title_header APLIKOVANÁ GEOINFORMATIKA Tomáš ŘEZNÍK Aplikovaná geoinformatika, jaro 2023 Laboratoř geoinformatiky a kartografie Úvod, webové služby title_header Úvod • 1/2, Zk, aplikačně zaměřený předmět – prof. RNDr. Tomáš Řezník, Ph.D. (přednášky) – 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 - významnou součástí zkoušky je samostatný úkol na počítači - minoritním doplňkem ústní zkouška (případně test) Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header Další aspekty výuky • kombinace aplikované, fyzické i sociální/regionální 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 title_header 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 title_header 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 F:\Aplikovaná geoinformatika\Cvičení\Cvičení 1\geoCR50\47118409\2D - přehled.jpg F:\Aplikovaná geoinformatika\Cvičení\Cvičení 1\geoCR50\47118409\Sklon.jpg ModelBuilder.png title_header 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 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/ title_header Laboratoř geoinformatiky a kartografie Webové služby title_header 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 http://geoportal.gov.cz/ArcGIS/services/CENIA/cenia_rt_RETM/mapserver/WMSServer?SERVICE=WMS&version =1.1.1&REQUEST=GetMap&Layers=1&srs=EPSG:4326&BBOX=16.54,%2049.22,%2016.57,%2049.23&WIDTH=600&HEIGHT =400&FORMAT=image/png%20&STYLES=default title_header 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 title_header Metadata – „živá voda“ webových služeb Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header Metadata – „živá voda“ webových služeb GIS software GIS software GIS software prostorový rozsah temat. kategorie souřad. systém časový rozsah … UML_ISO_Core UML_ISO_Core zdrojak zdrojak Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header 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 title_header Katalogový server Klientská aplikace Katalogový server Katalogový server Katalogový server Katalogový server Katalogový server zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak zdrojak Princip vyhledávacích služeb Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header 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 title_header 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 title_header 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 title_header •http://geoportal.gov.cz • • České a evropské vyhledávací služby •http://inspire-geoportal.ec.europa.eu • • Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header •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 title_header 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 title_header GetCapabilities odezva OGC:WMSWeb Map Service cenia_II_voj_mapArcIMS 9.2.0 cenia_II_voj_map Web Map ServiceArcIMSpostalnonenone application/vnd.ogc.wms_xmlimage/pngimage/jpegimage/gifapplication/vnd.ogc.wm s_xmltext/xmltext/htmltext/plainapplicati on/vnd.ogc.se_xmlapplication/vnd.ogc.se_inimageapplication/vnd.og c.se_blankcenia_II_voj_mapEPSG:4326EPSG:102067EPSG:10 2067EPSG:28403EPSG:32633EPSG:4326EPSG:31287E PSG:4269EPSG:30351II. vojenske mapovani - MoravaEPSG:43260II. vojenske mapovani - CechyEPSG:4326 Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header •Napište http://heis.vuv.cz/data/webmap/isapi.dll?SERVICE=WMS&LANG=CS-CZ&LAYERS=wms_chopav&TRANSPARENT=TRUE& FORMAT=image%2Fpng&EXCEPTIONS=XML&VERSION=1.3.0&STYLES=inspire_common%3ADEFAULT&CRS=EPSG%3A102067&O WSSERVICE=WMS&FROMCRS=EPSG%3A102067&REQUEST=GetMap&BBOX=-920000,-1200000,-319000,-960000&WIDTH=1200 &HEIGHT=500 do webového prohlížeče Získání náhledu na mapu (operace GetMap) Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header Náhledy na prostorová data (WMS) WMS_CUZK.png 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=1 4.5561,49.9998,14.5606,50.0018&WIDTH=800&HEIGHT=600&FORMAT=image/png&TRANSPARENT=TRUE Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header Řetězení (kaskádování) webových (mapových) služeb http://www.dbstephens.com/uploads/images/GIS_NM_stackup.png server client server server server Převzato z: http://www.dbstephens.com, upraveno Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header Operace GetFeatureInfo WMS server klient http://10.1.0.6/geoserver/wms?LAYERS=v_p_map_kategorie&TRANSPARENT=true&FORMAT=image%2Fgif&CQL_FILT ER=(id_kategorie%3D%27prodejny%27)%20AND%20(riziko%3D3%20OR%20riziko%3D2%20OR%20riziko%3D1)&SRS=EPS G%3A900913&SERVICE=WMS&VERSION=1.1.1&REQUEST=GetFeatureInfo&STYLES=&EXCEPTIONS=application%2Fvnd.og c.se_xml&BBOX=1598697.690562%2C6352291.858499%2C1928905.652695%2C6596890.348967&X=278&Y=184&INFO_FO RMAT=text%2Fhtml&QUERY_LAYERS=v_p_map_kategorie&WIDTH=540&HEIGHT=400 Klient posílá dotaz na určitý objekt na mapě (getFeatureInfo) checkbox.png getFeature.png Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header •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 title_header •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 title_header GetTile operace WMTS Převzato z OGC implementační specifikace WMTS 1.0 Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header http://b.tile.openstreetmap.org/12/2235/1402.png http://c.tile.openstreetmap.org/12/2236/1402.png http://a.tile.openstreetmap.org/12/2237/1402.png http://c.tile.openstreetmap.org/12/2235/1403.png http://a.tile.openstreetmap.org/12/2236/1403.png http://b.tile.openstreetmap.org/12/2237/1403.png Ukázka dlaždic pro OpenStreetMap © Přispěvatelé OpenStreetMap Doba načtení jedné dlaždice Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header 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 title_header Geography Markup Language (GML) Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header 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 title_header •Například, http://services.cuzk.cz/gml/inspire • • Stažení prostorových dat z webového úložiště Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header Výsledek stažení prostorových dat z webového úložiště Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header •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 title_header •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 title_header •Zadejte adresu http://services.cuzk.cz/wfs/inspire-cp-wfs.asp?service=WFS&version=2.0.0&request=GetFeature&typenam es=CadastralBoundary&BBOX=-599098,-1159750,-598602,-1159520&srsName=urn:ogc:def:crs:EPSG::5514 Přímé stažení reálných dat Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header Výsledek stažení prostorových dat z webové služby Laboratoř geoinformatiky a kartografie title_header •Nejčastěji RESTové API •Dokumentace na https://ogcapi.ogc.org/ •Sjednocený způsob dotazování se na služby •Prostřednictvím URL adresy – –Například –https://demo.ldproxy.net/vineyards/ (URL služby) –https://demo.ldproxy.net/vineyards/api/ (± GetCatabilities) –https://demo.ldproxy.net/vineyards/collections/vineyards/items (stažení vektorových/rastrových dat v konkrétním formátu) Blízká budoucnost – OGC APIs Laboratoř geoinformatiky a kartografie