ITBIZ.cz / GIS jako služba? Podmínkou jsou standardy
Způsoby uplatnění geografických informačních systémů (GIS) se v poslední době zásadně mění. GIS se stále více stává online službou, která zpřístupňuje funkce a data v navazujících negisových informačních systémech. Důsledkem těchto požadavků je dramatické zvyšování významu standardů GIS. Standardizaci dnes řeší zejména OGC (Open Geospatial Consortium), ISO/TC 211, v Evropě pak směrnice INSPIRE. Co je jejich smyslem? Jak spolu navzájem souvisí? Na které standardy se zaměřit při implementaci a nasazení GISu?Obr. 1 – Ukázka ručního volání WMS služby ČÚZK (klikněte pro zvětšení)
Použili jste před cestou na dovolenou internetový plánovač tras? Nechali jste si vyhotovit výpis z katastru nemovitostí? Nebo jste na některém meteoserveru zjišťovali předpověď počasí pro vaše město? Pokud ano, využili jste služeb geografického informačního systému neboli GIS.
Tyto systémy jsou dnes nasazeny v nejrůznějších oborech. Používají je malé obce pro zpracování územního plánu, stejně jako celostátní instituce pro plánování dopravy či ochranu přírody a krajiny. Přínosy GISu ocení jak lokálně působící realitní kancelář pro evidenci nabízených nemovitostí, tak i nadnárodní distributor elektrické energie pro dokumentaci distribuční sítě. Kdekoliv je potřeba něco zaznamenat do mapy, tam je místo pro GIS.
Za vším hledejte služby
Svět velkých firemních IT systémů se v poslední době zásadně mění. Zatímco dříve se většinou jednalo o jednotlivé izolované aplikace, dnes jsou integrovány do jediné celofiremní IT infrastruktury. V ní spolu mohou jednotlivé systémy online komunikovat, předávat si své výstupy, využívat svých služeb. Firemní IT se tak stává jakousi virtuální stavebnicí. Jejími dílky jsou softwarové služby, které je možné odkudkoliv provolat. A nezáleží na tom, jestli z téhož počítače, ze serveru v sousední místnosti nebo z pobočky na druhém konci světa.
Tyto změny se pochopitelně týkají i systémů GIS. Rostou požadavky na využití mapových serverů poskytujících dokonalejší a komplexnější data a služby. Ruku v ruce s těmito trendy je stále více požadována standardizace rozhraní a formátů pro výměnu dat mezi různými systémy. Standardizaci v oblasti GIS v současné době zajišťuje především Open Geospatial Consortium (OGC). Jedná se o neziskovou organizaci, definující mezinárodní standardy na základě dobrovolné dohody svých členů.
Světu vládne WMS
Jednoznačně nejrozšířenějším OGC standardem je dnes specifikace Web Map Service, neboli WMS. Je implementována prakticky v každém komerčním GIS systému, k dispozici je i řada volně šiřitelných implementací (open-source). Mapová díla statní správy začínají být volně dostupná právě přes WMS.
Čím to, že je tento standard tak úspěšný? Je totiž velice jednoduchý a univerzálně použitelný. Žadatel (klientská mapová aplikace) sdělí, o jaká data a z jaké oblasti má zájem a WMS server je vykreslí do obrázku, který pošle zpět jako odpověď. Vzhledem k tomu, že vše funguje přes protokol HTTP a že tím obrázkem je typicky rastr ve formátu PNG, může být klientem prakticky kdokoliv. Stačí pouze webový prohlížeč. Po zadání například tohoto URL se provolá veřejně dostupná WMS služba ČÚZK a zobrazí se výřez katastrální mapy v oblasti Prahy 4 - Lhotka, jak je vidět na obr. 1.Ctibor Foltýn
Nepředpokládá se, že takové volání WMS služby si někdo bude ručně sestavovat, pro člověka je to přeci jen poněkud nepohodlné. Na druhou stranu provolat tímto způsobem WMS službu programově je triviální. Proto je dnes díky tomuto standardu možné připojovat externí WMS data z jakékoliv mapové aplikace. V praxi to pak může vypadat jako na obr. 2. Firma spravuje svá data ve svém GIS systému, jako podkladové mapové vrstvy používá online připojovanou katastrální mapu z WMS serveru ČÚZK (Český úřad zeměměřický a katastrální) nebo ortofoto z WMS serveru CENIA (Česká informační agentura životního prostředí). Vidíme, že se jedná o tutéž oblast jako v předchozím příkladě.
