[EEENAR] OpenGXT 소개와 활용

Creative Commons License CC-BY-NC 1

전세계 580여개 이상 정부 기관, 기업, 대학이 참여하는 세계 최대 공간정보산업 표준화 기구
4
 주요 표준
–데이터 포맷(GML, KML, IndoorGML, CityGML, NetCDF, GeoTIFF, 3DTiles 등)
–OGC Web Service(WMS, WFS, WCS, WPS, CSW 등)에 이르는 표준 제정 및 인증
–사이트: http://www.opengeospatial.org
 주요 참여 기관
–해외: 미국 국토안보부, NASA, 마이크로소프트, 구글, 오라클, ESRI, 오토데스크 등
–국내: 국토교통부, 공간정보산업진흥원, 공간정보연구원, 한국건설기술연구원, ETRI, 국
토연구원, 부산대학교, 서울대학교, 안양대학교, 한국외국어대학교, 삼성 SDS, 현대
MN소프트 등

Web을 통해 WMS(지도, 범례), WFS(벡터, 공간쿼리, 편집), WCS(래스터, Subset,
Resampling, Reprojection), WPS(공간분석 및 처리), CSW(메타데이터 카탈로그) 등의 서
비스를 활용하는 체계로 최근 GIS사업 발주 시 [OGC 표준 준수]가 기본 요구사항
5
WFS
WCS WPS
WMS
Get Map & Legend Graphic Spatial Query & Update/Delete Feature
Get DEM, Slope Raw Data Vector & Grid GeoProcessing Analysis

일반적으로 웹 GIS에서 WMS(WMTS, OSGeo TMS)는 배경지도나 주제도의 시각화,
WFS(WFS-T)는 벡터 데이터의 공간 및 속성 조회와 편집, , WCS는 래스터 데이터의 추출,
WPS는 공간분석 서비스, CSW는 이들 서비스에 대한 메타데이터 서비스를 담당
6
WMS + TMS + WMTS…
WFS + WFS-T
WPS
WCS –
GeoTIFF/GeoRaster

OSGeo(Open Source Geospatial Foundation)는 오픈소스 지리공간 SW, GeoData의 개발 지원과
광범위한 사용 증진을 위해 2006년 2월 4일 미국 시카고에서 창설된 비영리 민간 기구
7
 홈페이지
- https://www.osgeo.org
 로컬 지부 운영
- OSGeo 한국어지부 포함 전세계 29개의 로컬 지부 운영
 FOSS4G 국제 Conference 개최
- OSGeo의 주최로 개최되는 세계 최대의 오픈소스 GIS 연례 컨퍼런스
- 유럽, 북미, 기타 지역의 대륙별 순환 원칙에 따라 개최
- 2015년 대한민국 서울에서 개최
- 2023년: https://2023.foss4g.org/
 Content Management Systems
 Desktop Applications
 Geospatial Libraries
 Metadata Catalogs  Spatial Databases
 Web Mapping OSGeo 주요 프로젝트 현황

오픈소스 GIS는 OSGeo(오픈소스 지리공간 재단)와 LocationTech를 중심으로 인큐베이션, 커
뮤니티 중심으로 개발이 진행, 상용 SW를 대체할 수 있는 품질과 사용자층이 형성
8
공간 DBMS
GIS 서버
(OWS)
데스크탑
앱
웹 개발
라이브러리
공간 데이터 벡터 래스터
Spatial Microsoft
SQL Server
ArcGIS Enterprise
(Server + Portal)
클라우드
서버
ArcGIS Online
ArcGIS Pro GeoMedia
ArcGIS APIㆍSDK
Location Intelligence API
(Pitney Bowes)
오픈소스 상용(독점)
클
라
이
언
트
서
버

공간분석 기법을 지원하는 GIS 소프트웨어는 상용 ESRI ArcGIS 제품 군에서부터 OSGeo의 오
픈소스 프로젝트인 QGIS, GeoServer 등 다양한 언어로 구현되어 있으며, 오픈소스 GIS 분야에
서의 웹 기반 분석 프로젝트는 전용 API 사용에서 OGC Web Processing Service 사용으로 전환
9
Desktop Server + Web
R
Python
Java
C++

OGC 국제표준과 Open Source GIS에 기반하여 개발한 공간(통계)분석 엔진
11

Java GeoTools(OSGeo) GeoServer
(OSGeo)에서는 OGC WPS
12
Libraries
Server GIS
Desktop GIS
GeoTools
GeoAPI OGC Standards
OpenMap
GeoServer JTS Topology Suite
(Geometry Engine)
JUMP and …
uDig
deegree
gvSIG
GEOS: C
NTS: .NET
JSTS: JS
World Wind
shapely:
Python

