1 / 55

GIS a Internet

GIS a Internet. Ing. Jiří Cajthaml, Ph.D. Internet. Co je Internet? Mnoho definic Celosvětová síť Počet uživatelů ???? Rychlost Velmi rychlý vývoj. Historie Internetu I. Počátek počítačových sítí – 50. léta Studená válka – hrozba atomového výbuchu

galya
Download Presentation

GIS a Internet

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. GIS a Internet Ing. Jiří Cajthaml, Ph.D.

  2. Internet • Co je Internet? • Mnoho definic • Celosvětová síť • Počet uživatelů ???? • Rychlost • Velmi rychlý vývoj

  3. Historie Internetu I. • Počátek počítačových sítí – 50. léta • Studená válka – hrozba atomového výbuchu • 1958 – ARPA (Advanced Research Projects Agency) – vojenská agentura • Úvahy o nové síti pro vojenské účely • Decentralizovaná • Spolehlivá • RAND + MIT + UCLA – teorie v roce 1968

  4. Historie Internetu II. • 1968 – první testovací síť v GB (v budově) • 1969 – v USA, 4 uzly (LA, Utah, Stanford) • ARPANET • 1971 – 15 uzlů • 1972 – 37 uzlů • 1983 – 1000 uzlů • 1989 – 100 000 uzlů • Služby – TELNET, FTP

  5. ARPANET

  6. ARPANET

  7. Historie Internetu III. • 1973 – první neamerické uzly (GB, Norsko) • Síť měla sloužit hlavně pro vzdálené výpočty • Bohužel….. • Stále víc se začala rozmáhat komunikace atd. • Přenos dat – původní protokol NCP • Návrh nového protokolu – 1974 – TCP/IP • V současnosti má sada TCP/IP asi 100 protokolů • Protokol umožňuje spojení různých sítí

  8. Historie Internetu IV. • TCP/IP – 2 skupiny • TCP – rozseká data na pakety a pak je složí • IP – slouží k adresování – kudy jdou pakety • 1983 – ARPANET přešel na TCP/IP • Operační systém BSD UNIX • NSF – NSFNET – vlastní síť, rychlá • Později se připojila k ARPANETu a nakonec převzala režii sítě, ARPANET byl odpojen 1989

  9. ARPANET 1971

  10. ARPANET 1989

  11. Historie Internetu V. • 1989 – znovu vynalezen hypertext - CERN • 1990 – první prototyp www serveru • 1991 – další služba – Gopher • 1993 – grafický prohlížeč Mosaic • 1993 – začátek komerce na internetu

  12. Internet - služby • Základní služby (protokoly) • SMTP - Simple Mail Transfer Protocol, elektronická pošta, e-mail • FTP - File Transfer Protocol, přenos vzdálených souborů • Telnet - Virtuální terminál, vzdálený přístup • NFS - Network File System, sdílení vzdálených souborů • DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol, dynamická konfigurace síťové stanice • SNMP - Simple Network Management Protocol, jednoduchý protokol pro správu sítě • HTTP - Hypertext Transfer Protocol, World Wide Web • DNS - Domain Name System, překlad doménových jmen

  13. Co je Internet • Počítače propojené pomocí linek (telefonní, optický kabel ..), které spolu mohou navzájem komunikovat

  14. Základní články Internetu síť – skládá se z: o       počítačů o       přenosových linek o       programů server – počítač, který odesílá soubory jiným počítačům, nebo se na něm spouští programy pro jiné počítače klient – počítač, pracovní stanice, kterému software umožní připojení k serveru a správu získaných informací

  15. Vývoj GIS • Jde o definici GIS • GIS v dnešním slova smyslu – od 60.let • 1963 – CGIS (Kanada) • 1964 – začínají dělat GIS na Harvardu - AM • 1969 – založení ESRI • 1971 – CGIS plně uveden do provozu • 1972 – první družice Landsat – DPZ • V 70. letech – GIS poprvé na síti

  16. Vývoj GIS II. • 1981 – ARC/INFO • 1985 – GRASS • 1989 – MGE • V 80. letech se GIS dostávají na PC • 1993 – EUROGI • 1994 – NSDI (Clinton) • V 90. letech GIS poprvé na internet

  17. GIS vývoj III. • Původně – velké aplikace – stolní počítač • Miniaturizace hardware • ARC/INFO – průlom – PC (1981) • V 90. letech – webové aplikace • Po 2000 – webové služby

