Картографические сервера, особенности установки и их работы. Картографирование в интернете
Интернет-картографирование Задачи: - доступность в сети к общегеографическим картам. - отображения пространственной информации быстрым и простым путем, обеспечивающим ее успешное использование пользователями, которые не являются специалистами в области ГИС или картографии.
OGC Open Geospatial Consortium Резкий рост интереса к картографическим возможностям Интернета вызвал необходимость обеспечения надежного взаимодействия различных систем. Этой проблемой и занялся консорциум OGC. В работе OGC участвуют организации и эксперты, специализирующиеся в области ГИС, картографии и Интернет-приложений.
OGC WMS Разработчики программ и системные интеграторы могут воспользоваться стандартизированными WMS(Web Map Service) -интерфейсами для своих проектов. Технических требований OGC WMS имеется по адресу
Услуги Интернет-картографии Услуги Интернет-картографии сводятся, как минимум, к следующему: Клиент отправляет свой запрос в один или более реестров каталогов, на которых может иметься нужная информация. Реестр каталогов должен выдать список URL и информацию о методе получения доступа к информации на каждом из них. Клиент выбирает один или несколько серверов и может обращаться к ним одновременно. По указаниям клиента картографический сервер должен предоставить доступ к запрашиваемой информации. Картографические серверы должны предоставлять данные, готовые для визуализации с помощью клиентского программного обеспечения.
Интерфейсы WMS Технические требования WMS определяют три интерфейса, которые призваны поддерживать картографирование в Интернете: -GetMap -GetCapabilities -GetFeatureInfo Они были продемонстрированы по завершении первой фазы проекта WMT (май - сентябрь 1999) и были опубликованы в апреле 2000 года.
Интерфейсы WMS GetMap определяет параметры запроса на поиск карты. GetCapabilities сообщает клиенту информацию о том, что способен делать конкретный картографический сервер. GetFeatureInfo определяет, каким образом можно запрашивать более подробную информации о карте
Области применения Развитие телекоммуникационных сетей и сотовой связи Службы спасения и чрезвычайного реагирования Ликвидация последствий природных и техногенных катастроф Интеллектуальные системы для транспортных средств (IVHS) Персональные системы позиционирования и навигации с использованием мобильных устройств. Военные приложения: наблюдение, планирование, обучение, управления, логистика и т.п. Исследование природных ресурсов и их эксплуатация Навигация Досуг: пеший, автомобильный и водный туризм Наука: исследование климата, агрономия, биология, экология, геология и т.д. Специальные услуги для людей пожилого возраста и инвалидов Планирование транспортных перевозок Управление водными ресурсами.
Организационные аспекты Возможный сценарий получения доступа к каталогу для поиска данных услуги и картографических услуг, а также для выполнения запроса на карты к различным серверам. Каталог Запрос Описание данных и услуг Запрос на карту и ответ Поставщи к А Поставщик С данные Поставщи к В
Картографические серверы Интернет- картографирование может быть обеспечено при наличии глобальной группы картографических серверов, надежно связанных друг с другом с помощью общих протоколов локальных или внешних сетей, либо в Интернет. Рисунок представляет примерный вид такой сети серверов.
Картографические серверы Картографический сервер по Техническим требованиям WMS должны поддерживать три основные функции: Выдавать карту в виде картинки, серии графических элементов или упакованного набора объектов. Отвечать на основные запросы относительно содержания карты Сообщать другим программам, какие карты могут им выдаваться и по каким из них можно делать более детальные запросы.
Multimap Multimap специализируется на разработке сервисов географической направленности. Сервисы Multimap позволят получать информацию локального характера, бронировать номера в гостиницах и ресторанах, просматривать аэроснимки, а также получать навигационные инструкции.
Google Maps Набор приложений, построенных на основе бесплатного картографического сервиса и технологии, предоставляемых компанией Google. Сервис представляет собой карту и спутниковые снимки всего мира (а также Луны и Марса). С сервисом интегрирован бизнес-справочник и карта автомобильных дорог, с поиском маршрутов, охватывающая США, Канаду, Японию, Россию, Гонконг, Великобританию, Китай, Ирландию (только центры городов) и некоторые районы Европы.
Google Earth В отличие от других аналогичных сервисов, показывающих спутниковые снимки в обычном браузере, в данном сервисе используется специальная, загружаемая на компьютер пользователя клиентская программа Google Earth. Эта программа изначально была выпущена компанией Keyhole, а затем куплена компанией Google, которая и сделала программу общедоступной. Существуют также платные версии Google Earth Plus и Google Earth Pro.
