Geografická data v informační společnosti
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Geografická data v informační společnosti

on

  • 6,640 views

Na základě dohody řešitelských pracovišť, vydavatele editorů a spoluautorů jsme přistoupili k uveřejnění digitální kopie knihy GEOGRAFICKÁ DATA v informační společnosti. Domníváme ...

Na základě dohody řešitelských pracovišť, vydavatele editorů a spoluautorů jsme přistoupili k uveřejnění digitální kopie knihy GEOGRAFICKÁ DATA v informační společnosti. Domníváme se, že přesto že tato kniha vyšla již před třemi roky, obsahuje řadu faktů, která jsou obecně platná i dnes. A jelikož na našem trhu obdobné publikace chybí, domníváme se, že publikace může být například dobrou pomůckou pro středoškolské učitelé, ale může pomoci k objasnění základních pojmů i odborníkům z dalších oborů.
Pokud se domníváte, že tato publikace může být užitečná i pro vaše kolegy a známé pošlete jím informaci, že si mohou publikaci volně stáhnout.

Statistics

Views

Total Views
6,640
Views on SlideShare
6,557
Embed Views
83

Actions

Likes
2
Downloads
31
Comments
0

2 Embeds 83

http://www.ceskaskola.cz 61
http://www.metaschool.cz 22

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Geografická data v informační společnosti Geografická data v informační společnosti Document Transcript

    • Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. Geografický ústav, Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity Lesprojekt Služby, s.r.o.Ročník 53 Publikace č. 43 Geografická data v informační společnosti Karel Charvát Milan Kocáb Milan Konečný Petr Kubíček Zdiby 2007
    • Recenzenti:Prof. RNDr. Jiří Hřebíček, CSc., Masarykova univerzita v BrněProf. Ing. Bohuslav Veverka, DrSc., Fakulta stavební ČVUT v PrazeISBN 978-80-85881-28-8
    • AKADEMIE VĚD ČESKÉ REPUBLIKYTato publikace byla vydaná na základě výsledků řešení projektů Akademie věd Českérepubliky „Informační společnost“ tematického programu „ II. Národní program výzkumu– TP2“ (2004 – 2007):• Management geografických informací a znalostí (Reg.č.T206030407)Cílem projektu bylo vytvoření uceleného systému managementu geografických informacía znalostí a jejich uplatnění v praktických aplikacích.Řešitel: Ing. Milan Kocáb, MBASpoluřešitelé: Ing. Stanislav Holý, Doc. RNDr. Milan Konečný, CSc.• Mobilní sběr prostorových dat pro mapovaní v reálném čase (Reg.č. T101630421)Cílem řešeného projektu bylo vytvořit základní infrastrukturu pro on-line vkládáníprostorových dat zájmovými skupinami prostřednictvím mobilních zařízení.Řešitel: Doc. RNDr. Milan Konečný, CSc.Spoluřešitelé: Ing. Milan Kocáb, MBA, Ing. Jiří Krejza• Navigační a logistické systémy (Reg.č.T109890411)Základním cílem projektu bylo vyvinutí modulárního logistického GIS systému.Řešitel: Ing. Zbyněk KřivánekSpoluřešitelé: Ing. Jaroslav Jansa, Ing. Milan Kocáb, MBA• Systém přenosu dokumentačních dat pro aktualizaci informačního systému státní správy zeměměřictví a katastru (Reg.č.1ET206030506)Cílem projektu byl rozvoj informačních technologií ve sféře tvorby aktualizačních souborůpro státní správu zeměměřictví a katastru.Řešitel: Ing. Milan Kocáb, MBASpoluřešitelé: Ing. Stanislav Holý, Ing. Pavel Kosta
    • KOLEKTIV AUTORŮ: Lesprojekt Služby, s.r.o., Kostelec nad Labem: RNDr. Karel Charvát Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i., Zdiby: Ing. Milan Kocáb, MBA Geografický ústav, Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity v Brně: Doc. RNDr. Milan Konečný, CSc. Geografický ústav, Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity v Brně: RNDr. Petr Kubíček, CSc. Seznam pracovníků, kteří se dále podíleli na zpracování publikace:Brázdilová J. (MU Brno), Cajthaml T. (VÚGTK), Čepický J. (HSRS), Drbal A. (VÚGTK),Dutka M. (VÚGTK), Dvořák P. (Wirelessinfo), Friedmannová L. (MU Brno), Gnip P.(Wirelessinfo), Holý S. (HSRS), Horák P. (HelpForest), Ježek J. (HSRS), Kafka Š. (HSRS),Karavdić J. (VÚGTK), Kosta P. (GESKO), Krejza J. (LESP), Křivánek Z. (LESP), Musil M.(Wirelessinfo), Řezník T. (MU Brno), Stachoň Z. (MU Brno), Staněk K. (MU Brno), StřelkováJ. (VÚGTK), Talhofer V. (MU Brno), Tryhubová P. (VÚGTK), Valdová I. (VÚGTK, ČÚZK),Vaniš P. (VÚGTK), Vlk M. (Wirelessinfo), Zaoralová J. (VÚGTK), Zbořil J. (MU Brno) Odborná redakce Petr Kubíček Technická redakceAlexandr Drbal, Václav Nejedlý, Filip Antoš, Jaroslava Matesová, Ivana Skulínková,Václava Skulínková, Štěpán Böhm, Helena Vovsová
    • OBSAHÚvod 9Použitá terminologie 13Hlavní používané zkratky 15ČÁST I SPRAVADATKapitola 1: SPRAVADAT 21Kapitola 2: GEOGRAFICKÉ INFORMAČNÍ SYSTÉMY V NÁRODNÍ GEOINFORMAČNÍ INFRASTRUKTUŘE 23Kapitola 3: METADATA, TEZAURY A KATALOGOVÉ SLUŽBY 29Kapitola 4: INTEROPERABILITA, DATOVÉ MODELY A GENERALIZACE DAT 49Kapitola 5: ARCHITEKTURA PRO SDI A JEDNOTLIVÉ STANDARDY PRO JEJÍ PODPORU 63Kapitola 6: SDÍLENÍ PROSTOROVÝCH DAT A SLUŽEB A MOŽNÉ OBCHODNÍ MODELY 69Kapitola 7: VYBRANÁ PILOTNÍ ŘEŠENÍ PROJEKTU SPRAVADAT 85ČÁST II MOBILDATKapitola 1: VYBRANÉ PROBLÉMY MOBILNÍHO SBĚRU GEODAT 99Kapitola 2: HLAVNÍ ČINNOSTI PŘI VKLÁDÁNÍ GEODAT V MOBILNÍM PROSTŘEDÍ 105Kapitola 3: VYUŽITÍ WEBOVÝCH SLUŽEB PRO MOBILNÍ SBĚR GEODAT 113Kapitola 4: ARCHITEKTURA SYSTÉMU MOBILDAT 121Kapitola 5: METADATOVÉ PROFILY V MOBILNÍM MAPOVÁNÍ 125Kapitola 6: NÁČRTOVÝ SYSTÉM A JEHO VYUŽITÍ V MOBILNÍM MAPOVÁNÍ 131Kapitola 7: TEMATICKÉ MOBILNÍ MAPOVÁNÍ - ZKUŠENOSTI Z PILOTNÍHO PROJEKTU 141Kapitola 8: VELKOMĚŘÍTKOVÉ MOBILNÍ MAPOVÁNÍ - ZKUŠENOSTI Z PILOTNÍHO PROJEKTU 149
    • ČÁST III NAVLOGKapitola 1: NAVLOG 157Kapitola 2: METODIKA TESTOVÁNÍ INTEGROVANÉHO PŘIJÍMAČE GPS EGNOS 161Kapitola 3: PŘEHLED SOUČASNÝCH METOD URČOVÁNÍ POLOHY 169Kapitola 4: MOŽNOSTI MOBILNÍHO PŘENOSU DAT A VÝVOJ KOMUNIKAČNÍHO MODULU 177Kapitola 5: JAK ŘEŠIT NAVIGAČNÍ A LOGISTICKÉ ÚLOHY NA ZÁKLADĚ STANDARDŮ OGC/SERVEROVÉ ŘEŠENÍ NAVIGAČNÍCH A LOGISTICKÝCH ÚLOH 189Kapitola 6: IMPLEMENTACE KLIENTSKÝCH ŘEŠENÍ 203ČÁST IV GEOPLANKapitola 1: GEODATA PRO AKTUALIZACI INFORMAČNÍHO SYSTÉMU ZEMĚMĚŘICTVÍ A KATASTRU 215Kapitola 2: DATA GEOMETRICKÉHO PLÁNU OBSAŽENÁ VE VÝMĚNNÉM FORMÁTU 223Kapitola 3: VYUŽITÍ PŘÍMÉHO PŘÍSTUPU KE GEODATŮM V ZEMĚMĚŘICTVÍ 229Kapitola 4: KOMUNIKAČNÍ SÍTĚ VHODNÉ PRO ZEMĚMĚŘIČE 235Kapitola 5: ÚLOHA NÁČRTŮ V NOVÉM MAPOVÁNÍ A PŘI TVORBĚ GEOMETRICKÝCH PLÁNŮ 245Kapitola 6: ZPRACOVÁNÍ GEOMETRICKÝCH PLÁNŮ PROSTŘEDNICTVÍM WEBOVÉ APLIKACE 255Doslov 269Literatura 271
    • ÚVOD Po až hvězdném a zejména úspěšném období zavádění geografických informačníchsystémů (GIS) do každodenního života se komunita specialistů, ale i laických uživatelůzabývajících se či využívajících geografickou (prostorovou informaci), vrátila jako byzpět, právě k ní. Zatímco v počátcích využití GIS se hodila veškerá data a informace, která bylav digitální formě k dispozici, a ne vždy byla kombinována a spojována oprávněně, vpozdějším období se jasně ukázalo, že geografická data bez standardů a metadatovýchslužeb, bez zajištění harmonizace a interoperability nejsou to, co by nám pomáhalo naléztpravdivou a správnou informaci pro naše řešení. Svět kolem nás také nezůstal stát a výrazně se změnil od doby, kdy kanadský vědecRoger Tomlinson přišel poprvé s teorií a praxí GIS. Postupně přicházely nové informačnía komunikační technologie, nejprve malé počítače, posléze laptopy. Vzrůstala i nabídkanových podrobných zdrojů prostorových dat, které již nevznikaly pouhou digitalizacímap, ale stále více přicházejí ze satelitů, digitálních fotogrammetrických snímků, radarůči skenerů umístěných na letadlech. Přenosu a využití dat napomohl i nárust paměťovýchdatových medií a zejména nové, progresivně se rozvíjející možnosti internetu a Webu(obě média nebyla ještě ani počátkem 80.let v učebnicích GIS vůbec zmiňována). I díkyinternetu se objevují a stávají populárními mezi širokou veřejností nové typy vyhledávačůpracujících s geografickými daty, jakými je například Google. Ve všech těchto procesechhrají významnou úlohu GIS, čímž došlo k obrovskému navýšení potenciálu jejich využití. Technologie se nevyvíjejí ve vzduchoprázdnu a jejich úspěšnost je závislá také natom, jak napomáhají řešení každodenních problémů. Svět se v minulých letech globalizoval,kdysi industriální společnost se v rozvinutých a ekonomicky silnějších zemích změnilana společnost informační s ambicemi směřujícími ke společnosti znalostní. A právěpožadavek znalostní společnosti směřuje opět k datům a informacím, či na vyšší úrovniznalostem, které budeme pomocí nových technologií doručovat našim uživatelům, ať užv rámci e-governmentu, e-commerce, realizací projektů jako je Digitální Země, e-Europe,či dalších. Ve své památné prezidentské řeči na kongresu ICA v Barceloně v r. 1995 tehdejšíprezident Mezinárodní kartografické asociace (ICA) Joel Morrison upozornil, že uplatněnígeografických informací v tehdejší době záleželo na rozvoji geografického myšlení,které je výrazně pomalejší, než druhá složka procesu, rozvoj moderních technologií.V té době často docházelo k diskuzím, jak nejlépe využít rychle se rozvíjející technologie.Podíváme-li se několik let zpátky na projevy představitelů největších firem, skutečnýchleaderů v oblasti GI byznysu, jakými jsou americké globálně operující firmy Intergraph,ESRI či Bentley, zjistíme, že i v této oblasti se situace změnila. S prudkým rozvojeminformační společnosti, zejména v ekonomicky rozvinutých zemích, vidíme, že řadanových požadavků společnosti si přímo vynucuje použití geografických informací.Elektronické vládnutí (e-government) nebo požadavky na kontrolu kvality životníhoprostředí, inteligentní dopravu, moderní zbrojní systémy atp., nelze bez prostorové složkyuspokojivě řešit.
    • Nejnovějším příkladem, který znamená výrazný obrat v přístupu k prostorovýmdatům, byla několikaletá diskuze o evropské iniciativě, později legislativní směrniciINSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in Europe). Po dřívějších neúspěšnýchpokusech vybudovat geoinformační infrastrukturu v Evropě (GII resp. SDI) se vnávaznosti na iniciativy přicházející z oblasti životního prostředí, zejména snahu pokrytípožadavků na neustálou informovanost o stavu životního prostředí pro evropské obyvatelekdykoliv a kdekoliv, se země Evropské unie sice obtížně, ale nakonec přece jenomdohodly na vybudování zmíněné informační infrastruktury. Ta by měla navazovat na jiždříve uskutečněné kroky nejen v rámci Společenství, ale i v jednotlivých zemích. Jednímz klíčových předpokladů, jež jsou také diskutovány v této knize, je interoperabilita. Řadavýznamných aktivit vychází z tzv. Evropského interoperabilního rámce. Evropský interoperabilní rámec (IDABC; Interoperable Delivery of EuropeaneGoverment Services to Public Administrations, Businesses and Citizens) představujevyužití informačních a komunikačních technologií pro podporu přeshraničních služebveřejného sektoru pro všechny občany a společnosti. Tato iniciativa by tak měla zajistitkvalitní elektronické služby veřejné správy pro všechny koncové uživatele. Konkrétně sejedná o zajištění konzistentních elektronických služeb v oblastech zemědělství, vzdělávání,zaměstnanosti, sociálních věcí, životního prostředí, statistik či výběrových řízení. Jednímze základních kamenů implementačních projektů je zapojení Open Source software.Výsledkem aktivit budou certifikované služby IDABC v roce 2009. Vznik SDI, v našem případě INSPIRE, je předpokladem pro nový rozvoj vědeckýchdisciplín, například kartografie. V současnosti je prostřednictvím inteligentního přístupu dodatabází a interaktivní uživatelské podpory možné nejen nalézt vhodné mapy na Internetu,ale také je vytvářet a modifikovat podle specifických a individuálních požadavků. Namístopouhého užití map, které byly někým vytvořeny předem, dovolují tyto nové výzkumnémožnosti jednotlivcům využívat kartografii interaktivně, na základně přání individuálníhouživatele, zkoumat a reprezentovat prostorové informace. Nové technologie umožňují “živéspojení” mezi instinktivní vnitřní sférou naší prostorové kognice prostřednictvím příméinterakce s novou generací kartografických vizualizací, a tím i s potenciálně nekonečnýmizdroji na Internetu. Uvedené příklady dokumentují, že dochází k progresivnímu rozvoji sběrua dostupnosti geografických dat a informací. Ty jsou pomocí nových technologiízpracovávány a vizualizovány pro potřeby co nejširšího okruhu uživatelů. V souvislosti stím je také potřeba zásadně řešit složitou problematiku zapojení geografických informacído širokého proudu informačních a komunikačních technologií a jejich aplikací a naopak,aplikovat vlivy rozvoje informační společnosti na celou oblast geografických informací. V tomto duchu byly formulovány a řešeny i projekty, jež jsou popisovány vpředkládané knize. Všechny byly financovány Grantovou agenturou Akademie věd Českérepubliky v rámci programu Informační společnost, tématického programu”II. Národníprogram výzkumu - TP2. Jde o následující: • Management geografických informací a znalostí (SPRAVADAT). Jeho cílem bylo vytvoření uceleného systému managementu geografickýchinformací a znalostí a jejich uplatnění v praktických aplikacích. Jde o vyřešení tvorby,uložení a distribuci velkých datových souborů typu katastr nemovitostí, Státní mapa 1 :5000, báze geografických dat apod.
    • • Mobilní sběr prostorových dat pro mapovaní v reálném čase (MOBILDAT). Cílem projektu bylo vytvořit základní infrastrukturu pro on-line vkládáníprostorových dat zájmovými skupinami prostřednictvím mobilních zařízení. Řešitelévytvořily serverovou služby, které bude tvořit rozhraní mezi distribuovaným GIS amobilním zařízením uživatele. Služba také poskytuje možnost interaktivních korekcívkládaných údajů přímo v terénu a výrazně usnadní a zrychlí proces aktualizace dat vGIS. • Navigační a logistické systémy (NAVLOG). Základním cílem projektu bylo vyvinutí modulárního logistického GIS systému,sloužícího pro potřeby českého aplikovaného a průmyslového výzkumu a pro výběroptimálních praktických řešení pro energetiku a dopravní telematiku. • Systém přenosu dokumentačních dat pro aktualizaci informačního systému státní správy zeměměřictví a katastru (GEOPLAN) Cílem projektu byl další rozvoj informačních technologií ve sféře tvorbyaktualizačníchsouborů pro státní správu zeměměřictví a katastru. Vyřešení podmínek přímé datovéaktualizace souborů informačního systému katastru nemovitostí s využitím jak výměnnýchformátů dat, tak i nových webových technologií. Řada tezí a výstupů z výše uvedených projektů byla ověřována i v rámci výzkumnéhozáměru MŠMT ČR, projekt MSM0021622418 s názvem „Dynamická geovizualizace vkrizovém managementu“. Autoři knihy nemají ambici popsat podrobně všechny otázky související s řešenýmiprojekty. Řada z nich je v široké vědecké komunitě otevřena a zatím nedořešena. Ambicíautorů je ale ukázat, na jaké úrovni vývoje je výzkum v České republice resp. v EU a vesvětě v uvedených oblastech a tam, kde jsou nedořešené otázky, ukázat, jaké směry řešenív budoucnosti vidí. Vzhledem k omezenému rozsahu publikace byla pro potřeby čtenářů na adresewww.spravageodat.cz vytvořena doplňková informační stránka o výše zmíněnýchprojektech, barevné verze obrázků a další důležité veřejné výstupy. MILAN KONEČNÝ
    • POUŽITÁ TERMINOLOGIE Následující výčet obsahuje vysvětlení vybraných terminologických výrazů zpublikace. Pro ucelenější přehled a vysvětlení odborných termínů v oblasti geoinformačníchtechnologií odkazujeme na Terminologický slovník VÚGTK [160] a oborovou normu– překlad odpovídajících CEN norem.Ambiguita Neznámý počet celých vlnových délek nacházejících se mezi družicemi GPS a přijímačem, nejednoznačnost.Bezdrátové sítě Bezdrátový typ počítačové sítě, která jako přenosové médium používá elektro- magnetické rádiové vlny v pásmech řádu GHz (gigahertzů).Digitální náčrt Náčrt v digitálním vyjádření obsahu předmětů a šetření pro potřebu velkoměřítkového mapování a katastru.Gazeteer, prostorový tezaurus Seznam toponym seřazený dle abecedy nebo jinak, určující polohu a přednostně též variantní jména, typ objektu a další informace.Geodata 1: data s implicitním nebo explicitním vztahem k místu na Zemi 2: počítačově zpracovatelná forma informace týkající se jevů přímo nebo nepřímo přidružených k místu na Zemi 3: data identifikující geografickou polohu a charakteristiky přírodních a antropo- genních jevů a hranic mezi nimi.Geodetický systém Společný název pro souřadnicový, výškový a tíhový systém.Geometrický plán Je grafickou částí listin, podle nichž má být proveden zápis do katastru nemovi- tostí. Vyhotovuje se vždy na základě výsledků geodetických prací v terénu a obsahuje grafické zobrazení nemovitosti před změnou a po ní a další údaje podle stanovených požadavků.Geoprvek Modelový obraz lokalizovatelného objektu reálného světa, který je dále nedělitelný na jednotky stejné třídy a který zahrnuje lokalizaci.INSPIRE INfrastructure for SPatial InfoRmation in Europe je iniciativou Evropské komise. Stejnojmenná směrnice Evropské komise a Rady si klade za cíl vytvořit evropský legislativní rámec potřebný k vybudování evropské infrastruktury prostorových informací. Hlavním cílem INSPIRE je poskytnout větší množství kvalitních a standardizovaných prostorových informací pro vytváření a uplatňování politik Společenství na všech úrovních členských států.Integrace geodat Spojování a kombinace geodat z různých zdrojů, v poslední době především v kontextu s využitím webových XML služeb.Internetová síť Světová komunikační síť, umožňující připojeným počítačům komunikovat s ostatními veřejnými segmenty napojenými na tuto síť.Interoperabilita geodat 1: schopnost komunikovat, realizovat programy nebo přenášet data mezi různými funkčními jednotkami způsobem, který vyžaduje od uživatele malé nebo žádné znalosti o jednotlivých charakteristikách těchto jednotek 2: schopnost technického zařízení či softwaru od různých výrobců spolu úspěšně komunikovat a spolupracovat.Kálmanův filtr Filtr, který odhaduje stav pohyblivého systému ze série neúplných a rušených měření.Katastrální operát 1: souhrn měřického a písemného operátu pozemkového katastru 2: souborné označení pro dokumentační materiály potřebné pro vedení a obnovu katastru nemovitostí ČR (soubor geodetických informací katastru nemovitostí, soubor popisných informací katastru nemovitostí, souhrnné přehledy o půdním fondu z katastru nemovitostí, dokumentace výsledků šetření a měření pro vedení a obnovu souboru geodetických informací, sbírka listin).Metadata Data popisující a dokumentující data, data o datech.
    • Místopisný náčrt Náčrt situace umístění bodu bodového pole vzhledem k okolním objektům, součást formuláře geodetických údajů.Mobilní klient Klientská část v architektuře klient-server, která je součástí přenosného zařízení (např. PDA, mobilního telefonu apod.).ON LINE přístup ke Zpřístupnění ke geodatům formou webových XML služeb nebo webovýchgeodatům aplikací.Open Source Způsob distribuce programů, dat apod., která splňují jak otevřenost zdrojového kódu, tak umožnění jeho dalšího šíření a úprav.Pilotní studie Primární studie užitá pro ověření fungování systému.Případová studie Vzorové zpracování zadaného tematu.Scénář Podrobný technický popis postupu.Senzor Prvek nebo zařízení určené k měření fyzikální veličiny.Souřadnicový systém 1: systém, určený údaji o referenční ploše, orientaci sítě na ni, jejím měřítku, referenčním bodu a užitém kartografickém zobrazení 2: sada matematických pravidel pro specifikování způsobu, jakým jsou souřadnice přiřazovány k bodům (ČSN ISO 19111).Standardizace geodat Soubor opatření zabezpečující jednotnou podobu geografických dat.Státní souřadnicový systém 1: systém, určený údaji o referenční ploše, orientaci sítě na ni, jejím měřítku, referenčním bodu a užitém kartografickém zobrazení 2: sada matematických pravidel pro specifikování způsobu, jakým jsou souřadnice přiřazovány k bodům (ČSN ISO 19111) 3: systém, určený pro specifické práce v určeném prostoru v rámci státu.Tablet Zařízení na převod obrazu do digitální formy ; skládá se z pevné podložky obsa- hující elektronické zařízení generující elektromagnetické pole a z pohyblivého snímacího zařízení v podobě pera nebo grafického kurzoru se záměrným křížem a lupou.Telematika Obor zaměřující se na určování polohy pohybujícího se objektu.Tenký klient Klientský software v architektuře sítě klient-server, jehož funkčnost je závislá na centrálním serveru.Tezaurus Hierarchicky uspořádaný terminologický slovník lexikálních jednotek obsahu- jící popisovače a vztahy mezi nimi.Tlustý klient Klientský software v architektuře sítě klient-server, který pracuje nezávisle na centrálním serveru. Obvykle poskytuje větší funkcionalitu než tenký klient.Triangulační list Plošná evidenční jednotka v bývalé československé trigonometrické síti.Výměnný formát geodat Kódový záznam dat, který se používá k přenosu mezi jednotlivými programy nebo zařízeními.Vzhled jevu Abstrakce jevů reálného světa, překlad termínu feature v ČSN ISO normách řady 19100, ekvivalent k pojmu geoprvek.Webové mapové služby Poskytování mapových výstupů prostřednictvím internetu bez nutnosti přenosu zdrojových souborů dat.Webové služby Systém umožňující součinnou spolupráci počítačů v síti. Poskytovatel služby nabízí prostřednictvím standardních rozhraní určitá data a služby. Klient najde adresu služby v registru webových služeb, načte si její popis a využívá ji.
    • HLAVNÍ POUŽÍVANÉ ZKRATKYA-GPS Asistované GPSAGS Astronomicko-geodetická síťAJAX Asynchronous Javascript And XMLANSI American National Standards InstituteAOA Angle Of ArrivalAP Access PointAST position paper Architecture & Standards Position PaperAV ČR Akademie věd České republikyBBWA Broadband Wireless Access (bezdrátové metropolitní sítě)BIH Bureau International de I’HeureBPEJ Bonitní půdně ekologická jednotkaBpv Výškový systém baltský - po vyrovnáníBSS Basic Service SetCAGI Česká asociace pro geoinformaceCBCH Cell Broadcast ChannelCDMA Code Division Multiple AccessCLI Command Line InterfaceCORBA Common Object Request Broker ArchitectureCTRS Konvenční terestrický systémCQL Common Query LanguageCSMA/CA Carrier Sense Multiple Access With Collision AvoidanceCSW Catalogue Services for the WebCZEPOS Česká permanentní síť pro určování polohyČR Česká republikaČSJNS Československá jednotná nivelační síťČSN České technické normyČSÚ Český statistický úřadCSV Comma Separated Value(s) (importní/exportní formát do databáze)ČÚZK Český úřad zeměměřický a katastrálníDBU Deutsche Bundesstiftung UmweltDCMI Dublin Core Metadata InitiativeDGN Design (formát výkresů v produktech firmy Bentley Systeme)DGPS Diferenční GPSDKM Digitální katastrální mapaDIKAT Systém pro tvorbu a vedení informačních systémů o území a automatizované vyhotovení geometrického plánuE-CGI Enhanced Cell Global IdentityE-OTD Enhanced Observed Time DiferenceebRIM Electronic Bussiness Registry Information ModelEGM Earth Gravity ModelEGNOS European Geostationary Navigation Overlay ServiceEPSG European Petroleum Survey Group
    • ESS Extended Service SetETRF European Terrestrial Reference Frame (Evropský terestrický referenční rámec)ETRS European Terrestrial Reference System (Evropský terestrický referenční systém)ETSI European Telecommunications Standards InstituteEUREF European Reference Organisation for Quality Assured Breast Screening and Diagnostic ServicesEVRF European Vertical Reference SystemEXIF EXchangeable Image File FormatFHSS Frequency Hopping Spread SpectrumFKP FlächenkorrekturparameterFTP File Transfer ProtocolFSC Fujitsu-Siemens ComputersFSÚ Federální statistický úřadGALILEO Evropský družicový navigační systémGDAL Geospatial Data Abstraction LibraryGDI Geographic Data InfrastructureGeoSl AČR Geografická služba Armády ČRGFM General Feature ModelGII Geospatial Information InfrastructureGIS Geografický informační systémGLONASS GLObaľnaja NAvigacionnaja Sputnikovaja Sistěma (ruský družicový navigační systém)GML Geography Markup LanguageGNSS Global Navigation Satellite SystemGP Geometrický plánGPL General Public Licence (všeobecná veřejná licence)GPRS General Packet Radio ServiceGPS Global Positions System (americký družicový navigační systém)GRASS Geographic Resources Analysis Support SystemGSM Mobilní bezdrátové sítě (GPRS, UMTS)GUI Graphic User InterfaceIAPP Inter-Access Point ProtocolIBO Information Bearing ObjectsICAO International Civil Aviation OrganisationIEEE Institute of Electrical and Electronical EngineersIERS International Earth Rotation Service (Mezinárodní služba rotace Země)IIM Information Interchanges ModelIMO International Maritime OrganisationINSPIRE INfrastructure for SPatial InfoRmation in EuropeIPR Intellectual Property RightsIPTC International Press and Telecommunications CouncilIrDA Infrared Data AssociationIS Informační systémISO International Organisation for StandardisationISKN Informační systém katastru nemovitostí v ČRISM Industry, Science, Medical
    • ITRF International Terrestrial Reference SystemETRS European Terrestrial Reference System (uživatelský geocentrický souřadnicový systém)ITU-T International Telecommunications Union - Telecommunications Standardization SectorKM-D Katastrální mapa v digitální forměKN Katastr nemovitostiLADGPS Local Area DGPSLAN Local Area Network (místní síť)LMU Location Measurement UnitMAC Media Access ProtocolMetaIS Metainformační systémMLC Mobile Location CenterMMC MultiMedia ComputerMS Mobilní staniceMT Mobile TerminalN.N. Normal NullNAA Newspaper Association of AmericaNATO North Atlantic Treaty Organisation (Organizace Severoatlantické smlouvy)NavLog Navigation LogNGII Národní geoinformační infrastruktura ČRNMEA National Marine Electronics AssociationNNSS Navy Navigation Satellite System (Námořní navigační družicový systém)NVF Nový výměnný formát KNOGC Open Geospatial ConsortiumPBPP Podrobné body polohového polePC Výpočetní technika, komunikační technikaPDA Personal Data AssistantPDOP Position Dilution of PrecisionPII Prostorová informační infrastrukturaPKMP Prvky katastrální mapyPOS Personal Operating SpacePPP Public Private PartnershipPROJ Cartographic Projections LibraryPRS Pseudoreferenční stanicePyWPS Python Web Processing ServiceQoS Quality of ServiceRDF Resource Description FrameworkRINEX Receiver Independent ExchangeRTK Real Time KinematicRETM Rastrové ekvivalenty topografických mapS-42 Souřadnicový systém 1942S-Gr95 Tíhový systém 1995S-JTSK Státní souřadnicový systém jednotné trigonometrické sítě katastrálníS-SK Souřadnicový systém stabilního katastruSDI Spatial Data Infrastructure
    • SGI Soubor geodetických informacíSGS Srovnávací grafický souborSIG Special Industry GroupSLD Styled Layer DescriptorSLR Satellite Laser RangingSMLC Serving Mobile Location CenterSMPS Simple Mobile Positioning SystemSPI Soubor popisných informacíSQL Structured Query Language (strukturovaný dotazovací jazyk)SW SoftwareSWOT Strengths, Weaknesses, Opportunities, ThreatsTDD Time-Division DuplexTS AČR Topografická služba Armády ČRUML Unified Modeling Language (grafický jazyk pro vizualizaci, specifikaci, navrhování a dokumentaci programových systémů)UMTS Universal Mobile Telecommunications System (Universální mobilní telekomunikační systém)UTM Universal Transversal MercatorVFK Výměnný formát katastruVGA Video Graphics Array (grafický adapter pro PC)VPN Virtual Private NetworkVÚGTK Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografickýWADGPS Wide Area DGPSWCS Web Coverage ServiceWECA Wireless Ethernet Compatibility AlianceWEP Wired Equivalent PrivacyWEP Wireless Encryption ProtocolWFS Web Feature ServiceWGS 84 World Geodetic System 1984 (Světový geodetický systém 1984)WiFi Wireless FidelityWirelessinfo Virtuální výzkumné a inovační centrum se zaměřením na GISWLAN Wireless Local Area NetworkWMC Web Map ContextWMS Web Map ServiceWPAN Wireless Personal Area NetworkWPS Web Processing ServiceWWW World Wide WebXML eXtensible Markup Language (rozšiřitelný značkovací jazyk)XMP eXtensible Metadata PlatformZABAGED Základní báze geografických datZÚ Zeměměřický úřadZHB Zhušťovací bodZPH Zjišťování průběhu hranicZPMZ Záznam podrobného měření změn
    • ČÁST ISPRAVADAT
    • 20
    • Kapitola 1: SPRAVADATMILAN KONEČNÝ, PETR KUBÍČEK, KAREL CHARVÁT1. Úvod Cílem projektu SpravaDat - Management geografických informací a znalostí bylonapomoci rozvoji geoinformační infrastruktury (SDI) v ČR a přispět k řešení otázkykomercializace prostorových (geografických) dat. Hlavním úkolem projektu SpravaDatbylo navrhnout a implementovat takové modely využívání prostorových dat, které umožníjejich co nejširší využití. Projekt výrazně napomohl analyzovat současnou situaci a vytvořit podmínky vedoucík zavádění INSPIRE v ČR. Tým autorů se podílel i na formování národního stanoviskak některým dokumentům INSPIRE a jeho výsledky jsou dnes již přímo součástí postupněvytvářené Národní geoinformační infrastruktury (NSDI) pro implementaci INSPIRE.Projekt ale nebyl přímo svázán s praktickým zaváděním INSPIRE a jelikož se jednaloo projekt výzkumný, v některých částech výrazně překračoval i rámce dané INSPIRE. Jak již bylo řečeno, hlavním cílem projektu bylo napomoci lepšímu využíváníprostorových dat. V posledních letech byly v ČR pilotně implementovány i standardizovanétechnologie umožňující vytváření skutečného trhu s daty a prostorové infrastruktury.Přesto se však ještě nedá plně hovořit o existenci národní prostorové infrastruktury a jižvůbec ne o plně rozvinutém trhu s geoprostorovými daty. Existuje zde jednak výraznápoptávka po efektivnější práci s daty v oblasti státní správy a samosprávy, a to předevšímv oblasti přístupu k datům a jejich sdílení (náznak řešení demonstruje kraj Vysočina), alei rozsáhlý tržní potenciál pro využívání prostorových dat jak jednotlivci, tak i organizacemi.V budoucnosti bude vzrůstat požadavek na poskytování dat pomocí integrovanýchslužeb (viz kapitola 6, 7). Zkušenosti v Evropě i u nás ukazují, že budoucnost v práci sprostorovými daty je v prostředí Webu. Plnému rozvití však dosud bránila řada faktorů.Jako hlavní lze zmínit:• Nevyjasnění některých legislativních otázek v oblasti přístupu k prostorovým datům v rámci státní správy a samosprávy (zde již dochází k výraznému posunu především zásluhou činnosti Nemofora).• Vysoká cena geoprostorových dat, která je obvykle dána dvěma hlavními faktory: · Současné modely nabízení dat jsou orientovány především na nabízení ucelených datových setů, které jsou pro mnoho uživatelů cenově nedostupné. To na druhou stranu ovlivňuje, že neexistuje dostatečně velká poptávka po datech, která by pak umožnila tato data zlevnit. · Na trhu jsou nabízena obvykle data, ne služby. Velká většina budoucích potenciálních zákazníků bude požadovat informační a znalostní služby, ne primární data.• Nedostatečná informovanost mezi uživateli i poskytovateli prostorových dat o nejnovějších standardech a technologiích v oblasti sdílení geoprostorových dat a služeb. 21
    • • Nedostatečná podpora těmto technologiím a standardům ze strany vývojářských týmů. Projekt SpravaDat se snažil reagovat na tyto překážky a poskytl jak teoretickéanalýzy, tak prakticky prezentoval výsledky výzkumu vedoucí k překonání těchto bariér. Následující text je rozčleněn do kapitol, které v jistém smyslu kopírují organizacipracovních týmů INSPIRE. I přesto, že v publikaci popsané výsledky projektů se někdyliší od doporučení týmů INSPIRE (doporučení pracovních týmů a výzkumy v rámciSpravaDat probíhaly paralelně), domníváme se, že toto členění může napomoci čtenářůmlépe pochopit a implementovat doporučení, která z INSPIRE přicházejí. BudováníNSDI bude na jedné straně plně v souladu s požadavky INSPIRE, ale na druhé straněbude postihovat i národní specifika. Možné odlišnosti oproti doporučením pracovníchtýmů INSPIRE mohou vycházet i z toho, že především v oblasti budování technologickéinfrastruktury pro SDI je Česká republika výrazně nad průměrem Evropy. Členění kapitoly věnované projektu SpravaDat je následující: · GIS v národní geoinformační infrastruktuře. · Metadata a katalogové služby. · Interoperabilita, datové modely a generalizace dat. · Architektura pro SDI a jednotlivé standardy pro její podporu. · Sdílení prostorových dat a služeb a možné obchodní modely. · Popis konkrétních pilotních řešení, která jsou výstupem z projektu SpravaDat. 22
    • Kapitola 2: GEOGRAFICKÉ INFORMAČNÍ SYSTÉMYV NÁRODNÍ GEOINFORMAČNÍ INFRASTRUKTUŘEPAVLA TRYHUBOVÁ1. Národní geoinformační infrastruktura (NGII) Bez prostorových dat si dnes nedokážeme život představit. Každý z nás v životě užněkdy něco hledal nebo hledá a geodata mu pomohou najít správný směr, ať už použijeklasickou papírovou mapu nebo moderní GPS navigaci. Problém nastává, když chcemenajít „správnou“ klasickou mapu nebo „správná“ data pro GPS navigaci. Prostorová data hrají důležitou roli nejen při hledání cest, ale i při rozhodovánívládních složek a organizací. Vláda plánuje politiku pro zemědělství, průmysl, regionálnírozvoj, dopravu a bezpečnost, sleduje postup řešení své strategie a ověření dosaženýchvýsledků. Kvalitní geodatové a mapové podklady jsou důležité pro efektivní vývoj tržníhohospodářství. Podobné příklady můžeme uvést i z dalších evropských zemí, napříkladpři navrhování dopravní sítě nebo sledování znečištění životního prostředí. Zvládat tytoprocesy na evropské úrovni ale není možné bez určité úrovně integrace, harmonizacea interoperability dat (Pauknerová, Tryhubová [140]). Díky těmto požadavkům je v současné době vyvíjena řada aktivit na globální,evropské i národní úrovni s cílem zabezpečit tyto podmínky pomocí jednotné infrastrukturyprostorových informací, která je často označována dalšími termíny, např. infrastrukturaprostorových dat, prostorové informační infrastruktury (PII), v globálním kontextu známéjako SDI (Spatial Data Infrastructure), či GDI (Geographic Data Infrastructure). V tétoknize je použit termín GII - Geospatial Information Infrastructure. Zimová [179] uvádí,že více než polovina z celkového počtu zemí světa deklaruje své aktivity v nějaké forměbudování SDI. Funkční geoinformační infrastruktura se stává přirozeným požadavkem informačníspolečnosti, a proto v řadě významných dokumentů z poslední doby - z oblasti veřejnésprávy i z profesní sféry - je vyjádřena nutnost formulovat strategii vytváření národnígeoinformační infrastruktury v podmínkách České republiky a určit cíle a projekty, kterévedou k její realizaci. Specifikace programu Národní geoinformační infrastruktury Českérepubliky (NGII) je součástí cílů uvedených v dokumentech Státní informační politika,Koncepce budování informačních systémů veřejné správy a Akční plán realizace státníinformační politiky. Národní geoinformační infrastrukturu České republiky lze popsat jako souborvzájemně provázaných podmínek, které v prostředí ČR umožňují zajistit a zpřístupnit conejvětšímu okruhu uživatelů širokou škálu geoinformací uživatelsky vhodnou formou připlném využití potenciálu moderních (geo)informačních a komunikačních technologií.[117] 23
    • 2. Podmínky pro fungování NGII Shrňme si základní podmínky pro fungování NGII - existence geodat a geoinformací,harmonizace a interoperabilita dat, jejich snadná dostupnost a znalost podmínek, za kterýchmohou být využívána. Aby výše uvedené podmínky byly splněny, musíme znát vlastnostigeodat a způsoby jejich využívání. Z vlastností jsou to především dva možné modely dat: vektorový a rastrový modeldat. V GIS mohou být také použity snímky a obrázky (mapky, letecké snímky) nebosoubory vektorových dat stažitelné ve formátech SHP, DGN a podobně. Výrazně seprosazuje používání internetu. Internetové stránky umožňují kopírovat databáze a nebovýpisy z informačních systémů využitelné v GIS. V informačních systémech jsou použitytextové formáty dat nazývané registry a číselníky. Data jsou doplněna údaji o geografickélokalizaci, kterou mohou být gegrafické souřadnice místa, nebo přesná adresa, označeníurčitého regionu, a podobně. Statistické klasifikace a číselníky vyhlašuje Český statistickýúřad. Číselníkem se rozumí uspořádaný seznam kódů a jim přiřazených významů.Číselníky jsou součástí statistického informačního systému. Statistická data lze zejménapoužít v tematickém mapování, při tvorbě kartogramů, kartodiagramů a podobně. Českýstatistický úřad vede registr ekonomických subjektů a registr sčítacích obvodů. Umístění geodat na webové stránky skrývá několik úskalí souvisejících s jejichobjemem a rozsahem. Některé zdroje nabízejí pokrytí celé České republiky, jiné pouzeurčité zájmové oblasti. Příkladem jsou ortofotomapy nebo již existující tematické mapy.Problémy nastávají tam, kde poskytovatelé geodat nemají dostatečně velký internetovýprostor pro umístění dat nebo nechtějí nabídnout vše zdarma, a tak na webové stránkyumísťují pouze ukázky dat nebo metadata. S tímto problémem úzce souvisí poskytovánígeodat. Poskytovatelé mají dvě možnosti: za úplatu nebo zdarma – většina poskytovatelůnabízí geodata především za úplatu, pokud jsou zdarma ke stažení, tak pouze pronekomerční účely. Další vlastností je dostupnost umístěných geodat. Nejsnadnější, nejrychlejšía nejlevnější dostupnost je pomocí internetu. To znamená stažení geodat přímo zwebových stránek. Tato forma dostupnosti ale není příliš oblíbená mezi poskytovateligeodat. Důvodem je nebezpečí jejich zneužití, které může vést až k nekontrolovanémušíření geodat mezi uživateli a jejich využíváním v komerčním prostředí, a tím i porušováníautorského zákona. Poskytovatelé řeší tuto situaci několika způsoby. Nutnou registracívstupu do informačního systému, ve kterém si lze data vyhledávat, kupovat a stahovat (e-obchod) nebo osobní návštěvou firmy, kdy je potřeba vyplnit formuláře a písemně o datazažádat. Teprve později po vyřízení všech formalit dochází k dodání geodat na CD-ROM.Internet poskytovatelé využívají k poskytování informací o vlastnictví geodat. Z těchto adalších důvodů je důležitou součástí geodat jejich popis. Popis dat je označován obvykle jako metadata a v minulosti byl velmi častopodceňován a opomíjen. Pro informovanost o geodatech jsou metadata důležitousložkou prostorově lokalizovaných dat. Metadata jsou definována jako „data o datech”a v nejrůznějších podobách jsou využívána již poměrně dlouhou dobu v oblastechzabývajících se uchováváním a zpřístupňováním informací a samozřejmě také v GIS. 24
    • Problematika metadat byla diskutována a řešena i v projektu INSPIRE. Detailně danouproblematiku rozebírá a komentuje kapitola 3.3. INSPIRE Iniciativa INSPIRE se stala evropskou směrnicí po jejím schválení Evropskýmparlamentem v listopadu roku 2006. Směrnice INSPIRE a její přijetí představuje klíčovýmoment pro budoucnost tvorby infrastruktury prostorových informací v Evropské Unii.INSPIRE podporuje harmonizaci prostorových formátů dat, dostupnost datových sada schopnost vyhledat různé datové sady. INSPIRE je založena na souboru základních principů:• data by měla být sbírána pouze jednou a udržována na té úrovni, kde je sbírání dat nejúčinnější;• mělo by být možné propojit prostorové informace z různých evropských zdrojů a mezi mnoho uživatelů a aplikací;• mělo by být možné pro informace sebrané na jedné úrovni jejich sdílení do všech ostatních úrovní;• na všech úrovních by mělo být dostatečné množství geodat za podmínek, které umožní jejich rozsáhlé použití;• mělo by být snadné najít, která geodata jsou dostupná, která se hodí pro zvláštní použití a za jakých podmínek mohou být získána a používána;• geodata by měla být snadno pochopitelná a interpretovatelná. Směrnice chce zajistit vytvoření evropské prostorové informační infrastruktury,která zpřístupní uživatelům integrované prostorové informační služby. Tyto službyby měly umožnit uživatelům pomoci při vyhledávání a zpřístupňování geografickýchinformací z široké škály zdrojů, od místní úrovně ke globální úrovni, interoperabilnícestou. Uživatelské cíle INSPIRE zahrnují politiky a evropské manažery na národní amístní úrovni, občany a organizace [51]. INSPIRE bude provozován na jednom webovém portálu, kde bude možné naléztexistující data. Jestliže tato data neexistují, členské státy EU budou muset takové datovésady vytvořit. Datové sady musí vyhovovat standardům, které zajistí propojení s datyz jiných zemí a z podkladů různých měřítek. Výhody pro Evropskou unii, jakož i běžnéhoobčana jsou zřejmé. Pokud stát zpřístupní a otevře používání prostorových dat, umožnímimo jiné prostřednictvím internetu jejich kontrolu, například plnění územního plánunebo zapsání osobního vlastnictví, s použitím mobilního telefonu nalezení nejbližší bankynebo zdravotního střediska [162]. 25
    • 3.1 Obsah směrnice INSPIRE Směrnice obsahuje následující kapitoly: Kap. 1 Obecná ustanovení Kap. 2 Metadata Kap. 3 Interoperabilita prostorových datových sad a služeb Kap. 4 Síťové služby Kap. 5 Sdílení dat a znovu využití dat Kap. 6 Koordinace a doplňující opatření Kap. 7 Závěrečná ustanovení Přílohy I, II, III. Konkrétní znění české verze směrnice a aktuální vývoj situace související s jejíimplementací lze nalézt na adrese: http://www.cenia.cz/web/www/web-pub2.nsf/$pid/MZPMSFGR0A25.3.2 Obecné principy se vztahem ke geodatům• Pro geodata zavést koordinační opatření a koordinační struktury na úrovni veřejné správy pro spojení informací a znalostí z různých odvětví, které by zohledňovaly rozdělení pravomocí a odpovědností v členských státech.• Propojení geodat s dalšími informačními oblastmi (školství, vzdělávání a politika).• Data by měla být sbírána jednou a držena na té úrovni, kde je sbírání dat nejefektivnější.• Orgány a instituce Společenství mají mít harmonizované podmínky a integrovaný přístup k souborům prostorových dat a službám zohledňující regionální rozdíly.• Poskytovat o geodatech objektivní, důvěryhodné a srovnatelné informace na úrovni Společenství.• Zajistit propojené síťové služby, které naleznou, transformují, zobrazí a stáhnou prostorová data.• Usnadnit finanční náhrady za využívání prostorových dat a nadstandardních služeb.• Je třeba usnadnit přístup a zajistit možnost opakovaného použití prostorových dat, jež přesahují správní a státní hranice.• Členské státy zajistí přístup ke službám uvedeným prostřednictvím geoportálu Společenství.• Členské státy umožní veřejným orgánům a institucím členských států přístup ke geodatům a zajistí jejich dostupnost bez omezení (transakční, procesní, zákonné, institucionální nebo finanční povahy).• Zajistit snadno použitelné služby pro veřejnost a přístup k nim pomocí komunikačního prostředku. Jde o služby vyhledávací (na základě obsahu metadat), prohlížecí, stahování, transformační a vyvolávací.• Pro účely služeb je třeba zavést několik vyhledávajících kritérií: klíčová slova, třídění prostorových dat a služeb, kvalita a přesnost prostorových dat, úroveň souladu se specifikacemi pro harmonizaci prostorových dat, zeměpisná poloha, podmínky přístupu a použití geodat a služeb, veřejné orgány, které jsou pověřeny vypracováním, řízením, údržbou a šířením souborů prostorových dat a služeb. 26
    • • Členské státy nesmějí omezit přístup k informací o emisích do životního prostředí.• Členské státy zajistí, aby vyhledávací a prohlížecí služby byly veřejnosti přístupné zdarma.• Data mohou být poskytována pomocí prohlížecích služeb ve formě zabraňující opětovnému použití a mohou obsahovat licenční smlouvu.• Vybírají-li orgány veřejné moci poplatky za transformační a vyvolávací služby, musí členské státy zajistit, aby bylo možné použít služeb elektronického obchodu.• Otevřenost národních infrastruktur pro další vlastníky geodat (třetí stranu).• Členské státy přijmou příslušná opatření, aby zabránily narušení hospodářské soutěže.• Zajistit propojení sítí pro zpřístupnění metadat veřejným orgánům a třetím stranám na základě žádosti.• Implementační pravidla stanovující podmínky pro harmonizaci prostorových dat a předpisy pro výměnu prostorových dat zajistí interoperabilitu prostorových dat nebo interakci služeb.• Komise stanoví implementační pravidla tak, aby zvýšila možnost opakovaného využití souborů prostorových dat a jejich služeb třetími stranami. Tato prováděcí pravidla mohou obsahovat zavedení společných podmínek pro udělování licencí.4. Závěr Žijeme v době, kdy kvalita a kvantita informací o světě kolem nás se vyvíjí úžasnourychlostí. Zvyšují se požadavky na uchovávání a zpracovávání informací. V současnosti je vyvíjena řada aktivit na globální, evropské i národní úrovni s cílemzabezpečit výše zmiňované podmínky (harmonizace, informovanost a dostupnost geodat)pomocí jednotné infrastruktury prostorových informací. Jak již bylo řečeno, v INSPIREje řada klíčových doporučení nezbytných pro podporu vysoké úrovně NGII. Odbornákomunita pracující s prostorovými daty věří, že INSPIRE je prvním krokem pro vytvořeníEvropského SDI. Pro realizaci této myšlenky je nutné zvyšovat povědomí o NGII mezivšemi zainteresovanými složkami - poskytovateli ostatních dat, ministerstvy, privátnímsektorem a veřejností. V průběhu posledních let se situace v ČR mění k lepšímu – rozvíjí se informačnísystémy, na webových stránkách přibývají portály. Veřejná správa poskytuje stále víceinformací. Dostupnost geodat se rok od roku zlepšuje. Díky vznikajícím informačnímportálům a geoportálům snadněji vyhledává a má geografické informace k dispozicistále více uživatelů. Česká republika tak vytváří podmínky pro fungování NGII a splňujepožadavky INSPIRE. Menší nedostatky existují v harmonizaci dat, např. chybí národníprofil metadat. Dalším krokem na cestě k úspěšnému vybudování NGII bude naplněnípožadavků směrnice INSPIRE. 27
    • 28
    • Kapitola 3: METADATA, TEZAURY A KATALOGOVÉSLUŽBYŠTĚPÁN KAFKA, TOMÁŠ ŘEZNÍK, PETR KUBÍČEK, KAREL CHARVÁT, TOMÁŠCAJTHAML1. Metadata Potřeba metadat se objevila již v době, kdy byly pořizovány první rastrové mapovépodklady a digitální data vůbec. Tehdy se začala objevovat i poptávka po informacícho prostorových datech. Tyto informace tak vlastně navazují na mimorámové údaje mapv analogové podobě, zpracovávané v předchozích letech, které poskytovaly obdobnýmzpůsobem zásadní informace o prostorových datech. Metadata lze definovat jako data o datech nebo datových sadách, tedy jako množinuinformací popisujících daná data. Jde o popis obsahu, reprezentaci, geografický a časovýrozsah, prostorové reference, jakost a správu sady geografických dat. Je důležité, že právěmetadata umožňují integrovat geodata z různých datových sad a zdrojů (organizací,segmentů veřejné správy apod.), čímž naplňují jeden z hlavních principů a požadavků nainteroperabilitu dat a informačních systémů (především charakteru GIS). Pro správu metadat se používá metainformační systém. Metainformační systém(MetaIS) je informační systém, který dokáže sofistikovaně pracovat s metadaty a vyřizovatpožadavky na něho kladené. Důležitými charakteristikami MetaIS jsou především tytooperace nad metadaty:• Identifikace metadat (schopnost zpracovat neomezené množství metadat).• Verifikace metadat (ověření správnosti testováním).• Interpretace metadat (zpracování obsahu metadat, validita).• Distribuce metadat (prezentace ve vhodné formě). Uživatelé MetaIS mohou vyhledávat metadata o požadovaných datových sadách svyužitím standardních vyhledávacích mechanismů. MetaIS většinou publikuje svá metadataprostřednictvím služby WWW. Z metadatových standardů relevantních pro projektSpravaDat a i pro budování NSDI je třeba zmínit dva, Dublin Core a ISO19115/19119. Obr. 1: Využití metadat v praxi 29
    • 1.1 Dublin Core - ISO 15836 Dublin Core je standard určený Tab. 1: Dublin Core Metadata Element Setk vytváření metadat dokumentů na Anglicky Českyinternetu. Vychází z knihovních systémů. Title NázevJde o jednoduchý systém složený z Creator Tvůrceněkolika položek s prefixem „DC“. Je Subject Předmětmožno vytvářet další podtřídy rozšířením Description Popispředdefinovaných pomocí tečky. Tato Publisher Vydavatelmetadata je možno vkládat do hlaviček Contributor PřispěvatelHTML dokumentů. Existují vyhledávače, Date Datumkteré je umí zpracovávat a tak poskytovattříděné informace na rozdíl od „textových“ Type Typwebových vyhledávačů. Format Formát Identifier Identifikátor Standard Dublin Core obsahuje Source Zdrojzákladní sadu patnácti prvků (Dublin Core Language JazykMetadata Element Set), z nichž žádný nenípovinný: viz tab. 1. Relation Vztah Coverage Pokrytí Rights Práva1.2 ISO 19115/19119 metadata1.2.1 ISO19115 Norma ISO 19115 standardizuje metapopis prostorových dat. Počítá se s tím, žebude postupně nahrazovat současně používané standardy: FGDC (USA), ANZLIC(Austrálie), CEN (EU). Z informací uveřejněných na internetu vyplývá, že jak výrobcisoftwaru, tak i producenti dat postupně na tuto normu přecházejí. Současné aktivity EU voblasti prostorové infrastruktury (INSPIRE) počítají s touto normou jako jedinou pro popisprostorových dat. V ČR byly zrušeny předběžné normy CEN a do češtiny byla přeloženanorma ISO (překlad dalších souvisejících norem ISO 191xx v současné době postupněprobíhá), která také byla přijata za normu ČSN. Norma byla inspirována stávajícími metadatovými normami, je však značněrozsáhlejší a snaží se implementovat řadu číselníků, které omezují zadávání volného textu.Měla by přispět k ujednocení interpretace jednotlivých položek. Textových položek všaknadále zůstává velké množství. Norma navazuje na další normy série ISO 191xx (ISO19103 Conceptual Schema Language, ISO 19107 Spatial Schema, ISO 19108 Temporalschema, ISO 19109 Rules for Application Schema, ISO 19118 Encoding). Vycházíz jednotného „General feature“ modelu používaného jak OGC tak v rámci norem ISO191xx. Obsahuje povinné, nepovinné a podmíněně povinné položky. Norma také definujejakési jádro metadat (Core metadata), které by mělo být doporučeným základem provšechny metadatové záznamy. Norma předkládá popis struktury metadat ve formě UMLmodelů a datového slovníku metadat, který poskytuje detailnější informace o jednotlivýchpoložkách. Datový slovník obsahuje normalizované krátké a dlouhé jednoznačné názvyjednotlivých položek, které jsou dále používány v návazných normách. 30
    • S použitím této normy se počítá nejen pro popis datových sad, ale také webovýchslužeb (WMS apod.). Základní (implicitní) jednotkou pro metadatový popis je datová sada (dataset).Norma umožňuje také popisovat metadaty jednotlivé třídy geoprvků (feature types), třídyatributů (feature attributes), instance geoprvků (feature instances) a atributů (attributeinstance). Je uplatněn také mechanismus pro popis jednotlivých listů mapového díla (tiles)nebo pro definování vzájemné hierarchie (superset, subset). Pro přehlednost je norma tematicky rozčleněna do 12 balíčků (tab. 2, obr. 2).Tab. 2: Metadatové balíčky Č Název balíčku Obsah 1. MD_Metadata Základní balíček agreguje další balíčky. Dále obsahuje informace o jazyku a znakových sadách dat i metadat, iden- tifikátor metadatového záznamu, datumové razítko apod. 2. MD_Identification Citace, formát dat, ukázka, užití, zda je součástí jiné datové sady (DS) 3. MD_Constraints Omezení použití, autorská práva … 4. DQ_DataQuality Kvalita dat, údaje o historii vzniku apod. 5. MD_MaintenanceInformation Způsob údržby, údaje o aktualizaci 6. MD_SpatialRepresentation Rastr/vektor, geometrie, topologie… 7. MD_ReferenceSystem Souřadnicové systémy, projekce 8. MD_ContentInformation Popis rastrových dat nebo citace katalogu atributů 9. MD_PortrayalCatalogueReference Způsob grafické prezentace dat 10. MD_Distribution Poskytované formáty dat, on-line přístup, ceny apod. 11. MD_MetadataExtensionInformation Uživatelská rozšíření 12. MD_ApplicationSchemaInformation Dokumentace aplikačního schématu DS Obr. 2: UML model metadat na úrovni základních balíčků 31
    • CORE metadata: Standard definuje seznam položek, které tvoří jádro (CORE) metadat (viz tab. 3).Ne všechny položky jsou zde povinné, ale jsou doporučené pro základní popis dat.Tab. 3: CORE metadata (M – povinný, O=volitelný, C = povinný za urč. podmínek) Prvek Povinný Umístění Název datové sady M MD_Metadata > MD_DataIdentification.citation > CI_Cita- tion.title Typ prostorové reprezentace O (MD_Metadata > MD_DataIdentification.spatialRepresen- tationType Referenční kalendářní datum M MD_Metadata > MD_DataIdentification.citation > CI_Cita- datové sady tion.date Referenční systém M MD_Metadata > MD_ReferenceSystem Odpovědná strana O MD_Metadata > MD_DataIdentification.pointOfContact > CI_ResponsibleParty Původ (rodokmen) O MD_Metadata > DQ_DataQuality.lineage > LI_Lineage Geografická poloha datové C MD_Metadata > MD_DataIdentification.extent > EX_Ex- sady (4 souřadnicemi nebo tent > EX_GeographicExtent > EX_GeographicBounding- geografickým identifikátorem) Box or EX_GeographicDescription On-line zdroj O MD_Metadata > MD_Distribution > MD_DigitalTransfer- Option.onLine > CI_OnlineResource Jazyk datové sady M MD_Metadata > MD_DataIdentification.language Identifikátor souboru metadat O MD_Metadata.fileIdentifier Znaková sada datové sady C MD_Metadata > MD_DataIdentification.characterSet Název metadatové normy O MD_Metadata.metadataStandardName Tematická kategorie datové sady M MD_Metadata > MD_DataIdentification.topicCategory Metadata standard version O MD_Metadata.metadataStandardVersion Prostorové rozlišení datové sady O MD_Metadata > MD_DataIdentification.spatialResolution > MD_Resolution.equivalentScale or MD_Resolution.distance Jazyk metadat C MD_Metadata.language Abstrakt (výtah) popisující dato- M MD_Metadata > MD_DataIdentification.abstract vou sadu Znaková sada metadat C MD_Metadata.characterSet Distribuční formát O MD_Metadata > MD_Distribution > MD_Format.name and MD_Format.version Kontaktní místo pro metadata M MD_Metadata.contact > CI_ResponsibleParty Doplňková informace o rozsahu O MD_Metadata > MD_DataIdentification.extent > EX_Ex- datové sady (vertikálním a tent> EX_TemporalExtent or EX_VerticalExtent časovém) Datumové razítko metadat M MD_Metadata.dateStamp Kompatibilita s Dublin Core: Dublin Core (dále DC) je standard pro vytváření metadat pro popis internetovýchzdrojů. Vychází z knihovnických systémů a definuje jen velice omezené množstvízákladních položek s možností jejich další strukturalizace ve stromové struktuře podlepotřeb uživatelů. Položky jsou pouze textového charakteru a pro popis geografických dat 32
    • jsou nedostatečné. Protože jde o normu, která má být používaná i v rámci Informačníchsystémů veřejné správy v ČR, je třeba zhodnotit její kompatibilitu s ISO. Již tvůrci normyISO 19115 deklarují kompatibilitu s DC. Kompatibilita je možná převodem komplexníchpoložek ISO 19115 do Dublin Core. Vzhledem k nižší úrovni strukturovanosti DC ses převodem v opačném směru příliš nepočítá. Tabulka nám ukazuje možnost vzájemnéhomapovaní jednotlivých položek těchto norem (viz tab. 4).Tab. 4: Příklad mapování položek ISO 19115 na DC Dublin Core ISO 19115 DC.Title MD_DataIdentification/citation/title DC.Title.Alternative MD_DataIdentification/citation/alternateTitle DC.Creator.PersonalName MD_DataIdentification/citation/citedResponsibleParty/individu- alName DC.Creator.PersonalName.Address MD_DataIdentification/citation/citedResponsibleParty/con- tactInfo/address DC.Subject.Keywords MD_DataIdentification/descriptiveKeywords DC.Description MD_DataIdentification/abstract DC.Publisher MD_DataIdentification/citation/citedResponsibleParty/organi- sationName DC.Date MD_DataIdentification/citation/date/date DC.Type Dáno kontextem = „Data.Spatial“ DC.Format MD_dataIndentification/resourceFormat DC.Identifier fileIdentifier DC.Source dataSet DC.Language” SCHEME=”ISO639-1” language/isoCode CONTENT=”cz”> DC.Relation” CONTENT=”5468”> parentIdentifier, další vazby v různých částech normy DC.Coverage MD_DataIdentification/extent DC.Rights MD_DataIdentification/citation + MD_DataIdentification/re- sourceConstraints Komunitní profily: Standard ISO jerozšiřitelný. Jeho součástí je postuppro rozšiřování (extensions) akomunitní profily. Profil musívždy obsahovat CORE položky(jádro) a použít další standardnědefinované položky pro účely profilu(viz obr. 3). Teprve nenajde-li seodpovídající položka, je možnovytvářet jednotlivá rozšíření.Vytváření profilů je popsánov normě ISO 19106. Obr. 3: Vytváření komunitního profilu 33
    • Identifikátory: Jednoznačný identifikátor metadatového záznamu je možno volitelně zadatv elementu FileIdentifier. Obsahem může být libovolný řetězec. Identifikátor dat (a dalšíchentit) je možno zadat volitelně v elementu <citation>. Pomocí těchto identifikátorů semohou jednotlivé části metadat na sebe odkazovat (např. v elementu parentIdentifier).Kromě toho je v normě definován typ MD_IdentifierType (obrázek), který je používánv MD_Citation, MD_AggregateInformation apod… Řetězcový kód je zde doplněninformací o zodpovědné autoritě (citací) (viz obr.4). Obr. 4: Struktura MD_IdetifierType Norma dále neřeší způsob vedení a tvar unikátních identifikátorů. Vzhledemk očekávané výměně dat v rámci národní či nadnárodní prostorové infrastruktury je velicedůležité stanovit takové identifikátory, které budou jednoznačné i v takovémto kontextu.Tento problém se řeší v některých systémech přidělením počítačem vygenerovanéhonáhodného řetězce, který je s vysokou pravděpodobností neopakovatelný. Doporučováno je spíše použití způsobu známého k označování tříd v jazyce Javanebo jmenných prostorů v XML schématech, tedy řetězce odpovídajícího URL danéorganizace a další části odpovídající identifikaci v rámci této organizace. Popis struktury dat: Podrobný popis datového modelu vlastních dat je velice důležitý pro jejichpraktické využití. Zatímco norma ISO 19115 umožňuje podrobný popis obsahu rastrovýchdat, vlastní popis struktury vektorových dat zde není řešen (narozdíl od FGDC apod.).K popisu datového modelu mají sloužit normy ISO 19109 – „Rules for application schema“a 19110 – „Feature catalog“. K odkazu na Feature katalog slouží element MD_FeatureCatalogueDescription,v němž je možnost katalog citovat pomocí třídy CI_CitationType. Tato citace je spíšepopisného charakteru a nemá předpoklady pro automatické zpracování (jednoznačnávazba např. pomocí URI apod.) Aplikační schéma je možno zařadit do metadatového záznamu pomocí elementuApplicationSchemaInfo, kde se předpokládá vložení modelu v binárním tvaru tak, jak bylpořízen v některém modelovacím nástroji (UML), a grafické reprezentace tohoto modelu.Vlastní formát těchto dat je ponechán na uživateli. Interoperabilita v tomto případě neníopět příliš zaručena. Z General Feature Modelu (GFM) vyplývá opačná možnost – přiřadit metadata jakojeden z atributů objektů na různých úrovních aplikačního schématu, a to jak třídám prvků 34
    • (features) a atributů, tak jejich jednotlivým instancím. V praxi je také očekáván přístup oddatového modelu směrem k metadatům, nikoli obráceně. I když ve světě existuje řada příkladů použití metadat, autorům není známo řešeníproblematiky popisu datového modelu v návaznosti na metadata. Je však jasné, žek úplnému popisu datové sady potřebujeme popsat datový model (např. pomocí ISO 19190nebo 19110).1.2.2 ISO 19119 metadata Tato norma poskytuje normalizované zásady pro vývoj softwaru podporujícíhouvažované geografické služby, který uživatelům umožní zpřístupnění potřebnýchgeografických dat z rozmanitých zdrojů a jejich zpracování přes generické rozhraníspojující jinak neslučitelné softwarové prostředky. V souvislosti s tím norma podrobně pojednává o architektuře geografických služeba analyzuje výpočetní, informační, inženýrský a technologický pohled na otevřenédistribuované zpracování dat. V jeho přílohách je ošetřena shoda geografických služeb stouto normou, uvedeny jejich příklady, definován datový sborník metadat geografickýchslužeb a popsáno zobrazení do existujících platforem distribuovaného zpracování dat. Dle ISO 19119 jsou instance metadat kategorizovány podle následující taxonomie• Geografické služby pro interakci s uživatelem - Geographic human interaction service.• Geografické služby pro správu informací a modelů - Geographic model/information management services.• Geografické služby řídící návaznost úloh - Geographic workflow/task management services.• Geografické služby pro zpracování prostorových informací - Geographic processing services – spatial.• Geografické služby pro zpracování tematických informací - Geographic processing services – thematic.• Geografické služby pro zpracování časových informací - Geographic processing services – temporal.• Geografické služby pro zpracování metadat - Geographic processing services – metadata.• Geografické komunikační služby - Geographic communication services.• Správa geografických systémů - Geographic system management services.1.2.3 Implementace Vlastní implementaci řeší standard ISO 19139. Jde o soubor XML schémat,která slouží pro definování XML dokumentu s metadaty. Zde jsou provedena některázjednodušení, například všechny odkazy na externí zdroje jsou nahrazeny datovými typy.Jsou zjednodušeny i některé datové typy a vypuštěny elementy popisující dokumentacislužby (MD_ServiceIdentification). Norma je dosud ve stavu draft dokumentu, proto např.ESRI dosud nepodporuje export metadat v tomto formátu. 35
    • 1.2.4 Kritická místa platforem spojená s integrací metadat• Standard je značně rozsáhlý, nesymetrický a nepřehledný (v řadě případů jsou zde zachyceny podrobnosti DS, v jiných chybí potřebné elementy). Je vidět, že šlo o konsensus široké komunity uživatelů vytvářený extenzivním způsobem.• Data jsou uspořádána tak, že některé typy (např. Citation nebo responsibleParty) se vyskytují na různých místech hierarchické struktury metadat v různých kontextech, jejichž význam se může překrývat. Interpretace takovéto struktury nemusí být jednoznačná a různými uživateli může být různě chápána a vyplňována.• Celý standard je spíše postaven na textovém způsobu práce s informací, tedy redundantní textové údaje není možné dekomponovat zpět do relační databáze. Předpokládá se opětovné zadávání např. organizace či adresy na různých místech v textovém tvaru. Výměna metadat mezi systémy bude patrně založena na tomto „textovém“ tvaru. Vlastní popis struktury dat není řešen v rámci standardu (narozdíl např. od FGDCči aplikací ESRI). Předpokládá se datový model mimo tato metadata, ovšem není jasněřečeno vzájemné provázání1.3 Metadatové profily v rámci Evropy V rámci různých projektů vznikla celá řada metadatových profilů, které představujívíceméně podmnožinu položek standardu ISO 19115 (ESA, Evropská vodní směrniceatd.). V rámci projektu INSPIRE vznikl draft metadatového profilu pro vyhledávánía oceňování metadat. Tento profil je nezávislý na standardech, ovšem implementace počítás normou ISO 19115/19119/19139. Výhodou je, že profil je velice úzký (v podstatě málonad rámec jádra ISO. Obsahuje ovšem i elementy potřebné pro popis webových služeb,nikoli pouze dat). V současné době navrhované projekty vycházejí z tohoto standardu(např. eWater [9]).1.4 Metadatové profily v ČR V ČR stále existuje řada aplikací používajících starý standard ISVS. Zaváděnínorem ISO probíhá pomalu. Dosud nebyl stanoven národní profil metadat, spíše se počítás převzetím profilu INSPIRE. Vyplňování dalších položek nad rámec tohoto profilu budena potřebách jednotlivých uživatelů či komunit. Vzhledem k určitým národním potřebám však bude pravděpodobně muset vzniknoutněkolik rozšíření, případně návodů / kuchařek pro vyplňování metadat. Jednak pro kódováníčeských znakových sad (používané windows-1250 není součástí předdefinovanéhočíselníku ISO), jednak bude potřeba definovat použití prostorových identifikátorů, tezaurůapod. V současné době jsou vytvářeny resortní profily Ministerstva životního prostředí(MŽP) a Zeměměřického úřadu (ZÚ). Vycházejí z profilu INSPIRE a budou patrněobsahovat další položky. Autoři systému Micka vytvořili stejnojmenný profil, kterývychází z profilu INSPIRE, z resortního profilu MŽP a je rozšířen o položky na základěpraktických potřeb jednotlivých uživatelů systému. 36
    • 2. Tezaury Systémy pro vyhledávání a třídění informací v počítačovém prostředí procházejív posledních létech bouřlivým vývojem. Původně bylo vyhledávání počítačových informacíkomplikovanou činností, která mohla být vykonávána pouze zaškolenými profesionály.Postupně došlo v souvislosti s technologickým rozvojem k enormnímu nárůstu objemudostupných informací. Kromě nových zdrojů vytvářených přímo v digitálním prostředídochází i k digitalizaci původně jen papírových (analogových) zdrojů dat. S rozvojemInternetu se nárůst objemu dostupných informací týká nejen databází obsahujících vědeckétexty, ale i běžných publikací jako jsou noviny, časopisy, krásná literatura i osobní zápiskyřady lidí ve formě webových stránek. Zvýšený objem dostupných dat výrazně zkomplikoval vyhledávání relevantníchinformací, obzvláště pro běžné koncové uživatele. Objevuje se však řada přístupů, kterérůzným skupinám uživatelů poskytují různě strukturovaný přístup ke zdrojům dat. Jednímz nejčastěji využívaných přístupů k této problematice jsou řízené slovníky (controlledvocabularies), konkrétně pak především tezaury (česky též thesaury, angl. thesaurus, pl.thesauri). Kontrolovaným slovníkem rozumíme seznam dohodnutých termínů převzatýchz běžného jazyka, u nichž je podchycena (kontrolována) gramatická forma (v cizojazyčnýchkontrolovaných slovnících je navíc třeba sjednotit hláskování). V tezaurech jsou tytotermíny navíc uspořádány v hierarchické struktuře, což přináší významné výhody přivyhledávání informací (viz níže). Tezaury lze používat k indexování, ukládání, případněvyhledávání záznamů. Mohou pracovat v kombinaci s řadou různých vyhledávacíchalgoritmů a lze je využít ke zlepšení výsledků vyhledávání v různých typech záznamů (odhledání v strukturovaných indexovaných databázích přes částečně strukturované sady dataž po vyhledávání v heterogenních fulltextových dokumentech). Tezaury se mohou pro zvýšení své využitelnosti různým způsobem sdružovat domultitezaurových systémů, např. do multitezaurových prostředí, přepínacích tezaurovýchsystémů, složených tezaurů apod. Tezaurus lze využít jak k vyhledávání, tak k indexování záznamů. Při indexováníjsou záznamy označovány pomocí řízených termínů. Při vyhledávání může uživatel buďmanuálně zadat všechny vyhledávané řetězce nebo zadá jeden termín a systém automatickyzahrne všechna synonyma a gramatické tvary termínu. Jak již bylo zmíněno, jedním z hlavních rysů tezaurů je využití hierarchickýcha relačních vazeb, konkrétně vztahů označovaných ekvivalence, hierarchie a asociace.Ekvivalence je vztah mezi synonymy. Všechna synonyma mohou být rovnocenná, obvykleje však jeden z termínů zvolen jako preferovaný termín (preferred term), další synonymajsou pak označena jako alternativy k danému termínu. Vyhledávání je pak pro koncovéhouživatele usnadněno tím, že ke vstupu do tezauru může použít kterékoliv z danýchsynonym. Vzácně jsou navíc definovány vztahy mezi pseudosynonymy (quasi-synonyms)– mezi slovy, která mají podobný, ne však totožný význam. Hierarchie (na rozdíl od ekvivalence není symetrická) je v tezaurech vytvořenavymezením vztahů mezi podřazenými pojmy (narrower term) – podtřídami (subclass) 37
