A GIS Fejlődés Trendjei Előadás a „10 éves a Térinformatika Tanszék” Tudományos Ülésszakon.

Az előadások a következő témára: "A GIS Fejlődés Trendjei Előadás a „10 éves a Térinformatika Tanszék” Tudományos Ülésszakon."— Előadás másolata:

1 A GIS Fejlődés Trendjei Előadás a „10 éves a Térinformatika Tanszék” Tudományos Ülésszakon

2 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei2 Tartalom Motiváció A Térbeli Adatok Elosztásának és Előállításának Új Lehetőségei –A Térbeli Adatok Elosztása –A Térbeli Adatnyerés Néhány Új Vonása Adatmodellek Adatszabványok és a WEB Felhasználói Változások Következtetések

3 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei3 Motiváció Tanulmányt írtam 1994 végén a A GIS AZ EZREDFORDULÓN címmel A Térinformatika Tanszék 10. évfordulója jó alkalomnak tűnik a megjósolt trendek, a tényleges fejlődés és az újabb elvárások egybevetésére

4 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei4 A Térbeli Adatok Elosztásának és Előállításának Új Lehetőségei A Térbeli Adatok Elosztása A nemzeti térbeli adatinfrastruktúra (NSDI) 1994-es észak amerikai meghirdetése óta - legalább is programként - elterjedt az egész világon adatot letöltse ingyenA program lényege az volt, hogy a felhasználó a szabványosított meta adatok segítségével kiválassza a szükséges térbeli adatot letöltse, esetleg adathordozón megrendelje. Az USA-ban mindezt ingyen

5 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei5 Partnerek Elosztó központ (katalógus) Meta adatok KeretadatokGEOadatok Szabványok Nemzeti Térbeli Adat Infrastruktúra

6 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei6 Hogyan működött a 90-es évek végén az Ellátó Központ Web szerver Web szerver Web kliens Kapu Ellátó Központ Csomópontok Z39.50 cgi/szervlet Szerverek listája applet vagy űrlap

7 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei7 GSDI Kapcsolatok Organizational Remits Data Policies Technologies Standards Delivery Mechanisms Finance/Human Resources Digital Earth ISO/TC211 APSDI ICDE NSDI ASDI CGDI EGII NaLIS Corine NSIF HUNAGI NSDIPA SNIG NGDF Global Map Open GIS Consortium Digital Earth 1999-től az NSDI globális ágakat is hajtott – GSDI és Al Gore Digital Earth programjának keretében az egész földre kiterjedő feladatokra is alkalmazásra került

8 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei8 Napjainkban a térbeli adatinfrastruktúrák központi portálokon keresztül érhetők el A fejlesztés keretét az USA-ban az elektronikus kormányzás (e- Government) egy ablakos (One Stop) koncepciójának megvalósítására indított 24 projekt egyike, a http://geodata.gov WEB portál biztosítja.http://geodata.gov Gyakorlatilag azonos interfésszel hozott létre WEB portált az Európai Unió ( http://eu-geoportal.jrc.it ), illetve India ( http://gisserver.nic.in/nsdiportal/gos ) is.http://eu-geoportal.jrc.ithttp://gisserver.nic.in/nsdiportal/gos Természetesen a tartalom, részben a későbbi kezdésnek, illetve Európa esetén a nemzeti széttagoltságnak betudhatóan jóval szerényebb.

9 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei9

10 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei10

11 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei11

12 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei12 szolgáltatások Térbeli adatok elosztása + szolgáltatások

13 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei13 Hálózati szolgáltatások bonyolult geoinformációs feladatok megoldására és az SWE projekt A kényelmes információhoz jutás a világhálón szolgáltatásokat igényel. A WEB szolgáltatások során a felhasználó megfogalmazott keresését a bróker felé továbbítja. Ugyancsak a bróker felé irányul a feldolgozó modulokat létrehozók publikációs közlése is. A publikációk vizsgálata alapján a bróker hozzákapcsolja a keresésnek megfelelő létrehozóhoz a felhasználót. Mivel a legtöbb esetben a feldolgozás több modul szekvenciális összekapcsolását igényli ezért a láncolásra is szükség van a különböző létrehozók moduljai között

14 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei14 A WEB szolgáltatások az alábbi WEB szabványokon alapulnak A WEB szolgáltatások az alábbi WEB szabványokon alapulnak : A modul publikálására a WSDL (WEB Service Definition Language) szolgál, ami egy XML formátum a szolgáltatás meghatározására; A keresést az UDDI (Universal Description, Discovery and Integration) protokoll felhasználásával végzi a rendszer; A hozzákapcsolást a SOAP (Simple Object Access Protocol), XML (Extended Markup Language) és HTTP (Hypertext Transfer Protocol) teszik lehetővé; A láncolás a BPEL (Business Process Execution Language), a BPEL és a Java összekapcsolásából létrehozott BPELJ és az XML segítségével programozható.