Возможности Google Earth Google Earth автоматически подкачивает из интернета необходимые пользователю изображения и другие данные. Также имеется огромное количество дополнительных данных, которые можно подключить по желанию пользователя. Например, названия населённых пунктов, водоёмов, аэропортов, дороги, ж/д, и др. информация. В программе есть слой «3D Здания», с трёхмерными моделями, добавляемыми разработчиками или самими пользователями. Имеется функция измерения расстояний. В версии 4.2 появилась технология Google Sky, позволяющая рассматривать звёздное небо. В версии 5.0 была введена возможность просматривать трёхмерную карту дна морей и океанов. В программу встроен авиасимулятор
NAVSTAR GPS Позволяет в любом месте Земли (включая приполярные области), а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов. Основной принцип использования системы определение местоположения путём измерения расстояний до объекта от точек с известными координатами спутников. Расстояние вычисляется по времени задержки распространения сигнала от посылки его спутником до приёма антенной GPS-приёмника. То есть, для определения трёхмерных координат GPS-приёмнику нужно знать расстояние до трёх спутников и время GPS системы.
Принцип работы GPS: Принцип работы Устройство работает в составе автоматизированной системы контроля за перемещением автомобиля на основе использования спутниковой навигации. Приёмник GPS выдаёт время, широту и долготу своего местоположения. Устройство фиксирует следующие события и время их свершения: - отключение питания; - состояние датчиков; - периоды отсутствия сигнала (преднамеренного или из-за нахождения в ангарах, тоннелях и т.п. сооружениях). Записанные данные передаются встроенным модулем GSM.
Глонасс Советская и Российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР Основой системы являются 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трёх орбитальных плоскостях с наклоном орбитальных плоскостей 64,8° и высотой км Принцип измерения аналогичен американской системе навигации NAVSTAR GPS.
Спасибо за внимание. :) Федосов В.И. Хамидуллин Р.Х.
Картографирование в Интернете или, точнее, с помощью Интернета имеет три аспекта:
♦ получение информации для составления карт;
♦ сам процесс интерактивного картографирования;
♦ презентация картографических произведений.
Следует иметь в виду и еще один важный момент. Коммуникация в компьютерных сетях обеспечивает налаживание тесных контактов между картографическими учреждениями, фирмами, отдельными лицами для обмена опытом. Появляется возможность быстро получать сведения о новейшей электронной продукции, программных средствах для картографирования и т.д. Составитель может «перекачать» эту информацию в свой компьютер и использовать в качестве источника. Картографы-пользователи Интернета имеют возможность оперативно участвовать в обсуждении актуальных профессиональных проблем, регулярно отыскивать необходимые картографические сведения на справочных серверах и в базах метаданных.
Возможности интерактивного составления карт в Интернете весьма разнообразны. Один из самых доступных вариантов - построение картограмм и картодиаграмм по статистическим данным (с этого начиналась вся автоматизированная картография). Это своеобразная «интерактивная композиция карт», которая не предполагает какой-либо сложной обработки исходной информации. Достаточно иметь базы цифровых статистических данных и картографическую основу с сеткой административных районов.
Более сложные тематические карты требуют обращения в Веб для целенаправленного поиска источников, подбора слоев, их последующего совмещения и комбинирования, управления разными базами данных, выполнения процедур генерализации и
Интернет-ГИС 285
Классификации, выбора способов изображения и т.п., включая оформление страницы в Интернете.
Новые технологии позволяют разнообразить способы изображения, менять стили оформления карт, использовать эффекты машинной графики и компьютерного дизайна, применять анимации и средства мультимедиа. Настольные электронные издательские картографические системы высокого разрешения оперативно размножают составленные карты в требуемом количестве экземпляров.
Все эти процедуры и технологии обозначаются терминами Интернет-картографирование и Веб-картографирование. Правомерно говорить и об интерактивном Интернет-использовании карт, включая картометрирование, морфометрический и математико-статистический анализ, изучение структуры, взаимосвязей, способов районирования по комплексу показателей и - что особенно эффективно в Интернете - исследование динамики по наборам разновременных карт и снимков.