  18. Vývoj GIS IV. • Mainframe GIS – všechno na jednom velkém počítači, přístup přes terminály, 60.-70. léta • Desktop GIS – všechno na osobním počítači, propojení s ostatními přes LAN • Distribuovaný GIS – internet, funkcionalita přenesena na servery, na kterých běží služby, klientem může být PC, PDA, mobil • celkově se jedná o přesun od GISystems k GIServices

  19. Řešení GIS aplikací • Desktop • Klient-server řešení • Tenký klient • Tlustý (silný) klient • 3-vrstvá architektura • Middleware na serveru • Webové služby

  20. GIS data • Souborové uložení • Proprietární software • Databáze • Relační • Objektové • Standardní formát • Založeno na XML

  21. Souborové uložení • tradiční, jednoduché • bohužel mnoho nestandardních formátů • nejoblíbenější Shapefile (SHP) • často bez topologie • někdy formáty z CAD (špatně se zpracovávají) – DGN, DWG • stále nejpopulárnější

  22. Databázové uložení • efektivnější (víceuživatelský přístup) • transakční zpracování • pro uložení prostorových dat jsou využita rozšíření klasických databází • Oracle Spatial • MySQL Spatial Extensions • MS SQL Server Spatial Extensions • PostGIS

  23. XML • Značkovací jazyk • Jazyky popisující strukturu dat • Jednotný mechanizmus, obecné • eXtensible Markup Language • 1998 přijato W3C • Podmnožina SGML, jednodušší

  24. XML - struktura • Tagy (značky) • <auto> …. </auto> • Mezi značkami text • Mohou se vnořovat • Nesmí se křížit • Vše je zabaleno kořenovým prvkem…

  25. XML - atributy • Atributy – doplňkové informace • Zapisují se do zahajovací značky • <auto barva=“modrá”> … </auto> • Uvozovky !! • Atribut vs. Vnořený prvek – citem

  26. XML - instrukce • Doplňkové informace pro oblužný program • <?cíl data?> • Např. <?xml-stylesheet href=“styl.css”?>

  27. GIS – desktop aplikace • Desktop • Vše na jednom počítači (data+software) • Spojení CAD, Kartografie, Statistiky, … • Většinou velký objem dat – indexování • Původní GIS

  28. GIS – klient-server aplikace • Tenký klient • Vizualizační část GIS, zpravidla na internetu • Mění parametry zobrazení • Internetové mapy • Zpravidla není možné měnit data • Jednoduché analýzy pomocí odesílání požadavků na server, kde jsou data i aplikace • Jednoduchost, rychlost • Není nutné školení

  29. GIS klient-server aplikace • Tlustý (silný) klient • Slouží k editaci dat • Složitější na práci • Zpravidla desktop aplikace, může být i internetová • Např. MicroStation nebo ArcGIS • nebo internetová – napsáno např. v Java

  30. GIS – webové mapové služby • Založeno na webových službách • Principem je načtení dat, jejich zpracování službou a vrácení výsledku • Tato komunikace nemusí probíhat mezi člověkem a aplikací (strojem) jako u webových aplikací, ale i mezi dvěma stroji • Umožňují sdílet jednotné zpracování dat • Dnes většinou pouze pro sdílení samotných dat • Nezávislé na platformě - interoperabilita

  31. Webové služby obecně • Jedná se o systém navržený pro podporu přenosu informací mezi počítači různých platforem. Jde tedy o obdobu technologií určených pro vzdálené volání funkcí v distribuovaných systémech. • Komunikace založena na XML

  32. Struktura klient-server GIS aplikací

  33. Struktura klient-server GIS aplikací • Klient • dnes zpravidla tenký klient • XHTML + interaktivní prvky (JavaScript, AJAX) • může být i v Javě, Flashi,… • vysílá požadavek na server (HTTP) • příjímá výsledky dotazu (často HTML stránka s obrazem mapy)

  34. Struktura klient-server GIS aplikací • Server • běží http daemon (webový server) • webový server příjímá HTTP a případně předává řízení dalším aplikacím • mapserver – aplikace, která umí pracovat s geografickými daty, spolupracuje s webovým serverem • data – buď přímo na serveru (soubory, DB) a nebo samostatný datový server

  35. OGC • Open Geospatial Consortium • Více než 360 komerčních, vládních i vědeckých organizací • Definuje standardy v oblasti GIS • vazba na ISO/TC 211 • spolupráce s Federal Geographic Data Committee (FGDC) • Definované i webové mapové služby

  36. Standardy OGC • OpenGIS Simple Features • GML • KML • Služeb je celá řada, hodně jich je ve fázi vývoje a nejsou ještě schváleny • Nejvýznamnější služby • WMS, WFS, WCS, CSW • Další zajímavé WCTS, WPS

