a gis fe jlődés trendjei

A GIS FeA GIS Fejlődés Trendjeijlődés Trendjei

Előadás a „10 éves a Térinformatika Tanszék” Tudományos Ülésszakon

2004. 11. 16 Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei 2

Tartalom

• Motiváció

• A Térbeli Adatok Elosztásának és Előállításának Új Lehetőségei

– A Térbeli Adatok Elosztása– A Térbeli Adatnyerés Néhány Új Vonása

• Adatmodellek Adatszabványok és a WEB

• Felhasználói Változások

• Következtetések


Motiváció

• Tanulmányt írtam 1994 végén a A GIS AZ EZREDFORDULÓN címmel

• A Térinformatika Tanszék 10. évfordulója jó alkalomnak tűnik a megjósolt trendek, a tényleges fejlődés és az újabb elvárások egybevetésére


A Térbeli Adatok Elosztásának és A Térbeli Adatok Elosztásának és Előállításának Új LehetőségeiElőállításának Új Lehetőségei

A Térbeli Adatok ElosztásaA Térbeli Adatok Elosztása• A nemzeti térbeli adatinfrastruktúra (NSDI)

1994-es észak amerikai meghirdetése óta - legalább is programként - elterjedt az egész világon

• A program lényege az volt, hogy a felhasználó a szabványosított meta adatok segítségével kiválassza a szükséges térbeli adatot adatot letöltseletöltse, esetleg adathordozón megrendelje. Az USA-ban mindezt ingyeningyen


Partnerek

Elosztó központ (katalógus)

Meta adatok

Keretadatok GEOadatok

Szabványok

Nemzeti Térbeli Adat Infrastruktúra


Hogyan működött a 90-es évek végén az Ellátó Központ

Webszerver

Webszerver

Web kliensWeb kliens

Kapu Ellátó KözpontCsomópontok

Z39.50cgi/szervlet

Szerverek listájaSzerverek listája

appletvagy űrlap


GSDI KapcsolatokO

rgan

izat

ional

Remits

Data

Policie

s

Technolo

gies

Standar

ds

Deliv

ery

Mec

hanis

ms

Finan

ce/H

uman

Resourc

es

Digital EarthDigital Earth

ISO/TC211ISO/TC211

AP

SD

I

ICD

E

NSDI

ASDI

CG

DI

EGII

NaL

IS

Corine

NS

I F

HU

NA

GI

NSDIPA

SNIG

NG

DF

Global MapGlobal Map

Open GIS Consortium

1999-től az NSDI globális ágakat is hajtott – GSDI és Al Gore Digital EarthDigital Earth programjának keretében az egész földre kiterjedő feladatokra is alkalmazásra került


Napjainkban a térbeli adatinfrastruktúrák központi Napjainkban a térbeli adatinfrastruktúrák központi portálokon keresztül érhetők el portálokon keresztül érhetők el

A fejlesztés keretét az USA-ban az elektronikus kormányzás (e-Government) egy ablakos (One Stop) koncepciójának megvalósítására indított 24 projekt egyike, a http://geodata.gov WEB portál biztosítja.

Gyakorlatilag azonos interfésszel hozott létre WEB portált az Európai Unió ( http://eu-geoportal.jrc.it ), illetve India ( http://gisserver.nic.in/nsdiportal/gos ) is.

Természetesen a tartalom, részben a későbbi kezdésnek, illetve Európa esetén a nemzeti széttagoltságnak betudhatóan jóval szerényebb.

http://geodata.gov/

http://geodata.gov/

http://geodata.gov/

http://eu-geoportal.jrc.it/



http://gisserver.nic.in/nsdiportal/gos


Térbeli adatok elosztása + szolgáltatásokszolgáltatások


Hálózati szolgáltatások bonyolult Hálózati szolgáltatások bonyolult geoinformációs feladatok megoldására és az geoinformációs feladatok megoldására és az

SWE projektSWE projektA kényelmes információhoz jutás a világhálón szolgáltatásokat igényel.