Один из способов Веб-картографирования - это Создание виртуальных картографических произведений (см. разд. 14.7) на основе содержащихся в компьютерной сети карт и отдельных картографических слоев, снимков, анимаций, других изображений, статистических данных и т.п. Виртуальные карты и атласы можно анализировать в сети так же, как обычные, моделировать ситуации, проигрывать какие-либо задачи и принимать решения. Они имеют разный пространственный охват - от обзорного глобального до регионального и локального.
Поиск в Интернете картографических источников осуществляют разными путями:
♦ «графический» или, точнее, «картографический» путь, когда на экран выводится карта мира и пользователь последовательно указывает интересующий его континент, затем страну, регион, город и т.п.;
♦ «тематический» вариант, при котором информационные ресурсы сгруппированы по видам и темам, так что можно, например, вызвать снимки, анимации либо исторические, туристские, дорожные карты;
♦ «текстовой» путь, когда пользователь осуществляет быструю навигацию по интересующей его области с помощью текстового меню;
♦ «поисковый» путь, т.е. поиск нужного изображения с помощью ключевых слов;
♦ «газетир», который предоставляет пользователю полные списки документов по каждому континенту или региону.
Предоставляя новые возможности для картографирования, компьютерные сети сами нуждаются в картографическом отображении.
Картографирование сетей телекоммуникации - особое направление тематической картографии, которое охватывает разные аспекты размещения, оценки состояния и перспектив развития сетей.
Карты телекоммуникационных сетей показывают положение каналов и центров связи, сетевую инфраструктуру в целом, объемы информации, проходящей в единицу времени, степень и динамику загрузки по месяцам, неделям, дням и т.п. Особое направление - картографирование взаимодействия сетей со средой, в которой они функционируют, показ региональных различий в плотности сетей, обеспечении коллективных и индивидуальных пользователей услугами телекоммуникации. Наконец, карты способствуют прогнозированию и планированию территориального развития сетей, оптимизации их функционирования.
Интернет-ГИС
Широкая экспансия Интернета значительно изменила ГИС-технологии. Здесь обнаружилась любопытная диалектика. Вначале развитие ГИС закономерно привело к сетевым технологиям. Они, как было показано выше (см. разд. 14.1), позволили интегрировать многие источники информации, обновлять их в оперативном режиме, а главное - пользоваться распределенными базами данных. Но затем оказалось, что одиночные ГИС, создаваемые отдельными лицами (или коллективами исследователей), становятся малоэффективными, если они не интегрированы в компьютерные сети.
Во всяком случае по мере развития Интернет все более отчетливо приобретает черты глобальной ГИС. В самом деле, всемирная компьютерная сеть, подобно огромной ГИС, обеспечивает сбор и хранение данных, доступ к ним клиентов, передачу и обмен информацией, ее программную обработку и анализ, а в
286 Глава XV. Картография и телекоммуникации
Перспективы взаимодействия 287
Итоге - представление результатов (часто новых карт) широкому кругу пользователей.
Сочетание ГИС и Интернет-технологий позволяет исследователю отыскивать нужные ему карты и далее работать с ними в интерактивном режиме, как с обычными настольными ГИС. Такой процесс реализуют двумя способами: либо «обучают» Веб-сервер, на котором располагаются интерактивные карты, основным функциям ГИС, либо создают специализированное программное обеспечение, поддерживающее функции настольной ГИС. В этом случае Веб-сервер обеспечивает только коммуникацию.
Сходство геоинформационных и сетевых технологий привело к их соединению, созданию Интернет-ГИС и формированию интегральной сетевой геоинформационной среды.
Интернет-ГИС - это геотелеинформационная система, использующая телекоммуникационные сети как средство передачи информации, доступа к удаленным базам данных и программным модулям для анализа, принятия решений и презентации результатов, включая карты.
Интернет-ГИС воспринимает и воспроизводит в расширенном виде все функции обычных ГИС, а к тому же обеспечивает доступ и обмен прикладными программами. Таким образом, исследователи получают возможность пользоваться программным обеспечением, которое необязательно инсталлировано в их персональных компьютерах. При этом Интернет-ГИС обеспечивает распределенность пространственных данных и средств анализа, которые могут быть размещены в разных точках сети, оперативное обновление информации и программного обеспечения.
Интернет-ГИС реализует две технологии картографирования.
В одном варианте карты полностью создаются на удаленном сер
вере по запросу пользователя и затем передаются ему, в другом -
к пользователю поступают лишь файлы исходных данных, и он
самостоятельно выполняет их обработку и составление карт в ин
терактивном режиме. Обе технологии предполагают достаточно вы
сокую картографическую культуру пользователей в сочетании с
хорошим знанием возможностей электронных сетей. !