    • a nadřazenými pojmy (broader term) – nadtřídami (superclass). Nejčastěji se v tezaurechpoužívá pouze jeden typ této vazby, výjimečně lze definovat více typů hierarchickévazby. Asociace (symetrický vztah) se používá k vytvoření vazby tehdy, pokud mezitermíny existuje sémantický vztah, ale nelze jej označit pomocí ekvivalence ani hierarchie.Pomocí asociace lze například spojit antonyma (slova s opačným významem) apod. V případě multilinguálních (vícejazyčných) tezaurů pak navíc do hry vstupuje dalšívztah – mezijazyková ekvivalence. Ta je obvykle definována pouze mezi preferovanýmitermíny.2.1 Tvorba tezaurů Pokud pomineme možnost převzetí (a případné adaptace) již existujícího tezauru(která bývá obvykle nerealizovatelná, protože drtivá většina tezaurů je vytvářena prospecifickou databázi nebo sadu záznamů, což prakticky vylučuje jejich přenos a použitív jiném než původním systému), je v případě potřeby nutno přikročit k vytvoření vlastníhotezauru. Vytvářením tezaurů se zabývá několik mezinárodních standardů. Mezinárodnístandard ISO 2788 a americký národní standard ANSI/NISO Z39.19 obsahují doporučenípro budování monolinguálních tezaurů, standard ISO 5964 pak pokrývá oblast budovánímultilinguálních tezaurů. Lze vymezit dva základní přístupy ke tvorbě tezaurů (v praxi se obvykle aplikujíoba přístupy společně):• Postup shora dolů (top-down method): · je sestavena skupina expertů, která rozhodne o rozsahu a přibližném okruhu termínům které budou do tezauru zahrnuty, · s využitím případných stávajících slovníků a/nebo tezaurů se rozhodne o vztazích vybraných termínů, · upřesní se okruh termínů vybraný dříve, zvolí se preferované termíny; stanoví se ekvivalence mezi preferovanými termíny a jejich alternativami; stanoví se hierarchie a asociace mezi preferovanými termíny, · vytvoří se předběžná verze tezauru, následuje testování a úpravy.• Postup zdola nahoru (bottom-up method) · sestaví se skupina expertů sloužících jako poradci, · vybere se sada již indexovaných dokumentů (pokud existují) a indexové termíny z této sady se použijí jako předběžný seznam termínů, · pokud nejsou k dispozici indexované dokumenty, vezme se sada dokumentů používajících přirozený (tj. neřízený) jazyk a postupuje se analogicky, · tezaurus se začne budovat na základě takto získané předběžné sady termínů: ve spolupráci s experty a dalšími zdroji informací se upřesní význam všech termínů, stanoví se vztahy mezi termíny, · vytvoří se předběžná verze tezauru, následuje testování a úpravy. 38
    • 2.2 Integrace tezaurů Integrace tezaurů nabývá na významu se vzrůstajícím počtem existujících tezaurů.Tento jev je podmíněn nutností pokrýt všechny vědy, případně vědní disciplíny u vědkomplikovanějších (jako např. fyzika či geografie). Řešením je tvorba několika tezaurů. Tyse mohou v určitých termínech vzájemně překrývat, případně mohou mít shodné termínyzpracované v rozdílné kvalitě (stejně tak jako v atlasech bývají mapy, jejichž obsah sepřekrývá, ale měřítko je odlišné). Z předchozího odstavce vyplývá, že v těchto případech není možný přímýautomatický překlad dotazu z jednoho jazyka do jazyka jiného. I přesto lze vytvořitmultilinguální tezaurus. Za použití existujících slovníků může být využita existujícístruktura pro překlad a rovněž pro kontrolu adekvátnosti daného překladu. Je třebazdůraznit, že pro multilinguální tezaury není třeba překlad samotných slov (což je účelslovníků), ale klíčových frází. Moderní informační systémy, jako např. WWW a digitální knihovny, obsahují vícedat, než kdy předtím. Tyto systémy je snadné používat; mají globální rozložení. Protojsou dostupné velkému množství heterogenních skupin. Na straně druhé právě velkémnožství heterogenní informace vytváří požadavek takového nástroje pro uživatele, kterýby mu umožnil pracovat s (pro něj) významnou částí dat. Jedním z těchto nástrojů jsoutezaury. Osvědčily se jako způsob jednotného a stálého slovníku pro indexaci a získávánítzv. informačních objektů (information bearing objects, IBO). Moderní multilinguálnía mezioborová informace vyžaduje více než jen tradiční jednojazyčné úzce zaměřenétezaury. Široké spektrum klientů informačních systémů požaduje tezaury, které mohou býtpoužity „nespecialisty“. Tezaury jsou dostupné pro různé oblasti zájmu se specifickou strukturoua terminologií. Mnohdy však nejsou sjednoceny ani tezaury v rámci jednoho oboru(zabývají se pouze specifickými oblastmi). V důsledku vzrůstu počtu informačních systémůse zvyšuje poptávka po rozsáhlejších slovnících, které pokrývají širší oblasti informacía současně jsou mnohem více selektivní. Jedním z řešení je použití sbírky tezaurů v souladuse strukturou lidských znalostí. Tyto tezaury mohou být na sobě nezávislé nebo jsou vevíce či méně provázaném vztahu. V minulosti bylo mnoho tezaurů manuálně integrovánodo jednoho supertezauru. To je však nedostatečné pro vytvoření volněji spojenýchinformačních systémů, kde volné spojení (také tzv. federace) tezaurů je vhodnější– umožňuje každému tezauru ponechat si svoji autonomii. Snaha o integraci tezaurů vefederaci je nižší, než v jiných multi-tezaurových systémech. Důvodem je především fakt, žepo akceptování autonomie tezauru následuje akceptování určitých nekonzistencí. Federacetezaurů nabízí nové způsoby indexování a vyhledávání. Proces indexování, stejně jakovyhledávání v tezauru, těží z přístupu k různým (obecným a specializovaným) tezaurům,které tvoří federaci tezaurů. Jeden či více tezaurů poskytují vstupní bod pro uživatele.Automatické využití jiných tezaurů umožňuje uživatelům integraci obsahů jednotlivýchtezaurů okamžitě. Abychom se vyhnuli slovníku, který mate uživatele svojí obsáhlostí,odlišujeme indexované tezaury od neindexovaných. Základní snahou je integrovat tezaurypři zachování jejich autonomie. Tento fakt je významný pro prostředí, jež podporuje platbuza individuální používání tezauru. Federace tezaurů je zvláště užitečná pro indexování 39
    • a vyhledávání ve velkých informačních systémech. Těmi jsou například informačnísystémy obsahující data z několika informačních systémů nebo informační systémyintegrující distribuované autonomní informační zdroje. Příklady užitečnosti federace tezaurů jsou metainformace či katalogové systémy.V posledních letech bylo sestaveno několik metadatových standardů a metainformačníchsystémů. Klíčovými tématy pro poskytnutí jednotného vstupního bodu je interoperabilitametainformačních systémů (která může existovat na regionální, národní a mezinárodníúrovni) a k nim příslušející tezaury. Proto je jedním z účelů kostry federace tezaurů vyřešitproblém dotazování informačních objektů (IBO) indexovaných různými, potenciálněse překrývajícími tezaury. Jiným příkladem v tomto směru jsou digitální knihovny,jež obsahují široce distribuované informační objekty (jako např. textové dokumentyv rozdílných jazycích). V podobném smyslu může být federace tezaurů použita jako nástrojpro podporu vyhledávání mezi jazyky.2.3 Způsoby integrace tezaurů V minulosti byly tezaury manuálně integrovány do jednoho velkého „supertezauru“.Naproti tomuto způsobu řešení je pro technickou interoperabilitu distribuovanýchinformačních systémů vhodnější volnější integrace (loosely integration), zvaná federace(viz dále). Tento způsob integrace umožňuje zachovat autonomii zúčastněných tezaurů.V posledních letech navíc integrace nabývá jiných možností, které jsou důsledkem novýchtechnologií – jako např. WWW (World Wide Web), CORBA (Common Object RequestBroker Architecture) či programovacího jazyka Java. Tezaury je možné integrovat třemi hlavními způsoby: federace (federation),sjednocení (unions) a spojení (couplings).• Federace je kombinace několika tezaurů při zachování jejich autonomie. Tezaury zapojené do federace mohou být uchovávány v rozdílných databázích a spravovány nezávisle na ostatních. Federace se skládá ze všech termínů a vztahů „členských“ tezaurů. Navíc obsahují informace o vztazích mezi termíny z různých tezaurů. Koncepty, které existují ve více než jednom tezauru, jsou kombinovány do jednoho federativního konceptu. Mohou být přidány jiné vztahy (jako např. hierarchické), aby bylo zajištěno vhodnější odkazování mezi jednotlivými slovníky. · Tato jednoduchá forma integrace tezaurů může vést k nekonzistencím, které mohou být odstraněny pouze vyjmutím některých termínů či vztahů z jednoho či více tezaurů. Akceptování těchto nekonzistencí je cenou za zachování autonomie každého z integrovaných tezaurů. Jinými slovy můžeme říci, že federace tezaurů není sama o sobě konzistentním tezaurem. Tato nevýhoda je vyvážena snadností tvorby federace, zachováním autonomie integrovaných tezaurů a užitečností v řadě aplikací – i přes určitou nekonzistenci.• Sjednocení je (oproti federaci) považováno za krok dále při integraci tezaurů. Integrovaný slovník prošel revizí, aby byla odstraněna nekonzistence. Výsledkem je nový korektní tezaurus. Sjednocení tezaurů může tvořit základ nového tezauru, který bude (po dokončení) nezávisle zlepšovat své zdrojové tezaury. Hlavní aplikací u sjednocení je tvorba metatezaurů. Metatezaurus by se neměl vytvářet nezávisle 40
    • na zdrojových tezaurech. Na straně druhé je třeba, aby byl jednou za čas znovu sestaven kvůli adaptaci na provedené změny. Praktickým příkladem metatezauru je „Meta“, který vznikl sjednocením několika lékařských tezaurů [152].• Spojení je zvláštním případem integrace mikrotezaurů (tj. tezaurů se specializovanými slovníky; nazývané také jako subtezaury) s více obecnými makrotezaury. Mikro- a makrotezaury se musí vzájemně přizpůsobit. Příkladem je European Educational Thesaurus [155].2.4 Metadata a tezaurus Síťové systémy pro organizaci znalostí obvykle obsahují objekty různých typů. Tytoobjekty jsou popsány za použití velkého množství odlišných metadatových schémat. Z tohodůvodu je vytvořen stroj, který rozumí metadatovým popisům odpovídajícím schématůmrůzných oborů. Existují především tyto tři základní scénáře, podle kterých je požadovánainteroperabilita mezi metadatovými popisy:• Umožnit jednoduché vyhledávací rozhraní napříč heterogenními metadatovými popisy.• Umožnit integraci či spojení metadatových popisů, které jsou založeny na doplňujících, avšak potenciálně se překrývajících metadatových schématech nebo standardech.• Umožnit rozdílné pohledy základních a kompletních metadatových popisů závisejících na zájmu, úhlu pohledu a požadavcích uživatelů. Metadatové popisy z rozdílných oborů nejsou sémanticky odlišné, nýbrž se vzájemněpřekrývají a komplexním způsobem jsou příbuzné mezi sebou. Dosažení interoperabilitymezi takovými metadatovými popisy je manuální tvorbou užitečné; manuální přiřazeníjeden k jednomu ale nevyhovuje mnoha existujícím metadatovým slovníkům. Výhodnějšímpřístupem je využití faktu, že mnoho entit a vztahů se vyskytuje napříč všemi oblastmizájmu (např. lidé, místa, organizace, události, atd.). Přístupem k heterogenním datovým zdrojům v síťové struktuře vznikly novéproblémy v oblastech zajištění terminologie a interoperability. Jsou zapotřebí řešení kezlepšení fulltextových vyhledávání a průvodce návrhem schémat kontrolovaných termínůpro užití ve strukturovaných datech, včetně metadat. Tezaury jsou vytvářeny v odlišných jazycích, s rozdílným účelem, úhlem pohledua na rozdílných úrovních abstrakce a detailu pro společný přístup ke specifickým sadámsbírek informací. Proto je při integraci kladen důraz také na metadata. Ta mohou býtzpracována podle dvou základních norem:• Dublin Core je obecným standardem pro metadata, který může být použit při popisu dokumentů pro jejich hledání.• ISO 19115 představuje normu, která je současně přijata za ČSN. Rozsah aplikačních oblastí je v porovnání s Dublin Core širší. 41
    • 2.5 Prostorové tezaury Prostorové tezaury začaly vznikat ve Velké Británii v 19. století jako výčetgeografických názvů tehdy známého světa s cílem dokumentovat rostoucí anglický vliv.Na tuto tradici se opět začalo navazovat na počátku 90. let 20. století, kdy začal vznikatweb v takové podobě, jak jej známe dnes. Tehdy vyhledávače buď neexistovaly neboneposkytovaly dostatečně relevantní výsledky. Hlavní úlohu při hledání požadovanýchdat či informací tak hrály internetové portály, tj. webové servery, které slouží jako bránado světa internetu. Typicky obsahovaly katalog odkazů, díky kterému plnily funkciinternetových rozcestníků. Teprve v pozdější době (druhá polovina 90. let) se začalyvytvářet vyhledávače v podobě, jakou známe dodnes. Pro oblast geografie jsou však tyto vyhledávače nedostačující, ve většině případůobsahují podporu tzv. fulltextového vyhledávání, které je pouze jednou z částí geografickéhovyhledávání. Proto bylo třeba obohatit „klasické“ vyhledávače o možnost jiných foremvyhledávání. I tato snaha se postupem času ukázala jako nedostatečná, začíná proto tvorbaprostorových tezaurů, ve webovém podání někdy označovaných jako gazetteer – podleWikipedie definovaný jako geografický adresář dodávající důležité reference k vybranémumístu (místům), často v kombinaci s atlasem. Formální definice tezaurů jsou uvedeny v mezinárodních i amerických standardech.Jednak jde o ANSI/NISO Z39.19 stanovující pravidla pro tvorbu, formátování a správujednojazyčného tezauru. O stupeň výše jsou pak standardizační snahy Technické komise46 Mezinárodní organizace pro standardizaci (ISO), která vytvořila dvojici standardů– ISO 2788 (pro monolingvální standardy; tj. odpovídající Z39.19) a ISO 5964 (promultilingvální standardy). Podle výše uvedených standardů můžeme prostorové tezaury chápat jako saduorganizovaných geografických názvů a sadu standardizovaných recipročních vztahůmezi těmito názvy. Název je pak v tomto významu slovo nebo fráze reprezentujícíkonceptuální kategorii. Vztahy mezi těmito pojmy jsou významné při vyhledávání– kromě nadřazených a podřazených pojmů (jako např. kraj a okres v administrativníhierarchii) – rozlišujeme také synonyma. Jinými slovy řečeno, pokud uživatel vyhledávářeky, v běžném vyhledávači nenalezne výsledek, zatímco prostorový tezaurus jej navedenapř. na databázi označenou vodní toky. Prostorové tezaury řeší sémantickou heterogenitumezi datovými zdroji, protože pomáhají rozvíjet popis pokrytý metadaty o hierarchickoustrukturu pojmů a synonyma velmi podobného významu. Nicméně je třeba dodat, že početslov obsažených v tezaurech je i tak omezen. Největší šance na získání požadovaných datjsou proto v té chvíli, kdy uživateli oznámíme, jaký prostorový tezaurus (tj. jaký konkrétnívýčet klíčových slov) je při popisu používán. Z výše uvedených přístupů je patrné, že ideální popis tematického a prostorovéhoobsahu geografických dat si vyžaduje nejen metadata, ale také prostorový tezaurus. S tímtopřístupem počítají současné standardizační snahy v oblasti metadat – tj. standard CSDGM(častěji v literatuře označovaný jako FGDC) a norma ISO 19115. U obou je možnédoplňovat klíčová slova konzistentním způsobem z formálně registrovaného tezauru.Klíčová slova lze do metadat zadat také v libovolné podobě, čímž se však snižuje snadnostnalezení potřebné informace. Kromě toho odebíráme jeden ze stavebních kamenů moderníinfrastruktury prostorových dat. 42
    • Při tvorbě prostorového tezauru se používá metoda označovaná jako geoparsing.Jedná se o proces, v němž se klíčovému slovu nebo frázi nestrukturovaného textu přiřazujígeografické identifikátory (jako např. zeměpisné souřadnice vyjádřené pomocí zeměpisnédélky a šířky či použití kódové informace). Takovým příkladem je explicitní vyjádřenív zeměpisných souřadnicích u fráze „30 kilometrů západně od Brna“. Tato metoda jepoužita u GEOnet Names Server (viz dále). Na první pohled se může zdát, že geoparsing jeshodný s geokódováním; v praxi však geoparsing jde za hranice geokódování. Geokódováníanalyzuje jednoznačnou strukturovanou lokaci (jako např. poštovní směrovací číslo)a explicitně formátované numerické souřadnice. Geoparsing se zabývá nejednoznačnoureferencí nestrukturovaného textu – jako např. Lhota, která je názvem několika míst.Software pomáhající nám v tomto procesu se nazývá geoparser – viz obr.5. Obr. 5: Příklad použití geoparseru nad nejednoznačným geografickým textem Prostorové tezaury ve většině případů nebývají samostatně distribuovány, setkámese s nimi proto zejména v podobě webové služby – tj. pomocí adresovatelného middle-wareserveru podporujícího georeferencování a vyhledávání. Rozlišujeme dva základní modelyprostorového tezauru: jednoduchý seznam názvů (se všemi problémy z toho vyplývajícími– jako např. neunikátnost) nebo model spojující název s lokací (jako např. index v atlasu).Zároveň je třeba tento model informace strukturovat – vytvořit tzv. hierarchický tezaurus.Pak můžeme snadno prozkoumávat vztahy mezi jednotlivými názvy. Na straně druhé všakstále nezaručujeme unikátnost názvů a obtížně vztahujeme názvy k ostatním lokátorům- jako např. PSČ. Prostorový tezaurus by měl vždy obsahovat přinejmenším: unikátníidentifikátor geografického prvku, geografický název, typ geografického prvku (jako např.jezero) a prostorové umístění. V současné době můžeme jako hlavní prostorové tezaury vymezit následující: Getty Thesaurus of Geographic Names (TGN) TGN představuje nástroj pro sběr a správu mnoha geografických klíčových slovpro danou oblast zájmu a pro rozdílné úrovně měřítka (tj. obydlené místo, mikroregion,kraj, stát, kontinent). Getty Thesaurus of Geographic Names je strukturovaným slovníkemobsahujícím od roku 2000 (i když práce na něm začaly již roku 1987) cca. 1 100 000názvů osídlených míst, administrativních celků, infrastruktury, hydrografie, orografiea vegetace na celé Zemi. Všechny záznamy jsou v angličtině a většinou také v místnímjazyce. Odpověď dotazu obsahuje rovněž geografické souřadnice, zdroj dat, druh místaa specifické poznámky. Mimo to jsou všechny názvy pomocí vztahů zařazeny v hierarchii(viz obr. 6). 43
    • Obr. 6: Výsledek dotazu v podobě hierarchie tezauru TGN GeoNet Name Server (GNS) Tato sbírka geografických klíčových slov poskytuje přístup k databázím názvůNárodní geoprostorové zpravodajské služby (National Geospatial-Intelligence Agency;NGA) a Výboru geografických názvů Spojených států (U.S. Board on Geographic Names;US BGN). Přestože obě instituce jsou americkými národními, i zde je možné vyhledávatmísta na celé Zemi. Stejně tak představují cenný prostorový tezaurus pro Českourepubliku. GNS databáze obsahují přes 4 miliony názvů na naší planetě zachycující tematikyod osídlených míst, administrativních jednotek, infrastruktury, hydrografie, orografieaž po vegetaci. Speciální kategorií jsou podmořské názvy, jež v ostatních prostorovýchtezaurech mnohdy nebývají. Hlavním rozdílem oproti TGN je široké spektrum nástrojůpro vyhledávání a aktuálnější údaje. Např. pro Českou republiku zde v administrativníhierarchii naleznete nejen současné názvy krajů, ale také jejich stará synonyma (např. krajVysočina – Jihlavský) či zařazení míst i podle krajů dle jejich územní působnosti v letech1960 – 2001. The World Gazetteer Poslední jmenovaný prostorový tezaurus se výrazně odlišuje od svých předchůdců,profiluje se pouze na úzkou oblast demografie. Umožňuje zobrazit hierarchii od úrovnězemí, přes kraje po města, kde zobrazuje i počet obyvatel z posledního sčítání lidu. Jednáse zejména o prostorový tezaurus pro laickou veřejnost, který nebyl od začátku roku 2006dále aktualizován.3. Katalogové služby Katalogové služby umožňují publikovat a vyhledávat metadata dat, služeba příbuzných informačních modelů. Metadata obsažená v těchto katalozích by mělaobsahovat takový popis těchto zdrojů, který umožní klást dotazy (vyhledávání) a jejichocenění pro konkrétní použití a další zpracování lidmi nebo stroji. Na rozdíl od fulltextového vyhledávání známého z vyhledávacích portálů (Googleapod.) by měla tato služba umožňovat strukturované vyhledávání podle určitých parametrů(např. typ zdroje, prostorový rozsah apod.) a tak lépe vymezit množinu získaných údajů. 44
    • Myšlenka sdílení a distribuovaného vyhledávání metadat vznikla někdy kolemr. 1970 v prostředí knihovnických systémů. Za tímto účelem vznikl přenosový protokolZ39.50 [50], který je dosud široce používán právě v knihovnických systémech.3.1 Katalogová služba pro prostorová data Konsorcium Open Geospatial vytvořilo specifikaci pro katalogovou službu proprostorová data [128]. Umožňuje vyhledávat a zobrazovat metadata prostorových dat,jejich aktualizaci v katalozích, distribuované vyhledávání přes více serverů a asynchronnízpracování v případě dlouhé odezvy serveru. Služba je definována obecně a umožňujeimplementaci nad různými protokoly a s různými typy metadat. Aktuální verze standarduje „OGS Catalogue Services Specification verze 2.0.2”. Protokoly: Standard definuje operace pro tyto protokoly: · Z39.50, · CORBA/IIOP, · HTTP, z nichž poslední, nazývaný Catalogue Services for the Web (CSW), je považovánza nejmodernější a je upřednostňován. Projekt INSPIRE také předpokládá jeho použití. Dotazovací jazyk: Specifikace umožňuje standardizované dotazování pomocí těchto jazyků:• Common Query Language (CQL). Je obdobou jazyka SQL a je používán např. v implementacích knihovnických aplikací založených na Z39.50. Implementace tohoto jazyka v katalogové službě je povinná.• OGC Filter. Je definovaný v rámci standardů OGC [130] a je založen na XML. Používá se např. při dotazech WFS a WMS/SLD. Protože jeho implementace v katalogové službě není povinná, je podporován řadou systémů (Geonetwork, TerraCatalog, Micka, ...). Metadatové profily: Specifikace sama nedefinuje dotazovací položky ani strukturu metadat vracenýchserverem. Definuje pouze obecný rámec pro přenos libovolných metadat různých typů(ISO 19115, ISO 19119, FGDC, ebRim apod.) Jednotlivé profily jsou pak definoványdalšími normami. Pro zachování základní interoperability je součástí specifikace definiceminimální množiny dotazovatelných položek a položek obsažených v odpovědi (viz tab.5). Tyto položky jsou odvozeny ze standardu Dublin Core [23] a jsou povinné pro každoukatalogovou službu.• Profil pro metadata prostorových dat: Ve specifikaci OGC [128] je definován profil pro metadata ISO 19115/19119 [56,57]. Vychází z kódování těchto norem do XML dle standardu ISO 19139 [59]. Umožňuje popisovat jak metadata dat, tak metadata služeb. Tato specifikace zavádí některá rozšíření normy ISO 19115, např. přidává položku „application“ v číselníku MD_ScopeCode. Předpokládá se užití tohoto profilu v projektu INSPIRE. 45
    • Tab. 5: Základní dotazovatelné položky katalogové služby Název Popis Datový Typ Subject Téma zdroje, např. klíč. slova CharacterString Title Název zdroje CharacterString Abstract Stručný popis (abstrakt) CharacterString AnyText Označení fulltextového vyhledávání CharacterString Format Formát zdroje CharacterString Identifier Unikátní identifikátor záznamu v katalogu Identifier Modified Datum aktualizace metadatového záznamu Date-8601 Type Typ zdroje (dataset, service apod.) Codelist BoundingBox Ohraničující obdélník EX_GeographicBoundingBoxclass in ISO 19115 CRS Kartografické zobrazení Identifier Association Vazba na další zdroje Associace• Profil ebRim. ebRim je specifikace OASIS pro registry webových služeb pro elektronický obchod (ebRIM je zkratka Electronic Business Registry Information Model). Tento standard je pro popis služeb flexibilnější než ISO 19119, proto jej některé katalogy využívají. Specifikace OGC [127] popisuje možnost použití ebRim profilu pro metadata ISO 19119. Operace: Specifikace definuje tyto operace (povinné jsou zvýrazněny tučně): viz tab. 6Tab. 6: Definice operací Operace Popis GetCapabilities Vrací základní metadata služby DescribeRecord Vrací popis struktury metadatového záznamu GetDomain Vrací popis domény parametrů GetRecords Vrací metadatové záznamy GetRecordById Vrací metadatové záznamy zadané pomocí identifikátoru záznamu Pro práci s katalogovou službou je nejdůležitější operace GetRecords, která vracívlastní metadatové záznamy. Vybrané parametry dotazu: RESULTTYPE - co služba vrací „hits“ (vrací počet nalezených záznamů) / „results“ (vrací metadatové záznamy) / „validate“ (jen testuje, zda je dotaz validní) TYPENAMES – jaký profil metadat služba vrací „csw:Record“ (vrací základní položky Dublin Core) gmd:MD_Metadata (vrací metadata podle ISO 19115/19119) pozn.: Tento parametr doznal změny mezi jednotlivými verzemi standardu. Také různé verze katalogů jej implementují různě, např. csw:Record byl dříve pojmenován „OGCCORE“ 46
    • ELEMENTSETNAME – označení množiny prvků, které služba vrátí „brief” / „summary” / „full” (jaká množina položek bude vrácena) Dotazy je možno provádět jak pomocí GET, tak POST. GET není definováno provšechny operace (např. Transaction). Dotazy je možné zasílat i prostřednictvím SOAP. CONSTRAINTLANGUAGE – dotazovací jazyk, povoleny jsou hodnoty: „CQL_TEXT” nebo „FILTER” Operace pro aktualizaci katalogu: Součástí specifikace jsou příkazy pro aktualizaci a správu katalogu. Označují sejako CSWT. Jsou to tyto operace:a) Operace Transaction Operace umožňuje měnit data přímo na serveru pomocí dotazu zaslaného na serverve formě XML. Příkaz nemá KVP (ve formě řádku URL) verzi. Příkaz umožňuje tyto akce: · Insert - jeden nebo více záznamů je vloženo do katalogu. · Update - umožňuje aktualizovat určité záznamy definované pomocí povinného elementu Constraint. Element recordProperty umožňuje měnit jen některé hodnoty metadat). · Delete - záznamy určené pomocí elementu Constraint budou smazány. Služba vrací jednak celkový údaj o provedených akcích (počet vložených záznamůapod.), jednak detailní údaj o každém záznamu.b) Operace Harvest Tento dotaz umožní ukládat/měnit data na serveru tím, že provede dotazy na jinézdroje (servery) a zpracuje získaná data. Pracuje jak v KVP, tak XML verzi. Dotaz můžeběžet jak v synchronním, tak asynchronním modu. Dotaz obsahuje (mimo jiné) tytoparametry: · Source - URI zdroje, odkud se mají data získat. · ResourceType - Odkaz na schéma definující typ získaných dat (FGDC, ISO apod.) · HarvestInterval - Interval, za kterým se spouští tato operace. Není-li uveden, spouští se jednou ihned. · ResponseHandler - URI, na který se zašle oznámení, když operace asynchronně spuštěná byla dokončena. 47
    • 48
    • Kapitola 4: INTEROPERABILITA, DATOVÉ MODELYA GENERALIZACE DATMILAN KOCÁB, TOMÁŠ CAJTHAML, PAVEL VANIŠ, KAREL STANĚK, KARELCHARVÁT1. Interoperabilita Interoperabilita neboli univerzálnost dat významně rozšiřuje možnosti využitelnostigeografických dat, a tím zvyšuje jejich hodnotu. Významným přínosem je jednoduchámožnost sdílení a integrace dat a odpadá tím nutnost údržby a aktualizace všech datovýchsad. Každá organizace zajišťuje aktualizaci, údržbu a vedení pouze vlastních datovýchsad, další datové sady mohou být pouze připojeny, případně využity jen pro dálkovévyhodnocení dotazu. Nutnými podmínkami interoperability dat je precizní určení standardů a zejménapak jejich bezvýhradné dodržování, dále pak otevřenost používaných formátů dat tak, abybylo možno s daty pracovat bez nutnosti datové konverze. Pokud je nutné pro práci nadcizími daty provádět konverzi, odpadá možnost pouhého vzdáleného připojení dat a jenutno provádět úpravu dat před využitím. Další základní podmínkou je ochota spolupracovat a sdílet data. S touto podmínkouse pojí i nutnost legislativního rámce pro poskytování, sdílení a využívaní dat včetněvhodně voleného datového obchodu, a to jak v resortu veřejné správy, tak pro soukromézájemce o data. Interoperabilita dat musí být řešena jak na úrovní syntaktické, tj. na úrovni sjednocenídatových struktur a výměnných formátů, tak i na úrovní sémantické, tj. na úrovni chápáníobsahu dat. Integrovat znamená dát něco v jeden celek. Integrace je řetězení výrobních postupů,údržby a šíření dat včetně systému jejich aktualizace a archivace. Datové sady pro integracimusí obsahovat metadata a vlastní data by měla být ověřena a zkompletována s ohledemna jejich vývoj a přesnost. Teprve poté je možno k integraci přistoupit. Z tohoto pohledu jenapř. i digitální Státní mapa 1 : 5 000 či 1 : 10 000 integrována z několika částí, ale každáčást je integrována nedostatečně. Integrací lze docílit optimálního využití existujících státních mapových děl(1 : 10 000, 1 : 5 000,…) a s využitím daných prostředků lze efektivně rozšířit geografickádata jako důležité národní bohatství. Proto by měl stát do integrace investovat a definovat,která data integrovat a v jaké formě a jaká data bude poskytovat uživatelům pro jejichaplikace. Důležitou podmínkou je nepřerušit již započatou práci uživatelů dat, postupintegrace zvolit podle uživatelských hledisek a formát dat volit otevřený, nezávislý nakonkrétním programovém vybavení, aby data byla široce využitelná. Mezi nejvýznamnější překážky bránící jednoduché a rychlé integraci dat patřízejména: 49
    • • Užití různých referenčních dat a systémů.• Odlišná lokalizace identických prvků v terénu v různých datových sadách, jedná se například o průběh správních hranic, budovy a další liniové prvky.• Úpravy některých prvků obsažených v několika datových sadách pro konkrétní produkty, například úpravy výškopisu SM 5 v souladu s polohopisem. Takto upravený polohopis již není promítnut zpět do dat ZABAGED a původně identická data se liší.• Oddělená aktualizace prvků obsažených ve více sadách, kdy jednotlivé datové sady jsou aktualizovány odděleně a na základě různých podkladů.• Potřeba generalizace vybraných objektů pro mapy menších měřítek, kdy generalizace probíhá ručními, a tudíž subjektivními metodami, opět odděleně pro jednotlivé produkty.2. Souřadnicové soustavy a referenční systémy Všechny objekty a jevy na zemském povrchu znázorňované v geografickýchinformačních systémech je nutné lokalizovat. K tomu slouží souřadnicové soustavy, vekterých je lokalizace uvedených objektů dána dvojicí nebo trojicí rovinných či prostorovýchsouřadnic. Geodetická měření často jako výchozí prostorové souřadnice používajísouřadnice geocentrické. Geocentrický souřadnicový systém má počátek ve středu Zeměa souřadnicové osy X, Y, Z. Osa X leží v rovině rovníku a prochází greenwichskýmpoledníkem, osa y leží též v rovině rovníku a prochází poledníkem 90° východní zeměpisnédélky, osa z leží v ose rotace Země. Pro kartografické účely a pro lokalizaci objektů jsouvšak i tyto souřadnice transformovány do prostorových souřadnic na elipsoidu (zpravidlaWGS 84). V dalším textu bude pojednáváno pouze o souřadnicových soustavách, kterémají vztah k matematické kartografii.2.1 Souřadnicové soustavy na referenčním elipsoidu Základní souřadnicovou soustavou na referenčním elipsoidu jsou zeměpisnésouřadnice, označované též geodetické zeměpisné souřadnice nebo pouze geodetickésouřadnice. Souřadnice tvoří zeměpisná (geodetická) šířka φ a zeměpisná (geodetická)délka λ. Zeměpisná šířka dosahuje hodnot v rozsahu <-90°, 90°>, často jsou tyto hodnotyoznačovány i jako jižní zeměpisná šířka (pro hodnoty <-90°, 0°>) a severní zeměpisnášířka (pro hodnoty <0°, 90°>). Zeměpisná délka používaná v běžném životě nabývá hodnot<-180°, 180°> s počátkem na základním poledníku s přírůstkem ve směru východním. Pro účely definice některých zobrazení, zejména konformních, se na referenčnímelipsoidu definuje další soustava souřadnic, tzv. izometrických souřadnic. Podlematematické definice jsou izometrické souřadnice takové, kde čtverec délkového elementulze vyjádřit jako součet čtverců délkových elementů v jednotlivých souřadnicových osách,případně ještě vynásobený vhodnou funkcí obou souřadnic. 50
    • 2.2 Souřadnicové soustavy na referenční kouli Na referenční kouli jsou též základní souřadnicovou soustavou zeměpisnésouřadnice. Na rozdíl od souřadnic na elipsoidu jsou často nazývány zeměpisnýmisouřadnicemi sférickými nebo kulovými a jsou označovány zeměpisná šířka (nakouli, sférická, kulová) U a zeměpisná délka (na kouli, sférická, kulová) V. Pokud sezobrazují oblasti blízké pólům, často se používá i zenitový úhel vypočítaný podle vztahuZ = 90°-U. Rozsahy hodnot zeměpisných souřadnic na kouli a jejich použití v praxi jeobdobné jako u zeměpisných souřadnic na elipsoidu. Stejně jako na referenčním elipsoidui na referenční kouli lze definovat soustavu izometrických souřadnic, zde označených jakoQ, V. Na referenční kouli je možno definovat soustavu kartografických souřadnicvztaženou ke kartografickému pólu. Kartografické souřadnice se zpravidla používají přišikmém zobrazení a poloha kartografického pólu se volí podle specifiky konkrétníhozobrazení referenční koule do roviny. Kartografické souřadnice tvoří kartografická šířka š a kartografická délka d. Tytosouřadnice jsou ve vztahu ke kartografickému pólu definovány obdobně jako zeměpisnésouřadnice ve vztahu k zemskému pólu. Rovněž kartografické poledníky a rovnoběžkymají obdobný průběh jako poledníky a rovnoběžky zeměpisné.2.3 Souřadnicové soustavy v zobrazovací rovině V zobrazovací rovině se převážně používá pravoúhlá souřadnicová soustavadefinovaná počátkem 0 a osami X a Y. V této soustavě mohou být řešené i všechny úlohypraktické geodezie a kartografie za použití vzorců analytické geometrie v rovině. Z charakteru některých zobrazení ale plyne, že při transformaci referenční plochydo roviny je výhodnější nejprve použít polárních souřadnic v rovině. Počátek polárnísoustavy se volí vždy na ose X soustavy pravoúhlé. V praxi se používají dvě základnířešení – s různými a totožnými počátky obou soustav. Počátek rovinných souřadnicových soustav se zpravidla volí uprostředzobrazovaného území. Z hlediska konstrukce map, jejich používání nebo používáníprostorových geoinformací je však výhodné, aby celé území leželo pouze v 1. kvadrantu.Proto se často k vypočteným souřadnicím přičítají vhodné konstanty ∆X a ∆Y [27]. 51
    • Obr. 1: Posun počátku pravoúhlé souřadnicové soustavy mimo zobrazované území2.4 Souřadnicové systémy definované pro užití v ČR V současné době souřadnicové systémy v ČR definuje zákon č. 116/1995, což jenařízení vlády ze dne 19. dubna 1995, kterým se stanoví geodetické referenční systémy,státní mapová díla závazná na celém území státu a zásady jejich používání. Tento předpisdefinuje a ukládá užívání především těchto závazných souřadnicových systémů, jejichždále uvedený podrobnější popis čerpá zejména z [27], [28] a [98]. · světový geodetický referenční systém 1984 (závazná zkratka „WGS 84”), · evropský terestrický referenční systém (závazná zkratka „ETRS”), · souřadnicový systém Jednotné trigonometrické sítě katastrální (závazná zkratka „S-JTSK”), · souřadnicový systém 1942 (závazná zkratka „S-42”), · výškový systém baltský - po vyrovnání (závazná zkratka „Bpv”), · tíhový systém 1995 (závazná zkratka „S-Gr95”).2.4.1 S-42 Jakmile byly po 1. světové válce zabezpečeny aktuální potřeby praxe, bylavedle S-JTSK, jejíž zhušťování dále probíhalo, budována od r. 1931 též tzv. Základnítrigonometrická síť, s většími trojúhelníky (s=36 km), s nejvyšší dosažitelnou přesnostía podle nejnovějších vědeckých poznatků. Tato síť byla později podle mezinárodnězavedeného termínu označena jako astronomicko-geodetická síť (AGS). Do r. 1954, kdybyly ukončeny měřické práce, bylo na území Československa zaměřeno: · úhlově 227 trojúhelníků se 144 vrcholy, · astronomicky 53 bodů, · 6 základen (invarovými dráty) a rozvinovacích sítí, · gravimetricky okolí 108 bodů I. řádu a 499 bodů II. řádu, · částečné spojení s trigonometrickými sítěmi sousedních zemí. 52
    • V roce 1955 byl tento měřický materiál shromážděn a v průběhu dalších třech letbyla tato síť (AGS) vyrovnána v Moskvě společně s dalšími sítěmi zemí východní Evropy.Vyrovnání bylo realizováno na Krasovského elipsoidu a pro převod na rovinné souřadnice(x,y) bylo použito Gaussova zobrazení v 6º pásech. Od r. 1958 byl do této AGS, vyrovnané v rámci souborného vyrovnánív Souřadnicovém systému 1942 (S-42), převáděn S-JTSK a všechny ostatní v S-JTSKpolohově určené body tak, aby byly splněny v zásadě tyto požadavky, dle [28]: 1) Trigonometrickou síť I. řádu vyrovnat v 10 blocích (1958-59). 2) Vybranou část bodů trig. sítě II. a III. řádu (celkem přes 700 identických bodů) rovněž vyrovnat (1959-60). 3) Vcelku a od II. řádu nahradit vyrovnání souřadnic vhodnou transformací, umožňující co největší mechanizaci výpočetních prací (od r. 1960). 4) Využít v nejvyšší míře výsledků předběžného převodu do S-52. 5) Zachovat vysokou lokální přesnost S-JTSK; přitom korigovat místní (zejména délkové) deformace této sítě. 6) Při transformaci zachovat identitu souřadnic bodů určených vyrovnáním, a to zejména souřadnic bodů AGS. Metoda transformace byla odvozena pro konkrétní potřeby Československaa byla mj. uspořádána tak, aby souřadnice bodů vzešlých z vyrovnání (AGS, I., II. i III.řád) obdržely po transformaci souřadnice, totožné s vyrovnanými. Úloha řešila tedyv zásadě tzv. transformaci nestejnorodých souřadnic, kdy se méně přesný systém (S-JTSK)transformuje pomocí čtvercové sítě 10×10 km identických fiktivních bodů do novéhopřesnějšího systému, který je kromě orientace a tvaru zejména rozměrově podstatně lépeurčen. Pracovní název tohoto souřadnicového systému byl „S-52 po vyrovnání”, definitivnípak byl Souřadnicový systém 1942 (S-42). Porovnáním souřadnic S-42 s S-JTSK byly zjištěny závažné délkové deformaceS-JTSK, zejména na Slovensku a zvláště pak v jeho jižní části. Deformace, dosahujícíhodnot až 30 mm/km, byly (a dosud jsou) velkou překážkou při použití přesných dálkoměrů;prakticky stejný problém vzniká při použití technologie GPS. Na tomto místě je nutnépodotknout, že deformace jsou také působeny vlivem stárnutí sítě (posuny stabilizací)a rozdílným způsobem redukcí měřených veličin na zobrazovací plochu.2.4.2 WGS 84 WGS 84 (World Geodetic System 1984, Světový geodetický systém 1984) jegeodetický geocentrický systém armády USA, ve kterém pracuje globální systém určovánípolohy GPS a který je zároveň standardizovaným geodetickým systémem armád NATO. WGS 84 je konvenční terestrický systém (CTRS), realizovaný na základě modifikaceNámořního navigačního družicového systému (Navy Navigation Satellite System, NNSS).Modifikace spočívá v posunu počátku souřadnicové soustavy, rotaci a změně měřítkadopplerovského systému NSWC 9Z-2 tak, aby systém byl geocentrický a referenční nultýpoledník byl identický se základním poledníkem definovaným Bureau International del’Heur [98]. 53
    • WGS 84 je globální geocentrický geodetický referenční systém pevně spojený sezemským tělesem. Systém je definován primárními a sekundárními parametry.• Primární parametry definují rozměry referenčního elipsoidu přiřazeného systému, jeho úhlovou rychlost rotace vůči nebeskému referenčnímu systému a součin gravitační konstanty a hmoty Země soustředěné v referenčním elipsoidu.• Sekundární parametry definují model detailní struktury zemského gravitačního pole (Earth Gravity Model, EGM). Počátek a orientace souřadnicových os jsou prakticky realizovány souřadnicemix, y, z dvanácti stanic, které monitorují dráhy GPS družic. Od 1.1.1994 jsou WGS 84souřadnice 10 sledovacích stanic GPS zpřesněny na WGS 84 (G730) [98] a připojenypřesným relativním měřením pomocí technologie GPS k systému ITRF-91, později bylsystém rozšířen na 12 stanic v dále zpřesněném systému WGS 84 (G873). Na území bývalého Československa bylo započato s realizací systému WGS 84 nazákladě kampaně VGSN’92. Od 1.1.1998 je WGS 84 zaveden ve vojenském a civilním letectvu a v AČR je běžněpoužíván v rámci kooperace s armádami NATO pro standardizaci v geodezii a kartografii. V současné době byly péčí TS AČR geodetické polohové základy převedeny zespolečného systému ETRS-89 do WGS 84, který je nyní využíván v AČR ke• geodetickému zabezpečení letišť, civilních i vojenských,• geodetické lokalizaci prvků, které jsou podsystémem armádního ŠIS (štábní informační systém AČR),• zabezpečení jednotek AČR, působících ve svazku IFOR, SFOR,• tvorbě mapového standardizovaného díla v zobrazení UTM (Universal Transversal Mercator).2.4.3 ETRS-89 ETRS-89 je uživatelský geocentrický souřadnicový systém (European TerrestrialReference System), jehož souřadnicový rámec byl odvozen z rámce ITRF Mezinárodníslužbou rotace Země (International Earth Rotation Service, IERS). Výhodou tohoto souřadnicového rámce je, že na rozdíl od ITRF (IERS TerrestrialReference Frame) je spojen s eurasijskou kontinentální deskou. Díky tomu jsou ročníčasové změny souřadnic nejméně o řád menší (mm), než je tomu v případě ITRF (cm). Stejně jako celosvětový ITRS je i kontinentální ETRS tvořen referenčním rámcem(ETRF - European Terrestrial Reference Frame - Evropský terestrický referenční rámec)a příslušnými konstantami a algoritmy [98]. V roce 1987 podkomise EUREF rozhodla definovat European Terrestrial ReferenceSystem 89 (ETRS-89) s využitím výsledků mezinárodní kampaně EUREF-89, jejímžcílem bylo definovat na základě ITRS evropský geocentrický systém. V této pozorovacíkampani bylo využito kromě techniky laserové lokace družic (Satellite Laser Ranging -SLR) i interferometrie s velmi dlouhými základnami (Very Long Baseline Interferometry- VLBI) a hlavně metod GPS (Global Positioning System). 54
    • Systém ETRS-89 je definován: 1) ETRF-89, který je realizován evropskými stanicemi referenčního rámce ITRF-89 technik SLR a VLBI, vztaženými k epoše 1989.0, 2) ETRF-90, který je tvořen souřadnicemi evropských stanic ITRF90 vztaženými k epoše 1989.0 a vztažnými vektory (centračními veličinami) mezi GPS stanicemi a stanicemi technik SLR a VLBI na bodech zařazených do kampaně EUREF-89: neobsahuje tedy body, na kterých bylo použito pouze techniky GPS, 3) EUREF-89, který zahrnuje IERS stanice v Evropě a všechny stanice GPS kampaně EUREF-89. Souřadnicový systém je realizován tím způsobem, že všechny body pozorovací sítě IERS jsou brány jako body definiční (s fixovanými souřadnicemi).2.4.4 Výškové souřadnicové systémy - Bpv Počátky budování výškových bodových polí na území ČR spadají do druhépoloviny 19. století. Tehdy byla naše republika součástí Rakouska-Uherska. Z této dobypochází soubor měření Vojenského zeměpisného ústavu ve Vídni. Za základ byla zvolenavybroušená ploška na skále představující střední hladinu Jaderského moře (Molo Sartoriov Terstu). Za základní nivelační bod pro naše území byl zvolen bod Lišov u ČeskýchBudějovic. Krátce po vzniku Československé republiky roku 1920 bylo zřízeno odděleníNivelační služby při Ministerstvu veřejných prací a vznikla Československá jednotnánivelační síť (ČSJNS), která zahrnovala všechny již určené nivelační body a byla dáledobudovávána. V roce 1944 měla téměř 40 000 bodů, v roce 1957 již měla více než 70 000bodů. V době II. světové války byl na krátký čas změněn výškový systém a ze systémuČSJNS/Jadran byly výšky udávány v systému N.N. (Normal Null), a vztaženy k základnímubodu v Amsterodamu. Po 2. světové válce začal postupný přechod na systém vztažený ke střední hladiněBaltického moře (ve vojenském přístavu Kronštadt). Vzhledem ke komplikovanýmvztahům mezi původním jaderským a novým baltským systémem vzniklo v průběhulet hned několik systémů. Nejprve „Výškový systém baltský – 68“, kdy se od výšekv systému Jadran odečítalo 68 cm. Později „Výškový systém baltský – 46“, kdy se odvýšek v systému Jadran odečítalo 46 cm. Po mezinárodním vyrovnání nivelačních sítí vznikl konečně výškový systém Balt povyrovnání (Bpv), ve kterém není jednotný rozdíl mezi výškami jednotlivých nivelačníchbodů. V důsledku kvalitativně rozdílných použitých tíhových oprav se rozdíl nepatrně lišípřípad od případu. Převod mezi oběma systémy je tedy pouze přibližný Bpv E Jadran –40 cm. Od 1.1. 2000 je pro veškerá výšková měření přípustný pouze systém Bpv. Do tohotodata bylo možné taktéž zpracovávat výšková měření v jaderském systému.2.4.5 S-Gr95 Tíhový souřadnicový systém je určen hladinou a rozměrem sítě, která je odvozenaz absolutních tíhových měření v mezinárodní gravimetrické síti a souborem hodnottíhového zrychlení z vyrovnání mezinárodní sítě. 55
    • Tento tíhový souřadnicový systém se používá zejména pro speciální, předevšímgeodetické práce.2.5 Souřadnicové systémy v mezinárodních souvislostech Je důležité si uvědomit, že s příchodem globálních mezinárodních referenčníchsystémů došlo ke změně pozice souřadnicových systémů vybudovaných na klasickýchgeodetických základech. Dalším elementem, který výrazně ovlivnil vývoj souřadnicových systémů, jetechnický pokrok, zejména rozvoj technologií v současné době označovaných jakoglobální družicové navigační systémy (GNSS - Global Navigation Satellite System). Mezině je možné např. zařadit systémy GPS nebo právě vznikající systém GALILEO. Posledním faktorem, který zřejmě ovlivnil práci se souřadnicovými systémyje informatizace společnosti. Právě při zobrazování přeshraničních map v různýchsouřadnicových systémech, s využitím webových XML služeb např. dle specifikací OGC(Open Geospatial Consorcia), dochází k problémům při překrytu jednotlivých datovýchvrstev apod. Dobré myšlenky v tomto směru podnítila taktéž iniciativa INSPIRE (TheINfrastructure for SPatial InfoRmation in Europe).2.6 Geodetické referenční systémy v evropském kontextu V současné době bylo na základě průzkumů zjištěno, že nejpoužívanějším (vevropských zemích) geodetickým referenčním systémem je ETRS89. Pro výšková měřeníje navržen EVRF2000 (European Vertical Reference System). Proto veškerá vektorová data by měla být založena na ETRS89. V závislosti na typuaplikace budou uživatelé aplikovat projekce odpovídající jejich potřebám a požadavkům. Dokument INSPIRE, tzv. AST position paper (Architecture & Standards PositionPaper) doporučuje zemím využít další projekce založené na ETRS89. Jde o využitíETRS89 jako:• geodetického referenčního systému k vyjádření a uložení polohy, kde jsou známy odchylky přesnosti a elipsoidické souřadnice, s pokladovým elipsoidem GRS80[ETRS89]. K vyjádření výšek je použit EVRF2000.• Lambertův azimutální stejnoplochý souřadnicový referenční systém [ETTRS- LAEA] z roku 2001 pro konformní celoevropské zobrazení statistických analýz a zobrazení.• Lambertův kónický konformní souřadnicový referenční systém [ETRS-LCC] pro konformní celoevropská mapování v měřítkách menších nebo rovných měřítku 1:500 000.• transverzální Mercatorovo zobrazení souřadnicový referenční systém [ETRS-TMzn] pro konformní celoevropské mapování v měřítku větším než 1:500 000. 56
    • 3. Datový model Základem datového modelu je profil odvozený od SimpleFeature profilu GML3.GML (geographic mark-up language) je standardem konsorcia OGC pro výměnugeografických dat. GML byl adoptován mezinárodní organizací ISO pod označením 19136jako nástroj přenosu geografických dat. Definice GML je sama o sobě poměrně rozsáhlá(v poslední verzi dokumentace přesahuje 600 stran), ale na druhou stranu je poměrněflexibilní a umožňuje definici uživatelských profilů. Pro usnadnění manipulace s těmitoprofily je přímo v distribuci GML dokumentace XSLT skriptů podporujících tvorbuuživatelských profilů. V nedávné době tak vznikla celá řada zjednodušených profilů GMLusnadňujících manipulaci s geografickými objekty. Jako příklad těchto aktivit mohousloužit profily GML Point profile, GML profile for RSS a již zmíněný GML for SimpleFeatures (SF). OGC Simple Features je jeden z nejpoužívanějších standardů v oblasti uchovávánígeodat. Zaměřuje se na primitivní geometrické objekty a manipulaci s nimi. Výhodoutéto jednoduché implementace je její podpora téměř všemi geodatabázovými stroji. ProfilGML pro SF byl vytvořen pro potřeby služby WFS. Je dobrým základem pro nastaveníGML profilu pro správu dat s ohledem na snadné propojení s datovými zdroji. Z kontextudefinované služby se ale není možné omezit pouze na SF. Dominantní roli v úpraváchprofilu hraje především potenciál generalizace datového souboru. Pro tyto účely je třebajednak zavést komplexnější struktury než SF – zde se nabízí existující prvky GML mimooblast SF specifikace - a také rozšířit existující vlastnosti definovaných tříd. V následujícím přehledu je popsán seznam rozšiřujících vlastností a typů nutnýchpro implementaci datového modelu:generický geometrický objektstatus (granularity index): vrací true | false stav úrovně detailu objektucharacter: vrací artificial |natural sémantická povahaorigin: vrací physical | abstract | interpolated sémantický původis_structure_member: vrací null | (třída,id) partonomická vazbaattached: vrací seznam id definiční vazbaattach(id): předá id jinému objektu konstruktor definiční vazbyappearance_related: vrací id kauzální vazbarelated_to: vrací seznam (id, typ relace) seznam omezujících vazebinside: vrací seznam id omezující vazbashare vrací seznam (typ, id, sub_id_prop,sub_id_foreign)omezující vazbain_fixed_distance: vrací seznam (id, vzdalenost) omezující vazbain_proportional_distance: vrací seznam (id, proporce) omezující vazbain_direction: vrací seznam (id, bearings) omezující vazbaharmonized_with: vrací seznam id, typ zarovnání omezující vazbadisappear: status na false eliminacedisplace (typ, parametry) posunutí 57
    • Skupina bodů – shluk bodů, prostorově a tematicky blízkýchaggregate (metoda) nahrazení skupiny novým objektemtypify (id) nahrazení skupiny typizovanou skupinouweed (metoda, úroveň) odstranění nevýznamných prvků skupinyLinie – izolovaný liniový prvek např. zlom nebo hrana sítěorder: vrací pořadí| null je-li prvkem sítěrole : vrací segment | part | border role liniového prvkusimplify (metoda, úroveň) zjednodušení průběhuSíť – liniová struktura propojených liniových prvků např. říční nebo komunikační síť,obsahuje hrany a může obsahovat podsítěparts: vrací pole (id,order) seznam hranweed (metoda,úroveň) odstranění nevýznamných hransimplify (metoda,úroveň) zjednodušení všech hran sítěIzolinie – reprezentant hranice klasifikace spojitých nebo pseudospojitých jevůrebuild (metoda, sample set) reinterpolacesample_set: (vrací definiční body) definiční měření interpolaceSkupina polygonů - shluk ploch, prostorově a tematicky blízkých, např. jezerní soustavaamalgamate (metoda,úroveň) slitítypify (id) nahrazení typickou skupinouweed (metoda,úroveň) zjednodušení hranicconvert_to_point (metoda,úroveň) kolapsconvert_to_line (metoda,úroveň) kolapsalign (id) zarovnání podle objektuMozaika (coverage) – plošný pokryv, např. územní členěnísimplify (metoda,úroveň) zjednodušení hranface – buňka mozaiky definována seznamem hranabsorb (metoda,úroveň) zahrnutí sousedních buněkjoin (metoda,úroveň) spojení buněk se stejnou vlastnostídissolve (metoda,úroveň) rozpuštění v sousední buňce 58
    • 4. Generalizace dat Pro implementaci automatizované kartografické generalizace je nutno uvážitrozdělení úloh mezi real-time generalizací a implementaci předzpracovaných výsledkůgeneralizace do datového modelu. Výhodou real-time generalizace je relativní nezávislostna zdroji geodat na druhou stranu nevýhodou je doba zpracování. V uspokojivých časovýchintervalech je možno řešit pouze limitovaný objem dat a specifické úlohy. Z hlediskaobjemu je potřeba určit časovou závislost pro jednotlivé algoritmy. Z hlediska kandidátůimplementovatelných generalizačních postupů je možno identifikovat následující :• atributová selekce – redukce počtu prvků na bázi jejich kvalitativních charakteristik (např. třída silnic). Použití této metody je implicitně podporováno každým geodatabázovým strojem, nicméně komplikací je skutečnost, že není zohledněn charakter území,• zjednodušení průběhu liniových prvků – existují poměrně rychlé algoritmy vycházející z trojúhelníkové lokální redukce vertexů (nejednodušším příkladem je vectgen). Jedinou komplikací jsou sdílené hranice prvků. V rámci geodatabází je nutno v takovém případě zajistit buď schopnost manipulace s planárním grafem (polygony > planární graf > zjednodušení > polygony) nebo možnost vracet pořadí vertexů na vybraných segmentech případně substituce těchto segmentů (polygon > sdílená hranice > zjednodušení > substituce zjednodušené hranice na sousedech) · Algoritmus VectGen Typ : simplifikační algoritmus Parametry : Koridor – šířka pásma Popis algoritmu : 1. krok: Zachováme první nod. 2. krok: Testujeme následující dva vertexy po posledním zachovaném vertexu. Je-li vzdálenost prvního z nich, od linie tvořené posledním zachovaným vertexem a druhým z nich, větší než DST zachováme tento vertex, jinak ho eliminujeme. 3. krok: Opakujeme 2. krok až po předposlední vertex. 4. krok: Zachováme poslední nod. Použité funkce : konverze křivky na seznam bodů vytvoření seznamu bodů vytvoření linie vzdálenost bodu od linie vytvoření křivky ze seznamu bodů• rozpouštění hranic na bázi společné vlastnosti sousedících prvků – předpokladem je schopnost geodatabáze sjednocování prvků,• kolaps plošného objektu na bodový objekt pomocí aproximace centroidu. Následné generalizační procedury vyžadují podporu generalizace v datovém modelupro urychlení zpracování. Důvodem je nutnost kontextové analýzy geodat, jejíž náročnostje obtížně predikovatelná. Vzhledem ke komplexnosti analýz a distribuci datových zdrojů 59
    • je v některých případe vhodné vycházet z analogií a odhadů, které budou nastavenyv pomocných datových strukturách na brokerovém serveru.Podpora generalizace v datovém modelu Realizace této podpory je možná buď na bázi implementace nových atributů dodatabázového modelu nebo vedení dynamicky připojitelných deskriptorů, které budouuloženy na brokerovém serveru. K těmto pomocným strukturám mohou patřit :• generalizační index – každému vertexu geometrie je přiřazena hodnota odpovídající stupni detailu. K danému úkolu je použitelný libovolný zjednodušující algoritmus globálního charakteru. K vhodným algoritmům patří trojúhelníková redukce typu Visvalingam. Index je možno připojit jako atribut tabulky typu proměnné pole o velikosti odpovídající počtu vertexů geometrie · Visvalingam-Whyattův algoritmus Typ: hierarchický simplifikační algoritmus Parametry : minimální velikost trojúhelníka Popis algoritmu : 1. krok: Každému vertexu spočítáme plochu trojúhelníku definovaného jím a jeho sousedy a přiřadíme jim počáteční eliminační koeficient. 2. krok: Vyřadíme vertexy s koeficientem 0. 3. krok: Najdeme vertex s nejmenším koeficientem a vyřadíme ho. Přepočítáme koeficienty jeho sousedů. Pokud jsou menší než koeficient vyřazeného, nastavíme jejich koeficient na něj. 4. krok: Opakujeme 3. krok dokud nejsou vyřazeny všechny vnitřní vertexy. 5. krok: Zachováme první nod. 6. krok: Procházíme vertexy. Pokud je jejich koeficient větší než KOEF, zachováme je. 7. krok: Zachováme poslední nod. Použité funkce : konverze křivky na seznam bodů vytvoření seznamu bodů vytvoření trojúhelníka vytvoření křivky ze seznamu bodů• skupiny prvků – pro agregaci, typifikaci a zarovnání geoprvků je nutná jejich klasifikace do skupin. Tato klasifikace vychází ze statistické analýzy distribuce jevů v prostoru, která může být poměrně časově náročná. Její záznam je opět možný pomocí atributu v tabulce,• amalgamační vertexy – je více variant, jak se vyrovnat z amalgamací prvků, datově nejméně náročnou je určení vertexů, kterými povede napojení na další prvek,• komplementární polygony jsou alternativou k předchozí podpoře amalgamace. V geodatabázi se uchovávají polygony, které spojí prvky agregace, a amalgamace se tak převede na problém rozpouštění hranic,• agregované polygony – v geodatabázi jsou vedeny alternativní reprezentace skupin geoprvků, 60
    • • redukční indexy – jsou vymezeny oblasti, kde platí homogenní redukce geoprvků podle Toepferova zákona. Tyto oblasti mohou pomáhat i jiným generalizačním procedurám vyžadujícím homogenitu zpracování,• referenční skelet – soubor liniových prvků tvořící referenční bázi pro odsazování a zarovnávání,• skelet volné oblasti – vymezení prázdných prostorů na mapě spolu s jejich skeletem pro určení směru odsazení prvků,• trajektorie objektu – vektor posunu prvků v závislosti na měřítku,• databáze s vícenásobným rozlišením Nejstarší přístup k vyrovnání souvisí se ze změnou měřítka. V nejjednodušší podobě se jedná o přiřazení měřítkového rozsahu jednotlivým prvkům, přičemž pro každé měřítko existuje právě jedna reprezentace každého mapovaného jevu. Problémem je realizace spojité změny měřítka skrze množství potřebných alternativ. Pokud vycházíme z přístupu Ratajského a Bertina, kteří dělí generalizaci na kvantitativní a kvalitativní (strukturální a konceptuální), pak je nutno určit tzv. fokální měřítka – to je místa, kde se mění koncepce mapy a dochází ke vzniku nových prvků a ostatní měřítka se určí zjednodušením reprezentací v těchto měřítkách. Zde je otázkou, nakolik amalgamace plošných objektů je konceptuální změnou (budovy > blok, jednoznačně ano, skupina lesních ploch do větší lesní plochy, jednoznačně ne). Dalším vodítkem je palcové pravidlo 5-ti násobku měřítka pro automatizovanou generalizaci, ze kterého vyplývá, že ke stanovení parametrů generalizace musí dojít v postupných krocích nepřevyšujících pětinásobek zdrojového měřítka. Je tedy možno konstruovat fokální měřítka na pětinásobcích zvolených měřítek (10000, 50000, 250000,1000000). 61
    • 62
    • Kapitola 5: ARCHITEKTURA PRO SDI A JEDNOTLIVÉSTANDARDY PRO JEJÍ PODPORUSTANISLAV HOLÝ, ŠTĚPÁN KAFKA, JÁCHYM ČEPICKÝ, KAREL CHARVÁT1. Využití technologií webových služeb Webové služby představují další krok ve vývoji internetových aplikací. Jejichpodstatou je v prostředí internetu komunikace stroj-stroj pomocí standardních protokolůzaložených nejvíce na jazyku XML. Tento trend se nevyhnul ani oblasti GIS. KonsorciumOpen Geospatial (dříve Open GIS) vytvořilo řadu specifikací webových služeb pro GIStechnologie. Služba je autonomní částí softwaru, která implementuje logiku v podobě kódu,spravuje svůj stav, komunikuje prostřednictvím zpráv, je řízena politikou a je dostupná posíti. Jde v podstatě o distribuovanou aplikaci, od které můžeme očekávat splnění přesnědefinovaných úloh. Webové služby přinášejí řadu výhod do webových aplikací:• Distribuovaný přístup k datům a aplikacím - data jsou sdílena mezi aplikacemi (obr.1) Z toho vyplývá: · data mohou být ukládána pouze tam, kde vznikají, · každá organizace udržuje pouze ta data, která má ve své kompetenci, k ostatním má přístup přes webové služby, · odpadá tedy nutnost off-line přesunu dat ke koncovým uživatelům, · data jsou vždy aktuální (pokud jsou aktualizována), · uživatel si vybere pouze taková data a služby, které potřebuje, · uživatel není závislý na jedné softwarové platformě. Jednotlivé mapové Obr. 1: Rozdíl mezi webovými aplikacemi a službami 63
    • servery mohou být založeny na technologiích různých firem, ale díky standardizovanému rozhranní uživatel často ani nepozná, na jakém software daný server běží (interoperabilita). Webové služby mohou být zpracovávány na straně klienta, např. DHTML klientWMS na adrese http://www.wmsviewer.com (obr. 2 A) nebo na některém ze serverů(který vlastně plní roli klienta), který je poskytuje dále (obr. 2 B). Tento přístup se nazývákaskádování. Samozřejmě lze oba přístupy kombinovat. Obr. 2: Topologie aplikací na základě webových služebA - klient komunikuje přímo se všemi servery, B - informace jde přes další server (kaskádování) Základní služby v současné době využívané jsou:• katalogové služby (viz. předchozí kapitola),• zobrazovací služby WMS, SDL a Coordinate Transformation,• datové služeby WFS a WCS. Z pohledu projektu SpravaDat jsou důležité i služby analytické, především pakWPS. Pro obchodování s daty a službami slouží Web Pricing Services.1.1 Web Map Service (WMS) WMS je služba pro vytváření a sdílení map (mapových kompozic) ve forměrastrových obrázků (jpg, png, gif, apod.). Neslouží pro přenos vlastních dat. Tyto obrázkymohou být zobrazovány v prostředí internetových nebo lokálních aplikací. Prostýmpřekrytím těchto obrázků (na straně klienta nebo kaskádujícího serveru) získaných z víceserverů může uživatel získat komplexní mapu podle svých požadavků (obr. 3). Služba umožňuje další (volitelné) operace:• dotazy na jednotlivé prvky mapy,• podporu více kartografických zobrazení,• volbu mezi více předdefinovanými styly (např. vrstva je nabízena ve více barvách/ značkách, uživatel si jednu vybere),• podporu SLD viz kapitola o SLD. Klady, zápory WMS:• v základní verzi nedovoluje dotaz pomocí obdélníku, pomocí mapových souřadnic apod.,• neexistuje mechanismus pro autorizaci uživatelů,• není plná kompatibilita se SOAP a dalšími webovými službami,• není dořešen dotaz přes POST,• pro vyhledávání apod. je třeba volat další služby (WFS). 64
    • Obr. 3: Skládání map ve WMS1.2 Styled Layer Descriptor (SLD) Tato specifikace představuje rozšíření WMS, které umožňuje klientovi pomocíspeciálních dotazů:• zadat barvy, kterými se vykresluje vrstva (včetně rastrů),• zadat symboly pro vykreslování (buď předdefinované nebo např. poslat ikonku pro zobrazení bodu),• zadat vlastnosti popisných textů v mapě,;• vybírat prvky pro zobrazení (pomocí dotazovacího jazyka definovaného ve Filter Encoding Specification),• vytvářet tematické mapy podle hodnot atributů,• použít jako zdroj dat další WFS nebo WCS server. Tím se WMS server stává kaskádující aplikací specializovanou na tvorbu mapových kompozic dle zadání uživatele.1.3 Web Map Context OpenGIS® Web Map Context (WMC) Implementation Specification [125] jeurčena pro podporu OpenGIS® Web Map Service (WMS). Popisuje ukládání mapy 65
    • (mapového okna) složené z různých vrstev z různých WMS serverů. Obsah mapy můžebýt uložen v zakódovaném tvaru, takže uživatelé jsou schopni automatické rekonstrukcemapy (mapového okna), kterou vytvořili již v minulosti.1.4 Filter Encoding Tato specifikace slouží pro zadávání dotazů ve WFS, SLD, WCS apod. Vycházíz Common Query Language (CQL) definovaného OpenGIS Cataloue Interface, prostorovédotazy vycházejí ze Simple Features Specification pro SQL. Dotazy jsou kódovány veformě XML elementů.1.5 Coordinate Transformation Tento důležitý standard definuje rozhraní pro všeobecné určování polohy v GIS,souřadnicové systémy a transformace souřadnic mezi různými systémy.1.6 Web Feature Service (WFS) WFS je služba pro přenos prostorových dat po internetu ve formátu gml. V základníverzi vrací prostorová data na základě daného dotazu, v rozšířené verzi umožňuje transakcenad vzdálenou prostorovou databází. Data GML získávaná touto službou pak mohou býtzpracovávána v klientských aplikacích typu desktop aplikací koncového uživatele, nebozpracovávána pomocí WMS-SLD serverů apod. WFS je výchozí službou pro další typyslužeb např. Gazeteer service apod. Atributové i prostorové dotazy/výběry jsou definoványpomocí Filter Encoding Specifikace Výhody a nevýhody WFS• Data ve formátu gml jako textový soubor jsou velice obsáhlá ve srovnání s daty přenášenými v binární formě. Jsou nepoužitelné při pomalejším připojení na internet. Problém objemu dat by měl řešit návrh specifikace ogc pro binární gml.• Přenášejí se data obsahující plnou grafickou i atributovou informaci (nikoli jen např. obrázek, jak je tomu u WMS), je větší možnost zneužití.• Data jsou nabízena jen v jedné kartografické projekci.• GML umožňuje dost širokou variabilitu formátu dat, klienti tomu nejsou často přizpůsobeni a čtou jen určitý typ formátu. Interoperabilita je zatím otevřenou otázkou.1.7 Web Coverage Service (WCS) WCS je webová služba pro sdílení dat v prostředí internetu. Zatímco WMSzprostředkovává zobrazení map, WFS slouží pro přenos vektorových dat v jazyku GML,tato služba umožňuje přenášet data v nativním formátu společně s metadaty nutnýmik jejich interpretaci. V současné době je umožněn přenos rastrových dat, v budoucnu mábýt specifikace rozšířena i na data vektorová. Nevýhodou je přenos velkého objemu dat přes internet. 66
    • 1.8 Web Processing Services Open Geospatial Consortium, Inc.® (OGC) pracuje na novém standardu OGC®Web Processing Service (WPS) a jeho verzi 1.0.0. WPS (původně Geoprocessing Service)a definuje rozhraní použitelné pro publikování geoprostorových výpočtů (procesů)v prostředí počítačových sítí. Proces může obsahovat jakýkoliv algoritmus, početní úkon nebo model, který pracujes prostorovými daty. Proces tak může být velmi jednoduchý nebo vysoce komplexní. Můženapříklad zjišťovat rozdíl dvou satelitních snímků z různých období nebo sumu srážekna základě radarových dat, stejně jako komplikované klimatické modely. Vstupní datapotřebná pro tyto výpočty mohou být uložena na serveru, stejně jako mohou být dostupnána vzdálených serverech a nerozhoduje, jsou-li to data rastrová či vektorová. Nejčastějise při práci s rastrovými daty využívá formát GeoTIFF a pro práci s vektorovými datyGeography Markup Language (GML). Jsou-li data uložena na vzdálených serverech, můžesi je proces stáhnout pomocí dalších služeb definovaných OGC, například Web FeatureService (WFS) či Web Maping nebo Web Coverage Service (WMS, WCS). Standard WPS je navržen tak, aby poskytovatel mohl vystavit proces přístupnýz webu a aby jakýkoliv klient mohl spustit proces s vlastními vstupními daty bez znalostijeho konkrétní struktury. WPS standardizuje popis procesů, jejich vstupů a výstupů, způsobspuštění a způsob práce s výstupem procesu. Tento standard nepopisuje konkrétní procesnebo procesy, které mohou být implementovány. WPS také nespecifikuje žádná konkrétnívstupní nebo výstupní data, popisuje pouze jejich typy. Protože WPS nabízí obecné rozhraní, může být vlastně použit pro implementaciexistujících nebo plánovaných služeb OGC, zaměřených na poskytování geoprostorovýchslužeb. Krátký přehled WPS Standard WPS specifikuje tři základní operace, které mohou být klientem požadoványna serveru. Všechny tři operace jsou povinné a každý server by jimi měl disponovat. Tytotři operace jsou podobné dalším službám OGC, zejména WMS, WFS a WCS. Jedná se o:• GetCapabilities – tato operace umožňuje klientům zjistit dokument s metadaty (Capabilities – schopnostmi), popisující vlastnosti serveru. Dokument GetCapabilities obsahuje identifikaci poskytovatele, informace o případných poplatcích a zejména název a obecný pospis každého procesu dostupného na serveru.• DescribeProcess – tato operace umožňuje klientům po serveru požadovat (a dostat zpět) dokument popisující detailní vlastnosti specifikovaného procesu, zejména požadované vstupy, jejich formáty a výstupy spolu s jejich formáty. Klient na základě této odpovědi formuluje zadání pro následující požadavek – Execute. „Ví“ také, jaké odpovědi se mu dostane – v jakém formátu a formě může výstupy očekávat.• Execute – tato operace umožňuje klientům spustit požadovaný proces se vstupními daty a parametry a dostat zpět výsledek (výsledky) početní operace. Jako příklad může být vzat jednoduchý proces, který tvoří obalovou zónu (buffer)okolo vstupního vektorového souboru. Klient nejdříve zjistí, dostupnost požadovaného 67
