Jak fungují mapové prohlížecí služby

24.05 2013

Prohlížecí služby umožňující zobrazovat geografická data formou on-line mapových výstupů

Jak fungují mapové prohlížecí služby?

Mapové služby jsou vytvářeny prostřednictvím mapového serveru, což je v podstatě specializovaný software, který zajišťuje komunikaci (architektura klient/server) mezi "běžným" webovým serverem a databází s prostorovými daty. Co se však přesně odehrává, pokud chce internetový uživatel konkrétní mapu, je popsáno v následujícíh krocích:

  • uživatel v internetovém prohlížeči (Internet Explorer, Mozilla, Google Chrome, ...) definuje zájmovou oblast (extent - rozsah mapy), požadované vrstvy (soubory dat), případně rozměry, rozlišení a formát výsledné mapy.
  • Internetový prohlížeč (klient) odesílá požadavek prostřednictvím protokolu HTTP (HyperText Transfer Protocol) webovému serveru (např. MS IIS, Apache).
  • Požadavek je následně předán mapovému serveru, který se dále dotazuje do databáze a získaná data posílá zpět webovému serveru, který je zobrazí v klientské aplikaci. Výsledkem může být vygenerovaný rastrový obrázek, text nebo samotná geodata.

Komunikace klienta a serveru probíhá pokaždé, když se uživatel pohybuje v mapě (dochází ke změně extentu) nebo využívá nějaký z nabízených interaktivních nástrojů (například vyhledávání adresy nebo trasy, zobrazení vlastností vybraného objektu). Celý proces může být ještě složitější, pokud klient požaduje data z více mapových serverů najednou - důležitou roli pak hraje dodržování standardů OGC. Existuje několik mapových serverů (myšleno technologií), jejichž prostřednictvím můžeme mapové služby publikovat - například komerční ArcGIS Server, GeoMedia WebMap, T-MapServer, TopoL Internet Server, nebo zdarma využitelné UMN MapServer, OSGeo MapServer a GeoServer.

Standardy služeb nad prostorovými daty dle OGC

Rozlišujeme několik typů webových služeb v závislosti na tom, co chceme uživateli poskytnout. Nemusíme publikovat pouze data (WMS, WFS, WCS služby), ale je možné uživateli nabídnout také analytické nástroje pro jejich zpracování (WPS). Všechny služby, které budou nyní popsány, se řídí specifikacemi konsorcia OGC.

WMS - Web Map Service je základní službou, která uživateli vrátí vždy mapovou kompozici v podobě rastru. Je sice možné požadovat několik vrstev najednou (jak vektorových, tak rastrových), ale výsledná reprezentace je vždy rastrová, data tudíž nelze žádným způsobem editovat nebo je použít v návazných analýzách. Tato služba je vhodná, pokud chceme uživateli dát možnost si data prohlížet, ale ne s nimi dále pracovat. V případě publikování objemných vrstev (např. ortofoto) je možné využít službu WMTS (Web Map Tile Service), která urychluje načítání obrazu v prohlížeči tím, že jsou na serveru uloženy připravené mapové dílce (Tiles) pro definovaná měřítka. WMS může uživateli také poskytovat informace o objektech nacházejících se v daném bodě, pokud to vybrané vrstvy umožňují.

WFS - Web Feature Service narozdíl od WMS neposkytuje pouze rastrový obraz, ale umožňuje s daty následnou manipulaci - data jsou uživateli předávána formou objektů. WFS specifikace definuje čtyři základní operace s geografickými prvky (Features), které by měl mapový server umožňovat:

WCS - Web Coverage Service podporuje získání prostorových dat popisujících v čase nebo prostoru proměnlivé objekty. Takovéto vícerozměrné vrstvy bývají nazývány jako Coverages - jedná se např. o družicové snímky vegetačního pokryvu (Land Cover), data týkající se počasí nebo klimatu, digitální modely terénu. Služba WCS umožňuje komplexní analýzy a zahrnutí dat do složitých modelů.

WPS - Web Processing Service poskytuje prostřednictvím mapového serveru předdefinované analytické nástroje - od jednoduchých kalkulací s atributy vybraných objektů až po složité výpočetní modely. Uživatel v tomto případě definuje, jaká data chce použít, jaká operace se má provést a jak se má zobrazit požadovaný výsledek. Prakticky se pak jedná o (částečný) přenos funkcionality geografických informačních systémů na web.

Kromě mapových služeb existují také webové služby katalogové (Catalogue Services for the Web - CS-W), které slouží k vyhledávání metadatových záznamů o geodatech, mapových službách případně aplikacích. Vyhledávání v sekci „METADATA“ využívá právě CS-W službu.

Přesné specifikace všech těchto služeb jsou k nalezení na stránkách OGC - http://www.opengeospatial.org/standards).

Data poskytovaná ÚRM jsou spravována prostřednictvím ArcGIS Serveru, který zpět ke klientovi odesílá informace běžnou formou výstupu jako je rastrový obrázek nebo text. Prohlížecí služby jsou standardně publikovány ve třech formátech:

  • AGS (ArcGIS Server service) – nativní formát mapových služeb publikovaných prostřednictvím ArcGIS Serveru

  • WMS – standardizovaný formát