Виды и варианты пользовательских Интернет-ГИС весьма разнообразны по назначению и функциям. Одни из них позволяют только находить, визуализировать и обрабатывать необходимую информацию, другие, кроме того, осуществляют оперативное слежение за ресурсами пространственными данными, а третьи",
наиболее развитые системы, обеспечивают еще и обмен данными с другими серверами.
Функционирование картографических Интернет-ГИС потребовало определенной перестройки системы хранения цифровой информации, большей ее концентрации, централизации фондов и совершенствования системы доступа для максимального количества пользователей. Ряд стран создают государственные библиотеки цифровых данных, располагающие миллионами единиц хранения аэро- и космических снимков. Такие библиотеки содержат доступные всем клиентам компьютерной сети описания (метаданные) различных фондов и коллекций цифровой геоинформации. Доступ к базам данных ограничен, он открыт только для зарегистрированных государственных ведомств и лиц, владеющих соответствующими паролями.
Многие страны предпринимают усилия для создания единых региональных инфраструктур пространственных данных. Так поступили западноевропейские государства, страны Азии и Тихого океана. Идеи формирования подобной инфраструктуры прорабатывают и картографо-геодезические службы стран СНГ, ощущающие необходимость сотрудничества в этой сфере.
15-6. Перспективы взаимодействия
Геоинформация составляет обширную часть информации, жизненно необходимой современному обществу. Экономика, культура, наука и образование, средства массовой информации, экологическая обстановка, внутренняя, внешняя политика и оборона, а в конечном счете - роль страны в мировом сообществе во многом зависят от качества и доступности геоинформации. Поэтому разработка средств и методов передачи геоинформации является одним из приоритетных научных направлений.
Соединение картографии, ГИС-технологий и телекоммуникационных сетей закономерно ведет к формированию особого научного направления - геотелекоммуникации как дисциплины, изучающей обращение геоинформации в компьютерных сетях. При этом взаимодействие происходит по двум главным направлениям:
♦ использование телекоммуникационных сетей (Интернета и др.) как средства распространения картографической информации;
288 Глава XV. Картография и телекоммуникации
♦ развитие телекоммуникационного картографирования как особого направления картографии, опирающегося на ГИС-и Интернет-технологии.
Развитие первого направления предполагает решение технических и организационных проблем, и прежде всего повышение пропускной способности и расширение каналов связи, совершенствование средств навигации в сетях и упрощение интерфейса. Для второго направления необходима разработка теории картографического моделирования в компьютерных сетях, средств и языка представления геоинформации, новых методов пространственно-временного анализа, способов визуализации. Таким образом, в первом случае внимание акцентируется на технических и технологических аспектах, а во втором - на проблемах методологического характера.
Геоизображения
Понятие и определение
Никогда прежде ученые и практики, работающие в области наук о Земле и обществе, не имели дела с таким обилием карт самого разного назначения и тематики, а кроме того, аэро- и космических снимков, трехмерных моделей, электронных карт, анимаций и иных экранных изображений. Прогресс геоинформационного картографирования, дистанционного зондирования и средств телекоммуникации привел к тому, что карты традиционного типа перестали быть единственным и безраздельным средством познания окружающего мира. Съемки в любых масштабах и диапазонах, с различным пространственным охватом ведутся на земле и под землей, на поверхности океанов и под водой, с воздуха и из космоса.
Все множество карт, снимков и других подобных моделей можно обозначить общим термином - «геоизображения». Определение его таково: геоизображение - любая пространственно-временная, масштабная, генерализованная модель земных (планетных) объектов или процессов, представленная в графической образной форме. В этой формулировке отмечены главные свойства, присущие всем геоизображениям (масштаб, ге-нерализованность, наличие графических образов), и указана их специфика - это изображения Земли и планет*.
Геоизображения отображают недра Земли и ее поверхность, океаны и атмосферу, педосферу, социально-экономическую сферу и области их взаимодействия.
* Слово «гео» применительно к другим планетам вполне правомерно, поскольку планетологи давно согласились отказаться от терминов «селенология» и «селенография», «ареология» и «ареография» и т.п. и перешли к более удобным и понятным названиям: геология и география Луны, геология и география Марса, Венеры и др.