    • procesu na serveru pomocí operace GetCapabilities. Následně potřebuje zjistit, jakévstupy jsou potřebné pro spuštění tohoto procesu a také, jaké výstupy může očekávat. Tytoinformace poskytuje dokument DescribeProcess. Ze zpracování dokumentu vznikléhooperací DescribeProcess vyplývá, že pro výpočet obalové zóny jsou zapotřebí dva vstupy:vlastní vektorový soubor a šířka obalové zóny, označené například jako „vector“ a „width“.V dokumentu je také specifikováno, že vstupní vektor musí být ve formátu GML a že šířkazóny může být typu číslo s plovoucí desetinnou čárkou (double).Obr. 4: WPS v prostředí webového prohlížeče. Na serveru se o výpočty stará GRASS GIS, o ko-munikaci se stará PyWPS, komunikace mezi webovým prohlížečem a serverem probíhá pomocí standardu OGC Web Processing Service. Zdroj: http://www.bnhelp.cz Na základě těchto informací může klient spustit operaci Execute. Součástí vstupuje odkaz na vstupní vektor a šířka obalové zóny. Vstupní vektor může být také součástíspouštěcího dokumentu Execute přímo, neboť tato žádost může mít podobu dokumentuXML a vstupní vektor (GML) může být její součástí. Během výpočtu může procespravidelně „informovat“ klienta o postupu výpočtu. Po skočení výpočtu vrací proces odpověď, která může mít dvě formy: Buď je vrácenpřímo výsledek výpočtu (tabulka, číslo, vektorová mapa, rastrový soubor) nebo je vrácenvýsledný XML dokument ExecuteResponce obsahující výstupy, zprávu o tom, skončil-liproces úspěšně a další závěrečné informace. Součástí výstupu je buď výsledný vektor(v našem případě vektor s obalovými zónami) nebo pouze odkaz na něj. 68
    • Kapitola 6: SDÍLENÍ PROSTOROVÝCH DAT A SLUŽEBA MOŽNÉ OBCHODNÍ MODELYKAREL CHARVÁT, PETR KUBÍČEK1. Úvod Sdílení prostorových dat a služeb je základem pro úspěšnou implementaci směrniceINSPIRE a obecně pro budování jakékoliv SDI. Problematika sdílení přitom zahrnujejak aspekty technické, tak i aspekty legislativní a obchodní. Data a služby mohou býtsdílena jak za úplatu, tak i bezúplatně. Jednotlivé obchodní modely pak ovlivňují i užitouarchitekturu dané služby. V rámci EU vytyčuje základní pravidla pro sdílení dat a služebsměrnice INSPIRE, a to primárně pro oblast environmentální, ovšem s ambicí dalšíhorozšíření.2. INSPIRE a sdílení geodat Problematika sdílení geodat a obchodních modelů souvisí velmi úzce se zaváděnímsměrnice INSPIRE. Síťové služby jsou nezbytné pro sdílení prostorových dat mezi různýmiúrovněmi orgánů veřejné správy ve Společenství. Tyto síťové služby by měly umožnit:• vyhledávání,• transformaci,• prohlížení a stahování prostorových dat,• spuštění služeb a elektronického obchodu založeného na prostorových datech. Mechanismus sdílení souborů prostorových dat a služeb centrální vládou a jinýmiorgány veřejné správy a fyzickými nebo právnickými osobami vykonávajícími funkce veveřejné správě podle vnitrostátního práva může zahrnovat:• zákony a předpisy,• licence,• finanční opatření a správní postupy, například za účelem ochrany finanční životaschopnosti orgánů veřejné správy, kterými je uložena povinnost zajišťovat si příjmy nebo jejichž data jsou například jen částečně dotována členskými státy, takže musí získat zpět nedotované náklady zavedením poplatků pro uživatele nebo například za účelem uchovávání a aktualizace těchto dat. Vzhledem k výše uvedeným skutečnostem je zřejmé, že v průběhu implementacesměrnice INSPIRE do národní legislativy se orgány veřejné správy budou nutně zabývatproblematikou sdílení a poskytování geodat nejrůznějším způsobem a je nanejvýš vhodnézjistit, jaká je současná situace.3. Modely přístupu k datům Následující kapitola se zabývá teoretickými aspekty možného modelového přístupuke geografickým datům. 69
    • 3.1 Modely nekomerčního přístupu k datům Modely nekomerčního přístupu k datům SDI zahrnují tyto možnosti:• Katalog.• Model voleného přístupu k distribuovaným datovým službám – SDI portál.• Model přístupu pro registrované uživatele. První dvě možnosti jsou v podstatě veřejné služby pro uživatele prostorovýchdat, tyto služby mohou být poskytovány buď veřejnou správou (ministerstva) nebojim podřízenými organizacemi (kraje nebo organizace typu CAGI). Jedná se o veřejněprospěšné služby, které jsou pro uživatele zdarma a jejichž cílem je zpřístupnit veřejnědostupná data. U veřejných datových neplacených služeb lze předpokládat, že databudou poskytována výhradně pomocí WMS. Pro přístupy registrovaných uživatelů lzepředpokládat i využití WFS služeb3.1.1 Katalogové služby Katalogové služby představují základ pro budování SDI. Katalogová služba jecharakterizována jako webová služba podporující sdílení dat a dotazování na metadatamezi různými katalogy na Webu. Základní funkce jsou: · Vyhledávání datových zdrojů. · Informace o datových zdrojích. · Zpřístupnění datových zdrojů. Katalogový model jak pro veřejné služby, tak i pro služby neveřejné nebo komerčníu nás dosud nebyl implementován a jeho implementace je nezbytným krokem pro budovánínárodní SDI.3.1.2 Model voleného přístupu k distribuovaným datovým službám – SDI portál Představuje rozšíření předchozího modelu v tom smyslu, že server, který provozujekatalogové služby, umožňuje i přímé prohlížení dat. Jedná se v podstatě o model portálu,který v sobě splňuje funkce katalogu, prohlížeče dat, eventuálně umožňuje efektivnějšívýběr datových služeb a přípravu jejich kompozic do konkrétních aplikací. Katalog jevybaven speciálním browserem, který umožňuje práci s katalogem a zároveň vytvářeníuživatelských pohledů přímo na tomto portálu. Základní předpokládané funkce jsou: · Vyhledávání datových zdrojů. · Informace o datových zdrojích. · Zpřístupnění datových zdrojů. · Zobrazení datových zdrojů. · Příprava kompozic datových zdrojů. · Složení kompozic datových zdrojů.3.1.3 Model přístupu pro registrované uživatele Model přístupu pro registrované uživatele rozšiřuje možnosti předchozího řešenío autorizovaný přístup, a tím otevírá možnosti pro užívání i dalších datových služeb jako 70
    • jsou WFS a WCS. Obecně lze očekávat, že tyto modely budou využívány předevšímve styku mezi jednotlivými orgány veřejné správy, uvnitř velkých organizací nebo vespolupráci mezi organizacemi, které mají spolu smlouvu o předávání dat. Základní funkceřešení budou: · Autorizace přístupu k datům a službám. · Vyhledávání datových zdrojů. · Informace o datových zdrojích. · Zpřístupnění datových zdrojů. · Zobrazení datových zdrojů. · Příprava kompozic datových zdrojů. · Složení kompozic datových zdrojů. Autorizační služba musí být provázána se všemi výstupy ze systému. Na základěautorizace může být upraven: · Přístup k datovým sadám. · Přístup k výřezům datových sad. · Přístup ke konkrétním objektům a jejich atributům. · Přístup ke katalogovým službám · Přístup k metadatovým službám. Jako možné rozšíření oproti předchozím případům může být i to, že systém obsahujei svůj vlastní datový server.3.2 Modely pro komercionalizaci dat a služeb Modely pro komercializaci dat a služeb jsou rozšířením příchozích návrhů pronekomerční SDI. V této kapitole se nebudeme zabývat strategií, jak služby zpoplatňovat,ale možným technologickým řešením. Již v úvodu byly nastíněny následující základnímodely:• Model placeného přístupu k datům.• Model placeného přístupu k integrovaným webovým službám. Jak bude zřejmé z dalších odstavců, každý následný modul představuje rozšířenípředchozího. Přesto bude vhodné popsat postupně všechny modely, aby byla lépe patrnakoncepce návrhu modelu. Je také třeba si uvědomit, že nastíněná řešení představují pouzeurčité typové úlohy, které mohou být modifikovány.3.2.1 Model placeného přístupu k datům Model placeného přístupu k datům lze získat rozšířením modulu pro autorizovanýpřístup k datům. Podstatnou změnou oproti předchozímu je to, že je systém rozšířeno služby, které umožňují vypočítávat cenu za užívané datové služby, provádět jejichfakturaci a rozdělování cen a výnosů mezi jednotlivými uživateli systému. Základní komponenty řešení budou následující: · Autorizace přístupu k datům a službám. · Vyhledávání datových zdrojů. · Informace o datových zdrojích. · Zpřístupnění datových zdrojů. 71
    • · Zobrazení datových zdrojů. · Příprava kompozic datových zdrojů. · Složení kompozic datových zdrojů. Zde je jeden podstatný rozdíl oproti všem předchozím modelům. V předchozíchpřípadech bylo možné ze strany uživatele přistupovat přímo k datovým serverům,v komerčních modelech je ale nutný přístup výhradně přes vstupní bránu k tržním místům(brockerage) systému.3.2.2 Model placeného přístupu k integrovaným webovým službám Integrované služby představují další rozvoj Webových služeb. Řešení neumožňujepouze sdílet datové služby, ale i výpočetní kapacitu. Toto představuje další posun v kvalitěslužeb a řeší i řadu problémů se sdílením dat. Koncový uživatel nemusí mít v mnohapřípadech přístup k primárním datům, ale zajímají ho výsledné analýzy. Základní komponenty řešení budou následující: · Autorizace přístupu k datům a službám. · Vyhledávání datových zdrojů. · Informace o datových zdrojích. · Zpřístupnění datových zdrojů. · Zobrazení datových zdrojů. · Příprava kompozic datových zdrojů. · Složení kompozic datových zdrojů. · Analytický server.4. Sdílení prostorových dat a služeb a možné obchodní modely4.1 Současná situace Orgány veřejné správy vycházejí při poskytování dat ze svých zkušeností asoučasně zavádějí nové technologie (týkající se především poskytování dat s využitímsítě Internetu). Způsoby poskytování zatím nevyužívají příliš možností elektronickéhopodpisu, který by měl být především ve veřejné správě zaváděn, aplikován a používán. Vmodelech poskytování dat veřejné správy záleží zejména na přístupu konkrétních úřadů,povaze dat a jejich rozsahu, a také na tom, jakým způsobem jsou poskytovaná data dálevyužívána. Pro zjištění současného stavu v České republice bylo provedeno projektovýmtýmem dotazníkové šetření mezi zástupci státní správy a samosprávy. Jednotlivé otázkybyly interaktivně moderovány a vysvětleny a respondenti přímo odpovídali do dotazníků.Díky tomu se podařilo zajistit vysokou míru odezvy a zamezit případným nedorozuměníma nejasnostem. Většina respondentů dotazníkového šetření (29) byla z úrovně obcí s rozšířenoupůsobností. Přesto lze získané informace považovat za dostatečně reprezentativníi pro úroveň krajských úřadů, neboť se šetření účastnilo 9 z celkového počtu 14 krajů. 72
    • Dotazníky byly nejprve analyzovány pro celý vzorek respondentů a následně také pouzepro respondenty z krajských úřadů. Dále jsou shrnuty nejdůležitější poznatky získanéz dotazníků a kvantifikovány odpovědi na vybrané otázky, ze kterých lze vyvozovatsoučasný stav. Hlavní závěry lze shrnout do následujících tvrzení:• V oblasti tvorby geodat se ukázalo, že většina z dotázaných vytváří pouze tematická data. Pokud byla uvedena primární data, jednalo se většinou o tvorbu a správu digitální technické mapy (viz obr. 1). Obr. 1: Tvorba geodat v oblasti veřejné správy• Poskytování geodat je velmi rozšířeno, a to jak směrem k orgánům veřejné správy (VS), tak k veřejnosti (občanům) a zejména ke komerčním subjektům. Při šetření se projevilo, že většina respondentů pochází z oblasti územního plánování, kde jsou právě komerční subjekty základním zpracovatelem digitálních výstupů a veřejná správa jejich poskytovatelem. Na úrovni krajů je patrná významná spolupráce směrem k nižším hierarchickým úrovním veřejné správy, zejména s obcemi s rozšířenou působností (ORP) (viz obr. 2).• Forma poskytování geodat orgánům veřejné správy – je zřejmé, že doposud převládá předávání v papírové podobě a prostřednictvím nosičů CD/DVD. Překvapivě vysoké procento (1/3) respondentů poskytuje data také pomocí webových mapových služeb. Také v tomto případě sehrává roli oblast primárního zájmu respondentů, tedy územní plánování, kde je problematika sdílení a poskytování mapových výstupů legislativně zakotvena. Také na krajské úrovni dominuje předávání pomocí nosičů, avšak z četnosti odpovědí je jasné, že úřady poskytují některá data více způsoby a je zde patrné vysoké procento (2/3) využití webových mapových služeb.• Poplatek a cena za poskytovaná geodata - zpoplatnění poskytovaných geodat je pouze u poměrně malého vzorku. Více než 2/3 dotázaných poskytují geodata bezúplatně, krajské úřady poskytují data výhradně bezúplatně. Cenová politika orgánů veřejné správy pro jednotlivé typy uživatelů se liší zejména pro komerční subjekty. Je zajímavé, že i v rámci VS samotné jsou některá data zpoplatněna. 73
    • Obr. 2: Poskytování geodat veřejné správy ostatním uživatelům• Výsledky šetření jasně dokumentují, že orgány VS jsou významným odběratelem geodat. Polovina respondentů kromě geodat samotných využívá také dodavatelských mapových služeb. U krajských úřadů odebírají služby plné 2/3 respondentů. Z hlediska dodavatele dominuje ČÚZK jako primární dodavatel pro prakticky všechny subjekty VS. Poměrné zastoupení jednotlivých veřejných dodavatelů je stejné i u krajských úřadů. Vysoké procento orgánů VS (1/2) odebírá geodata od komerčních subjektů, mezi kterými dominuje brněnská firma Geodis. (viz obr. 3)• V oblasti sdílení a poskytování geodat a geodatových služeb plánuje více než 2/3 respondentů sdílení a poskytování geodat a geodatových služeb také v budoucnosti. 11 subjektů přitom jmenovitě uvažuje o zavedení webových služeb na úrovni WMS/ WFS. Ucelené výsledky dotazníkového šetření včetně plného znění dotazníku jsouk dispozici na internetové stránce projektu.4.2 Proč on-line trh s daty a datovými službami? V posledních letech byly v ČR zkušebně implementovány i standardizovanétechnologie umožňující vytváření skutečného trhu s daty a prostorové infrastruktury. I výšeuvedený dotazník signalizuje rostoucí zájem o datové služby. Přesto se však ještě nedá plněhovořit o existenci národní prostorové infrastruktury a již vůbec ne o plně rozvinutém trhus geoprostorovými daty. Existuje zde jednak výrazná poptávka po efektivnější práci s datyv oblasti státní správy a samosprávy, a to především v oblasti přístupu k datům a jejichsdílení, ale i rozsáhlý tržní potenciál pro využívání prostorových dat jak jednotlivci, taki organizacemi. Plnému rozvinutí však dosud bránila řada faktorů. Jako hlavní lze zmínit: 74
    • Obr. 3: Subjekty poskytující geodata veřejné správě obecně (nahoře) a krajským úřadům (dole)• Nevyjasnění některých legislativních otázek v oblasti přístupu k prostorovým datům v rámci státní správy a samosprávy (zde již dochází k výraznému posunu především zásluhou činnosti Nemofora)• Vysoká cena geoprostorových dat, která je obvykle dána dvěma hlavními faktory: 1) Současné modely nabízení dat jsou orientovány především na nabízení ucelených datových setů, které jsou pro mnoho uživatelů cenově nedostupné. To na druhou stranu způsobuje, že neexistuje dostatečně velká poptávka po datech, která by je umožnila zlevnit. 2) Na trhu jsou nabízena obvykle data, ne služby. Velká většina budoucích potenciálních zákazníků bude požadovat informační a znalostní služby, ne primární data.• Obecně lze ještě konstatovat, že on-line služby mohou napomoci vytvořit fungující trh s prostorovými službami a informacemi. To platí i o datech pořízených z veřejných zdrojů. Základní potřeba, která je společná všem skupinám, je potřeba práce s aktuálnímidaty. Replikace dat na různé servery to může pouze velmi obtížně zajistit. Principposkytování dat z místa (organizace), která je zodpovědná za jejich správu, je optimálnípro příští otevřené systémy. Z toho je zřejmé, že vytvoření on line datových služeb 75
    • pro prostorová data může napomoci jejich užívání, vytvořit trh s cenově dostupnýmiprostorovými daty, a tím i na druhé straně pomoci získat jak prostředky pro další správu aúdržbu dat, tak i pro vývoj dalších systémů. Nová řešení, která mají rozproudit trh s daty a službami, musí respektovat následujícíprincipy:• Bude postaveno na interoperabilních standardech (OGC), které budou dostatečně otevřené tak, aby umožnily v budoucnu komunikaci mezi různými platformami a tím i různými organizacemi.• Vytvoří předpoklady pro cenovou dostupnost informačních a znalostních služeb pro širokou vrstvu potenciálních uživatelů prostorových dat.• Napomůže vytvoření dostatečného uživatelského segmentu pro datové a informační služby, které umožní producentům prostorových dat návratnost vložených prostředků a tvorbu zisku. Pro model, kdy distribuce dat je prováděna pomocí jedné zprostředkovatelskéorganizace, se technologicky nabízí schéma popsané v předchozí kapitole, ale je třebazvážit i další modifikace. Cílem by mělo být nabídnout takové modely, které:• I přes eventuální snížení ceny za poskytování dat ze strany poskytovatelů navýší jejich celkový profit tím, že výrazně navýší profit poskytovatelů dat.• Data budou cenově dostupná pro širší skupinu uživatelů, čímž se začne formovat trh na straně uživatelů. V dlouhodobé perspektivě musí být pro uživatele cenově výhodnější užívat datové služby než si pořizovat vlastní soubory.• Vznikne konkurence na straně poskytovatelů dat a uživatel bude mít možnost si vybrat optimální kombinaci dat dle kvality a ceny. V mnoha aplikacích pak bude žádoucí tyto služby integrovat, což může uživatelůmnapomoci dostat výstupy v takové formě, která je pro ně užitečná, ale také například mohounapomoci i k širšímu využití satelitních snímků. Tyto snímky jsou drahé jako kompletnídata, ale jejich cena je velice přístupná v ceně na hektar. Prodávat zpracované výstupymuže být vhodnou metodou, která přitom respektuje současné licenční podmínky. Prodalší úvahy o cenové politice je třeba se zamyslet nad jednotlivými modely poskytovánídat v závislosti na použitých službách. Pro návrh obchodního modelu je dále třeba siuvědomit, že tento model musí být akceptován zpočátku alespoň některými poskytovatelidat (jak veřejnými, tak i privátními). Bez jejich akceptace nebude mít tento systém šancina úspěch.4.3 Jak přistupovat ke stanovení ceny dat a datových služeb4.3.1 WMS WMS bude v budoucnosti pravděpodobně nejrozšířenějším servisem pro poskytováníprostorových dat. Jaké jsou jeho výhody:• U vektorových dat nedochází k poskytování originálních dat, ale jejich transformovaného tvaru do rastrové podoby. WMS tudíž neumožňuje zneužití dat (jejich stažení na jiný server), přitom však umožňuje práci se souřadnicemi a atributy. To je pro velkou většinu aplikací dostačující. 76
    • • U rastrových dat je uživateli přenášen vždy do měřítka předzpracovaný a upravený výřez tak, aby se přenášelo jen nezbytně nutné množství dat pro zobrazení na obrazovce. Zde si je třeba uvědomit, že rastrová data, s výjimkou dat multispektrálních, jsou většinou užívána pouze pro vizuální interpretaci, kde je jejich cílem zobrazení v kompozici s dalšími daty. Tím je ve velké většině aplikací tento přístup dostačující. Pokud nedochází na obrazovce k zobrazování 1 : 1, nehrozí ani přímé zneužití dat. Tomu se pak dá zabránit např. vložením vodoznaku do výstupu. Základní nevýhodou WMS služeb je, že neumožňují prostorové analýzy dat. Při návrhu obchodního modelu pro WMS služby si je třeba uvědomit dvě závažnéskutečnosti, které mají podstatný vliv na to, jak by měl takový model vypadat. Jde o tatofakta:• Užitelná hodnota informací obsažená ve výstupech získaných pomocí WMS služeb vzrůstá (nelineárně) se vzrůstem měřítka, a tím pádem se zmenšováním zobrazeného výřezu (to platí do zobrazení 1 : 1 u rastrových dat a přibližně do zobrazení odpovídajícímu měřítku vektorových dat. Například: · Zobrazení celé typologické mapy republiky neposkytne uživateli téměř žádnou hodnotu. · Zobrazení této mapy v měřítku 1 : 10 000 nebo dotaz na konkrétní atributy přináší vysokou informační hodnotu.• Přidaná hodnota informací, které jednotliví uživatelé získávají z jednoho přístupu k datům, obvykle nelineárně klesá s počtem přístupů k dané službě. Jako příklad lze uvést následující: · Pro uživatele, který bude zobrazovat ortofoto pomocí WMS ve své desktopové aplikaci a užívat tato data pro digitalizaci, se každý přístup k těmto datům přibližuje k reálné hodnotě dat, kterou by uživatel za tato data zaplatil (ve skutečnosti je tato hodnota nižší, uživatel obvykle potřebuje více zobrazení pro digitalizaci). · Pokud jsou WMS služby integrovány do informačního portálu (regionálního, národního), hodnota pro provozovatele vzniká nepřímo, a to opakovaným častým přístupem k těmto informacím. Zde pravděpodobně bude vzhledem k budoucí optimalizaci cenové politiky vhodné sledovat statistiku přístupu k jednotlivým vrstvám. Z dvou výše uvedených faktů vyplývá následující:• Cenu za jeden přístup v rámci WMS služby nelze stanovit vzhledem k velikosti zobrazených dat; spíše bude výhodnější cenu za tyto služby odvíjet od jednoho přístupu.• Cena za přístup k datům by se měla s počtem přístupů k dané datové jednotce snižovat, a to tak, aby se v případě nekonečného (tj.velmi vysokého) počtu přístupů přiblížila k celkové ceně dané datové jednotky (nebo spíše k části této ceny); přístup pomocí WMS neumožňuje využití veškeré informační hodnoty této datové jednotky). Optimální se jeví například cenu za každý opakovaný přístup snižovat podle koeficientu geometrické řady se součtem 1. 77
    • Z výše uvedeného vyplývá, že úvahy vedoucí k optimálnímu stanovení cenovéhladiny jsou značně složité a že by bylo vhodné zvažovat alternativní finanční modely,které dokáží garantovat v dlouhodobém hledisku obdobné finanční přínosy. Jako vhodnáalternativa se jeví systém poplatků (měsíčních, ročních apod.) umožňujících přístupk datům po určitou dobu. Zde lze poměrně snadno smluvně stanovit individuální ceny prokaždého uživatele.4.3.2 WFS a WMS Pro oba dva druhy služeb platí podobné principy. Na rozdíl od WMS služeb docházík poskytování originálních dat, a proto vždy tyto služby budou určeny pouze omezenémupočtu uživatelů. S rozsahem zpřístupněných dat uživateli vzrůstá hodnota, kterou danýuživatel získává. Uživatel má např. možnost stáhnout si pomocí těchto služeb celý datovýsoubor a dále již jen využívat tato data na svém počítači. Může to sice pro něho přinášetřadu nevýhod (např. nemožnost přístupu k aktuálním datům, nároky na přenosovoua diskovou kapacitu), ale z důvodů snižování nákladů může preferovat tuto možnost. Ztoho vyplývá, že model musí být nastaven tak, aby byl uživatel jinak motivován, případněaby mu takovýto přístup nepřinášel uvedené možnosti. Z výše uvedeného vyplývá:• Cena za užití služeb musí být stanovena tak, aby jednorázové stažení celého souboru odpovídalo ceně těchto dat na trhu.• Při užívání části dat by se měla cena progresivně snižovat.• Opakované stažení téhož výřezu by mělo být za nižší cenu. Toto vše klade značné nároky na systém řízení přístupu k datům, a proto i zde je asivhodné volit takovou cestu, kdy uživatel bude platit fixní poplatek za přístup k určitémudatovému výřezu a eventuálně roční udržovací poplatky. Vstupní poplatek za přístupk datům by měl odrážet cenu těchto dat na trhu, udržovací poplatky pak roční poplatky zaupgrade.4.3.3 Integrované služby Cena za integrované služby musí být stanovována pro koncového uživatele nazákladě vstupů, tj. poplatku za data, která jsou užívána a na základě ceny vlastních služeb.Tato část musí být v budoucnosti podrobněji rozpracována pro konkrétní služby.4.4 Používání veřejných WMS služeb V posledních letech se významně rozmohlo publikování veřejných „volnýchslužeb“, především WMS. Uvedený fakt však otevírá závažnou otázku, dosud legislativněneřešenou, jak a zda vůbec lze tyto služby využívat v nekomerčních a eventuálněi komerčních aplikacích. Publikování WMS je v současné době obvykle chápáno jakozveřejnění služby k volnému použití, bez jakýchkoliv licenčních omezení. Ke zveřejněníWMS služeb dochází v některých případech i organizacemi, které nejsou primárnímiposkytovateli dané datové sady. 78
    • Obr. 4: 3D pohledu z WMS služeb pomocí Shockwave Jelikož jsou dnes WMS služby běžně použitelné nejen pomocí webových aplikací,ale i prostřednictvím tlustého klienta, nabízí se možnost využití (zvláště v případě ortofoto)k digitalizaci a vytváření nových datových podkladů a v některých případech i vytvářeníodvozených aplikací. Tyto možnosti v budoucnu ještě výrazně stoupnou, pokud budouveřejně zpřístupněny i WFS a WCS služby poskytující celou řadu možností datovýchanalýz a automatizované vytváření odvozených datových sad. Jak již bylo uvedeno, na rozdíl od tištěných primárních dat a digitálních datsdílených klasickými způsoby (např. na CD), nejsou obvykle upravena práva na využitíslužby. Tento fakt může do budoucna vyvolat mnohé problémy, a to jak pro poskytovateleslužeb, tak i pro ty, kdo si danou službu integrují do své aplikace. Proto se jeví jako vhodnélicenčně omezit užívaní takto zveřejněných služeb. Jako jeden z příkladů lze uvést licenčnípolitiku firmy Google, která využívání svých služeb ve formátu KML váže na využití APIod své firmy. Pro využívání veřejných WMS (WFS, WCS) služeb se kolektivu řešitelů projektuSpravaDat jeví jako nejvhodnější možnost vypracovat licenční smlouvy obdobnélicenčním smlouvám užívaným pro tzv. Open Source software. Jednotlivé druhy licencíby jednoznačně upravovaly užití poskytovaných služeb v komerčních a nekomerčníchaplikacích, případně vytváření derivátů. Užitý druh licence by byl zveřejněn v metadatovémpopisu služby s eventuálním odkazem na popis licence. 79
    • 4.5 Tržní místa (Data brockerage) Data brockerage je užívání třetího subjektu pro zprostředkování přístupu. Distribucea prodej dat přináší následující základní výhody:• Organizace zajišťující distribuci a prodej dat spravuje i katalogy, takže je možno přistupovat k potřebným datovým zdrojům z jednoho místa.• Pro distributory dat není nutné komunikovat s příliš velkým množstvím uživatelů, což snižuje nároky na distribuční systém a zvyšuje do jisté míry bezpečnost dat.• Zprostředkovatel dat může být přínosný v tom případě, že koncový uživatel potřebuje kombinovat větší množství datových vrstev od jednotlivých poskytovatelů v podobě WMS integrovaných do jednoho mapového výstupu. Jestliže získává od každého uživatele data zkomponovaná do jednoho obrazu, data mohou být obtížně použitelná. Možnost je ta, že zprostředkovatel dat přistupuje k datům prostřednictvím WFS služby nebo je získává přímo z prostorových databází a dále je poskytuje ve formě WMS v optimální kompozici.• Jako velice přínosné se jeví, pokud je užit integrovaný model s nabídkou služeb na další zpracování dat. Zprostředkovatel pak může přistupovat k širšímu spektru informačních zdrojů, provádět jejich analýzy a koncovému uživateli předávat výstupy např. ve formě WMS (eventuálně WFS, WCS) bez toho, že by koncový uživatel měl přímý přístup k primárním datům. Tomuto přístupu se v současné době říká Služby přidané hodnoty (Added Value Services) a je to pravděpodobně model, který má největší budoucnost. Je ovšem nutné zmínit i nevýhody tohoto řešení. Lze konstatovat, že užívání třetíhosubjektu je možné svým způsobem považovat za formu outsourcingu. V tomto případě jdezejména o tyto nevýhody:• Nutnost řízení vztahu mezi subjekty.• Závislost na dodavateli (zprostředkovateli).• Toky informací mimo zpracovatele dat.• Ztráta kontroly a znalostí. Vývoj, a to nejen v oblastech zpracování dat, ukazuje na akceptování a rozšiřováníforem outsourcingu i při poskytování a zpracování dat. Proto lze konstatovat, žetyto nevýhody jsou spíše parametry vhodného nastavení vztahu především mezizprostředkovatelem dat a dodavatelem dat. Tato problematika neovlivňuje uživatele dat,ale spíše vytváří podmínky pro jeho lepší uspokojování.4.6 Systém kvality geodat Otázky zpracování kvality a její kontroly jsou dávného původu. V souvislostis vedením informačních systémů se potřeba vytvoření systému řízení kvality (QMS –Quality Management System) zvyšuje. S ohledem na cyklus zajištění kvality (QA – QualityAssurance) jsou tyto systémy budovány a neustále vylepšovány na základě vyhodnocováníkvality (Quality Evaluation) a dalších požadavků. Veškeré toky informací by měly býtpopsány v rámci procesního přístupu a zohledněny v systému QMS. Budováním QMSpotom nutně dochází k zajištění kvality na širší platformě a umožnění jejího pravidelnéhovylepšování a kontroly. 80
    • Důvod pro zavádění systémů QMS představují základní principy QM, ke kterým jecelá problematika vztažena. Jsou to:• Zvýšení produktivity práce.• Zlepšení kvality výrobků a služeb.• Zlepšení spokojenosti uživatelů. Vedlejšími a doplňujícími efekty sledování těchto základní požadavků QM jsouvýhody, které jsou důsledkem plnění vnitřní infrastruktury organizace. Jde zejména o:• Zvyšování kvalifikace pracovníků.• Výhodnější dokumentace procesů a školení pracovníků.• Vznik transparentního, pružného a efektivního systému řízení. V této části textu je použita terminologie dle řady norem ISO 19100, přičemž termínjakost je relevantní pojmu kvalita.4.6.1 Systém řízení QMS, jak v tomto odstavci chápeme systém určený k správě kvality, je základníminformačním systémem moderních korporací pro zajištění kvality požadovaných činností.S vývojem těchto systémů došlo také k jejich standardizaci na obecné úrovni. Odpřibližně poloviny 80. let minulého století jsou zaváděny normy ISO řady 9000 zaměřenéna zabezpečování rozsahu řízení kvality. Tyto normy jsou obecné a aplikovatelné vjakémkoliv prostředí. Specifický vývoj geoinformatiky přispěl k vydání norem ISO řady 19100 za účelemzpracování prostorových dat a přidružených informací. V rámci těchto norem bylyzavedeny dvě normy týkající se kvality geodat, a to ISO 19113 a ISO 19114. Obr. 5: Schéma základního postupu při zajišťování kvality4.6.2 ISO normy Obecně je systém kvality popsán v ISO normách řady 9000, které staví mimo jiné naslovníku uvedeném v ISO 8402. Kvalita, tak jak je prezentována v ISO normách řady ISO19100, je potom dalším rozvinutím problematiky zpracování geodat specifické potřebámgeoinformatiky. Jde zejména o normy ISO 19113 a 19114, které vznikaly na základědiskuse a výzkumu v 80. a 90. letech minulého století. Je nutné konstatovat, že tyto normymají další návaznost další na normy série ISO 19100. 81
    • ISO 19113 - Zásady jakosti (Quality Principles) Předmětem této normy je stanovit zásady pro popisování kvality geodat, tzn. že tentostandard specifikuje tzv. komponenty pro vykazování informací o kvalitě. Tyto zásadyslouží pro identifikaci, sběr a publikování informací o kvalitě geodat a užívají se pro: · Identifikaci a určení kvality geodat. · Hodnocení kvality geodat. · Specifikaci produktů a požadavků uživatelů. · Specifikaci aplikačních schémat. Komponenty kvality popisují, jak datová sada splňuje kritéria stanovená vespecifikaci produktu a udávají kvantitativní informace o kvalitě. Z pohledu témat, kterýmise kvalita prostorových dat zabývá, lze definovat tyto základní elementy kvality: · Úplnost – duplicity, chybějící data. · Logická konzistence – konceptuální, oborová, formátová. · Polohová přesnost – např. absolutní, relativní. · Časová přesnost – přesnost, platnost, konzistence. · Tematická přesnost – korektní klasifikace, přesnost kvantitativních atributů. ISO 19114 - Postupy hodnocení jakosti (Quality Evaluation Procedures) Tato norma vymezuje základní rozsah testované oblasti, tzn. množiny data požadavky na tato prostorová data kladené. Jde vlastně o identifikaci elementůa subelementů kvality dat a použití metod pro vyhodnocování kvality. Identifikace mírykvality a použití metody pro vyhodnocení kvality dat závisí na povaze testovaných data QMS, tvoří ji především odpovědní pracovníci podílející se na správě vybraného procesu.Tyto metody můžeme rozdělit na:• Přímé – metody zjišťují kvalitu dat porovnáním s interní nebo externí referenční informací; v závislosti na využití externích (příp. interních referenčních dat) vůči testované datové sadě je možné tyto metody dále dělit: · Interní. · Externí.• Nepřímé - odhadují kvalitu dat na základě informací o datech (metadatech), např. o jejich původu, tedy nepřímo. Otázky vývoje metod testování a vyhodnocování jsou na straně správce datovésady, především na jeho odborných kvalifikovaných pracovnících. V zásadě lze vidět takévyužití automatizované (úplné) kontroly celé datové sady nebo neautomatizované kontroly(vzorkování), tj. vymezení vzorků dat pro otestování v rámci zadaných kritérií a postupu. Automatizovaně se kontrolují geoprvky, jejich atributy a vazby mezi geoprvkyv celém rozsahu kontrolované datové sady. Metody použité v režimu vzorkování se členípodle použitých postupů na prosté náhodné, rozvrstvené, vícestupňové a nenáhodnévzorkování. Důležitá je v tomto procesu především definice tzv. minimální jednotkypro kontrolu a rozdělení základního souboru dat na kontrolované dávky a na vzorkovanéjednotky, definice poměru vzorků vůči rozsahu výběru a vlastní volba a kontrolavzorkované jednotky. Publikování výsledků testování a vyhodnocení kvality se děje dvojím způsobem: 82
    • • Výsledný report – zpráva, příp. agregovaný výsledek formou zprávy, ve kterém jsou výsledky podrobně popsány a uvedeny.• Metadata – přesné elementy - položky metadat, ve kterých jsou obsažena metadata o kvalitě, udává norma ISO 19115 (viz také odpovídající odstavce v tomto textu). Postupy testování, tj. náležitosti a vytváření jednotlivých testů uvádí norma ISO19105 včetně souvislostí s dalšími standardy ISO 19100 a ISO vůbec.4.6.3 Techniky a trendy pro zpracování kvality v oblasti geodat Princip získávání hodnot postihujících elementy kvality závisí na mnoha faktorech,jakými jsou především použitá data a možnosti porovnání s ostatními prostorovými daty,od toho se potom odvíjejí aplikovatelné metody. V zásadě lze vždy hovořit o porovnávánídat zdrojových, exaktně determinovaných vůči datům odvozeným z těchto nebo dalšíchdat s předem známou nebo výrazně odlišnou kvalitou. Z pohledu geoinformatiky se jednázejména o typy prostorových dat jakými jsou:• Vektorová data např. dle SFM (ISO Simple Feature Model).• Družicové snímky a rastrová data – vyhodnocování vůči různým dalším typům prostorových dat.• Data digitálního modelu terénu (DEM – Digital Elevation Model) v trojúhelníkové reprezentaci (TIN) nebo v pravoúhlé síti (Grid).• Data vzniklá prostorovými analýzami – bufery (zóny), překryvy vrstev a jejich integrace. Ukázka principů postižení přesnosti prostorových dat v grafické podobě je vpříkladech schematicky znázorněna na obr. 6.Obr. 6: Ukázka přístupu k vybraným vektorovým elementům a jejich kvalifikace nejistot (spodní útvary představují jen orientační podobu, která má ve skutečnosti za sebou vybrané metody a postupy včetně matematického aparátu) - podle [157] 83
    • 4.6.4 Shrnutí Elementy kvality, jejich publikování, rozsah, použité metody jsou v působnostia zájmu především správců prostorových dat. S rozvojem trhu s geoinformacemi porostei důležitost standardizace a větší publicity hodnot kvality. V souvislosti s vydávánímimplementačních pravidel INSPIRE dochází i k publikování pravidel pro metadata. Tyvycházejí z ISO norem a obsahují i elementy kvality. Ani INSPIRE ovšem prozatímnemůže vyřešit např. větší rozlišení prostorových dat na základě kvality. Tím může dojít kpoškozování a menší diferenciaci prostorových dat, než může být žádoucí. Jedním z těchtoproblematických bodů může být popis obsahu vlastní datové sady – geoprvky (kataloggeoprvků – „feature catalog“). Momentálně je možné tato data publikovat formou metadato webových službách, ovšem zde chybí vazba na kvalitu jednotlivých geoprvků. ISO19115 je bohatá a ve svých dalších úrovních (hlubších než objevovací úroveň katalogovýchslužeb, tzv. „discovery services“) mohou být tato data možná taktéž prezentována. Jedná seale o charakteristiky mající větší hodnotu, které by si jistě zasloužily větší a sofistikovanějšípublicity, než je v současných ISO formátech. Současné ISO normy obsahují obecné postupy přizpůsobené prostorovým datům.Jak již bylo zmíněno, od doby výzkumu a diskuse nad těmito normami uběhlo již více neždeset let a přechod k distribuované výpočetní technice a využití webových služeb vytvářínové podmínky pro publikování nových elementů kvality. Jistě by si tyto normy zasloužilydalší rozvoj především s ohledem právě na požadavky velkých správců prostorových datnebo těch, jejichž data jsou na trhu. 84
    • Kapitola 7: VYBRANÁ PILOTNÍ ŘEŠENÍ PROJEKTUSPRAVADATJÁCHYM ČEPICKÝ, ŠTĚPÁN KAFKA, STANISLAV HOLÝ, JOSEF FRYML, PAVEL GNIP,KAREL CHARVÁT, TOMÁŠ CAJTHAML V rámci projektu SpravaDat byla implementována celá řada komponent a modelů,část z nich je zkoušena jako prototyp, ale některé se již v průběhu projektu uplatnily vpraxi, a to jak v oblasti budovaní NSDI, tak i v oblasti komerce.1. Implementace WPS WPS lze využít všude tam, kde máme buď pracovní stanice s příliš malým výkonemnebo kde chceme provést analýzu, ke které nemáme softwarové vybavení nebo námnení znám postup, jakým je výpočet proveden. Protože se jedná o standard navrženýprimárně pro komunikaci mezi klienty a servery v prostředí World Wide Web (WWW),lze vytvářet komplexní aplikace GIS v okně webových prohlížečů. Veškerá data jsouv takových aplikacích získávána ze vzdálených serverů pomocí standardů WMS neboWFS. Geoprostorové operace nad těmito daty jsou pak prováděny taktéž na vzdálenýchserverech komunikujících podle standardu WPS. Obr. 1: WPS v prostředí prohlížečky dat GIS Open Jump. Tento program má sám o sobě jen omezené analytické funkce. Pomocí WPS však může nechat běžet výpočty na vzdálených serverech. Zdroj: http://geospatial.nomad-labs.com/ 85
    • Další možností je zabudovat klienta pro tyto služby do běžných prohlížeček GIS dat.Standardy WMS a WFS jsou dnes již běžně podporovány. Většímu rozšíření WPS zatímbránil proces standardizace, kterým donedávna procházel. Přesto jsou dostupné zásuvnémoduly zejména pro prohlížečky uDig a OpenJump pro dřívější verze (pracovní návrhy)tohoto standardu (zejména 0.4.0). Díky těmto zásuvným modulům tak může uživatelprovádět komplexní geoprostorové operace se svými daty (nebo i cizími), aniž by mělve svém počítači nainstalovaný geografický informační systém, který by požadovanýmischopnostmi disponoval.• PyWPS – Implementace standardu WPS. Python Web Processing Service (PyWPS) je implementace standardu OGC WPSpomocí programovacího jazyka Python. Jedná se o program šířený pod licencí GNU/GPLa patřící do skupiny programů s otevřeným zdrojovým kódem, tzv. Open Source. Vývoj programu byl započat na jaře roku 2006 a byl podpořen mimo jiné německouNadací pro životní prostředí (Deutsche Bundesstiftung Umwelt – DBU). Cíle projektuPyWPS jsou od začátku dvojí: · Implementovat na straně serveru standard OGC Web Processing Service · Vystavit funkce GRASS GIS na síti Internet GRASS GIS je desktopový geografický informační systém (GIS), disponující cca500 moduly pro analýzu rastrových a vektorových dat. Vzhledem k tomu, že jej lze kromgrafického uživatelského rozhraní (Graphic User Interface – GUI) ovládat také pomocípříkazů psaných do příkazového řádku (Command Line Interface – CLI), přímo se nabízík automatickým výpočtům. PyWPS umožňuje nadefinované automatické výpočty spouštětpřímo na serveru pomocí webového rozhraní. Kromě GRASS GIS lze samozřejmě používat pro vlastní výpočty i další programy,které jsou například součástí knihovny GDAL (převody mezi různými rastrovýmia vektorovými formáty) a nebo součástí knihovny PROJ (převody mezi různýmisouřadnicovými systémy).• Využití PyWPS. PyWPS je poměrně mladý projekt, který si ale již našel své uživatele. V uživatelskée-mailové konferenci je momentálně (léto 2007) zaregistrováno 25 účastníků z celéhosvěta, kteří nasazují PyWPS nejčastěji právě s GRASSem ve svých projektech. PyWPS je využíván i v projektu Precise Farming (Prefarm: viz část 4 této kapitoly).V tomto projektu jsou vypočítány dávky hnojiv a výsledné ceny hnojení v rozlišení 5x5m. Dávky jsou vypočítávány na základě polních zkoušek a analýzy leteckých snímků.Zároveň se serverovou částí je vytvářeno i webové rozhraní pro uživatele – pracovníkyv zemědělství, kteří spouštějí výpočty (procesy) a definují požadované vstupní parametry. V současné době probíhá testování PyWPS na Českém hydrometeorologickémústavu pro analýzu dat ze srážkoměrných radarových stanic. 86
    • 2. Micka jako základ katalogových služeb pro portál životního prostředí a národní informační portál V rámci projektu byla zprovozněna katalogová služba nad metadatovým systémemMicka. Služba umožňuje: · dotazy dle specifikace CQL a OGC Filter, · kaskádování (služba zároveň vyhledává v dalších katalozích), · práci s profily ISO 19115/19119 a OGCCORE (Dublin Core), · transakce, harvesting, · zobrazení RSS kanálu pro evidenci změn, · podporu OGC CSW 2.0.0, 2.0.1, 2.0.2. Součástí řešení je knihovna funkcí katalogového klienta umožňujícího postaveníklientů pro různé potřeby. Na této knihovně byl postaven národní metadatový portál (vizobr. 2-4). Obr. 2: Metadatový portál I 87
    • Obr. 3: Metadatový portál II3. EAFRD V rámci článků 46 a 47 dokumentu EAFRD (European Agricultural Fund for RuralDevelopment - Evropský zemědělský fond pro rozvoj venkova) se mimo jiné vymezilyúkoly:• Ponechání lesa samovolnému vývoji.• Zachování hospodářského souboru (HS) lesního porostu z předchozího produkčního cyklu.• Vytváření biotopů pro druhy vázané na staré stromy a tlející dřevo.• Zlepšování druhové skladby lesních porostů. Pro splnění těchto cílů byla v ÚHUL Brandýs nad Labem připravena aplikace, kterážadatelům a poradcům zpřístupní vybraná data potřebná k vyhotovení žádosti. Dále bylana principech WPS implementována funkce, která z vybraných vrstev provede orientačnívýpočet dotace. Aplikace je doplněna e-learningovým kurzem. 88
    • Obr. 4: Metadatový portál IIIObr. 5: Přehledové a navigační mapové okno 89
    • Obr. 6: Výsledek hledání Obr. 7: Výsledek hledání mapověObr. 8: Zobrazení pomocí digitálního modelu terénu 90
    • Obr. 9: Výpočet možné dotace4. Prefarm MJM Precizní zemědělství je obecný název pro způsob hospodaření, který je založenna možnosti využít existující prostorové nerovnoměrnosti půdních vlastností a úrodnostike zvýšení efektivnosti hospodaření. Kořeny precizního hospodaření sahají do USA60-tých let, kdy se o myšlenkách potřebnosti využít rozdíly v půdních vlastnostech začalointenzivně uvažovat a mluvit. V ČR také každý hospodář ví, že existují významné rozdílyv úrodnosti a půdních vlastnostech jednotlivých lokalit v rámci velkých „zcelených”půdních bloků. Je logické, že není optimální hnojit, aplikovat chemické přípravky,zpracovávat půdu nebo vysévat plošně rovnoměrnou dávkou. Daleko efektivnější jevyužít znalosti o variabilitě půdních vlastností a přizpůsobit jednotlivé pracovní operacecharakteru půdy v konkrétní lokalitě. Zásadní průlom v oblasti využití metod precizníhohospodaření přineslo v polovině 90-tých let zpřístupnění systému Global Position System(dále GPS) pro veřejnost. Pomocí tohoto lokalizačního systému lze nevyrovnanost polípřesně mapovat a také v návaznosti navádět aplikační techniku tak, aby reagovala navariabilitu polí. PREFARM MapServer je komplexní informační systém, který umožňuje uživatelůmsystému PREFARM pracovat s informacemi o svých polích v geografickém informačnímprostředí bez nutnosti softwaru pro GIS a bez dokonalých znalostí prostředí GIS. Potřebnýje pouze přístup k síti internet a běžný internetový prohlížeč. PREFARM MapServerneslouží jen pro potřeby precizního zemědělství. Je vytvořen pro daleko širší využitía svým charakterem napomáhá racionálnějšímu řízení rostlinné produkce. Prostřednictvím nástroje PREFARM MapServer má uživatel k dispozici základnínástroje GIS a může s nimi pracovat. Může zaměřovat pole, zaměřovat plochy, zjišťovatvzdálenosti, zvětšovat a zmenšovat náhledy atd. Kromě nástrojů GIS je na mapovém serveru k dispozici kompletní informatikao pozemcích: 91
    • Obr. 10: PREFARM MapServer · Kompletní karty honů. · Osevní postupy. · Přehledy organického hnojení. · Mapy variability zásoby živin. · Mapy variability pH. · Srovnání vývoje násobenosti při opakovaných odběrech půdních vzorků. · Sklizňové mapy ze sklízecích mlátiček. · Satelitní a letecké snímky. · Návrhy na variabilní hnojení. · Cenové návrhy pro hnojení. · Evidence o provedené aplikaci – spotřeby živin. · Katastrální mapy. Nejnovější verze systému podporuje on-line tvorbu doporučení s využitím WPSservices PyWPS. Základní možností, jak efektivně využít data o půdních vlastnostech,je kvalitní a přesné provedení agrotechnických zásahů. Nejvyužívanějším zásahemv precizním zemědělství je aplikace průmyslových hnojiv. Na základě analýzy a syntézyzískaných informací o půdě je zpracován plán hnojení včetně návrhů pro variabilní aplikacehnojiv. Veškerá aplikační technika, kterou provozujeme, je vybavena přijímačem GPS,řídícím počítačem a dávkovacím systémem pro proměnlivé dávkování. Údaje o variabilitěz připravené mapy a údaje o aktuální poloze stroje z přijímače GPS zpracovává palubní 92
    • počítač a upravuje dávkování hnojiv podle potřeby. Některé stroje jsou navíc vybavenyvícekomorovým zásobníkem s nezávislým dávkováním, což umožňuje aplikovat i několikdruhů hnojiv současně a přesto nezávisle – podle rozdílných aplikačních map. U všechstrojů dochází ke zpětnému záznamu o provedeném hnojení a dávkách, což se využívájako protokolu o spotřebovaných hnojivech. Obr. 11: Aplikace hnojiv na základě doporučení z modulu Prefarm Metoda využívá pro zmapování aktuálního výživného stavu porostu určeného propřihnojení analýzu leteckých multispektrálních snímků. PREFARM Nitrosensing postupněnahrazuje technologii N-senzor. V období 3-10 dnů před plánovanou aplikací hnojivje proveden s pomocí GPS navigovaný letecký průlet se snímkováním požadovanýchploch. Data ze snímkování jsou do 48 hodin zpracována a vyhodnocena. Při zpracovánívýsledků je brán v úvahu průběh počasí, zejména srážek a teplot, dále aktuální vývojováfáze plodiny a především specifické odrůdové vlastnosti. Výsledkem je sada aplikačníchmap pro variabilní aplikaci dusíku, ze kterých je patrná potřeba dusíkatých hnojiv prodohnojení, minimální a maximální doporučené dávky a také podrobný popis zjištěnévariability. Nastavení se dají upravit podle potřeb a podle znalostí místních podmíneka většina agronomů této možnosti využívá. Konečné a konzultované aplikační mapyslouží jako podklad pro automatické dávkování hnojiv řízené počítačem rozmetadla nebopostřikovače. Obecně je tato metoda dálkového průzkumu řazena mezi nedestruktivní výzkumnémetody poskytující kvantitativní informace o zemědělských plodinách bez kontaktu s nimi.Z multispektrálních snímků mohou být odvozeny informace o hustotě a vitalitě snímanéhoporostu a za tímto účelem je v současnosti popsáno více než 20 druhů vegetačních indexů.Nejrozšířenější a nejpoužívanější je NDVI (normalized diference vegetation index)odvozující podíl fotosynteticky aktivní absorpce záření povrchem porostu. Tento indexumožňuje potlačení vlivu atmosférických šumů. Výhodou tohoto indexu je, že na rozdílod jiných metod (např red edge reflection point) nezahrnuje reflektanci půdy a odumřeléi zelené biomasy současně. 93
    • Obr. 12: Letecký snímek a pohled na uchycení zařízení pro snímkování5. Metainformační systém o katastrálních územích Architektura systému vychází ze zásad navržených INSPIRE a její základní principyjsou:1) Vedoucí pracovníci, kteří tvoří data, tento systém sami aktualizují pomocí vzdáleného klienta.2) Server metadat je propojen on-line s Informačním systémem katastru nemovitostí (ISKN).3) Uživatelé mohou vstupovat do systému pomocí grafických dat (jejich prezentace) standardizovanými přímými dotazy do databáze.4) Systém je připraven ke spolupráci s Metainformačním systémem geoportálu Zeměměřického úřadu.5) Řešení komunikuje pomocí WMS protokolu s dalšími servery a řešeními, které tuto technologii podporují.6) Aplikace je připravena pro komunikaci prostřednictvím internetu. 94
    • Obr. 13: Základní schéma funkčnosti celého řešení Metainformační systém o katastrálních územích [11] se skládá ze dvou integrovanýchčástí vzájemně propojených. Propracovaná grafická část aplikace se dotazuje přímo dodatabáze, do které je možné on-line metadata vkládat i je editovat. V současnosti tvoří datovou základnu „Metainformačního systému o katastrálníchúzemích“ tři druhy geodat:• Data generovaná z ISKN.• Vlastní metadata vkládaná uživateli.• Geodata „Geoportálu ZÚ“. Tato data jsou variantní a velkou výhodou systému je těsná vazba na databázi ISKN.Z hlediska dalšího vývoje lze předpokládat, že data geoportálu (nyní provizorně umístěnývzorek dat) ZÚ budou k dispozici formou WMS jako podklad k lepší orientaci uživatele„Metainformačního systému o katastrálních územích“. Klient je řešen jako webová aplikace zobrazující obsažená metadata po tematickýchmapách - tzv. pohledech. Jsou k dispozici tyto grafické pohledy:• Digitalizace - pohled udávající stupeň digitalizace katastrálních map po katastrálních územích.• Katastrální mapy - zobrazují druhy katastrálních map (DKM, KM-D), měřítka a další náležitosti podle toho, jak jsou tyto zpracovány, po katastrálních územích.• Rastry KM - obsahuje informace o skenovaných katastrálních mapách podle kladu mapový listů.• Věcné úkoly - tento pohled slouží k interním účelům resortu ČÚZK a zobrazuje úkoly na kalendářní rok vázané k obsaženým prvkům (katastrální území, katastrální pracoviště, ML SM 5 apod.).• Připravuje se grafický pohled SM 5, který bude prezentovat metadata Státní mapy 1:5 000, který je k dispozici v editační části. 95
    • Obr. 14: Ukázka prostředí klientské aplikace „Metainformačního systému o katastrálních územích“6. Závěr Popsaná technologická řešení i aplikace napomohla prakticky ověřit teoretickéa výzkumné základy stanovené v projektu SpravaDat. Ukázaly na plnou funkčnost řešeníběžících na principu webových služeb a také na skutečnost, že uvedená řešení mohoufungovat jako bezplatné i placené služby poskytované veřejnou správou, ale mohou najítuplatnění i v privátní sféře pro plně komerční řešení. Popsaná řešení zároveň představujívýznamný potenciál pro zavádění směrnice INSPIRE v praxi v České republice a navícmohou být užity i jako příklady pro další země Evropské unie. 96
    • ČÁST IIMOBILDAT
    • Kapitola 1: VYBRANÉ PROBLÉMY MOBILNÍHO SBĚRUGEODATMILAN KONEČNÝ, PETR KUBÍČEK1. Úvod Nástroje mobilního GIS se stále více stávají prostředkem pro sběr a vizualizaciprostorových dat využívaných v široké škále aplikací od životního prostředí až posocioekonomické studie. Uvedené nástroje napomáhají k vytvoření zcela digitálníhodatového toku od prostého sběru dat až po jejich pokročilou analýzu a vizualizaci. Jižv dřívějších studiích (Pundt [146]) bylo deklarováno, že využití mobilních GIS technologiív terénu přispívá k větší efektivitě práce a snížení jak časových, tak finančních nákladů,které je nutné na tyto aktivity vynaložit. Podpora mobilního sběru dat zahrnuje celouřadu potenciálních služeb a návazných činností, jako je například využití diagnostickýchnástrojů, automatická kontrola (validace) sbíraných dat či poskytování textovýcha vizuálních informací (Hitchcock et al. [38]; Pundt, Kuhn [148]). Vědecko-výzkumnéaktivity v oblasti kartografické vizualizace měly významný vliv na oblast GIS obecně a promobilní oblast dokonce ve zvýšené míře. Vývoj v počítačových vědách naproti tomu vedlke vzniku nových konceptů a technologií vztahujícím se k řešení problematiky zpracovánívizuální informace. Některé klíčové problémy k řešení zmíněné Pundtem a Brinkkotter[147] se v současných dnech již staly realitou (například možnost využití prostorovýchdatabází na síti Internet pro mobilní GIS, sběr a poskytování metadat a další).2. Současné trendy v mobilním sběru geodat V posledních letech byla velká pozornost věnována vývoji a tvorbě konkrétníchpracovních postupů sběru dat v terénu a aplikací připravených na míru konkrétnímuzákazníkovi. Vivoni a Camilli [169] popsali a testovali koncept nazvaný „field datastreaming“ pro sběr a ukládání dat v reálném čase. Systém tvoří sada programových aplikacía hardwarových komponent, které společně zaručují možnost bezdrátového mobilníhovyužití počítačů během terénních prací. Zvláštní důraz je kladen na obousměrný přenosmezi terénním pozorovatelem a vzdáleným serverovým pracovištěm a možnost vizualizacea sdílení nasbíraných dat. Mobilní terénní mapování, analýzy dat a jejich sdílení je možnédíky integraci široké škály senzorů (fotopřístroje, měřicí přístroje) s mobilními bezdrátověpřipojenými počítači. Pro opravdu efektivní terénní mapování a ověřování úkolů ještěv době, kdy jsou pracovní týmy stále v terénu, je nezbytné zajistit odpovídající kapacitubezdrátového přenosu a specifikovat metody sdílení, kontrolní analýzy a vizualizacedat prostřednictvím sítě propojených zařízení. Aplikační programy uložené na straněvzdáleného serveru poskytují prostřednictvím sítě Internet přístup k datům a mapovacía analytickou funkčnost pro pracovní týmy v terénu. Interaktivní sběr dat prokázalvýznamný nárůst efektivity nejenom při samotném terénním sběru, ale také při samotnévědecko výzkumné činnosti (Vivioni and Camilli [169]). Také v podmínkách České 99
    • republiky byly v nedávné minulosti testovány možnosti praktického nasazení mobilníchGIS aplikací, a to jak v případě mobilního tematického sběru geodat a terénního mapovánípro geomorfologické aplikace (Voženílek a kol. [171]), tak pro možnosti bezdrátovýchpřenosů v oblasti zemědělství (Charvát, Holý [44]). Zatímco v průběhu prvního projektuse jednalo spíše o specificky orientované terénní mapování nahrazující tradiční přístupya využití papírové mapy, v případě projektu Pátého rámcového programu EU Wirelessinfo(Wireless supporting of agricultural and forestry information systems IST-1999-21056) jiždocházelo přímo k přenosům interpretovaných dat dálkového průzkumu Země do terénu,kde byly využívány ke kontrolním procesům v zemědělství a lesnictví. Většina současných aplikací pro mobilní mapování je orientovaná na sběrgeografických dat lokalizovaných na základě přesných geodetických souřadnic a prouživatele bez geodetického vzdělání často komplikovaná. Svoji negativní roli zde sehrávajítaké četná omezení mobilních zařízení - omezená možnost textových vstupů, časovéaspekty, energetická náročnost na výdrž zařízení, ztížená manipulace v různých měřítkách,limitovaná přesnost. Obvykle je sběr dat v terénu oddělen od zpracování výsledků a jejichuložení do databáze. Prostřednictvím mobilních technologií má mapující subjekt přístupk referenčním datům, ale změny jím provedené jsou zařazeny a zpracovány s výraznýmčasovým prodlením. Je to způsobeno nutností následných korekcí s ohledem na přesnostvstupního zařízení, přesnost vlastní metody a zachování topologické konzistencegeodatabáze. Uživatel tak nemá možnost vyhodnotit korekce interaktivně a přímo na místěa využít již dříve mapované prvky pro další mapování.3. Výchozí předpoklady projektu MobilDat Cílem projektu MobilDat, jehož výsledky jsou dokumentovány v následujícímoddíle, proto bylo vytvoření základní infrastruktury pro on-line vkládání prostorovýchdat různými tematicky orientovanými skupinami prostřednictvím mobilních zařízení.Základním stavebním kamenem je přitom vzdálená serverová služba, která tvořírozhraní mezi distribuovaným GIS a mobilním zařízením uživatele a poskytuje možnostinteraktivních korekcí vkládaných údajů přímo v terénu, čímž výrazně usnadní a zrychlíproces aktualizace dat v GIS. Nosnou myšlenkou je přenesení výpočetní náročnosti nastranu serveru a vytvoření takových postupů, které napomohou pracovníkovi v terénuminimalizovat náročnost mapování od získání a tvorby podkladů, přes jejich přenos namobilní zařízení, samotné zpracování, následnou kontrolu a uložení do centrální databáze.Klientská aplikace pro mobilní zařízení ve spolupráci s výše zmíněným serverovýmsystémem usnadní vkládání prostorových dat tak, aby bylo možné provádět topologické,sémantické a polohové korekce na místě. Součástí řešení je možnost definice adaptabilní kartografické vizualizace (viz dále)pro podporu vkládání údajů resp. mapování. Takto definovaná kartografická vizualizace jeschopna dynamicky reagovat na zvolené tematické okruhy (kontexty) mapování a zvolenéčinnosti a měnit vzhled uživatelského rozhraní tak, aby usnadnilo samotné mobilnímapování. 100
    • Dominantním prostředím pro konstrukci distribuovaných a mobilních GIS řešeníje Internet. Webové technologie jsou využitelné jak pro komunikaci jednotlivých uzlůdistribuovaného GIS, tak i pro komunikaci s klientskými aplikacemi na mobilníchzařízeních. Součástí projektu je také tvorba a základní implementace architekturytechnologického řešení založeného na otevřených standardech Open Geospatial Constortia(OGC). Prezentované řešení přispívá k urychlení budování komplexních distribuovanýchGIS a rozvoji aplikací ambientní mobilní inteligence a je navázáno na integraci a následnévyužití existujících prostorových databází v ČR a zahraničí.4. Technologie sběru geodat v mobilním prostředí Na základě zkušeností z předcházejících projektů a studia literatury ([8], [36], [100],[144]) byly definovány základní principy a technologie užívané dnes v mobilním sběrudat a popsány některé základní postupy. Za klíčovou otázku lze považovat, jaké základnímožnosti pro mobilní sběr dat budeme brát v úvahu a jak je chápán pojem technologiemobilního sběru dat. V souladu s principy projektu se jedná o takové technologie, kteréumožňují digitální záznam dat přímo v terénu prostřednictvím počítače reprezentovanéhoPDA, který je napojen na GPS pro určování polohy. Pro potřeby projektu byla dále nazákladě předchozích zkušeností z obecných metod vydefinována tři odvozená řešení:1) Off-line řešení – je představováno aplikací pro sběr dat, která běží na mobilním počítači. Tento počítač není po dobu práce žádným způsobem napojen na centrální počítač, data jsou předávána v obou směrech dávkově. Všechna potřebná data jsou v době práce uložena na mobilním počítači. Uvedený technologický přístup byl využit v rámci studie [171].2) On-line řešení – na mobilním počítači neběží žádná speciální aplikace, uživatel komunikuje přes internetový prohlížeč s aplikací na serveru uvnitř organizace pomocí mobilního přenosu dat. Veškeré aplikace a veškerá data jsou uložena na centrálním serveru. Veškerá sebraná data jsou okamžitě přenášena na server, podkladová data nutná pro sběr dat jsou mobilně přenášena na mobilní terminál.3) Řešení podporující transakční zpracování dat – je kombinací předchozích dvou řešení. Na mobilním terminálu běží aplikace, která pomocí mobilního připojení s využitím Webových služeb komunikuje s centrálním serverem. Potřebná data mohou být v době, kdy nefunguje spojení s centrálním serverem, uložena na mobilním terminálu, většina dat je ale uložena na serveru. Při vhodné konfiguraci systému jsou data na serveru ukládána automaticky, ve chvílích kdy funguje spojení. Pro uvedené možnosti byla zpracována SWOT analýza vzhledem k předpokládanýmcílům projektu, která jako perspektivní a využitelné určila řešení 2 a 3.5. Aktualizace geodat v mobilním prostředí Významnou úlohu v podpoře vkládání geodat hraje zpětná vazba, kdy vloženéúdaje korigované automatizovaně serverovým systémem budou v reálném čase vrácenymapujícímu subjektu, aby potvrdil, případně modifikoval dané změny. 101
    • Z hlediska podpory aktualizace údajů se projekt soustředil na následující typickéúlohy a s nimi související nástroje podporující vkládání dat v terénu:1) Návrh komponent náčrtového systému pro mapování prostorové konfigurace a jeho zařazení v reálném čase do geodatabáze. Jedná se o vytvoření soustavy grafických znaků pro tvorbu náčrtu zachycujícího prostorovou situaci. Podrobně je daná problematika zpracována a popsána v kapitole 4 následujícího oddílu.2) Návrh postupů pro zpracování a zařazení fyzicky provedeného mapování v terénu a vytvoření klientské aplikace, která zašle zachycenou geometrii spolu s komplementárními údaji na server. Detailní popis navrhovaného řešení je prezentován v kapitole 2 a 3 společně s návrhem architektury řešení pomocí webových služeb. Při návrhu prvků pro digitální terénní mapování se vychází z předpokládanýchpožadavků terénních pracovníků. Metodika stanovení těchto požadavků je založena navytvoření obecných scénářů, z nichž vycházejí případové studie (use case), které popisujíkonkrétní činnosti a požadavky při provádění mobilního digitálního mapování v terénu. Jako scénář (angl. scenario) se obecně označuje stručný popis předpokládanéhoprůběhu (případně sledu) činností, událostí nebo situací. V případě práce s digitálnímimapovacími zařízeními v terénu lze jako scénáře jmenovat např. mapování lesa, geodetickémapování, apod. Cílem vytváření scénářů je předvídat možné budoucí události a na základě tohopřesněji specifikovat potřeby uživatelů v jednotlivých případových studiích. PodleJakobssona [60] patří mezi hlavní výhody scénářů to, že podněcují analýzu možnostía předpokladů výskytu různých událostí, z nich vycházejících příležitostí nebo rizika jejich důsledků. Z hlediska specifikace potřeb jednotlivých uživatelů pomáhají scénářezohlednit jejich záměry a prostředí či okolnosti, ve kterých budou práci v terénu provádět. Případové studie (angl. case studies) obvykle vycházejí ze scénáře, popisujívšak činnost konkrétního typu osob při konkrétní činnosti. Na rozdíl od scénáře sejedná o podrobný popis vykonávání činnosti; tento popis navíc musí být vyčerpávající.Pouze případová studie popisující všechny možné činnosti a situace nastalé při jejichprovádění může být vhodným podkladem pro účelnou formalizaci činnosti včetně řešeníkomplikovaných a/nebo konfliktních situací a postupů a pro lepší pochopení vzájemnýchdůsledků a vazeb [60]. Pro všechny výše zmíněné úlohy byla provedena podrobná analýza činnostía definovány uživatelské scénáře související s jednotlivými pilotními oblastmi mobilníhomapování.6. Kartografická vizualizace Mobilní mapování je implicitně kartografickou záležitostí vzhledem k tomu, ževýsledkem tohoto procesu je geodatabáze, která je uživateli obvykle prezentována formoumapy. Nicméně role kartografie se zde neomezuje jen na tuto skutečnost. Vlastní mapováníobjektů v terénu je výrazně ovlivněno kartografickou reprezentací. Podle Buttenfield [7] je 102
    • vizuální podoba zápisu sbíraných dat nezbytným prostředkem pro rozpoznání a interpretacizákladních prostorových vzorů (situací). Jinými slovy to, co je mapováno, není ovlivněnopouze tím, co daný specialista vidí v terénu, ale také tím, co je schopen interpretovatz podkladových map, které má k dispozici. V úvahu je přitom třeba brát jak existujícítématické mapové podklady sloužící k vytvoření komplexního obrazu o mapovanémfenoménu, tak mapové výstupy aktuálně vytvářené v průběhu mapování. Dílčím cílemprojektu je proto vytvořit ucelenou kartografickou podporu poskytující mimo jiné nezbytnépodkladové materiály pro editaci příslušného prvku, přičemž mapované prvky jsou v„reálném čase“ vizualizovány ve výsledné mapě a zobrazeny přímo v terénu. Uživatel takmůže data nejen korigovat přímo na místě, ale i analyzovat v jejich vizuální reprezentacipři editaci dalších objektů. Proces, který využívá kartografické reprezentace k identifikacidosud neznámých skutečností je podle McEachrena [107] nazýván kartografickouvizualizací. Cílem kartografické vizualizace je prostřednictvím modifikace symboliky,obsahu a náplně map zvýraznit aktuálně potřebný prostorový vzor a usnadnit tak terénnímupracovníkovi vnímání pozorované skutečnosti. V případě projektu MobilDat je v omezenémíře využit koncept adaptabilní (kontextové) kartografické vizualizace. Mapové podkladyjsou navázány na činnost prováděnou v terénu, respektive editaci konkrétního prvku.V praxi to znamená, že pokud se edituje objekt příslušející k určitému typu prvku,nepotřebné prvky podkladových map nejsou zobrazeny a významné prvky s kauzálnívazbou na editovaný prvek jsou naopak vizuálně zdůrazněny. Pro snížení výpočetnínáročnosti procesu mapování je kartografická vizualizace omezena na jednu úroveňdetailu, který podobně jako u konvenčního mapování používá pouze grafického zvětšení.7. Závěr Na základě výše uvedených teoretických předpokladů a přístupů jsou v následujícíchkapitolách postupně prezentovány hlavní myšlenky a výsledky projektu v kontextusoučasného rozvoje kartografických metod, technologických standardů a vznikajícíinfrastruktury prostorových dat. Oddíl je členěn do celkem 7 kapitol: · Hlavní činnosti při vkládání geodat v mobilním prostředí. · Využití webových služeb pro mobilní sběr geodat. · Architektura systému MobilDat. · Metadatové profily v mobilním mapování. · Náčrtový systém a jeho využití v mobilním mapování. · Tematické mobilní mapování – zkušenosti z pilotního projektu. · Velkoměřítkové mobilní mapování – zkušenosti z pilotního projektu. Vzhledem k širokému spektru řešené problematiky jsou vybrané výsledky projektuMobilDat prezentovány také v oddíle, který se zabývá problematikou katastrálníhomapování, a to konkrétně v kapitolách o využití náčrtů při tvorbě geometrických plánů. 103
    • 104
    • Kapitola 2: HLAVNÍ ČINNOSTI PŘI VKLÁDÁNÍ GEODATV MOBILNÍM PROSTŘEDÍKAREL CHARVÁT1. Úvod Pro potřeby analýzy činností byly v projektu MobilDat vybrány čtyři uživatelskéscénáře a na základě analýzy jejich činností byl vytvořen kognitivní model postupů přivkládání dat. Vybrané scénáře byly voleny tak, aby pokrývaly hlavní činnosti souvisejícís mobilním mapováním (kontrola dat, aktualizace, sběr atributů, oprava geometrie, sběrnových dat) a odpovídaly specializaci členů projektových týmů z oblastí: · sběr geodetických dat, · lesní inventarizace, · krajinné tematické mapování, · sběr marketingových dat. Analýza provedená pomocí dotazníků ukázala, že jednotlivé uživatelské scénářelze z hlediska navrhované služby pokrýt jedním generickým modelem, který bude možnoadaptovat na konkrétní podmínky. Nejvíce variabilní složkou z hlediska jednotlivýchprofilů jsou používaná podkladová geodata. Adaptabilita prostředí je ve všech profilechzávislá více na konkrétním uživateli, než na vlastním profilu. Pro řešení byl navržengenerický model služby s vysokým stupněm adaptability, který bude možno aplikovatv rozmanitých uživatelských prostředích a umožní vytvořit definici komponent mobilníhosběru geodat skládajících se z :• klientského SW,• serverového SW. U klientského SW se předpokládá realizace dvou typů klientů:• tenký klient - veškeré činnosti probíhají na serverovém SW, klientský SW zprostředkovává pouze zobrazení a komunikaci mezi uživatelem a serverovým SW. V případě tohoto SW se předpokládá trvalý on-line provoz. Jeho nasazení připadá v úvahu zejména v urbanizovaných oblastech s dobrou telekomunikační infrastrukturou. Mezi námi testovanými profily se jednalo zejména o profil uživatele provádějícího mobilní sběr dat pro marketingová šetření.• tlustý klient – předpokládá se přítomnost off-line obsahu, dávková výměna dat mezi klientem a serverem, interaktivní vkládání měřených dat. Je nezbytný v oblastech s nejistou kvalitou telekomunikačních signálů a služeb. Je využitelný prakticky ve všech testovaných případech. U serverového SW se předpokládá uložení aktivně zpracovávaných dat v geodatabázi.Toto uložení je nutné z hlediska transakčního zpracování vkládání jednotlivých měření.Součástí serverové služby jsou:• geodatabáze - slouží pro uložení dat spravovaných potenciálním uživatelem. Systém pro správu geodatabáze musí obsahovat podporu transakcí a kontrolu integrity. 105