15 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei15 A WEB szolgáltatásokhoz használt W3C szabványok összefoglalása SSL=Secure Sockets Layer, SOAP=Simple Object Access Protocol, WSDL=Web Services Description Language, UDDI= Universal Description, Discovery and Integration, BPEL=Business Process Execution Language

16 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei16 térbeli szolgáltatások A térbeli szolgáltatások többek közt abban különböznek a különböző üzleti szolgáltatásoktól, hogy feldolgozó moduljaik az OGC (Open GIS Consortium) specifikációira támaszkodva készülnek. A figyelembe vett OGC térbeli szolgáltatás szabványok a következők: A WEB Coverage Services (WCS) definiálja a WEB interfészt többdimenziós, több időponthoz tartozó térbeli adatok interoprábilis, on-line eléréséhez. A WEB Feature Services (WFS) alapján készült WEB interfésszel objektum alapú térbeli adatok érhetők el. A WEB Map Services (WMS) alapú interfész lehetővé teszi a különböző WEB források alapján történő térképkészítést. A WEB Registry Services (WRS) olyan interfészek meghatározására szolgál, melyek segítségével nyilvántartásokból (regiszterekből) kereshetők adatok vagy szolgáltatások.

17 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei17 Összetett térinformatikai feladatok felhasználó barát feldolgozása a világhálón: GeoBrain GeoBrain A GeoBrain abból indul ki, hogy a feladat az archívumokban lévő geo-objektumokból a felhasználó által igényelt geo- objektumok létrehozása. A létrehozási folyamatot a geo-fa írja le, mely olyan virtuális objektumnak tekinthető, ahol a csomópontok a feldolgozási sorrend egyes moduljait reprezentálják. A felgyülemlett óriási globális térbeli adatmennyiség (NASA) feldolgozhatósága másként nem képzelhető el. W3C és OGC szolgáltatási szabványokat használ Hasonló feladatokat céloz meg az Open GRID is

18 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei18 Egyre nagyobb igény van jelenidejű adatokra, melyek az adatbázisban tárolt adatokkal együtt biztosítják a dinamikus térbeli döntéshozás lehetőségét. Sensor Web Enablement (SWE) Ilyen dinamikus Internetes rendszerek létrehozását célozta meg a Sensor Web Enablement (SWE)

19 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei19 Az OGC SWE projektje új szolgáltatások specifikációját is igényli: SensorML – információs modellek és szenzor kódolások Observations & Measurements – a mérések és megfigyelések kódolása és információs modellje Sensor Collection Service – közvetít a felhasználó és raktár vagy jelen idejű csatorna között Sensor Planning service – közvetít a kliens és a szenzor kezelő között Web Notification service – a kliens és szolgáltatás dialógust kezeli Vincent Tao demója http://www.geoict.yorku.ca/http://www.geoict.yorku.ca/

20 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei20 A Térbeli Adatnyerés Néhány Új Vonása Jelenidejű Szenzor adatok (lsd. SWE) WADGPS WAASMSAS EGNOSWADGPS (Wide Area Differential GPS) az USA-ban WAAS, Japánban MSAS, Európában EGNOS – 1-3 m pontosság RTK GPSnagy adatátviteli sebességű mobilRTK GPS + nagy adatátviteli sebességű mobil az adatbázis közel jelenidejű frissítését is lehetővé teszi LiDARTömeges adatnyerés – LiDAR-ral

21 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei21 A LiDAR elterjedése és újszerű hasznosítása Síkrajzi információ az intenzitás képből, magassági információ a távolsági képből A LiDAR ma már intenzitást is mér, ami közelíti a fényképhez. Ha a fényképpel együtt használjuk közös tájékozást kell biztosítani.