A WEB szolgáltatások során a felhasználó megfogalmazott keresését a bróker felé továbbítja. Ugyancsak a bróker felé irányul a feldolgozó modulokat létrehozók publikációs közlése is.

A publikációk vizsgálata alapján a bróker hozzákapcsolja a keresésnek megfelelő létrehozóhoz a felhasználót. Mivel a legtöbb esetben a feldolgozás több modul szekvenciális összekapcsolását igényli ezért a láncolásra is szükség van a különböző létrehozók moduljai között


A WEB szolgáltatások az alábbi WEB szabványokon A WEB szolgáltatások az alábbi WEB szabványokon alapulnakalapulnak:

A modul publikálására a WSDL (WEB Service Definition Language) szolgál, ami egy XML formátum a szolgáltatás meghatározására;

A keresést az UDDI (Universal Description, Discovery and Integration) protokoll felhasználásával végzi a rendszer;

A hozzákapcsolást a SOAP (Simple Object Access Protocol), XML (Extended Markup Language) és HTTP (Hypertext Transfer Protocol) teszik lehetővé;

A láncolás a BPEL (Business Process Execution Language), a BPEL és a Java összekapcsolásából létrehozott BPELJ és az XML segítségével programozható.


A térbeli szolgáltatásoktérbeli szolgáltatások többek közt abban különböznek a különböző üzleti szolgáltatásoktól, hogy feldolgozó moduljaik az OGC (Open GIS Consortium) specifikációira támaszkodva készülnek. A figyelembe vett OGC térbeli szolgáltatás szabványok a következők:A WEB Coverage Services (WCS) definiálja a WEB interfészt többdimenziós, több időponthoz tartozó térbeli adatok interoprábilis, on-line eléréséhez.A WEB Feature Services (WFS) alapján készült WEB interfésszel objektum alapú térbeli adatok érhetők el.A WEB Map Services (WMS) alapú interfész lehetővé teszi a különböző WEB források alapján történő térképkészítést.A WEB Registry Services (WRS) olyan interfészek meghatározására szolgál, melyek segítségével nyilvántartásokból (regiszterekből) kereshetők adatok vagy szolgáltatások.


Összetett térinformatikai feladatok Összetett térinformatikai feladatok

felhasználó barát feldolgozása a világhálón:felhasználó barát feldolgozása a világhálón: GeoBrainGeoBrain

A GeoBrainGeoBrain abból indul ki, hogy a feladat az archívumokban lévő geo-objektumokból a felhasználó által igényelt geo-objektumok létrehozása. A létrehozási folyamatot a geo-fa írja le, mely olyan virtuális objektumnak tekinthető, ahol a csomópontok a feldolgozási sorrend egyes moduljait reprezentálják.

A felgyülemlett óriási globális térbeli adatmennyiség (NASA) feldolgozhatósága másként nem képzelhető el.

W3C és OGC szolgáltatási szabványokat használW3C és OGC szolgáltatási szabványokat használ

Hasonló feladatokat céloz meg az Open GRID isHasonló feladatokat céloz meg az Open GRID is


Egyre nagyobb igény van jelenidejű adatokra, melyek az adatbázisban tárolt adatokkal együtt biztosítják a dinamikus térbeli döntéshozás lehetőségét.