290 Глава XVI. Геоизображения
Классификация геоизображений 291
16.2. Виды геоизображений
Геоизображения подразделяют на три класса:
♦ плоские, или двухмерные - карты, планы, анаморфозы, фотоснимки, фотопланы, телевизионные, сканерные, радиолокационные и другие дистанционные изображения;
♦ объемные, или трехмерные - анаглифы, рельефные и физиографические карты, стереоскопические, блоковые, голог-рафические модели;
♦ динамические трех- и четырехмерные - анимации, картографические и стереокартографические фильмы, киноатласы, виртуальные изображения и т.п.
Основные виды карт, аэро- и космические снимки, другие пространственные модели были рассмотрены выше (см. гл. I и X). Многие из них давно вошли в практику, другие появились сравнительно недавно, а некоторые находятся еще в стадии экспериментальной разработки, как, например, голографические геоизображения. Новые компьютерные технологии постоянно порождают новые и новые геоизображения, наилучшим образом удовлетворяющие требованиям усложняющихся научных исследований и практических приложений.
В пределах каждого вида есть десятки разновидностей: карты всевозможной тематики, снимки в разных диапазонах спектра, блок-диаграммы в любых проекциях и ракурсах. Но кроме того, существует еще множество комбинированных геоизображений, сочетающих в себе свойства разных моделей. Таковы, например, комбинации карт и снимков: фотокарты, ортофотокарты, космокар-ты. Обычно это полиграфические оттиски с аэро- или космических фотопланов, в которые впечатаны координатные сетки и рамка, картографические обозначения и надписи (см. разд. 1.7 и 11.5). Широко известны топографические и тематические фотокарты: космо-тектонйческие, космофотогеоботанические и т.д. Они удобны для проёктно-изыскательских работ, геологической разведки, сельскохозяйственного освоения земель и т.д. Применяют и упрощенные монтажи космических снимков с нанесенной на них координатной сеткой, так называемые «иконокарты», оперативно составляемые в крупных масштабах на малоизученные территории.
К комбинированным изображениям принадлежат и фототелевизионные снимки, в которых преимущества четких и малоиска-
женных фотографий сочетаются с оперативностью телевизионного способа их передачи на Землю. Есть много примеров сочетания и синтезирования телевизионных и сканерных, сканерных и радиолокационных изображений. К комбинированным трехмерным геоизображениям можно отнести дисплейные стереомодели и анаглифы. Взгляд на них через специальные очки создает полную иллюзию объемного изображения. Разработаны методы построения цифровых голограмм, в том числе и метахронных. Виртуальное изображение (см. разд. 14.7), совмещающее трехмерную модель рельефа, фотоизображение ландшафта и компьютерную анимацию, - один из наиболее ярких примеров многомерного комбинированного геоизображения.
Такие сложные комбинированные модели, сочетающие в себе разные свойства, можно назвать гипергеоизображениями (или для краткости - гиперизображениями).
В разных комбинациях они синтезируют геометрические, яр-костные, динамические, стереоскопические свойства. Кроме виртуальных моделей, к ним можно отнести и статичные «пейзажные карты» - особые трехмерные изображения, в которых реалистическая наглядность художественных пейзажей соединяется с точностью блок-диаграмм, и цветокодированные космофотокарты, охватывающие всю планету или крупные ее регионы, и многие другие. Гиперизображения - это почти всегда программно-управляемые модели, конструируя которые можно задавать те или иные свойства и изменять их по мере необходимости.
Картографирование в Интернете или, точнее, с помощью Интернета имеет три аспекта:
♦ получение информации для составления карт;
♦ сам процесс интерактивного картографирования;
♦ презентация картографических произведений.
Следует иметь в виду и еще один важный момент. Коммуникация в компьютерных сетях обеспечивает налаживание тесных контактов между картографическими учреждениями, фирмами, отдельными лицами для обмена опытом. Появляется возможность быстро получать сведения о новейшей электронной продукции, программных средствах для картографирования и т.д. Составитель может «перекачать» эту информацию в свой компьютер и использовать в качестве источника. Картографы-пользователи Интернета имеют возможность оперативно участвовать в обсуждении актуальных профессиональных проблем, регулярно отыскивать необходимые картографические сведения на справочных серверах и в базах метаданных.