22 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei22 A direkt tájékozás széleskörű alkalmazása a Kreuztal-i IGI cég AEROcontrol™ nevű GPS/INS rendszere: - Inerciális rendszer (INS) - 12 csatornás L1/L2 GPS vevő - AEROcontrol™ kompjuter - CCNS 4 repülés irányító rendszer -GPS referencia állomás Utófeldolgozáshoz az IGI AEROoffice™ nevű szoftvere A direkt tájékozás alapelve: az (X,Y,Z) koordináták És a ( , ,  ) elfordulásokat a repülés alatt határozzák meg Európában a Hansa Luftbild akkor használja, ha nagy területen kell ortofotót csinálni

23 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei23 Már az 1996-os ISPRS kongresszust követően nagy várakozás előzte meg az 1 m felbontású képeket készítő műholdakat, melyek végül is 1999-től kezdődően olyan üzemszerű kereskedelmi szolgáltatást nyújtanak, ami sok vonatkozásban versenyezni tud a légifényképezéssel. Ikonos-2QuickBird-1 Orbview-3 Jelenleg három 1m felbontású műhold szolgáltatásai vehetők igénybe. Ezek az Ikonos-2, melyet 1999-ben, a QuickBird-1, melyet 2000-ben és az Orbview-3, melyet 2003-ban állítottak üzembe. A gyakorlati adatgyűjtésben ezek mellett igen nagy szerepet játszik a 2.5 m felbontású képeket készítő, 2002-ben fellőtt Spot-5 is, ami feltehetőleg a SpotImage cég ismertségének és gazdag szolgáltatásainak tudható be. Nagyfelbontású műholdak

24 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei24 A kis szatelliták lehetséges elterjedése http://centaur.sstl.co.uk/SSHP/ http://centaur.sstl.co.uk/SSHP/ A kis szatelliták az űr missziók tapasztalatai alapján kis súlyúak és olcsók. Többet fel lehet lőni, gyakrabban szolgáltatnak adatot. Elterjedésük piaci – pénzügyi kérdés sztereo nem sztereo

25 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei25 Adatmodellek, Adatszabványok és a WEB Grafikus és leíró adatok közös adatbázisban: Grafikus és leíró adatok közös adatbázisban: 1997 Oracle 8 Spatial Locator modulja GIS szoftverhez csatlakozva 2004 Oracle 10g ingyenes Locator modulja (ugyanaz mint a 8 spatial) GIS szoftverhez csatlakozva tárolja mind a leíró, mind a grafikus adatokat. Spatial moduljaönálló GIS A 10g Spatial modulja önálló GIS - saját programozható MapViewer jáva szervletje segítségével, mely az Oracle alkalmazás szerverén fut, számtalan térinformatikai alkalmazást önmaga szolgáltat vállalati intranet vagy Internet környezetben

26 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei26 LSB (Hely Alapú Szolgáltatások) alkalmazást mutatunk be a Spatial és a Mapviewer felhasználá- sával.

27 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei27 A térbeli adatbázis a vállalati adatbázis szerves részévé vált VILLANYGÁZTELEFONVÍZCSŐKÖZ vállalati51%68%42%53%60%66% osztály38%27%58%35%20%22% csoport11%5%0%12%20%12% A GIS elhelyezkedése az amerikai közmű cégek szervezetében

28 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei28 Az objektum központú adatmodell kialakítása és főképp szabványosítása egyelőre még várat magára. geotechnikai – geológiai adatbázisok létrehozásához. Az egyetlen kivétel az SDSFIE (http://rpm.wes.army.mil/SDS.asp) – az USA hadsereg térbeli adat és üzemeltetési szabványa, mely folyamatos fejlesztéssel igyekszik kielégíteni a rokon szakmai közösségek igényeit is: a szabvány új verziója olyan 3 dimenziós objektumokat is meghatározni készül, melyek szükségesek a geotechnikai – geológiai adatbázisok létrehozásához.http://rpm.wes.army.mil/SDS.asp geotechnikai, geológiai A geotechnikai, geológiai feltárás által igényelt objektumok bevonásának igénye a térbeli objektumok szabványosított rendszerébe nem csak az USA-ban merült fel. 2001 óta végeznek kutatást Ausztráliában is az XMML létrehozása céljából (http://www.ned.dem.csiro.au/XMML/), melyet a földtudományi feltárás szabványosított nyelveként terveznek realizálni.http://www.ned.dem.csiro.au/XMML/

29 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei29 A szabványosítási munkák legintenzívebben a WEB-bel kapcsolatban folynak. A "Földrajzi Információs Közösségek" fogalmi fordítóját az XML alapú szakmai térbeli adat leíró nyelvek alapján lehet megvalósítani. Az OGC 2003 elején jóváhagyta a GML nyelv 3. verzióját, mely lehetővé teszi a szemantikával ellátott 2D-s és 3D-s (sőt, ha az idő dimenziót is figyelembe vesszük a 4D-s) térbeli adatok alfanumerikus továbbítását a klienshez. A 2D-s adatokat az SVG-be a 3D-s adatokat a VRML XML-es utódjának tekinthető X3D-be transzformálva jeleníti meg a kliens képernyője. A GML-hez objektum katalógus is csatolható, azaz megvan a lehetőség szabványos objektum katalógusok alkalmazására is.