Ilyen dinamikus Internetes rendszerek létrehozását célozta meg a Sensor Web Enablement (SWE)Sensor Web Enablement (SWE)


Az OGC SWE projektje új szolgáltatások specifikációját is igényli:

SensorML – információs modellek és szenzor kódolások

Observations & Measurements – a mérések és megfigyelések kódolása és információs modellje

Sensor Collection Service – közvetít a felhasználó és raktár vagy jelen idejű csatorna között

Sensor Planning service – közvetít a kliens és a szenzor kezelő között

Web Notification service – a kliens és szolgáltatás dialógust kezeli

Vincent Tao demója http://www.geoict.yorku.ca/

http://www.geoict.yorku.ca/


A Térbeli Adatnyerés Néhány Új Vonása

• Jelenidejű Szenzor adatok (lsd. SWE)

• WADGPSWADGPS (Wide Area Differential GPS) az USA-ban WAASWAAS, Japánban MSASMSAS, Európában EGNOSEGNOS – 1-3 m pontosság

• RTK GPSRTK GPS + nagy adatátviteli sebességű nagy adatátviteli sebességű mobilmobil az adatbázis közel jelenidejű frissítését is lehetővé teszi

• Tömeges adatnyerés – LiDARLiDAR-ral


A LiDAR elterjedése és újszerű hasznosításaA LiDAR elterjedése és újszerű hasznosítása

Síkrajzi információ az intenzitás képből, magassági információ a távolsági képből

A LiDAR ma már intenzitást is mér, ami közelíti a fényképhez. Ha a fényképpel együtt használjuk közös tájékozást kell biztosítani.


A direkt tájékozás széleskörű alkalmazásaA direkt tájékozás széleskörű alkalmazása

a Kreuztal-i IGI cég AEROcontrol™ nevű GPS/INS rendszere:- Inerciális rendszer (INS)- 12 csatornás L1/L2 GPS vevő- AEROcontrol™ kompjuter- CCNS 4 repülés irányító rendszer-GPS referencia állomásUtófeldolgozáshoz az IGI AEROoffice™ nevű szoftvere

A direkt tájékozás alapelve: az (X,Y,Z) koordinátákÉs a (,, ) elfordulásokat a repülés alatt határozzák meg

Európában a Hansa Luftbild Európában a Hansa Luftbild akkor használja, ha nagy akkor használja, ha nagy területen kell ortofotót területen kell ortofotót csinálnicsinálni


Már az 1996-os ISPRS kongresszust követően nagy várakozás előzte meg az 1 m felbontású képeket készítő műholdakat, melyek végül is 1999-től kezdődően olyan üzemszerű kereskedelmi szolgáltatást nyújtanak, ami sok vonatkozásban versenyezni tud a légifényképezéssel.

Jelenleg három 1m felbontású műhold szolgáltatásai vehetők igénybe. Ezek az Ikonos-2Ikonos-2, melyet 1999-ben, a QuickBird-1QuickBird-1, melyet 2000-ben és az Orbview-3Orbview-3, melyet 2003-ban állítottak üzembe.

A gyakorlati adatgyűjtésben ezek mellett igen nagy szerepet játszik a 2.5 m felbontású képeket készítő, 2002-ben fellőtt Spot-5 is, ami feltehetőleg a SpotImage cég ismertségének és gazdag szolgáltatásainak tudható be.

Nagyfelbontású műholdakNagyfelbontású műholdak


A kis szatelliták lehetséges A kis szatelliták lehetséges elterjedése elterjedése http://centaur.sstl.co.uk/SSHP/

A kis szatelliták az űr missziók tapasztalatai alapján kis súlyúak és olcsók.

Többet fel lehet lőni, gyakrabban szolgáltatnak adatot.

Elterjedésük piaci – pénzügyi kérdésElterjedésük piaci – pénzügyi kérdés

sztereo nem sztereo

http://centaur.sstl.co.uk/SSHP/


Adatmodellek, Adatszabványok és a WEB

Grafikus és leíró adatok közös adatbázisban:Grafikus és leíró adatok közös adatbázisban:

1997 Oracle 8 Spatial

2004 Oracle 10g ingyenes Locator moduljaLocator modulja (ugyanaz mint a 8 spatial) GIS szoftverhez csatlakozvaGIS szoftverhez csatlakozva tárolja mind a leíró, mind a grafikus adatokat.