Je však třeba připomenout i to, že sdílení map přes WMS má svá omezení. Tím nejvážnějším je problém transformace dat mezi různými mapovými souřadnicovými systémy, kterých po celém světě existují tisíce. WMS totiž pracuje pouze s obdélníkovými výřezy a při transformaci do jiného souřadnicového systému vznikne z obdélníku jen málokdy zase obdélník. Nejsou-li tedy všechna externí data připojovaná přes WMS, dostupná ve stejném souřadnicovém systému, může to znamenat problém. Je to daň za jednoduchost WMS.
OGC vydává kromě WMS desítky dalších standardů. Za všechny jmenujme alespoň specifikaci Web Feature Service (WFS). Definuje způsob výměny prvků GIS v plnohodnotném formátu, tedy s vektorovou grafikou včetně všech popisných atributů. Tuto specifikaci lze tedy použít k aktivní práci s daty GIS. Je jasné, že ve srovnání s WMS je podstatně složitější. I praktické zkušenosti potvrzují, že propojení různých systémů přes WFS vyžaduje přizpůsobení WFS implementace na jedné či druhé straně. Zpravidla se naštěstí jedná o drobné úpravy, takže integrace na bázi WFS je relativně snadná. I u tohoto standardu se dá v budoucnu očekávat větší rozšíření.
ISO a GIS standardy
Jaké jsou další standardy GIS? International Organization for Standardization (ISO) je instituce, kterou jistě není potřeba blíže představovat. Na standardizaci GIS zde pracuje ISO Technical Committee number 211, který vydává sadu více než 40 geostandardů označovanou jako 19100 Series.
Potěšitelné je, že ISO/TC 211 a OGC při definici mezinárodních standardů úzce spolupracují a navzájem se doplňují. Zatímco OGC se zaměřuje na praktickou stránku věci a definuje řadu implementačních specifikací (WMS, WFS, atd.), ISO daleko více řeší obecný základ standardizace. Výsledkem je fakt, že ISO normy se stávají součástí tzv. abstraktní specifikace OGC, která definuje základní principy, ze kterých pak vycházejí všechny implementační specifikace OGC.
Už jste se INSPIREovali?
Obr. 2 - Ukázka připojení externích dat (katastrální mapa, ortofoto) do GIS systému, provozovaného ve společnosti ELTODO-CITELUM, pro správu pražského veřejného osvětlení. Jedná se o webového klienta systému LIDS dodávaného společností ASSECO CE.Mluvíme-li o standardizaci GIS v rámci Evropy, je potřeba zmínit INSPIRE, tedy INfrastructure for SPatial InfoRmation in Europe. Jedná se o směrnici Evropské komise, jejímž cílem je „vytvořit evropský legislativní rámec potřebný k vybudování evropské infrastruktury prostorových informací.“ Zjednodušeně řečeno, jde o vytvoření evropského GISu bez hranic, a to jak mezi jednotlivými členskými státy EU, tak na jednotlivých úrovních státní správy. Cestou k tomu je pochopitelně standardizace. V rámci INSPIRE se nevymýšlí žádné nové evropské standardy, spíše se předepisuje využití těch stávajících, včetně již výše zmíněných. Takže i v tomto případě se dá říci, že OGC, ISO a INSPIRE se vzájemně doplňují.
Směrnice INSPIRE bude závazná pro mapová díla spravovaná a publikovaná institucemi veřejného sektoru v členských státech EU. Vstoupila v platnost v květnu 2007. V současné době probíhá úvodní fáze její implementace. První výstupy by měly být k dispozici v příštím roce. Nechme se překvapit. Vzhledem k tomu, že INSPIRE je ve všech zemích EU předepsána zákonem, dá se i tomuto standardu předpovědět úspěšná budoucnost.
A k čemu je to dobré?Jak bylo řečeno, svět GISů se mění. Potěšitelné je, že výsledkem těchto změn je i to, že GISy se přibližují širokému okruhu uživatelů. Přejete si nějakou mapu? No prosím, stačí kliknout. To je přece skvělé, donedávna naprosto nemyslitelné. A to vše díky něčemu tak „nudnému“, jako je standardizace.
Odkazy: OGC, ISO/TC 211, INSPIRE v ČR, Popis WMS služby ČÚZK, Popis WMS služeb CENIA
Autorem článku je Ctibor Foltýn, Senior Designer SW Products & Services, Berit Division společnosti Asseco Central Europe...