    • • korekční systém vkládání dat - korekční systém je složen z databází pravidel, z databází omezení (prostorových a neprostorových) a korekčních utilit. Korekční utility slouží k úpravě geometrie a atributů vkládaných prostřednictvímmobilního zařízení. Tato úprava je provedena pomocí vyhodnocení metadatové visačky(tzv. tagu) vzhledem k současnému stavu geodatabáze a definované soustavě pravidela omezení.• nástroje pro automatizovanou konstrukci metadatové visačky - v případě tenkého klienta celá konstrukce metadatové visačky probíhá na serveru. V případě tlustého klienta je část visačky definována na klientském zařízení. Kvalitativní parametry jednotlivých senzorů a charakteristiky daných uživatelů jsouuloženy na serveru a doplňovány automaticky.• správa měřických prací - zahrnuje jejich: · plán, · zahájení, přerušení a ukončení, · potvrzení a finální zařazení měření do databáze. Kontrolu nad tímto segmentem serverového SW vykonává určený odbornýpracovník.• komunikační komponenta - serverový systém je vybaven podporou protokolů: · WMS, · WFS. V případě WMS protokolů umožňuje serverový SW také kaskádování, tj. přístupk externím vizualizacím geodat prostřednictvím tohoto serveru. Na serveru bude zřízenWMS přístup ke všem dostupným geodetům oprávněným k provedení daného měření. WFS protokol zajišťuje přenos záznamu měření mezi klientem a serverem. Postup činností pokrývající všechny čtyři uvedené případy, lze popsat následujícímUML use case diagramem (obr.1). Na základě analýzy modelu nejobecnější úlohy byla provedena jeho dekompozice,která předpokládá užití pevného i mobilního serveru a tenkého i silného klienta (na báziPDA) a i možnost využití měřicích senzorů připojených jak k mobilnímu klientovi, taki eventuálně přímo k serveru. Toto lze vyjádřit obecným schématem, které může býtnavrženo následovně: (viz obr.2) Toto schéma bylo užito jak pro návrh datových přenosů, tak i pro návrh výběrukomunikačních technologií.2. Základní popis schématu2.1 Tenký klient Na tenkém klientu neběží vlastní klientská aplikace, užívá se pouze browser.Eventuální přípojné senzory a GPS jsou obsluhovány aplety, veškeré polohové a měřicíúdaje se zpracovávají na serveru. Tenký klient je připojen buď k serveru nebo k mobilnímuserveru. Tenký klient vyžaduje permanentní spojení s některým ze serverů. 106
    • Obr. 1 : Use case diagram2.2 Tlustý klient Na klientu běží aplikační úloha podle typu prováděných měření. Data nezbytněpotřebná pro měření jsou uložena v paměti klienta, další data mohou být dostupná pomocíwebových služeb, a to serveru nebo mobilního serveru. Tlustý klient i přímo zpracovávávstup z GPS a z různých senzorů.2.3 Server Server umožňuje správu dat, komunikaci s externími servery, zajišťuje on-linekomunikaci s tenkým klientem, on-line a off-line komunikaci s mobilním serverema tlustým klientem. Může zpracovávat i data přicházející přímo ze senzorů. Nabízíi případné analytické funkce.2.4 Mobilní server Mobilní server je replikací serveru, kde jsou uložena data ze zpracovávaného územís tím, že zde není zajišťováno napojení na externí servery. V případě on-line spojení seserverem zajišťuje komunikaci pomocí kaskádování s tímto serverem 107
    • Obr.2: Komponenty systému pro mobilní sběr dat3. Komunikační požadavky Ze schématu můžeme určit následující komunikační vrstvy: · Mobilní klient (PDA tenký klient, PDA tlustý klient, mobilní server) – Senzory (včetně GPS). · PDA tenký klient – Server (i mobilní server). · PDA tlustý klient – Server (i mobilní server). · Mobilní server – Server. · Server – další servery. 108
    • 3.1 Mobilní klient – Senzory Komunikace mezi mobilním serverem a senzory bude probíhat při měření v terénu.Dle typu senzoru může jit o komunikaci on-line (trvalé spojení např. v případě GPS) nebodávkový přenos naměřených hodnot v případě některých měřicích přístrojů s pamětí. Jakozákladní předpoklad bude on-line komunikace. Dosah komunikace je v decimetrech ažv jednotkách metrů. Objemy přenášených dat budou nízké.3.2 PDA tenký klient - Server Základní podmínkou pro užití tenkého klienta je trvalé připojení na server.Vzdálenost mezi serverem a tenkým klientem může být ve stovkách metrů v případěmobilního serveru, až po vzdálenost relativně nemezenou v případě pevného serveru.V případě tenkého klienta jsou objemy přenášených dat relativně nízké, mezi serverema klientem se nepřenáší skutečná data, ale data transformovaná do optimálního zobrazeníobrazovky. V případě zpětného posílání dat z mobilního klienta se opět jedná o velmilimitované objemy dat. V případě použití tenkého klienta bude základní komunikace probíhat na základěprotokolu http. V tomto případě nejsou využity žádné standardy OGC pro přenos mezitenkým klientem a serverem.3.3 PDA tlustý klient - Server V případě tlustého klienta je nutné odlišit dva režimy práce: · Dávkový přenos dat mezi serverem a tlustým klientem před vlastním měřením a po skončení měření. · On-line komunikace v průběhu měření, pokud existuje spojení.3.3.1 Dávkový přenos dat mezi serverem a tlustým klientem před vlastním měřením a po skončení měření Jednorázově budou přenášeny větší objemy vektorových (WFS) nebo rastrových dat(WCS). Vzhledem k předpokládaným objemům dat, které mohou jít od jednotek do desítekMB, je nutné předpokládat vyšší nároky na přenosovou kapacitu. Přenosová vzdálenost jeod jednotek až desítek metrů u mobilního serveru až po neomezenou vzdálenost u pevnéhoserveru.3.3.2 On-line komunikace v průběhu měření, pokud existuje spojení Tak jako v případě tenkého klienta lze i zde předpokládat, že objemy dat budourelativně nízké. Obvykle bude užíváno WMS služby, kdy nejsou přenášena skutečná data,ale již zpracovaný obraz optimalizovaný pro obrazovku klienta. Přenosová vzdálenost jeve stovkách metrů u mobilního serveru až po neomezenou vzdálenost u pevného serveru I přes možné užití rozdílných komunikačních kanálů pro komunikaci mezi PDAa serverem, nebo mobilním serverem, budou užité standardy shodné. Proto nebudemenadále v této kapitole rozlišovat server a mobilní server. Komunikace mezi PDA 109
    • a serverem probíhá oboustranně. Pro oba případy se však používají rozdílné přenosy dat.3.3.3 Přenos dat Server - PDA V tomto směru se přenášejí jak vektorová, tak rastrová data. Pro přenos vektorovýchdat je využívána služba WFS (Web Feature Services). Základním příkazem bude GetFeature, tj. vyžádání vektorových dat. Alternativnívolané funkce mohou být GetCapabilities a DescribeFeatureType (obecně však lzepředpokládat, že bude známo, které objekty jsou volány). Pro přenos rastrových dat bude využívána služba WCS (Web Coverage Services).Základním příkazem bude GetCoverage, tj. vyžádání rastrových dat. Alternativní volanéfunkce mohou být GetCapabilities a DescribeCoverage (obecně však lze předpokládat, žebude známo, které objekty jsou volány). V případě práce on-line mohou být eventuálně užívány i WMS (Web MappingServices). Základním příkazem bude GetMap, tj. vyžádání obrazové kompozice vektorovýchi rastrových dat. Alternativní volané funkce mohou být GetCapabilities, eventuálněGetFeatureInfo.3.3.4 Přenos dat PDA – Server V tomto směru bude docházet pouze k přenosu aktualizovaných vektorových dat.Bude užívána služba WFS (Web Feature Services). Bude užívána operace Transaction a funkce INSERT, UPDATE. Dále může býteventuálně užita i funkce GetFeature.3.4 Mobilní server – Server I zde bude fungovat obdobný režim jako v předchozím případě a je nutné rozlišitdva režimy práce: · Dávkový přenos dat mezi serverem a mobilním serverem před vlastním měřením a po skončení měření. · On-line komunikace v průběhu měření, pokud existuje spojení.3.4.1 Dávkový přenos dat mezi serverem a mobilním serverem před vlastním měřením a po skončení měření Vzhledem k předpokládaným objemům dat, které mohou jít až do objemů GB, jenutné předpokládat vyšší nároky na přenosovou kapacitu. Přenosová vzdálenost je odbezprostřední vzdálenosti před odjezdem do terénu až po neomezenou vzdálenost přiterénních pracích serveru.3.4.2 On-line komunikace v průběhu měření, pokud existuje spojení Jako v případě PDA klientů, tak i zde lze předpokládat, že objemy dat budou 110
    • relativně nízké. Obvykle bude užíváno WMS služby, kdy nejsou přenášena skutečná data,ale již zpracovaný obraz optimalizovaný pro obrazovku klienta. Přenosová vzdálenost jerelativně neomezená. Komunikace mezi mobilním serverem a serverem probíhá oboustranně. Pro obapřípady se však používají rozdílné přenosy dat.3.4.3 Přenos dat Server - Mobilní server V tomto směru se přenášejí jak vektorová, tak rastrová data. Pro přenos vektorovýchdat je využívána služba WFS (Web Feature Services). Základním příkazem bude GetFeature, tj. vyžádání vektorových dat. Alternativnívolané funkce mohou být GetCapabilities a DescribeFeatureType (obecně však lzepředpokládat, že bude známo, které objekty jsou volány). Pro přenos rastrových dat bude využívána služba WCS (Web Coverage Services).Základním příkazem bude GetCoverage, tj. vyžádání rastrových dat. Alternativní volanéfunkce mohou být GetCapabilities a DescribeCoverage (obecně však lze předpokládat, žebude známo, které objekty jsou volány). V případě práce on-line mohou být eventuálně užívány i WMS (Web MappingServices). Základním příkazem bude GetMap, tj. vyžádání obrazové kompozicevektorových i rastrových dat. Alternativní volané funkce mohou být GetCapabilities,eventuálně GetFeatureInfo.3.4.4 Přenos dat Mobilní server – Server V tomto směru bude docházet pouze k přenosu aktualizovaných vektorových dat.Bude užívána služba WFS (Web Feature Services). Bude užívána operace Transaction a funkce INSERT, UPDATE. Dále může býteventuálně užita i funkce GetFeature.3.5 Server – další servery Předpokládáme pevné spojení. Při užití externích serverů bude obvykle užívánoslužby WMS, proto půjde o relativně nízké objemy dat.4. Závěr Na obecný model pro mobilní sběr dat lze nahlížet jednak z pohledu členěnívlastního sběru dat a jednak z pohledu celkové architektury systému. V prvním případě jemožné specifikovat následující základní etapy mobilního sběru dat: · Fáze přípravy projektu. · Sběr dat. · Validace dat. 111
    • Z pohledu architektury lze systém rozdělit do tří úrovní: · Serverová část řešení zahrnující distribuované servery. · Mobilní server (nemusí být nezbytně součástí řešení, pak jeho úlohu přebírá serverová část řešení). · Mobilní klient s připojenými senzory. Zatímco fáze přípravy projektu a validace dat je spojena se serverovými řešeními(pevný, mobilní), sběr dat pak souvisí přímo s činností mobilního klienta. Pro přenos vektorových dat, která mají být editována, se obvykle užívá služby WFS,pro ostatní datové podklady může být použito WMS, s eventuální možností využití WFSa WCS. 112
    • Kapitola 3: VYUŽITÍ WEBOVÝCH SLUŽEB PRO MOBILNÍSBĚR GEODATPETR HORÁK1. Úvod Webové služby jsou spojovacím prvkem mezi libovolnými aplikacemi provozovanéna různých platformách v prostředí internetu. Výměna dat se děje ve standardizovanépodobě jazyka XML (eXtensible Markup Language), který je univerzálním řešením prosnadnější komunikaci mezi aplikací a klientem. Mezi hlavní výhody webových služeb patřídistribuovaný přístup k datům a aplikacím; v praxi to znamená, že data jsou ukládána nacílové místo přímo při svém vzniku. Každá organizace tedy udržuje pouze ta data, kterámá ve své kompetenci, k ostatním má přístup přes webové služby. Tím odpadá nutnostoff-line přesunu dat ke koncovým uživatelům a je zajištěna jednotná aktuálnost dat(všichni uživatelé mají k dispozici stejně aktuální nebo neaktuální data). Uživatel naprotitomu má možnost výběru nejen dat a služeb, které potřebuje, ale také různých technologiía jednotlivých technických komponent, které jsou na trhu k dispozici. Jedinou podmínkouje vzájemná komunikace ve standardizovaném rozhraní. Jednou z nejdůležitějších organizací zabývajících se standardizací v Geografickýchinformačních technologiích je mezinárodní společenství Open Geospatial Consorcium(OGC), které určuje jednotné postupy pro vznik OGC specifikací na základě vydanésměrnice. V oblasti GIS se jedná se zejména o specifikace webových mapových služeb,dále specifikace datových formátů, definicí stylů a definice základních grafických objektů.2. Nejdůležitější OGC specifikace pro využití webových služeb při mobilním sběru dat Jazyk GML (Geography Markup Language) vytvořený konsorciem OGC,umožňuje vektorová geodata ukládat do jednoduché strukturované textové podoby.Jedná se o otevřený datový formát, který je v současnosti hlavně používán pro přenosvektorových geodat dat mezi GIS aplikacemi nebo pro přenos dat z mapových serverů.GML reprezentuje geografické informace v podobě textu stejně jako XML, na jehožprincipech byl navrhnut. Popisuje geografické entity jako rysy, znaky či položky (angl.feature) s různými vlastnostmi a geometrií. Vlastnosti mají obvyklá jména, typy a popisproměnných. Geometrie se skládá ze základních částí na budování celků, např. body,linky, křivky, povrchy a polygony. Položky se mohou skládat z dalších položek. Takto lzeutvářet komplexní struktury. Například letiště se může skládat z položek přistávací dráha,hangár, parkoviště taxislužby. Stejným způsobem se může kombinovat i popis geometrieobjektu spojováním základních prvků. Neodmyslitelnou součástí je údaj o vztahu objektuk zemskému povrchu. Nynější verze GML obsahuje rozšiřitelný zeměpisný prostorovýsystém, který umožňuje používat hlavní projekce a geocentrické reference. Je schopenzapsat všechny referenční systémy používané European Petroleum Standards Group. 113
    • GML (jako člen rodiny XML jazyků) těží z nástrojů jako Xlink, Xpointer, XSL, XSLT,SVG, VML, X3D. Velkou předností je možnost transformace dat. Můžeme jednodušeprezentovat data v podobě mapy. Web Map Service (WMS) je pravděpodobně nejrozšířenější specifikací webovéslužby OGC konsorcia. Vytváří prostorově orientované mapy z geodat. Po požadavkuklienta na mapový obsah služba WMS vybere potřebná prostorová data, z těchtovygeneruje rastrový obraz a odešle jej. U vektorových dat nedochází k poskytováníoriginálních dat, ale jejich transformovaného tvaru do rastrové polohy, a proto nedocházíke zneužití dat jejich stažením na jiný server. Pro velkou většinu aplikací je dostačující,že služba umožňuje práci se souřadnicemi a atributy. Výstupem jsou např. rastry png, jpg,gif nebo speciální formáty jako SVG nebo GCM. Kromě toho služba může umožňovatdotazy na jednotlivé prvky mapy, podporu různých kartografických zobrazení, volbupředdefinovaných stylů nebo SLD (Styled Layer Descriptor) - vytváření stylů jednotlivýchvrstev pomocí zvláštních dotazů. WFS – Web Feature Service pracuje s originálními daty, a proto jsou tyto službyurčeny pouze omezenému počtu uživatelů. Umožňuje na rozdíl od WMS služeb editaciprostorových dat na straně klienta. Webová XML služba umožňuje dotaz na geoprvky,které jsou zasílány v datovém formátu GML (Geographic Markup Language). WFS jevýchozí službou pro další typy služeb např. Gazeteer service apod. Atributové i prostorovédotazy/výběry jsou definovány pomocí Filter Encoding Specifikace. Současný stavklientů nepodporuje celou definici GML, z čehož vychází různá omezení, vzájemnánekompatibilita a problémy znemožňující skutečnou interoperabilitu. Každá firma zavádísvé formáty, které znemožňují širší užití mezi různými produkty. Navíc detailnějšídokumentace většinou chybí, a proto není ani možné zjistit, v které části dokumentu senekompatibility nalézají. Pro skutečnou interoperabilitu je nutné zavést podporu celédefinice GML nebo v popisu WFS přesně vymezit podporované položky. Data přenášenáve formátu GML jsou poměrně obsáhlá (jedná se o textový formát), proto se mohouprojevit určité problémy při obsáhlejších datech a pomalejším internetovém připojení.Výhodou především pro mobilní aplikace je skutečný přenos dat včetně atributů objektů.Na druhou stranu však díky této vlastnosti může být problematické zajištění ochrany datpřed zneužitím. WCS – Web Coverage Service je webová služba určená pro výměnu geodat podobnějako WFS, na rozdíl od ní však využívá nativních formátů geodat pro jejich přenos.Společně s tímto formátem přenáší metadata potřebná pro interpretaci dat.3. Možné koncepce řešení mobilního sběru dat Nejsnadnější (a také nejdražší) možností, jak vytvořit ucelenou linku pro sběrdat v terénu je využití řešení postavená na jednotné technologii systému – např. ESRIprodukty (linka server-desktop-pda). Výhodou takového řešení je (většinou) odladěnívzájemné komunikace mezi jednotlivými částmi systému a jednotná platforma umožňujícívzájemnou optimalizaci systému. Nevýhodou naproti tomu bývá poměrně značná finančnínáročnost celého systému a nutnost využívat i ty části technologie, které nejsou potřebnénebo ne zcela vyhovují požadavkům. 114
    • Druhou možností jsou propojená, ale navzájem nezávislá řešení jednotlivýchkomponent – jednotlivé části systému mohou být vyvinuty různými subjekty. Výhodouje, že takovéto komponenty mohou být navzájem zaměnitelné a nahraditelné, celé řešenítaké vychází velice výhodně z finančního hlediska, protože se velmi často jedná o OpenSource produkty. Na druhou stranu je nutné zajistit vzájemnou komunikaci s jinými částmisystému – otevřené protokoly, standardy – což se ne vždy podaří zajistit bez problémů.4. Filozofie sběru geodat Jak bylo zmíněno výše, existuje celá řada možností, jakou zvolit technologii pro sběrdat v terénu, jaké vybrat nástroje, popř. jaký zvolit pracovní postup. Tento výběr variantje závislý na mnoha faktorech – typu konkrétní úlohy sběru dat, prostředí, dostupnostiinternetového připojení, velikosti sbíraných dat, formě a dostupnosti referenčních dat,požadavku na publikaci, nutnosti aktualizace a dalších. Pravděpodobně nejpodstatnějšímrozdělením při návrhu vhodné technologie je rozdělení na modely postavené na sběru datosobami (např. pracovníci s PDA v terénu) a modely využívajícími sběr dat výhradněautomaticky (senzory komunikující přímo se servery). Pro přiblížení možných technologiísběru dat v terénu můžeme využít následujících schémat (viz obr. 1-3). Možnosti komunikace mezi jednotlivými prvky systému: V současné době je nejběžnější technologií sběru dat v terénu model, kdy dataurčená k aktualizaci (popř. struktury nově pořizovaných dat) jsou nahrána ze stolníhopočítače nebo notebooku na paměťovou kartu PDA. Příprava projektu terénního sběrudat probíhá v kanceláři na stolním počítači, původní uložení zdrojových i referenčních Obr. 1: Technologie sběru dat v terénu I 115
    • dat je přitom libovolné – mohou pocházet přímo z desktopu nebo mohou být stažena zeserverového úložiště. Na mobilním zařízení (PDA) je poté v terénu provedena aktualizacedat, popř. jsou pořízeny nové datové vrstvy. Při terénním šetření může (ale nemusí) býttaké využito dalších externích zařízení – GPS, senzorů, fotoaparátu, apod., která mohoubýt připojena k PDA přímo, bezdrátově, nebo mohou být rovněž integrována v mobilnímzařízení. Po návratu z terénu jsou data opět v kanceláři překopírována na desktop a odtudpo případných úpravách uložena na cílové místo (desktop nebo server). Výhodou tohotořešení je nezávislost na internetovém připojení a velikost přenášených dat je omezenapouze velikostí paměti mobilního zařízení. Naproti tomu nevýhodou je problematickésdílení zdrojových dat v týmu, nemožnost okamžitého zpřístupnění sbíraných dat dosystému, kontrolní mechanismy omezené pouze na mobilní zařízení, případné dalšíkontroly na ukončení prací v terénu apod. (viz obr. 1) V tomto případě není využíváno žádných webových služeb. Druhou variantou je přímý přenos dat mezi serverem a PDA bez nutnosti využítdesktop. V tomto případě je projekt terénních prací připraven na serveru. Data mohoubýt přenášena mezi PDA a serverem standardní cestou (např. TCP/IP) nebo s využitímwebových služeb. Terénní práce mohou probíhat v on-line nebo off-line režimu. Hlavnívýhodou tohoto řešení je možnost sdílení jednoho pracovního projektu více pracovníky,dostupnost projektu a zdrojových dat mimo kancelář, v terénu přístup k datům z různýchzdrojů, možnost okamžité publikace výsledku. Problematickým místem je závislost napřipojení (v případě off-line režimu pro stažení projektu a dat, v případě on-line režimuneustále) a omezení množství dat přenášených mezi serverem a PDA. (viz obr. 2) Obr. 2: Technologie sběru dat v terénu II 116
    • Jednou z možných variant je také určitá kombinace obou výše zmíněných možností.Data jsou v tomto případě připravována na desktopu, projekt je ale připraven tak, že jemožné přistupovat přímo z terénu k datovým zdrojům uloženým na serverech. Ukládánídat je možné jak přímo na servery, tak na desktop. Variantou automatického přenosu dat je možnost přenosu dat z různých senzorůpřímo na server bez nutnosti lidské obsluhy takových zařízení. V praxi je takovýchtechnologií využíváno především při sledování vozidel, zabezpečení objektů, monitorovánínebezpečných jevů apod. Sbírané údaje jsou předávány Speciální komunikační jednotce,která zajišťuje jejich přenos na server (viz obr. 3). Tato komunikační jednotka může býtsamozřejmě integrována přímo do sledovacího (senzorového) zařízení. Na serveru jsoudata ukládána do databáze, odkud mohou být dále zpřístupněna v lokálních nebo webovýchaplikacích. Obr. 3: Technologie sběru dat v terénu III Na zvoleném způsobu sběru dat závisí také možnosti využití jednotlivých způsobůpřenosu dat – od prostého kopírování až po využití webových služeb. Každá z výše popsaných technologií má samozřejmě výhody i svá slabá místa.Jednou z možností, jak tyto slabiny potlačit a přitom využít široké možnosti nových ITnástrojů, je využití koncepce systému Teredit, který je zaměřen na zprostředkovánípřenosu dat mezi mobilním zařízením typu PDA a serverem. Přenos dat v systému Tereditje založen na využití webových služeb WMS a WFS. Celý systém je nezávislý na koncovémapové PDA aplikaci – v praxi to znamená, že pro sběr dat v terénu může být využitorůzných mapových klientů (ArcPad, TopolCE, FieldCheck), přičemž přenos dat mezitouto aplikací a serverem zprostředkovává právě systém Teredit.5. Koncepce systému Teredit Koncepce systému Teredit vychází z požadavku vytvořit takovou technologickoulinku, která zajistí v terénu sběr dat a jejich rychlou publikaci ve webovém prostředí.Současně pokrývá potřebu zajistit kontrolní funkce, a to jak na straně PDA klienta, takna straně serveru. Referenční data používaná pro terénní práce nejsou vázána pouze na 117
    • interní datové zdroje, ale je možné využít i data od jiných poskytovatelů, pokud vyhovujístandardům pro sdílení dat. Smyslem této technologie je umožnit využití webových služeb a výhod, kteréposkytují i v případě mapovacích aplikací, které nemají tyto služby standardněimplementovány nebo je jejich využití omezeno (např. nedostatečnou správou referenčníchdat nebo nutností pořídit celou technologickou linku server-PDA od jedné firmy). Obr. 4: Systém Teredit Základní komponenty systému, Teredit Broker umístěný na serveru a TereditProcessor na PDA, zajišťují hlavní funkcionalitu systému. Projekt terénního šetření jevytvořen a uložen v Brokeru, odkud může být stažen na základě přístupových oprávněnído PDA různých pracovníků. Součástí projektu jsou referenční data a nově pořizované,popř. aktualizované datové vrstvy. Referenční data mohou být v rastrovém nebovektorovém formátu zdrojových souborů nebo mohou být načtena z externích serverůjako WMS služba. Data pro editaci mohou být načítána přímo z databáze, další možnostíje využití dat v datovém úložišti přes WFS server. Na broker jsou referenční data spolus editovanými daty zahrnuta v jednom projektovém balíku. Tento balík je přes standardníSOAP službu stažen na PDA, kde jsou data poslána do cílové mapovací aplikace (např.ArcPad). V mapovací aplikaci probíhá samotné pořizování a aktualizace dat. Po ukončeníaktualizace jsou data poslána z mapové aplikace do Teredit Processoru, kde proběhneporovnání editovaných dat s daty zdrojovými a současně mohou také proběhnout kontrolyna správnost a úplnost pořízených dat. Editovaná data jsou poté odeslána na server opětvyužitím SOAP. Po přenosu na server je datový balík zařazen do fronty na serverovoukontrolu, která v závislosti na typu úlohy může být prováděna automaticky, ručně nebovůbec. V případě, že jsou data korektní, jsou uložena do cílové databáze a mohou býtokamžitě využita pro další zpracování nebo publikaci. V opačném případě jsou odeslánana PDA pro korekci v terénu. 118
    • 6. Závěr Možnosti využití webových služeb se stále rozšiřují – svědčí o tom také to, žewebové služby nejsou doménou pouze Open Source komunity, ale jsou využívány všemivelkými společnostmi (Microsoft, IBM, ...). Použití otevřených standardů totiž dodávámožnostem nasazení a využití takových systémů dynamiku a potenciál, kterého nelzeu proprietárních řešení dosáhnout. To ve svém důsledku vede ke zlevnění a zkvalitněníslužeb. Totéž se dotýká i sektoru GIS a prostorových informací obecně. Využití webovýchslužeb při mobilním sběru dat bude jedním z hlavních směrů budoucího vývoje získávánídat v terénu. Ruku v ruce se silným rozmachem technologií umožňujících rozvojvysokorychlostního internetu a jeho běžné dostupnosti i v běžném terénu budou mobilníaplikace, které umožňují přímý přístup ke vzdáleně uloženým geografickým datům a jejichokamžitou aktualizaci, jedním z běžných pracovních (a pravděpodobně i zábavních)nástrojů nedaleké budoucnosti. 119
    • 120
    • Kapitola 4: ARCHITEKTURA SYSTÉMU MOBILDATPETR HORÁK, ZDENĚK STACHOŇ, JIŘÍ ZBOŘIL1. Úvod Architektura systému MobilDat byla navržena na základě výsledků analýzyfunkčních požadavků. Základní součásti systému jsou webové stránky projektu, webovýportál, mobilní zařízení a digitální senzory. Vstup do systému je zajištěn prostřednictvímwebového rozhraní. To umožňuje nastavení základních parametrů jednotlivých projektůa případnou publikaci dat. Jádrem systému je webový portál sloužící k vytvoření, přípravěa uložení projektu, a správě dat. Portál funguje i jako informační broker. Serverová a mobilní část systému je propojena prostřednictvím aplikace Teredit,která je nezávislá na editoru používaném na mobilním zařízení (PDA). Bylo zvolenotransakční řešení - na serverové straně je vytvářena dočasná databáze, která je schopnaposílat data k validaci (postprocessingu). Pokud nejsou dodržena validační pravidla, datajsou odeslána zpět do mobilního klienta. V opačném případě (tj. pokud validační pravidlabyla dodržena) se výsledek zapíše do výsledné databáze. Metody validace a validačnípravidla jsou různá pro různé typy mapování. V některých případech postačuje prostákontrola zapisovaných hodnot nebo kontrola základních omezujících podmínek, jindyje nutné provádět jednoduché operace (např. zprůměrování hodnot při záznamu GPSsouřadnic bodu apod.), transformaci souřadnicového systému, atd. Způsob přenosu dat byl zvolen na základě testování. Bylo zjištěno, že dávkovýpřenos dat je pro účely projektu MobilDat vhodnější než on-line přenos. V případě potřebymůže navíc část odesílacích procesů probíhat automatizovaně. Podkladová geografickádata mohou být uložena jak interně, tak externě a lze je libovolně kombinovat do jednépodkladové kompozice pomocí WMS, případně WFS.2. Koncepční řešení systému Systém se skládá z jednotlivých funkčních komponent pro sběr dat, správu dat,zobrazovaní dat a datové analýzy. Složka pro správu dat zahrnuje metadatové a katalogovéslužby, služby pro sdílení dat (WMS, WFS, WCS) a nástroje pro tvorbu mapovýchprojektů. Vizualizace dat může probíhat prostřednictvím mapového klienta nebo pomocíwebových mapových služeb. Pro samotný sběr dat v terénu lze využít různé koncové mobilní klienty (např.ArcPad, FieldCheck, Topol CE). Na základě testování však byla jako nejvhodnější zvolenaaplikace ArcPad a systém je nyní optimalizován pro práci s touto aplikací. Pro přenos datz mobilního prostředí na server byl jako komunikační prostředí zvolen systém Teredit. Základní koncepce řešení vychází z principu webového portálu. Portál umožňujepřístup k jednotlivým aplikacím a projektům a také umožňuje přípravu uživatelskýchprojektů, správu dat a zprostředkovává přístup k vyhledávacím a katalogovým službám. 121
    • Přistup na portál je zabezpečen autorizační službou. Portál obsahuje dvě základní části – uživatelskou a expertní. Uživatelská část jezaměřena na poskytování služeb koncovému uživateli v co nejjednodušší formě. Uživatelmá k dispozici přehled dostupných projektů s předdefinovanými parametry, z nichžjen některé může modifikovat. Expertní část portálu slouží pro přípravu jednotlivýchuživatelských projektů. Přehled jednotlivých komponent navrhovaného řešení a jejich pozice v systémuukazuje schéma na obr.1. Tmavě šedou barvou jsou označeny části systému bezprostředněsouvisející s mobilním sběrem dat, středně šedým podkladem jsou znázorněny interníserverové komponenty systému a světle šedá barva označuje případnou externífunkcionalitu [39].3. Navržená architektura systému Architektura systému MobilDat se skládá z webových stránek projektu, webovéhoportálu, mobilních zařízení a na ně napojených senzorů. Lze využít i externí datovéa metadatové servery. Webové stránky projektu mají veřejnou a neveřejnou část. Obsahtvoří základní informace o projektu, přičemž veřejně přístupná část obsahuje popisprojektových cílů, seznam účastníků projektu a kontakty. V neveřejné sekci přístupnépouze registrovaným osobám je k dispozici prostor pro uložení a sdílení hotovýchi rozpracovaných částí projektu. Základním stavebním kamenem serverové části řešení mobilního přenosu datv projektu MobilDat je webový portál. Tvoří jádro celého systému, jehož prostřednictvímjsou propojeny zbývající prvky. Umožňuje uživatelům přistupovat k jednotlivýmindividuálním nástrojům a využívat je nezávisle na ostatních. Nabízí řadu integrovanýchfunkcí, např. katalogovou službu (pro správu a vyhledávání vhodných datových sada informací), metadatovou službu (pro vyhledávání dostupných i pořizování novýchmetadatových záznamů), manažer mapových projektů a kompozic MapMan, mapovývizualizační klient nebo multimedia manager (pro správu multimediálních souborů). Propřípravu, řízení a kontrolu jednotlivých procesů při mobilním sběru dat v terénu poskytujeřadu uživatelských aplikací dostupných na základě předdefinovaných uživatelskýchprofilů. Pro komunikaci s mobilními zařízeními na straně portálu slouží Teredit broker,kontrolu správnosti a úplnosti dat umožňuje validátor (ten může fungovat i externě).Součástí portálu je i autorizační služba pro zabezpečení přístupu a interní datový serverpro ukládání dat. Jako mobilní zařízení jsou v rámci projektu pro sběr a ukládání dat v terénuvyužívány PDA zařízení a laptopy na platformě Windows. Mezi používané senzory patřípředevším GPS přijímač a digitální fotoaparát, případně další digitální měřicí přístroje.Tato zařízení se v terénu využívají k přímému sběru dat, která jsou následně ukládána domobilních zařízení. Systém MobilDat je schopen využívat i externí datové a metadatovéservery [39]. 122
    • Obr. 1: Schéma navrženého řešení (upraveno podle [39])4. Závěr Architektura systému MobilDat odpovídá funkčním požadavkům kladeným nasystém. Je tvořena webovými stránkami, portálem, mobilními zařízeními a senzory. Systémumožňuje vykonávání základních činností při mobilním mapování jako je sběr dat a jejichvalidace, data management, zobrazování dat a datové analýzy. Navržená architektura bylatestována ve čtyřech oblastech mapování (sběr geodetických dat, lesnická šetření, krajinnémapování, sběr marketingových dat) v rámci pilotních studií. 123
    • 124
    • Kapitola 5: METADATOVÉ PROFILY V MOBILNÍMMAPOVÁNÍTOMÁŠ ŘEZNÍK1. Úvod do metadatového popisu Geografická informace tradičně byla a je vytvářena různými komunitami – jakýmijsou např. geografové, kartografové, geodeti, fotogrammetři, hydrologové, geologové,urbanisté aj. Proto v praxi dochází ke kombinaci rozdílných geografických databázís odlišnými měřítky použitelnosti, souřadnicovými a jinými systémy, obsahem atd. Abybyla tato geografická informace dostupná uživatelům, je třeba, aby (nejen) geografickákomunita připravila a naplnila konceptuální a metodologické základy, legislativníomezení a standardy databází včetně formátů pro jejich výměnu. Rovněž je nutné vytvořitimplementaci metod, hardwarových a softwarových nástrojů a technik pro tvorbu a přenosdatových sad směrem k uživatelům (podle Moellering [115]). V každodenním životě je běžné, že je produkt označen. Toto označení sloužík získání informace o požadovaném produktu. Slouží zejména k identifikaci, propagacia popisu výrobku. Pro geografická data však žádné obdobné mezinárodní legislativníkontrolované systémy neexistují. Vzhledem k tomu, že geografická komunita vstoupilado období národních prostorových informačních infrastruktur, zdá se, že vytvoření těchtosystémů je nezbytné. Bez kvalitního popisu dat dochází ke ztrátě jejich hodnoty. Popis geografických datových sad už jistou dobu existuje, avšak tyto popisy jsouna regionální či národní úrovni nekompatibilní. Paralelně probíhají také pokusy zajistitglobální interoperabilitu – jako dva hlavní představitele je vhodné uvést iniciativy DublinCore Metadata Initiative [23] a International Organisation for Standardisation [53]. Popis(nejen) datových sad označujeme v geografické komunitě jako metadata. Pojem samotnýpochází z řečtiny a znamená „data o datech“. V počítačové literatuře se používá od roku1968 [116]. Metadata nemusí popisovat jen data, ale také např. služby. V případě mobilního mapování je situace u metadat ještě o stupeň složitější.Výsledkem mobilního mapování mnohdy bývají prostorové databáze a geografickylokalizovatelné fotografie. Pro oba případy se však metapopis značně odlišuje. V prvnímpřípadě pokrývá prostorové databáze norma ISO 19115, která standardizuje metapopisprostorových dat. Pro metapopis fotografií bývají nečastěji používány proprietárnístandardy a formáty (viz dále). Vzhledem k tomu, že detailním metapopisem prostorovýchdatabází se zabývala kapitola 3 v části 1, je věnována zvýšená pozornost souvislostemmetadat a mobilního sběru dat včetně potenciálního metapopisu fotografií.2. Rozšíření ISO 19115 pro mobilní mapování I přes rozsáhlost a komplexnost normy ISO 19115 není možné postihnout všechnypřípady metadatového popisu. Z tohoto důvodu jsme se uchýlili ke tvorbě rozšíření, které 125
    • je vhodné pro mobilní zařízení. Základní myšlenkou uvedeného rozšíření je vytvořenímetapopisu ve třech úrovních: · Metapopis vyplňovaný před započetím mobilního mapování. · Metapopis vyplňovaný při mobilním mapování. · Metapopis vyplňovaný po skončení mobilního mapování. Rozšíření normy proto musí obsahovat nejen datový slovník jednotlivýchmetadatových položek, ale také specifikaci toho, kdy se bude daný metadatový prvekvyplňovat. Stručně řečeno, prvky předem vyplňované v kancelářském prostředí obsahujíúdaje o použitém přístroji a osobě, která měření provádí. V prvním případě se jednáo kód měřicího zařízení, horizontální a vertikální přesnost, počet míst, na která je přístrojschopen měřit, počet desetinných míst, na která je schopen přístroj měřit, rok výrobyměřicího zařízení a libovolné vlastnosti jako volný text (např. uvedení, že se jedná o 12-tikanálovou družici). V případě člověka provádějícího měření se automaticky vyplní jehoidentifikační číslo, nejvyšší dosažené vzdělání, délka praxe v oboru v letech a absolvovanáškolení. Pro vlastní mobilní mapování je nutné minimalizovat datový slovník metadatovéhopopisu, aby nepřekážel samotnému mapování, ale současně aby nebyly vynechányvýznamné faktory ovlivňující mapování. Z tohoto důvodu obsahuje rozšíření ISO 19115pro mobilní mapování pouze 10 položek vyplňovaných v terénu, jež jsou rozděleny nadvě části: aspekty kvality dat a časové charakteristiky popisující sběr dat (viz tab.1).Stanovení identifikačních kódů měřicího zařízení a člověka provádějícího měření závisí naorganizaci mobilního mapování. Rozlišení je definováno jako volný řetězec znaků, ve kterém se uvedou podrobnostivztahující se k rozlišení měřeného přístroje. Počasí ovlivňující mobilní mapování jeomezeno v podobě číselníků na nejčastější situace (významná oblačnost, mlha, déšť, sníh)a dále blíže nespecifikované počasí ovlivňující mapování. Rozlišení měření se opět omezujena číselník, který obsahuje dvě hodnoty: kontrolovatelné (stabilní, ověřitelné) měřenía nekontrolovatelné (nestabilní) měření. Metadata o kvalitě dat pak končí záznamem(seznamem) aktivních a pasivních vrstev v průběhu mobilního měření (mapování); tatotřída je plně dokumentována v ISO/TS 19103. Z časových charakteristik jsou uvedenydoba počátku měření, konce měření a čas případné opravy. Zbývající metadata jsou pak zadávána v souladu s normou ISO 19115 po skončenímobilního mapování. Jedná se přinejmenším o 25 prvků, které jsou stanoveny jako povinnéa představují tzv. povinné jádro.3. Metapopis fotodokumentace U fotografií jsou metadata ukládána nejčastěji ve standardech odpovídajícíchproprietárním formátům jednotlivých výrobců dat, integrujícím standardem poslední dobyje formát XMP (viz dále). Níže jsou uvedeny základní metadatové formáty pro reprezentacimetadat v oblasti digitální fotografie. 126
    • Tab.1: Výběr z datového slovníku rozšíření ISO 19115 pro sběr dat na mobilních zařízeních. Balík Název / název role Krátký název Definice Datový typ Doména Mobile data quality in- DQ_DataQuality DataQual Informace o kvalitě dat Aggregated Class formation podle rámce (scope) (MD_Metadata) resolution resolution Rozlišení přístroje, se CharacterString Volný text kterým se provádí měření; včetně uvedení druhu rozlišení deviceIdentification deviceIdentification Kód přístroje, s nímž je Class Integer prováděno měření mapperIdentification mapperIdentification Kód člověka, který provádí Integer Integer měření weather weather Druh počasí, který může Class DQ_WeatherCode ovlivnit měření <<CodeList>> (B.5.30) stability stability Stabilita (dohledatelnost) Boolean 1 = stabilní mapovaného jevu 0 = nestabilní127 measureType measureType Rozlišení druhu měření Class DQ_MeasureTypeCode podle stability zdroje <<CodeList>> (B.5.31) ActivePassiveLayers ActivePassiveLayers Seznam (záznam) aktivních Class Record (4.3) a pasivních vrstev při měření Time Aspects CI_TimeStamp TimeStamp Časové charakteristiky Class popisující sběr dat <<DataType>> timeStart timeStart Čas, kdy začala být sbírána Class DateTime (4.2) data timeEnd timeEnd Čas, kdy skončil sběr dat Class DateTime (4.2) timeCorrection timeCorrection Čas, kdy se data opravovala Class DateTime (4.2)
    • 3.1 IPTC (IIM) Zavedeným formátem pro metadata v oblasti publikování fotografií je InformationInterchanges Model (jinak též pouze zkratka IIM), známý spíš pod nepřesným označenímIPTC. Uvedený formát byl v 90. letech minulého století (v návaznosti na odpovídající snahydatovatelné od konce 70. let) vyvinut díky spolupráci organizace IPTC (International Pressand Telecommunications Council) a sdružení Newspaper Association of America (NAA)jako prostředek pro výměnu zpravodajských podkladů. I když se jedná o univerzálníformát (s jeho pomocí lze popsat textové či grafické dokumenty stejně dobře jako video čizvuk), prosadil se nejvíce při popisu elektronické grafiky resp. digitální fotografie. Metadata, která lze vyjádřit s pomocí IIM, dovolují zachytit status zdroje v rámcipublikačního procesu (především vydávání periodik). Celkem 33 metadatových typů jezde určeno pro položky, jako jsou autor, datum a čas vytvoření, klíčová slova, kategorie,urgence, kontakt, copyright, redaktor apod. Nasazení IIM sebou přináší různé problémy. Některé jsou poplatné době vznikuformátu: příkladem nám může být problematická podpora národních znakových sad(resp. diakritiky) mimo angličtinu. Uvedený problém se projevuje například při přenosuinformací v uvedeném formátu mezi platformami. IPTC hlavičky (headers) jsou navícv různých aplikacích implementovány nejednotně a lze je využívat pouze v rámciněkterých formátů (Photoshop, JPEG, TIFF). Zásadním problémem je samotná strukturametadatových typů, nedovolujících dostatečně vhodně popisovat publikační zdroje.Stávající trend navíc vyžaduje, aby metadata byla kódována s pomocí XML (viz dále),což opět původní specifikace formátu nedovoluje. Z těchto důvodů se dá předpokládat, žeIIM bude nahrazen (resp. struktura jeho metadat zahrnuta) do jiných, nově nastupujícíchformátů (NewsML, XMP) – což dokladuje i zastavení vývoje formátu od roku 1997.3.2 EXIF (EXchangeable Image File format) EXIF je specifikace pro formát metadat vkládaných do souborů digitálnímifotoaparáty. Informace se vkládají do existujících souborových formátů, jako je JPEG,TIFF (revize 6.0) a RIFF WAVE; není však podporován ve formátech JPEG 2000 a PNG. EXIF navrhla japonská průmyslové asociace JEIDA. Verze 2.1 vznikla v červnu1998, verze 2.2 v dubnu 2002. V současnosti standard nikdo oficiálně nespravuje, takženení dále vyvíjen. Metadata ve formátu EXIF jsou určena především k pořízení informací souvisejícíchs nastavením digitálního fotoaparátu v čase expozice daného snímku. Uvedeným způsobemse tedy k digitální fotografii připojí údaje například o čase a datu jejího pořízení, nastaveníblesku, rozměrech a rozlišení, kompresi, barvovém prostoru, vzdálenosti fotografovanéhoobjektu či GPS pozici (disponuje-li přístroj odpovídajícími funkcemi): tyto i další obdobnéúdaje vkládá automaticky, obvykle při pořízení snímku, do souboru fotoaparát. Navícje v rámci EXIF informací možné nastavit například autora, copyright či klíčová slovaa připojit zvukovou poznámku – v případě těchto metadat se EXIF mírně protíná s IIM,v ostatních rovinách se jedná o formáty spíše komplementární. 128
    • S podporou EXIF informací se dnes setkáme v prakticky každém digitálnímfotoaparátu. Od toho se odvíjí poměrně silná podpora uvedeného formátu v softwarovýchaplikacích, jako jsou zejména editory a prohlížeče grafiky, systémy správy obsahu čispecializované prostředky. V poslední době lze vysledovat tendence usilující o nahrazeníEXIF (resp. odpovídající zachycení jeho metadat) s pomocí dále popsané platformy XMP,dá se ovšem předpokládat, že výrobci budou zatím i nadále EXIF využívat.3.3 XMP (eXtensible Metadata Platform) Nové nároky na využití metadat v publikačním průmyslu volají po standardu,který by byl využitelný univerzálně (IPTC i EXIF pokrývají pouze určité dílčí oblasti,totéž lze říct i o některých dalších metadatových formátech) a s větší užitnou hodnotou(připomeňme například výše zmíněné problémy, spojené s používáním IPTC). Ambicestát se takovýmto prostředkem dnes má zejména XMP společnosti Adobe. Univerzálnosta snadnou implementaci by mělo zajistit především založení uvedeného formátu nastandardu XML, přesněji řečeno na jazyce RDF (Resource Description Framework), kterýje vyvíjen konsorciem W3C coby univerzální metadatová platforma vůbec. XMP dovoluje uživatelům popsat v podstatě libovolná metadata, a to s pomocí tzv.schémat. V rámci stávající specifikace se přitom nabízí řada přednastavených schémat,umožňujících kódovat například EXIF informace, specifika PDF a Photoshop souborů,údaje spojené s ochranou autorských práv aj., pracuje se na zabudování podpory IPTC.XMP informace lze vložit do souborů prakticky libovolném formátu – například Adobednes přitom bezplatně nabízí odpovídající nástroje a postupy (více viz http://www.adobe.com).4. Závěr V této kapitole byly prezentovány dva základní přístupy k metadatovému popisupři mobilním mapování – reprezentace metadat prostorových databází a metadat v oblastidigitální fotografie. V oblasti prostorových databází jsou hlavními integrujícími prvkydva standardy – Dublin Core a ISO 19115 – jenž byly oba deklarovány jako normy ČSN.Použití konkrétní normy se odvíjí podle účelu metapopisu mapování – při hrubém popisuje vhodnější norma DC, pro detailní popis se více hodí norma ISO 19115, která je na rozdílod DC rozšiřitelná. Toho bylo využito pro vytvoření metapopisu pro mobilní mapování(viz tab.1). V podstatě se jedná o rozšíření normy ISO 19115, které přidává 10 dalšíchprvků vyplňovaných přímo v terénu. Ve většině případů se jedná o číselníky, záznamyči datové záznamy – je tak možné omezit zadávání řetězců volného textu a tím přispětk jednoznačnosti významu popisné informace. V oblasti metapopisu digitální fotografie existují dva komplementární standardy(formáty), jimiž jsou IPTC (IIM) a EXIF. Současně lze sledovat požadavek na univerzálnístandard, což v současnosti nejlépe splňuje standard (formát) XMP společnosti Adobe.Jeho hlavní výhodou je založení na standardu XML (resp. jazyce RDF) jako univerzálnímetadatová platforma. 129
    • 130
    • Kapitola 6: NÁČRTOVÝ SYSTÉM A JEHO VYUŽITÍV MOBILNÍM MAPOVÁNÍKAREL STANĚK, LUCIE FRIEDMANNOVÁ1. Obecné principy využívání náčrtů v mapování Vytváření náčrtů je považováno za zajímavý, dosud nedostatečně prozkoumanýfenomén. Prakticky každý člověk je schopen vytvořit náčrt zachycující prostorovéuspořádání určité situace. V postupech a technice vytváření jsou významné individuálnírozdíly, ale i přesto jsou výsledné náčrty ve většině případů obecně srozumitelné [4]. Toje jedním z důvodů, proč se pořizování náčrtů stalo nejčastěji využívaným nástrojem prozachycování údajů při mapování v terénu za účelem jejich dalšího zpracování na pracovišti.Náčrt lze chápat jako dvourozměrnou reprezentaci mentálního obrazu vzniklého na základěpozorování situace terénním pracovníkem. Celkový přístup k pořizování náčrtů samozřejmě výrazně závisí na tom, zda jevytvářen pomocí tradičních prostředků (papír, tužka) nebo pomocí mobilních digitálníchzařízení. V této kapitole budou prozkoumány oba případy. Společné rysy nákresůpořizovaných na papír jsou rozebírány na základě rozsáhlé studie, kterou provedl Blaser[4].2. Složky náčrtu Ačkoliv neexistují žádná obecně platná pravidla pro vytváření náčrtů, jejich obsahlze rozdělit do několika složek. Jako objekty označujeme logické instance nebo entity.Mohou se skládat z více protínajících se nebo mimoběžných tahů (anglicky strokes).Ve výjimečných případech nemusí objekt obsahovat žádné zakreslené prvky a může býtpředstavován pouze anotací (viz níže). Objekty mohou být uspořádány do víceúrovňovéhierarchie, přičemž objekty na nižší úrovni lze označit jako podobjekty (subobjects).Za zvláštní případ objektu lze považovat vymezení mapované oblasti a/nebo případnýreferenční systém (je-li přítomen). Relace (relation) popisuje vztah mezi objekty. Standardní relace se týká právě dvouobjektů. Ve výjimečných případech může být definována relace mezi skupinou objektů najedné straně a jedním objektem na straně druhé. Vzhledem k tomu, že skupinu objektů lzepovažovat za objekt vyšší úrovně, lze však při popisu každé relace vycházet z předpokladu,že se vztahuje na právě dva objekty. Anotace (annotation) je písemný (případně ústně sdělený) údaj popisující, upřesňujícínebo definující objekt, skupinu objektů, relaci mezi objekty, případně vlastnosti objektůnebo relací [4]. Pokud je anotace použita bez zakreslení příslušného objektu, ke kterémuse vztahuje, lze ji považovat za zvláštní případ objektu. Anotace se obvykle používajík popisu vlastností, které nelze vhodně vyjádřit graficky (např. adresa). 131
    • 2.1 Objekty Zakreslené objekty představují hlavní složku náčrtu. Neexistují žádná obecně platnápravidla pro to, jak vytvářet ve dvourozměrném prostoru reprezentace entit z reálnéhosvěta. Jediným vodítkem je nutnost srozumitelnosti náčrtu pro cílovou osobu (případněpro určitý software při poloautomatizovaném zpracování). Blaser [4] provedl vyhodnocenívětšího množství náčrtů pořízených osobami z různých zemí působících v různýchoborech a rozdělil objekty do řady tříd. Třídu objektů definoval jako kategorii zahrnujícíobjekty se stejnými nebo podobnými vlastnostmi nebo stejného druhu. Některé třídy lzedále vhodně dělit do podtříd. Bylo zjištěno, že více než 50% objektů vyskytujících sev náčrtech představují objekty z kategorií budovy a silniční síť. Ze získaných údajů dálevyplynulo, že přes 90% zakreslených objektů spadá do 10 základních tříd. Zajímavýmjevem je odlišná míra různorodosti v rámci jednotlivých tříd. Zatímco v kategorii budovybylo výrazně zastoupeno 11 různých podtříd, přičemž žádná výrazně nepřevažovala,v kategorii vodní útvary (water bodies) drtivá většina objektů spadala do podtřídy řeka. Tomůže být důsledkem faktu, že budovy hrají v nákresech větší roli (jsou hlavním „důvodem“pořizování náčrtu), navíc často slouží jako významné orientační body v krajině. Zde je všaktřeba připomenout, že uvedené výsledky jsou výrazně ovlivněny výběrem zkoumanýchnáčrtů. Existuje tendence k využívání liniových prvků v náčrtech jako jakési „kostry“sloužící ke spojování plošných objektů a orientaci zkoumané situace, přičemž je kladenmenší důraz na popis jejich vlastností. U plošných objektů se naopak častěji objevujepopis charakteristik objektu (název, adresa, účel), zatímco orientace apod. zde hraje méněvýznamnou roli. Dále bylo vypozorováno několik dalších tendencí, např. objekty vytvořenéčlověkem jsou zaznamenávány častěji a podrobněji než srovnatelné přírodní objekty. Objekty znázorněné v náčrtech jsou často generalizovány do té míry, že jejichsprávné rozpoznání vyžaduje další kontextové informace získané z náčrtu nebo přítomnostanotace. I přes to, že objekty v náčrtech jsou obvykle zaznamenány ne více než několikajednoduchými tahy, lze u nich sledovat řadu charakteristik, např. tvar, typ výplně nebopoužitou perspektivu. Studium těchto vlastností přináší významné poznatky předevšímpro případné další (polo-)automatizované zpracování náčrtů.2.2 Relace Žádná přesná, vyčerpávající, ale zároveň stručná a výstižná obecná definice termínurelace (vztah) není obecně přijímána. Blaser [4] uvádí následující definici: „Relace jepřirozená, logická nebo virtuální vazba mezi dvěma nebo více vzájemně souvisejícímientitami“, přičemž v našem kontextu lze za entity považovat zakreslené objekty. Mezi základní relace patří topologické vazby mezi objekty (překryv, dotyk,disjunkce, apod.), umístění prvků na náčrtu, jejich orientace, sekvence zakreslování(prostorová, tematická), rovnoběžnost či pravoúhlost. 132
    • Obr. 1 : Počet výskytů objektů v jednotlivých třídách (podle [4], upraveno)2.3 Anotace Pořizování náčrtů je vysoce deskriptivní metoda komunikace a existuje celá řadasituací, kdy je jednoznačně výhodnější popsat či vysvětlit určitou situaci pomocí náčrtu,než popsat ji slovně. Je zřejmé, že tato forma komunikace je obzvláště výhodná pro popisprostorových nebo hierarchických struktur. Na druhé straně existuje velké množstvíatributů, které lze mnohem výhodněji (nebo výhradně) popsat slovně. V náčrtechpořízených převážně při mapování v urbanizovaném území, které zkoumal Blaser (1998),byla anotace uvedena někdy až u 60% objektů. U řady objektů byly dokonce anotace dvěnebo více. Lze předpokládat, že při mapování v neurbanizovaných oblastech bude tatohodnota výrazně nižší. Hlavními důvody pro používání anotací je složitost objektu, význam objektua nejednoznačnost (podobnost s jinými objekty na náčrtu). Nejfrekventovanějšími třídamianotací (dohromady téměř 70% výskytů) jsou název a označení typu. Všechny uvedené poznatky mohou být s výhodou využity při vytváření prostředípro mobilní mapování. 133
    • 3. Náčrty pro mobilní mapování Při mapování v terénu jsou prostředky mobilní výpočetní techniky již několik letběžnou pomůckou. Spolu s mnoha výhodami s sebou nicméně nesou i několik nevýhod.Tyto nevýhody oproti tradičnímu záznamu jsou dány především nedostatečným výkonema vlastnostmi zobrazovacího zařízení. Výkon je potřebný pro zpracování volně psanéhotextu a pro tvorbu komplexních aplikací. Nicméně zvyšování výkonu na mobilníchzařízeních je v přímém rozporu s jejich dominantní charakteristikou – spotřebou elektrickéenergie. U obrazovek mobilních zařízení jsme na tom obdobně – větší rozlišení, citlivosta barevnost znamená větší spotřebu. Navíc za současného stavu technologie je velikostobrazovky limitována velikostí zařízení. Jednou z cest, která se pro minimalizacinedostatečného výkonu zařízení nabízí, je využití síťové komunikace a přesunutí částimapovací aplikace na server. Toto řešení umožní schematizovat datový vstup, a takzjednodušit uživatelské rozhraní. Je samozřejmě otázkou, nakolik je energeticky náročnávlastní komunikace a jak zabezpečit trvalé (nebo dostatečně časté) spojení se serverem,ale za současného stavu technologie mobilních zařízení se tato alternativa jeví jakoperspektivní. Jak už bylo zmíněno, jedním z kritických míst při využití mobilních zařízenípro mapování je komplexnost vstupu, který značně zatěžuje uživatele. Při použití možnostíserverového zpracování je tedy možné pokusit se vstup zjednodušit prostřednictvímnáčrtů. Náčrt je obvykle schematický způsob záznamu, který se snaží minimálnímiprostředky vystihnout podstatu zaznamenané informace a interpretaci detailů ponechávána příjemci záznamu. Podle [4] jsou náčrty neformálním prostředkem vizuálního myšlenía jedná se o přirozenou pomůcku v procesu přípravy návrhu. Tak, jak je naznačeno v [8],náčrt umožňuje :• rychlý záznam myšlenek nebo pozorování,• soustředit se na podstatu jevu bez ohledu na zabývání se detaily,• nenutit uživatele používat složitou sekvenci konstrukčních operací spojených s logikou záznamu daného software. Náčrt je navíc poměrně přirozenou záležitostí, se kterou má každý ve forměpoznámek na list papíru vlastní zkušenosti. V obecné rovině je náčrt realizován tahy. Tahy přitom reprezentují jednak objekty,tak i značky nesoucí metadatové informace. Náčrty mohou mít velmi jednoduchou formuliniové kresby s jednou tloušťkou čáry, nicméně pro zvýšení informační kapacity jsoutahy často graficky parametrizovány (silou čáry, barvou, případně použitím šrafovánínebo výplní). Dalším obohacením náčrtu bývá v nezbytných případech text volnou rukouspojený polohou nebo jiným tahem s některým prvkem. Tak, jak jsou náčrty ve své původní podobě snadno použitelné pro uživatele, tak jejejich implementace do počítačového prostředí relativně nesnadná. Rozpoznání a přesnépřiřazení významu tahu učiněného volnou rukou sebou nese značné komplikace. Patřík nim:• individuální provedení tahu uživatelem - nejen variabilita formy, ale i počet segmentů, které ten který uživatel potřebuje na realizaci jednoho prvku náčrtu,• uživatel použije novou a výrazně odlišnou formu pro existující prvek náčrtu, 134
    • • uživatel vytvoří nový prvek náčrtu neznámý pro interpretační systém,• interpretace textu vytvořeného volnou rukou – v podstatě se jedná o stejné komplikace jako již výše uvedené, jen vztažené k abecedě. Proto je implementace náčrtu v počítačovém prostředí vždy kompromisem. Používáse tedy:• značné omezení informační komplexity náčrtu (např. tahy reprezentují pouze a jen geometrický tvar),• tahy mají pouze určenou formu, včetně počtu segmentů a uživatel je nucen naučit se strukturu náčrtu (měkčí formou tohoto přístupu je možnost uživatele naučit systém rozpoznávat jeho způsob záznamu předem definovaných prvků náčrtu),• součástí náčrtu jsou typizované formy (ikony, geometrické tvary) - zde se sice dostáváme do rozporu s jednou z charakteristik běžného náčrtu, ale s ohledem na výhody při strojovém zpracování se jedná o přijatelnou degradaci. V rámci projektu MobilDat bylo rozhodnuto zapojit náčrty do procesu mobilníhomapování tak, aby minimálními prostředky uživatel poskytoval serveru co nejkomplexnějšíinformace o aktuálně mapovaném prvku a zároveň aby měl uživatel možnost zpětněovlivňovat interpretaci serveru jednoduchým způsobem. Náčrt je tak prostředkemkomunikace mezi uživatelem mobilního zařízení a serverem, který zpracovává záznamy.Při návrhu náčrtového systému pro projekt byla zvolena kombinace ikon, jednoduchýchgeometrických symbolů a štítkování z důvodů jak minimalizace požadavků na výpočetnívýkon na straně serveru, tak s ohledem na snadnou implementaci na mobilním zařízení.Nutnost sestavovat náčrt z jednotlivých komponent je ulehčena kontextovou implementací,kdy sada komponent je vždy navázána na editovaný prvek tak, aby uživatel měl k dispozicipouze použitelné komponenty. Navíc dostupnost komponent je ovlivněna frekvencí jejichpoužití.4. Využití náčrtů v oblasti zpracování geodat Na PDA se náčrtová technika používá prakticky od jejich vzniku (přesněji od doby,kdy jsou tato zařízení vybavena dotykovým displejem). Nicméně jedná se o specifickoutechniku náčrtu, tzv. gesta. U gest se používá jednoduché kombinace tahů (obvykle pouzejednoho nebo dvou) pro vyvolání akce jako je spuštění aplikace, zavření okna, úpravatextu apod. Gesta je možné používat i na stolních PC nebo noteboocích prostřednictvímmyši nebo polohovacího zařízení typu touchpad, ale vzhledem k malé potřebě takovékomunikace se tak děje zřídka (nehledě ke skutečnosti, že gesto provedené myší jeméně přirozené něž gesto nad dotykovou obrazovkou). Gesta ovšem nejsou regulérnímnáčrtem – jejich interpretace je okamžitá a není možné je upravit, nejsou ani tak abstrakcímyšlenky, jako spíše povelu. Na druhou stranu gesta s náčrty spojuje podobná filozofiea také mechanismus interpretace. V jistém smyslu lze za náčrty považovat také různé druhy vývojových diagramů. Tytodiagramy jsou obvykle využívány k schematickému záznamu procesů (např. flowchart)nebo datových struktur (Chenův ER diagram). Funkcí diagramu je ne ani tak zjednodušitzpůsob záznamu, jako spíše soustředit se na podstatné prvky a dát uživateli lepší vizuálnípřehled návrhu. Diagramy používají tahů jen k propojení předem definovaných struktur, 135
    • které ikonickou formou zastupují činnosti nebo objekty zapojené do procesu. Diagramypostrádají jistou míru nepřesnosti a myšlenkové abstrakce, jsou de facto jen určitou formouzkratky jinak značně formalizovaného zápisu. Jak už bylo zmíněno, předcházející příklady nejsou náčrtem v obvyklém smyslu.S jistou mírou zevšeobecnění se dá konstatovat, že klasické náčrty mají své místopředevším v rámci informačních systémů s grafickou komunikací jako je například CADnebo GIS. Tyto systémy komunikují s uživatelem prostřednictvím exaktně definovanýchgeometrických tvarů a náčrt tak může sloužit nejen ke zjednodušení, ale i ke zefektivněníinterakce s uživatelem. Náčrty jako součást uživatelského rozhraní se objevují nejdřívev CAD systémech, kde slouží k nepřesnému vstupu geometrických objektů volnou rukou.Jde jednak o úpravu 2D objektů na pravidelnou geometrii (asi nejprimitivnějším příklademje nahrazení tvarů blízkých čtverci nebo kruhu jejich exaktním tvarem s největšímpřekryvem), a pak o konstrukci objektů ve 3D (izometrický náčrt objektu je interpretovánjako objemový 3D objekt). V oblasti mobilního GIS hraje vedle vlastní geometrie objektu důležitou roli takétopologie objektů. Výzkum v oblasti náčrtů je zaměřen především na přirozenou formusestavení dotazu na geodatabázi. Primárně se jedná o dotazy vedoucí k určení polohyuživatele vybaveného mobilním zařízením nebo o tzv. suitability modelovaní, kde uživatelformou náčrtu definuje omezení, která musí hledaná lokace splňovat [4]. V tomto směruexistují i pokusy definovat obecně vyhledávání objektů v geodatabázi uvedenou formoua nahradit tak formalizované databázové dotazování. Při konstituci náčrtů hrají významnouroli identifikace významných orientačních objektů, tzv. landmarků, a konstrukcetopologických grafů reprezentující vazby mezi těmito objekty a vlastnostmi hledanýchobjektů. Cílem je také interpretace tahů vytvořených volnou rukou a identifikace jejichsémantického významu.5. Náčrtový systém pro mobilní mapování se zpětnou vazbou V rámci projektu bylo cílem navrhnout prostředí, které co nejvíce usnadnímapování v terénu. Při tomto mapování se předpokládá editace geodat na základě jižexistujících mapových podkladů prostřednictvím záznamu geometrie a atributů kombinacíuživatelských vstupů a senzorových dat (např. GPS měření). Ke klíčovým parametrůmprostředí patří jednak schopnost komunikace s mapovacím serverem, který kompilujeaktuálně editovanou mapu (geodatabázi), a tím daná možnost jednak korigovat případnéchyby, ale i využít vizualizace aktuálních nasbíraných geodat. Jak již bylo zmíněno, návrh náčrtového systému v rámci projektu MobilDat se snažíminimalizovat výpočetní nároky jak na straně serveru, tak i na straně klienta. Navíc jezde požadavek snadné implementace náčrtového systému do již existujících prostředípro editaci geodat na vybraných mobilních zařízeních. Proto byla zvolena forma náčrtupodobná diagramům. Akce jsou reprezentovány ikonami a tahy slouží k identifikacicílových objektů nebo provázání jednotlivých prvků náčrtu. Popis prvků je realizovánpomocí štítků, jejichž hodnotu lze nastavit pomocí seznamů hodnot nebo zápisem pomocívirtuální klávesnice. 136
    • Obr. 2: Mechanismus náčrtu Náčrtový systém v daném kontextu představuje způsob, jak s minimální námahoupředat co nejvíce metadatových informací o editovaném objektu Náčrtový systém se skládá z následujících komponent:1) transakce – celý náčrt je definován transakcí, která je nastartována editací zvoleného prvku a je ukončena zadáním všech potřebných informací vztahujících se k jednomu objektu. Součástí transakce jsou jak prvky náčrtu, tak i datové struktury definované buď volným tahem nebo pomocí připojených senzorů. Všechny prvky transakce mají zaznamenáno pořadí. Dokud nedojde k ukončení transakce lze náčrt modifikovat.2) iterace – transakce jsou rozčleněny podle typu vstupu na nový náčrt, korekci a potvrzení. Nový náčrt reprezentuje změnu existujícího nebo zařazení nového záznamu. Nové náčrty popisují jak zařazení nové datové struktury – ať už celého objektu nebo jeho části, tak i úpravu objektů nebo jejich atributů s ohledem na skutečnosti zjištěné v terénu. Korekce je úprava náčrtu, která mění interpretaci provedenou systémem. Na každé zpracování náčrtu je možné odpovědět korekcí náčrtu a jeho opětovným zasláním. Cyklus korekcí náčrtu se ukončí potvrzením (finální podoba náčrtu se archivuje na serveru, ale již se neposílá do mobilního klienta). 137
    • 3) kontext – nástroje pro tvorbu náčrtu jsou modifikovány podle aktuálních požadavků. Kontext je definován nekomplikovaně a zahrnuje pouze několik základních atributů: • profil uživatele – ovlivňuje pořadí voleb podle chování uživatele, • profil zařízení – ovlivňuje velikost ikon používaných v náčrtu, • editovaný prvek – nepoužitelné součásti náčrtu jsou odstraněny z voleb.4) grafické komponenty náčrtu – grafické komponenty se třídí podle jejich funkce : • identifikace objektu – zde se používají tahy reprezentující hranici oblasti, tah spojující ikonu akce s objektem, vlastní ikona akce pokud není doplněna identifikačním tahem, • identifikace části objektu – geometrická figura, která aproximuje místo na objektu, ve kterém navazuje nový datový záznam nebo je cílem akce, • vazba – tah spojující ikonu akce nebo štítek, • vektor posunu – tah o aproximující posun prvku nebo jeho části, • ikona akce – ikona reprezentující nejobvyklejší typy akcí s geometrickými objekty. Mezi tyto akce patří : · modifikace objektu – zrušení, spojení, rozdělení, změna hranice, · modifikace atributových vlastností, · kauzální geometrická vazba – sdílí hranice, probíhá rovnoběžně, skládá se z, je podobný a další, · kauzální topologická vazba – leží mezi, je ve vzdálenosti a směru od, leží na. • štítek (tag) – jednoduchý geometrický symbol umístěný v blízkosti ikony nebo tahu obsahující odkaz na podrobný popis nebo příslušnou hodnotu. Podrobný popis je formalizován na základě proběhlých mapování a volné poznámky jsou zřetelně odlišeny. Součástí štítku je i pořadí náčrtové komponenty. • datový proud – geometrická reprezentace geometrie získané vnějším senzorem nebo nakreslené volným tahem na obrazovku mobilního klienta. Formalizované části náčrtu jsou automatizovaně interpretovány pomocí serveru,s ohledem na možné chyby interpretace je možné náčrt modifikovat. Primární a finálnínáčrt jsou archivovány pro potřeby následné kontroly a také možné úpravy interpretačníchalgoritmů s ohledem na rozdíly mezi požadovanou a generovanou interpretací.6. Implementační okolnosti Vlastní implementace náčrtového systému je realizována velmi jednoduchýmiprostředky pomocí běžné vrstvy GIS prostředí. Není tedy problém tento náčrtový systémve větší či menší míře upravit pro již existující prostředí editace geodat na mobilníchzařízeních. Základní komplikací je spíše implementace kontextových služeb jako jeúprava pořadí voleb nebo výběr podkladů, než vlastní manipulace s náčrtem. Pro odeslánína server se náčrt transformuje do podoby XML formátu. Abychom se vyhnuli chybámzpětné interpretace, náčrt zůstává v mobilním prostředí do okamžiku potvrzení a prokorekce je používán stále stejný náčrt v nativním formátu zvoleného prostředí. Díky tomutořešení je realizována i možnost off-line módu, kdy náčrty nejsou odesílány na server. Je 138
    • jasné, že v tomto módu nejsou možné odkazy na nově zadaná data. Aby nedocházelo kekomplikacím jsou jednotlivé náčrty udržovány ve vlastní vrstvě a jsou vypínány při tvorběnového náčrtu. Vliv off-line stavu je indikován v hlavičce odeslaného náčrtu ve chvílinavázaného spojení se serverem.Obr. 3: Srovnání mapovacího náčrtu provedeného konvenční metodou (a) a metodou navrženou v rámci projektu MobilDat Specifickou otázkou je grafická implementace. Ta je závislá na vlastnostechmobilního zařízení a realitě interakce obrazovky a prostředí při práci v terénu. Z těchtoomezení vyplývají následující vizuální parametry záznamu: • tahy jsou pouze dvou typů – plný a přerušovaný, • v náčrtu se používá pouze 8 základních spektrálních barev, • velikost ikon je stanovena na 30 * 30 bodů – většinové rozlišení současných mobilních zařízení je QVGA (i.e. 320 x 240), daná velikost ikon je kompromisem mezi figurální kresbou uvnitř ikony a přehledem na zobrazovacím poli. Při interpretaci náčrtů jsou používány běžné prostředky overlay algebry a manipulaces geodatabází. Pro implementaci algoritmů interpretace je tedy zapotřebí jen zaznamenatpravidla určující vazbu mezi nepřesnou polohou náčrtové geometrie a zamýšlenou polohous pomocí informací zadaných prostřednictvím štítků. 139
    • 140