A 10g Spatial moduljaSpatial modulja önálló GISönálló GIS - saját programozható MapViewer jáva szervletje segítségével, mely az Oracle alkalmazás szerverén fut, számtalan térinformatikai alkalmazást önmaga szolgáltat vállalati intranet vagy Internet környezetben


LSB (Hely Alapú Szolgáltatások) alkalmazást mutatunk be a Spatial és a Mapviewer felhasználá-sával.


A térbeli adatbázis a vállalati A térbeli adatbázis a vállalati adatbázis szerves részévé váltadatbázis szerves részévé vált

VILLANY GÁZ TELEFON VÍZ CSŐ KÖZ

vállalati 51% 68% 42% 53% 60% 66%

osztály 38% 27% 58% 35% 20% 22%

csoport 11% 5% 0% 12% 20% 12%

A GIS elhelyezkedése az amerikai közmű cégek A GIS elhelyezkedése az amerikai közmű cégek szervezetébenszervezetében


Az objektum központú adatmodell kialakítása Az objektum központú adatmodell kialakítása és főképp szabványosítása egyelőre még és főképp szabványosítása egyelőre még várat magára.várat magára.

Az egyetlen kivétel az SDSFIE (http://rpm.wes.army.mil/SDS.asp) – az USA hadsereg térbeli adat és üzemeltetési szabványa, mely folyamatos fejlesztéssel igyekszik kielégíteni a rokon szakmai közösségek igényeit is: a szabvány új verziója olyan 3 dimenziós objektumokat is meghatározni készül, melyek szükségesek a geotechnikai – geológiai adatbázisok létrehozásához.geotechnikai – geológiai adatbázisok létrehozásához.

A geotechnikai, geológiaigeotechnikai, geológiai feltárás által igényelt objektumok bevonásának igénye a térbeli objektumok szabványosított rendszerébe nem csak az USA-ban merült fel. 2001 óta végeznek kutatást Ausztráliában is az XMML létrehozása céljából (http://www.ned.dem.csiro.au/XMML/) , melyet a földtudományi feltárás szabványosított nyelveként terveznek realizálni.

http://rpm.wes.army.mil/SDS.asp

http://www.ned.dem.csiro.au/XMML/


A szabványosítási munkák legintenzívebben a WEB-bel A szabványosítási munkák legintenzívebben a WEB-bel kapcsolatban folynak.kapcsolatban folynak.

A "Földrajzi Információs Közösségek" fogalmi fordítóját az XML alapú szakmai A "Földrajzi Információs Közösségek" fogalmi fordítóját az XML alapú szakmai térbeli adat leíró nyelvek alapján lehet megvalósítani.térbeli adat leíró nyelvek alapján lehet megvalósítani.

Az OGC 2003 elején jóváhagyta a GML nyelv 3. verzióját, Az OGC 2003 elején jóváhagyta a GML nyelv 3. verzióját, mely lehetővé teszi a szemantikával ellátott 2D-s és 3D-s mely lehetővé teszi a szemantikával ellátott 2D-s és 3D-s (sőt, ha az idő dimenziót is figyelembe vesszük a 4D-s) (sőt, ha az idő dimenziót is figyelembe vesszük a 4D-s) térbeli adatok alfanumerikus továbbítását a klienshez. térbeli adatok alfanumerikus továbbítását a klienshez.

A 2D-s adatokat az SVG-be a 3D-s adatokat a VRML XML-es A 2D-s adatokat az SVG-be a 3D-s adatokat a VRML XML-es utódjának tekinthető X3D-be transzformálva jeleníti meg a utódjának tekinthető X3D-be transzformálva jeleníti meg a kliens képernyője. kliens képernyője.

A GML-hez objektum katalógus is csatolható, azaz megvan A GML-hez objektum katalógus is csatolható, azaz megvan a lehetőség szabványos objektum katalógusok a lehetőség szabványos objektum katalógusok alkalmazására is.alkalmazására is.