OpenGXT 구현 확장 컴포넌트
13
Java + JTS + JAI + Apache + …
Eclipse RCP
Spring Framework + Wicket UI
GeoTools
Spatial Analysis Libraries
GeoServer
OGC WPS Extension
uDig Desktop
Processing Toolbox Plugin
Storage
Styler
Transformation
I18n Resources
Vector Operation Raster Operation
Spatial Statistics Operation
ProcessFactory & Process
Repository
I18n Resources
Graph & Utilities
Widget & Dialog
Custom Process Parameter IO
Extended Format Parameter IO
Processing Toolbox Modeler

Geometry, 벡터, 래스터, 공간통계, 사용자 정의 알고리즘으로 구성되며, 2023년
현재 200여 개의 분석 알고리즘이 배포
14
공간분석도구 탑재 전용서버
 중첩, 버퍼 등
프로세싱
연산자
 거리, 면적 등
측정
 지오메트리
속성 접근 및
편집
 데이터 생성
 공간 및 속성
정보 계산
 거리 분석
 집계 분석
 중첩 분석
 추출 및 편집
 공통 공간처리
도구
 기술적 통계
 변환, 분류, 추출
 거리 분석
 조건 및 수학
연산
 밀도 및 내삽
분석
 지형 분석
 구역 통계
 기술적 통계
 포인트 패턴
분석
 전역적, 국지적
공간 자기상관
 상관, 회귀분석
등 공간 관계
 공간 분포
 국토공간계획지
원체계
알고리즘
 사용자 요청
알고리즘
 시각화
알고리즘
지오메트리
연산
OGC WPS 지원 공개서버
벡터
분석
래스터
분석
공간통계
분석
사용자정의
분석

OpenGXT는 소스코드에서부터, 지역화, 배포에 이르기까지 모든 과정이 공개되어
있으며, GitHub, Transifex, SourceForge 등 오픈소스를 지원하는 플랫폼을 활용
15
 GitHub
• Fork(49), Contributor(7)
• https://github.com/mangosystem/opengxt
 Transifex 지역화
• 언어지원(4), 번역자(7), 문자열(2,215)
• https://www.transifex.com/mangosystem/opengxt
 SourceForge 배포
• https://sourceforge.net/projects/opengxt
 uDig 2.0.0-SNAPSHOT Plugin Repository 운영
• http://www.mangosystem.com:8080/s2toolbox_updates

GeoServer에서 분석 프로세스가 OGC WPS로 서비스
17

OpenGXT는 GeoServer 2.8.x 이상의 모든 버전을 지원
18
GeoServer
Oracle JRE / OpenJDK 7 이상
•GeoServer & Version
•Java 11 - GeoServer 2.15.x and above
•Java 8 - GeoServer 2.9.x and above
•Java 7 - GeoServer 2.6.x to 2.8.x
•Java 6 - GeoServer 2.3.x to 2.5.x
•Java 5 - GeoServer 2.2.x and earlier
Apache Tomcat 7 이상
 GeoServer 2.x.x Web Archive
 GeoServer WPS Extension
 Open GXT Extension
Service Configuration
PostgreSQL + PostGIS(2.x)

GeoServer에서 분석 프로세스가 OGC WPS로 서비스
19
Remote Server
WFS(Vector)
Remote Server
WCS(Raster)
WPS Server
Single Process
E
n
c
o
d
e
r
D
e
c
o
d
e
r
Web Client
Visualization
Process Chaining
Process A
Process B
Process C
Remote Server
Custom(XML 등)
https://github.com/boundlessgeo/wps-gui
 Model Builder

2018년 국방지형정보단 [오픈소스 기반 군 공간정보 포털 시스템]. 가이아쓰리디㈜와
㈜망고시스템이 군에서 사용하는 지형분석 및 경로분석을 적용
21
<지형분석 – Surface Profile> <지형분석 – Radial Line of Sight>
<지형분석 – Find High/Low Points> <Network Analysis>

2018년 한국교통안전공단이 발주한 [교통안전정보관리시스템(TMACS) 개선사업]에서
기존 데스크톱 기반의 교통사고분석시스템을 웹 기반 분석시스템으로 전환
22
http://tmacs.kotsa.or.kr/webgis/main.do

