Geoinformatika X – Geoinformační infrastruktury a standardy jaro 2016 Petr Kubíček kubicek@geogr.muni.cz Laboratory on Geoinformatics and Cartography (LGC) Institute of Geography Masaryk University Czech Republic GEOINFORMAČNÍ INFRASTRUKTURY Geoinformatika • Geografické informační systémy (GIS) – technologický základ • Formáty – SHP, DGN, DXF – SDTS • Internet – klient x server architektura Geoinformační infrastruktury (?) Geoinformatika • Nejen technologie, ale také ostatní součásti systému, jakými jsou organizační, datové a politické aspekty. • GII, SDI, prostorové datové infrastruktury. • Clinton (1994): „Národní geoinformační infrastruktura (NGII) zahrnuje technologii, pravidla, standardy a lidské zdroje nezbytné pro sběr, zpracování, ukládání, šíření a zlepšení využití geoinformací“ Vznik GII Geoinformatika • Evropská geoinformační infrastruktura: „Evropský politický rámec vytvářející nezbytné podmínky pro dosažení cílů. Zahrnuje všechny nařízení, regulativy, pobídky a struktury vytvořené jak na úrovni EU institucí, tak na úrovni států“ (Evropská komise, 1995). Překážky organizačního a politického charakteru (!). Evropský rámec GII2000 Geoinformatika „Národní geoinformační infrastruktura České republiky Program rozvoje v letech 2001 – 2005“ (NEMOFORUM), NGII byla popsána jako: „Soubor vzájemně provázaných podmínek, které v prostředí ČR umožňují zajistit a zpřístupnit co největšímu okruhu uživatelů širokou škálu geoinformací uživatelsky vhodnou formou při plném využití potenciálu moderních (geo)informačních a komunikačních technologií“ . Národní geoinformační infrastruktura Geoinformatika Proč INSPIRE? Environmentální požadavky • Potřeba lepších informací pro podporu environmentální politiky • Zlepšení existujících informačních toků • Sdílení informací EC Directive establishing an infrastructure for spatial information in the Community – INSPIRE Situace v Evropě • Nedostatečná přeshraniční koordinace/ koordinace mezi různými úrovněmi v rámci států • Nedostatek standardů • Data špatně využitelná Data o životním prostředí • 90% dat je prostorové povahy Historie a principy INSPIRE • září 2001: první schůzka expertní skupiny INSPIRE (E-ESDI) • prosinec 2001: ESDI Organisation and EESDI Action Plan – 6 základních principů Evropské prostorové datové infrastruktury = základní principy INSPIRE: Principy INSPIRE 1. Data by měla být sbírána a vytvářena jednou a spravována na takové úrovni, kde se tomu tak děje nejefektivněji. 2. Mělo by být možné bezešvě kombinovat prostorová data z různých zdrojů a sdílet je mezi mnoha uživateli a aplikacemi. Harmonizace dat – datové specifikace Principy INSPIRE 3. Informace shromažďované na jedné úrovni by mělo být možné sdílet s rozmanitými úrovněmi; podrobné informace pro podrobné studie, obecné informace pro strategické účely. 4. Mělo by být snadnější vyhledávat dostupná prostorová data, vyhodnotit vhodnost jejich využití pro daný účel a zjistit, za jakých podmínek je možné tato data využít. Principy INSPIRE Principy INSPIRE 5. Geografické informace potřebné pro dobré vládnutí na všech úrovních by měly být hojně využívány a poskytovány za podmínek, které nebudou omezovat jejich extenzivní využití. 6. Geografická data by měla být snadno pochopitelná a interpretovatelná, vizualizovaná v rámci vhodného kontextu vybraného uživatelsky přívětivým způsobem. MAPOVÁNÍ PROSTOROVÉ ANALÝZY A MODELOVÁNÍ SMĚRNICE O VODÁCH Transpozice INSPIRE • „Směrnice Evropského parlamentu a rady 2007/2/ES o zřízení Infrastruktury pro prostorové informace v Evropském společenství“ (Směrnice INSPIRE) vstoupila v platnost dne 15. května 2007. • Směrnice je v České Republice transponována novelou Zákona č. 123/1998 Sb., o právu na informace o životním prostředí, která vyšla jako „ZÁKON č. 380/2009“, a dále „Vyhláškou č. 103/2010 Sb.