    • Kapitola 7: TEMATICKÉ MOBILNÍ MAPOVÁNÍ -ZKUŠENOSTI Z PILOTNÍHO PROJEKTUZDENĚK STACHOŇ, JIŘÍ ZBOŘIL1. Úvod Cílem pilotního projektu bylo ověřit teoretické poznatky popsané v předchozíchkapitolách a otestovat možnosti mobilního sběru geodat pomocí navrženého systémuv praxi. Byla vytvořena aplikace pro mobilní sběr dat, která byla otestována na PDAzařízení. Dále byly prověřeny možnosti mobilní komunikace mezi pracovníkem v terénua serverem.2. Příprava pilotního projektu Pilotní projekt měl za úkol otestovat systém v praxi na různých úlohách. Bylyvytipovány čtyři oblasti mobilního sběru dat (marketingové mapování, krajinné mapování,inventarizace lesních ploch a velkoměřítkové geodetické mapování), z nichž první dvějsou popsány v této kapitole. Při návrhu volby referenčních dat, použitého systému symbolů, rozhraní a nástrojůse vychází z předpokládaných požadavků terénních pracovníků. Metodika stanovenítěchto požadavků je založena na vytvoření obecných scénářů, z nichž vycházejí případovéstudie, které popisují konkrétní činnosti a požadavky při provádění mobilního digitálníhomapování v terénu. Popis jednotlivých studií byl založen na unifikované šabloně. Proilustraci uvádíme případovou studii marketinkového mapování.2.1 Přehled maloobchodních prodejních jednotek v dané lokalitě2.1.1 Cíl Cílem je sběr údajů o maloobchodních prodejnách v určené lokalitě za účelemdalšího využití těchto údajů pro marketing.2.1.2 Podklady Jako podkladové mapy využijeme plán města v měřítku 1:10 000. Při využití datve vektorové podobě je nejčastěji využívána silniční, případně uliční síť a (pokud jek dispozici) databáze adresních bodů.2.1.3 Navrhované prvky Pro každou prodejní jednotku zaznamenáme tyto prvky:• stav: 1) existující (beze změny sortimentu v uplynulých 3 letech), 2) zrušena, 3) změna sortimentu (v uplynulých 3 letech). 141
    • • ulice (povinný údaj),• číslo orientační (povinný údaj),• typ prodejny: 1) samoobslužný prodej, 2) pultový prodej.• prodejní plocha: · čistá prodejní plocha, tj. bez. skladových, kancelářských či manipulačních prostor.• sortiment: · Jednotlivé provozovny lze dle sortimentu rozdělit následujícím způsobem: AUTO - autobazary, prodejny automobilů, autopříslušenství, apod., DOM - domácí potřeby, DROG - drogerie, kosmetika, parfumerie, apod., EL - elektro, HUD - knihy, hudebniny, KL - klenoty, hodinářství, apod., NAB - nábytek, interiéry, OBL - oděvy, textil, OBUV - obuv, kožená galanterie, OST - ostatní, PAP - papírnictví, PC - výpočetní technika, komunikační technika, POTR - potraviny, nápoje, SP - sport, STAV - stavebniny, ZOO - chovatelské potřeby, zvířata.• počet parkovacích míst: · pouze parkovací místa reálně využitelná zákazníky příslušné prodejny.3. Použité PDA zařízení, programové prostředky pro sběr dat Pro pilotní projekt byl použit přístroj HP iPAQ hw6500 vybavený systémemMicrosoft Windows Mobile 2003 Second Edition. Aplikace pro digitální sběr geodatv terénu byla vytvořena v programu ArcPad Application Builder 7.0.1. Tato aplikaceumožňuje sběr atributových dat s využitím předpřipravených číselníků, zaznamenání GPSpolohy a pořízení fotografie.4. Marketingové mapování První část pilotního projektu byla zaměřena na marketingové mapování. Cílemtestování, které proběhlo v centru města Brna, nebylo kompletní zmapování danélokality, nýbrž ověření teoretických poznatků a otestování funkčnosti navrhovanéhotechnologického řešení (PDA zařízení, programové prostředky, metoda přenosu dat,implementace číselníků, apod.). 142
    • Tab.1: Návrh prvků pro marketingové mapování položka typ prom. Vztahy/omezení rozsah / popis databázová INTEGER přiřazení k adresnímu bodu již existu- položka jícímu v databázi souřadnice (X) INTEGER souřadnice ve vymezeném vloží se automaticky při zaznačení pozice území přes dig. zařízení souřadnice (Y) INTEGER souřadnice ve vymezeném vloží se automaticky při zaznačení pozice území přes dig. zařízení souřadnice (Z) INTEGER nadm. výška ve vyme- vloží se automaticky při zaznačení pozice zeném rozsahu přes dig. zařízení stav CHAR „E” = existující, „Z” = zrušena, „X” = změna sortimentu ulice VARCHAR(n) omezení zkoumanou část název ulice města číslo INTEGER omezení podle existujících číslo orientační (max. 3 číslice) orientační popisných čísel dané ulice varianta VARCHAR(4) omezení podle existujících číslo orientační (max. 3 číslice + max. 1 popisných čísel dané ulice písmeno) typ prodejny CHAR „S” = samoobsluha, „P” = pultový prodej prodejní INTEGER prodejní plocha v m� plocha sortiment CHAR viz popis v textu počet park. INTEGER při zadání hodnoty vyšší počet parkovacích míst míst než 99 (?) žádost o potvrzení údajePOZN.: Při mapování se provede BUĎ přiřazení k adresnímu bodu již existujícímu v databázi NEBO seautomaticky vloží souřadnice nového bodu po jeho označení na mapě na obrazovce digitálního zařízení(přičemž souřadnice z je nepovinná). Cílem marketingového mapování obecně je získat a zaznamenat základní informace(včetně polohy) o různých obchodně-hospodářských organizacích, přičemž nejtypičtějšímpříkladem jsou prodejny. Pracovník v terénu má tedy v PDA zařízení k dispozici referenčnívrstvu (případně vrstvy), podle níž se orientuje, a aktivní vrstvu, do níž jsou zaznamenávány(a případně dále upravovány) jednotlivé záznamy. Výběr konkrétních referenčních data sestavování číselníků proběhlo na základě konzultací s odbornými pracovníky z oborusociálně geografických věd, kteří podobná mapování v minulosti opakovaně prováděli. V pilotním projektu sloužily jako referenční data vybrané vrstvy z databáze DMÚ25 (komunikace, bloky budov). Aktivní byla pouze jedna bodová vrstva, ve které terénnípracovník provádí tři typy úloh – vkládání nových záznamů do databáze, editace atributůstávajících záznamů a odstraňování bodů z databáze. Vkládání nových záznamů lze provádět ve dvou režimech. Buď je nový záznamvložen pomocí přednastaveného nástroje kliknutím na místo, kde se prodejna nacházív zobrazené mapě (viz obr.1), nebo je jako místo nového záznamu označeno přímo místo,na kterém se nachází terénní pracovník, a geografické souřadnice jsou pak získány z GPSpřístroje v zařízení automaticky. 143
    • Aplikace používaná pro pilotní projekt umožňuje kromě geografických souřadniczaznamenat ještě následující atributy (z nichž všechny kromě pole identifikačního číslajsou nepovinné):• identifikační číslo záznamu (ID obchodu),• ulice (údaj je vybírán z připraveného číselníku),• číslo popisné,• stav (lze zaznamenat pokud je prodejna v rekonstrukci, zrušena, apod.),• počet pater prodejny,• odhadovaná plocha výlohy,• název firmy,• sortiment,• fotografie (aplikace umožňuje zařadit pořízenou fotografii do databáze jako atribut záznamu). Obr. 1: Zobrazení vrstvy záznamů na referenční vrstvě v prostředí Arcpad Editace atributů stávajících záznamů se provádí analogicky. Záznam lze vybrat buďkliknutím na bod nebo jeho výběrem v tabulce. Změnu hodnot jednotlivých atributů lzeprovádět v dialogových oknech (viz obr. 2), geografické souřadnice mohou být upravoványi posunutím bodu v aktivní vrstvě. K odstranění záznamu slouží tlačítko v pravém hornímrohu (viz obr. 1). Obr. 2: Dialogová okna pro zadávání atributů jednotlivých záznamů 144
    • 5. Krajinné mapování Další část pilotního projektu byla zaměřena na krajinné mapování, konkrétně navymezování biotopů. Tato oblast mobilního sběru geodat byla zvolena z několika důvodů.Především je zde velmi kvalitně zpracována metodika mapování ([104], [34], [106]), cožumožnilo podrobné popsání jednotlivých kroků a vytvoření řady číselníků usnadňujícípráci v terénu. Pro pilotní projekt bylo zvoleno území v katastru obce Lelekovice (asi10 km severně od Brna) a park Lužánky v Brně. V aplikaci vytvořené v programuArcPad byly použity 2 aktivní vrstvy. Prvnívrstva (polygonová) obsahuje stávajícíbiotopy s možností jejich změn a dáleumožňuje přidání nového biotopu (plošnéi liniové biotopy jsou reprezentoványplošně). Druhá aktivní vrstva je bodováa zapisují se do ní bodové prvky jakonapříklad souřadnice místa odkud bylapořízena fotografie, souřadnice umístěnífytocenologického snímku, apod. Podrobný popis prací v terénu bylvytvořen podle metodik, které sestaviliMaděra et al. [106] a Guth [34]. Pracovníkv terénu zakresluje do aktivní (polygonové) Obr. 3: Pilotní projekt v oblasti krajinnéhovrstvy tzv. segmenty, tj. homogenní části mapování - mapování biotopůlokality, které jsou pokryty jedním typemmapovací jednotky s konkrétní kvalitou(hodnotou parametru reprezentativnosti i zachovalosti). Segmenty mohou být bodové,liniové nebo plošné (Guth [34]), přičemž bod (B) je segment o ploše cca 25 až 2500 m�(včetně liniových porostů v délce od cca 5 do 50 m), linie (L) je segment, jehož jedenrozměr nedosahuje 50 m a druhý ho naopak překračuje a polygon (P) je segment o ploševětší než cca 2500 m� (50 x 50 m�). Biotopy menší než 25 m� se nezaznamenávají. Z důvodůmaximálního zjednodušení prováděných operací a datových přenosů se při mapovánívšechny druhy biotopů zakreslují do jedné polygonové vrstvy a metodický pokyn, zda sejedná o bod, linii nebo plochu, se udržuje pouze atributově. Pracovník tedy provede následující úkony:• označí segment pořadovým číslem,• určí typ segmentu (B – bod, L – linie, P – polygon),• stanoví a zakreslí hranice segmentu do aktivní vrstvy,• u bodových a liniových segmentů odhadne a zapíše rozměr,• uvede kód příslušného typu biotopu (číselník katalog biotopů),• u lesních přírodních biotopů určí věkovou strukturu (číselník věková struktura),• uvede reprezentativnost příslušného biotopu (číselník reprezentativnost),• uvede zachovalost příslušného biotopu (číselník zachovalost), 145
    • • ke každému segmentu uvede textovou poznámku,• zhotoví fotodokumentaci (místo pořizování fotodokumentace uloží do aktivní vrstvy), případně fytocenologické snímky (místo nebo plochu pořizování fytocenologického snímku uloží do bodové aktivní vrstvy).5.1 Popis číselníků pro vymezování biotopů5.1.1 Popis číselníku katalog biotopů Terénní pracovník vybere ve sloupci „kód“ kód příslušného biotopu. Aplikace potépodle sloupců „B“, „L“ a „P“ ověří, zda je povoleno segment daného typu zakreslit jakobod, linii a/nebo polygon („1“ - ano, „0“ - ne). V dalších sloupcích jsou uvedeny doplňujícíinformace - sloupec „x“ uvádí speciální vlastnosti typu biotopu („1“ - prioritní biotop vesmyslu směrnice EU o stanovištích, „-1“ - biotop nezahrnutý v příloze I směrnice EUo stanovištích), dále je možno zobrazit název biotopu a jeho popis. Obr. 4: Ukázka výběru z číselníku katalog biotopů5.1.2 Popis číselníku věková struktura Číselník věková struktura obsahuje 4 kategorie (P, Q, R, S), ze kterých pracovníkv terénu vybírá, a u každé kategorie je možné zobrazit si její slovní popis. Obr. 5: Ukázka výběru z číselníků věková struktura, reprezentativnost a zachovalost 146
    • 5.1.3 Popis číselníku reprezentativnost Obdobně jako v předchozím případě - číselník obsahuje 4 kategorie reprezentativnosti(A, B, C, D) a je možné zobrazit si jejich slovní popis.5.1.3 Popis číselníku zachovalost Zachovalost se určuje podle tří kritérií. Terénní pracovník pro každý segment určínejprve stav (sA, sB nebo sC), dále vyhlídky (vA, vB nebo vC) a nakonec možnost obnovyprostřednictvím řízené péče (oA, oB nebo oC). Podle těchto parametrů je poté automatickysegmentu přiřazena zachovalost (A, B nebo C) podle tabulek zavedených v systému.6. Datové přenosy Pro zajištění datových přenosů na server byla zvolena služba GPRS. Při předchozímtestování bylo zjištěno, že není nutné udržovat mezi pracovníkem v terénu a serveremnepřetržité on-line spojení. Pro dané účely se jeví jako výhodnější posílání dat po dávkách.Služba GPRS má z tohoto hlediska tu výhodu, že se platí za přenesený objem dat a neza dobu připojení. V porovnání např. s připojením pomocí služby WiFi je pro mapovánív terénu (mimo urbánní oblasti) klíčovým faktorem pokrytí většiny území ČR GPRSsignálem. Při pilotním testování bylo zjištěno, že přenosová rychlost se výrazně měnív závislosti jak na místě, tak na čase. Pro vyvození obecných závěrů by však bylo nutnéprovést statistická šetření na větším vzorku dat. Z hlediska pilotního projektu je rozhodujícízjištění, že přenosová rychlost byla ve většině případů postačující a obvykle došlok bezproblémovému přenesení datových dávek z mobilního zařízení na server i naopak.V některých případech však docházelo k přerušení („zamrznutí“) připojení. Tyto situacenijak nesouvisely s aktuální přenosovou rychlostí. Podobné problémy popisuje v prácizabývající se telekomunikačními přenosy dat např. Hališková [35]. Obr. 6: Nahrávání projektu marketingového mapování ze serveru na mobilní zařízení pomocí aplikace Teredit Broker 147
    • Pro komunikaci mezi digitálním zařízením v terénu a serverem byla v rámciprojektu MobilDat vyvinuta aplikace Teredit Broker (viz kapitola 3, tohoto oddílu). Tazajistí stažení příslušných dat do PDA zařízení ze serveru (obr. 6) a jejich odeslání doaplikace ArcPad, ve které probíhá samotné mapování. Po ukončení mapování jsou datazískaná (nebo upravená) aplikací Teredit Broker zabalena a odeslána na server (obr. 7).Pokud je to vyžadováno, na serveru může okamžitě proběhnout validace zaslaných data v případě nevyhovění požadavkům je o tom terénní pracovník okamžitě informován.Může tedy – pokud je to nutné – přímo v terénu okamžitě provést opětovné změření nebozadání chybných dat. Obr. 7: Nahrávání projektu marketingového mapování z mobilního zařízení na serveraplikace Teredit Broker7. Závěr Při pilotním testování byla v praxi ověřena základní funkčnost navrhovanéhosystému na vybraných příkladech marketinkového a tematického krajinného mapování.Úspěšně bylo využito navržené technologické linky pro přípravu datových podkladů,vytvoření projektu a přenosu mezi serverovou stranou a mobilním klientem. Prakticky byloprokázáno, že systém je použitelný a principielně funkční, a to včetně telekomunikačníchbezdrátových přenosů mezi serverem a klientem. Přes výše uvedená fakta bylo zjištěnoněkolik nedostatků (především v oblasti ukládání fotografických dat do mobilní aplikacea při komunikaci mezi serverem a PDA zařízením v reálném čase), které byly popsány a najejich odstranění se bude dále pracovat při zavádění navrhované architektury do praxe. 148
    • Kapitola 8: VELKOMĚŘÍTKOVÉ MOBILNÍ MAPOVÁNÍ -ZKUŠENOSTI Z PILOTNÍHO PROJEKTUJANA ZAORALOVÁ, PAVEL VANIŠ1. Úvod V rámci projektu byla vytvořena aplikace pro sběr dat velkoměřítkového mapování.Hlavní použití této aplikace je pro účely katastru nemovitostí. Aplikace byla vyvíjenajako pilotní studie s možností jejího budoucího začlenění do systému DIKAT pro tvorbua vedení informačních systémů o území a automatizované vyhotovení geometrickéhoplánu. Cílem je integrace moderních mapovacích metod do systému DIKAT a maximálnímožná redukce ruční práce během mapování a následného převádění naměřených hodnotdo digitální podoby.2. Popis aplikace pro velkoměřítkové mapování Katastrální mapování je založeno na měření podrobných bodů, které vytvářejíkostru kresby katastrální mapy. Technologii GPS lze však využít i při dalších činnostechv katastru. Jedná se zvláště o navigační úlohy související s mapováním, případně o samotnémapování. Byly rozpracovány následující testovací úlohy:• Zjišťování průběhu hranic.• Vyhledání bodů polohového bodového pole.• Inspekce provedení obnovy katastrálního operátu.• Zaměřování podrobných bodů. První dvě odrážky jsou spíše navigační, k těm lze využít běžné vybavení GPSpřístroje umožňujícího připojení mapy a navigaci k bodu. Zaměřování podrobných bodůjiž vyžadovalo vývoj speciální aplikace. Pro účely pilotního projektu byl zakoupen přístroj GeoXT od společnosti Trimble,který integruje zařízení PDA a GPS. Pro tento přístroj byla vyvinuta aplikace, kteráumožňuje komunikaci se serverem, sběr dat, jejich zpracování a uložení do databáze naserveru. Na serveru, kde jsou uloženy body pro databázi DIKAT, je třeba založit novýprojekt. Součástí informací o projektu jsou: · ID projektu, · příslušný katastrální úřad, · obec, · katastrální území, · kódové označení katastrálního území dle FSÚ, · pořadové číslo katastrálního území, 149
    • · číslo záznamu podrobného měření změn, · souřadnicový systém, · měřítko, · kód GPL, · název prováděné úpravy, · typ parcely. Do mobilní aplikace se na začátku měření vloží ID projektu a pomocí webové službyjsou ze serveru prostřednictvím XML odeslány informace o projektu. Aplikace dále zesystémových hodin PDA/GPS přístroje přečte datum, pak je doplněna přesnost měření (nazákladě kalibrace daného přístroje), specifikace přístroje a jméno měřiče. Tyto informacejsou z většiny přebírány automatizovaně a uživatel nemusí nic zadávat do přístroje ručně.Přesto je vyzván k potvrzení těchto informací. Při vlastním měření souřadnic bodu se k bodu postupně přiřazuje číslo bodu od1 (resp. 4001 pro pomocné body) do 9999. Uživatel vybírá z nabídky „Podrobný boda pomocný v rámci změny“ (implicitně zatržen), „Pomocný bod“ a „Bod základního polea ZHB“. Tato volba je důležitá z důvodu vytvoření dvanáctimístného čísla bodu. Informacejako číslo katastrálního území nebo číslo ZPMZ (záznamu podrobného měření změn) sedoplňují automatizovaně na základě dat získaných ze serveru při začátku měření. Pouzev případě měření bodů Základního bodového pole a Zhušťovacích bodů je třeba, abyuživatel vyplnil číslo triangulačního listu ručně. Výhodou přístroje je, že má integrovanýprohlížeč, tudíž lze tuto informaci vyhledat na webových stránkách Zeměměřického úřadupřímo v terénu. Tlačítkem „Start” se spouští začátek měření a na displeji se zobrazují informaceo souřadnicích ve WGS 84 a počtu záznamů na daném bodě. Po dostatečně dlouhé doběobservace uživatel tlačítkem „Stop” měření ukončí. Akci lze pochopitelně kdykolivstornovat. V případě storna je číslo bodu zachováno pro další měření a žádné informacek tomuto měření se neodesílají. V případě regulérního ukončení měření (tlačítkem„Stop”), aplikace v mobilním telefonu spočte průměr z hodnot souřadnic měření danéhobodu (které získává z NMEA), aplikace se měřiče dotáže na kódové označení bodu (číslo1-9999). Tím jsou dokončeny informace pro daný měřený bod. Kódové označení boduslouží pro uložení topologie bodů, aby byla případně usnadněna práce v kanceláři přivytváření liniové kresby nad těmito body. Pro každý změřený bod se vytvoří řetězec GML, který je odeslán na server DIKAT.Toto GML obsahuje informace o souřadnicovém systému, projektu, data měření (jenutné pro správnou transformaci do S-JTSK), číslo bodu, souřadnice bodu, jeho kódovéoznačení, přesnost, specifikaci GPS a jméno měřiče. Pro každý bod se ukládají v tabulcepro uložení bodu do databáze DIKAT následující položky: · ID, · stav dat, · kód katastrálního území, · číslo ZPMZ, · číslo triangulačního listu, · číslo bodu, · úplné číslo bodu, 150
    • · souřadnice Y, · souřadnice X, · souřadnice Z, · třída přesnosti, · poznámka, · ID projektu, · datum, · kód bodu, · kód GPS, · označení měřiče. Po zavolání webové služby z mobilního klienta - pomocí GML - služba kontroluje,zda je uveden správný EPSG kód pro WGS 84, případně S-JTSK. V případě, že EPSGkód správný není, je odesláno na mobilního klienta chybové hlášení. V opačném případěslužba zpracuje z GML standardizovaný textový formát, který slouží jako vstup protransformační program, který je potom na serveru spuštěn. Vlastní transformační program přepočte tento textový soubor a tvoří soubory sesouřadnicemi v S-JTSK (pokud byl vstup ve WGS 84, a obráceně), kde výsledné hodnotyjsou kladné – bez znaménka, ve stejném formátu jako byl vstupní formát. Webová služba z tohoto souboru převezme souřadnice v S-JTSK a z nich s pomocítextových informací uvedených za souřadnicemi vytvoří GML, avšak se zápornýmisouřadnicemi pro S-JTSK. Do databáze ale vstupují body kladné. Důvod přepočtu dozáporných souřadnic ve formátu GML je ten, že tato služba je přístupná všem uživatelůmna internetu, tudíž je možno si nechat přetransformovat GML soubory z WGS 84 doS-JTSK nebo obráceně. Byl-li požadavek zaslán z databáze DIKAT, jsou z GML všechny informacepřečteny a zapsány do databáze. Jestliže šlo o obecný požadavek neznámého uživatelewebové služby z internetu, vrátí se mu výsledný GML.3. Zkušenosti z terénního výzkumu Obecně lze konstatovat, že terénní testy byly úspěšné. Drobné problémy bylyklasické jen s horší čitelností displeje ozářeného sluncem, avšak i ta byla nesrovnatelnělepší než u displejů notebooků. Co se týče použité techniky, GPS, zvláště v kombinaci seslužbou CZEPOS, dosahovala vysoké přesnosti, využití v lese je však omezené pouze nanavigační účely. V testovací oblasti nebyly problémy s příjmem signálu GPRS. Dále jsoupopsány zkušenosti z testování pro jednotlivé aplikace.3.1 Zjišťování průběhu hranic a navigace k bydlišti vlastníka Činnosti při zjišťování průběhu hranic lze rozdělit na etapy: 1) přípravné práce, 2) tvorba náčrtů a soupisů nemovitostí, 3) vlastní zjištění průběhu hranic, 4) vytváření náčrtů zjišťování průběhu hranic. 151
    • Pracovník je v terénu vybaven zvětšeninou platné katastrální mapy. Vzhledemk možnosti přiblížení mapy na mobilním zařízení není při digitálním zpracování nutnosttuto mapu již zvětšovat. Mapa obsahuje též doplněný právní stav v rastrové podobě(časem bude i vektorová). Z ní se rozdělením území na jednotlivé celky vytváří náčrtyzjišťování průběhu hranic a soupisy nemovitostí. Jako další podklady slouží pozemkovémapy, seznamy vlastníků a domů s čísly popisnými, ortofota, geometrické plány, ZPMZ,přídělové plány, přehled sítě pevných bodů podrobného polohového bodového pole.Všechny tyto podklady jsou v současnosti obvykle v rastrové nebo jen papírové podobě. Vlastní terénní mapování spadá pod bod 3. Provádí se porovnání právního stavuzakresleného v podkladových náčrtech se stavem v terénu. Zjišťování hranic provádíkomise složená z pracovníků katastrálního úřadu a ze zástupců obce a dalších orgánůurčených katastrálním úřadem. Předsedou komise je pracovník katastrálního úřadu,určený ředitelem katastrálního úřadu. Zjišťování hranic se provádí za účasti pozvanýchvlastníků a jiných oprávněných osob nebo jejich zástupců. Předseda komise je povinenpři zjišťování hranic upozornit všechny přítomné osoby na nesoulad skutečného průběhuhranic s jejím vyznačením v platném katastrálním operátu. Označení hranic je povinnostívlastníka. Pracovník provádějící ZPH zaznamenává do náčrtů aktuální stav hranic. K tomuje vhodné umožnit jak ruční záznamy, tak záznamy lomových bodů (parcely, ale i novécesty), případně hraničních znaků vyznačených vlastníky jako záznam aktuální polohyGPS (kresba liniových prvků pomocí trajektorie GPS není možná, neboť linie jsou tvořenyúsečkami). Výsledkem zjišťování průběhu hranic je náčrt, v němž jsou do stávajícíhoprávního stavu zakresleny nové prvky mapy a také jsou označeny prvky pro zrušení. Vevýsledku se nové prvky zakreslují červeně, zrušené se červeně škrtnou, hranice parcelpozemkového katastru se označí zeleně, případně se doplňují další informace nebo atributyk hraničním znakům nebo hranicím, vlastnické hranice jsou vyznačeny tlustou černoučarou, neznatelné přerušovanou. Vyznačuje se i druh oplocení. Při vlastní terénní práci byla v rámci pilotního projektu provedena jen vizuálníkontrola souladu stavu vyznačeného v katastrální mapě (pochopitelně bez účasti dalšíchosob) a „vyznačeného” v terénu na základě polohy kurzoru aktuální pozice přístroje nadpřipojenou mapou. Přístroj GeoXT totiž umožňuje připojení jak rastrové, tak vektorovémapy a zavedení vlastního souřadnicového systému. Tím pádem bylo možno bezproblémů využívat mapy v S-JTSK. Při mapování se za vyznačenou hranici považovalycesty, případně hranice druhů pozemků. Porovnání stavu ve volném terénu, případněv intravilánu, proběhlo bez problémů. Bylo využito též možnosti připojení přístroje na internet a prohlížení internetovýchstránek. To pro případ, kdy by se vlastník k řízení nedostavil. Informace o vlastnícíchjsou uvedeny v soupisu nemovitostí, který si pracovník vyhotovil v přípravné fázi. Nastránkách je též možno vyhledat přes parcelní číslo uvedené v katastrální mapě informaceo vlastníkovi včetně bydliště. Adresu je pak možno zadat do některé z webových aplikacímap České republiky (např. www.mapy.cz nebo www.supermapy.cz), kde je tato adresaoznačena a je možno najít její souřadnice. Ty se pak zadají do programu v přístroji, kterýpracovníka naviguje (např. směrem a vzdáleností, označením, kam zahnout, aby uživatelšel po přímé spojnici s hledaným bodem, případně zobrazením na mapě, kde je vidětaktuální poloha uživatele a místo cíle). Tato funkce se ukázala jako velmi užitečná, protože 152
    • velmi často nebyla ani možnost se kohokoliv zeptat na cestu. Toto řešení je také mnohdyčasově úspornější.3.2 Vyhledávání bodů polohového bodového pole Pro body polohového pole se vedou geodetické záznamy, které mimo jiné obsahujílokalizační údaje - souřadnice v S-JTSK, číslo bodu a místopisný náčrt s vyhledávacímimírami, které jsou též vedeny v katastrální mapě. Pomocí těchto informací lze bodvyhledat. V terénu jsou body stabilizovány vysekanými křížky, hřebovými značkami,kovovými konzolami, čepy na budovách, ocelovými trubkami atd. Na základě souřadnicjsme pomocí navigace GPS při testech vyhledávali orientační polohu bodu. V případě,že nebyl bod nalezen okamžitě, jeho přesné umístění obvykle vyplynulo z místopisnéhonáčrtu. Pak probíhala navigace stejně jako navigace k bydlišti vlastníka.3.3 Hledání (inspekce) provedení obnovy katastrálního operátu Toto testování odpovídá svou povahou kontrole souladu stavu katastrální mapya hranic vyznačených vlastníky. Jen s tím rozdílem, že kontrolní orgán provádí revizi stavupozemkových úprav – tzn., zda byly vyznačeny hranice mezníků v terénu. Znamená totedy vyhledání neznatelné hranice na základě mapového podkladu a kontrolu, zda jsou nahranici umístěny mezníky. Vlastní průběh prověření aplikace proběhl stejně a se stejnýmivýsledky jako kontrola souladu stavu při zjišťování průběhu hranic.3.4 Měření podrobných bodů pomocí vyvinuté aplikace Při testování měření bylo zaměřeno cca 20 bodů, které byly odeslány do databázev rámci dvou nově založených projektů. Několik bodů bylo během měření stornováno proověření funkčnosti aplikace. Body se před uložením do databáze automatizovaně transformují pomocí webovéslužby. Transformace probíhá na základě změřených rovinných souřadnic a výšky.K výpočtu jsou použity vyrovnávací tabulky a datum měření (vzhledem k tomu, že seevropská deska pohybuje). Přesnost této transformace je pak charakterizována středníkvadratickou odchylkou 0,05 m v poloze a 0,10 m ve výšce. Služba funguje též samostatně,kdy zaslaný GML dokument v souřadnicovém systému WGS 84 přetransformuje do S-JTSK. Data jsou zasílána mezi GPS přístrojem, respektive databází, a webovou službouzajišťující komunikaci s transformačním programem jako GML řetězec, který je součástíwebové adresy odesílané službě pro zpracování výstupů z měření. Vzhledem k ukládání kódů pro jednotlivé body a jejich číslování je možno doplnitsystém DIKAT pro zpracování geometrických plánů tak, aby na základě těchto kódů bodyz databáze poloautomatizovaně pospojoval zvoleným typem linie, a tak usnadnil práciručního spojování bodů. 153
    • Obr. 1: Schéma komunikace mezi mobilním zařízením, resp. uživateli služby pro transformaci a databází DIKAT4. Závěr Terénními testy byly odzkoušeny možnosti využití technologie GPS pro mobilnívelkoměřítkové mapování se zaměřením na aplikace katastru nemovitostí. Pro testování bylpoužit přístroj GeoXT integrující PDA a GPS. K navigačním a informativním aplikacímpostačovalo programové vybavení tohoto přístroje, avšak pro mapování podrobnýcha pomocných bodů byla ve VÚGTK vytvořena vlastní aplikace, která zahrnuje proces odsběru dat, jejich transformace z WGS 84 do S-JTSK až po uložení naměřených dat on-linena server. Transformace, která je součástí této aplikace, je též poskytována jako webováslužba pro transformaci GML dokumentů na serveru VÚGTK. 154
    • ČÁST IIINAVLOG
    • Kapitola 1: NAVLOGKAREL CHARVÁT, ZBYNĚK KŘIVÁNEK, PAVEL GNIP, PAVEL VANIŠ1. Úvod Projekt Navigační a logistické systémy - NavLog se zaměřoval na návrh komplexníhotelematického řešení pro logistické a navigační systémy, které zahrnuje nejen otázkyrozvoje komunikační infrastruktury, ale i návrh nových softwarových řešení využívajícíchmoderní webové služby a standardy. Byl zaměřen na návrh obecného hardwarového(mobilní jednotka) a softwarového řešení (OpenLS a Sensor Web Enablement) a jehoověření na řadě typových úloh. Od projektů popisovaných v této publikaci se výrazně odlišuje, neboť se významnoučástí zaměřuje na hardwarová řešení umožňující sběr a správu prostorových dat. Integracepolohovacích systémů a mobilní komunikace a možnost integrace nových senzorovýchtechnologií je jedním z hlavních cílu aplikací informační společnosti v oblasti práces prostorovými daty. Nové úlohy v oblasti telematiky, ochrany životního prostředí,zemědělství, lesnictví, geodézie a kartografie, a především pak krizového řízení, vytvářívýraznou poptávku po nových hardwarových řešeních pro mobilní on-line sběr informacía jejich následnou integraci s webovými aplikacemi. Právě proto je jedním ze stěžejníchvýstupů projektu NavLog mobilní komunikační jednotka, která představuje prototypuniverzální hardwarové platformy umožňující snadnou integraci s různými hardwarovýmiperiferiemi a jejich integraci pomocí IP protokolu do systému správy prostorových dat.Oproti původnímu záměru projektu se ukázaly možnosti výrazně širšího využití tétomobilní jednotky v celé řadě typových úloh. Hardwarové řešení NavLog bylo navrhovánojako plně otevřené řešení, které je možno integrovat s libovolnými řídícími systémy, jakonapříklad systémy založené na bázi záchranných složek, řízení veřejné dopravy neboi v rámci komerčního sektoru. Základem softwarového řešení NavLog jsou webové technologie, které nabývajív současné době stále většího významu. Jejich hlavní výhodou není jen dostupnost v rámcicelosvětové www, ale vzhledem ke snadné údržbě, jednotnému prostředí (web prohlížeč)i ekonomické výhodnosti nabývají významu i v rámci vnitropodnikových sítí (intranet).Web technologie tak dovolují nabídnout navigační a logistické úlohy velkému počtuuživatelů. Není potřeba instalovat drahý a na obsluhu složitý software, ale stačí využítběžného PC s internetovým prohlížečem. V oblasti navigačních a sledovacích systémůumožňuje budovat nový koncept aplikací, které kombinují jak principy navigace, tak isledování a řízení vozidel. Projekt NavLog tak měl významně mezioborový charakter. Na straně komunikačníchtechnologií byl výzkum a vývoj zaměřen především na integraci různých nezávislýchkomunikačních platforem (GPRS, WiFi, BlueTooth) zajišťujících optimální Quality ofServices (QoS) v celém procesu přenosu prostorových informací z terénu do prostředíwebu s využitím standardních IP protokolů. Důležitou součástí celého řešení NavLog jeintegrace současných (GPS, event. Glonas) i budoucích polohovacích zařízení (Galileo)a zpřesňování měření buď s využitím systému EGNOS nebo pozemní sítě referenčníchstanic. 157
    • Tento původní záměr byl nadále v průběhu projektu rozšířen o možnost integracedat sbíraných senzory, a to jak statickými, tak mobilními. V závěru došlo i na výzkummožnosti integrace budoucích senzorových technologií (tzv. chytrý prach – smart dust). V oblasti řídícího softwaru byla základní řešení navržena na principu otevřenýchzdrojů (Open Source) s respektováním mezinárodních standardů. Základ projektu NavLog tvořily následující technické cíle:1) Vývoj kompaktního mobilního modulu pro příjem GPS a EGNOS signálu.2) Vývoj komunikačního modulu pro integraci bezdrátových platforem GPRS a WiFi a BlueTooth.3) Realizace mobilní jednotky NavLog se zaručeným bezdrátovým přenosem na základě integrace výše uvedených modulů a integrace senzorových dat.4) Návrh IP řešení softwarového serveru na bázi Open Source GIS systému pro sběr dat z mobilní jednotky NavLog v síti Internet.5) Designe a implementace integrovaného on-line IP systému pro navigaci a logistiku připraveného pro integraci s budoucí platformou GALILEO.2. Typové úlohy projektu NavLog Pro implementaci na straně serveru se zaměříme na následující úlohy, které budouna straně serveru postupně implementovány:• Sledování a monitorování pohybu vozidel.• Poskytování dat pro navigaci do klientské aplikace.• Navigace na straně serveru.• Řešení pro záchranné a bezpečnostní systémy.• Navigace zemědělských strojů.• Navigace v mapovacích úlohách.2.1 Sledování a monitorování pohybu vozidel V oblasti softwaru pro sledování vozidel mají internetové aplikace své významnémísto a budou vykazovat v nejbližších letech velmi strmý nárůst uživatelů. Důvodemje samozřejmě především stále stoupající možnosti a kvalita internetového připojeníu většiny populace. Mapová internetová aplikace pro sledování vozidel má výhodysamozřejmě i v tom, že není potřeba pořizovat často nákladný software pro dispečink, alevšichni uživatelé (jejichž počet není v daném okamžiku nijak omezen) vystačí s pouhýminternetovým prohlížečem. Navíc k mapě zobrazující provoz vozidla se lze připojitskutečně všude, kde je k dispozici internet - doma, na dovolené, v hotelu i na služebníchcestách. Základní požadovaná funkčnost spočívá v možnosti:• efektivně řídit provoz služebních vozidel,• sledovat, zda řidiči dodržují vždy vnitřní předpisy firmy (nepoužívají služební vozi- dla nepovoleně pro soukromé účely, ale také zda dodržují maximální povolenou rychlost na dopravním komunikacích a další dopravní předpisy),• zefektivnit práci zaměstnanců využívajících služební vozidla (kromě úspory pohonných hmot přináší i další významné úspory - př. diety zaměstnanců),• generovat okamžitě jednoduchou knihu jízd každého vozidla, 158
    • • sledovat okamžitý i historický provozní stav každého vozidla (výhodné např. pro vozidla zajišťující zimní i letní údržbu komunikací),• při optimálním zapojení sledovací jednotky chránit vozidla před odcizením. Pozice vozidel je on-line snímána GPS anténou připojenou sériovým portem k GPRSmodemu. Využívají se GPRS modemy s vestavěným uživatelským aplikačním rozhraním.Vnitřní procesor modemu ovládá komunikaci s mobilní sítí a současně spravuje sériovýport. Modem zajišťuje příjem aktuální pozice vozidla z GPS antény přes tento sériovýport a její odeslání a uložení na centrální server. Jako GPS přijímače se v současné doběvyužívají běžné průmyslové GPS antény. Polohy vozidel přicházející na server od jednotlivých sledovacích jednotek jsouukládány do databází, kam mají přístup pouze autorizovaní uživatelé, a to pochopitelnětak, že každý uživatel mapové aplikace smí sledovat pouze polohu těch vozidel, které sámprovozuje. Na mapě jsou pak zobrazeny jak aktuální polohy těchto vozidel, tak i historiepohybu vozidla v zadaném časovém intervalu. Uživatel si může zobrazit též knihu jízd prozadané období. Mapová aplikace ve spojení s představovaným hardware dokáže odlišnouznačkou zobrazit i aktuální pracovní stav a též celou jeho historii. To je výhodné napříkladu dispečinku sledujícího provoz sypačů v terénu (posyp, pluhování a další stavy vozidla).2.2 Poskytování dat pro navigaci do klientské aplikace V současné době existuje velké množství klientských aplikací navigačních systémůfungujících na PDA, event. přímo v GPS. Tyto úlohy mají mapové podklady nahranépřímo v sobě. Problém může nastat při přemístění do neznámého terénu nebo při výskytuuzávěrek a podobně. Takovéto situace vyžadují aktualizované datové podklady. Jako optimální se jeví služba, která bude na vyžádání poskytovat datové podkladyz určité oblasti. Tyto datové podklady musí být jednak ve vektorové formě (především cestní síť),ale doplňková data mohou být rastrová. Data budou poskytována na vyžádání dle polohy vozidla.2.3 Navigace na straně serveru Navigační úlohy na straně serveru jsou rozšířením služeb poskytovaných v současnédobě celou řadou mapových portálů (např. Seznam) zabezpečujících vyhledání nejkratšícesty mezi dvěma body s úlohami sledování polohy vozidla. Na server je vysílána aktuálnípoloha vozidla a vzhledem k této poloze jsou přepočítávány trasy vozidla a ty jsoupřenášeny na mobilního klienta.2.4 Řešení pro záchranné a bezpečnostní systémy• Dispečerské pracoviště umožňující koordinovat pohyb jednotlivých vozidel.• Navigace na záchranném vozidle se získáváním aktuálních údajů.2.5 Navigace zemědělských strojů Základním požadavkem dané úlohy je zajistit přenos dat umožňujících polníaplikaci chemických látek, eventuálně setbu na základě předpřipravených plánů. Daná 159
    • úloha obnáší:• zajištění mobilního přenostu dat mezi strojem a serverem,• napojení navigačního systému na vybavení stroje, řídící variabilní aplikaci,• přenos dat MapServer,• GPS s DGPS · standardní přesnost pod 1m (aplikace hnojiv, zpracování půdy), · pod 10 cm (setí, kultivace půdy během vegetace), · umístění GPS na střeše - připojení kabelem, - BlueTooth,• digitální kompas - směrová přesnost,• příčný a podélný sklonoměr,• snímač směru a rychlosti větru pro aplikaci kapalných hnojiv,• komunikace a diagnostika traktoru - CAN, FMS ... nadstavba, ne v základní variantě.2.6 Navigace v mapovacích úlohách Mapovací úlohy se úzce dotýkají navigování. Běžné mapování se skládáz následujících úloh: · Navigace do místa měření. · Nalezení bodu o známých souřadnicích. · Zaměření polohy bodu. Přenosy dat GPRS budou prověřeny a otestovány v praktickém mapovacím procesuvelkoměřítkových map a topografické mapy 1 : 5000. Testovací úlohy jsou:a) Zjišťování průběhu hranic. Úloha vyžaduje ověření přenosů textových informací na server (čísla parcel, názvy místní a pomístní, adresy vlastníků apod.), zpětně může od serveru vyžadovat rastrové obrazy (soubory) starších map.b) Tvorba měřických náčrtů pro mapování. Úloha vyžaduje přenesení naměřených hodnot na server, připojení poznámek o poloze bodu k číslu bodu se souřadnicemi X,Y (např. roh budovy, cesta, osa koleje apod.) a zaslání těchto náčrtů na server. Zpětně může od serveru vyžadovat platnou katastrální mapu v rastrové nebo vektorové podobě.c) Tvorba geometrických plánů. Úloha vyžaduje přenesení nově zaměřených a ověřených bodů na server v připravené struktuře dat. Ze serveru bude vyžadována příprava vytyčovacích prvků, resp. podrobných bodů polohopisu při vytyčování např. neznatelných hranic.d) Aktualizace topografických map 1 : 5000. Úloha vyžaduje provést terénní měření a šetření, jejichž záznamy se pak spolu s popisovými informacemi přidají na server. Od serveru budou vyžadovány informace v rastrové a vektorové hodnotě (mapové podklady). Výsledné informace budou uloženy na server. 160
    • Kapitola 2: METODIKA TESTOVÁNÍ INTEGROVANÉHOPŘIJÍMAČE GPS EGNOSPAVEL VANIŠ1. Úvod V projektech NavLog i MobilDat se pro zjišťování polohy používá integrovanýpřijímač GPS EGNOS. Jak je z cílových oborů využití výzkumu patrné, jsou zastoupenarůzná prostředí včetně těch, která nejsou pro šíření signálu GPS bezproblémová. Provyužití ve středně měřítkovém mapování, případně pro sledování zásilek nebo orientaciv lesním terénu, je možnost využití GPS přijímače rozšířeného o EGNOS dostačující. Cílem rozvoje metodiky testování bylo statisticky zdůvodněné ověření přesnostiintegrovaného přijímače GPS EGNOS a porovnání s dalšími aparaturami a tedy prověřenízpůsobu chování těchto aparatur v různých prostředích. Výsledek měl umožnit vybrat prodané potřeby nejvhodnější aparaturu. Podmínky příjmu signálu z družic byly voleny tak,aby při ideálních pozorovacích podmínkách co nejvíce odpovídaly nejčastěji dosahovanýmhodnotám PDOP s vyloučením extrémů. Při tvorbě metodiky testování bylo nutnodbát na prvotní účel použití testovaných GPS. Ten lze obecně formulovat jako měřenípolohy pohybujících se objektů v době a místě, která nezávisí na ideálních příjmovýchpodmínkách, ale z hlediska GPS na víceméně náhodném rozhodnutí uživatele. Zároveňje možno extrémy vyloučit proto, že nápadné extrémy jsou při kontinuálním záznamupohybu patrné. V průběhu testování byla provedena statická i dynamická měření.2. Postup sběru dat Přijímač byl umístěn na bod o známých souřadnicích a byla provedena měřenípo dobu 180 sekund s intervalem záznamu 1 s. Pro vzájemnou porovnatelnost výsledkůbylo nutné dodržet zhruba stejné podmínky příjmu - tedy testovací měření provést všemipřístroji na daném bodě a danou metodou bezprostředně za sebou a veškerá měřeníuskutečnit za běžně dosahovaných hodnot PDOP. Hodnota požadovaného teoretickéhoPDOP byla určena do 4, což odpovídá cca 90 % denní doby. Tak je možno říci, že výsledkyjsou v průměru platné v nejširším možném časovém úseku, pokud nedošlo k extrémnímpodmínkám (např. vyřazení více družic apod.). Vlastní měření proběhla v podmínkách,v jakých se předpokládá použití aparatur. Vybrali jsme tedy 2 body základního bodovéhopole v lesním porostu (cca dvacetileté smrkové mlází obklopené smíšeným vzrostlýmlesem a průsek ve vzrostlém smrkovém lese) a 3 body geodetické základny VÚGTK naSkalce. Pokud přístroj umožňoval přijímat korekce EGNOS, byla na bodech mimo lesprovedena též měření s EGNOSem. V lesním porostu byl příjem korekcí z EGNOSpřerušován, tudíž byly posuzovány jen údaje bez korekcí. Celkově byl každý bod změřendaným přístrojem a danou technikou (bez a s EGNOSem) desetkrát v průběhu 3 týdnův červenci 2005. 161
    • Výsledky byly převedeny z formátu NMEA pomocí konverzního programu doformátu CSV a zároveň byly souřadnice transformovány do S-JTSK, protože cílem bylovyhodnotit celý proces při zpracování dat. Data z CSV byla načtena do Microsoft Excela tam statisticky zpracována. Pro dynamická měření byl zaměřen testovací polygon pokrývající nejrůznější možnépodmínky – les, obec, volné prostranství, hluboké údolí. Polygon byl zaměřen v okolíOndřejova. Začátek byl v místě křížení silnice II. třídy č. 335 s potokem Šmejkalka (cca500 m od křižovatky silnic č. 335 a 113 mezi Mnichovicemi a Ondřejovem), pokračovaldále po silnici č. 335 do Ondřejova, odtud po silnici 113 do Chocerad a pak po silnici III.třídy po proudu Sázavy do Poddubí, kde byl ukončen na ose zpomalovacího prahu u hřiště.Délka polygonu je cca 8,7 km. Měření probíhala s příjmem korekcí EGNOS, které místy vypadávaly. Antényaparatur byly umístěny na střeše automobilu a celá trasa byla projeta 10-krát ve stejnémsměru za různých konfigurací družic. Výsledky pak byly převedeny do grafického systémuMicroStation a byla posuzována příčná odchylka z trasy.3. Metodika zpracování výsledků statických měření3.1 Vstupní hypotézy V praxi je výrobci přesnost přístrojů obvykle charakterizována vzdáleností 95%pravděpodobnosti naměřené hodnoty od skutečné hodnoty (Thales Navigation) případnějako střední kvadratická chyba (Trimble). Proto je patrné, že pro porovnání přesnosti vícepřístrojů je třeba sjednotit metodiku výpočtu charakteristické hodnoty přesnosti přístroje.Pro pokud možno co nejexaktnější porovnání výsledků je třeba určit přesnost přístrojůstejnou metodou. Otázkou také zůstává, jakým způsobem jsou výsledky zjišťovány.Takto určované hodnoty také nezohledňují rozptyl výsledků. Proto stejná hodnota můžepopisovat přístroj, který vykazuje stále stejnou chybu, ale též přístroj, který polohu určíjednou velmi přesně a podruhé velmi nepřesně. Z tohoto důvodu a také vzhledem k nízkému počtu provedených měření je vhodnéhledat charakteristiku popisující nejpravděpodobněji dosahovanou chybu a také mírunejistoty danou nízkým počtem pozorování. Z grafů uvedených Wilsonem [175] i ze záznamů pozic [153] je zřejmé, že velikostchyby měření se nejčastěji pohybuje kolem určité hodnoty a četnost naměření větší nebomenší chyby klesá s rostoucí vzdáleností od této hodnoty. Vzhledem k tomu, že měřenív jedné kampani vytvářejí shluk (jsou závislá), je vhodné z každé kampaně určit průměrjako charakteristickou hodnotu pro další statistické zpracování. Tím se zároveň vylučujízjevné extrémní hodnoty, které jsou při kontinuálním měření zjistitelné. Velikost chyby v severní a východní složce odpovídá normálnímu rozložení.Z praktických důvodů jsme se rozhodli tyto složky sloučit jako vzdálenost od skutečnéhodnoty. Vzdálenost od skutečné hodnoty má dvourozměrné normální rozložení bezzávislosti mezi proměnnými, konkrétně se jedná o Rayleighovo rozložení. Problémem 162
    • Rayleighova rozložení však je skutečnost, že předpokládá u obou složek stejnousměrodatnou odchylku σ [103].3.2 Možnosti řešení Při řešení úkolu bylo analyzováno několik možných způsobu náhledu na problém.A to: · empirický pohled, · výběrová šetření, · sledování oscilace kolem průměru kampaně nebo skutečné hodnoty, · klasický výpočet střední chyby.3.2.1 Empirický pohled Na základě výběrového souboru určit empiricky odhad přesnosti přístroje: toznamená, že by se jednotlivé charakteristiky (průměrná vzdálenost jednotlivých průměrůz kampaní od skutečné polohy) seřadily a v momentě, kdy by bylo dosaženo určenéprocento p, odečetla by se vzdálenost Yp (p-tý percentil), který by charakterizoval odhadpřesnosti přístroje pro dané procento měření. Lze předpokládat, že vlivem nízkého počtuměření nevyjde průměrná poloha naměřených hodnot na skutečnou polohu, tudíž výšepopsaným způsobem odhadnutá přesnost přístroje bude o něco horší než přesnost skutečná.Průměr určený z 10-ti hodnot kampaně popisuje míru nepřesnosti našeho odhadu přesnostipřístroje.3.2.2 Výběrová šetření - statistický pohled Jak bylo uvedeno výše, je rozložení vzdálenosti naměřených hodnot od hodnotyskutečné dáno Rayleighovým rozložením. Pro toto rozložení lze spočítat percentily (tedyi intervaly spolehlivosti) podle vzorce Je však otázka, jak postupovat v případě, kdy se směrodatné odchylky v obousložkách (východní a severní) liší. Nabízí se několik možností s tím, že společnousměrodatnou odchylku můžeme vypočíst několika způsoby ze směrodatných odchylekobou složek, případně ji vypočíst „zpětně” ze zjištěné průměrné vzdálenosti (středníhodnoty), která je definována jako Všechny tyto možnosti však vedou k aproximaci správně zvoleného Rayleighovarozdělení. Protože zjištěná chyba výjimečně dosahuje extrémně nízkých hodnot, budemeaproximovat velikost chyby normálním rozdělením s vědomím určité nepřesnosti spíšev dolní mezi intervalu spolehlivosti. Proto použijeme metody výběrového šetření s tím,že budeme na velikost chyby pohlížet jako na veličinu s normálním rozdělením. Metodikavýběrového šetření spočívá v tom, že se na omezený počet zjištěných hodnot pohlíží jakona reprezentativní vzorek z velmi vysokého počtu možných vzorků. Pak jsou aplikoványvzorce pro odhad střední hodnoty (průměr z výběrového vzorku) a je vypočtena směrodatnáodchylka výběrového průměru. Aplikací hodnot Studentova t-testu pro daný počet stupňůvolnosti a pravděpodobnost se pak určí interval spolehlivosti odhadu průměru. 163
    • Aplikací stejných metod na vzdálenost od hodnoty průměrné naměřené polohy(místo skutečné polohy) by byla měřena spíše spolehlivost přístroje (míra variabilitynaměřené polohy), ale byla by zanedbána systematická chyba.3.2.3 Sledování oscilace měření kolem průměrné naměřené hodnoty Lze zpracovat odchylky jednotlivých sekundových hodnot od průměrů kampaní.Tyto charakteristiky ukazují, jak v rámci jednoho měření kolísá měřená hodnota kolemprůměru z daného tříminutového intervalu. Tak by vzniklo 10 hodnot charakteristikvyjmenovaných dále a jejich průměr by určil jakousi souhrnnou charakteristiku oscilacepři jednotlivých tříminutových měřeních. Tedy opět míru variability naměřené polohy. Charakteristiky spolehlivosti: · průměrná dosažená chyba, · medián - vzdálenost, kdy polovina měření je přesnější a druhá polovina nepřesnější, · percentily - v dané vzdálenosti by bylo p % výsledků, · modus - nejčastěji dosahovaná chyba. Rozptylové charakteristiky spolehlivosti: · rozpětí - rozdíl nejméně a nejvíce přesného měření, · rozptyl - teoreticky (pro velký počet měření) odpovídá 68% percentilu, · průměrná odchylka od mediánu (případně modu nebo průměru), · percentily rozdílu naměřené hodnoty od modu - jako obdoba intervalu spolehlivosti. Vzhledem k tomu, že lze očekávat kompaktní měření, nejsou tyto hodnoty přílišzajímavé. Větší rozdíly v rámci jednoho tříminutového měření mohou nastat v lese, ale tybudou způsobeny zastíněním družic listím nebo posunem družice během tohoto intervalu[141].3.2.4 Klasicky – střední chyba Je možno také postupovat klasickým způsob výpočtu střední chyby. Střední chyba v každé komponentě je definována jako , případně kde Xi a Yi jsou naměřené hodnoty severní a východní složky a X a Y jsou skutečnésouřadnice bodu. Ze středních chyb každé komponenty se určí střední souřadnicová chyba [172] jako Využití této metody pro určení obecné charakteristiky přesnosti daného přístrojeje však diskutabilní z hlediska malého počtu nezávislých kampaní a také proto, že téměřpřesné určení polohy je vlivem chyb vnesených do GPS měření velmi výjimečné. 164
    • 4. Metodika zpracování výsledků dynamických měření Problematika posouzení dynamických měření je složitější, neboť nelze s dostatečnoupřesností určit, v jakém bodě se v okamžiku měření přístroj nacházel. Ideální by bylo testování na kolejovém vozidle s počítačově řízenou rychlostí.Pak by bylo možné na základě rychlosti a zrychlení určit přesné souřadnice v bodě, kdese vozidlo nacházelo v čase t od startu. Podobně existují systémy pro sledování pohybuautomobilu, které jsou založeny na gyroskopu a odometru [1]. Naše měření bylo založeno na pohybu aparatur v automobilu po zaměřenémpolygonu s možností porovnat alespoň příčnou odchylku od předpokládané osy. Vzhledemk tomu, že testy probíhaly na silnici za provozu, byly vedeny poznámky o případnýchvychýleních z osy z důvodu vyhýbání se překážce apod. Lze předpokládat, že dynamickáměření budou vykazovat posun, systematickou chybu, způsobenou výpočtem ambiguitna počátku měření. Úkolem je zároveň zjistit a vyhodnotit, jak se GPS aparatura chováv různých podmínkách za různých rychlostí s ohledem na běžné provozní podmínky.5. Vyhodnocení a výsledky Vzhledem k problémům uvedeným v kapitole 3, byla jako nejvhodnější vybránavarianta výběrových šetření a intervalů spolehlivosti aplikovaných na hodnotu chybyprůměrné polohy pro každou kampaň daným přístrojem na daném bodě s aproximacínormálním rozdělením. Zároveň je vhodné uvést absolutní extrémy jednotlivých záznamů.Vyhodnocení výsledků ukázalo, že v krajně nepříznivých podmínkách se u přístroje sesofistikovaným firmware objevují výrazné, ale nepočetné, extrémy. Pravděpodobně se jednáo excesy způsobené náhlou změnou podmínek v zastínění družice pohybujícím se listímv hustém lese. Vzhledem ke zvolené metodě jsou však tyto jednotlivé extrémy vyloučenya na výsledku se neprojevují. Za vhodnějších podmínek však kvalitnější přístroje vykázalyjak užší intervaly spolehlivosti, tak menší rozpětí jednotlivých záznamů. Pro ilustraci navržené metody jsou dále (obr. 1-3) graficky znázorněna naměřenádata se znázorněným výsledkem navržené metody – silné plné kružnice zobrazují 95%interval spolehlivosti při aproximaci normálním rozložením. Silnou přerušovanou kružnicíje znázorněn 95% interval spolehlivosti pro Rayleighovo rozložení se společným rozptylempro východní a severní složku určeným „zpětně” z vypočtené průměrné vzdálenosti.Tenké kružnice reprezentují střední souřadnicovou chybu. Pro tmavší z nich (s menšímprůměrem) je počítána z 10 průměrných hodnot, pro světlejší jsou k výpočtu využity úplněvšechny jednotlivé záznamy. Čtvercem je znázorněna skutečná poloha měřeného bodu,kosočtvercem průměr absolutních hodnot východní a severní složky a trojúhelníkemprůměrná hodnota. Trajektorie znázorňují hodnoty záznamů jednotlivých kampaní. Obr.1 ukazuje měření obyčejným GPS modulem v průseku vzrostlého smrkovéholesa. Je patrné, že pro normální rozdělení došlo k potlačení extrémních hodnot tak, jakbylo předpokládáno. Za povšimnutí stojí malá střední souřadnicová chyba (tedy klasickýzpůsob určení přesnosti), která se blíží dolní hranici intervalu spolehlivosti pro normálnírozdělení. 165
    • Obr. 1: Záznamy a výsledky měření jednoduchou GPS aparaturou v lesním průseku Na obr. 2 jsou uvedeny hodnoty naměřené na volném prostranství na integrovanémpřijímači GPS EGNOS vyvíjeném v rámci projektu. V tomto případě se střední souřadnicovéchyby opět blíží k dolní hranici intervalu spolehlivosti pro normální rozdělení, ačkoliv jepatrné, že chyba dosahuje nejčastěji hodnot kolem 1,7 metru. Oproti tomu Rayleighovorozdělení vykazuje v tomto případě příliš vysokou horní hranici intervalu. Poslední obrázek (obr. 3) ukazuje měření vyvíjeným integrovaným přijímačem GPSEGNOS v hustém smíšeném lese. Zde je obzvláště patrný rozdíl střední souřadnicovéchyby počítané z průměrů a ze všech měření (rozdíl je téměř dvojnásobný). ProRayleighovo rozdělení chybí kružnice pro dolní hranici intervalu, protože je tato hranicepříliš nízká pro to, aby byla zakreslena kružnicí. Je patrné, že poměrně výrazná chybavzniklá při prvním měření žádný z výsledků kromě střední souřadnicové chyby počítanéze všech měření neovlivnila. Při dynamických měřeních byly zvlášť sledovány charakteristiky pro les, obeca údolí. Testování ve vzrostlém smrkovém lese na začátku trasy neumožnilo pozorovánídružice EGNOS, jinak byl signál EGNOS po zbytek trasy s krátkým ztrátami signálupřijímán. 166
    • Obr. 2: Záznamy a výsledky měřen integrovaného přijímače GPS EGNOS na volném prostranství s použitím EGNOSu V lese byly chyby největší – běžně kolem 23 metrů, v obci do 7 metrů a ve volnékrajině do 6 metrů. Nicméně občas docházelo k výpadkům signálu i ve volné krajině.Ze záznamů všech přístrojů vyplývá, že všechny mají pro určování polohy zabudovánKalmanův filtr, což se projevuje „vyjetím“ přístroje ze silnice v zatáčce. Jinak platí totéž,co pro statická měření – u přístrojů se sofistikovaným firmware dochází k extrémnímchybám při změně podmínek příjmu – např. průjezd pod stromem, v okolí budovy apod.6. Závěr Byla navržena a odzkoušena metodika určení přesnosti GPS přístroje pro navigacipři omezeném počtu měření, jejíž výsledky též popisují míru rozptylu naměřených hodnot.Současně proběhlo testování 4 přístrojů různých kvalit v různém prostředí a z výsledkůměření byla určena vhodnost každého přístroje pro určité podmínky. Výsledky podloženénázornou grafickou ukázkou prokazují, že statistické metody jsou pro tento druh testovánívhodné, avšak pro stanovení univerzální a přesnější metody testování je potřeba tytotechnologie dále zkoumat. 167
    • Obr. 3: Záznamy a výsledky měření integrovaným přijímačem GPS EGNOS v mlází ve vzrostlém lese 168
    • Kapitola 3: PŘEHLED SOUČASNÝCH METOD URČOVÁNÍPOLOHYPAVEL VANIŠ, KAREL CHARVÁT1. Úvod Určování polohy se provádí buď pomocí komunikační sítě nebo pomocí GPS.Pro praktické řešení úloh projektu NavLog má význam pouze určování polohy pomocíGPS, přesto ale pro úplnost uvádíme i základní možnosti určování polohy na základěkomunikační sítě.2. GSM lokalizace Pro lokalizaci v síti GMS existuje několik více či méně přesných metod, které budoudále popsány. Jejich hlavní výhodou jsou poměrně nízké pořizovací náklady (u většinymetod pouze mobilní telefon), základní nevýhodou je nízká přesnost lokalizace pohybujícíse v řádu několika ulic. Dalšími nevýhodami jsou pak poměrně vysoké výpočetní nárokyna centrum určující pozici a závislost na mobilních operátorech, kdy se pro rozumně rychlýpřístup k datům musí výpočetní centrum zčásti nacházet v ochranné zóně operátora.2.1 Lokalizace sítí Tato lokalizace je dnes nejvíce rozšířena. Klade vyšší nároky na síť z důvodu většíhomnožství přenášených dat a výpočet pozice je soustředěn na server, nicméně nejsou nutnévelké úpravy mobilního klienta. Bližší popis základních variant metody je uveden dále.2.2 Cell ID Toto je nejrychlejší a nejméně přesná metoda. Je založena na myšlence, že každébuňce v síti je přidělen jednoznačný identifikátor – Cell ID, který slouží k identifikacipřístupového bodu mobilního telefonu do sítě. Protože operátor zná pozici a dosah každéhovysílače, je schopen přibližně určit polohu mobilního zařízení. Přesnost určení této polohyje především závislá na velikosti buňky. V městských částech se může jednat o stovkymetrů, v předměstských částech kolem 1 km a ve venkovských oblastech od jednotky nebodesítky kilometrů, v limitním případě až 30 km.2.3 Timing Advance K výraznému zlepšení přesnosti výpočtu může přispět zahrnutí parametru TimingAdvance. Mobilní telefon měří dobu šíření signálu mezi ním a základnovou stanicí, kekteré je právě připojen. Vzhledem k rychlosti šíření signálu je poté možno určit přibližnouvzdálenost mezi nimi s přesností 550 m. Ekvivalentním parametrem k Timing Advance jev UMTS Round Trip Time, který umožňuje určení polohy s přesností (teoreticky) až na5 m. 169
    • 2.4 Enhanced Cell Global Identity (E-CGI) Metoda E-CGI rozšiřuje techniku Cell ID/Timing Advance o měření úrovněsignálu. Mobilní telefon průběžně měří sílu signálu od jednotlivých vysílačů, které slyší.Tyto údaje je schopen na vyžádání předat lokalizačnímu serveru, který je může porovnats predikčními modely či hodnotami v databázi pokrytí operátora.2.5 Angle of Arrival (AOA) Metoda AOA vyžaduje ke své funkci instalované směrové antény a znalostvyzařování anténního pole. Měření úhlu, pod kterým je přijímán signál, se může provádětv základnové stanici nebo v mobilním zařízení. V každém případě výsledkem měření jepřímka procházející polohou mobilního zařízení a základnové stanice. Přesnost metody jepřibližně 300 m, ale zařízení by měla mít přímou viditelnost.2.6 Enhanced Observed Time Diference (E-OTD) Metoda E-OTD je postavena na myšlence, že lokalizovaný přístroj měří dobumezi příchodem signálů od jednotlivých základnových stanic (minimálně tří). Tentorozdíl se nazývá Observed Time Difference – OTD. Metoda E-OTD není podporovánana současných mobilních zařízeních. Pro její využití bude muset uživatel zakoupit novézařízení, které tuto metodu podporuje. Současné mobilní sítě často také nepodporujíměření času přenosu signálu a pro její zprovoznění je nutné přidat do sítě tisíce měřicíchzařízení (Location Measurement Unit - LMU) a lokalizační centrum (Mobile Locationcenter - MLC).3 Lokalizace mobilním zařízením3.1 SMPS Na rozdíl od výše zmíněných metod, v systému SMPS (Simple Mobile PositioningSystem) určuje mobilní stanice svoji pozici sama. Využívá k tomu data o okolní síti, kterápřijímá broadcast kanálem - např. datum, čas, Cell-ID, area information (stát, město), typa souřadnice základnové stanice a informace o anténě (zisk, směr, šířka sektoru). Vlastnosti tohoto řešení jsou:• vysoká přesnost,• šifrovaný přenos k uživateli (kvůli platbě za službu),• broadcast data mohou obsahovat informaci z aktivní i okolních buněk,• rychlost opakování broadcast zpráv závisí na kapacitě broadcast kanálu (CBCH – Cell Broadcast Channel odešle maximálně jednu zprávu o 800 znacích každé 2 s),• v neaktivním režimu měří mobilní stanice stále sílu a kvalitu signálu za účelem výběru nejlepší aktivní buňky,• síla signálu sousedních buněk se použije k odhadu vzdálenosti přijímače od základnové stanice. Pro zlepšení měření vzdálenosti může přístroj měnit aktivní buňku a zahájit jiné signálové spojení pro získání lepší informace o Timing Advance. 170
    • 3.2 A-GPS Asistované GPS (A-GPS) využívá k určení polohy přístroje GPS přijímač, kterýje jeho součástí. Problémem u GPS je dlouhá doba ke zjištění času a polohy po zapnutípřístroje nebo výpadku signálu. Ke zkrácení této doby síť (A-GPS) nebo mobilní stanice(MS A-GPS) dodá po zapnutí GPS přístroji počáteční informace. Ze sítě může být tatoinformace dodána z lokalizačního centra (Serving Mobile Location Center - SMLC),v případě MS A-GPS získá mobilní stanice informace pro GPS formou broadcast zpráv.4. GPS Vývoj satelitního navigačního systému GPS byl zahájen již v roce 1978. Vedlecivilního (v době návrhu podružného) byl určen zejména pro armádní využití. V roce1993, po plném zprovoznění, byl objeven jeho přínos pro leteckou a námořní přepravu.Organizace International Civil Aviation (ICAO) a International Maritime Organisation(IMO) přijaly nový navigační koncept založený na globálních schopnostech GPS.Omezující přesnost GPS byla důvodem rozvoje technik pro korekci polohy s využitímdiferenciálních dat (systém DGPS). Systém GPS se skládá ze satelitního segmentu (družice), uživatelského segmentu(GPS přijímače) a kontrolního segmentu (pozemní centrum pro údržbu). Kontrolní segmentsestává z 5 monitorovacích stanic kontrolujících u satelitů přesnou výšku, pozici, rychlostatd. 24 hodin denně. Díky uvedeným údajům se poté může odhadnout pozice na orbitě,chyba hodin, drift a driftovací rychlost. Tyto informace jsou vyslány na družici a následněodeslány uživatelům v navigační zprávě a dále použity pro přesnější určování polohy.4.1 Přesná geodetická měření Využívají fázových měření. Ta jsou prováděna několika (alespoň dvěma) přijímačisoučasně v předem definovaných měřicích intervalech (epochách) a vzhledem k několikadružicím. Měření jsou obvykle zpracovávána v postprocessingu na naměřených datech.Poloha měřených bodů se neurčuje přímým zpracováním, ale pro každou epochu se z nichpočítají nové sady dat, zvané jednoduché diference. Jedná se o diference mezi fázovýmiměřeními provedenými dvěma přijímači k jedné družici ve stejné epoše. Jednoduchédiference eliminují vliv chyb hodin družice.4.1.1 Statické metody Principem statických měření je, že jeden přijímač je umístěn na bodě o známýchsouřadnicích, druhý přijímač na bodě, jehož souřadnice chceme určit. Takto se provedezhruba hodinové měření (doba měření závisí na požadované přesnosti) a výsledky sezpracují metodou dvojitých nebo trojitých diferencí. Takto lze měřit i velmi dlouhézákladny s přesností v řádu centimetrů. Délka základny ovlivňuje délku měření. 171
    • 5. Kategorizace současných metod určování polohy dle přesnosti Jednotlivé metody měření GPS lze ohodnotit podle dosažitelné přesnosti měřenía podle vzdáleností, na které s nimi je možné bezpečně měřit. Přesnost budeme posuzovatpouze v horizontálním směru, přesnost ve vertikálním směru je obvykl 1,5 až 2-krát horšínež přesnost ve směru horizontálním (viz tab.1).6. DGPS Metoda je založená na relativním určování polohy, avšak musí být vytvořenonezbytné technické a metodické zázemí pro relativní určování polohy. K určení přesnépolohy však postačují jen kódová měření. Tato metoda umožňuje významné zvýšenípřesnosti určování polohy v reálném čase. Přesnost je závislá na použité metodě - odněkolika metrů až po milimetry - viz tab.1. K tomuto způsobu zpřesnění je třeba mítpřijímač vybavený komunikačním kanálem umožňujícím přivádět do přijímače potřebnékorekční údaje z referenční stanice a provádět tyto korekce v reálném čase.6.1 Diferenční korekce Mohou být založeny na korekci polohy nebo na korekci zdánlivých vzdáleností. Korekce polohy je korekcí přímo v geografických nebo kartézských souřadnicíchvyplývajících z rozdílu polohy naměřené a skutečné. Tato korekce je přenesena do druhéhopřijímače a přičtena k hodnotě naměřené tímto přijímačem. Nevýhodou tohoto postupu je,že korekce i poloha mobilního přijímače by měly být určeny ve stejném okamžiku pomocítotožných družic GPS. Tato podmínka je však obtížně splnitelná, protože referenční staniceby měla produkovat korekce pro kteroukoliv čtveřici viditelných družic. Korekce zdánlivých vzdáleností spočívá ve výpočtu korekcí pro jednotlivé zdánlivévzdálenosti na referenční stanici. Tento systém je z uživatelského hlediska dalekoflexibilnější, avšak na straně referenční stanice je složitější. Korekční údaje se na referenční stanici zpravidla aktualizují v intervalu 20 s.Jejich platnost se udává do vzdálenosti maximálně prvních stovek kilometrů pro kódováměření a maximálně první desítky kilometrů pro fázová měření. S rostoucí vzdáleností odreferenční stanice přesnost klesá.6.2 Postprocessing Postprocessing je následné zpracování údajů po měření. Pro zpracování údajů stačí,aby byla referenční stanice připojena k PC připojenému k telefonu a vybavenému službouBBS (přenos po telefonu), případně přenášet data po internetu. Pak se uživatel k tétoslužbě připojí a stáhne si korekční údaje pro dobu, kdy prováděl měření. Následně uživatelzpracuje naměřená data spolu s korekčními údaji. 172
    • Tab. 1: Rozsah přesností a velikost oblastí, v nichž lze použít jednotlivé metody GPS. Metoda Přesnost(1) Vzdálenost Kódová měření(2) bez diferenčních korekcí 10 – 15 m bez omezení s diferenčními korekcemi a jednou referenční stanicí 1 – 5 m, v závislosti na požadované přesnosti měření lze měřit do vzdálenosti mnoha desítek kilometrů od ale některé přijímače i méně než jeden metr referenční stanice (přesnější měření na spodní hranici intervalu přesností) až první stovky kilometrů (méně přesná měření na horní hranici intervalu přesností) s diferenčními korekcemi a s decentralizovanou sítí stejné jako v předešlém případě, je nezbytné používat vždy korekce z nejbližší referenční stanice referenčních stanic (viz dále) s diferenčními korekcemi a s centralizovanou sítí opět stejné jako v předešlém případě, síť automaticky poskytuje korekce z nejbližší referenční stanice referenč-ních stanic prvního typu s diferenčními korekcemi a s centralizovanou sítí v tomto případě je dosažitelná přesnost dána měření lze s udanou přesností provádět v celé oblasti pokryté sítí referenčních stanic (mnohdy je referenčních stanic druhého typu (WADGPS resp. jejími výkonovými parametry sítě a pohubuje pokrytí celého kontinentu) variantami) se řádově v metrech (v případě WAAS se uvádí například do 7 m, v případě EGNOS 1 – 3 m) Fázová měření (předpokládá se vždy měření dvojicí aparatur, i když jedna z nich může být „virtuální“) jednofrekvenční 10-20 mm + 1-2 ppm v závislosti na způsobu měření a vyhodnocování až první desítky kilometrů, se špičkovým softwarem173 pro postprocessing a podporou vysoce přesných parametrů oběžných drah družic i více jednofrekvenční, RTK(2) 10-20 mm + 1-2 ppm při běžném způsobu měření a vyhodnocování do 10-15 km; omezujícím faktorem zde může být použitý radiomodem, jehož reálný dosah v členitém terénu může být i jen několik kilometrů; vhodnější je proto použití mobilních sítí dvoufrekvenční 5-10 mm + 1-2 ppm, v závislosti na způsobu měření a vyhodnocování až první desítky kilometrů, se špičkovým softwarem špičkově až 3 mm + 0.5 ppm pro post-processing a podporou vysoce přesných parametrů oběžných drah družic i více dvoufrekvenční, s diferenčními korekcemi 10 – 30 cm při určování polohy bodů v reál- Měření je možné provádět v celé oblasti pokryté sítí referenčních stanic a s centralizovanou sítí referenčních stanic druhého ném čase a u některých systémů i méně typu (WADGPS resp. jejími variantami) (2) dvoufrekvenční, RTK(2) 5-20 mm ± 1-2 ppm délky základny při běžném způsobu měření a vyhodnocování do 15 km; omezujícím faktorem zde může být použitý radiomodem, jehož reálný dosah v členitém terénu může být i jen několik kilometrů; vhodnější je proto použití mobilních sítí dvoufrekvenční, RTK, s centralizovanou sítí referenčních 1 – 2 cm horizontálně,3 cm vertikálně měřit je možné i do určité vzdálenosti za vnější hranicí sítě stanic třetího typu ± 5 cm pro základny do 35 km(3) (1) Přesnost je udána pro ideální podmínky, tj. dobrý výhled na oblohu, dostatečný počet družic, žádné rušení apod. (2) Tato měření lze využít i pro určování polohy pohybujících se objektů v reálném čase; podmínkou je existence komunikačního kanálu, přenášejícího korekce v reálním čase. (3) V tomto případě se proměnná složka zanedbává, neboť virtuální referenční stanice leží (zdánlivě) těsně vedle místa měření. Výsledná přesnost je proto mnohem více ovlivněna přesností generování virtuální referenční stanice a jejich korekcí. Popis této přesnosti však nebyl nikde nalezen.
