1 APLIKOVANÁ GEOINFORMATIKA doc. RNDr. Tomáš ŘEZNÍK, Ph.D. Aplikovaná geoinformatika, jaro 2020 Laboratoř geoinformatiky a kartografie Úvod, webové služby Úvod • 1/2, Zk, aplikačně zaměřený předmět – doc. RNDr. Tomáš Řezník, Ph.D. (přednášky) – RNDr. Lukáš Herman, Ph.D. (cvičení) – Mgr. Tomáš Pavelka (cvičení) • Podmínky ukončení cvičení: - účast na cvičeních (1 neomluvená absence) - vypracování zadaných cvičení • Zkouška: - silně aplikačně zaměřená, tj. praktická zkouška, obhajoba cvičení - minoritním doplňkem ústní zkouška (případně test) - významnou součástí zkoušky je samostatný úkol na počítači Laboratoř geoinformatiky a kartografie Další aspekty výuky • kombinace aplikované, fyzické i humánní geografie • využití reálných dat: - DMR 5G, ortofota, DIBAVOD, CORINE, DATA 50, RÚIAN, OSM aj. • aplikovatelná práce s vektorovými i rastrovými daty • nezahrnuje přípravu mapových výstupů • nezahrnuje další kartografickou a geoinformační teorii (odkaz na jiné přednášky na Geografickém ústavu) • známka jako kombinace výsledků u zkoušky a cvičení Laboratoř geoinformatiky a kartografie Sylabus přednášek 1. Úvod, princip webových služeb 2. GPS, formáty, konverze 3. Souřadnicové systémy 4. Georeferencování 5. Prostorové operace v GIS 6. Overlay algebra 7. Interpolace 8. Digitální modely terénu 9. Parametry odvozené z digitálních modelů terénu 10. Mapová algebra 11. Síťové analýzy 12. Autorské právo 13. Přehled dat Laboratoř geoinformatiky a kartografie Sylabus cvičení Tři projekty v průběhu semestru (hodnoceny výslednou známkou): 1. Model akcelerované eroze (výškové modely a související analýzy) 2. Síťové analýzy 3. ModelBuilder: sestavení modelu pro počet osob potenciálně ohrožených stoletou vodou Laboratoř geoinformatiky a kartografie Literatura • Tuček, J. (1998): Geografické informační systémy, principy a praxe. Computer Press, Praha, 424s. • DeMers, M., N. (1994): GIS Modeling in Raster. John Wiley & Sons, Inc. New York, 203s. • Wilson, J., P., Gallant, J., C., (2000): Terrain Analysis: Principles and Applications. John Wiley & Sons, Inc. New York, 512s. • Voženílek, V. (2001): Integrace GPS/GIS v geomorfologickém výzkumu. UPOL, Olomouc, 2001. 185 s. • dokumentace ArcGIS Laboratoř geoinformatiky a kartografie 2 WEBOVÉ SLUŽBY • další generace internetových aplikací • vzájemná komunikace a sdílení dat mezi aplikacemi v prostředí internetu na základě standardizovaných protokolů interoperabilita • webovou službou se rozumí síťově přístupné rozhraní k funkcionalitě aplikace, které je vytvořeno pomocí standardizovaných internetových technologií • vývoj standardů pro oblast webových geoinformačních služeb: Open Geospatial Consortium (OGC) – http://www.opengeospatial.org/ Laboratoř geoinformatiky a kartografie Webové služby Laboratoř geoinformatiky a kartografie Webové služby server klient http://adresa_serveru?SERVICE=WMS&version=1.1.1&REQUEST=GetMap&Layers=1&srs= EPSG:4326&BBOX=16.54,49.22,16.57,49.23&WIDTH=600&HEIGHT=400&FORMAT=image /png Hlavní výhody webových služeb • Přístup k mapám z několika serverů • Kaskádování serverů • Využití funkcí různých výrobců – distribuovaný systém • Formát dat je navenek prezentován standardním formátem • Data jsou na místě vzniku a mohou být aktualizována na 1 místě • Uživatel může přistoupit pouze ke službám, které opravdu potřebuje Laboratoř geoinformatiky a kartografie Metadata – „živá voda“ webových služeb Laboratoř geoinformatiky a kartografie Metadata – „živá voda“ webových služeb GIS software GIS software GIS software prostorový rozsah temat. kategorie souřad. systém časový rozsah … Laboratoř geoinformatiky a kartografie 3 Hledej VYHLEDÁVACÍ SLUŽBA PRO PROSTOROVÁ DATA A SLUŽBY Libovolný časový úsek: Od: Do: + Adopted from