2017년 동물질병 발병, 농장, 축산차량 이동정보 기반 역학조사 분석 시스템 및 2019년 인공
지능기술을 활용한 고병원성 조류인플루엔자 국내 유입 감지 및 확산 대응 시스템에 적용
23
http://hpai.kware.co.kr

2020년 서울형 도시재생 모니터링 시스템에 공간통계분석기법인 핫스팟(Getis-Ord Gi*)
분석과 클러스터 및 이상치(Local Moran’s I) 분석을 격자분석과 함께 적용
24

2020년 현재 LH 도시문제 해결을 위한 데이터 플랫폼인 COMPAS에 OpenGXT가 공간정
보 분석용 API(GeoBand)로 활용
25
https://compas.lh.or.kr

2020년 현재 LH의 ‘드론 활용 등 스마트 건설현장 관리’ 실현을 위한 Web 기반 ‘LH 드론
웍스 플랫폼’ 구축의 토공량 산정과 체적 분석에 OpenGXT를 적용
26

UN의 오픈소스 GIS 플랫폼 도입 프로젝트인 UN OpenGIS Initiative에서 Working Group
3 Geo-Analysis 부문에 참여하고 있으며 현재 분석기능을 개발하고 지원
27

ICT 기반 환경영향평가 기술개발사업
환경영향평가 검토 의사결정 지원 알고리즘 개발/검증용 툴 개발
28

ICT 기반 환경영향평가 기술개발사업
스코핑 의사결정 지원 시스템
29

WPS Process Model Builder를 통한 WPS Chaining 기술을 확장 개발 중
30

31
<카테고리별 분석 프로세스> <프로세스 입력 파라미터와 데이터 미리보기>
<도움말 미리보기> <분석 완료 및 새로운 데이터셋 등록>
 
 

WPS Model Builder 확장
32

34
Buffer 등 거리 분석 관련
- ArcGIS/QGIS 등과 100% 일치 - Quadrant Segments 옵션
- Quadrant Segments 기본값: ArcGIS(24), QGIS(5, 8, 12 등), OpenGXT(24)
<Quadrant Segments: 좌 8, 우 32>
<Endcap Style: Round, Flat, Square>

35
Double precision을 사용하는 ArcGIS/QGIS 등과 100% 일치
ArcGIS GeoDatabase에서의 low precision, high-precision에 따라 결과 다를 수 있음

37
ESRI ArcGIS: Quartic 1개 알고리즘 제공
OpenGXT: Binary, Cosine, Distance, Epanechnikov, Gaussian, InverseDistance, Quadratic(default),
Quartic(biweight), Triangular, Triweight, Tricube 등 11개의 Kernel 함수 제공
ArcGIS
Quadratic
급간 일치 (Cells) 불일치 (Cells) 유사도 %
5 1958586 3714 99.8107%
10 1956070 6230 99.6825%
20 1952938 9362 99.5229%

38
• QGIS Raster Surface Volume vs OpenGXT CutFill(100% 일치)
• - 분석기준: 1350미터 기준 CutFill 수행

39
• DEM: 셀 크기 30m * 30m
• Line of Sight: ArcGIS(빨강+초록 , 비교를 위해 Shift), OpenGXT(빨강+파랑)

40
• 상용 ESRI ArcGIS + Excel 결과 비교 확인: 엑셀과 ArcGIS 결과 모두 제공
• 2016년 TTA V&V 테스트 인증, 2018년 TTA V&V 테스트 인증
• 공간통계분석기법: Moran‘s I, Getis-Ord G 통계량 등은 100% 일치
OpenGXT

42
Remote Server
WFS(Vector)
Remote Server
WCS(Raster)
WPS Server
Single Process
E
n
c
o
d
e
r
D
e
c
o
d
e
r
Web Client
Visualization
Process Chaining
Process A
Process B
Process C
Remote Server
Custom(XML 등)
https://github.com/boundlessgeo/wps-gui
 Model Builder

43
WPS Parameter
Data Inputs Process Outputs
ComplexData ComplexOutput
LiteralData
BoundingBoxData
LiteralOutput
BoundingBoxOutput

44
1. Literal
2. BoundingBox
3. Complex Custom XML
GridCoverage
XML
Binary
Feature GML
Zip-binary
Native Type: byte, short, int, long, float, double, String….
Extent
SLD
Filter Encoding
CData
GeoJSON
WKT …