    • 6.3 Zpracování v reálném čase Pro zpracování v reálném čase je nezbytné mít zajištěný komunikační kanál, kterýmje přijímač napojen na referenční stanici. Mohou být použity následující cesty:• rádiový vysílač · na KV - má velký dosah, ale je potřeba velké antény, · VKV a UKV - nevýhodou je potřeba přímé viditelnosti mezi přijímači, v případě UKV je dosah jen několik kilometrů. Tento problém se dá vyřešit retranslační stanicí. · dále je potřeba mít dva digitální radiomodemy - jeden k referenční stanici pro vysílání, druhý k mobilní stanici pro příjem.• bezdrátové datové sítě,• mobilní telefon - nevýhodou jsou provozní náklady,• klasický telefon - problémy s připojením,• počítačovou síť - Internet - podobné problémy jako u spojení po telefonu.6.4 Síť permanentních stanic Můžeme rozdělit podle jejich rozsahu. Jedná se buď o lokální sítě (LADGPS -Local Area DGPS) s dosahem několika desítek km nebo rozsáhlé sítě (WADGPS - WideArea DGPS) s dosahem tisíců km. Technologie WADGPS je poněkud odlišná, protožejsou počítány zvlášť ty korekce, které jsou závislé na poloze, a ty, které jsou na polozenezávislé. Pak nejsou do přijímače zasílány korekční údaje, ale jen jejich funkční vztahy. Dále existují dva způsoby budování sítí referenčních stanic:1) Decentralizovaný způsob, kdy každá referenční stanice v síti existuje jako samostatná jednotka poskytující zájemcům diferenční korekce. Uživatel si sám volí nejvhodnější stanici, navazuje s ní kontakt a využívá jejich služeb. Komunikační kanál je v tomto případě jednosměrný, od referenční stanice ke stanici mobilní. Tento způsob organizace je již na ústupu.2) Centralizovaný přístup - referenční stanice jsou skutečně propojeny do sítě, diferenční korekce spolu s řadou jiných informací jsou přenášeny do centra, které nabízí služby zákazníkům.6.5 Služby poskytování diferenčních korekcí na území ČR V ČR jsou dvě permanentní stanice pro vědecké účely. První leží na Geodetickéobservatoři Pecný, druhá na Stavební fakultě Vysokého učení technického v Brně. Obabody jsou zapojeny do evropské sítě EUREF. Data pro tyto dvě stanice jsou dosažitelnána internetu a kromě zvláštních požadavků na nenormovaný formát dat jsou poskytovánazdarma. Službu poskytování korekcí pro zpracování v postprocessingu poskytuje napříkladTrimble. Za roční poplatek cca 300 USD je možno zasílat naměřená data, která jsouposkytovatelem služby zpracována. Nejedná se však o systematickou zhuštěnou síť. Naúzemí ČR leží jen dvě zmíněné stanice. Vzhledem k tomu, že se pro zpracování využívánejbližší dosažená stanice, může nejbližší referenční stanice ležet i za hranicemi ČR. Kromě výše uvedených možností lze získat korekce ze systémů založených nageostacionárních satelitech. 174
    • V první řadě se jedná o EGNOS dostupný na území celé ČR. Vzhledem k tomu, žekorekční signály jsou přenášeny prostřednictvím geostacionárních družic, může být příjemv členitějším terénu a ve městech problematický. Poskytovány jsou diferenční korekcepro kódová měření, dosažitelná přesnost se uvádí 1 – 3 m. Signály jsou běžně dostupnés novějšími typy přijímačů a jsou šířeny bezplatně. Další možností je celosvětově dostupná služba šíření diferenčních korekcíOmniSTAR. K příjmu signálů je zapotřebí speciální přijímač. Služba je placená, jeposkytovaná na různých úrovních přesnosti (kolem metru a na úrovni decimetrů)i regionálního rozsahu (zemědělská, regionální, kontinentální, letecká a celosvětoválicence). Nejlevnější poplatek platný pro území Severní Ameriky byl nalezen ve výši800 USD na rok (jako součást ceny speciálního přijímače GPS vybaveného i přijímačemkorekcí OmniSTAR). Korekce jsou šířeny opět prostřednictvím geostacionárních družic. Další celosvětově poskytovanou službou pro šíření diferenčních korekcí za úplatu jeStarFire. Dosahovaná přesnost určování polohy s použitím korekcí je na úrovni decimetrů.Korekce jsou šířeny taktéž geostacionárními družicemi (faktická dostupnost je proto opětomezena na pás +70º severní šířky až po -75º jižní šířky). Příjem těchto korekcí protomůže být opět problematický. Pro příjem je zapotřebí použít speciální přijímač korekcínebo speciální přijímač GPS se zabudovaným přijímačem korekcí. Konkrétní údaje o ceněse ani v tomto případě nepodařilo získat. V České republice je možné využívat korekční údaje poskytované budovanýmsystémem CZEPOS, což je síť permanentních stanic GPS umožňující uživatelům přesnéurčení pozice na území České republiky. CZEPOS bude ve své konečné fázi obsahovat26 permanentních stanic rovnoměrně rozmístěných na celém území České republiky vevzdálenostech cca 60 km. Každá ze stanic CZEPOS provádí nepřetržitě 24 hodin denněobservace GPS, které pravidelně každou vteřinu registruje. Registrovaná data jsouprůběžně zpracovávána v řídícím centru CZEPOS a jsou dále poskytována uživatelům. Obr. 4: Systém Czepos 175
    • 176
    • Kapitola 4: MOŽNOSTI MOBILNÍHO PŘENOSU DATA VÝVOJ KOMUNIKAČNÍHO MODULUPAVEL DVOŘÁK, MAREK MUSIL, KAREL CHARVÁT, ZBYNĚK KŘIVÁNEK1. ÚVOD V navigačních a logistických úlohách hrají nezastupitelnou roli komunikačnítechnologie. Přenos polohy pohybujících se objektů je základní složkou většinynavigačních a logistických úloh. Přenos polohy je obvykle prováděn pomocí mobilníchsítí komerčních operátorů (GPRS, CDMA, EDGE, UMTS) nebo eventuálně pomocí adhoc sítí budovaných na základě technologií WiFi a WIMAX. Jelikož navigační a logistické úlohy kladou vysoké nároky na přenos dat, je nutnégarantovat zpětný přenos dat v i době, kdy se objekt pohybuje mimo dosah mobilních sítí,nevystačí se obvykle v této třídě úloh s komerčními mobilními modemy. Proto byla v rámciprojektu NavLog vyvinuta universální mobilní jednotka, což je v podstatě industriálnípočítač podporující IP komunikaci v mobilních sítích. Výhodou tohoto přístupu je, žeumožňuje snadnou integraci polohovacích zařízení (GPS), podporu pro výpočet korekcía případnou integraci dalších senzorů.2. GPRS a její porovnání s dalšími systémy GPRS je určeno pro prostředí digitálních mobilních sítí, usiluje o efektivnějšívyužití jejich přenosových schopností i o lepší přizpůsobení požadavkům uživatelůa jejich aplikací. Mobilní sítě (v Evropě GSM) fungují z hlediska uživatele na principupřepojování okruhů, což je dáno jejich primárním určením pro přenos hlasu. GPRS lzechápat jako novou síť využívající existující síť GSM a systém základnových stanic (BTS)a další komponenty infrastruktury sítě k tomu, aby mohla komunikovat s mobilnímiterminály v dosahu příslušných BTS, prostřednictvím frekvencí, které jsou pro GSM síťvyhrazeny. Přenos pomocí GPRS probíhá ve slotech, které právě v té chvíli nepoužívá GSMsíť pro hlasové přenosy. GSM operátor tak zvyšuje využití stávající přenosové kapacityo další zařízení, proto je GPRS relativně levné. Jedná se ale o nezaručený (negarantovaný)způsob fungování datového přenosu. Pokud v daném okamžiku nejsou v dané buňcek dispozici žádné volné sloty, přenosová rychlost GPRS výrazně klesá. GPRS je ve skutečnosti síťový protokol, který připojuje klientská zařízení k síti.Nejedná se při tom o klasický systém peer-to-peer, protože GPRS zařízení může současněkomunikovat s více zařízeními ve stejné síti najednou pomocí několika otevřených spojeníprakticky stejně jako síťová karta připojená do sítě TCP/IP. Technologie GPRS podlestandardů počítá s tím, že může přenášet datové rámce různých vyšších protokolů jako IPnebo X.25, avšak v praxi se setkáme pouze s přenosem datagramů protokolu IP, a protose budeme v dalším textu věnovat pouze protokolům z rodiny IP. Pakety jsou doručoványstejně jako v kterékoliv jiné TCP/IP síti. 177
    • CDMA Ve standardech pro 2G a 3G (druhá, resp. třetí generace mobilních sítí) existujepoměrně složitý systém s mnoha názvy a realizacemi, což bývá občas sarkastickyzmiňováno jako jeden z důvodů úspěchu systému GSM. CDMA (Code Division MultipleAccess) je digitální technologie, která původně vznikla adaptací společnosti Qualcommpro civilní účely ze standardu, který používala americká armáda. Jejím principem je (jakjiž název napovídá) kódové dělení přenosových kanálů. Hlas a data jsou přenášena přesširoké spektrum signálů a „skládána” dohromady za užití jedinečného kódu, což zaručujeochranu nejen před interferencí, ale i před neoprávněným přístupem k přenášeným datům. EDGE EDGE (respektive EGPRS) je v podstatě jen mírnou úpravou původního GPRS.Změnil se způsob modulace z GMSK na 8PSK, přibylo 5 kódovacích schémat, vylepšilase logika opravy chyb, a tím to skončilo. EDGE je pro GSM konečnou stanicí, aspoň se totak v současné době stále ještě jeví. UMTS UMTS - Universal Mobile Telecommunication System - je 3G systém standartumobilních telefonů. UMTS byl koncipován jako nástupce systému GSM. UMTS používápro přístup W-CDMA (Wide-band Code Division Multiple Access), je standardizovánorganizací 3GPP a je evropským standardem, který splňuje požadavky ITU IMT-2000pro mobilní sítě třetí generace. W-CDMA u UMTS může být dále kombinováno s TDMA(Time Division Multiple Access) a FDMA (Frequency Division Multiple Access).3. WiFi WiFi (Wireless Fidelity) je bezdrátová síť určená primárně k náhradě kabelovéhoethernetu v bezlicenčním pásmu, které je dostupné prakticky v celém civilizovaném světě.Jde o bezdrátovou technologii v bezlicenčním nekoordinovaném pásmu 2,4 GHz (ISM- Industry, Science, Medical) založenou na protokolu 802.11b. WiFi je pouze komerčnínázev, který je fakticky pouze podmnožinou 802.11b, nicméně v textu jsou používány obadva pojmy jako synonymum. Hlavní výhodou této technologie je její nízká cena, která jezpůsobená mimo jiné tím, že certifikovaná zařízení jsou k dispozici ve velkých sériích.Protože požadavky na certifikaci zařízení jsou běžně dostupné a norma 802.11b dokoncevolně k dispozici na webu, existují řádově desítky (možná již stovky) různých výrobců.Většina sítí založených na WiFi funguje na buňkovém principu, kdy centrální přístupovýbod zprostředkovává připojení všem stanicím v dosahu a body dohromady tvoří jakousiplástev - analogicky s GSM sítí. Propojení těchto přístupových bodů je řešeno různě -nejlevněji vychází spojit je stejnou technologií (po lokální kabelové ethernet síti, nebodokonce přenášet i sdílená data vzduchem), druhý extrém představuje vyhrazené optickévlákno. 178
    • 4. WIMAX Systém WiMAX je založen na normě 802.16. WiMAX (Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access), podle normy IEEE 802.16 (2004) pracuje jak v licenčním, takv bezlicenčním spektru v pásmu 2-11 GHz, v režimu bez požadované přímé viditelnosti(NLOS) a má maximální dosah ve venkovských oblastech do 50 km a v husté zástavbě do3-5 kilometrů. Značný dosah signálu umožňuje jednak vyšší vysílací výkon a také použitísměrových antén (nejčastěji tři sektorové antény na základnové stanici). WiMAX nabízíkapacitu do 75 Mbit/s, kterou ovšem sdílejí všichni uživatelé připojení k téže základnovéstanici. Předpokládá se, že provozovatelé budou podporovat kolem 500 uživatelů na jednuzákladnovou stanici, tzn. v okruhu zhruba 15 km. Základnové stanice budou podobně jakou současných firemních systémů BWA umístěny nejčastěji na střechách budov a budouzpočátku komunikovat pouze s anténami přijímačů pevně umístěnými také na střecháchnebo na zdech domů, v další fázi s vnitřními anténami. Technologie 802.16 je navrženatak, aby vyhověla požadavkům na spolehlivost a dostupnost komunikační sítě v 99,999%.Proto se může uplatnit jak v přístupových sítích, tak v metropolitní bezdrátové komunikacii pro kritická data.5. BlueTooth BlueTooth je komunikace pro tzv. osobní prostor. Osobní prostor (Personal OperatingSpace, POS), tj. rozsah osobní bezdrátové sítě WPAN, činí asi 10 metrů v průměru, protose WPAN řadí k bezdrátovým sítím s malým dosahem. Specifikace BlueTooth (první verze byla k dispozici v roce 1999) je charakteristickánízkými nároky na napájení a spoluprací s malými koncovými zařízeními. Rychlost nafyzické vrstvě dosahuje 1 Mbit/s, přičemž skutečná propustnost dat se pohybuje maximálněkolem 720 kbit/s. BlueTooth pracuje podobně jako WLAN 802.11b v bezlicenčním pásmu2,4 GHz. BlueTooth podporuje jak dvoubodovou, tak mnohabodovou komunikaci. Pokud jevíce stanic propojeno do ad hoc sítě, tzv. pikosítě (piconet), jedna rádiová stanice působíjako hlavní (master) a může simultánně obsloužit až 7 podřízených (slave) zařízení.Všechna zařízení v pikosíti se synchronizují s taktem hlavní stanice a se způsobempřeskakování mezi kmitočty. Specifikace dovoluje simultánně použít až 10 pikosíti naploše o dosahu 10 metrů. Pikosítě lze sdružovat do tzv. scatternets („rozprostřených” sítí). BlueTooth ve svém nízkovýkonovém režimu má dosah pouze 10 m s vrcholnourychlostí 1 Mbit/s. Studie ukazují, že 10 pikosítí BlueTooth tvořících tzv. scatter net, můžepracovat v jednom okruhu o průměru 10 metrů s minimálním dopadem na kvalitu přenosu,což znamená agregovanou rychlost všech deseti sítí 10 Mbit/s. Tato rychlost dělenáplochou kruhu dává prostorovou kapacitu přibližně 30 kbit/s/m�. 179
    • 6. Konvergence IP služeb Ve spojení GPRS, klasického kabelového Ethernetu a WiFi (bezdrátových sítí802.11b) lze již dnes pozorovat reálnou konvergenci aplikací na TCP/IP sítě. Použitímjedné z těchto tří technologií se lze dostat do privátní sítě nebo do obecného Internetukdykoliv a kdekoliv. Z hlediska aplikací je třeba mít na paměti, že cena HW řešení rozhraní do IP sítí jevyvážena jednodušší obsluhou a použitím standardních servisních nástrojů. Cena napříkladteplotního čidla, které bude připojeno přímo do IP sítě přes jednu ze zmíněných technologií,bude sice vždy vyšší ve srovnání s jednoduchým čidlem připojeným například přes RS-485, ale cena obslužného SW a připojení dat do návazné instalace bude nesrovnatelněnižší.7. Mobilní jednotka Návrh mobilní jednotky se zaměřoval na tři základní cíle:• zajištění podpory pro konvergenci IP služeb v navigačních a logistických úlohách,• zajištění lokalizace pohybujících se objektů s podporou pro zpřesňování měření (EGNOS, D GPS),• integrace měření ze senzorů. Mobilní jednotka je v podstatě průmyslový počítač zajišťující bez interakces člověkem sběr z různých senzorů a přenos naměřených hodnot do centrálního počítače.V rámci analýzy uživatelských požadavků bylo zjištěno, že kladené požadavky jsou častoprotichůdné a navzájem se vylučující jako např.• Výpočetní výkon.• Kapacita paměti RAM/FLASH.• Jednoduché připojení periferií.• Co nejmenší spotřeba.• Odolnost ve velkém rozsahu teplot.• Odolnost proti nárázům a vibracím. Navržené řešení má tyto vlastnosti:• Samostatně napájená jednotka z palubní sítě automobilu (12-24V).• Zálohování baterií pro případ krátkodobého výpadku napájení.• Možnost práce při výpadku napájení (do 10 minut).• Odolnost vůči prostředí (vlhkost , krytí IP54, rozsah teplot 0-40°C).• Stavový display (LCD, 2x20 znaků).• Množství přípojných bodů pro připojení měřicích přístrojů a periférií. · RS232. · RS485. · BlueTooth. · WiFi. · USB. · I2C. 180
    • · Audio vstup. · Obecný A/D převodník. · 10/100 Mbit Ethernet .• Mobilní připojení do internetu. · GPRS modem.• Dostatečný výpočetní výkon, pro zabezpečení. · Routování do internetu. · Lokální aplikační server (MapServer).• Stabilní operační systém LINUX.• Možnost připojení externího LCD dotykového displeje.• Možnost připojení PDA přes WiFi.• Možnost dlouhodobého ukládání dat na velkokapacitní CF/SD/MMC kartu. Mobilní jednotka může spolupracovat s množstvím externích zařízení. Tatozařízení mohou být samostatná, automaticky zasílající naměřenou informaci (třeba GPS),dále zařízení zasílající naměřenou informaci na pokyn obsluhy (např. laserový dálkoměr)či taková, jež postrádají interface pro přímou komunikaci s jednotkou a vyžadují manuálnízadání naměřené hodnoty obsluhou. Typickými představiteli jednotlivých zařízení a možnosti jejich připojení jsou:• GPS, připojená přes · RS232, sériový kabel, NMEA protokol. · BlueTooth, NMEA protokol přes virtuální RS232.• Korekční signál pro GPS. · Samostatný rádiový modem s připojením RS232. · Zdroje z Internetu připojeného přes GPRS.• PDA. · WiFi.• Teplotní čidlo. · RS232, sériový kabel. · RS485. · Ethernet.• Tlakové čidlo. · RS232, sériový kabel. · RS485. · Ethernet.• Meteorologické informace (Anemometr ..) · RS232. · RS485 · Bezdrátový přenos v pásmu 433 MHz.• Měření délek – pásmo, metr. · Manuální zadávání. · Hlasové zadávání.• Měření délek – laserový dálkoměr, totální stanice · RS232. · BlueTooth.• Měření úhlů, sklonu - teodolit. 181
    • · Manuální přenos. · RS232. · BlueTooth.• Čtečka RFID čipů. · Manuální přenos. · RS232. · BlueTooth.• Fotoaparát. · Post přenos pomocí MMC/SD/CF karty. · USB. · BlueTooth. · WiFi.• Kamera. · USB. · Ethernet. · Video signál. · WiFi.• Hlas. · Audio analogový signál. · BlueTooth.• Elektrické veličiny (napětí, proud). · Manuální přenos. · RS232.7.1 Základní deska Pro řešení byl za základ jednotky zvolen procesor řady ARM920. Jeho základnívlastnosti jsou: · jádro s harwardovskou architekturou, · výkon 200 MIPS při kmitočtu 180MHz, · velmi nízký příkon (25 mA za normálního provozu, 0.5 mA při uspání), · 5-ti stupňová fronta, · podpora 16 i 32 bitových instrukcí, · samostatná vyrovnávací paměť (cache) pro instrukce a data, každá o velikosti 16KB, · podpora virtuálního mapování paměti, · podpora ladění na chipu (JTAG-ICE), · podpora pro koprocesor, · real time jednotka, · přímá podpora USB 2.0, · přímá podpora Ethernet, · přímá podpora MCI (MMC/SD) karet, · ID na čipu – jedinečná identifikace zařízení, · 4 nezávislé synchronní/asynchronní kontrolery, podpora ES485, IrDA, · SPI (Serial Peripheral Interface), 182
    • · 2 nezávislé PWM generátory,· 3 nezávislé 16 bitové čítače. Obr. 1: Schéma základní desky pro aplikace NavLog 183
    • Následně byla navržena základní deska s tímto procesorem. Během návrhu bylavyvíjena snaha co nejvíce využít jedinečných vlastností tohoto procesoru při zachováníjednoduchosti. Vyvinutá základní deska se vyznačuje následujícími parametry: · CPU Atmel AT91RM9200. · Výkon 200 MIPS. · RAM 64MB. · Flash 4MB až 64MB. · Napájení 6-14V. Obr. 2: Schéma prototypu vyvinuté desky 184
    • Obr. 3: Pohled na prototyp vyvinuté desky7.2 Modem Tato deska nabízí velmi mnoho možností pro komunikaci s okolním prostředím. Propřipojení do sítě internet byla použita GPRS modem firmy Wavecom WM02. Základnívlastnosti tohoto modemu jsou shrnuty zde: · sériové rozhraní RS232 V.24/V.28, · pásmo 900 Mhz class 4, 1800/1900 Mhz class 1 GSM, · rozsah provozních teplot od –20°C do +55°C, · napájení od 6 do 32V DC, · průměrný odběr 400/30 mA pro komunikační/klidový režim, · modem se připojuje pomocí 15pinového konektoru SUB D. Modem je se základní deskou propojen pomocí sériové linky RS232, a využívánv PPP režimu. 185
    • 7.3 Implementace Pro testování navrženého řešení byla hledána odolná konstrukce, která by zároveňsplňovala určité požadavky na voděodolnost. Po několika testech byla nakonec zvolenaelektrikářská montážní krabice, jejíž odolnost vůči vlhkosti IP56 je dostatečná pro pokusyv terénu. Krabice byla dodatečně vybavena vypínačem, čtyřmi indikačními LED diodamia LCD stavovým displejem s rozlišením 2x20 znaků. Sestavená jednotka je vyobrazena naobr. 4 a 5. Obr. 4 : Sestavená jednotka7.4 Firmware – programové vybavení Firmware je softwarové vybavení, které podporuje běh vlastní jednotky a integraciperiferních zařízení. Základem firmware mobilní jednotky je OS Linux s jádrem verze2.6.12.2, který je zaváděn systémem U-Boot (Universita Latia). Operační systém pakpodporuje snadnou integraci obslužných driverů pro jednotlivé periférie. 186
    • Obr. 5: Pohled na uzavřenou jednotku opatřenou krytem7.5 Prototyp Pro testovací účely byla napsána krátká aplikace sledující pomocí GPS pozicijednotky s on-line odesíláním pozice na server. Aby se nejednalo jen o prosté „bezúčelné‘testování, byla tato jednotka přizpůsobena ke komunikaci s naším „MapLog“ serverem,a byla intenzivně testována jak na území České republiky (silniční komunikace), taki v zahraničí. Pro testování za podmínek časté ztráty GPRS signálu a ve ztíženýchpodmínkách byla dále jednotka testována na jachtě na území Chorvatska, kdy kroměodesílání polohy byly zároveň snímány údaje o rychlosti a směru větru. Pro komunikaces meteostanicí byl použit přenos po směrnici RS485 (z důvodů snížení rušení a proto,že meteostanice byla umístěna na stěžni ve vzdálenosti cca 20 m od mobilní jednotky).Pro komunikaci byl vyvinut speciální interface RS485-meteo založený na procesoru AT-MEGA16. Komunikace probíhala pomocí modifikovaného textového protokolu NMEA.Tento interface-expander je možno vidět na obr.6. Základní vlastnosti jsou: · založeno na procesoru AT MEGA16, · 4 výstupní linky (maximální proud 1A), · 4 vstupní linky, · odběr dle nastaveného kmitočtu od 1 do 20 mA, · on-chip debug (JTAG), · RS485 rozhraní. 187
    • Obr. 6: Pohled na prototyp základní desky7.6 Napájení jednotky Pro napájení mobilní jednotky je navržena univerzální napájecí jednotka, která sevyznačuje následujícími vlastnostmi:• řízena vlastním procesorem AT MEGA 16,• 4 samostatně oddělené, softwarově nastavitelné zdroje pevného napětí · ARM základní deska, · modem, · RS485 periférie, · rezerva,• LiPOL baterie ke krátkodomému zálohování napájení v době výpadku externího napájení (cca 10 minut provozu),• integrovaná LiPOL nabíječka s ochranou proti podpětí a přepětí,• on-line monitoring napájecího napětí a odebíraného proudu s možností předávání těchto informací nadřízenému procesoru základní desky,• RT hodiny s možností nastavení probuzení zařízení v určité době,• externí vstup pro probuzení zařízení. 188
    • Kapitola 5: JAK ŘEŠIT NAVIGAČNÍ A LOGISTICKÉ ÚLOHYNA ZÁKLADĚ STANDARDŮ OGC/SERVEROVÉ ŘEŠENÍNAVIGAČNÍCH A LOGISTICKÝCH ÚLOHKAREL CHARVÁT, JIŘÍ JEŽEK1. Úvod Důležitou součástí všech navigačních a logistických úloh je softwarové řešení.NavLog se zaměřuje na řešení plně využívající možnosti webu, jako je přístup k informacímz kteréhokoliv místa, ale i sdílení datových zdrojů a služeb. V projektu NavLog byl kladen především důraz na to, aby byla navržena takovágenerická řešení, která budou modulární a postavena na interoperabilních standardechdefinovaných Open Geospatial Consortiem (OGC) tak, aby zajistila snadnoumodifikovatelnost pro celou řadu úloh zmíněných v úvodu této části. Ze standardů OGC, které jsou vhodné pro návrh systémů pro logistické a navigačníúlohy, lze jmenovat veškeré standardy, které již byly jmenovány a popsány v kapitoleSpravaDat, jako např. WMS, WFS, metadata, katalogy apod. Proto se již zde jejichpopisem nebudeme zabývat, ale zaměříme se na standardy, které jsou typické pro řešenítřídy navigačních a logistických úloh a to:• OpenLS – Open Location Based Service.• SWE – Sensor Web Enablement.2. OpenLS a SWE Na základě analýzy standardů definovaných OGC pro užití v oblasti logistiky anavigace lze dospět k názoru, že pro řešení navigačních a logistických úloh bude možnovystačit se standardy definovanými pro OpenLB služby. Je tak budována celá řada řešení aje jistě možné taková řešení považovat za plně interoperabilní. V průběhu řešení projektuNavLog bylo zjištěno, že na systém GPS, který se užívá pro určování polohy pohyblivýchobjektů, lze pohlížet jako na senzor. To přináší výhodu v případě, kdy nesledujeme udaného objektu pouze jeho polohu, ale i další parametry, které popisují stav sledovanéhoobjektu, např. v zemědělských aplikacích, krizovém řízení, zimní ochranně vozovek, kdypotřebujeme sledovat i vnější podmínky, jako např. teplotu, rychlost a směr větru apod. Vtakovém případě je právě velkou výhodou pohlížet na GPS jako na senzor, protože se tímujednocuje použitý aparát.2.1 Open Location Services (OpenLS) Open Location Services (OpenLS) iniciativa definuje vstupní služby, které propojujíslužby zaměřené na lokalizaci a zpřístupněné pomocí Webu s mobilní IP platformoua zohledňují specifika užití mobilních terminálů. Definice komponent, které umožňují 189
    • provádět přístup v heterogenní síti, byl navrhnut v rámci OGC programu. Interoperabilitaa specifikace je popsána v „Location Service Core Interface Specifications“. Obr. 1: Rámec standardu2.1.1 Vztah k dalším standardizačním iniciativám Definice standardu OpenLS iniciativy zahrnuje následující standardizační iniciativyISO, W3C, IETF, LIF/OMA, 3GPP, AMIC, MAGIC, WAP, JAIN and Parlay, a stejně takdalší standardy OGC.2.1.2 Základní pojmy Open Locatin Services pracují s následujícími základními pojmy: Abstract Data Type (ADT) Základní informace vytvořená GeoMobility Serverem zahrnující Core Services.Obsahuje známe datové typy a struktury pro určení polohy. Je definována jako aplikačníschéma v XML pro Location Services (XLS). Area of Interest (AOI) Uživatelem definované území (reprezentované jeho hranicí). Užívá se pro filtrovánídotazů. (OpenLS) Core Services Základní služby, které obsahují open service platform (GeoMobility Server)definovaný podle OpenLS. 190
    • Directory Service Síť dostupných služeb, které zajišťují přístup k on-line adresářům sloužícímk nalezení polohy určených nebo nejbližších objektů zájmu. Gateway Service Síť dostupných služeb, které poskytují pozici známého terminálu v mobilní síti.Tento interface vychází z Mobile Location Protocol (MLP), Standard Location ImmediateService, specifikovaného OMA 3.0 (Open Mobile Alliance). Geocoder Service Síť dostupných služeb, které převádějí popis polohy, jako např. jméno místa, adresuapod. do souřadnicového popisu (GML Specification for OGC geometry). GeoMobility Server Open service platforma obsahující Core Services vyvinuté podle OGC OpenLSiniciativy. Location-Based Service (LBS) Mobilní-IP užívající geografické informace dostupné mobilnímu uživateli. Jakékolivaplikace, které užívají polohu mobilního terminálu. Navigation Service Rozvinuté Route Service dostupné v síti, které určují cestu a navigaci mezi dvěmanebo více body. Point of Interest (POI) Místo (s pevně určenou pozicí), kde lze nalézt objekty, produkty nebo službyobvykle určené jejich adresou a charakterizované typem, které zároveň mohou být použityjako referenční bod nebo cíl. Presentation (Map Portrayal) Service Síť dostupných služeb, které zobrazují mapy vygenerované z prostorových datobsahujících množiny abstraktních datových typů. Reverse Geocoder Service Síť dostupných služeb, které transformují souřadnice objektu do normalizovanéhopopisu, jako je jméno, adresa apod. Route Service Síť dostupných služeb, které vyhledávají cesty a navigační informace mezi dvěmanebo více určenými body. XML for Location Services (XLS) Metoda pro kódování požadavků odezev a zpráv a asociovaných abstraktníchdatových typů pro GeoMobility Server. 191
    • 2.1.3 Základní koncept1) Klientská aplikace je jakákoliv aplikace, která je v interakci s Core Services nezávisle na uživatelském terminálu a serveru.2) Požadavek je řetězec v XML zasílaný z klientské aplikace ke Core Services.3) Odezva je XML řetězec zasílaný z Core Services ke klientské aplikaci.4) Session je série interakcí mezi klientskou aplikaci a jednou nebo více Core Services skládajících se z požadavků a odezev.5) Well-Known Request Type a Well-known Response Type jsou typy, které znají klientská aplikace a Core Services.6) RR je užíváno dále pro požadavek a odezvu. V NavLogu jsou především využity základní principy GeoMobility serverua ReverseGeocoder service ze schématu doporučeného OGC. Pro získávání polohypohyblivého projektu je využit standard SWE, Navigation Service a RoteService jsouimplementovány pomocí Web Processing Services.2.2 SWE Konsorcium OGC v současné době připravuje další specifikace webových služeb sezaměřením na zpracování dat ze senzorů. Celá skupina těchto specifikací se nazývá SWE(Senzor Web Enablement). Dokument (v současnosti discussion paper) specifikuje tytozákladní služby:• Sensor Observations Service (SOS) – standard pro webovou službu poskytující naměřená data (např. fyzikální veličiny jako tlak, teplota atd.); specifikace poskytuje především definici rozhraní pro tvorbu HTTP požadavků, pomocí kterých můžeme získávat a filtrovat naměřená data i data o senzoru jako takovém.• Sensor Planning Service (SPS) – standard pro webovou službu umožňující zpětnou komunikaci mezi uživatelem a senzorem; specifikace poskytuje definici rozhraní pro vzdálené ovládání senzoru.• Sensor Alert Service (SAS) – standard pro webovou službu umožňující publikování a registrování výstrah při daném stavu senzoru; specifikace definuje způsob, jak zaregistrovat stav (např. zvýšení teploty na požadovanou mez), při kterém dojde k inicializaci výstražného systému (mail, SMS atd.).• Web Notification Services (WNS) – standard pro webovou službu zprostředkující komunikaci mezi SPS, SAS a klientem. Skupina specifikací SWE obsahuje také řadu definic XML schémat pro předávánísenzorových dat. Mezi tyto definice patří Observations & Measurements (O&M),Transducer Model Language (TransducerML nebo TML) a Sensor Model Language(SensorML).3. Implementace serverových řešení Serverové řešení je možno rozdělit do tří skupin:1) Komunikace s mobilními klienty. 192
    • · Zajišťování sběru dat z mobilních klientů. · Přenos dat do mobilní klientů. · Vizualizace dat pro mobilní klienty.2) Management a analýza dat. · Správa prostorových dat (digitálních map). · Analýza dat z mobilních jednotek.3) Vizualizace dat v prostředí Webu. · Kartografická vizualizace. · Vizualizace tabulkových výstupů.3.1 Struktura komunikace Pro připojení mobilní jednotky je třeba si uvědomit několik základních faktů:• Kdo iniciuje spojení a přenos dat - server a nebo klient?• Jaké množství dat bude protékat systémem? Od jednoho klienta a celkově.• Jaké bude časové rozdělení komunikace? Bude komunikace rozdělená pravidelně po celý den a nebo se budou vyskytovat výkyvy v intenzitě komunikace?3.1.1 Analýza toku dat, velikost přenesených dat Směr toku dat závisí na typu aplikace, v případě sběru dat je poměr komunikacedo/ze serveru cca 1:10 až 1:100 v závislosti na velikosti balíku dat zasílaných na server.Obzvláště často opakovaný přenos (typická aplikace: sledování stavu a pozice mobilníchprostředků) může mít významný vliv na bilanci přenosu. V případě přenosu dat do/z mobilního klienta dochází sice k přenosu větších balíkůdat (řádu stovky KB), ale protože tento přenos nenastává velmi často, nemá významnývliv na celkovou bilanci přenosu. Ačkoliv se na první pohled může zdát, že vizualizace na mobilním zařízení můžemít velké nároky na přenosovou kapacitu, v případě statické vizualizace (mapy, atd.) tomutak není. Zde se jedná o občasný požadavek (většinou odstartovaný obsluhou) na data -obrázek, jež mohou být jednoduše zmenšena vhodnou kompresí. Průměrná velikost blokudat - obrázku - pro prostředí mobilního klienta vybaveného displejem menšího rozměru(pro PDA je maximální v současnosti používaná velikost displeje 480x320 pixelů) - jev řádů jednotek až desítek kilobajtů.3.1.2 Časové rozvrstvení komunikace Protože většina činností systému je inicializována ze strany lidské obsluhy, jepravděpodobné, že i využití systému bude odpovídat přirozenému rozdělení lidské aktivity.Tomu nasvědčují i dosavadní zkušenosti při monitoringu, kdy největší zatížení bylo po8:00 ráno (ze strany klientů) a téměř úplně ustávalo mezi 2. a 4. hodinou ranní.3.1.3 Low level komunikační protokol Převážná většina současné komunikace na Internetu probíhá v dnešní době pomocíTCP/IP protokolu. 193
    • • TPC. TCP je spojově orientovaný protokol používaný pro spolehlivou přepravu dat přes síť. Zajišťuje doručení. Je výhodný pro větší velikost paketů, v případě malých paketů zvyšuje režii systému. TCP chápe datový tok jako sekvenci oktetů (bytes), které jsou pro transport seskupovány do segmentů. Každý oktet v rámci segmentu je potvrzen tím, že je potvrzeno přijetí segmentu, který oktet obsahuje. Potvrzování je podobné potvrzování u navazování spojení (handshaking). Používá příznak ACK a sekvenční čísla.• UDP. UDP je nespojový (connectionless) protokol, který se vyznačuje jednoduchým rozhraním mezi protokoly vyšší vrstvy a IP protokolem. Je výhodný pro menší velikost paketů, vyžaduje menší režii systému. Zaručení přijetí dat není zajištěno automaticky, musí být kontrolováno uvnitř aplikace. Pro naše potřeby jsme se drželi standardních metod, pro posílání větších balíků dat navrhujeme důsledné použití TCP protokolu, pro pravidelné zasílání stavových informací upřednostňujeme UDP protokol.3.1.4 QoS Pojem kvalita služby (Quality of Service, QoS) vyjadřuje jeden z trendů vývojetechnologií a služeb počítačových sítí - poskytovat uživatelům služby s definovanoukvalitou. V klasické jednoduché síti typu „Internet” se všichni její uživatelé dělí o prostředkysítě stejným dílem - např. přenáší-li data 100 lidí po lince s kapacitou 1Mb/s, přenáší sekaždému jeho data rychlostí 10kb/s. Není to problém, pokud aplikace pracuje při každérychlosti a je nutné „jen” počkat na www stránku o něco déle. Existují ale aplikace, které potřebují minimální zaručenou rychlost dat, jinaknefungují - například IP telefonie, videokonference a další interaktivní služby, real-timemonitoring. V „klasické” síti může taková aplikace fungovat, dokud síť není zatížená.Jakmile ale zátěž vzroste (např. během hovoru si 10 kolegů začne prohlížet www stránky),rychlost se sníží na takovou hodnotu, která není pro přenos hlasu postačující. V síti, která podporuje QoS (Quality of Services), je možné pro takový případpotřebný tok dat nebo časovou odezvu rezervovat technickými prostředky a je tedy možnéprovozovat spolehlivě určité aplikace i při plném zatížení sítě. Zmíněné požadavky na QoS aplikaci lze splnit, pokud se vhodným způsobemmapují na QoS počítačové sítě. Nejvýznamnější parametry, které definují QoS počítačovésítě jsou následující:• Ztrátovost paketů - kolik procent paketů nedorazí od odesílatele k adresátovi.• Průchodnost - objem dat v bajtech přenesený za jednotku času.• Zpoždění - doba potřebná k přenosu paketu od odesílatele k adresátovi.• Změna zpoždění - jak se mění zpoždění jednotlivých paketů během přenosu. 194
    • QoS počítačové sítě může být implementováno v různých vrstvách v rámci modelupočítačové sítě. Nejčastěji se používá implementace buď na úrovni ATM (je-li technologieATM použita) nebo na úrovni protokolu IP (síťová vrstva). Při implementaci na úrovniprotokolu IP existují dva hlavní přístupy řešení: integrované služby (integrated services,ve zkratce intserv) a rozlišované služby (differentiated services, ve zkratce diffserv).Historicky byla pozornost nejprve věnována QoS na úrovni ATM, později se pozornostpřesunula na QoS na úrovni IP. Souvisí to s celkovým ústupem od používání technologieATM.3.1.5 Kritické body• Dostupnost. Dostupnost je definována jako poměr času, kdy klient může navázat spojení se serverem. Výpadky mohou být způsobeny buď selháním serveru nebo přenosové infrastruktury. Dostupnost špičkových systémů (bankovnictví, vojenské aplikace) začíná na hodnotě 0.999.• Zahlcení nadměrným zatížením. Při nárůstu požadavků na server nad určitou mez může dojít v lepším případě ke zvyšování času odezvy severu, v horším případě až ke přerušení činnosti serveru. Uvedený problém lze snadno obejít použitím dostatečně výkonného serveru nebo rozdělením zátěže na více serverů. Může také dojít k zahlcení komunikačního kanálu, v tomto případě geometricky narůstá doba přenosu a zvyšuje se chybovost (počet opakovaných nepřenesených paketů).• Časování komunikace, zpoždění. Určité aplikace (jako třeba přenos hlasu) mohou být závislé na dopravním zpoždění linky.• Metody zamezení možných kolapsů systému, případně metody zprovoznění systému po kolapsu. Vhodně navržený systém umožňuje vnitřní monitoring zatížení s cílen odhadnout potenciální nárůst požadavků na server a komunikační kanál, s cílem tento problém včas odhalit a provést technické kroky k posílení kapacity. Standardně se například udává, že překročení vytížení komunikačního kanálu nad 90 % celkové kapacity by mělo vést k jeho rozšíření. Dále je třeba zajistit pozvolný rozběh systému, což slouží k zamezení situace, aby zvýšené požadavky na systém vedoucí k jeho přetížení nenastaly opět po zprovoznění, s potenciálním opětným (případně cyklickým) zhroucením funkčnosti.3.1.6 Bezpečnost, ochrana dat• Požadavky kladené na autentifikaci a autorizaci. Jednotný systém autorizace a autentifikace - znamená, že všichni uživatelé budou používat stejný mechanismus pro přihlašování do aplikací; z toho vyplývají 195
    • jednotná práva uživatelů. Systém umožní přihlášení uživatele do systému s možností omezení na určité období s určitým trváním. Všechny požadavky je možné „logovat” pro pozdější analýzu přístupů.• Architektura systému. Autorizační server – obsahuje databázi aplikací, uživatelů a oprávnění uživatelů k jednotlivým prostředkům. Jako databáze byla zvolena koncepce LDAP. Autorizační modul – modul (knihovna) napsána v PHP / JAVA – s definovaným rozhraním do aplikace. S autorizačním serverem se domlouvá pomocí protokolu LDAP, s aplikací se domlouvá pomocí autorizačního rozhraní (3API). Administrativní modul – speciální aplikace pro správu oprávnění3.1.7 Architektura• Klient - server. Architektura klient (případně více klientů současně) je funkce systému závislá nafunkci serveru. V případě nefunkčnosti buď serveru nebo komunikačního kanálu na serverdojde okamžitě k výpadku celého systému. Tato architektura je v současné době nejčastějipoužívaná pro většinu aplikací, kde funkce systému není kritická.3.2 Správa dat Pro správu dat se využívá systém PostgreSQL open-source databázová platforma. PostgreSQL podporuje velkou část SQL:2003 standardu a umí předevšímnásledující: · vnořené dotazy, · cizí klíče, · triggery, · pohledy, · transakční integritu, · řízení souběžnosti dotazů (multiversion concurrency control). Tím však možnosti PostgreSQL zdaleka nekončí, každý uživatel si totiž můžepřidat: · datové typy, · funkce, · operátory, · agregační funkce, · indexační metody, · procedurální jazyky (PL/pgSQL, PL/Tcl, PL/Perl, PL/Python) . Geometrické typy v PostgreSQL. PostgreSQL má vedle základních číselných, textových typů a polí také několikdatových typů pro ukládání geometrických informací: 196
    • · Point - základní 2D blok geometrického typu (x,y). · Line - přímka ((x1,y1),(x2,y2)). · Lseg - část přímky ((x1,y1),(x2,y2)). · Box - obdélník ((x1,y1),(x2,y2)). · Path - cesta, může se jednat o uzavřenou cestu, kde první a poslední body jsou spojeny, nebo o otevřenou cestu. ((x1,y1),...,(xn,yn)) - uzavřená cesta [(x1,y1),...,(xn,yn)] - otevřená cesta · Polygon - polygon je podobný cestám, ale je jinak ukládán a používá jiné rutiny pro práci. ((x1,y1),...,(xn,yn))3.2.1 PostGIS PostGIS je rozšířením objektově-relačního databázového systému PostgreSQL,který umožňuje ukládání GIS objektů do databáze a přidává některé funkce pro základníanalýzu GIS objektů. GIS objekty podporované PostGISem jsou „Simple Features” definované OpenGISkonsorciem. OpenGis Simple Features Specification for SQL definuje standardní typy GISobjektů, funkce pro manipulaci s těmito objekty a tabulky popisných dat, tzv. metadatatables. Aby byla metadata konsistentní, operace jako vytváření a odstranění prostorovéhosloupce jsou prováděny pomocí zvláštních procedur definovaných OpenGISem. Data z databáze mohou být extrahována použitím SQL nebo speciálních pomocnýchprogramů pgsql2shp.3.3 Mapový server pro vizualizaci dat a pro Reverse Geocoder Service Jako mapový server je užit MapServer vyvíjený Univerzitou v Minesottě (USA)v rámci grantu NASA. Pro uživatele na celém světě, kteří ho využívají skutečně v širokémspektru aplikací, je rozhodně příjemnou skutečností, že nepotřebují vynakládat vysokéčástky na pořízení mapového serveru tak, jak je to běžné u komerčních produktů. Přitomdnešní MapServer je velmi výkonnou CGI aplikací poskytující velkou řadu funkcí provykreslování map v prostředí internetu. Je schopen pracovat jak v prostředí UNIX (např.Linux), tak i Microsoft Windows. Základním vstupním vektorovým formátem systému je ESRI ShapeFile, z rastrovýchformátů lze volit mezi TIFF, GEOTIFF, JPG, GIF, ECW, ERDAS Image, ESRI Gridapod. Volitelně je možno přidat knihovny umožňující práci s databází ArcSDE, číst datave vektorových formátech MapInfo, DGN, využívat databází PostgreSQL nebo Oracle prouložení prostorových dat. Je možné současně číst data z více souřadnicových systémů. To znamená, žemůžeme naráz zobrazovat data (vektorová, ale i rastry) pořízená v systému S-JTSK, S-42nebo WGS 84. 197
    • Výstupem MapServeru je rastrová mapa ve formátu GIF, PNG, JPG (pro internetovéprohlížeče počítačů PC nebo kapesních počítačů) nebo WBMP (pro mobilní telefonypodporující WAP). Naše aplikace, které využívají širokých možností poskytovaných MapServerem, jsoujednoduché na obsluhu, ale umožní efektivní práci s geografickými daty a navíc přinášejízajímavé varianty řešení. Jsou velmi variabilní a mimo popsané aplikace umožňují dalšířešení přímo dle uživatelských požadavků. Revers Geocoder Service jsou implementovány jako speciální nadstavba nadMapServerem.3.4 Geoserver jako nástroj pro implementaci SWE Vzhledem k faktu, že specifikace jsou v současné době stále ještě ve vývoji,neexistuje zatím příliš velký výběr jejich implementací. Jediným reprezentantem jsousoftwarové produkty vytvářené organizací 52North (http://52north.org/). Jejich referenčníimplementace poskytuje v současnosti podporu připravovaných standardů SOS, SPS,SAS a WNS. Zároveň poskytují i klientskou aplikaci OX-Framework, která umožňujevizualizaci serverových informací v uživatelském prostředí. Produkty určené pro serverovou část jsou postaveny na technologiích jazyka JAVA(servlety), tzn. jsou spustitelné pod některým z Java Servlet kontejnerů (např. Tomcat).Všechny zmíněné produkty jsou vydávány pod svobodnou licencí GPL. Vzhledem k absenci podpory uvedených specifikací je prakticky ve 100%desktopových GIS produktů jejich používání spíše investicí do budoucna. Samotná instalace a praktická realizace senzorového systému obnáší předevšímnásledující fáze.3.4.1 Definice dat pořízených samotným senzorem a jejich průběžné ukládání v databázi Data měřená senzorem mohou mít různé formy a pro další práci je nutné jejichuložení do databázového systému. Specifikace tento krok nijak podrobně nedefinují, avšaklze výhodně využít produkt organizace 52North – DBFeeder, který představuje základníframework a databázové schéma pro ukládání těchto dat. Samotný Framework je vystavěn,stejně jako webová aplikace, na platformě Javy a umožňuje vývojáři jednoduchýmzpůsobem implementovat funkcionalitu pro ukládání dat z proprietárního formátu (např.plochý soubor) do databáze. Pro ukládání je volen databázový systém PostreSQL včetněnadstavby PostGIS.3.4.2 Publikování dat v datovém skladu pomocí SOS Ve chvíli, kdy jsou naměřená data uložena v databázi, lze je publikovat pomocí službySOS. Tato služba zprostředkovává především informace o datech, která jsou v databázik dispozici (požadavek GetCapabilities), a také přímo měřená data (GetObservation). Naslužbu SOS dále navazují ostatní služby jako SAS a SPS. 198
    • Vzhledem k faktu, že data jsou ukládána v databázi PostreSQL s nadstavbouPostGIS, která podporuje specifikaci OGC – Simple Features Specification, lze tato datataké publikovat některou více rozšířenou webovou službou (WFS, WMS nebo WCS).3.5 Navigační a logistický server implementovaný pomocí WPS Pro potřeby řešení navigačních a logistických úloh (OpenLS server) jetřeba řešit celou řadu analytických úloh popsaných v předchozí kapitole, alei další specializované úlohy, jako např. výpočet a aplikace množství hnojiva vzemědělství. Jako nástroj pro řešení těchto úloh byla vybrána implantace Web Proccesing Services(viz SpravaDat) založená na využití Open Sourcového modulu PyWPS. Tento modul řešítakové úlohy, jako vyhledání nejkratší cesty, úloha obchodního cestujícího apod., ale lze jivyužít i ke zpracování rastrových dat, např. v zemědělských úlohách. Analytický server bude navržen na základě systému GRASS. GRASS je GIS sloužícíke správě vektorových a rastrových dat s integrovaným systémem pro správu obrazovýchdat. Obsahuje přes 300 programů a pomocných prostředků. Dále umí výstupy mapovýchděl na tiskárnu, zpracovávání více spektrálních dat a prostorové analýzy.3.6 Návrh architektury řešení Základní schéma řešení, které je v současné době implementováno ve stadiiprototypu lze popsat schématem na obr. 2.3.6.1 Základní model s jedním přijímacím serverem Toto řešení je v současné době plně implementováno pro dva uživatelské případya představuje základní řešení pro případy, kdy se pracuje s menším množstvím mobilníchterminálů. Hodí se proto pro sledovací úlohy řádově do 500 aut na jednom serveru,pro úlohy v zemědělství a pro mapovací úlohy. Pro masivní sledovací úlohy je totořešení nevhodné. Při komunikaci s mobilní jednotkou jsou následující základní případyinterakcí. Toto řešení je dnes již implementováno. Je navrženo tak, že je snadno rozšířitelnéna následující případy.3.6.2 Řešení s více přijímacími servery bez řadícího serveru Toto řešení odstraňuje základní nedostatek předchozího řešení tím, že existuje většímnožství přijímacích serverů. Mobilní jednotka má v sobě seznam jednotlivých serverůa postupně se pokouší spojit s jednotlivými servery, dokud se jí nepodaří data odeslat (vizobr. 3). I toto řešení je již testováno se dvěma paralelně běžícími servery pro příjem dat. Toto řešení výrazně umožňuje zvýšit průchodnost systému, ale neumožňujeoptimalizovat vytížení na serverech podle intenzity provozu. Řešením je přidání řídícíhoserveru (viz obr. 4). 199
    • CD SIMPLE MOBILObr. 2: Základní model s jedním přijímacím serverem 200
    • DD MORE SERVERSObr. 3: Model s více přijímacími servery bez řadícího serveru 201
    • 2.6.3 Řešení s řídícím serverem DD DEPLOYMENT MODEL Obr. 4: Model s řídícím serverem 202
    • Kapitola 6: IMPLEMENTACE KLIENTSKÝCH ŘEŠENÍKAREL CHARVÁT, STANISLAV HOLÝ, ŠTĚPÁN KAFKA, VÁCLAV TALHOFER, PETRKUBÍČEK, PAVEL VANIŠ1. Úvod Z pohledu kategorizace prováděné v úvodu této kapitoly představují následujícířešení především typové úlohy: · Sledování a monitorování pohybu vozidel. · Řešení pro záchranné a bezpečnostní systémy. · Navigace v mapovacích úlohách.2. MapLog MapLog jako jeden z výstupů projektu NavLog je mapová internetová aplikacepro sledování vozidel, která má výhody mimo jiné v tom, že není potřeba pořizovatčasto nákladný software pro dispečink, ale všichni uživatelé (jejichž počet není v danémokamžiku nijak omezen) vystačí s pouhým internetovým prohlížečem. K mapě zobrazujícíprovoz vozidla se lze připojit skutečně všude, kde je k dispozici internet. MapLogumožňuje sledovat nejen pohyb vozidla, ale i vykonávané činnosti. MapLog umožňuje• GPS monitorovací systém vozidel v reálném čase,• přístup k informacím z kteréhokoli místa připojeného k internetu,• další prvek bezpečnosti pro vůz,• evidence knihy jízd,• volba režimu jízdy (služební/soukromá a povolená/nepovolená),• bez nároku na další HW či SW,• nízké investiční a provozní náklady,• průběžný upgrade mapového serveru zahrnut v paušální platbě,• průběžná aktualizace map zahrnuta v paušální platbě,• archivace dat součástí služby zobrazení polohy – MapLog,• webový portál umístěn na páteřní síti (2Gb/sec.),• možnost připojení zařízení PDA. Pozice vozidel je on-line snímána GPS anténou připojenou sériovým portem k GPRSmodemu. Využívají se mobilní jednotky uživatelským aplikačním rozhraním. Vnitřníprocesor mobilní jednotky ovládá komunikaci s mobilní sítí a zajišťuje příjem aktuálnípozice vozidla z GPS antény přes tento sériový port a její odeslání a uložení na centrálníserver. Jako GPS přijímače se v současné době využívají běžné průmyslové GPS antény. Práce systému:• systém aktivován prostřednictvím spínací skříňky vozidla,• zapalování OFF - jednotka je vypnutá a nevysílá, 203
    • • po zapnutí zapalování (ON) & vozidlo v klidu - vyslán kontrolní paket v nastaveném časovém intervalu (typicky 2 min.),• zapalování ON & vozidlo v pohybu - polohová informace vždy po ujetí předem nastavené vzdálenosti (typicky 150 m) nebo při změně směru jízdy o přednastavený úhel (typicky 10 stupňů),• umožňuje optimalizovat zaznamenávání podrobností ujeté trasy a objem přenesených dat. Všechny parametry je možné nastavit při instalaci,• systém umí pracovat s paušálními i předplacenými kartami. Polohy vozidel přicházející na server od jednotlivých sledovacích jednotek jsouukládány do databází, kam mají přístup pouze autorizovaní uživatelé a to pochopitelnětak, že každý uživatel mapové aplikace smí sledovat pouze polohu těch vozidel, které sámprovozuje. Na mapě jsou pak zobrazeny jednak aktuální polohy těchto vozidel, jednakhistorie pohybu vozidla v zadaném časovém intervalu. Uživatel si může zobrazit též knihujízd pro zadané období. Mapová aplikace ve spojení s představovaným hardwarem dokážeodlišnou značkou zobrazit i aktuální pracovní stav a též celou jejich historii. To je výhodnénapříklad u dispečinku, který sleduje provoz sypačů v terénu (posyp, pluhování a dalšístavy vozidla). Mapová aplikace pro sledování vozidel MapLog vyžaduje, aby ve Vašem prohlížečiinternetu (Microsoft Internet Explorer, Mozilla, Mozilla Firefox) byla nainstalovánapodpora Java Virtual Machine. Pokud se mapa po jejím spuštění nezobrazí, bude příčinazřejmě v tom, že operační systém tuto podporu neobsahuje. V takovém případě je nutnépotřebnou podporu Java Virtual Machine získat (např. ze stránek http://java.sun.com) adoinstalovat, případně (pokud ji již systém obsahuje) v nastavení internetového prohlížečejen povolit. Obr. 1: Úvodní stránka 204
    • Obr. 2: Přehled komunikaceObr. 3: Funkce mapového okna 205
    • Obr. 4:Pohled na mapovou aplikaci IObr. 5:Pohled na mapovou aplikaci II 206
    • 2.1 Sledování nebezpečných nákladů Výstup pro sledování nebezpečných nákladů byl řešen jako technologickápodpora výzkumného záměru MSM0021622418 Dynamická geovizualizace v krizovémmanagementu (GeoKrima) řešeného Masarykovou universitou. Záměr je primárnězaměřen na ověření základní metodiky adaptabilní kartografické vizualizace prostorovýchinformací a pilotní scénář byl testován při přepravě nebezpečných nákladů, v tomto případěnebezpečných chemických látek, po veřejných komunikacích standardními dopravnímiprostředky. V rámci řešení projektu GeoKrima byly navrženy následující funkce:1) V případě normálního provozu, kdy přepravní vozidlo nevykazuje žádné mimořádné stavy, se jednalo o dvě základní funkcionality: a) sledování pohybu vozidel s přepravou nebezpečných látek v regionu. Pohyb byl sledován na přehledce se základní topografickou situací, na níž měla být zobrazena: · současná poloha vozidel, · identifikace aktuálních tras, · identifikace převáženého nákladu ve formě symbolu, · potenciální rizika přepravovaného nákladu na aktuálně nejbližší zasažitelné okolí. b) informace o okolí pohybujícího se vozidla, kdy se v zadaném prostoru měly zvýrazňovat případné prvky kritické infrastruktury podle druhu a množství převážené NCHL. Měly být plněny následující funkce: · zobrazení geografické charakteristiky okolí, · ochrana kritické infrastruktury (CIP- Critical Infrastructure Protection) · příprava kontextových zobrazení prvků kritické infrastruktury podle druhu a množství převážení NCHL, · zobrazení sídel a velkých koncentrací lidí, · zobrazení sociální struktura (školy, nemocnice, benzinové stanice), · zobrazení meteoprvků s využitím dostupných dat z ČHMÚ a Ředitelství silnic a dálnic, · zobrazení přítomnosti dalších vozidel převážejících nebezpečné látky.2) V případě havárie vozidla, tedy po indikaci jeho nestandardního chování, byly navrženy následující základní funkcionality: a) zvýrazněná vizualizace všech objektů a jevů potenciálně zasažitelných v okolí vozidla pro danou převáženou NCHL (kontextová vizualizace vztažená k této látce), b) automatizované předávání informací o poloze vozidla, jeho havárii, druhu a množství převážené NCHL, základních pokynů pro práci s danou NCHL a navrhované trase k místu havárie na operační středisko HZS. U navrhované trasy měly být uváženy i technické parametry zásahových vozidel, c) automatizované předávání informací o poloze vozidla, jeho havárii, druhu a množství převážené NCHL a základních pokynů pro práci s danou NCHL na operační středisko Policie ČR – dopravní oddělení, 207
    • d) automatizované předávání informací o poloze vozidla, jeho havárii, druhu a množství převážené NCHL a základních pokynů pro práci s danou NCHL na operační středisko ZZS. Řešení vlastního projektu vycházelo ze zkušeností pracovníků HZS a krizovéhořízení (většinou na základě osobních rozhovorů s nimi), ze zkušeností příslušníkůřešitelského týmu z práce s geoinformačními, informačními a komunikačnímitechnologiemi a s dálkovým přenosem dat. Vlastní řešení bylo navrženo tak, aby postihlovšechny rozhodující moduly celého sledovacího a rozhodovacího systému. Jednalo se onásledující moduly:• geoinformační moduly – databázové moduly s prostorově lokalizovanou informací a systémy na vizualizaci (standardní a kontextové) a geoprostorové analýzy,• databázový modul s negeografickou informací - databáze chemických látek a metodických zásahových listů,• lokalizační a komunikační modul mezi vozidly a řídícím pracovištěm,• komunikační modul mezi řídícím pracovištěm a zásahovými jednotkami. Sledování nebezpečných nákladů bylo prováděno pomocí mobilní jednotky,data byla přenášena pomocí SWE modulu a lokalizace a vizualizace byla zajišťovánaprostřednictvím NavLog Geomobility serveru (viz obr.6). Obr. 6: Vizualizace - NavLog Geomobility Server 208
    • 2.2 Práce s GIS mobilním klientem Cílem navigačních úloh je předávání informací o poloze mobilní jednotkya na základě těchto údajů předávání pokynů obsluze mobilní jednotky. Jedná se tedyo obousměrný tok dat. Pro možnosti zobrazení podkladových dat na mobilní jednotce musí program(tlustý nebo tenký klient) umět převádět souřadnice z WGS do souřadnicových systémůpoužívaných na našem území. Jedná se zvláště o rovinné souřadnice S-JTSK, případněS-42. Otázkou je, jakým způsobem vyřešit změnu souřadnicových systémů při cestovánína větší vzdálenosti a do ciziny, kde se používají jiné souřadnicové systémy. Pro pokud možno co nejefektivnější pohyb mezi dvěma body je základnímpožadavkem schopnost výpočtu nejkratší trasy, ideálně s aktuálními informacemi oprůjezdnosti trasy a navržení alternativy vyhýbající se problémovým úsekům. Rozšířenou možností je určování pozice vlastní polohy vůči jinému předmětuzadanému v mapě (waypointu). Tuto polohu je možno zobrazovat buď číselným údajemvzdálenosti a směrovou šipkou, kam má uživatel jít nebo zobrazit mapu, a v ní vyznačitpolohu uživatele a waypoint. První varianta je praktická v homogenním terénu, kde selze pohybovat všemi směry (les bez mlází, pole apod.), druhá varianta je praktickáv nehomogenním terénu, resp. při větších vzdálenostech, kdy je výhodné využít stávajícíchcest apod. Vhodným rozšířením je zvuková signalizace přiblížení se k hledanémuwaypointu na uživatelem definovanou vzdálenost. Při zobrazení mapy si může uživatelvybrat, zda chce mapou otáčet tak, aby se orientovala ve směru jeho pohledu (což ovšemzabírá systémové prostředky) nebo aby byla mapa zobrazena vždy jihem k uživateli. Pro aplikace sloužící k mapování je doporučena možnost vkládat souborywaypointů, které pak bude možné použít při navigaci. Waypointem může též být nějakýútvar, resp. dokumentační bod (vrt, skalní výchoz, geodetické body atp.). Možnost vkládata zobrazovat tyto body na mapě spolu s navigační funkcí výrazně usnadní orientaciv terénu případně vyhledávání bodů. Tyto body by mělo být možné vytvářet též přímov terénu - jedná se o waypointy, které byly zaznamenány buď při rekognoskaci či v průběhuměření a z nějakého důvodu (pozdější návrat na totéž místo, ověření informací s odstupemčasu apod.) se uživatel potřebuje na dané místo vrátit. Vhodná je integrace GIS s komunikačním modulem při spojení s dispečinkem.Může se jednat buď o textové okno, ve kterém se mohou zobrazovat pokyny, případněo zvukový výstup. Při logistických úlohách je důležitější opačný tok dat, tedy zasílání informacíz mobilní jednotky na server. Ve většině případů se tyto aplikace samy o sobě obejdoubez vlastního uživatelského rozhraní, protože je žádoucí, aby uživatel nemohl zasahovatdo systému a sám data ze systému nepotřebuje (kontrolní kniha jízd, sledování cennýchzásilek). Vlastní data pak lze vyhodnocovat až v kanceláři po jejich získání z mobilníjednotky. Při aplikaci v logistice se zaznamenávají informace o poloze a čase záznamuv mobilní jednotce. Data mohou být zasílána na server nebo ukládána v paměti mobilníjednotky a získána až po připojení počítače na mobilní jednotku. 209
    • Zvláštním a nejnáročnějším případem je mapování, respektive aktualizace dat,pomocí mobilní jednotky. Nejedná se však jen o mapování, ale např. i o elektronicképodrobnější záznamy k lokalitám při rozvozu zboží apod. Při vlastním mapování je zvláště důležité, aby práce s přístrojem byla conejjednodušší. Tedy aby bylo minimalizováno zadávání informací pomocí klávesnice,příp. několikeré nastavení. Proto by měla být definována knihovna prvků (katalog), ve které budou uloženyatributy každého prvku (vrstva, barva, tloušťka, typ čáry) tak, že uživatel před zákresemprvku pouze vybere z katalogu prvek, který chce zaznamenat, případně vyplní dalšíatributy a textové informace k prvku (opět, pokud možno ze seznamu, který byl definovánpředem). Rozšířenou možností aplikovatelnou při mapování je přizpůsobení měření mapě.Jedná se o možnost ztotožnit naměřená data s existujícím prvkem v podkladové mapě.Tato možnost je však diskutabilní z hlediska, zda je přesnější mapa nebo vlastní měření.K rozhodnutí, zda tuto možnost uživateli nabízet, by mohlo docházet na základě PDOPzjištěného aparaturou GPS. Automatizace této funkce je relativně složitá a výsledek jenutno překontrolovat. V tomto případě je nutné data předávat serveru k další distribuci ažna pokyn uživatele, aby bylo možné data ještě zpracovat při postprocessingu než budouvydána dále. Mapování však může probíhat též na základě existujících prvků, které se budoupouze aktualizovat. Potom je třeba rozlišit, zda dochází k vytváření nového prvku neboaktualizaci starého. K editaci slouží nejčastěji funkce „posun lomových bodů“, případněposun celého elementu. Při 3D GPS měření je třeba před měřením nastavit, případně potvrdit, výšku antény,jejíž hodnota by měla zůstávat uložená po posledním měření. V případech logistických úloh nebo mapování mohou uživatelé přímo v systémuvést dokumentaci k předání zásilky, případně vést digitální polní zápisník s poznámkamia další dokumentaci k mapování, tvorbě dokumentačních fotografií a jejich evidenci. Proto může být pro některé úlohy součástí systému i možnost tato data ukládatrovnou v digitální podobě. V předchozí podkapitole byla zmíněna možnost vkládáníorientačních bodů – waypointů do zvláštního pracovního souboru. Další nezbytnou součástí je vedení poznámek k jednotlivým elementům naměřenémapy. Poznámky mohou být pomocné pro mapéra, případně dalšího zpracovatele, aletaké poznámky nutné pro uživatele. Jako nejefektivnější se jeví varianta, kdy poznámkypro uživatele budou součástí atributů jednotlivých elementů a budou předávány na serverk další distribuci, zatímco poznámky mapéra a dalšího zpracovatele budou buď ukládányjen na místním disku nebo do neveřejné části serveru. Obě varianty mají svá pro a proti.Hlavní nevýhodou ukládání na místní disk je to, že data budou stejně potřeba na jinémpřístroji, tudíž je lze ukládat na serveru jako speciálním přenosovém médiu. Dále je tímtozpůsobem možné data sdílet s ostatními mapéry a kolegy. Výhodou varianty uložení datna místní disk je v podstatě jenom omezení množství přenášených informací a nezanášeníserveru pracovními soubory, které, jak ukazují zkušenosti, se na disku uloží, využijí 210
    • a neodstraní, takže vytvářejí na serveru množství přebytečných dat. Jako ideální se tedyjeví ukládat tato data v neveřejné části serveru a po zpracování měření v kanceláři se vždyzeptat, zda editace výsledné mapy byla dokončena a zda tedy daný soubor poznámek lzeze serveru odstranit. Do této kategorie spadá i dokumentace ke vzorkům sebraným při mapovánía informace k fotodokumentaci. Rozdíl je jen v tom, že lokalizace v mapě je spíšedokumentační (zvláště u fotodokumentace) a nebývá výsledkem konečné tematické mapy.Proto navrhujeme vést ještě pracovní - dokumentační mapu společně s poznámkami zvlášťna neveřejné části serveru, avšak s tím, že tato data jsou oproti předchozím nutná i pozpracování projektu, a proto se nebude nabízet jejich odstranění ze serveru. NavLog se zabývá různými možnostmi spojení se serverem a to on-line, off-linea semi on-line. Nevýhodou plného on-line řešení je velké množství přenášených dat, cožmůže být v některých případech zbytečné. Dalším problémem je výskyt území bez pokrytísignálem mobilních operátorů, a proto je nutné data zaznamenat na paměťové médiumna mobilní jednotce a data poslat až v době, kdy bude přenos možný. Tomu odpovídásemi on-line řešení. Pro využití např. u záchranných systémů je nutno zajistit provozsystému i případě, že dojde k výpadku komunikační sítě. Z tohoto důvodu je nutné, abymobilní jednotka dokázala pracovat autonomně. To znamená, že data by se musí stahovats předstihem, aby v případě výpadku komunikační sítě mohl systém dále fungovat. Jepochopitelné, že toto nelze zajistit vždy. Optimální řešení funguje tak, že veškerá datapotřebná k navigaci se uloží v mobilním klientovi ze serveru na začátku akce a dále budouv případě potřeby a možnosti aktualizována. Pro mapování je možné využít též „mobilní server“, který bude obsahovat dataa v tomto případě by bylo možné pro komunikaci s mobilní jednotkou použít i jinébezdrátové spojení pomocí WiFi. Server může být buď samostatný počítač s větší kapacitou,případně může sloužit pro případ, kdy v okolí vlastního pohybu mobilní jednotky nenídostatečně silný signál mobilního operátora (pro přímé spojení s „domovským“ serverem),zatímco „mobilní“ server může být v místě s dostatečně silným signálem. Vzhledem k riziku vzniku chyby při přenosu dat v případě špatného signáluzprostředkujícího přenos dat musí probíhat kontrola konzistence dat na straně serverua teprve potom je možno tato data smazat z paměti/datového média mobilního přístroje.3. Závěr Cílem implementovaných klientských řešení bylo ověření výsledku teoretickéhovýzkumu v praxi na konkrétních praktických úlohách. Obdobná řešení v některýchpřípadech existují, ale jsou tvořena jako proprietární aplikace, bez možnosti snadnémodifikace. Cílem bylo především provést praktické ověření spolupráce jednotlivýchinteroperabilních komponent založených na OGC standardech navržených a testovanýchv rámci projektu NavLog (a eventuálně i v rámci projektu SpravaDat) v praxi. Modulárnířešení představují budoucnost právě z pohledu snadné modifikovatelnosti. Zde je třebavzít v úvahu, že mnoho ze standardů OGC, které jsou využívány, bylo dosud navrhovánopředevším teoreticky, a pokud existují jejich implementace, tak se jedná obvykle pouze 211