Возможности интерактивного составления карт в Интернете весьма разнообразны. Один из самых доступных вариантов - построение картограмм и картодиаграмм по статистическим данным (с этого начиналась вся автоматизированная картография). Это своеобразная «интерактивная композиция карт», которая не предполагает какой-либо сложной обработки исходной информации. Достаточно иметь базы цифровых статистических данных и картографическую основу с сеткой административных районов.
Более сложные тематические карты требуют обращения в Веб для целенаправленного поиска источников, подбора слоев, их последующего совмещения и комбинирования, управления разными базами данных, выполнения процедур генерализации и
Глава XV. Картография и телекоммуникации
Интернет-ГИС 285
Классификации, выбора способов изображения и т.п., включая оформление страницы в Интернете.
Новые технологии позволяют разнообразить способы изображения, менять стили оформления карт, использовать эффекты машинной графики и компьютерного дизайна, применять анимации и средства мультимедиа. Настольные электронные издательские картографические системы высокого разрешения оперативно размножают составленные карты в требуемом количестве экземпляров.
Все эти процедуры и технологии обозначаются терминами Интернет-картографирование и Веб-картографирование. Правомерно говорить и об интерактивном Интернет-использовании карт, включая картометрирование, морфометрический и математико-статистический анализ, изучение структуры, взаимосвязей, способов районирования по комплексу показателей и - что особенно эффективно в Интернете - исследование динамики по наборам разновременных карт и снимков.
Один из способов Веб-картографирования - это Создание виртуальных картографических произведений (см. разд. 14.7) на основе содержащихся в компьютерной сети карт и отдельных картографических слоев, снимков, анимаций, других изображений, статистических данных и т.п. Виртуальные карты и атласы можно анализировать в сети так же, как обычные, моделировать ситуации, проигрывать какие-либо задачи и принимать решения. Они имеют разный пространственный охват - от обзорного глобального до регионального и локального.
Поиск в Интернете картографических источников осуществляют разными путями:
♦ «графический» или, точнее, «картографический» путь, когда на экран выводится карта мира и пользователь последовательно указывает интересующий его континент, затем страну, регион, город и т.п.;
♦ «тематический» вариант, при котором информационные ресурсы сгруппированы по видам и темам, так что можно, например, вызвать снимки, анимации либо исторические, туристские, дорожные карты;
♦ «текстовой» путь, когда пользователь осуществляет быструю навигацию по интересующей его области с помощью текстового меню;
♦ «поисковый» путь, т.е. поиск нужного изображения с помощью ключевых слов;
♦ «газетир», который предоставляет пользователю полные списки документов по каждому континенту или региону.
Предоставляя новые возможности для картографирования, компьютерные сети сами нуждаются в картографическом отображении.
Картографирование сетей телекоммуникации - особое направление тематической картографии, которое охватывает разные аспекты размещения, оценки состояния и перспектив развития сетей.
Карты телекоммуникационных сетей показывают положение каналов и центров связи, сетевую инфраструктуру в целом, объемы информации, проходящей в единицу времени, степень и динамику загрузки по месяцам, неделям, дням и т.п. Особое направление - картографирование взаимодействия сетей со средой, в которой они функционируют, показ региональных различий в плотности сетей, обеспечении коллективных и индивидуальных пользователей услугами телекоммуникации. Наконец, карты способствуют прогнозированию и планированию территориального развития сетей, оптимизации их функционирования.
В статье приводится краткий обзор стандартов в области web-картографии разрабатываемых Open GIS consortium.
Удобство и простота представления данных в среде Интернет в настоящее время не вызывает сомнений. По данным IWS c каждым годом число пользователей всемирной сети возрастает минимум на 200%, при этом в России рост пользования Интернет составил 664.5 % за 2000-2005 гг., а в СНГ в целом – 2500%. Тем не менее, до относительно недавнего времени, информация, передаваемая по сети, была представлена только текстовыми или графическими форматами небольших размеров. Ограничения на тип передаваемой информации в основном формировались за счет максимально возможной скорости передачи информации (невозможность передачи медиа-файлов, растровых данных больших размеров, и т.д.) и мощности компьютеров. Однако, опубликованный в 1998 году закон Якова Нильсена гласит, что рост полосы пропускания сети лучше всего может быть аппроксимирован экспоненциальной кривой и составляет порядка 50% в год. По своей сути, этот закон очень схож с формулированным ранее (1965 год) эмпирическим законом Мура , показывающим, что сложность устройства микросхем удваивается каждые 24 месяца .