A GML-ben kódolt információ útja a klienshez


Felhasználói Változások

• A GIS az informatika szerves részévé váltA GIS az informatika szerves részévé vált• Hogy milyen nagy részévé az attól függHogy milyen nagy részévé az attól függ:

– Hogy mennyire bővülnek és olcsóbbodnak a térinformatikai szolgáltatások, beleértve a térbeli adatszolgáltatást is

– Hogy mennyire tekinthetők a hatékonyság növelőinek a GIS alkalmazások

– Hogy mennyire lesz sikeres az óvodai, iskolai, egyetemi oktatás a térbeliség, a földrajz és az ezeket is magába foglaló informatika vonatkozásában


Az alkalmazások típusai

• KutatásKutatás – kevesen művelik, osztott adat és feldolgozás igény

• Tervezési feladatokTervezési feladatok – vállalati adatbázis Internetes vagy terepi frissítés

• Üzemi rendszerekÜzemi rendszerek – a statikus és dinamikus rész különböző súlya pld. a közmű és a szállítási rendszereknél

• Laikus felhasználókLaikus felhasználók vannak a legtöbben, adatokat és szolgáltatásokat szinte kizárólag az Internetről várják


A GIS alkalmazások hatékonysága

• Az alkalmazásokalkalmazások hatnak a környezetre, ha nincs alkalmazás nincs hatás – aa GIS lehetőségGIS lehetőség

• A GIS-re támaszkodó döntések, tervek hasznossága csak hosszabb távonhosszabb távon és akkor sem minden esetben forintosítható

• Valóban jó döntéseket csak akkor tudunk hozni, ha minden elérhető paramétert bevonunk a vizsgálatba, és gondoskodunk arról, hogy a paraméterek aktuálisak a paraméterek aktuálisak legyenek legyenek

• A GIS számtalan olyan alkalmazás megoldására képes optimalizálási eljárásokoptimalizálási eljárások bevonásával, melyek közvetlen, gyors forintosítható eredményt szolgáltatnak, ehhez azonban ki kell építeni a hálózati feladatmegoldó szolgáltatásokat


Következtetések• Létrejöttek a műszaki feltételei a térbeli adatok

keresésének és letöltésének a WEB-en.• Az OGC specifikációk alapján olyan szoftverek születtek,

melyek lehetővé teszik az interoperábilitást a WEB térképek készítésekor

• A W3C és OGC szabványok alapján kutatási projektek indultak be feladat megoldó WEB szolgáltatási rendszerek kialakítására

• A térbeli adatnyerés lehetőségei nagymértékben bővültek a differenciális és RTK GPS technikák elterjedésével, a LiDAR technika tömeges alkalmazásával, a direkt tájékozással végrehajtott gazdaságos légifényképezéssel, az 1 m pixel felbontású műholdak üzembe állásával


• A jövő tervei komoly szerepet szánnak az úgynevezett kis műholdaknak a térbeli adatnyerésben

• Az Oracle Spatial-lal megvalósult a grafikus és leíró adatok közös adatbázisba helyezése ez elősegítette, hogy a GIS a felmért USA cégek mintegy 60%-ában a vállalati információs rendszer szerves része

• Objektum központú GIS szabványként továbbra is csak az SDSFIE amerikai katonai szabvány szerepel. Mivel az XML alapú GML lehetőséget teremt a profilok létrehozására, megalapozva ezzel a szakmai közösségek fogalmi fordítóját, szükség van az SDSFIE kiterjesztésén alapuló szabványos objektum definíciók nemzetközi létrehozására.


• A térinformatika a felhasználók szempontjából az informatika szerves részévé vált.

• A laikus felhasználók száma rohamosan növekedik, de ahhoz hogy ez folytatódjon bonyolult alkalmazások egyszerű és tetszetős megjelenítésére van szükség ingyen vagy nagyon olcsón

Köszönöm a FigyelmetKöszönöm a Figyelmet

a gis fe jlődés trendjei

Documents