  37. WMS • Web Map Service • Nejstarší služba • ISO norma 19128 • Vrací rastrový obrázek na základě požadavků • Rastr je vytvářen z dat na serveru, a to i z vektorových, výsledkem je vždy rastr • Má 3 metody(requests): • GetCapabilities, GetMap, GetFeatureInfo • Povinné parametry služby (oddělené vždy &): • service=WMS & request=…

  38. GetCapabilities • Metoda společná všem službám • Vrací XML dokument s popisem služby http://www2.demis.nl/mapserver/request.asp? (adresa serveru) Service=WMS& (povinný parametr) Request=GetCapabilities • Vrátí se XML dokument s definicí služby: • Datové vrstvy, souřadnicové systémy, metadata, …

  39. GetMap • Vrací rastrový obrázek vygenerovaný z dat na serveru http://www2.demis.nl/mapserver/request.asp? (adresa serveru) Service=WMS& (povinný parametr) Request=GetMap& Version=1.1.0& (vyčteno z Capabil.) Srs=EPSG:4326& (souřadnicový systém požadované mapy) Bbox=-40,0,40,60& (hraniční souřadnice generované mapy) Width=800&Height=600& (výška a šířka obrázku mapy v pixelech) Layers=Countries,Borders& (datové vrstvy, které se mají použít) Format=image/png (typ výstupu)

  40. GetFeatureInfo • Vrací informace o prvcích v mapě http://www2.demis.nl/mapserver/request.asp? (adresa serveru) Service=WMS& (povinný parametr) Request=GetFeatureInfo& Version=1.1.0& (vyčteno z Capabil.) Srs=EPSG:4326& (souřadnicový systém požadované mapy) Bbox=-40,0,40,60& (hraniční souřadnice generované mapy) Width=800&Height=600& (výška a šířka obrázku mapy v pixelech) Layers=Countries,Borders& (datové vrstvy, které se mají použít) Format=image/png& (typ výstupu) &query_layers=Countries& (na kterou vrstvu se dotazujeme) x=400&y=300 (pixelové souřadnice bodu dotazu)

  41. Výsledek GetFeatureInfo

  42. WFS • Web Feature Service • Začíná se rozšiřovat • Vrací vektorová data ve formátu GML • Proto také není moc rozšířená – data se pak dají normálně používat, na rozdíl od WMS • verze: • Basic WFS – běžné, vrací prvky • Metody GetCapabilities, DescribeFeatureType, GetFeature, GetGmlObject (pomocí Xlink)

  43. WFS • verze: • Transactional WFS (WFS-T) • umožňuje vzdálené operace s objekty • InsertFeature • UpdateFeature • DeleteFeature • vlastně vzdálená editace dat na serveru

  44. WCS • Web Coverage Service • Vrací rastrový obrázek původních dat • Na rozdíl od WMS tedy pracuje s originálním obrazem, který nepřevzorkuje • Podporuje i vícekanálová data • Používá se u družicových dat • Má 3 metody(requests): • GetCapabilities, DescribeCoverage, GetCoverage • Není moc rozšířena

  45. WPS • Web Processing Service • Nejobecnejší služba • Slouží ke zpracování dat na serveru • Prakticky umožňuje převést všechny funkce desktop GIS na Internet (analýzy, překryvy) • Málo implementací, u nás PyWPS • Komunikace pomocí XML (protokol SOAP) • Má 3 metody(requests): • GetCapabilities, DescribeProcess, Execute

  46. Výhody webových služeb • Kaskádování serverů • Nezávislost na platformě

  47. Specifikace OGC • http://www.opengis.org • Popsané všechny parametry, atd. • Velmi důležité jsou katalogové služby (CSW) • Nově zavedeny také služby pro „senzorová“ data – např. poloha objektů, měřené veličiny,..

  48. Aplikace podporující WMS • Mapové servery: • Svobodné • UMN MapServer • deegree • Geoserver • Komerční • ESRI ArcGIS Server • Intergraph WebMap • Autodesk MapGuide (částečně OpenSource) • MapInfo MapXtreme

  49. Aplikace podporující WMS • Klienti: • Desktop • Většina GIS software umí WMS, někdy WFS, ostatní služby minimálně (je třeba psát vlastní aplikace) • ArcGIS, GeoMedia, Map 3D (komerční) • gvSIG, QGIS, OpenJUMP, Thuban (svobodné) • Web klienti • Většinou založené na JavaScriptu • OpenLayers, MapBender

More Related