Наиболее важным следствием увеличения полосы пропускания и мощности персональных компьютеров для геоинформационного сообщества являются широчайшие перспективы представления пространственной информации в мировой сети. В связи с этим, всю большую популярность приобретают различного рода картографические интернет-сервисы (как, например, /).
В настоящее время общие принципы и стандарты в области разработки программного обеспечения, предоставляющего такого рода сервисы, разрабатываются и декларируются международной некоммерческой организацией Open GIS Consortium (OGC). OGC была основана 25 сентября 1994 года и на момент создания включала только 8 членов. С 1992 по 2004 год их число возросло с 8 до 250, и на сегодняшний день в OGS представлены наиболее крупные коммерческие, академические и государственные организации занимающиеся разработкой или исследованиями в области развития и разработки геоинформационного или IT ПО (в том числе такие крупнейшие корпорации как Boeing, Oracle, ESRI, MapInfo, Intergraph, Google (членство с весны 2006 года) и многие другие).
Во многом деятельность OGC в области геоинформационных систем можно сравнить с деятельностью W3C по стандартизации процессов и технологий во всемирной сети. Так, одной из первых разработок OGC были стандарты созданию GML – Geography Markup Language – языка группы XML, предназначенного для описания географически привязанных объектов. GML может быть использован и как язык моделирования, и как язык передачи пространственной информации в сети.
Спецификации OGC предлагают следующие типы картографических web-сервисов:
- Web Map Service
- определяет параметры запроса и предоставления картографической (пространственной) информации в среде Интернет в виде графического изображения или набора объектов;
- описывает условия получения и предоставления информации о содержимом карты (например, свойства объекта в определенном месте на карте);
- характеризует условия получения и предоставления информации о возможностях сервера по представлению различных типов картографической информации.
- Web Feature Service
- определяет условия получения и обновления пространственно привязанной информации клиентской частью приложения с использованием Geography Markup Language (GML);
- описывает стандартный интерфейс доступа к и манипуляции с географическими объектами с помощью HTTP-протокола.
- Web Coverage Service
- расширяет возможности WMS для предоставления растровой географической информации в сети Интернет;
- в отличие от WMS, coverage service разрабатывается для представления свойств и значений в каждой конкретной точке географического пространства, а не на создание готовых картинок, а также позволяет проводить интерпретацию данных не на сервере, а на клиентской части приложения.
Именно на основе этих спецификаций создается большая часть специального программного обеспечения для разработки картографических web-сервисов в сети Интернет. Количество приложений позволяющих создавать такого рода сервисы растет с каждым годом, и кроме того, наряду с платным ПО, растет количество разработок с открытым кодом, дающих возможность не менее легко и качественно создавать полнофункциональные картографические web-сервисы на бесплатной основе. Чтобы дать общее представление о возможностях WMS мы приводим таблицу, подготовленную OGC, в которой опубликована сводная информация о различных приложениях поддерживающих стандарты OGS для веб-картографии, их функциональности, поддержки браузерами, интеграции с различными форматами данных и ориентировочным ценам (эта информация не является официальной и для получения точных цен необходимо обратиться к разработчику ПО или его дистрибьюторам).
Сервера пространственных данных
Технология сервера пространственных данных была впервые представлена ESRI в 1995 году, когда появилась первая версия программного продукта SDE. В то время ни одна из систем управления базами данных не предоставляла возможности управления пространственной информацией, и простое хранение векторных данных в реляционной системе управления базами данных представлялось громадным шагом вперед.
Сервер пространственных данных позволяет объединять пространственные и иные данные, различные документы и изображения. Он предназначен для создания централизованной информационной среды, обеспечивающей управление, индексирование, редактирование и графическое отображение больших объемов структурированных и неструктурированных данных .
Среди открытых серверов пространственных данных можно выделить PostGIS. PostGIS - это расширение объектно-реляционной системы управления базами данных PostgreSQL предназначенное для хранения в базе географических данных. Разрабатывается консалтинговой компанией Refractions Research Inc как проект в области изучения технологий пространственных баз данных.
Интернет-картографические системы
Веб-картография - это область компьютерных технологий, связанная с доставкой пространственных данных конечному пользователю через интернет.
Инструменты разработки веб-картографических приложений можно классифицировать следующим образом:
Виртуальные глобусы;
Пользовательские ГИС, интегрируемые с виртуальными глобусами;
Картографические веб-серверы.
deegree - программа для доступа, анализа, обработки и размещения источников данных. Позволяет работать с WMS, WFS, WPS и CSW спецификациями.