45
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<wps:Execute version="1.0.0" service="WPS" ……………………………………..>
<ows:Identifier>statistics:KernelDensity</ows:Identifier>
<wps:DataInputs>
<wps:Input>
<ows:Identifier>inputFeatures</ows:Identifier>
<wps:Reference mimeType="text/xml; subtype=gml/3.1.1" xlink:href="http://wps_server/wfs" method="POST">
<wps:Body>
<wfs:GetFeature service="WFS" version="1.1.0" outputFormat="text/xml; subtype=gml/3.1.1">
<wfs:Query typeName=“cite:stations" srsName="EPSG:5181">
<ogc:Filter>
<ogc:PropertyIsEqualTo>
<ogc:PropertyName>sgg_cd</ogc:PropertyName>
<ogc:Literal>27110</ogc:Literal>
</ogc:PropertyIsEqualTo>
</ogc:Filter>
</wfs:Query>
</wfs:GetFeature>
</wps:Body>
</wps:Reference>
</wps:Input>
<wps:Input>
<ows:Identifier>searchRadius</ows:Identifier>
<wps:Data>
<wps:LiteralData>2500</wps:LiteralData>
</wps:Data>
</wps:Input>
…………………………..
</wps:DataInputs>
<wps:ResponseForm>
<wps:ResponseDocument storeExecuteResponse="false">
<wps:Output mimeType="image/tiff" asReference="true">
<ows:Identifier>result</ows:Identifier>
</wps:Output>
</wps:ResponseDocument>
</wps:ResponseForm>
</wps:Execute>
<wps:ResponseForm>
<wps:RawDataOutput mimeType=“application/json">
</wps:RawDataOutput>
</wps:ResponseForm>
<wps:ResponseForm>
<wps:RawDataOutput mimeType="text/xml; subtype=kml/2.2">
</wps:ResponseForm>
<wps:ResponseForm>
<wps:RawDataOutput mimeType="text/xml; subtype=gml/3.2.1">
</wps:ResponseForm>
Custom Type

46
1. RawDataOutput
2. ResponseDocument
Document + Result URL
Status & ID
asReference
storeExecute
Response
Document + RawData
GML, GeoJSON, GridCovearge… as raw data

47
<wps:Execute version="1.0.0" service="WPS"
……………………
</wps:DataInputs>
<wps:ResponseForm>
<wps:RawDataOutput mimeType="text/xml">
</wps:ResponseForm>
</wps:Execute>
<NearestNeighborIndex>
<TypeName>apartment</TypeName>
<Observed_Point_Count>4052</Observed_Point_Count>
<Study_Area>1.047557075141607E9</Study_Area>
<Observed_Mean_Distance>200.00446</Observed_Mean_Distance>
<Expected_Mean_Distance>254.22844</Expected_Mean_Distance>
<Nearest_Neighbor_Ratio>0.786712</Nearest_Neighbor_Ratio>
<Z_Score>-25.973484</Z_Score>
<P_Value>0.0</P_Value>
<Standard_Error>2.087667</Standard_Error>
</NearestNeighborIndex>
Literal, BoundingBox, Complex(Custom
XML 등) 등 요청 후 클라이언트에서
직접 사용하는 경우

48
............
</wps:DataInputs>
<wps:ResponseForm>
<wps:ResponseDocument storeExecuteResponse="false">
</wps:Output>
</wps:ResponseForm>
</wps:Execute>
<wps:ExecuteResponse service="WPS" version="1.0.0" ……….>
………
<wps:ProcessOutputs>
<wps:Output>
<wps:Reference href="http://server/temp/gridcoverage/result_230_2123fds.tif" mimeType="image/tiff" />
</wps:Output>
</wps:ProcessOutputs>
</wps:ExecuteResponse>
 asReference=true
 한번 요청 후 클라이언트에서 재사용
 Tiff와 같이 클라이언트에서 처리하기
어려운 포맷인 경우 서버에서 처리
 대용량의 데이터인 경우

49
............
</wps:DataInputs>
<wps:ResponseForm>
<wps:ResponseDocument storeExecuteResponse=“true">
</wps:Output>
</wps:ResponseForm>
</wps:Execute>
<wps:ExecuteResponse xml:lang="en" service="WPS" serviceInstance="http://localhost:8090/geoserver/ows?"
statusLocation="http://localhost:8090/geoserver/ows?service=WPS&version=1.0.0&request=GetExecutionSta
tus&executionId=142e4b6c-44e1-4aba-b8a2-6da8f0793198" version="1.0.0" ……..>
<wps:Process wps:processVersion="1.0.0">
<ows:Identifier>statistics:KernelDensity</ows:Identifier>
………..
</wps:Process>
<wps:Status creationTime="2016-01-08T05:41:45.198Z">
<wps:ProcessAccepted>Process accepted.</wps:ProcessAccepted>
</wps:Status>
</wps:ExecuteResponse>
http://server/ows?service=WPS&version=1.0.0&request=GetExecutionResult&executionId=142e4b6c-44e1-4aba-b8a2-
6da8f0793198&outputId=result.tiff&mimetype=image%2Ftiff
storeExecuteResponse=true