30 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei30 A GML-ben kódolt információ útja a klienshez

31 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei31 Felhasználói Változások A GIS az informatika szerves részévé váltA GIS az informatika szerves részévé vált Hogy milyen nagy részévé az attól függHogy milyen nagy részévé az attól függ: –Hogy mennyire bővülnek és olcsóbbodnak a térinformatikai szolgáltatások, beleértve a térbeli adatszolgáltatást is –Hogy mennyire tekinthetők a hatékonyság növelőinek a GIS alkalmazások –Hogy mennyire lesz sikeres az óvodai, iskolai, egyetemi oktatás a térbeliség, a földrajz és az ezeket is magába foglaló informatika vonatkozásában

32 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei32 Az alkalmazások típusai KutatásKutatás – kevesen művelik, osztott adat és feldolgozás igény Tervezési feladatokTervezési feladatok – vállalati adatbázis Internetes vagy terepi frissítés Üzemi rendszerekÜzemi rendszerek – a statikus és dinamikus rész különböző súlya pld. a közmű és a szállítási rendszereknél Laikus felhasználókLaikus felhasználók vannak a legtöbben, adatokat és szolgáltatásokat szinte kizárólag az Internetről várják

33 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei33 A GIS alkalmazások hatékonysága alkalmazások aGIS lehetőségAz alkalmazások hatnak a környezetre, ha nincs alkalmazás nincs hatás – a GIS lehetőség hosszabb távonA GIS-re támaszkodó döntések, tervek hasznossága csak hosszabb távon és akkor sem minden esetben forintosítható a paraméterek aktuálisak legyenekValóban jó döntéseket csak akkor tudunk hozni, ha minden elérhető paramétert bevonunk a vizsgálatba, és gondoskodunk arról, hogy a paraméterek aktuálisak legyenek optimalizálási eljárásokA GIS számtalan olyan alkalmazás megoldására képes optimalizálási eljárások bevonásával, melyek közvetlen, gyors forintosítható eredményt szolgáltatnak, ehhez azonban ki kell építeni a hálózati feladatmegoldó szolgáltatásokat

34 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei34 Következtetések Létrejöttek a műszaki feltételei a térbeli adatok keresésének és letöltésének a WEB-en. Az OGC specifikációk alapján olyan szoftverek születtek, melyek lehetővé teszik az interoperábilitást a WEB térképek készítésekor A W3C és OGC szabványok alapján kutatási projektek indultak be feladat megoldó WEB szolgáltatási rendszerek kialakítására A térbeli adatnyerés lehetőségei nagymértékben bővültek a differenciális és RTK GPS technikák elterjedésével, a LiDAR technika tömeges alkalmazásával, a direkt tájékozással végrehajtott gazdaságos légifényképezéssel, az 1 m pixel felbontású műholdak üzembe állásával

35 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei35 A jövő tervei komoly szerepet szánnak az úgynevezett kis műholdaknak a térbeli adatnyerésben Az Oracle Spatial-lal megvalósult a grafikus és leíró adatok közös adatbázisba helyezése ez elősegítette, hogy a GIS a felmért USA cégek mintegy 60%-ában a vállalati információs rendszer szerves része Objektum központú GIS szabványként továbbra is csak az SDSFIE amerikai katonai szabvány szerepel. Mivel az XML alapú GML lehetőséget teremt a profilok létrehozására, megalapozva ezzel a szakmai közösségek fogalmi fordítóját, szükség van az SDSFIE kiterjesztésén alapuló szabványos objektum definíciók nemzetközi létrehozására.

36 2004. 11. 16Sárközy F. A GIS fejlődés trendjei36 A térinformatika a felhasználók szempontjából az informatika szerves részévé vált. A laikus felhasználók száma rohamosan növekedik, de ahhoz hogy ez folytatódjon bonyolult alkalmazások egyszerű és tetszetős megjelenítésére van szükség ingyen vagy nagyon olcsón

37 Köszönöm a Figyelmet