http://maps.google.co.uk mapa Princip vyhledávacích služeb Laboratoř geoinformatiky a kartografie Katalogový server Klientská aplikace Katalogový server Katalogový server Katalogový server Katalogový server Katalogový server Princip vyhledávacích služeb Laboratoř geoinformatiky a kartografie Hledej VYHLEDÁVACÍ SLUŽBA PRO PROSTOROVÁ DATA A SLUŽBY Libovolný časový úsek: Od: Do: + Adopted from http://maps.google.co.uk mapa Princip vyhledávacích služeb Laboratoř geoinformatiky a kartografie Princip vyhledávacích služeb Hledej VYHLEDÁVACÍ SLUŽBA PRO PROSTOROVÁ DATA A SLUŽBY Libovolný časový úsek: Od: Do: + Adopted from http://maps.google.co.uk mapa Laboratoř geoinformatiky a kartografie Princip vyhledávacích služeb Hledej VYHLEDÁVACÍ SLUŽBA PRO PROSTOROVÁ DATA A SLUŽBY Libovolný časový úsek: Od: Do: + Adopted from http://maps.google.co.uk mapa Laboratoř geoinformatiky a kartografie • http://geoportal.gov.cz České a evropské vyhledávací služby • http://inspire- geoportal.ec.europa.eu Laboratoř geoinformatiky a kartografie 4 • Po získání základních informací bychom si data chtěli prohlédnout • Prohlížecí služby, alias Web Map Service (WMS) podle OGC • Obdobná funkcionalita jako Google Maps či Mapy.cz Co dál? Laboratoř geoinformatiky a kartografie Web Map Service (WMS) • počátek v roce 1998, specifikace 1.0.0 vydána 19. května 2000 • 2005 přijat jako standard ISO 19128 • nejaktuálnější verze 1.3.0 • snaha o sdílení map na Webu – standardizovaný způsob jak získat mapu z Webu • požadavek (request) – parametry (text) • odpověď (response) – popis (XML) nebo mapa (bitmapa – rastr) • HTTP, POST, GET • požadavky – GetCapabilities – GetMap – GetFeatureInfo Laboratoř geoinformatiky a kartografie GetCapabilities odezva OGC:WMSWeb Map Service cenia_II_voj_mapArcIMS 9.2.0 cenia_II_voj_map Web Map ServiceArcIMSpostal
nonenone application/vnd.ogc.wms_xmlimage/pngimage/ jpegimage/gifapplication/vnd.ogc.wms_xmltext/xmltext/htmltext/plainapplication/vnd.ogc. se_xmlapplication/vnd.ogc.se_inimageapplication/vnd.ogc.se_blankcenia_II_voj_mapEPSG:4326EPSG:102067EPSG:102067< SRS>EPSG:28403EPSG:32633EPSG:4326EPSG:31287EPSG:4269EPS G:30351II. vojenske mapovani MoravaEPSG:43260II. vojenske mapovani - CechyEPSG:4326 Laboratoř geoinformatiky a kartografie • Napište http://heis.vuv.cz/data/webmap/isapi.dll?SERVICE=WMS&LANG=CS- CZ&LAYERS=wms_chopav&TRANSPARENT=TRUE&FORMAT=image%2Fpng&E XCEPTIONS=XML&VERSION=1.3.0&STYLES=inspire_common%3ADEFAULT&C RS=EPSG%3A102067&OWSSERVICE=WMS&FROMCRS=EPSG%3A102067&R EQUEST=GetMap&BBOX=-920000,-1200000,-319000,- 960000&WIDTH=1200&HEIGHT=500 do webového prohlížeče Získání náhledu na mapu (operace GetMap) Laboratoř geoinformatiky a kartografie Náhledy na prostorová data (WMS) Get Map (getMap) WMS server klient http://wms.cuzk.cz/wms.asp?SERVICE=WMS&version=1.1.1&REQUEST=GetMap &Layers=0&srs=epsg:102067&BBOX=14.5561,49.9998,14.5606,50.0018&WIDTH =800&HEIGHT=600&FORMAT=image/png&TRANSPARENT=TRUE Laboratoř geoinformatiky a kartografie Řetězení (kaskádování) webových (mapových) služeb server client server server server Převzato z: http://www.dbstephens.com, upravenoLaboratoř geoinformatiky a kartografie 5 Operace GetFeatureInfo WMS server klient http://10.1.0.6/geoserver/wms?LAYERS=v_p_map_kategorie&TRANSPARENT=true&FORM AT=image%2Fgif&CQL_FILTER=(id_kategorie%3D%27prodejny%27)%20AND%20(riziko%3 D3%20OR%20riziko%3D2%20OR%20riziko%3D1)&SRS=EPSG%3A900913&SERVICE=W MS&VERSION=1.1.1&REQUEST=GetFeatureInfo&STYLES=&EXCEPTIONS=application%2 Fvnd.ogc.se_xml&BBOX=1598697.690562%2C6352291.858499%2C1928905.652695%2C6 596890.348967&X=278&Y=184&INFO_FORMAT=text%2Fhtml&QUERY_LAYERS=v_p_ma p_kategorie&WIDTH=540&HEIGHT=400 Klient posílá dotaz na určitý objekt na mapě (getFeatureInfo) Laboratoř geoinformatiky a kartografie • Snaha o zrychlení WMS → nová (paralelní) implementační specifikace z roku 2010 – Inspirováno OSGeo Tile Map Service Specification • Předpřipravené dlaždice – Funkcionalita jako Google Maps, Mapy.cz,… • Typy kódování: KVP, REST, SOAP • Základní operace – GetCapabilities – GetTile – GetFeatureInfo Web Map Tile Service (WMTS) Laboratoř geoinformatiky a kartografie • WMS – libovolné mapy: určeno pro mapy s (často) se měnícím obsahem či měnící se kartografickou vizualizací (prostřednictvím změny stylu – SLD) – prostorový výběr není omezen • WMTS – předdefinované mapy: především referenční data (topografický podklad, geografický základ) – prostorový výběr přes minimální ohraničující obdélník byl nahrazen dlaždicemi Zaměření WMS vs. WMTS Laboratoř geoinformatiky a kartografie GetTile operace WMTS Převzato z OGC implementační specifikace WMTS 1.0 Laboratoř geoinformatiky a kartografie Ukázka dlaždic pro OpenStreetMap © Přispěvatelé OpenStreetMap Doba načtení jedné dlaždice Laboratoř geoinformatiky a kartografie Geography Markup Language (GML) • Účel GML: - modelovací jazyk pro geografickou informaci - kódování geografické informace - navržen pro web a webové služby • Základní principy GML: - otevřený standard - umožňuje výměnu prostorových dat nezávisle na technologii poskytovatele - vhodný pro SOA (Service Oriented Architecture) Laboratoř geoinformatiky a kartografie Převzato z: http://www.fig.net/pub/cairo/ppt/wss/wss_02_portele_ppt.pdf 6 Geography Markup Language (GML) Laboratoř geoinformatiky a kartografie Česká data v GML (WFS) • Katastr, adresní body, administrativní jednotky, chráněná území, výškopis,… • Katastr nemovitostí – http://services.cuzk.cz/gml/inspire/cp/epsg-5514/ – http://services.cuzk.cz/wfs/inspire-cp-wfs.asp – více info viz http://services.cuzk.cz/doc/inspire-cp-data.pdf • Adresní body – http://services.cuzk.cz/gml/inspire/ad/epsg-5514/ – http://services.cuzk.cz/wfs/inspire-ad-wfs.asp • Administrativní jednotky – http://services.cuzk.cz/wfs/inspire-au-wfs.asp – http://services.cuzk.cz/gml/inspire/au/epsg-5514/ • Chráněná území – https://gis.nature.cz/arcgis/services/UzemniOchrana/ChranUzemi/MapServer/WFSServer • Budovy – http://services.cuzk.cz/gml/inspire/bu/epsg-5514/ Laboratoř geoinformatiky a kartografie • Například, http://services.cuzk.cz/gml/inspire Stažení prostorových dat z webového úložiště Laboratoř geoinformatiky a kartografie Výsledek stažení prostorových dat z webového úložiště Laboratoř geoinformatiky a kartografie • Nabízí přímý přístup ke strukturované geografické informaci na Webu na úrovni prvků a vlastností prvků (atributů) • Komunikační vzor požadavek/odpověď (request/response) – požadavek KVP/XML/GML – odpověď XML/GML – HTTP GET, HTTP POST, SOAP (XML) • Typy WFS – Simple: GetFeature s předdefinovanými dotazy (StoredQueries) – Basic: Simple + Filter Encoding – Transactional: Basic + transakce Web Feature Service (WFS) Laboratoř geoinformatiky a kartografie • 3 verze • WFS 1.0 – GML 2.2 • WFS 1.1 – GML 2.2, 3.1 • WFS 2.0 – GML 2.2, 3.1, 3.2.1 • Operace • GetCapabilities, DescribeFeatureType, GetPropertyValue, GetFeature, GetFeatureWithLock, LockFeature, Transaction, CreateStoredQuery, DropStoredQuery, ListStoredQueries, DescribeStoredQueries Web Feature Service (WFS) Laboratoř geoinformatiky a kartografie 7 • Zadejte adresu http://services.cuzk.cz/wfs/inspire-cp- wfs.asp?service=WFS&version=2.0.0&request=GetFe ature&typenames=CadastralBoundary&BBOX=- 599098,-1159750,-598602,- 1159520&srsName=urn:ogc:def:crs:EPSG::5514 Přímé stažení reálných dat Laboratoř geoinformatiky a kartografie Výsledek stažení prostorových dat z webové služby Laboratoř geoinformatiky a kartografie