50
Filter Encoding Standard(FES) 사용
요청 응답 설명 적용여부
GetCapabilities XML 서비스 가능한 Layer에 대한 메타정보를 XML로 반환 필수
GetFeature XML 요청한 레이어의 공간 정보를 GML, XML, GeoJSON 등 요청 형식으로 반환 필수
DescribeFeatureType XML 요청한 Layer에 해당하는 메타정보를 XML로 반환 필수
Transaction XML 피쳐의 입력, 수정, 삭제를 처리 필수
#. WFS GetFeature
http://127.0.0.1:8080/geoserver/ows?service=wfs&version=2.0.0&request=GetFeatur
e&typeName=foss:sgg&bbox=xmin,ymin,xmax,ymax
#. PostGIS BBox 쿼리
SELECT * FROM foss:sgg WHERE geom && ST_MakeEnvelope(xmin,ymin,xmax,ymax, 5179)
입력 데이터의 크기를 줄이자

51
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<wfs:GetFeature service="WFS" version="1.1.0“ xmlns:topp="http://www.openplans.org/topp"
xmlns:wfs=http://www.opengis.net/wfs xmlns:ogc="http://www.opengis.net/ogc"
xmlns:gml=http://www.opengis.net/gml xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/wfs
http://schemas.opengis.net/wfs/1.1.0/wfs.xsd">
<wfs:Query typeName="topp:states">
<wfs:PropertyName>topp:STATE_NAME</wfs:PropertyName>
<wfs:PropertyName>topp:PERSONS</wfs:PropertyName>
<ogc:Filter>
<ogc:BBOX>
<ogc:PropertyName>the_geom</ogc:PropertyName>
<gml:Envelope srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<gml:lowerCorner>-75.102613 40.212597</gml:lowerCorner>
<gml:upperCorner>-72.361859 41.512517</gml:upperCorner>
</gml:Envelope>
</ogc:BBOX>
</ogc:Filter>
</wfs:Query>
</wfs:GetFeature> SELECT STATE_NAME, PERSONS FROM states WHERE geom
&& ST_MakeEnvelope(xmin,ymin,xmax,ymax, 5179)

52
Crop 적용
요청 응답 설명 적용여부
GetCapabilities XML 서비스 가능한 Coverage에 대한 메타정보를 XML로 반환 필수
DescribeCoverage XML 요청한 Coverage에 해당하는 메타정보를 XML로 반환 필수
GetCoverage Coverage 요청한 범위의 Coverage를 Raw Data 형식(GeoTIFF 등)으로 반환 필수
# WCS GetCoverage
http://127.0.0.1:8080/geoserver213/wcs?Service=WCS&Version=1.1.1&Reque
st=GetCoverage&Identifier=sfdem&BoundingBox=589980.0,4913700.0,609000.
0,4928010.0,urn:ogc:def:crs:EPSG::26713&format=image/tiff
입력 데이터의 크기를 줄이자

53
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<GetCoverage version="1.1.1" service="WCS" xmlns:xsi=http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance
xmlns="http://www.opengis.net/wcs/1.1.1" xmlns:ows=http://www.opengis.net/ows/1.1
xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml" xmlns:ogc="http://www.opengis.net/ogc"
xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/wcs/1.1.1 http://schemas.opengis.net/wcs/1.1.1/wcsAll.xsd">
<ows:Identifier>sf:sfdem</ows:Identifier>
<DomainSubset>
<ows:BoundingBox crs="urn:ogc:def:crs:EPSG::26713">
<ows:LowerCorner>589980.0 4913700.0</ows:LowerCorner>
<ows:UpperCorner>609000.0 4928010.0</ows:UpperCorner>
</ows:BoundingBox>
</DomainSubset>
<Output format="image/tiff">
<GridCRS>
<GridBaseCRS>urn:ogc:def:crs:EPSG::3857</GridBaseCRS>
<GridType>urn:ogc:def:method:WCS:1.1:2dSimpleGrid</GridType>
<GridOffsets>30.0 -30.0</GridOffsets>
<GridCS>urn:ogc:def:cs:OGC:0.0:Grid2dSquareCS</GridCS>
</GridCRS>
</Output>
</GetCoverage>

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