    • o jednoúčelově prototypy. V rámci těchto řešení představují popsané aplikace unikátnířešení nejen v České republice, ale i v evropském a celosvětovém rozsahu. Významnýmpřínosem je to, že se aplikace podařilo prakticky implementovat až na úroveň komerčníchřešení. Podstatnou částí klientských úloh bylo ověření využitelnosti mobilní jednotky a jejízačlenění do celé technologické linky a provázání na interoperabilní softwarové standardy.Testy, které byly s integrací mobilní jednotky provedeny, přesáhly rámec projektuNavLog a ukázaly na její širokou využitelnost. Popsané technologie jsou již v současnostiprakticky využívány, ale i nadále testovány v dalších výzkumných úkolech, a to napříkladv projektech pro Evropskou kosmickou agenturou (ESA). 212
    • ČÁST IVGEOPLAN
    • 214
    • Kapitola 1: GEODATA PRO AKTUALIZACIINFORMAČNÍHO SYSTÉMU ZEMĚMĚŘICTVÍ A KATASTRUMILAN KOCÁB1. Úvod S rozvojem Informačního systému katastru nemovitostí v ČR (ISKN) se měníi tradiční postupy aktualizace databáze ISKN. Jsou vyvíjeny nové výměnné formátydat, data se zpracovávají ve webovém prostředí a probíhá soustavná standardizace jakdatová, tak komunikační. Značnou zátěž probíhajících změn pociťují zvláště zpracovatelégeometrických plánů, kterým tento proces přináší jak mnoho technologických změn, taki náklady na pořízení nových prostředků. Výsledkem je zrychlení postupů aktualizacedat katastru nemovitostí a značná míra standardizace dat. Zvláště standardizace geodatkatastru nemovitostí by měla být tím hlavním parametrem pro zvýšení kvality pracía usnadnění systému řízení těchto postupů. Zejména přenášení dat ze zpracovatelských databází do ISKN a prováděníformálních a administrativních kontrol dat sjednotí jak postupy zpracování, tak vlastnípostup aktualizace dat katastru nemovitostí. Cílem řešení projektu bylo na základě analýz současných informačních technologiívytvořit nové technologie pro tvorbu aktualizačních souborů využitelných pro státní správuzeměměřictví a katastru. Pro řešení byly využity možnosti všude dostupné sítě INTERNETa databázového uložení dat geometrického plánu v textovém výměnném formátu katastrunemovitostí.2. Úloha a obsah geometrického plánu v současném katastru Tradiční metody a formy geometrických plánů byly v posledním období ovlivněnynovými možnostmi jak vlastního počítačového zpracování, tak i možnostmi přenosu,komunikace a sdílení dat. Geometrický plán je technické dílo, které je výsledkem měřických činnostív terénu. Všechny měřické činnosti jsou dokumentovány v záznamu podrobného měřenízměn (ZPMZ). Geometrický plán slouží jako technický podklad pro zápis právních úkonůa jiných listin do katastru nemovitostí, jako jsou např. nové stavby, reálně oddělovaná částnemovitostí, věcná břemena k části pozemku apod. Jako geometrického základu podrobného měření pro vyhotovení geometrickéhoplánu se využívá podrobných bodů polohového pole (PBPP) ve Státním souřadnicovémsystému jednotné trigonometrické sítě katastrální (S-JTSK) nebo bodů polohopisukatastrální mapy, které mají svůj obraz jednoznačně identifikovatelný v terénu (tzv.identické body). Historie tvorby geometrických plánů sahá daleko do doby, kdy se formoval způsob 215
    • aktualizace katastrálních map. Z historického hlediska lze rozdělit tvorbu geometrickýchplánů na geometrické plány vyhotovené:• graficky (měřický stůl a pásmo),• číselně (určení zprostředkujících veličin pro následné zobrazení v mapě a možný výpočet souřadnic podrobných bodů),• digitálně (přímé určení souřadnic podrobných bodů). V současné době pracuje na tvorbě geometrických plánů přibližně 2000 úředněoprávněných zeměměřičů, kteří provádějí ověřování výsledků zeměměřických činností. Počet vyhotovených geometrických plánů je ročně 130 – 140 tisíc, které do souborugeodetických informací katastru nemovitostí zpracovávají územně příslušná katastrálnípracoviště. Geometrický plán je neoddělitelnou součástí právních listin, podle nichž má býtproveden zápis do katastru nemovitostí, je-li třeba předmět zápisu zobrazit do katastrálnímapy. Geometrický plán musí ověřit úředně oprávněný zeměměřický inženýr, že „svýmináležitostmi a přesností odpovídá právním předpisům“ a musí být opatřen souhlasemkatastrálního úřadu s očíslováním parcel. Současná dokumentace zpracování geometrických plánů je dána předevšímZákonem o katastru nemovitostí č. 344/1992 Sb. (Katastrální zákon) v aktuálním znění aVyhláškou č. 26/2007 Sb. ze dne 5.2.2007 (Katastrální vyhláška). Ustanovení katastrálního zákona definuje nové moderní podmínky pro vedeníkatastru v ČR s účinností od 1.1.1993. Zákon byl sestaven na následujících zásadách [63]:• oficiality (vedení je stanoveno z úřední povinnosti katastrálními úřady v rámci územní působnosti),• veřejnosti (každý má právo do katastru nahlížet a pořizovat si opisy),• ohlašovací (povinnost vlastníků a jiných oprávněných osob podávat informace o změnách v katastru),• spolupráce (spolupracovat s katastrálními úřady při vedení katastru),• evidenční (skutečnosti evidované v katastru musí nejprve reálně vzniknout),• informační systém (katastr je začleněn do informační soustavy veřejné správy jako GIS). Při zápisu změn jsou uplatňovány zásady:• intabulační (právo vznikne pouze při předložení nabývajícího tabulu - kontraktu - pouze na základě údajů katastru),• evidenční (zápis práva vzniká také zápisem již vzniklého práva např. soudním rozhodnutím),• legality (právo k nemovitosti vznikne až po rozhodnutí o povolení vkladu do katastru),• oficiality (katastrální úřad je povinen do katastru provést zápis na základě ohlášení doloženého listinou z úřední povinnosti),• priority (provádí se změny v časovém sledu v jakém došly na katastrální úřad),• ochrana dobré víry (pravdivost zápisů je vyjádřena ustanovením, podle kterého každý, kdo vychází ze stavu v katastru, odpovídá skutečnému stavu věcí), 216
    • • postupné po přezkoumávání (přezkoumává se opodstatněnost zápisů bývalé evidence nemovitostí, vlastník uvedený v bývalé evidenci nemovitostí dokládá své vlastnické právo nabývacím titulem),• dispozitivní (návrhy na změny může provádět pouze ten, kdo má právo uvedené v katastru, např. vklad věcného břemene),• podkladem pro vyhotovení geometrického plánu je záznam podrobného měření změn. Náležitosti záznamu podrobného měření jsou jednotně stanoveny „katastrálnívyhláškou“ a obsahují:a) popisové pole s vyplněnými údaji podle předtisku,b) náčrt,c) zápisník,d) protokol o výpočtech,e) záznam výsledku výpočtu výměr parcel a dílů,f) návrh zobrazení změny,g) údaje o účasti, popř. neúčasti, vlastníků dotčených pozemků a o jejich seznámení s průběhem a označením nových nebo změněných hranic pozemků. Mezi všemi částmi záznamu podrobného měření musí být vzájemná shoda. V popisovém poli se vyplní údaje podle předtisku s tím, že se uvede:a) číslo plánu složené z čísla záznamu podrobného měření, čísla podle evidence zakázek vyhotovitele plánu (není-li evidence vedena, uvede se nula) a úplného letopočtu,b) účel plánu podle ustanovení katastrální vyhlášky,c) u vyhotovitele plánu jméno, příjmení a adresa trvalého pobytu fyzické osoby nebo obchodní jméno a adresa sídla podnikání podnikatele - fyzické nebo právnické osoby,d) způsob označení nových hranic, pokud je jednotný, jinak se uvede u jednotlivých bodů v poznámce seznamu souřadnic,e) stvrzovací doložka. Náčrt obsahuje zákres geometrického základu (s označením identických bodůpoužitých pro zobrazení změny), měřické sítě, rámu s označením listů katastrální mapy(je-li jím náčrt dělen, a to jen u grafických map), dosavadního a nového (změnou vznikléhonebo zamýšleného) stavu polohopisu, způsob označení hranic (s rozlišením druhu ohrazenía oplocení), parcelní čísla a mapové značky druhů pozemků, značky budov a oměrnéa jiné kontrolní míry, pokud nejsou uvedeny v zápisníku, popř. další související údajeobsahu katastru (způsob využití nebo ochrany nemovitosti apod.). Pokud jsou oměrnéa jiné kontrolní míry uvedeny v zápisníku, symbolizuje se míra v náčrtu zakreslenímkrátké čárky uprostřed a podél příslušné délky. U zaměřované budovy a budov, které majípro zaměření změny význam, je vhodné uvést jejich popisné nebo evidenční číslo. Náčrt obsahuje také dosavadní i nový stav vyjadřující rozsah právních vztahů knemovitostem dotčeným změnou, které dosud nejsou obsahem katastrální mapy (§ 84odst. 1). Náčrt má formální náležitosti grafického znázornění plánu. Vyhotovuje se v takovém 217
    • měřítku, aby všechny údaje byly zřetelné i při jeho případné reprodukci. Není-li možnév použitém měřítku některou část změny zobrazit (např. drobné výstupky), vykreslí se naokraji náčrtu detail ve větším měřítku s vyznačením vzájemné souvislosti písmenem velkéabecedy. Není na závadu, je-li významnější obsah zvýrazněn (např. měřická síť červeně,nové budovy šrafováním), nesmí tím však být zhoršena čitelnost nebo reprodukovatelnostnáčrtu. Nelze-li náčrt orientovat shodně s katastrální mapou, vyznačí se orientace k severu.Náčrt má formát A4 a v případě většího formátu (při měření většího rozsahu) se skládádo uvedeného formátu tak, aby na vrchní straně byl údaj o jeho příslušnosti k záznamupodrobného měření, nebo má-li náčrt více samostatných částí než 3, uvede se na prvníz nich také jednoduchý přehled jejich kladu. V zápisníku se uvádějí:• čísla a souřadnice bodů geometrického základu podrobného měření a kontrolních bodů,• údaje o ověření polohy bodů,• změřené hodnoty určujících a kontrolních údajů nových bodů a kontrolních bodů, popř. doplňující (vysvětlující) popis podrobných bodů. Zápis do tiskopisu může být nahrazen textovým výpisem z polního registračního zařízení. Protokol o výpočtech obsahuje především:• souřadnice vstupních bodů do výpočtu pro měření nových podrobných bodů zvolenou výpočetní metodou,• výpočty vytyčovacích prvků, porovnání přesnosti výpočtů s kódy kvality,• výpočty pro zobrazení změny,• výpočet výměr parcel a dílů,• seznam souřadnic nových bodů. Záznam výsledků výpočtu výměr parcel (dílů) se provádí ve stanovené formalizovanépodobě a obsahuje především:• stanovení výměr parcel (dílů) a výpočetních skupin a jejich vyrovnání s kódem způsobu výpočtu,• druh dřívější pozemkové evidence,• rozdíly výpočetních skupin,• stvrzovací doložku. Obsah geometrického plánu musí vyjadřovat stav parcel před změnou v katastrálnímapě a stav po změně v katastrální mapě a náležitosti podle katastrální vyhlášky:• popisové pole podle vzoru (účel plánu, lokalizace, vyhotovitel, stvrzovací doložka, vyjádření katastrálního úřadu apod.),• grafické znázornění (vyhotoví se ve vhodném měřítku i pro malé parcely, použijí se mapové značky podle klíče),• výkaz dosavadního a nového stavu údajů katastru nemovitostí (vyhotoví se na tiskopisu ČÚZK, uvedou se údaje o druhu a způsob využití pozemků v novém stavu podle skutečnosti v terénu),• seznam souřadnic,• výkaz údajů o bonitních půdně ekologických jednotkách (BPEJ). Návrh zobrazení změn v katastrální mapě se provádí s ohledem na kvalitu katastrální 218
    • mapy a s ohledem na kódy kvality kontrolních bodů. Postup zobrazení změny se provádína identické prvky katastrální mapy a napojení na dosavadní obsah katastrální mapy, abybylo možno dosáhnout co nejlepší souvislosti s dosavadním obsahem mapy. Přiřazení seprovádí zpravidla vhodnou transformací. Nesoulad části hranic dvou rastrových obrazů téhož bloku parcel, tj. bloku parcelzobrazených v měřítku 1 : 2880 a bloku parcel v měřítku 1 : 1000, nastal z důvodu srážkymapového listu a vlivem polohové nepřesnosti původní kresby, kterou lze charakterizovatstřední souřadnicovou chybou větší 0,50 m a zobrazit ji na trojrozměrném modelu s údajipřesnosti mapového listu. Při vyrovnání na identické body obvodu bloku je třeba odstranitoba problémy současně, tj. srážku i nepřesnost. Základní principy transformace:• geometrický (podobnostní transformace),• statistický (metoda kolokace). Teoretický základ metody byl zpracován Soukupem z ústavu teorie informace aautomatizace AV ČR [89]. Způsob aplikace metody kolokace na převod rastrových obrazů katastrálních mapna identické body je dán vhodnou volbou přibližného parametrického modelu (trendu)a doplňujících náhodných veličin (signálu). S ohledem na povahu problému bylorozhodnuto následovně:• trend: lokální podobnostní transformace,• signál: nepravidelnost srážky mapového listu, lokální deformace trigonometrické sítě původní souřadnicové soustavy. Pojem lokální podobnostní transformace znamená, že transformační parametrynejsou v celé ploše mapového listu konstantní, ale mohou se spojitě měnit. Tato modifikacepodobnostní transformace umožňuje dostatečně citlivou přizpůsobivost transformačníhomodelu skutečnému průběhu deformace mapového listu, zejména při eliminaci srážkymapového listu. Zvolený transformační model lze zapsat maticovou rovnicí [89]: , která představuje transformaci (zobrazení). Hlavním charakteristickým rysem metody kolokace je rozklad výsledné polohytransformovaného bodu do dvou složek: trend a signál. Tyto složky odpovídají zmíněnýmdvěma principům transformace. Trend je představován podobnostní transformacís transformačními koeficienty p, q; signálem je hodnota náhodné funkce φ. Význam korekcíφ (ω) je v různých fázích převodu odlišný. Představuje srážku mapového listu a vyjadřujelokální nehomogenity bodového pole způsobené nedostatky technologie tvorby mappůvodního pozemkového katastru, příp. dalšími neznámými faktory. Náhodný charakterfunkce φ (statistickou stabilitu a normalitu) lze testovat standardními statistickými testy[89]. 219
    • Další podstatnou charakteristikou metody kolokace je požadavek, aby blízké bodybyly zobrazeny blízko sebe i po transformaci. Tento požadavek vymezuje statistickécharakteristiky náhodných korekcí φ (ω) a je kvantifikován pomocí tzv. kovariančnífunkce. Při porovnání různých metod transformace bloků do katastrální mapy se ukázalo, žemetoda kolokace na několika testovacích lokalitách rovnoměrně rozmístěných na územíČR vykázala nejlepší polohovou přesnost ve vztahu k zaměřeným identickým bodům.Obdobný způsob transformace byl vyvinut na katedře matematiky fakulty aplikovanýchvěd Západočeské univerzity v Plzni, jejímž autorem je Čada [181,182].2.1 Zlepšení procesu tvorby geometrických plánů s ohledem na uplatnění nových technických prostředků V technologickém procesu zpracování geometrického plánu a vybudování novýchPBPP je možno vysledovat etapy, které by bylo možno nazvat slabými místy:a) ztráta času při zpracování,b) ohrožení kvality prací,c) opakované vytváření kopií dat,d) náročnost na měřiče v obtížném prostředí.Ad a) Rekognoskace v terénu, ověřování průběhu hranic pozemků a zjišťování popisných informací vyžaduje důkladnou přípravu a pořízení dostatečného množství nesourodých materiálů. Všechny tyto podklady ani po pečlivé přípravě nebývají pro práci v terénu dostatečné. Zeměměřič musí dopočítávat z nepřipravených podkladů v papírové formě mnoho vytyčovacích prvků, kontrolních a oměrných měr. Ztráty času vznikají i při vyhledávání PBPP z nedokonalé přípravy dat a chybných podkladů. V neposlední řadě, pokud některý z opravených či jiných podkladů chybí, musí zeměměřič práci přerušit, odjet z terénu a opakovat postup jindy, čímž vznikají časové ztráty. · Řešení: zlepšení komunikace terén - centrum, digitalizace podkladů.Ad b) Kvalita zeměměřických prací je podstatným parametrem práce geodeta a je v terénu ovlivněna mnoha příčinami, jako např. zkušeností, pečlivostí měřiče, počasím apod. Často se stává, že jsou opomenuty při zaměřování některé důležité údaje (kontrolní, oměrné, souřadnice podrobného bodu..) a tato skutečnost je zjištěna až v kanceláři. Pro značnou náročnost (čas, doprava…) se již tyto drobné závady (často nezjistitelné) neodstraňují a dílo se dokončí s jistou dávkou „nespolehlivosti“. · Řešení: on-line přístup k datům z terénu do centraAd c) Slabým místem je stálé pořizování kopií (papírových) pro práci v terénu a nekonečné opisování a přepisování naměřených dat. Jednou získaná a vytvořená informace by měla být mnohonásobně využita bez „ručního“ opětovného přepisování. Pořizování pracovních výpočtů, jejich přepisování do „brujonů“ a „skic“, které se posléze 220
    • přepíší a zahodí, aby vznikl nový „oficiální“ dokument (ZPMZ, vytyčovací náčrt…) vede k prodlužování výrobního postupu a je zdrojem chyb. · Řešení: digitalizace a standardizace výměnných formátů geodat a služebAd d) Zeměměřič musí v terénu řešit náročné výpočetní a zobrazovací operace v krajně v nepříznivých podmínkách jako např. prach, slunce, déšť, sníh, mráz, hluk, zvědavci, nemožnost rozložit dokumentaci a papírové podklady. · Řešení: mobilní způsob měření a on-line přístup do zdrojové databáze. Výpočetní práce je třeba provádět se značným vypětím a soustředěním, přičemžpodmínky nedovolují provádět práce s patřičným klidem a tím i spolehlivostí. Z tohoto pohledu by bylo řešením práce v terénu minimalizovat a přenášet data kezpracování do centra. Výzkum nových technických prostředků pro vyřešení komunikace terén – kancelářbyl proveden souběžně s řešením projektů, které jsou součástí této publikace, a výsledkůbylo využito pro aplikaci v oblasti tvorby geometrických plánů. 221
    • 222
    • Kapitola 2: DATA GEOMETRICKÉHO PLÁNU OBSAŽENÁVE VÝMĚNNÉM FORMÁTUSTANISLAV HOLÝ, MILAN KOCÁB1. Úvod Od roku 2001 začal být katastr nemovitostí veden v Informačním systému katastrunemovitostí (ISKN). Data KN z ISKN jsou od této doby poskytována veřejnosti též veformě souborů s přesně definovaným obsahem v podobě nového výměnného formátu*.VFK. Popis nového výměnného formátu (NVF) byl zveřejněn ve Zpravodaji ČÚZK číslo4 z roku 2002 ve znění Dodatku č.1 ze dne 30.6.2003 a Dodatku č. 2 ze dne 18.11.2003uveřejněného ve Zpravodaji ČÚZK č.4 z roku 2003 a stále se udržuje v aktuální formě. Nový výměnný formát ISKN je určen k vzájemnému předávání dat mezi systémemISKN a zpracovateli geodat, zvláště pak geometrických plánů (GP). Tento datový souborvýměnného formátu je textový soubor skládající se z:• hlavičky,• datových bloků. Každý z datových bloků NVF v sobě obsahuje informaci o atributech a jejichformátu následovanou vlastními datovými řádky. Nový výměnný formát (NVF) je textový soubor s kódováním češtiny dle ČSN ISO8859-2 (ISO Latin2). Oddělovačem jednotlivých údajů na řádku je středník (;), textové adatumové položky jsou v uvozovkách („..”). Počátkem roku 2006 začala být distribuovánaverze 3.0. Uvažuje se o rozšíření struktury NVF o údaje o zhotoviteli geometrického plánu,označení zakázky, účelu geometrického plánu, dotčených parcel a mapových listů. Organizace souboru s daty NVF je taková, že celý soubor s daty NVF lze snadnýmzpůsobem převést na SQL dávku pro naplnění dat do relační databáze zpracovatele GPnebo uživatele dat ISKN (např. různé GIS systémy), jak názorně ukazuje následujícípříklad. Příklad datové věty v NVF (datový blok par): &DPAR;15314040707;0;”11.06.2002 10:32:25”; „”;3; 16330115707;;;”PKN”; 601144;;2;1;;;;37059; 0;13;;;716;;””;14378510707;;14095964707;”a” a jí odpovídající věta v SQL dávce (příkaz INSERT) INSERT INTO par VALUES (15314040707,0,’2002-06-11 10:32:25’,NULL,3,16 330115707,NULL,NULL,’PKN’,601144,NULL,2,1,NULL,NULL,NULL,37059, 0,13,NULL,NULL,716,NULL,NULL,14378510707,NULL,14095964707,’a’); Nový výměnný formát zahrnuje 10 datových skupin v 62 datových blocích.Jednotlivé datové bloky NVF se nekryjí co do obsahu se zdrojovými tabulkami databázeISKN v poměru 1:1. Do jednoho datového bloku výměnného formátu je v některýchpřípadech sloučeno více zdrojových tabulek ISKN (např. datový blok NVF PAR zahrnuje 223
    • v ISKN 3 tabulky – PARCELY, PARCELY_M, PARCELY_B). Je to z toho důvodu, žeuvnitř databáze ISKN jsou organizovány některé tabulky pro samostatné ukládání minuléhostavu (např. tabulka PARCELY_M) a budoucího stavu (např. tabulka PARCELY_B).Navíc datové bloky s prvky katastrální mapy (PKMP) obsahují v databázi ISKN tabulkys geometrií. Pro import dat GP z NVF do ISKN je využito pouze 11 datových bloků.Do tohoto počtu nejsou započítány datové bloky BUD a OB (charakterizující budovy)a rovněž SPOL (blok je připraven pro KM-D nové generace). Nicméně tyto datové blokyjsou zmíněny v následujícím textu.2. Datové skupiny NVF ISKN Přehled jednotlivých datových skupin:1) Nemovitosti (NEMO) parcely a budovy. • obsahuje tyto datové bloky: a) parcely, (PAR) b) budovy, (BUD) c) části budov, (CABU) d) číselník způsobů ochrany nemovitosti, (ZPOCHN) e) číselník druhů pozemků, (DRUPOZ) f) číselník způsobů využití pozemku, (ZPVYPO) g) číselník zdrojů parcel ZE, (ZDPAZE) h) číselník způsobů určení výměry, (ZPURVY) i) číselník typů budov, (TYPBUD) j) číselník mapových listů , (MAPLIS) k) číselník katastrálních území, (KATUZE) l) číselník obcí, (OBCE) m) číselník částí obcí, (CASOBC) n) číselník okresů, (OKRESY) o) číselník krajů, (KRAJE) p) přiřazení způsobu ochrany k nemovitostem, (RZO) q) způsob využití budov. (ZPVYBU)2) Jednotky (JEDN) bytové jednotky. • obsahuje tyto datové bloky: a) jednotky, (JED) b) číselník typů jednotek, (TYPJED) c) způsob využití jednotek. (ZPVYJE)3) Bonitní díly parcel (BDPA) kódy BPEJ k parcelám. • obsahuje tyto datové bloky: a) bonitní díly parcel. (BDP)4) Vlastnictví (VLST) listy vlastnictví, oprávněné subjekty a vlastnické vztahy. • obsahuje tyto datové bloky: a) oprávněné subjekty, (OPSUB) b) vlastnictví, (VLA) 224
    • c) číselník charakteristik oprávněných subjektů, (CHAR_OS) d) katastrální tělesa. (TEL)5) Jiné právní vztahy (JPVZ) ostatní právní vztahy kromě vlastnictví. • obsahuje tyto datové bloky: a) jiné právní vztahy, (JPV) b) číselník typů právních vztahů. (TYPRAV)6) Řízení (RIZE) údaje o řízení (vklad, záznam). • obsahuje tyto datové bloky: a) řízení (vklad, záznam), (RIZENI) b) vazba řízení – katastrální území, (RIZENI_KU) c) objekty řízení (parcely, budovy..), (OBJRIZ) d) předměty řízení, (PRERIZ) e) účastníci řízení, (UCAST) f) adresy účastníků řízení, (ADRUC) g) listiny, (LISTIN) h) další údaje listin, (DUL) i) vazba listiny – další údaje listin, (LDU) j) číselník typů listin, (TYPLIS) k) číselník typů předmětu řízení, (TYPPRE) l) typy řízení, (TYPRIZ) m) typy účastníků řízení, (TYPUCA) n) vazba účastníci – typy účastníků řízení, (UCTYP) o) přiřazení listin k nemovitostem, vlastnictví a jiným právním vztahům. (RL)7) Prvky katastrální mapy (PKMP) digitální katastrální mapa. • obsahuje tyto datové bloky: a) souřadnice obrazu bodů polohopisu v mapě, (SOBR) b) spojení bodů polohopisu – definuje polohopisné liniové prvky, (SBP) c)spojení bodů polohopisu – definuje nepolohopisné liniové prvky, (SBM) d) číselník kódů charakteristiky kvality bodu, (KODCHB) e) číselník typů souřadnicových systémů, (TYPSOS) f) hranice parcel, (HP) g) obrazy parcel (parcelní číslo, značka druhu pozemku,..), (OP) h) obrazy budov (obvod budovy, značka druhu budovy), (OB) i) další prvky mapy, (DPM) j) obrazy bodů BP, (OBBP) k) číselník typů prvků prostorových dat. (TYPPPD)8) BPEJ (BPEJ)hranice BPEJ včetně kódů. • obsahuje tyto datové bloky: a) hranice BPEJ, (BPEJ) b) označení BPEJ, (OBPEJ)9) Geometrický plán (GMPL) geometrické plány. • obsahuje tyto datové bloky: a) hlavičky geometrických plánů a ostatních změn KM, (NZ) b) hlavičky ZPMZ, (ZPMZ) 225
    • c) vazební tabulka návrhů změn KM – ZPMZ, (NZZP) d) souřadnice polohy bodů polohopisu (měřené). (SPOL)10) Rezervovaná čísla (REZE) rezervovaná parcelní čísla. • obsahuje tyto datové bloky: a) rezervovaná parcelní čísla, (RECI) b) dotčená parcelní čísla, (DOCI) c) dotčená historická parcelní čísla. (DOHICI)3. Požadavky na importovaná data Datové bloky a standardizovaná forma jsou nezbytné pro tvorbu NVF GP tak,aby bylo možné na základě tohoto popisu definovat požadavky na funkcionalitu aplikacízahrnujících práci exporty/importy geometrických plánů. Import výměnného formátu jedefinován z pohledu organizace přijímající data (katastrální pracoviště ČÚZK). Obdobně,je-li zmiňován „export“, jedná se vždy o export výměnného formátu z pohledu organizaceposkytující data jednotlivým zpracovatelům. Pro kontrolu dat NVF geometrických plánů pro import do ISKN jsou zásadnízejména následující kontroly, kterými by měla importovaná data bez chyb projít:• Textové prvky musejí mít vyplněny souřadnice x,y (texty jsou vždy nepolohopisné prvky), text, úhel, velikost a justifikaci, nesmějí naopak existovat navázané záznamy v blocích SBP, SBM.• Značky musejí mít vyplněnu vazbu na bod polohopisu (polohopisné značky) nebo souřadnice x,y (nepolohopisné značky), úhel a velikost, nesmějí naopak existovat navázané záznamy v blocích SBP, SBM.• Liniové prvky - musejí existovat navázané záznamy v blocích SBP (polohopisné prvky), SBM (nepolohopisné prvky), jejich počet musí být aspoň dva body (pro lomenou čáru a křivku), právě tři body pro oblouk a kružnici danou třemi body, právě jeden bod pro kružnici danou středem a poloměrem.• Hodnota sloupce TYPPPD_KOD musí být v souladu s obsahem bloku TYPPPD (Číselník typů prvků prostorových dat).• Nové body GP přenášené v bloku SOBR (číslo jejich ZMPZ pro dané k.ú.) musí odpovídat údajům v bloku ZPMZ, které by měly korespondovat s údaji v bloku REZE v exportovaném NVF.• Souřadnice všech importovaných bodů musí vyhovět kritériím pro Xmax, Xmin, Ymax a Ymin (vymezující obdélník) definovaných pro každé katastrální území v centrálních číselnících ČÚZK.• Kontrola definice RZO pro nové parcely ZPF (zemědělského půdního fondu) a LPF (lesního půdního fondu).• Při importu prvků GP jsou přípustné pouze PRIZNAK_KONTEXTU = 3 (nový prvek) a PRIZNAK_KONTEXTU = 1 (rušený prvek) – viz další odstavec.• Kontrola existence mapových značek druhu katastrální hranice na správních hranicích pro linie >25 m. 226
    • Datové skupiny NVF ISKN obsahují další podrobné definice pro datové bloky nutnépro import geometrických plánů do ISKN. Většina z datových bloků zásadních pro import GP do ISKN obsahuje kromě IDunikátního pro daný blok též atributy informací o aktuálnosti dat, tak jak bylo popsánovýše. Další atributy specifické pro každý datový blok jsou obsahem výměnného formátudat ISKN. 227
    • 228
    • Kapitola 3: VYUŽITÍ PŘÍMÉHO PŘÍSTUPU KE GEODATŮMV ZEMĚMĚŘICTVÍTOMÁŠ CAJTHAML, STANISLAV HOLÝ1. Úvod Český úřad zeměměřický a katastrální poskytuje zpracovatelům geometrickýchplánů data v podobě souborových dat ve stanoveném výměnném formátu a podle „Pokynůč.30“ – ČÚZK je také vyžaduje převážně ve formátu VFK. Na rozdíl od minulosti (90. let), kdy všechny potřebné geoinformace byly meziposkytovatelem a uživatelem předávány na datových médiích, je v současné době velmipatrný trend, kdy se (díky internetizaci celé naší společnosti) dostupnost nezbytnýchgeoinformací velmi rychlým tempem přibližuje nejširší skupině uživatelů. Významnouroli pro on-line přístupy k datům hrají kromě internetových aplikací i webové služby(podstatou webových služeb je komunikace stroj - stroj v prostředí internetu pomocístandardních protokolů založených nejvíce na jazyku XML), které se čím dál výraznějiprosazují do povědomí odborné veřejnosti.2. Jakým způsobem jsou dnes u nás využívána geodata? Dosud největší uplatnění geodat se stále nachází tam, kde jsou geodata přímosoučástí rozhodovacích procesů a mají legislativní oporu, tj. ve státní správě a samosprávě.Užití dat v soukromém sektoru není v současné době ještě plně rozvinuto. Geodata jsouv soukromém sektoru užívána především tam, kde dochází určitým způsobem k interakcise státní správou (předávání dat, zpracování dat apod.) a dále jsou užívána na informačníchportálech. Pro oblast sdílení dat je u nás v dnešní době charakteristické:• data jsou dosud v drtivé většině případů replikována, nedochází většinou k jejich sdílení,• distribuce dat dosud v převážné míře probíhá klasickými metodami pomocí přenosu na kompaktním disku (CD nebo DVD), disketách nebo USB pamětích,• webové technologie jsou dosud většinou užívány pouze pro vizualizaci geografických informací, a to většinou formou informačních portálů,• nové metody poskytování dat pomocí webových služeb jsou teprve v počátcích a jsou implementovány relativně pomalu,• ve větší míře neexistuje nabídka integrovaných služeb v oblasti geodat. Ty nenabízejí uživatelům vlastní originální data, ale až informace z nich derivované (včetně nezbytných metadat),• zatím jsou pouze v počátcích modely Public Private Partnership (PPP) pro komerční i nekomerční využívání geodat. Standardizace a interoperabilita geodat (syntaktická a sémantická) není v ČR nadostatečné úrovni: 229
    • • Neexistuje většinou dostatečná informovanost o zdrojích prostorových dat a pokud již data existují (ať už v jakékoli podobě), potom zásadním nedostatkem je, že v nich absentují metadata.• Nejsou dostatečně vyvinuty metainformační systémy. Ty by měly sloužit jak ke zvýšení efektivity IS, tak k definování legislativního rámce, který je nutný k vedení a vyhledávání vhodných geodat.• Není dostatečně rozpracována metodika generalizace dat, což vede k tomu, že neexistuje vazba mezi mapovými podklady v různých měřítkách.• Ve všech sférách se poskytovatelé a uživatelé dat málo snaží uplatňovat standardy OGC a principy INSPIRE.3. Výhody přímého přístupu ke geodatům Uživatele geodat u nás lze podle způsobu využití dat rozdělit do následujícíchskupin:• geodata jsou využívána jako podkladová data pro tvorbu dalších prostorových dat – např. projektanti, geodeti,• geodata jsou využívána jako datová báze pro vytváření informačních systémů. V tomto případě uživatel tuto prostorovou bázi obvykle užívá jako referenční vrstvu pro identifikaci polohy tematických objektů a vlastní informační systém tohoto uživatele vzniká nad touto bází dat (např. turistické informační systémy, mapy na městských portálech),• informační obsah geodat je použit pro generování odvozených informací (např. navigační úlohy),• geodata jsou předmětem aktualizace vlastního obsahu. Pro všechny tyto skupiny uživatelů je společná zásadní potřeba práce s aktuálnímigeodaty. Replikace dat na různé servery může pouze velmi obtížně zajistit práci saktuálními daty. Princip poskytování geodat z místa (organizace), které je zodpovědné zajejich správu, je optimálním východiskem pro příští otevřené systémy. Uživatelé, kteří prostorovou informaci užívají především ve svých informačníchsystémech nebo z ní využívají pouze vybrané specifické informace (např. lokalizacepolohy v systémech sledování vozidel), nepotřebují mít v případě on-line poskytovánídat své vlastní experty na přípravu a údržbu geodat a nemusí ani vlastnit obvykle značněnákladný software pro správu a přístup k datům. Přes definovaná rozhraní získávají pouzepožadované údaje nebo mapovou kompozici pro zobrazení, které může být prováděnoběžnými prohlížeči implementovanými v rámci operačních systémů. Služby on-line přístupu k datům mohou výrazně napomoci i k postupnému vytvářeníoptimálně fungujícího trhu s prostorovými informacemi a službami. To je zřejmé, zvážíme-li tato hlediska:• náklady na jednorázové pořízení a systematickou údržbu prostorových dat jsou ve většině případů enormně vysoké,• poptávka po kvalitních prostorových datech existuje, je často limitována jejich vysokou pořizovací cenou, ale i jejich absencí na trhu s geodaty, 230
    • • samotní uživatelé si často pořizují vlastní data z důvodů snížení nákladů, která však nemají odpovídající kvalitu a často přitom dochází i k porušování práv k duševnímu vlastnictví (IPR),• většina uživatelů potřebuje pouze derivované informace z prostorových dat, vlastní datové soubory jsou pro ně zbytečné a rozsáhlé a v případě komerčních dat většinou i velmi drahé. Většina uživatelů využije pro svou práci často velmi prostorově omezený segment dat a pořizovat celé datové soubory je pro ně značně neekonomické,• zpracovatelé geometrických plánů potřebují aktuální informace ze zpracovávaného území garantované správcem dat (ČÚZK). Přístup k datům katastru by usnadnil způsob aktualizace. Z toho je zřejmé, že vytvoření on-line datových služeb pro geodata může napomociužívání dat a zrychlí procesy i přístupnost ke geodatům.4. Interoperabilita geodat Zatímco základní principy interoperability geodat byly již popsány v kapitole4 oddílu SpravaDat, pro úspěšnou implementaci v rámci tvorby národní prostorovéinformační infrastruktury je nutné zajistit podporu na několika úrovních:• legislativní úroveň – tj. vytvořit takové legislativní prostředí, které bude vyvíjet tlak na orgány státní správy a samosprávy směrem k tomu, aby jimi implementovaná řešení byla plně v soulady se standardy a principy interoperability;• vývoj software – je nezbytné vyvíjet permanentní tlak na vývojářské firmy, aby jejich řešení (především řešení dodávána státní správě a samosprávě) vycházela z principů interoperability a nebyla budována jako proprietární řešení. Toto nemusí být vždy kladně přijímáno silnými organizacemi působícími na trhu v oblasti geodat, neboť může narušovat jejich monopolní postavení na trhu;• využití dat (zejména komerčních) – v tomto případě je především potřeba vést osvětu, která bude demonstrovat, že on-line poskytování dat na interoperabilních základech může významně rozšířit trh s geodaty.5. Obecné principy integrace dat Slovo „integrace“ pochází z latinského slova „integrare“ a znamená dáti něco v jedencelek. Znamená to dáti dohromady elementy, z kterých má být celek. Z tohoto pohledu jenapř. i digitální Státní mapa 1 : 5000 integrována z několika částí. Integrace je řetězení výrobních postupů, údržby, šíření dat včetně systému jejichaktualizace a archivace. Skladba datových sad musí být podle temat a podle společné normypro zobrazení a obsahovat i metadata. Informace by měla být ověřena, zkompletovánas ohledem na její vývoj a přesnost, než bude integrována. Integrace je etapa finalizace geografických dat před jejich vydáním uživatelům[93]. 231
    • 5.1 Hlavní úloha (zásady) geografických dat (přidaná hodnota datům) V případě integrace dat musí být zohledněno optimální využití existujících Státníchmapových děl, využity stávající soubory a jejich struktura a ekonomický aspekt výslednéhodíla. V důsledku toho je možno s využitím daných prostředků daleko rychleji a dalekoefektivněji rozšířit geografická data jako důležité národní bohatství. Bývá zvykem, že státdefinuje v první etapě, která data je třeba integrovat, v jaké forměa pro jaký účel. Důležitoupodmínkou je zohlednit již započatou práci uživatelů dat a postup integrace zvolit podleuživatelských hledisek. Nutno při integraci respektovat dva principy:1) Princip dosažitelné kvality díla: · příprava vhodných dat k integraci, · specifikace dat, · kontrola dat, · stanovení tematického obsahu, · zajištění partnerů pro tvorbu a aktualizaci zvolených temat.2) Princip reality provedení: · globální ekonomický výpočet, · integraci dat provést s ohledem na programové vybavení a možnosti importu datových sad uživatelů, · vypořádat legislativní práva k datům, · zvolit jednoduché technické prostředky pro práci s daty. Za těchto podmínek je třeba zpracovat různé datové sady a nabídnout jeuživatelům.6. Problémy spojené s přímým přístupem ke geodatům V souvislosti s výhodami on-line přístupu ke geodatům je nutné se též zmínit oproblémech, které nutnost on-line přístupu může přinášet.6.1 Technické problémy Na rozdíl od off-line přístupu, kde uživatel obdrží od poskytovatele geodata nadatovém médiu a v případě využití (čtení dat) v podstatě spoléhá jen na kvalitu tohotomédia, je uživatel, který přistupuje ke geodatům on-line, v rozdílné situaci. Má možnost sisice aktuální data od serveru kdykoliv (a opakovaně) vyžádat, ale potřebuje-li je okamžitěvyužívat, musí se bezpodmínečně spolehnout na:• dostupnost, spolehlivost, propustnost (v případě větších datových přenosů i vhodná rychlost) internetového připojení,• spolehlivost a potřebný výkon serveru, který data uživatelům poskytuje. 232
    • Především pro on-line práce v terénu je nutné vždy počítat s možnou nedostupnostíinternetu. Žádný z typů internetového připojení používaný pro mobilní přístup k internetunelze označit jako absolutně spolehlivý. Zato podmínky internetového připojení z pevnýchpočítačů jsou v současné době již velmi spolehlivé a výpadky sítí jsou relativně vzácné.6.2 Bezpečnost on-line serverů Pomineme-li otázku bezpečnosti internetového připojení na straně klienta, zůstávázásadní problematikou on-line přístupu k datům zabezpečení dat na straně poskytovatele.Vyloučíme-li chyby v konfiguraci serveru poskytujícím data, může potenciální útočníkproniknout do chráněných systémů především prostřednictvím IP spoofingu (potenciálníútočník má možnost odposlouchávat síťové komunikace a může mezi přenášená datavložit vlastní IP pakety, případně převzít celé spojení na úrovni síťového protokolu) neboprostřednictvím útoku proti DNS (útočník pozmění záznam o doménovém jméně a jeschopen přesměrovat síťový provoz takovým způsobem, že koncový uživatel nebo webováslužba komunikuje přímo se systémem pod kontrolou útočníka). Pro on-line přístup k důvěrným datům často nevyhovuje přístup prostřednictvímprotokolů HTTP a FTP (prostřednictvím uživatelského jména a hesla). V těchto případechse na serveru poskytujícím on-line data využívají bezpečné služby, zejména SSL. SSLslouží jednotlivým aplikačním protokolům k zabezpečení přenosu. Umožňuje uživateli seautentizovaně přihlásit bez toho, aniž by se sítí přenášelo heslo. SSL může využívat jednakprotokol HTTP (jedná o HTTPS - HTTP over SSL) nebo protokol LDAP v podobě SecureLDAP. Problém poskytování on-line dat pomocí protokolu HTTPS většinou spočíváv tom, že data jsou většinou umístěna ve vnitřní síti poskytovatele dat za jeho firewallem.Přitom webový server, který komunikuje s klientem, musí ležet před firewallem, tj. musíbýt dostupný z prostředí internetu. Aby byl umožněn z webového serveru přístup na datave vnitřní síti, musí tento server ležet v demilitarizované zóně firewallu (LAN firewallu),která je chráněna vlastní filtrací prostřednictvím přístupového routeru. Vyšší bezpečnost a ochranu než systémy vzdáleného on-line přístupu chráněnéheslem poskytuje ověřené a šifrované spojení na bázi VPN (Virtual Private Network).Technologie VPN využívají šifrovaného tunelu v internetu zakončeného VPNkoncentrátorem. Ten vpustí uživatele až po úspěšné autentizaci, většinou prostřednictvímslužby LDAP. 233
    • 234
    • Kapitola 4: KOMUNIKAČNÍ SÍTĚ VHODNÉPRO ZEMĚMĚŘIČETOMÁŠ CAJTHAML1. Úvod Právě dnes dochází k budování rozsáhlých informačních internetových serverů, kteréposkytují tematicky zaměřené informace z mnoha velice různých oblastí. Není snadnév množství informací ani správně definovat odpovídající termíny nebo definice, které bynám pomohly požadované informace vygenerovat. Z toho důvodu vznikají tematickyzaměřené webové portály, jejichž existence je nasnadě. Cílem tematického webu pro oblast zeměměřictví a katastru by mělo být vybudováníwebového portálu, který bude mít za úkol:• Poskytovat informace - prezentace map (mapové servery).• Komunikovat s ostatními servery v resortu ČÚZK - např. DATAZ (zobrazování vybraných bodů ZTS, zhušťovacích bodů a bodů PBPP).• Získávat a poskytovat metadata - vývoj, aktualizace.• Specializace serverů - pozemkové úpravy, vzdělávací servery, informace pro úředně oprávněné zeměměřické inženýry atp. V současné době lze spatřit server obdobného charakteru - server ČÚZK [www.cuzk.cz]. Na tomto serveru lze zajisté najít velké množství relevantních informací. Vbudoucnu by se mohl tematický webový server stát vhodným doplňkem tohoto oficiálníhoserveru státní správy a poskytovat informace i pro zpracovatele geometrických plánů.2. Zařízení pro bezdrátové technologie testovaná ve VÚGTK Na základě důkladné analýzy dostupných bezdrátových sítí, která je detailně popsánav kapitole 4 oddílu NavLog, byly vytipovány odpovídající terénní prostředky schopnés těmito technologiemi spolupracovat. Pro testovací účely bylo pořízeno zařízení označované jako tablet PC spolus notebookem, podmínkou byla bezdrátová komunikace mezi těmito zařízeními. Proprůzkum trhu byl vybrán tabletpc Fujitsu-Siemens Computers (FSC) Stylistic ST5011a notebook FSC Lifebook S7010. Obě tato zařízení disponují nejmodernějšími WiFisíťovými kartami na bázi protokolu IEEE 802.11g. Pro účely komunikace byla pořízenataké GPRS karta od stejné firmy. 235
    • Obr. 1: Tablet PC Obr. 2: Lifebook S7010 Tablet PC je vybaven pro práciv terénu mimo jiné i outdoorovýmprovedením. K tabletu je k dispozici kroměstandardní brašny také držák na rameno, takžeje možné pomocí pera pohodlně pracovat vterénu jako na podložce (viz obr. 1,3). Notebook FSC Lifebook S 7010 -LIFEBOOK S7010 má vestavěný adaptérgigabitové LAN a samozřejmě i obligátnímodem 56k, volitelně je vybaven modulembezdrátové sítě WiFi standardu 802.11 b/ga také modulem BlueTooth. Ostatní rozhranízahrnují především rychlé porty USB 2.0a IEEE 1394 (FireWire) a lze je rozšířitzakoupením přídavného replikátoru portů Obr. 3: Práce s tabletem PC v terénu(viz obr. 2). Parametry testovaných zařízení jsou uvedeny v tab. 1.3. Ověřování WiFi komunikaceTestovaná zařízení:• FSC ST5010, WiFi IEEE 802.11b (specifikace tohoto tablet PC je velice podobná specifikaci uvedené v tab. 1, která se vztahuje k modelu FSC ST5011).• DELL Latitude, síťová karta LAN 802.11b Orinoco, 11MbpsColg PCMCIA.Datum testování: 10.5.2005Počasí: Jasno, 15°CViditelnost: dobráCharakteristika měření je uvedena v tab. 2. 236
    • Tab. 1: Parametry tablet PC (STYLISTIC ST5011) a notebooku (LIFEBOOK S7010) Název zařízení STYLISTIC ST5011 LIFEBOOK S7010 Type Tablet PCactive digitizer Software Microsoft Windows XP Tablet PC Edition Microsoft Windows XP Professional Chipset Intel® 855GME Intel® 855GME / ICH4-M Processor Intel® Pentium® - M1.0 GHz Ultra Low Voltage based on Intel® Centrino Mobile Technology Intel® Pentium® M Processor 1.50 GHz or Intel® Pentium® M 725Intel® Pentium® M 735Intel® platform with SpeedStep technology Pentium® M 745 (1.60, 1.70 or 1.80 GHz) or based on Intel Centrino Mobile Technology System Bus 400 MHz 400 MHz Second-level cache (KByte) 1 MB 1024 KB-2048KB (Intel® Pentium® M 725, 735, 745) Memory (MByte) 512 MB - 2 GB DDR333 SDRAM (PC2700), 2 memory slots 512 MB, max. 2048 DDR SDRAM Optical drive DVD/CD-R/RW combo Floppy disk drive optional external via USB Hard disk drive (GByte) 60 GB (4200 rpm) 40 GB Slots PC Card 1 x type II 2 x type I/II or 1 x type III Interfaces 2 x USB 2.0, IrDA 1.1, IEEE 1394, headphone-out, microphone-in, IR keyboard / mouse port, DC-in, docking connector, Fast IrDa, IEEE1394, headphone out, Kensington Lock support, GBLAN, DC-in, VGA, SmartCard slot, Kensington Lock support, 1 x memory card slot for SD/MS stereo line in, microphone in, modem, 3 x USB (2.0), VGA Graphics Intel 855GME with integrated 32-bit 3D/2D graphics core with dynamic video memory technology, 3-D237 accelerator Display / Resolution 10.4-inch reflective XGA TFT (1024 x 768), 16 Mio. coloursext. only: UXGA (1280 x 1024), 16 14.1-TFT-XGA 1024 x 768 pixel Mio. colours Video RAM (MByte) Up to 64 MB DDR333 SDRAM (shared memory) up to 64 DDR SDRAM DVMT Audio ALC202, 3D effect and 3D positioning SigmaTel ST9751T, internal stereo speakers Modem Built-in 56K V.90 modem (V.92 ready) Built-in Lucent V.92 modem LAN Built-in 10/100/1000 Base-T Ethernet built-in 10/100/1000 MB/s Ethernet LAN (Broadcom BCM5705-M) Wireless LAN Intel PRO/Wireless LAN (IEEE 802.11 b/g - 14 channel) Intel PRO/Wireless 2200BG LAN Weight (kg) 1.54 kg 1.75 Dimensions(HxWxD) in mm 324 x 220 x 23 - 24.9 mm 25.4 - 33 x 306 x 247 Battery Li-Ion; 9 cell battery 10.8 V, 6000 mAh Li-Ion,1st battery: up to 5 h 1st + 2nd battery: up to 8 h 30 min (Mobile Mark 2002) second battery supported Tablet Dock 3x USB ports (2.0), 10/100/1000 Base-T Ethernet (RJ-45), power supply, Stero line-out, DVD drive or DVD/CD-R/RW combodrive, VGA, IEEE1394 LCD viewable outdoor / indoor Special features Port Replicator
    • Tab. 2: Charakteristika měření Charakteristika měření Stav komunikace Testování komunikace na vzdálenost 10 m Ano 20 m Ano 30 m Ano 40 m Ano 50 m Ano 60 m Ano 70 m Ano 80 m Ano 90 m Ano 100 m Ano 110 m Ne 120 m Ne 130 m Ne Komunikace přes překážku – betonová zeď – 5 m Ano - dvě betonové za sebou – 5 m Ne V lese – vzdálenost – 20 m – viditelnost není Ano V lese – vzdálenost – 30 m – viditelnost není Ano V lese – vzdálenost – 40 m – viditelnost není Ano V lese – vzdálenost – 50 m – viditelnost není Ano V lese – vzdálenost – 60 m – viditelnost není Ano V lese – vzdálenost – 70 m – viditelnost není Ano V lese – vzdálenost – 80 m – viditelnost není Ano V lese – vzdálenost – 90 m – viditelnost není Ano V lese – vzdálenost – 100 m – viditelnost není Ano V lese – vzdálenost – 110 m – viditelnost není Ne4. Ověřování GPRS komunikace V rámci dostupných možností bylo otestováno připojení k Internetu. Za tímtoúčelem byly využiti operátoři Eurotel a Oskar (dnes O2 a Vodafone). S připojením nebylyv podstatě žádné problémy, spojení bylo stabilní a dosahovalo garantovaných hodnot přistandardní kvalitě dostupného signálu GSM sítí. Testování komunikace totální stanice s počítačem podle navrženého řešenínebylo testováno z důvodu dalšího nutného vytvoření aplikace pro mobilní telefon zaúčelem komunikace s totální stanicí. Testování přenosu dat z notebooku na jiné zařízení(např. tabletPC) je neodůvodněné, protože stejným způsobem byl otestován přenos datprostřednictvím WiFi sítě. 238
    • 5. Propojení totální stanice s počítačem Propojení měřického přístroje s počítačem, ať už klasickým notebookem nebojiným zařízením, pomocí kabeláže, lze zajistit např. pomocí USB kabelu (spojující USBkonektory), nebo pomocí standardního sériového kabelu (spojující RS 232 konektory). Klasickým případem, který je a budestále častější, je využití redukce USB-RS232 (viz obr. 4). Důvodem je doznívajícípodpora sériových portů u mobilních perifériía nástup novějšího a výkonnějšího standarduUSB. Naproti tomu většina totálních stanicdisponuje především sériovými porty RS232, které slouží ke komunikaci s počítačem. Obr. 4: Propojovací kabel USB - RS 232 Obr. 5: Zaměření a zpracování měřeného bodu v tabletPC6. Testování měření a přenosu souřadnic Testování a ověřování komunikace v terénu probíhalo v několika etapách. Prvnífáze proběhla na zařízeních zapůjčených firmou Fujitsu-Siemens (FSC). Toto ověřování,podrobněji viz část „Pilotní testování komunikace mezi mobilními zařízeními“, probíhalona přelomu dubna a května 2004 a bylo zaměřeno především na ověření přenosu dat bezmezi-zařízeními, bez zařazení totální stanice. Další fáze ověřování proběhla koncem srpna 2004 již s využitím simulování měřenípomocí totální stanice značky Geodimeter. Testování probíhalo ve spolupráci s firmouGeoline. 239
    • K testování byla použita tato zařízení: · Notebook FSC Lifebook S 7010. · TabletPC FSC Stylistic ST 5011. · Totální stanice Geodimeter 420 s příslušenstvím. · Kabel USB s redukcí USB -> RS 232. Při tomto testování byly ověřenypracovní činnosti měřické čety. Šlopředevším o měření rajónu polárnímetodou s orientací na stanovisku.Měření probíhalo v místní soustavě,ovšem byla ověřena i metoda připojeníse na body se známými souřadnicemiS-JTSK a měření přímo v tétosouřadnicové soustavě. Obr. 6: Příprava měření na stanovisku7. Podrobné měření metodou GPS Měřické práce jsou úměrné současným technickým možnostem sběru geodetickýchinformací v terénu, které se převážně provádí souřadnicovou lokalizací podrobných bodů.Začíná se uplatňovat v podrobném měření i metoda GPS (global positron systems), kteráse ještě více uplatnila po dobudování permanentní sítě stanic GPS na celém území ČR azavedení této služby v reálném čase. CZEPOS (Česká permanentní síť pro určování polohy) je síť permanentních stanicGPS umožňující uživatelům přesné určení pozice na území České republiky s využitímbezdrátové datové komunikace. Uplatnění sítě permanentních bodů je v zeměměřictví a katastru nemovitostídůležité např. pro zaměřování nebo vytyčování vlastnických hranic, určování souřadnicgeodetických bodů, tvorbu geometrických plánů a mapování. Souřadnice stanic jsou vztaženy k referenčnímu bodu stanice, který je definovánjako průsečík horní plochy desky anténní konstrukce se svislou osou otvoru, který jev desce vyvrtán. Souřadnice jsou určovány v systémech:• ETRS (European Terrestrial Reference System, epocha souřadnic 1989.0) byly určeny připojením na body DOPNUL. Jedná se o předběžné souřadnice, přesné souřadnice budou určeny z dlouhodobých měření.• S-JTSK byly určeny pomocí měření GPS na okolních trigonometrických bodech a transformací pomocí lokálního transformačního klíče. 240
    • Pro jednofrekvenční přijímače je možné využít DGPS (diferenční GPS), kteráposkytuje přesnost určení polohy do 10 cm. S výhodou se používá pro navigaci, geografickéinformační systémy GIS a pro katastr. Služba poskytuje uživatelům korekce v reálnémčase. Pro využívání služby DGPS postačí jednoduchý a relativně levnější jednofrekvenčnípřijímač GPS schopný přijímat a zpracovávat DGPS korekce v reálném čase. Pro příjemDGPS korekcí ze zvolené stanice CZEPOS je zapotřebí mobilní internetové připojeníGPRS (DGPS korekce jsou přijímány přes síťový protokol NTRIP). Pro dvojfrekvenční aparatury GPS, které jsou schopné přijímat a zpracovávatRTK korekce, je možné využívat služby jež dosahují centimetrové přesnosti. Dále jenutné mobilní internetové připojení GPRS (korekce jsou přijímány přes síťový protokolNTRIP). Služba RTK (Real Time Kinematics) slouží pro určení polohy bodů v dostatečnéblízkosti stanice CZEPOS. Maximální přípustná vzdálenost stanoviště od stanice závisí naparametrech aparatury udaných výrobcem (obvykle desítky km). Služba RTK - PRS (Pseudoreferenční stanice) pracuje na principu zasílání informaceo pozici aparatury (NMEA zprávu) do řídícího centra, na základě které obdrží korekcez pseudoreferenční stanice. Jedná se o tzv. virtuální stanici umístěnou cca. 5 km od poziceuživatele. Korekční data z této stanice jsou systémem vygenerována na základě síťovéhořešení ze všech stanic CZEPOS. Služba RTK - FKP (Flächenkorrekturparameter) aparatura opět zašle do řídícíhocentra NMEA zprávu, na základě které obdrží korekce ze zvolené stanice CZEPOSdoplněné o plošné parametry FKP, které systém generuje na základě síťového řešení zevšech stanic CZEPOS. Pro velmi přesné určení polohy stanoviště, tj. s centimetrovou až milimetrovoupřesností, je pozice vypočtena až po skončení měření (Postprocessing) na základě datstažených z webových stránek CZEPOS. Data lze stáhnout pro zadaný interval měření vestandardním formátu RINEX (Receiver Independent Exchange) buď z konkrétní zvolenéstanice CZEPOS nebo z virtuální stanice o zadaných souřadnicích (tzv. virtuální RINEXvygeneruje systém CZEPOS na základě síťového řešení ze všech stanic CZEPOS).K využití je zapotřebí dvoufrekvenční aparatura GPS a vhodný zpracovatelský software. Praktické využití sítě CZEPOS pro tvorbu geometrických plánů bylo ověřováno veVÚGTK s ohledem na polohovou přesnost, a to na úlohách rozdělení pozemku na dvěčásti a vytyčení hranice parcely původního pozemkového katastru. V rámci ověření přesnosti metody GPS pro určení podrobných bodů bylo provedenoměření jednak totální stanicí a jednak metodou GPS. Bylo provedeno geodetické měřenítotální stanicí pro oddělení části pozemku a výsledné souřadnice sloužily jako etalon proporovnání přesnosti určené metodou GPS. Transformační klíč byl určen jako lokální prodanou oblast a byl zpracován softwarem VÚGTK. Polohová odchylka stanovisek dvojíhoměření, tj. určenou GPS a geodetickou metodou, nepřesáhla 5 cm. Pro vlastní měření, již dříve kolíky označených lomových bodů parcely, bylapoužita metoda postprocessingu a jednofrekvenční aparatura, která je schopná pracovataž do vzdáleností 20 km od referenčního bodu stanice CZEPOS. Výhody měření pomocí 241
    • GPS byly v tomto případě zjevné vzhledem k tomu, že terén byl velmi složitý, těžkopřístupný, ale otevřený, a proto byl přijímací signál rychle dostupný na každém lomovémbodu parcely. Výsledky měření byly získány po měření přímo v terénu, kde měla měřickáskupina k dispozici notebook a SW pro zpracování korekcí a možnost připojení naInternet. Výsledkem měření bylo porovnání přesnosti metody geodetické a metody pomocíGPS a bylo konstatováno:• obě měření byla srovnatelná se střední souřadnicovou chybou na jednotlivých bodech do ± 0,14 m, tj. odpovídala požadované střední chybě souřadnic,• data měření byla příznivější k metodě GPS vzhledem k tomu, že terén byl značně členitý a bez souvislého porostu,• velkou výhodou je možnost výpočtu souřadnic přímo v terénu, podmínkou je připojení na CZEPOS pomocí Internetu. Metoda podrobného měření pro zpracování geometrického plánu pomocí GPSaparatury byla ve VÚGTK dopracována do systému mobilního zpracování naměřenýchdat. Služba na serveru VÚGTK pracuje po založení projektu na serveru tak, že přijímáměření prostřednictvím mobilního telefonu ve formátu GML a souřadnicovém systémuWGS 84, které se před uložením do databáze DIKAT na sousedním serveru přetransformuje doS-JTSK a uloží do databáze DIKAT. Transformace probíhá na základě změřených rovinných souřadnic a výšek.K výpočtu jsou použity vyrovnávací tabulky a datum měření (vzhledem k tomu, že seevropská deska pohybuje). Přesnost této transformace je pak charakterizována středníkvadratickou odchylkou 0,05 m v poloze a 0,10 m ve výšce. Služba funguje též samostatně,kdy zaslaný GML dokument v souřadnicovém systému WGS 84 se přetransformuje doS-JTSK bez uložení do databáze. Vzhledem k ukládání kódů k jednotlivým objektům a jejich číslování je možnospustit proces systému DIKAT pro zpracování geometrických plánů tak, aby na základětěchto kódů byly sestrojeny jednotlivé objekty (budovy, cesty…) a tak se usnadnilakonstrukce objektů.8. Navržené řešení pro bezdrátový přenos dat Pro potřeby geodetické práce v terénu se momentálně jeví jako vhodné využítbezdrátových technologií k přenosu souřadnic z geodetického přístroje (teodolit, totálnístanice, stanice GPS) do počítače geodeta (zeměměřiče). Ten by pracoval s aktuálníminaměřenými souřadnicemi přímo v terénu. Z těchto souřadnic se vytvoří zákres situacev terénu, terénní úpravy apod. formou ZPMZ. Tyto úkony by geodet prováděl na speciálnímzařízení - tabletPC, které by disponovalo prostředky pro bezdrátovou komunikaci. Probezdrátový přenos dat (souřadnic) se pro kratší vzdálenosti jeví jako nejvhodnější anejpřístupnější WiFi komunikace, pro větší vzdálenosti potom GPRS. Komunikačníschéma ukazuje obr. 7 [82]. 242
    • Obr. 7: Schéma navržené komunikace – přenášení dat z geodetického přístroje do tabletu Z obrázku jsou zřejmé dva způsoby komunikace:1) Prostřednictvím WiFi - vhodná především pro kratší vzdálenosti (komunikace mezi tabletem a notebookem v terénu).2) V GSM síti - omezeno pouze dostupností signálu příslušného GSM operátora (připojení k internetu). Způsoby komunikace byly ověřeny včetně možností kreslení ZPMZ přímo v terénupomocí prostředků aplikace DIKAT. První zkušenosti ukázaly na potíže s kvalitnímiobrazovkami tabletů PC a nutnost vhodného stanovení barev a tloušťky kreslenýchelementů. Jako vhodný se ukázal systém přenosu dat do kanceláře a kreslení ZPMZ vcentru na základě on-line zobrazování naměřených bodů. 243
    • 244
    • Kapitola 5: ÚLOHA NÁČRTŮ V NOVÉM MAPOVÁNÍA PŘI TVORBĚ GEOMETRICKÝCH PLÁNŮMILAN KOCÁB, JANA ZAORALOVÁ1. Úvod Způsob mapování s cílem vytvořit novou mapu velkého měřítka je velmi nákladnýproces a je značně náročný na čas. Hledat výrazné časové úspory a zrychlit procesmapování se snahou vytvořit kvalitnějších a hospodárnější postup je velmi složitý úkol. Na celém procesu mapování topografickými metodami jsou nejdůležitějšía nejnákladnější polní práce a kvalitní vyhotovení polního náčrtu. Z historického hlediska je možno rozdělit sběr informací v terénu podle způsobuvyhotovení mapy, na technologie pro:a) mapy vyhotovené graficky a grafickou reambulaci map,b) mapy vyhotovené číselně (číselné měření zprostředkujících veličin pro kartografické zpracování analogového mapového originálu),c) digitální mapy. Informace o poloze podrobných bodů polohopisu jsou ukládány do záznamupodrobného měření (ZPMZ). Vedle informací o polohovém určení podrobných bodů byly do polního náčrtuukládány další informace (např. místní a pomístní názvy, popisná čísla domů, značkykultur, označení potoků, stav oplocení apod.), které nejsou součástí výsledné mapy. V Rakousku-Uhersku, kam české země dříve patřily, byl patentem císařeFrantiška I. z roku 1817 založen tzv. stabilní katastr pro daňové a vojenské účely. Mapování bylo prováděno metodou měřického stolu a před vlastním měřením sevyhotovovaly polní náčrty. Účelem polních náčrtů byla: · identifikace obvodů parcel, · grafický přehled pro metodu z „velkého do malého“, · číslování lomových bodů parcel na kolíky i náčrty, · označování čísel domů, · doplňování jmen majitelů pozemků, · označování druhu kultur. Náčrt se kreslil černou tuží současně s kolíkováním lomových bodů obvodu parcelna měřickém stolku orientovaném pomocí busoly. Náčrt dále obsahoval: · hranice vodních toků (modře) se šipkou ve směru toku a nápisem B (prudký tok), T (pomalý tok), · cesty (hnědě) a jejich názvy, · hranice (čísla hraničníků), · domy (červeně) doplněny rozměry budov v sáhové míře a číslem popisným, · pole (bez barvy) jsou označeny písmem „a“ (acker), · louky (zeleně) s označením W (Wiese), · lesy (šedé v okrajích) s označením stáří lesa H.W. (Hochwald) vysoký les, lesní průseky označeny K.G. (Kahles Gestein), 245
    • · popis (černě) parcely jsou popsány příjmením a jménem majitele, číslem majitelova domu a pojmenováním tratí. Při grafické stolové metodě se polní náčrty s čísly lomových bodů parcel stalyneoddělitelnou a nepostradatelnou součástí použité technologie. Při revizi katastru se používaly indikační skici, které byly kopií katastrální mapya sloužily pro práci v terénu, kde se do nich graficky doplňovaly naměřené hodnoty prokonstrukci změněných prvků mapy. Podkladem polního náčrtu při číselném měření je měřická síť bodů vynesenáz pravoúhlých souřadnic. Klad polních náčrtů (blokové, rámové) se určil podle měřítkanáčrtu a formátu kvalitního papíru, na který se náčrt nakreslil. Hlavním obsahem polního náčrtu podle Instrukce A z roku 1932 byly měřenékonstrukční a kontrolní údaje a do náčrtu byly zapisovány smluveným způsobem. Donáčrtů se dále zapisovaly: · názvy (osad, užívání budov, názvy ulic, náměstí, vodstvo, označení komunikací), · značky kultur podle značkového klíče, · čísla listů vlastnictví (v kroužku), · jména přespolních vlastníků, · budovy (červenou barvou - rumělkou), · označí se sousední stykové náčrty, · strany měřických zápisníků příslušející k polnímu náčrtu, · číslo komise o místním šetření (Instrukce A), · stvrzovací doložka (datum, podpisy). Výškopisný polní náčrt vyhotovovaný podle Instrukce pro technicko-hospodářskémapování započaté v roce 1961 se vyhotovoval na otisku náčrtu polohopisného. Terénse znázorňoval v náčrtu na základě přímého pozorování terénních tvarů. V náčrtu sevyznačilo: · podrobné výškové body označené číslem (1–999), · příčné profily, · hřbetnice a údolnice a v rovinném území i způsob interpolace vrstevnic, · ostré hrany – plně, · technické šrafy ve směru spádnic, · relativní výšky, · skalní útvary a skupiny kamenů. Aktualizace analogových map pro účely pozemkové evidence se provádělageometrickým plánem, který obsahoval polní náčrt a výkaz výměr. Náčrt v geometrickémplánu obsahoval pro každé katastrální území: · podkladovou katastrální mapu, · číselné údaje pro konstrukci změny a ověřovací míry (kontrolní), · připojení změn na nezměněné okolí s vyznačením pevných bodů, · návrh označení dílů parcel, · vyjádření vlastníků, že se jejich hranice v přírodě nezměnily, · nový stav - červeně plně. Polní náčrty vyhotovené při tvorbě digitální katastrální mapy (DKM) podle 246
    • „Katastrální vyhlášky“ z roku 2007 se vyhotovují samostatně pro zjišťování průběhuhranic a samostatně jako náčrty měřické. Náčrty rozdělí katastrální území na mapovací části převážně po hranicích parcel.Velikost náčrtu se volí tak, aby obsahoval ucelené bloky parcel stejných vlastníků, kteří sepozvou v konkrétní den k provedení zjištění hranic jejich pozemků (v terénu). Každý náčrtmá vlastní soupis nemovitostí. V náčrtu o zjišťování průběhu hranic se zobrazí: · obsah stávající katastrální mapy, · parcely původních evidencí obsažené v souboru popisných informací (SPI) · hranice náčrtů, · zakreslí se všechny změny do mapy. V měřickém náčrtu se na podkladě náčrtu o zjišťování hranic dále doplní prvky,které nejsou součástí mapy velkého měřítka: · pomocné měřické body, · lomové body hranic parcel (označené jen kolíkem), · ploty (dřevěný, drátěný nebo živý plot) s označením, kterému vlastníkovi plot patří, · ohradní zeď s označením, kterému vlastníkovi zeď patří, · označení orné půdy písmenem „r“, · označení nádvoří a dvora písmenem „d“. V měřickém náčrtu se oměrné míry mohou vynechat, pokud jsou součástí měřickéhozápisníku [165]. Výsledný elaborát geodetického podrobného měření slouží k výpočtusouřadnic všech podrobných bodů, k jeho dostatečné kontrole a zpracování nové digitálnímapy. Jeho součásti jsou: · měřické náčrty a jejich přehled, · zápisníky měření nebo seznam souřadnic z podrobného měření, · protokoly o výpočtu souřadnic bodů, · výsledná databáze bodů.2. Zpracování digitálních náčrtů Polní náčrty nadále zůstávají jako povinný dokument pro zjišťování průběhu hranicpozemků, podrobné měření polohopisu a pro náčrty, které jsou součástí geometrickýchplánů a vytyčování pozemků. VÚGTK vyvinul pro katastrální mapování a tvorbu ZPMZ novou technologiia SW pro tvorbu polních náčrtů, která se skládá z:• rychlé (přibližné) vektorizace původní mapy,• doplnění čísel listů vlastnictví z databáze souboru popisných informací katastru,• rozdělení lokality na bloky náčrtů po samostatných *.DGN souborech,• editace digitálního náčrtu na základě výsledků zjišťování změn průběhu hranic,• automatické očíslování podrobných bodů v náčrtu zjišťování průběhu hranic a používání těchto čísel při podrobném měření,• vypočtené souřadnice podrobných bodů (z totální stanice) se načtou do databáze bodů se stejnými čísly jako nepřesný grafický soubor,• kresba polního náčrtu se upraví (edituje) automaticky na základě změny v poloze 247