Geomajas является комплексным ГИС-решением на основе Java. Благодаря использованию Google Web Toolkit (GWT), Hibernate, GeoTools и Spring, Geomajas предлагает корпоративную среду для создания веб-картографических приложений. Geomajas может быть использован для запуска корпоративной или правительственной инфраструктуры пространственных данных. Программное обеспечение позволяет разработчикам создавать комплексные ГИС-решения для интеграции пространственных данных на стороне сервера, встроенные технологии для веб-картографии позволяют на стороне клиента (через простой веб-браузер) развернуть интерактивные и удобные ГИС приложения. Все это можно сделать без отказа от целостности логики программного обеспечения, предоставляя взамен мощные возможности для обновления и поддержания ГИС-данных в среде тонких клиентов.
GeoServer является картографическим сервером с открытым исходным кодом, который среди многих прочих возможностей, реализует следующие спецификации OGS: WMS, WFS, WCS. Позволяет не только получать данные для построения на их основе собственных карт, но также редактировать полученные данные с последующим автоматическим обновлением исходной информации на сервере. С GeoServer поставляется визуальная система управления файлами настроек и описания данных для проектов. Эта система реализована в виде веб-интерфейса и предоставляет пользователю возможность интерактивного создания и изменения разрабатываемого картографического ресурса.
Mapbender - Фреймворк для создания веб-порталов для работы с картографическими сервисами OGC. Разрабатывается на языках PHP, JavaScript и XML.
MapFish представляет собой гибкую и полную основу для создания многофункциональных веб-картографических приложений, основанных на языке Python. Например, MapFish предоставляет специальные инструменты для создания веб-сервисов, которые позволяют создавать запросы и редактировать географические объекты. MapFish также предоставляет полный JavaScript инструментарий, необходимы для веб-картографирования.
MapGuide Open Source это веб-платформа, которая позволяет пользователям разрабатывать веб-картографические приложения и пространственные службы. MapGuide предоставляет функции интерактивного просмотра, которые включают в себя поддержку выбора атрибутов, свойств, и такие операции, как создание буферной зоны, выбор внутри области, и измерения. MapGuide включает в себя XML-базу данных для управления содержимым, и поддерживает большинство популярных форматов пространственных файлов, баз данных и стандартов. MapGuide может быть использован на Linux или Windows, поддерживает Apache и IIS веб-серверы, и предлагает обширные PHP,.NET, Java, JavaScript и API-интерфейсы для разработки приложений.
MapServer - одна из самых популярных сред создания картографических веб-сервисов с открытым кодом. Исходно, MapServer разрабатывался Университетом Миннесоты совместно с Департаментом Природных Ресурсов Штата Миннесота и NASA, а в настоящее время поддерживается как один из проектов ассоциации OSGeo. Возможность работы MapServer практически на любых платформах (в том числе Windows, Linux, Mac OS, Solaris), широчайшие функциональные возможности, легкость интеграции с различными системами управления базами данных и открытость кодов предопределила популярность программы. MapServer позиционируется не как конечное приложение, а как среда разработки.
GeoNetwork opensource - это стандартизированная и децентрализованная среда управления пространственной информацией, разработанная для доступа к базам пространственных данных, картографическим продуктам и связанным с ними метаданным из различных источников, облегчающая обмен пространственной информацией между организациями и ее совместное использование посредством интернета. Этот подход к управлению географической информацией имеет целью предоставить широкому сообществу пользователей средства для беспрепятственного и своевременного доступа к имеющимся пространственным данным и существующим тематическим картам, которые могут оказаться полезными для принятия обоснованных решений. Главная цель GeoNetwork opensource заключается в повышении доступности широкого спектра данных вместе с сопутствующей информацией. FAO и WFP, а в последнее время и UNEP, объединили свой исследовательский и картографический опыт для разработки GeoNetwork opensource как общей стратегии для эффективного совместного использования баз пространственных данных, включая цифровые карты, спутниковые изображения и соответствующие статистические данные. Эти три организации широко используют геоинформационные системы и программное обеспечение для обработки данных дистанционного зондирования Земли в основном для создания карт и комбинирования различных слоев информации. GeoNetwork opensource предоставляет им возможность доступа к широкому спектру карт и другой пространственной информации, хранящейся в различных базах данных по всему миру из единой точки входа .