сервю може служити основою для публшацп тематичних карт р1зно! складносп у 1нтернет1 на р1зних територ1альних р1внях у вигляд1 як окремих карт, так i cepifi або комплексних чи тематичних атлас1в.
На жаль, для Украши перспективи використання cepBicy бшьш обмежен1, що пов'язано з вщсутшстю достатньо! к1лькост1 базових основ, що шдтримують укра!нську мову, ¿нфраструктури ¿нформац1йних даних, як1 можуть додаватися до нових карт. Але юнуе необх1дн1сть у поглибленн1 картограф1чних po6iT на 6a3i ArcGIS Online для територп Укра!ни, започаткуванн1 низки публ1чних та наукових проект1в, в тому числ1 з атласного картографування, шдтримки спец1ал1зованих веб-додатк1в, формування едино! платформи користувач1в ESRI в Украш, на як1й вони могли обмшюватися cboim доев ¿дом та результативними доробками.
Список л!тератури
1. Берлянт A.M. Картография / А.М Берлянт. - М.: Аспект Пресс, 2002. - 336 с.
2. Геошфорамащйне картографування в Украш. Концептуальн1 основи i напрями розвитку / Л.Г. Руденко, T.I. Козаченко, Д.О. Ляшенко, A.I. Бочковська, А.П. Дишлик, B.C. Чабанюк, В.В. Путренко / За ред. акад. Л.Г. Руденка. - К., Науково-виробниче п1дприемство «Видавництво «Наукова думка» НАН Укра1ни», 2011. - 103 с.
3. ГохманВ.В. ArcGIS в облаке / В.В. Гохман // ArcReview- № 3 (54). - 2010. [Слекторонийресурс] -Режим доступу: http://www.dataplus.ru/Arcrev/Number_54/1_Obl.html
4. Комедчиков Н.Н. Атлас природн^гх и техногенных опасностей и рисков чрезвычайных ситуаций в Российской Федерации / Комедчиков Н.Н. // Картография, геоинформатика, дистанционные методы исследований: Тр. XII съезда РГО. Т.6. - СПб. - 2005. - С.122-127.
5. Серебрянная О.Л. Общий ресурс доступа к картам: просто и удобно / О.Л Серебрянная, А.Е. Новичихин // ArcReview, № 4 (59). - 2011. [Слектороний ресурс] - Режим доступу: http://www.dataplus.ru/Arcrev/Number_59/9_Dostup.html
6. ArcGIS Resource Center / ESRI. [Слектороний ресурс] - http://help.arcgis.com/en/arcgisonline/help/
7. Mann Keith Use ArcGIS Online to Manage Your Own Custom Map Gallery / Keith Mann // ArcUser. -Fall 2011. - Vol. 14, №. 4. - p. 44 -49.
8. Rosenberg Jothy The Cloud at Your Service / Jothy Rosenberg, Arthur Mateos. - Manning Publications. - 2010. - 200 p.
Путренко В.В. Использование облачных сервисов для тематического картографирования / В.В. Путренко // Ученые записки Таврического национального университета имени В.И. Вернадского. Серия: География. - 2012. - Т. 25 (64). - № 1 - С. 191-199.
Рассмотрено использование новой формы организации картографической информации на основе облачных сервисов. Определены основные особенности картографических облачных сервисов и возможности их использования для создания тематических карт и их публикации. На примере облачного сервиса ArcGIS Online установлено методологические основы создания карт и методические указания по использованию способов передачи картографической информации. В качестве экспериментальной работы выполнено разработку и публикацию карты опасности лесных пожаров в Украине на основе инструментария облачного сервиса.
Ключевые слова: облачный сервис, тематическая картография, опасность, лесные пожары
Putrenko V.V. Using the cloud services for thematic mapping / V.V. Putrenko // Scientific Notes of Taurida National V. I. Vernadsky University. - Series: Geography. - 2012. - Vol. 25 (64). - № 1 - P. 191-199 We consider the use of new forms of organization on the basis of cartographic cloud services. The main features of mapping cloud services and using them to create thematic maps and publications were specified. The methodological principles of creation maps and guidelines on the use of methods of transmitting of cartographic information were created on the example of cloud service ArcGIS Online. As the experimental work the development and publish of map of forest fires in Ukraine based on the cloud service tools was performed.
Keywords: cloud service, thematic mapping, risk, forest fires
Поступила ередакцию 13.04.2012 г.