    • – body určené z měření. Z „nepřesné“ polohy v náčrtu do „přesné“ naměřené polohy se bod přesune na základě změny souřadnic z databáze. Souřadnice bodu v náčrtu se nahradí souřadnicemi z měření v terénu, které jsou uloženy v relační databázi přiřazené podle stejného čísla a bod změní svoji polohu. Změna polohy bodů automaticky vyvolá změnu v kresbě digitálního náčrtu. Pokud bylo použito jiné číslo bodu při měření, provede se po zobrazení bodu do náčrtu ruční editace kresby.• náčrty (samostatné soubory) se spojí do jednoho souboru měřené lokality a přiřadí se atributy prvků mapy do formy a struktury digitální katastrální mapy dle státního standardu.3. Rozdělení území na samostatně navazující náčrty Náčrty mají pokrýt celé mapované území a po jejich vyhotovení se provedekontrola krytí, tj. jestli všechny parcely jsou na náčrtech. Spolu s náčrtem se vytváří soupisnemovitostí. Každá parcela je v soupisu uvedena pouze jednou, a to i v případech, kdyse jedná o parcelu přes několik náčrtů. Samotný náčrt je výřezem mapy uloženým dosamostatného souboru. Ke každému typu náčrtu je možné vyhotovit jeho tiskovou podobu,která odpovídá „návodům pro obnovu“ [79]. Je možné vytvářet náčrty blokové - v měřítkách 1 : 500, 1 : 1000 nebo 1 : 2000, kderozměr náčrtu limituje použitá tiskárna - a náčrty rámové s možnostmi poloviny rámu na délkua výšku ve shodných měřítkách. Kresba se ořízne dle nastavení oblastí náčrtu (obr. 1) a uloží do samostatnéhosouboru pod číslem náčrtu. Obr. 1: Tvorba náčrtů 248
    • Obr. 2: Podkladový náčrt3.1 Podkladový náčrt Podkladový náčrt setvoří pro tiskový výstup a jeto zvětšenina katastrální mapys doplněním právních vztahůz map dřívějších evidencí.Vytvořený náčrt upravíme,doplníme sousedními náčrtya formálními náležitostmi. Prozjišťování hranic pozemkůvyhotovíme jeho tiskovoupodobu. Obr. 3: Tisková podoba podkladového náčrtu3.2 Náčrt zjišťování hranic pozemků Vyhotovuje se na podkladě zjišťování hranic v terénu. Při založení výkresu sez podkladového náčrtu převedou listy vlastnictví, čísla popisná, mimorámové údaje, mapovýlist a severka. Zjištěné informace se pomocí kopírování elementů s potřebnými atributya příznaky nakreslí do náčrtu ZPH, a to dle zásad pro obnovu operátu [80]. 249
    • Obr. 4: Náčrt zjišťování hranic pozemkůObr. 5: Detail náčrtu zjišťování hranic pozemků 250
    • Z náčrtu pro zjišťování hranic můžeme vytvořit tiskový výstup. Obr. 6: Detail tiskové podoby náčrtu zjišťování hranic pozemků3.3 Měřický náčrt Měřický náčrt se vytváří automaticky z náčrtu zjišťování hranic pozemků v systémuMicroGEOS Nautil a doplní se čísla bodů na hranici pozemkových úprav. Pro měření sedále doplní podrobné body a měřická síť [79]. Obr. 7: Měřický náčrt 251
    • Obr. 8: Tisková podoba měřického náčrtu Po vyhotovení měřických náčrtů, načtení vypočtených souřadnic podrobných bodůdo databáze a vyhotovení výkresu přehledu čísel bodů, můžeme vytvořit výkres SGS(srovnávací grafický soubor), což je automatické překreslení náčrtů do jednoho výkresu. Obr. 9: Srovnávací grafický soubor 252
    • 3.4 Zpracování výsledného operátu Po kontrole SGS s SPI program MicroGEOS Nautil se vytvoří koncept mapy „KON“.Pokud s konceptem souhlasíme, vytvoří se automaticky konečný grafický soubor SGSa srovnávací sestavení obnoveného operátu [79]. Pokud máme speciální požadavky na sloučení nebo rozdělení parcel, či číslovánínově vzniklých parcel, můžeme tyto požadavky zadat do SGS výkresu formou změněnékresby, případně můžeme systémem MicroGEOS Nautil přečíslovat celé katastrální území.Výsledná digitální katastrální mapa se uloží do databáze MGEO, odkud se ve forměvýměnného formátu VFK přenese do nového stavu ISKN. 253
    • 254
    • Kapitola 6: ZPRACOVÁNÍ GEOMETRICKÝCH PLÁNŮPROSTŘEDNICTVÍM WEBOVÉ APLIKACETOMÁŠ CAJTHAML, MILAN KOCÁB1. Úvod Výsledkem testování různých postupů pro zpracování geometrického plánu byloi vyvinutí nové technologie ve VÚGTK pro zpracování geometrického plánu webovýmiprostředky. Výzkum této aplikace završil pokusy o uplatnění IT technologií v zeměměřictvína praktické ukázce, která využívá mobilního mapování, standardizuje proces tvorby GPa zpřístupňuje geodata on-line ze serveru VÚGTK pro dálkový způsob zpracování změnovédávky a přímé aktualizace databáze. Tato aplikace byla přihlášena do soutěže organizovanéKomorou geodetů a kartografů (Zeměměřická komora) ve spolupráci s ČÚZK a Českýmsvazem geodetů a kartografů a odborná porota jí udělila 1. místo v soutěži o technické díloroku 2006. Stejné umístění získala aplikace i u zeměměřické veřejnosti. Webová aplikace pro zpracování geometrického plánu a výměnného formátugeometrického plánu obsahuje zcela nový způsob kreslení geometrického plánu přímo nawebu. Současně je možné využívat stávající již zpracovaná data s pomocí DGN souborů(např. z DIKATu), které jsou kresleny v prostředí klasických „desktopových“ aplikací[82]. Webovou aplikaci je možné chápat jako klasickou „desktopovou“ aplikaci,jejíž funkcionalita je přenesena do síťového prostředí (internetu, intranetu). Vytvořeníwebové aplikace souvisí s vývojem internetových technologií. Nejde tedy v žádnémpřípadě o statické „webové stránky“. Nejde úplně ani o další generaci webovýchtechnologií na bázi skriptů a dynamických HTML stránek, kdy je možné si představitna straně serveru skripty, které vykonávají programový kód (např. technologie ASP,PHP 4). V současnosti je snaha přidělit zátěž i klientské části – internetovému prohlížeči –a současně vykonávat kód na straně serveru. Jedná se v podstatě o rozvinutí předchozí technologie, která na základěstandardizace – využití např. Javascriptu, SVG na straně klienta, komunikace v XML meziserverem a klientem, aplikační funkčnosti na straně serveru – tvoří univerzální prostředíimplementovatelné formou webové aplikace, kterou máme na mysli v této kapitole.Příkladem takové technologie je AJAX (Asynchronous Javascript And XML) a vůbectechnologie, které mohou být označovány jako Web 2.0. S vývojem hardware a informačních systémů dochází ke stále větší potřeběuniverzálněji vytvářených aplikací. V současnosti používané technologie HTML,URL, HTTP jsou svým způsobem omezeny. Snahou je najít taková řešení, která byprostřednictvím nových nástrojů vytvořila aplikace poskytující větší funkčnost a dala webunový rozměr. Navrhované technologie, mezi které patří AJAX (Asynchronous JavaScriptand XML) nebo různé specifikace založené na jazyce XML vedoucí k sémantickémuwebu, vytváří novou generaci webových aplikací. 255
    • AJAX je technologie, která slouží k vytvoření interaktivní, uživatelsky přívětivějšíwebové aplikace s využitím Javascriptu na straně klienta a zajištění asynchronníkomunikace klient – server na bázi jazyka XML. Výhodou této technologie je odstraněnínutnosti znovunačtení a překreslení celé stránky při každé operaci - požadavků, které jsounutné u klasického modelu statických HTML stránek. Takto vytvořená aplikace může býtv podstatě plnohodnotnou aplikací se složitou vnitřní logikou.2. Postup zpracování dat geometrických plánů Vstupní data v komprimované podobě předá uživatel prostřednictvím načtenísouborů, je zjištěn jejich obsah a rozbalen archiv. Navržený systém zpracovává tyto třivarianty vstupních katastrálních dat:1) DKM – digitální katastrální mapa. TXT soubor – nové souřadnice - měřené. DGN – výkres s návrhem GP – budoucí stav (VKM) – obsahuje pouze nové a rušené prvky. NVF – pro konkrétní případ z ISKN.2) KM-D – katastrální mapa v digitální formě. TXT soubor – nové souřadnice - měřené. DGN – výkres s návrhem GP – budoucí stav (VKM) – obsahuje pouze nové a rušené prvky + měřená data ostrá (před transformací, případnou úpravou). VKM – případně i VFK.3) Souvislé zobrazení. Technologie naprosto shodná s ad 1), NVF obsahuje v tomto případě však jen elementy SPI. Variantní zpracování v podobě kresebného editoru „Kreslení GP“ nahrazujekompletně tvorbu změnové kresby v DGN.Poznámky:a) NVF – nový výměnný formát katastrálního území, celé katastrální území, příp. jeho část.b) TXT soubor – uvedeny nové souřadnice měřených bodů pro všechny verze zpracovávaného GP z různých podkladů (DKM, KM-D, souvislé zobrazení – SS v S-JTSK) - výjimkou je verze KM-D, kdy bude tento SS doplněn ze seznamu souřadnic v souřadnicovém systému stabilního katastru (S-SK) – Štěpán, Gusterberg, nutné pro napojení na VKM.c) DGN soubor – je třeba udělat definici struktury – zřejmě jako v DIKATu, donutit uživatele dodržovat tato pravidla - bude tedy obsahovat jen a pouze novou a rušenou kresbu.d) V kresbě musí být použity pouze liniové prvky, elementy budou rozpoznávány dle barvy a atributu + 144, nový element bez atributu.e) DGN v KM-D – opět nová a rušená kresba + navíc specifikovat na webu k p.č. a šipkám doplňkové informace – doplňování parID. 256
    • Průběh zpracování dat v projektu probíhá v tomto sledu:1) Kontrola metainformací.2) Načtění (upload) dat.3) Rozbalení souborů.4) Kontrola úplnosti podkladů - soubory.5) Import všech podkladů a případná kontrola v rámci importu, chyby vrátí přehledně uživateli.6) Založení nového projektu.7) Návrh budoucího SPI.8) Variantní tvorba kresby v „Kreslení GP“ a uložení výsledku na server.9) Konečná úprava ve formuláři: · Editaci bodů, rušení bodů a vytváření bodů. · Doplnění BPEJ - BPEJ seznam. · Nadefinování nového stavu (druh, parcelní číslo, výměra, pododddělení) a vytvoření vazeb mezi dosavadním a navrhovaným stavem včetně editace.10) Vygenerování výsledného NVF pro import do ISKN - na pozadí je vytvořen NVF pro všechny verze projektu [12].11) Odeslání potvrzení o zpracování, vygenerování výstupů, které jsou k dispozici ke stažení.12) Možnost kontroly průběhu všech činností formou protokolů a odstranění případných nedostatků. Obr. 1: Návrh zpracování dat geometrického plánu v prostředí webové aplikace 257
    • 3. Architektura aplikace Webová aplikace pracuje v rámci projektů, kdy jeden projekt je vytvořen projeden geometrický plán. Registrovaný uživatel vyplněním povinných položek projektua importem podkladů (VFK z katastrálního pracoviště a TXT soubor s měřenýmisouřadnicemi podrobných bodů) v komprimované formě založí projekt. Dále je muumožněno pracovat se vstupními daty v editoru „Kreslení GP“. V něm je nutné vytvořittzv. změnovou kresbu, tj. kresbu nového a rušeného stavu. Tento editor respektuje strukturugeodat katastru nemovitostí společně s kartografickou prezentací jednotlivých elementůpodle aplikačních nadstaveb MicroGEOS nebo DIKAT®. Vytvořenou změnovou kresbuje nutné opět importovat prostřednictvím webové aplikace do projektu. Tím je k dispozicinavržený stav. Pomocí formulářů webové aplikace je nutné posléze doplnit vazby mezidotčenými a nově vznikajícími parcelami. K novým parcelám uživatel ještě doplní jejíatributy (druh a využití pozemku, způsob určení výměry) a přiradí BPEJ kódy. Projekt jezpracován a uživatel má k dispozici výsledný VFK soubor se změnovou dávkou pro vstupdo ISKN a pro předání na katastrální pracoviště. Veškerá data jsou ukládána na server a importována do databáze. Všechny zásadnípostupy jsou protokolovány, tzn. že uživatel má k dispozici protokoly, které jej informujío případných problémech. Tím je zaručeno postupné zpracování projektu, uživatel můžezměnit jím zadané údaje (změnovou kresbu, atributy parcel) a opakovat vybrané činnosti.Webová aplikace je doplněna množstvím dokumentace a vzorových příkladů. Z vývojových důvodů je k dispozici také varianta projektu, kdy změnová kresba jeimportována již přímo na importovaných podkladech v DGN souboru. Tato varianta můžesloužit všem uživatelům, kteří využívají DIKAT, MicroGEOS nebo jiné aplikace, kterépodporují DGN formát. Funkcionalita v tomto případě je plně zachována. Obr. 2: Příklad webové aplikace VÚGTK pro zpracování geometrického plánu v prostředí internetu 258
    • Z technického pohledu bylo nutné zajistit dostupnost řešení pro nejširší platformy.Webová aplikace je zpracována v prostředí ASP.NET 2.0 a zajišťuje tak dostupnostv prohlížečích, jakými jsou Internet Explorer 6 a 7, Mozilla Firefox 2 a Opera 9. Editorzměnové kresby „Kreslení GP“ je vytvořen na platformě Java™, což opět zaručujedostupnost v prostředí nejen Windows, ale i v OS Linux, Mac apod. Zajímavostí jespuštění „Kreslení GP“ technologií Java Web Start. První spuštění aplikace probíháon-line po síti (klient musí disponovat OS s nainstalovaným JRE 1.5 nebo 1.6), přičemžpři dalším spuštění má uživatel na výběr, zda spustí tuto aplikaci lokálně či síťově. Tímtozpůsobem je v podstatě zajištěna i aktualizace editoru. Ukázky a podrobněji popsanouwebovou aplikaci lze nalézt v [10], [12] a především v rámci samotné webové aplikace[180]. Aplikace se sestává ze dvou modulů: (viz obr. 2)1) Webová aplikace pro správu a zpracování geometrického plánu a konverze do výměnného formátu katastru (VFK).2) Editor pro vytvoření změnové kresby geometrického plánu prostřednictvím webové aplikace. Obr. 3: Aplikační schéma - je začleněn i editor pro tvorbu grafiky 259
    • Hlavní etapy zpracování geometrického plánu (GP) on-line:1) Import podkladů do databáze, tzn. výměnného formátu (VFK) dat katastru nemovitostí získaných z ISKN na katastrálním úřadu (možné použít samostatně vydávaný soubor BPEJ) a TXT se seznamem souřadnic měřených bodů nového GP.2) Po importu uvedených souborů na server následuje import uvedených souborů do editoru dostupného na adrese http://ww.jlabs.cz/Teodolit/ pro doplnění změnových dat SGI.3) Uložení změnové kresby prostřednictvím webového editoru do databáze na serveru. Je k dispozici protokol, který slouží k odhalení patřičných chyb v kresbě.4) Doplnění vazeb mezi parcelami prostřednictvím dialogu na kartě „webové aplikace“.5) Doplnění atributů parcel prostřednictvím dialogu na kartě „webové aplikace“.6) Doplnění BPEJ parcel prostřednictvím dialogu na kartě „webové aplikace“.7) Export geometrického plánu do VFK a převzetí GP uživatelem.4. Zpracování projektu4.1 Práce s projekty Je možné se seznámit s příklady zpracování projektů nebo založit vlastní novýprojekt. Projekty lze mazat (zneplatnit). Z této, do jisté míry základní stránky, jsouzabezpečeny odkazy na další stránky týkající se jak založení nového projektu, tak vlastnípráce s projektem. Obr. 4: Formulář pro založení nového projektu webové aplikace4.2 Založení nového projektu Povinné položky v tomto formuláři jsou označeny, veškerá vstupní textová polejsou vylisována oproti textovým, numerickým a časovým hodnotám. Založení nového projektu se děje importem zazipovaného souboru (*.zip)a vyplněním požadovaných dat. Zazipovaný soubor obsahuje soubory VFK (*.vfk) aTXT (*.txt). Jiné sobory není možné ukládat na server. Výběr tohoto souboru zajistímevybráním dat pomocí tlačítka „Procházet“. 260
    • Obr. 5: Založení nového projektu4.3 Formulář projektu Otevření projektu se děje poklepáním na tlačítko „otevřít“ daného, již založeného,projektu. Poté se objeví nový formulář pro správu projektu: Obr. 6: Grafická podoba každého projektu slouží k vlastní práci s projektem 261
    • 4.4 Zpracování kresby4.4.1 Nutné předpoklady pro zpracování kresby Korektní přenesení pokladových dat na server a další zpracování je možné pouzeza předpokladu, že předchozí krok – zaslání vstupních dat – proběhl bez problémů. Tozjistíme při pohledu do tabulky otevřeného projektu – řádek „Upload podkladů“, kdev kladném případě je uvedeno ve sloupečku „stav“ – „OK“. Viz obrázek výše. V případěneúspěšného pokusu je k dispozici ke stažení nebo otevření protokol, který popisujezávady vstupních dat. Export zajišťuje aplikace na serveru, takže se děje bez zásahuuživatele, který ji prakticky nemůže ovlivnit, nicméně i zde může dojít k problémům. Opětstav „OK“ znamená, že je k dispozici kresba GP pro stažení pro editor „Kreslení GP“,v opačném případě je k dispozici protokol s chybovými hlášeními.4.4.2 Zpracování změnové kresby Nejprve je nutné stáhnout klepnutím na odkaz „Kresba“ soubor *.vkm a uložit prozpracování na lokálním počítači. Poté je nutné spustit program pro editaci kresby přímoz webové adresy www.jlabs.cz/Teodolit/. Do této aplikace načíst stažený soubor *.vkma připravit změnovou kresbu (nové elementy, elementy ke zrušení). Obr. 7: Základní grafické uživatelské rozhraní editoru „Kreslení GP“ Editor umožňuje zkalibrovat monitor, pak bude měřítko odpovídat centimetrůmna monitoru. V pravém panelu je možné určit, co chcete zobrazit a co nikoli. Ke kresběa vkládání textů a značek slouží levý panel, editace kresby je indikována šedým pozadímkresby (viz obr. 7, 8). 262
    • Obr. 8: Editace kresby je indikována vyšedlým pozadím Pro zrušení kresby je nutné vybrat objekt k editaci (tlačítko s papírem a tužkou)a zrušit červeným tlačítkem mínus. Tlačítkem plus se zrušený objekt stane opět platným(viz obr. 9). Obr. 9: Kresba linií je umožněna pouze jako vytvoření spojnic již známých bodů Linie jsou vázány pouze na měřené body, které jsou vstupem z katastrálníhopracoviště nebo jsou naměřeny přímo v terénu zeměměřičem. Vždy se vysvítí bod, kterýje v blízkosti kurzoru a po potvrzení se přidá k linii. Značky a texty je možno vložit i mimobody stisknutím klávesy „Ctrl“ a následným potvrzením. 263
    • Obr. 10: Značky a texty je možné vkládat libovolně na rozdíl od liniové kresby Hotovou kresbu je nutno uložit do souboru *.vkm a uploadovat do webovéaplikace. Obr. 11: Přiřazení parcelního čísla parcele4.5 Doplnění dalších atributů parcel a vazeb4.5.1 Doplnění vazeb mezi parcelami prostřednictvím dialogu Následuje definice vazeb mezi dotčenými a novými parcelami, případně dalšídoplňující údaje: 264
    • Obr. 12: Vytvoření vazeb mezi parcelami dosavadního a nového stavu4.5.2 Doplnění atributů parcel prostřednictvím dialogu Poté je možné přistoupit k doplnění atributů parcel: Obr. 13: Doplnění druhů a způsobu využití pozemků a identifikace určení výměry 265
    • 4.5.3 Doplnění BPEJ a export geometrického plánu do NVF(VFK) Závěrečná fáze obsahuje přiřazení BPEJ kódů k parcelám: Obr. 14: Doplnění BPEJ kódu vázaných k parcelám nově navrženého stavu4.6 Stažení výsledného souboru dat VFK Závěrečná fáze spočívá v potvrzení BPEJ, kdy dojde k vygenerování VFK formátua následně je uživatel přesměrován na hlavní stránku projektů. Zde je k dispozici ke staženívýsledný VFK formát - pokud je vše v pořádku. V opačném případě je opět k dispozicichybový protokol - místo tlačítka pro otevření projektu – lze stáhnout výsledný soubor vNVF. Výsledný VFK formát je předáván na katastrální úřad, který ho importuje do ISKNjako změnovou dávku. Obr. 15: Stav úspěšného zpracování projektu je indikován textem „OK“ ve sloupečku stav a výsledný NVF je k dispozici ke stažení 266
    • 5. Důsledky využívání webové aplikace Představené řešení může být do budoucna základem pro zpracování několikapostupů a řešení. Jako příklad nasazení takovýchto služeb v současnosti uveďme např.mailové klienty Google, příp. Seznam, které implementují obdobné technologie. Docházítak ke kompletnímu přenosu aplikací do internetového prostředí. Řešení může sloužit nejenpro zpracování geometrického plánu, ale i pro zpracování ZPMZ (záznamu podrobnéhoměření změn). Pro tento druh aplikací je nutné aplikaci dále rozšířit, otestovat, včetnězátěžových a bezpečnostních testů. Výrazným zlepšením datové komunikace mezi katastrálními pracovišti a externímiodběrateli dat by byla možnost elektronickým způsobem specifikovat výběrovou podmínkua seznam datových skupin, které požaduje zpracovatel geometrického plánu. Jedná seo možnost nadefinovat v datovém souboru ISKN polygon pro výběr prvků nezbytných prozpracování zakázky. Jedním z možných řešení tohoto problému je zřízení internetové (webové) služby.Výsledkem tohoto řešení by byl XML dokument zaslaný uživateli. Lépe řečeno, jdeo službu, která na základě výměny XML dokumentů dokáže komunikovat s dalšímisegmenty v prostředí internetu. Řešení tedy vyžaduje doplnění a úpravy na straně ISKNa vytvoření webové XML služby. Je zřejmé, že poskytování výstupů prostřednictvím Internetu je vázáno napropustnost sítí, a proto bude zpočátku jen pro změnové dávky menších zákazníků. Dalšírozvoj souvisí s vývojem a penetrací síťového prostředí a technologií s tím spojených.Kapacitně objemnější dávky lze také řešit tradičním postupem. Importní dávky do ISKN zpracované zhotovitelem geometrického plánu, by mělybýt zasílány také prostřednictvím Internetu s využitím elektronické podatelny resortuČÚZK, spolu s výměnným formátem NVF (VFK) a doprovodnou dokumentací v rastrovépodobě (náčrty, výpočetní protokoly apod.). Zpracování výměnného formátu dat geometrického plánu mezi oprávněnýmzeměměřičem a ISKN je proces velmi obtížný s ohledem na velké množství variantmožných při zpracování měření v rozsáhlých lokalitách. Proto je výhodné vytvořeníon-line webové aplikace pro zpracování výměnného formátu z dat geometrického plánu(jak popisuje tato kapitola) a až poté, prostřednictvím navržené služby, zaslání dat doISKN. Společnými vlastnostmi výměnných formátů je poskytování dat po celýchjednotkách katastrálních území nebo po jejich částech. To je vlastnost všech výměnnýchformátů. Výhodou XML formátu jsou především tyto vlastnosti:• nezávislost na platformě,• syntaxe značkovacího jazyka,• otevřenost a průhlednost,• validace – kontrola syntaxe XML dokumentů, relativně snadno čitelných pro člověka i pro stroje,• mnohonásobně vyšší využitelnost uložených dat,• odkazy na další XML dokumenty např. s určením parametrů pro zobrazení, transformace apod. 267
    • Největší využití XML je zřejmě při použití webových služeb (na bázi tohoto jazykakomunikují a přenášejí informace) jako nástroje interoperability – jako klasický výměnnýformát, který dokážou zpracovat klasické desktopové aplikace. V současné době vydáváČÚZK data katastru ve formátu VFK v klasické textové podobě, na což jsou připravenyi nástroje umožňující privátní sféře zpracovat data katastru nemovitostí. V této podobě jezřejmě tento formát naprosto dostačující i s přihlédnutím na tradici v našich zemích. Dalšírozvoj webových služeb v budoucnu si ovšem vyžádá revizi tohoto formátu, standardizaci aorientaci k některým z naznačených směrů na základě XML metajazyka (GML, LandXMLnebo dalších XML souvisejících specifikací). Největší perspektivu vidí autoři v nasazení pro vstup geometrických plánů doISKN. Řešení by fungovalo jako nástroj ke komunikaci mezi odpovědnými geodety apracovníky katastrálních pracovišť (vkládání dat do ISKN). Tzn., že odpovědný geodetby měl k dispozici webovou aplikaci, ve které by za použití elektronických certifikátů(disponovali by jimi pouze odpovědné osoby) byla zajištěna bezproblémová autorizacea autentifikace, jak ji známe např. z elektronického bankovnictví. Webová aplikace byumožnila odpovědným osobám přijímat na katastrálních pracovištích geometrické plányvčetně protokolování a validace dat v nové, rychlejší a flexibilnější formě.6. Závěr Zpracování naměřených dat a dat poskytnutých z ISKN (SGI a SPI) ve VFKprostřednictvím web aplikace umožňuje dálkovým způsobem zpracovávat datageometrického plánu bez toho, aby si uživatelé pořizovali nákladné SW aplikace projednoduchou kresbu geometrického plánu. Výrazným zlepšením datové komunikace mezi katastrálními pracovišti a externímiodběrateli dat by byla možnost prostřednictvím webu specifikovat výběrovou množinupro zpracování GP a seznam datových skupin, které požaduje zpracovatel geometrickéhoplánu. Jedná se o možnost nadefinovat v datovém souboru ISKN polygon pro výběr prvkůnezbytných pro zpracování zakázky. Jedním z možných řešení tohoto problému je zřídit internetovou (webovou) službu.Výsledkem tohoto řešení by byl XML dokument zaslaný uživateli. Řešení tedy vyžadujedoplnění a úpravy na straně ISKN a vytvoření webové XML služby [11]. Je zřejmé, že poskytování výstupů prostřednictvím Internetu je vázáno napropustnost sítí, a proto bude zpočátku jen pro změnové dávky menších zákazníků.Kapacitně objemnější dávky lze také řešit tradičním postupem. Importní dávky do ISKN, zpracované zhotovitelem geometrického plánu by mělybýt zasílány také prostřednictvím Internetu s využitím elektronické podatelny resortuČÚZK, spolu s výměnným formátem NVF (VFK) a doprovodnou dokumentací v podoběvýměnného formátu (náčrty, výpočetní protokoly apod.). 268
    • DOSLOV Tématiky představené v jednotlivých oddílech této knihy dokumentují odlišnéaspekty využití geografických informací v současném období rozvoje informačníspolečnosti. Jedná se o rozsáhlý a strukturovaný materiál, který je založen nainterdisciplinárním základním a aplikačním badatelském výzkumu v oblasti moderníchgeoinformačních technologií. Čtenář nalézá informace o jejich využití v oblasti geodézie,kartografie a mapování, státního katastru, geoinformatiky - zejména geografickýchinformačních systémů, navigace a dalších moderních trendů. Monografie podává nejenpřehled o současném stavu řešení výše uvedených oblastí, ale nastiňuje i budoucí směrya trendy, kterými se bude oblast geoinformačních technologií a služeb ubírat v nejbližšíi vzdálenější budoucnosti. Jistě zajímavé bude srovnání názorů řešitelů všech projektů,jejichž výsledky jsou v knize komentovány, se skutečnou situací v oblasti geoinformatikyv ČR a EU v horizontu několika let. Rozvoj bude souviset nejen s dalším technologickýmpokrokem v oblastech mobilního mapování, tvorby senzorických sítí, geodetickéhomapování a správě katastru, ale také s budováním národní geoinformační infrastruktury,kterou odstartoval projekt INSPIRE. Kromě správy dat, zajištění harmonizace a interoperability dat a informací budez hlediska uživatelů také velmi významná oblast vizualizace. Většina uživatelů očekávákomplexní, pravdivou, kartograficky kvalitní, ale také rychlou, informaci předávanoupomocí digitálních map, které budou reagovat na jednotlivé individuální požadavky.Mapy budou interaktivní a přístupné po internetu nebo prostřednictvím Webovýchmapových služeb. Autoři monografie vidí budoucnost i v další, slibně se rozvíjející oblasti„Ubiquitous“ mapování, tedy mapování pro každého, kdekoliv, kdykoliv, za využití všechdostupných ICT prostředků a nástrojů. I přes silný multidisciplánární obsah a vzájemně výhodnou spolupráci mezigeoinformační oblastí a dalšími obory, zůstane hlavní podstata problematiky pevnězakořeněna v geovědních oborech. Napříč všemi prezentovanými projekty se jako červenánit táhne společná snaha o výslednou prezentaci v podobě mapového výstupu, kterýi přes narůstající různorodost zůstane primárním nástrojem, jehož pomocí prezentujeme,využíváme a snažíme se pochopit geografická data. Prezentovaná publikace rozhodně nepokrývá celou oblast a možnosti využitígeografických dat v informační společnosti. Hlavní důraz je kladen na problematiku,v níž jednotlivé spolupracující organizace již dlouhodobě působí a jsou vědecky činné.Řada dalších vědeckých disciplín je schopna poskytnout odlišné úhly pohledu a zajímavýpotenciál pro začlenění geografických informací do širšího proudu aplikací v informačníspolečnosti. Následné vědecko-výzkumné úsilí a spolupráce se specialisty v dalšíchoblastech se jeví jako klíčová pro budoucí rozvoj oboru i ve směrech, které nebylyv předložené publikaci řešeny. 269
    • LITERATURA[1] ABOL, V.V.; BERMIŠEV, A.A.; ITIN, P.G.; LAPŠIN, P.G. Mobile Diagnostic Laboratroy for Testing of User’s GPS/GLONASS Receivers. In 12th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Peterburg 23.-25.5.2005. ISBN 5-900780- 59-7.[2] ARCADATA PRAHA. Přístup z WWW: http://www.arcdata.cz[3] BEAMAN, R.; CONN, B.: /Automated geoparsing and georeferencing of Malesian collection locality data/. Telopea. 2003, roč. 10, č. 1, s. 43-52.[4] BLASER, A. Geo-Spatial Sketches: Technical report. Orono: University of Maine, 1998. 129 s. Přístup z WWW: http://www.spatial.maine.edu/~abl/pub/SketchingReport.pdf[5] BRÁTOVÁ, K.; KONEČNÝ, M. Legal aspects of GI Access in CR Public Administration (with respekt to EU projects). Electronic Journal of Polish Agricultural Universities, 8, 2, od s. 145-153, 9 s. ISSN 1505-0297. 2005.[6] BURNHILL, P.; MEDECKYJ-SCOTT, D. /A sense of place – Developing a Gazetteer Service /[on-line]. Edinburgh, 2002 [cit. 26. září 2007]. Přístupný na WWW: http://www. oclcpica.org/content/1111/pdf/PeterBurnhillDavidMScott.pdf[7] BUTTENFIELD, B.P. Scientific Visualization for Environmental Modeling: Interactive and Proactive Graphics. In GIS and Environmental Modeling: Progress and Research Issues. Goodchild: M.F., et al., eds. Fort Collins, CO: GIS World Books, 1996, pp. 463-468.[8] CADUFF, D. Sketch-Based Queries In Mobile GIS-Environments: Thesis. Orono: University of Maine, 2002. Přístup z WWW: http://www.library.umaine.edu/theses/theses. asp?Cmd=abstract&ID=SIE2003-001[9] CAJTHAML, T. Analýza dostupných datových zdrojů v ČR: Výzkumná práce. Zdiby: VÚGTK, 2004. 17 s.[10] CAJTHAML, T. Vývoj zpracování geometrického plánu v prostředí Internetu. In Talich, Milan (ed.). 1st International Trade Fair of Geodesy, Cartography, Navigation and Geoinformatics GEOS 2006: Conference Proceedings, Prague, 1th-2th March 2006. Zdiby: VÚGTK, 2007, s.48. ISBN 80-85881-26-8.[11] CAJTHAML, T.; KOCÁB, M. Metainformační systém, založený na standardech Konsorcia OGC. In TALICH, Milan (ed.). 1st International Trade Fair of Geodesy, Cartography, Navigation and Geoinformatics GEOS 2006: Conference Proceedings, Prague, 16th-18th March 2006. Zdiby: VÚGTK, 2007, s.37. ISBN 80-85881-25-X.[12] CAJTHAML, T.; KOCÁB, M. Zpracování výměnného formátu geodat ISKN pomocí webové aplikace. In Talich, Milan (ed.). 1st International Trade Fair of Geodesy, Cartography, Navigation and Geoinformatics GEOS 2006: Conference Proceedings, Prague, 16th-18th March 2006. Zdiby: VÚGTK, 2006, s.50. ISBN 80-85881-25-X.[13] CAJTHAML, T.; KOCÁB, M.; ZAORALOVÁ, J. Vývoj a údržba systému MicroGEOS SM 5 a podpora jeho uživatelů: Výzkumná zpráva č. 1073. Zdiby: VÚGTK, 2004. 39 s.[14] CZEPOS - Česká síť permanentních stanic pro určování polohy. Přístup z WWW: http:// czepos.cuzk.cz[15] ČECHUROVÁ, M; VEVERKA, B. Software MATKART - současný stav a vývojové trendy. Kartografické listy. 2007, č. 15, s. 34-40. ISBN 80-89060-10-8, ISSN 1336-5274.[16] Český úřad zeměměřický a katastrální (ČÚZK). Přístup z WWW: http://www.cuzk.cz[17] ČNS - Správa České státní nivelační sítě. Přístup z WWW: http://nivelace.cuzk.cz[18] ČSN 730415 - Geodetické body / Účinnost od: 01.leden 1980. - Praha: ÚNM, 1979. 16 s.[19] Global Positioning Systém Standard Positioning Service Performance Standard. October 2001. In Departament of Defense USA. Přístup z WWW: http://gps.afspc.af.mil/gpsoc/ documents/GPS_Signal_Spec.pdf[20] DATAZ - Databáze trigonometrických a zhušťovacích bodů. Přístup z WWW: http://dataz. cuzk.cz
    • [21] DBU (Deutsche Bundesstiftung Umwelt). Přístup z WWW: http://www.dbu.de.[22] DT Metadata : Draft Implementing Rules for Metadata. CENIA [online]. 2007 [cit. 13. srpna 2007]. Přístup z WWW: http://www.cenia.cz/web/www/web-pub2.nsf/$pid/ CENEBFJHBHDF/$FILE/draftINSPIREMetadataIRv2_20070202.pdf[23] Dublin Core Metadata Element Set, version 1.1:ISO Standard 15836-2003 (February 2003). Přístup z WWW: http://www.niso.org/international/SC4/n515.pdf[24] FRANCICA, J. MetaCarta, Inc. - Geographical Text Searching (Mar 11, 2004). – In Directions Magazine. [on-line]. Přístup z WWW: http://www.directionsmag.com/editorials. php?article_id=531&trv=1[25] FRANK, A.U. (ed). PANEL GI kompendium: Průvodce světem geoinformaci a geografických informačních systémů. Vienna: European Communities, 2000. 140 s. ISBN 3-901716-22.[26] Gazetter. In Wikipedia, the free encyclopedia [online]. [cit. 4. září 2007]. Přístup z WWW: http://en.wikipedia.org/wiki/Gazetteer[27] Geodetická observatoř Pecný. Přístup z WWW: http://pecny.asu.cas.cz/[28] Geodetické referenční systémy v České republice: Vývoj od klasických ke geocentrickým souřadnicovým systémům / Kolektiv autorů. 1. vyd. Zdiby: VÚGTK 1998. 186 s. ISBN 80- 85881-09-8.[29] The Getty Thesaurus of Geographic Names® On-Line. [cit. 1. října 2007]. Přístup z WWW: http://www.getty.edu/research/conducting_research/vocabularies/tgn/index.html[30] GDAL (Geospatial Data Abstraction Library). Přístup z WWW: http://www.gdal.org[31] GNU (GNU’s Not Unix). Přístup z WWW: http://www.gnu.org[32] GRASS GIS (Geographic Resources Analysis Support Systém GIS). ). Přístup z WWW: http://grass.itc.it[33] Guidelines for the Construction, Format, and Management of Monolingual Controlled Vocabularies, ANSI/NISO Z39.19-2005. Bethesda, NISO Press, 2005. 172 p. ISBN 1- 880124-65-3. Přístup z WWW: http://www.niso.org/standards/resources/Z39-19-2005.pdf[34] GUTH, J. (ed.). Praktické a metodické poznámky ke klasifikaci biotopů při mapování biotopů pro soustavy NATURA 2000 a Smaragd. Praha: AOPK ČR, 2002. 11 s. Přístup z WWW: http://www.nature.cz/publik_syst2/files08/Prakticke_metodicke_poznamky.pdf[35] HALIŠKOVÁ, I. Přenos geografických informací pomocí telekomunikačních prostředků: Diplomová práce. Brno: Masarykova univerzita, 2007.[36] HASSIN, B. Mobile GIS: How to Get There From Here (2004). Přístup z WWW: http:// lbs360.directionsmag.com/LBSArticles/Mobile%20GIS.pdf[37] HERBERT, D. Study drawings in architectural design: Applications of CAD systems. In Integrating Computers into the Architectural Curriculum [ACADIA Conference Proceedings] Raleigh (North Carolina / USA) 1987, pp. 157-168. Přístup z WWW: http://cumincad.scix. net/cgi-bin/works/Show?cd8d[38] HITCHCOCK, A.; PUNDT, H.; BRINKKOTTER-RUNDE, K.; STREIT, U. Data acquisition tools for geographic information systems. In Geographical Information Systems International Group (GISIG) (Ed.), Proceedings of the 13th WELL-GIS Workshop on technologies for land management and data supply, RS and GPS Research and Education, June 13, 1996, Budapest, Hungary. 3rd session: GIS and Global Positioning System. 8 s. Přístup z WWW: http://www.gisig.it/wellgis.www/Budap.htm[39] HORÁK, P. a kol. Návrh architektury serverového systému MobilDat. In Informační systémy v zemědělství a lesnictví : XIII. ročník evropské konference, 15.-16. května 2007 Praha.[40] HORÁK, P.; KUBÍČEK, P.; STACHOŇ, Z.; ZBOŘIL, J. Návrh architektury serverového systému MobilDat. In Informační systémy v zemědělství a lesnictví: Sborník příspěvků. Praha : Česká zemědělská univerzita v Praze, 2007. 5 s. ISBN 978-80-213-1643-0.[41] HORÁK, P.; KUBÍČEK, P.; STACHOŇ, Z.; STANĚK, K.; ZBOŘIL, J.. Podpora mobilního lesnického mapování prostřednictvím náčrtů. In Informační systémy v zemědělství a lesnictví. 2006. vyd. Praha, 2006. ISBN 80-213-1494-X.
    • [42] HŘEBÍČEK, J.; KONEČNÝ, M. Introduction to Ubiquitous Cartography and Dynamic Geovisualization with Implications for Disaster/Crises Management. In The Geospatial Web: How GeoBrowsers, Social Software and the Web 2.0 are Shaping the Network Society. vyd. první. London : Springer, 2007. od s. 209-214, 6 s. Advanced Information and Knowledge Processing. Edited by: Arno Scharl and Klaus Tochtermann. ISBN 978-1-84628-826-5.[43] CHARVAT, K; GNIP, P.; HORAK, P.; DVORAK, P.; VANIS, P.; KOCAB, M. NavLog New Concept For Navigation And Logistic. In 4th World Congress Conference, Proceedings of the 24-26 July 2006 (Orlando, Florida USA) Publication Date 24 July 2006. - Přístup z WWW: http://asae.frymulti.com/abstract.asp?aid=21961&t=2[44] CHARVAT, K.; HOLY, S. Mobile GIS support for remote sensing data interpretation In ForestSAT Symposium Heriot Watt University, Edinburgh, August 5th-9th of August 2002. 6 p. Přístup z WWW: http://www.lesprojekt.cz/stazeni/mobile_support_foresat.pdf[45] CHARVAT, K.; KOCAB, M.; VALDOVA, I.; CAJTHAML, T.; KONECNY, M.; STANEK, K.; HOLY, S.; KAFKA, S. Geospatial Web Data Sharing in Agriculture. In EFITA/WCCA2005 Joint Konference, The 5th Conference of the European Federation for Information Technology in Agriculture, Food and Environment and The 3rd World Congress on Computers in Agriculture and Natural Resources, July 25 - 28, 2005 Vila Real, Portugal, s. 669-674. Přístup také z WWW: http://www.efita.net/apps/accesbase/ dbsommaire.asp?d=5828&t=0&identobj=ynx0cOPN&uid=57305290&sid=57&idk=1[46] CHARVÁT, K.; KOCÁB, M.; VALDOVÁ, I.; CAJTHAML, T.; KONEČNÝ, M.; STANĚK, K.; HOLÝ, S.; KAFKA, Š. Geospatial Web Data Sharing in Agriculture. In Informační systémy v zemědělství a lesnictví: e-collaboration: XI. ročník evropské konference, Praha - Česká zemědělská univerzita 16.-18. května 2005.[47] CHARVÁT, K.; KONEČNÝ, M.; KOCÁB, M.; HOLÝ, S.; STANĚK, K.; DVOŘÁK, P.; KAFKA, Š. Wirelessinfo - první české virtuální výzkumné a inovační centrum se zaměřením na GIS. GEOinfo. 2005, roč.11 [Ročenka], s.48-50. ISSN 1212-4311. Přístup také z WWW: http://www.cdesign.cz/h/Casopis/AR.asp?ARI=101001[48] CHEN, Peter P. The Entity-Relationship Model - Toward a Unified View of Data. In ACM Transactions on Database Systéme. 1976, vol.1, no.1, pp. 1-36. ISSN:0362-5915. Přístup také z WWW: http://portal.acm.org/citation.cfm?id=320440[49] Information and Service System for European Coordinate Reference Systems – CRS. Přístup z WWW: http://crs.bkg.bund.de/crs-eu/[50] Information Retrieval (Z39.50): Application Service Definition and Protocol Specification, ANSI/NISO Z39.50-2003. Bethesda: NISO Press, 2003. 267 p. ISSN1041-5653. Přístup z WWW: http://www.loc.gov/z3950/agency/Z39-50-2003.pdf[51] Inspire - INfrastructure for SPatial InfoRmation in Europe. Přístup z WWW: http://inspire. jrc.it[52] IPTC Web: Information Interchange Model IIM. Přístup z WWW: http://www.iptc.org/IIM/[53] ISO – International Organization for Standardization [online]. Geneva, 2007. Přístup z WWW: http://www.iso.org/iso/home.htm[54] ISO – ISO Standard [online]. International Organization for Standardization, 2007 [cit. 1. října 2007]. Přístup z WWW: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue.htm[55] ISO 19106: 2004: Geographic information – Profiles. In International Organization for Standardization. Přístup z WWW: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/ catalogue_detail.htm?csnumber=26011[56] ISO 19115: 2003: Geographic information – Metadata. In International Organization for Standardization. Přístup z WWW: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/ catalogue_detail.htm?csnumber=26020[57] ISO19115 / ISO19119: Application Profile for CSW 2.0. Přístup z WWW: http://portal. opengeospatial.org/files/?artifact_id=6495
    • [58] ISO 19119: 2005 / PDAM 1, Geographic Information – Services. In International Organization for Standardization. Přístup z WWW: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/ catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=39890[59] ISO 19139: 2007, Geographic information - Metadata - Implementation specification. In International Organization for Standardization. Přístup z WWW: http://www.iso.org/iso/ iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=32557[60] JAKOBSSON, A. User requiremens for mobile topographic maps / Report of GiMoDig Project. Helsinki: National Land Survey of Finland,, 2002. 93 p. Přístup z WWW: http://lib. tkk.fi/Diss/2006/isbn9512282062/article5.pdf[61] KAFKA, Š. Charakteristika webových služeb pro přístup k datům, jejich výhody a nedostatky (Management geografických informací a znalostí – II. Národní program výzkumu TP2 – Informační společnost), Praha: Akademie věd ČR, 2004.[62] KESSLER, G.C. An Overview of TCP/IP Protocols and the Internet [16.1.2007]. Přístup z WWW: http://www.garykessler.net/library/tcpip.html[63] KLIMENT, V. Katastr nemovitosti pro každého. Od pozemkové knihy a obecného zákoníku občanského ke katastru nemovitosti a aktuální úpravě právních vztahů k nemovitostem v českém právu. Zdiby: VÚGTK, 2007. 114 s. ISBN 978-80-85881-27-1.[64] KOCÁB, M. Geografické informační systémy a katastr nemovitostí (GIS a KN). In Výroční zpráva za rok 2002. Zdiby: VÚGTK, 2003, s.8-24. Přístup také z WWW: http://www.vugtk. cz/odis/sborniky/vz02/giskn.htm[65] KOCÁB, M. Geografické informační systémy a katastr nemovitostí. In 50 years of the Research Institute of Geodesy, Topography and Cartography: Jubilee Proceedings 1954- 2004. Zdiby - Prague: VÚGTK, 2005, s.285-294. ISBN 80-85881-223-3.[66] KOCÁB, M. Geographical Information Systems and Cadaster of Real Estates. In 50 years of the Research Institute of Geodesy, Topography and Cartography: Jubilee Proceedings 1954- 2004. Zdiby - Prague: VÚGTK, 2005, s.151-160. ISBN 80-85881-223-3.[67] KOCÁB, M. Katastr nemovitostí v digitální formě pro potřeby měst a obcí. In HOJDAR, Josef; FENDEL, Elfriede (ed.). 3. konference Městské informační systémy, Praha 1.- 4. 10. 2002, hotel Pyramida: Sborník abstraktů příspěvků = 23. Urban Data Management Symposium. Praha: 2002, s.142.[68] KOCÁB, M. Legislativní rámec datových zdrojů, příspěvek na seminář projektu EU NATURE-GIS Údaje o ochraně životního prostředí v geodatech státní správy, 16.2.2005 VÚGTK, Zdiby. Zdiby: VÚGTK, 2005.[69] KOCÁB, M. Napravlenija issledovanij NIIGTK v oblasti GIS i kadastra nedvižimostej. In Novi technolohiji v geodeziji ta zemlevporjakuvanni: Naukovo-praktyčna konferencija: Tezy dopovidej. Užhorod: UžNU, 2006, s.11-12.[70] KOCÁB, M. Návrh technologie digitalizace katastrálních map v sáhovém měřítku. In KOCÁB, M. Výzkumné a vývojové aspekty modernizace ISKN: Výzkumná zpráva č. 981. Zdiby: VÚGTK, 1997, 5 s.[71] KOCÁB, M. Nový výměnný formát dat katastru nemovitostí. IT CAD. 2002, roč.12, č.5, s.8-9. ISSN 1802-6168.[72] KOCÁB, M. Nový výměnný formát dat katastru nemovitostí a pozemkové úpravy. Pozemkové úpravy. 2002, č.41 (Září), s. 12-14.[73] KOCÁB, M. Primeněnie GPS dlja inventarizaci nedvižimogo kuľturního naslědija ČR. In Zbirnyk naukovych dopovidej IV Mižnarodnoho naukovo-techničnoho sympoziumu Geoinformacijnyj monitorynh navkolyšňoho seredovyšča, GPS ta GIS technologiji 6.-12 veresňa 1999, Alušta (Krym). Ľviv: LAGT, 1999, s.4-9.[74] KOCÁB, M. Transformation du cadastre fonciér en République Tchéque en forme digital. In HARTS; OTTENS; SCHOLTEN (ed.). Proceedings of Fifth European Conference and Exhibition on Geographical Information Systems EGIS/MARI ’94 Conference, Paris, France 29.3.1994. Vol. 2. Utrecht/Amsterdam: European GIS Foundation, 1994, s.1540-1547.
    • [75] KOCÁB, M. Tvorba a aktualizace digitální katastrální mapy. In Zbirnyk naukovych dopovidej III Mižnarodnoho naukovo-techničnoho sympoziumu Geoinformacijnyj monitorynh navkolyšňoho seredovyšča, GPS ta GIS technologiji 7.-13 veresňa 1998, Alušta (Krym): Zbirnyk materialiv. Ľviv: LAGT, 1998, s.21-25.[76] KOCÁB, M. Ústřední evidence kulturních památek a jejich územní identifikace: Etapová výzkumná zpráva č.982/97. Zdiby: VÚGTK, 1997. 24 s.[77] KOCÁB, M. Závěrečná výzkumná zpráva o realizaci projektu Ústřední evidence kulturních památek a jejich územní identifikace. Zdiby: VÚGTK, 1998. 21 s.[78] KOCÁB, M. a kol. Implementace nových modulů do grafického systému do MicroGEOS. In KOCÁB, Milan. Výzkumné a vývojové aspekty modernizace ISKN: Výzkumná zpráva č. 981: Příloha 2. Zdiby: VÚGTK, 1997, 55 s.[79] KOCÁB, M. a kol. Zajištění dalšího vývoje grafického systému MicroGEOS a programů na podporu digitalizace SGI KN: Zpráva o řešení projektu: Výzkumná zpráva č. 1000. Zdiby: VÚGTK, 2000. 7 s.[80] KOCÁB, M.; ABENDROTHOVÁ, A.; HEJPLÍK, V.; KŘENEK, J.; SEHNAL, J.; SVATÝ, J.; VANIŠ, P.; VONDRUŠKA, P.; ZEMAN, P.; ZMEŠKAL, K.; ŽOFKA, S. Informační systém MicroGEOS Map a Micro GEOS Vektor pro obnovu katastrálního operátu: Výzkumná zpráva č. 1058. Zdiby: VÚGTK, 2003. Nestr.[81] KOCÁB, M.; CAJTHAML, T. Novaja forma gosudarstvennoj karty Češskoj Respubliky masštaba 1:5000. In IX Mižnarodnyj naukovo-techničnyj simpozium Geoinformacijnyj monitorynh navkolyšňoho seredovyšča, GPS ta GIS technologiji 6.-11 veresňa 2004, Alušta (Krym): Zbirnyk materialiv. Ľviv: LAGT, 2004, s.60-63.[82] KOCÁB, M.; CAJTHAML, T.; VANIŠ, P.; ZAORALOVÁ, J. Studie nových trendů vývoje mapování a katastru: Výzkumná zpráva č. 1070. Zdiby: VÚGTK, 2004. 44 s.[83] KOCÁB, M.; DRBAL, A. Mesto kartografirovanija v geoinformacionnych technologijach. In IX Mižnarodnyj naukovo-techničnyj simpozium Geoinformacijnyj monitorynh navkolyšňoho seredovyšča, GPS ta GIS technologiji 6.-11 veresňa 2004, Alušta (Krym): Zbirnyk materialiv. Ľviv: LAGT, 2004, s. 53-60.[84] KOCAB, M.; DRBAL, A. Vozobnovlěnie sobstvenničeskich granic zemel’nych učastkov v procese restituci v Češskoj Respublike posle 1991 goda. In XII Mižnarodnyj naukovo- techničnyj simpozium Geoinformacijnyj monitorynh navkolyšňoho seredovyšča, GPS ta GIS technologiji 10 - 15 veresňa 2007, Alušta (Krym): Zbirnyk materialiv. Ľviv: LAGT, 2007, s. 38-47.[85] KOCÁB, M.; DRBAL, A.; KŘENEK, J. Organizacija zemlemirnoji i kadastrovoji služby v Čes’kij Respublici. Visnyk geodeziji ta kartografiji. 2006, č.4, s. 12-21.[86] KOCÁB, M.; KŘENEK, J.; VALDOVÁ, I.; ZAORALOVÁ, J. Využití digitálních dat katastru nemovitostí ČR pro zpracování pozemkových úprav. In XI. Miedzynarodowe Dni Geodezji, Polanczyk, 9.-10. 6. 2005. Warszawa: Stowarzyszenie Geodetów Polskich, 2005. Sesja II, referat 3, s.1-6. ISBN 83-920594-1-7.[87] KOCÁB, M.; PRAŽÁK, J. Nové programové prostředky VÚGTK pro přepracování katastrálních map do digitální formy. Geodetický a kartografický obzor. 1999, roč.45/87, č.10, s. 247-249. ISSN 0016-7096.[88] KOCÁB, M.; PRAŽÁK, J.; ROUBÍK, O.; VANIŠ, P. Systém opatření v hydrologických povodích ke snížení škodlivých následků povodní: rozvoj aplikace GIS. Zdiby: VÚGTK, 2003. 45 s.[89] KOCÁB, M.; PRAŽÁK, J.; SOUKUP, L.; ZAORALOVÁ, J. Nový systém pro práci s rastry katastrálních map: Výzkumná zpráva č. 1079. Zdiby: VÚGTK, 2005. 25 s.[90] KOCÁB, M.; VALDOVÁ, I. Současné možnosti přenosu formátů dat do ISKN. Pozemkové úpravy. 2005, č.53 (Září), s.11-12.[91] KOCÁB, M.; VALDOVÁ, I. Zpracování digitálních náčrtů pro vyhotovování pozemkových úprav. Pozemkové úpravy. 2005, č.52 (Červen), s.10-13.
    • [92] KOCÁB, M.; VILÍM, D. Ústřední evidence kulturních památek a jejich územní identifikace: Závěrečná výzkumná zpráva o realizaci projektu. Zdiby: VÚGTK, 1998. 21 s.[93] KOCÁB, M.; ZAORALOVÁ, J.; ROUBÍK, O. Začlenění historických mapových děl do systému DIKAT-P pro upřesnění podrobné lokalizace nemovitých kulturních památek: Závěrečná výzkumná zpráva. Zdiby: VÚGTK, 2003. 53 s.[94] KOEHLER, H. Formats and Metadata in Mobile Information and News Data Services [online]. 2005 [cit. 2. července 2007]. Přístup z WWW: http://www.newssummit.org/2005/ presentations/metadata_minds.pdf[95] KONEČNÝ, M,; STANĚK, K.; FRIEDMANNOVÁ, L. Adaptabilní mapy pro krizový management. Kartografické listy. 2007, č. 15, s. 41-50, 127 s. ISSN 1336-5274.[96] KONEČNÝ, M.; ORMELING, F. J.; TIKUNOV, V. S. Atlas Information Systems and Geographical Names Information Systems as contribuants to Spatial Data Infrastructure. Proceedings the 5th International Symposium on Digital Earth. Berkeley: Projekt Digital Earth, 2007. s. 20-28.[97] KONEČNÝ, M.; BANDROVA, T. Mapping of Nature Risks and Disasters Purposes. Cartography and Geoinformation (Zagreb). 2006, č. 6, s. 4 -12. ISSN 1333-896X. 2006.[98] KOSTELECKÝ, J. Referenční souřadnicové systémy ICRS, ITRS a ETRS-89, jejich definice a realizace. Geodetický a kartografický obzor. 1998, roč.44/86, č.10, s.213-223. ISSN 0016- 7096.[99] KOTAL, M.; PRAŽÁK, J. Mapování 2. Praha: Geodetický a kartografický podnik, 1990. 286 s.[100] KRAAK, M., J.; BROWN, A. (ed.). Web Cartography developments and prospects. London: Taylor and Francis, 2001. 213 p. ISBN 0-7484-0869-X.[101] KUBÍČEK, P.; STANĚK, K. Dynamic visualization in emergency management. Proceedings of First international conference on cartography and GIS. Sofia : Sofia Univerzity, 2006, s. 40-41. ISBN 954-724-028-5.[102] KUBÍČEK, P.; KONEČNÝ, M.; STANĚK, K.; CHARVÁT, K.; KOCÁB, M. MobilDat - Mobile Data Visualisation And Updating. Sborník „4th World Congress on Computers in Agriculture“. Orlando : WCCA, 2006, s. 61-67. ISBN 1-892769-5.[103] LIKEŠ, J.; MACHEK, J. Počet pravděpodobnosti. Praha: SNTL, 1982. 160 s.[104] LÖW, J., a kol. Rukověť projektanta místního územního systému ekologické stability (metodika pro zpracování dokumentace): Doplněk. Brno, 1995. 179 s.[105] LOWER, M. et al. Metadata [online]. 2004 [cit. 2. července 2007]. Přístup z WWW: http:// adl.brs.gov.au/mapserv/landuse/docs/Lower%20Murray%20Luse%202004%20Metadata. pdf[106] MADĚRA, P.; ZIMOVÁ, E. (eds.). Metodické postupy projektování lokálního ÚSES. Brno: Ústav lesnické botaniky, dendrologie a typologie LDF MZLU v Brně a Löw a spol., 2005. 1 CD-ROM.[107] McEACHREN, A. Some Truth with Maps. Association of American Geographers, Washington, 1994, 129 pp.[108] Metadata Thesauri [online]. CGIAR Consortium for Spatial Information (CGIAR-CSI). [cit. 1. října 2007]. Přístup z WWW: http://csi.cgiar.org/metadata/Metadata_Thesauruses.asp[109] MIČIETOVÁ, E., BOROŠ, R. Integrity and interoperability of GIS data model for water protection according to water framework directive. Meteorologický časopis. 2004, roč. 7, č. 1, s. 25-37.[110] MIČIETOVÁ, E.; BOROŠ, R. Implementácia binárneho hierarchického kódovacieho systému hydrologických objektov a verifikácia jeho operačných možností. Meteorologický časopis. 2006, roč. 9, č. 1, s. 23-29.
    • [111] MIČIETOVA, E.;VALIŠ, J. NSDI in SR Current Condition, Current Condition, Technical Point of ViewTechnical Point of ViewIn. In BELA, Markus (ed.). FIG Workshop on eGovernance, Knowledge Management and eLearning, April 2006, Budapest, Hungary. Budapest, 2006, s. 155-167. ISBN 963-229-423-8. Přístupný na WWW: http://www.fig. hu/papers/155.pdf[112] MIKLOŠÍK, F. Mapování. Brno: Vojenská akademie Ant. Zápotockého, 1976. 364 s.[113] MILLER, E.; WEIBEL, S. An introduction to Dublin Core [online]. 2000 [cit. 9. července 2007]. Přístup z WWW: http://www.xml.com/pub/a/2000/10/25/dublincore[114] Ministerstvo práce a sociálních věcí ČR. Přístup z WWW: http://www.mpsv.cz[115] MOELLERING, H. (ed.). Spatial database transfer standards: current international status. 1. vyd. London International Cartographic Association, Elsevier Applied Science, 1991. 260 p. ISBN 185166677X.[116] MOELLERING, H.; AALDERS, H.J.; CRANE, A. (ed.). World spatial metadata standards. 1. vyd. London: International Cartographic association, Elsevier Ltd., 2005. 710 p. ISBN 0- 08-043949-7.[117] Národní geoinformační infrastruktura České republiky: Program rozvoje v letech 2001 – 2005. Praha: NEMOFORUM, 2001. 9 s. Přístup z WWW: http://www.cuzk.cz/Dokument. aspx?PRARESKOD=999&MENUID=10350&AKCE=DOC:999-KONF[118] Návod pro obnovu katastrálního operátu. Praha: ČÚZK, 1997. 37 s.[119] NGA GEOnet Names Server (GNS) [online]. In National Geospatial-Intelligence Agency. Bethesda. [cit. 1. října 2007]. Přístup z WWW: http://earth-info.nga.mil/gns/html/[120] NEJEDLÝ, Z.; DRNOVCOVÁ, K. Semestrální práce z předmětu Programování 33. Přístup z WWW: http://rsc.hyperlinx.cz/skola/cvut/pg33/index.html[121] Open Geospatial Consortium. Přístup z WWW: http://www.opengeospatial.org.[122] Open Source (Open Source Iniciative). Přístup z WWW: http://www.opensource.org[123] OGC® Sensor Web Enablement: Overview And High Level Architecture: White paper. – 14 p. In Open Geospatial Consortium, 2006. Přístup z WWW: http://www.opengeospatial. org/pt/06-046r2[124] OGC® Web Processing Service (WPS): Request for Public Comments. Přístup z WWW: http://www.opengeospatial.org/standards/requests/28[125] OGC Web Service Common Specification. In Open Geospatial Consortium, 2005. Přístup z WWW: http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=20040[126] Ohloh. Přístup z WWW: http://www.ohloh.net/projects/3860?p=PyWPS[127] OpenGIS® Cataloguing of ISO Metadata (CIM) Using the ebRIM profile of CS-W, OGC 2007-05-10. Přístup z WWW: http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=20596[128] OpenGIS® Catalogue Services Specification, ver. 2.0.2 Corrigendum 2 Release, OGC 2007- 02-07. Přístup z WWW: http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=20555[129] OpenGIS® Catalogue Services Specification 2.0.2 - ISO Metadata Application Profile. OGC 2007-05-02. Přístup z WWW: http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=21460[130] OpenGIS® Filter Encoding Implementation Specification, Version: 1.1.0, OGC 04-095, 2005-05-03. Přístup z WWW: http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=8340[131] OpenGIS® web services architecture, version 0.3. In Open Geospatial Consortium, 2003. Přístup z WWW: http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=1320[132] OpenGIS Location Services (OpenLS): Core Services [Parts 1 Directory Service]. Document 03-006r3, typ D-RFC. Přístup z WWW: http://www.opengeospatial.org/standards/olscore[133] OpenGIS Location Services (OpenLS): Core Services [Parts 1-5]. Document 03-006r3, typ D-RFC. Přístup z WWW: http://www.opengeospatial.org/standards/olscore[134] OpenGIS Location Services (OpenLS): Core Services [Part 2 Gateway Service]. Document 03-006r3, typ D-RFC. Přístup z WWW: http://www.opengeospatial.org/standards/olscore[135] OpenGIS Location Services (OpenLS): Core Services [Part 3 Location Utility Service]. Document 03-006r3, typ D-RFC. Přístup z WWW: http://www.opengeospatial.org/ standards/olscore
    • [136] OpenGIS Location Services (OpenLS): Core Services [Part 4 Presentation Service]. Document 03-006r3, typ D-RFC. Přístup z WWW: http://www.opengeospatial.org/ standards/olscore[137] OpenGIS Location Services (OpenLS): Core Services [Parts 5 Route Service]. Dokument 03-006r3, typ D-RFC. Přístup z WWW: http://www.opengeospatial.org/standards/olscore[138] OpenGIS® Location Service (OpenLS) Implementation Specification: Core Services. Document 05-016, typ IS. Přístup z WWW: http://www.opengeospatial.org/standards/ olscore[139] OpenJUMP – The free, Java based and open source Geographic Information System for the World. Přístup z WWW: http://openjump.org/[140] PAUKNEROVÁ, E.; TRYHUBOVÁ, P. INSPIRE and geoinformation infrastructure in the CR: Prezentace. In Internet ve státní správě a samosprávě, Hradec Králové, 3.-4.6.2006. - Zdiby: VÚGTK, 2006. 27 s. 1 CD-ROM.[141] PAVLÍK, Z.; KÜHNL, K. Úvod do kvantitativních metod pro geografy. 1. vyd. Praha: SPN, 1982. 267s.[142] Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council establishing an Infrastructure for Spatial Information in the Community (INSPIRE) [online]. COM(2004) 516 final, kód Rady 11781/04, 2004/0175 (COD).[cit. 2004-12-01]. Přístup z WWW: http:// inspire.jrc.it/proposal/COM_2004_0516_F_EN_ACTE.pdf[143] PECINA, O. Webová aplikace pro interakci s webovými službami: Bakalářská práce. Brno: Masarykova univerzita, 2004.[144] PLEWE, B. GIS online: infromation retrieval, mapping, and the Internet. Santa Fe: OnWord Press, 1997. 311 p. ISBN 1-56690-137-5.[145] PROJ (PROJ.4 - Cartographic Projections Library). Přístup z WWW: http://proj.maptools. org[146] PUNDT, H. Field Data Collection with Mobile GIS: Dependencies Between Semantics and Data Quality. In Geoinformatica. 2002, vol. 6, no 4, pp. 363–380. Přístup z WWW: http:// www.ingentaconnect.com/content/klu/gein/2002/00000006/00000004/05099730.[147] PUNDT, H.; BRINKKOTTER-RUNDE, K. Visualization of spatial data for field based GIS. In Computers & Geosciences. 2000, vol. 26, no.1, pp. 51-56. Přístup z WWW: http://www. iamg.org/CGEditor/cg2000.htm.[148] PUNDT, H.; KUHN, W. Dependencies between semantics and data quality - examples from the field of mobile geo computing. In 1st AGILE Conference 1998 in Enschede International Institute for Aerospace Survey and Earth Sciences (ITC), Enschede, The Netherlands. 7 pp. Přístup také z WWW: http://www.uniroma1.it/DICEA/AGILE.HTM.[149] PyWPS (Python Web Processing Service). Přístup z WWW: http://pywps.wald.intevation. org.[150] R (The R Project). Přístup z WWW: http://www.r-project.org[151] RAPANT, P. Úvod do geografických informačních systémů. Ostrava: VŠB-TUV, 2002. 110 s. Přístup z WWW: http://gisak.vsb.cz/livecd/texty/UGIS.pdf[152] RADA, R. Maintaining thesauri and metathesauri. International Classification. 1990, č. 17, s. 58-164.[153] Removal of GPS Selective Availability (SA). 20.12.2006. Přístup z WWW: www.ngs.noaa. gov/FGCS/info/sans_SA.[154] ROULE, M.; KOCÁB, M. La Plan Cadastral Informatise en République Tcheque. In JEC Joint European Conference and Exhibition on Geographical Information. Netherlands Congress Centre The Hague, March 26-31, 1995: Proceedings. Volume 2. Basel: AKM Congress Service, 1995, s.99-105.[155] ROULIN, C. Sub-thesauri as part of a metathesaurus. International Study Konference on Classification Research (5th: Toronto, 1991), Classification research for knowledge representation and organization. Elsevier, 1992, s. 329-336.
    • [156] RŮŽIČKA, J. Metadata pro prostorová data: Doktorská práce. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, Hornicko - geologická fakulta, Obor Geoinformatika, 2002. 164 s.[157] SHI, W. ISSDQ 2007. Přístup z WWW: http://www.itc.nl/ISSDQ2007/proceedings/ Keynotespeakers/Paper_John_Shi%5B1%5D.pdf[158] STANĚK, K.; FRIEDMANNOVÁ, L.; KUBÍČEK, P. Decision Support Cartography for Emergency Management. ISPRS archives. Vol. XXXVI-4/V45. Osnabrueck : ISPRS, 2007, s. 1.[159] TALHOFER,V. Základy matematické kartografie. Universita obrany, Brno, 2007. ISBN 978-80-7231-297-9.[160] Terminologický slovník zeměměřictví a katastru nemovitosti. In Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický – Terminologická komise ČÚZK. Přístup z WWW: http://www.vugtk.cz/termkom/indtk.html[161] TRYHUBOVÁ, P. Data, data, data - poskytovatelé zdrojů geodat na Internetu z okruhu státní správy. Geoinformace. 2005, č.2, s. 18-25.[162] TRYHUBOVÁ, P. Evropská směrnice INSPIRE. In ČEPEK, A.; LANDA, M.; PYTEL, J. Geoinformatics FCE CTU. [s.l.]: [s.n.], 2006, s.176-183. ISSN 1802-266. Přístup také z WWW: http://gama.fsv.cvut.cz/data/geowikicz/2006/05/12/geoinformatics-fce-ctu-2006- 01.pdf[163] uDig (The User-friendly Desktop Internet GIS). Přístup z WWW: http://udig.refractions. net/.[164] VALDOVÁ, I.; DRBAL, A.; KARAVDIĆ, J.; ZAORALOVÁ, J. Vývoj postupů a metod při obnově katastrálního operátu a při vyhotovování geometrických plánů a součinnosti katastrálních úřadů s jejich vyhotoviteli: Analýza možnosti nových produktů firem ESRI, AUTODESK, INTERGRAPH a BENTLEY pro úkoly obnovy katastrálního operátu a zpracování geometrických plánů: Výzkumná zpráva č. 1090. Zdiby: VÚGTK, 2005. 98 s.[165] VALDOVÁ, I.; KOCÁB, M. Digitální způsob vyhotovení záznamu podrobného měření změn - záznamu vytyčení hranice. In TALICH, Milan (ed.). 1st International Trade Fair of Geodesy, Cartography, Navigation and Geoinformatics GEOS 2006: Conference Proceedings, Prague, 16th-18th March 2006. Zdiby: VÚGTK, 2007, s.52. ISBN 80-85881- 25-X.[166] VANIŠ, P.; KOCÁB, M. Testování aparatur GPS pro navigační systémy a mobilní sběr geodat. In Talich, Milan (ed.). 1st International Trade Fair of Geodesy, Cartography, Navigation and Geoinformatics GEOS 2006: Conference Proceedings, Prague, 16th-18th March 2006. Zdiby: VÚGTK, 2007, s. 62. ISBN 80-85881-25-X.[167] VEVERKA, B. Topografická a tematická kartografie 10. Vydavatelství ČVUT, Praha. 2004.[168] VEVERKA, B.; ČECHUROVÁ, M. MATKART educational software. Uživatelský manuál a software. Web laboratoře digitálni kartografie katedry mapování a kartografie ČVUT, Praha, 2007. Přístup z WWW: http://www.GEOLAB.cz, www.fsv.cvut.cz.[169] VIVONI, E.R.; CAMILLI, R. Real-time streaming of environmental field data. In Computers & Geosciences. 2003, vol. 29, no. 4, pp. 457-468. Přístup z WWW: http://www.iamg.org/ CGEditor/cg2003.htm[170] VO, M. C. et al. Mobile Digital Libraries for Geography education [online]. 2007 [cit. 2. července 2007]. Přístup z WWW: http://delivery.acm.org/10.1145/1260000/1255311/p511- vo.pdf?key1=1255311&key2=2039820911&coll=&dl=GUIDE&CFID=15151515&CFTO KEN=6184618.[171] VOŽENÍLEK, V. a kol. Integrace GPS/GIS v geomorfologickém výzkumu. Olomouc: Univerzita Palackého, 2001, 185 s. ISBN 80-244-0383-8.
    • [172] VYHLÁŠKA č. 26/2007 Sb. ze dne 5. února 2007, kterou se provádí zákon č. 265/1992 Sb., o zápisech vlastnických a jiných věcných práv k nemovitostem, ve znění zákona č. 210/1993 Sb., zákona č. 90/1996 Sb. , a zákon č. 344/1992 Sb., o katastru nemovitostí České republiky (katastrální zákon), ve znění zákona č. 89/1996 Sb., ve znění vyhlášky č. 79/1998 Sb., vyhlášky č. 113/2000 Sb. a vyhlášky č. 163/2001 Sb. In Sbírka zákonů České republiky. Částka 21-40. Praha: Ministerstvo vnitra - tiskárna, 2007, s.118-206. ISSN 1211-1244. Přístup také z WWW: http://www.cuzk.cz/[173] Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. Přístup z WWW: http:// www.vugtk.cz[174] Wikipedia: The Free Encyclopedia. Přístup z WWW: http://www.wikipedia.com[175] WILSON, D.L. GPS Horizontal Position Accuracy. 2.1.2007 Přístup z WWW: http://users. erols.com/dlwilson/gpsacc.htm[176] World Gazetteer: population of cities and towns of the world [online]. [cit. 1. října 2007]. Přístup z WWW: http://www.world-gazetteer.com/[177] World Wide Web Consorcium (W3C). Přístup z WWW: http://www.w3.org/[178] ZAORALOVÁ, J.; KOCÁB, M. Práce s rastrovými mapami v systému MicroGEOS Nautil. In TALICH, Milan (ed.). 1st International Trade Fair of Geodesy, Cartography, Navigation and Geoinformatics GEOS 2006: Conference Proceedings, Prague, 16th-18th March 2006. Zdiby: VÚGTK, 2007, s.53. ISBN 80-85881-25-X.[179] ZIMOVÁ, R. Problematika koordinace geoinformací v České republice v mezinárodním kontextu: Doktorská práce. Praha: ČVUT, 2000. 107 s.[180] Zpracování geometrického plánu. Přístup z WWW: http://www.geometrplan.cz Doplňující literatura:[181] ČADA, V. Geodetické základy státních mapových děl 1. poloviny 19. století a lokalizace do S-JTSK. In HISTORICKÉ MAPY. Zborník referátov z vedeckej konferencie. Bratislava : Kartografická spoločnost Slovenskej republiky, 2005. 15 s. Přístup z WWW: http://projekty. geolab.cz/gacr/a/files/cada.pdf[182] ČADA, V. Robustní metody tvorby a vedení digitálních katastrálních map v lokalitách sáhových map: Habilitační práce. Plzeň; Praha: Západočeská univerzita - Stavební fakulta CVUT, 2003.
    • Autoři: RNDr. Karel Charvát, Ing. Milan Kocáb, MBA, doc. RNDr. Milan Konečný, CSc., RNDr. Petr Kubíček, CSc. Název: Geografická data v informační společnosti Vydal: Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. Odvětvové informační středisko Ústecká 98 250 66 Zdiby Tel.: 284 890 375 Fax: 284 890 056 E-mail: vugtk@vugtk.cz, odis@vugtk.cz www.vugtk.czPro obálku této knihy byl použit výřez výškopisného plánu Prahy od Karla Kopistky z r. 1858 s vypuštěnímpopisu a dále s laskavým svolením Institutu městské informatiky hl. m. Prahy (IMIP) výřez barevné ukázky vývoje mapového obrazu Prahy od r. 1842 do současnosti, kterou tento Institut zpracoval. © VÚGTK, v.v.i. 2007