“ • 30.4.2010 oficiální datum dokončení transpozice. INSPIRE jako systém systémů! • ESDI = Σ NSDI • EU / Národní geoportály Infrastruktura INSPIRE: • Soubory prostorových dat • Metadata • Síťové služby • Sdílení dat • Monitoring a reporting Strategie rozvoje infrastruktury pro prostorové informace v ČR do roku 2020 (GeoInfoStrategie) Geoinformatika Zadání a postup prací – Usnesení vlády ČR č. 837/2012 ze dne 14. listopadu 2012 • schválení záměru vypracování GeoInfoStrategie • uložila ministru vnitra vypracovat návrh GeoInfoStrategie ve spolupráci s ministry životního prostředí, pro místní rozvoj, obrany a dopravy a předsedou ČÚZK a předložit ho vládě do 28. února 2014 – Usnesení vlády ČR č. 153 ze dne 12. března 2014 • posun termínu do 30. září 2014. – Usnesení vlády ČR č. 815 ze dne 8. října 2014 • Schválení GeoInfoStrategie http://www.geoinfostrategie.gov.cz Geoinformatika Projekt tvorby GeoInfoStrategie •Organizační struktura projektu • Gestor (předseda Řídicího výboru) - MV • Řídicí výbor (MV, ČUZK, MD, MF, MO, MŽP, MMR) • Koordinátor projektu (MV) • Zpracovatelský tým • Konzultační tým • Pracovní skupiny  do procesu tvorby byly/jsou zapojeny další zainteresované subjekty veřejné i soukromé sféry 23 Geoinformatika Příprava obsahu  oslovení široké odborné veřejnosti  shromážděno celkem cca 150 podnětů (veřejná správa, komerční sféra, akademická sféra)  50 tzv. „top“ podnětů, zejména: • řešit dostupnost základních prostorových dat nejvyšší úrovně podrobnosti • zamezit duplicitám při tvorbě a správě prostorových dat ve veřejné správě • řešit koordinaci rozvoje prostorových dat a souvisejících informačních systémů • řešit bezbariérové sdílení prostorových dat a služeb, Open Data • řešit celoživotní vzdělávání a rozvoj lidských zdrojů v oblasti prostorových informací • řešit standardizaci a koordinaci procesů v oblasti správy i využití prostorových dat, řešit financování • maximálně využít existující kvalitní prostorová data Geoinformatika Implementace strategie Akční plán 1. etapa 2. etapa 3. etapa příprava implementace zahájení návrh realizace I. 3. etapa realizace II. příprava nového právního rámce (1. období implementace) nový právní rámec 30.5.2015 Standardy v geoinformatice Geoinformatika Standardy v GI • Standardy definují „lingua franca“ nebo obecné dohody, které napomáhají dosáhnout interoperabilitu mezi jednotlivými IS a IT komponentami. • De jure standardy – vytvářené oficiálními standradizačními autoritami • De facto standardy – vytvářené komerčními organizacemi na základě širokého konsensu a obecné akceptace. • Liší se legislativní závazností, stejná technologická relevance. Geoinformatika Hlavní standardizační organizace • ISO (International Standardisation Organisation) ISO/TC 211 – Geographic information/Geomatics • www.isotc211.org • „developing a suite of standards for digital geographic information and describes interoperability … “ • Evropská komise pro normalizaci - CEN (Comité Europeén de Normalization, Brussels) CEN/TC 287 - technický výbor pro geografickou informaci • www.centc287.org • CZ - Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví Geoinformatika ČSN standardy - „rodina“ 19000 • Geografická informace – referenční model – podstata užití digitální geografické informace. • ČSN ISO 19000 umožní: – Prohloubení a užití GI. – Zpřístupnění, integraci a sdílení GI zejména s obecnými informačními technologiemi. Geoinformatika http://www.unmz.cz Geoinformatika ISO/TC 211 Standardy (1) • ISO 6709:1983 – Standard representation of latitude, longitude and altitude for geographic point locations • ISO 19101:2002 – Reference model • ISO/TS 19103:2005 - Conceptual schema language • ISO 19105:2000 – Conformance and testing • ISO 19106:2004 – Profiles • ISO 19107:2003 – Spatial schema • ISO 19108:2002 – Temporal schema • ISO 19109:2005 – Rules for application schema • ISO 19110:2005 – Feature cataloguing methodology • ISO 19111:2007 – Spatial referencing by coordinates • ISO 19112:2003 – Spatial referencing by geographic identifiers • ISO 19113:2003 – Quality principles • ISO 19114:2003 – Quality evaluation procedures • ISO 19115:2003 – Metadata • ISO 19116:2004 – Positioning services • ISO 19117:2005 – Portrayal Geoinformatika ISO/TC 211 standardy (2) • ISO 19118:2005 – Encoding • ISO 19119:2005 – Services • ISO/TR 19120:2001 – Functional standards • ISO/TR 19121:2000 – Imagery and gridded data • ISO/TR 19122:2004 – Qualification and certification of personnel • ISO 19123:2005 – Schema for coverage geometry and functions • ISO 19125:2004 – Simple feature access – Part 1-2 • ISO 19127:2005 – Geodetic codes and parameters • ISO 19128:2005 – Web Map Server Interface • ISO 19131:2007 – Data product specification • ISO 19133:2005 – Location-based services – Tracking and navigation • ISO 19134:2007 – Location-based services – Multimodal routing and navigation • ISO 19135:2005 – Procedures for item registration • ISO 19136:2007 – Geography Markup Language (GML) • ISO 19137:2007 – Core profile of the spatial schema • ISO 19138:2006 – Data quality measures • ISO 19139:2007 – Metadata – Implementation specification Geoinformatika De facto standardy Cílem standardizace na nízké úrovni je zajištění interoperability GIS v technologické oblasti - tedy na úrovni programových aplikací tvořících základ pro tvorbu GIS. Obecné: –IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE-1451- senzorová interoperabilita (OGC SWE specifikace). –Oasis - Organization for the Advancement of Structured Information Standards, e-standardy – UDDI, CAP. –W3C- World Wide Web Consortium, specifikace SVG, XML, SOAP, RDF a OWL. Geoinformační: –OGC – Open Geospatial Consortium –INSPIRE- Infrastructure for Spatial Information in Europe (http://inspire.jrc.it ) – evropská direktiva pro tvorbu SDI zaměřenou na problematiku životního prostředí. Geoinformatika Základní specifikace OGC • Web Map Service (WMS) • Web Feature Service (WFS) • Web Coverage Service (WCS) • Geography Markup Language (GML) • Catalog Service for Web (CSW) • Simple Features Specification (SFS) – základní geometrická primitiva v GIS a jejich prostorové dotazováni. Geoinformatika Rozhraní OGC Web Mapping • definována společná rozhraní, která umožňují klientům připojovat a zobrazovat data z různých mapových serverů, pokládat dotazy na jejich vlastnosti. • rozhraní jsou implementována přes protokol HTTP a zprávy v jazyce XML (GML) • Web Map Service (WMS) • Web Feature Service (WFS) Geoinformatika Co je to rozhraní? Zaklínadlo, které vyvolá určité chování Sezame, otevři se Geoinformatika Zaklínadla a jejich části Zaklínadlo Mluvčí Posluchač Chování Autorita Sezame, otevři se! Alibaba Hora (skryté dveře) Hora (skryté dveře) Se otevře Pohádky 1001 noci Get Map (Tenký) klient (geo)Datový server Zobrazí se mapa OGC Geoinformatika Rozhraní Web Map Server • 3 protokoly: – GetCapabilities (P) – metadatový popis informačního obsahu a možných parametrů požadavku – GetMap (P) – mapový obraz s definovanými geoprostorovými a rozměrovými parametry – GetFeatureInfo (N) – požadavek na informace o určitém mapovém prvku Možnost rozšíření funkčnosti - Cascading Map Servers (datové konverze, transformace v reálném čase) • SLD – Style Layer Descriptors Geoinformatika GetCapabilities WMS Geoinformatika GetMapWMS Geoinformatika GetFeatureInfo WMS Geoinformatika WFS – Web Feature Services Umožní klientovi získávat geodata ve tvaru GML z několika WFS. GML obsahuje popis geometrických vlastností, ale nikoliv vizualizace. Operation GetCapabilities DescribeFeatureType Základní WFS (read-only) GetFeature / LockFeature Transakční WFS Transaction GML katastrální data - Bylany GIS ve veřejné správě Komplexní GIS schéma