Ugrás a tartalomhoz

Kartográfia + Webmapping 7., 7 Térképek a weben

Dr.Pődör Andrea (2010)

Nyugat-magyarországi Egyetem

7.5 A Szerver GIS

7.5 A Szerver GIS

A következő fejezetben áttekintést adunk a karunk által használt ArcGIS térinformatikai szerver alapvető használatáról, mellyel dinamikus webtérképek hozhatók létre.

A szerver alkalmazások fejlődése:

  • A web fejlődésével párhuzamos,

  • Kliensoldali / szerveroldali megoldások (statikus/dinamikus megjelenítés),

  • Egyre komplexebb kliens-, szerveroldali eszközök,

    • Robusztus fejlesztői környezetek,

    • RIA,

    • Előre elkészített sablon-alkalmazások, beépíthető eszközök, adminisztrációs felület.

A térinformatikai szerver paraméterei:

Egy GIS Server (ESRI alkalmazás példáján) több komponensből áll. Fontosabb elemei a több felhasználós geo-adatbázismotor, és az internetes publikálást segítő alkalmazás szerver. Ezt a technológiát lehet egygépes és többgépes környezetben is telepíteni, a tervezett felhasználószám alapján. Feladata, hogy központilag tudja kiszolgálni a felhasználókat térképekkel, adatokkal, és egyéb szolgáltatásokkal.

Mire jó a térinformatikai szerver?

A térinformatika alkalmazási területe igen széles skálát ölel fel. Az egyes feladatok kategorizálását többféleképpen végezhetjük el. Az egyik ilyen besorolást a mobil, a desktop (asztali) és a szerver GIS fogalmak adják. Mindhárom technológia folyamatos fejlődést mutat, ám valójában a mobil és szerver megoldások elterjedése az utóbbi években kezdődött el igazán, ami figyelembe véve az elérhető áru kézi eszközök megjelenését, illetve az internethasználat robbanásszerű növekedését, nem meglepő. Ma már szinte mindenki használ térképet, ha másra nem, akkor a nyaralás megtervezéséhez, vagy ingatlan kereséshez. Az ilyen típusú publikus szolgáltatások mögött komplex eszközöket és megoldásokat találunk. Minden térképi szolgáltatás alapja egy kellően naprakészen tartott térképi adatbázis (geo-adatbázis, vagy téradatbázis). Ezeknek az adatbázisoknak a létrehozása és folyamatos karbantartása komoly feladat. A korszerű technológiák lehetővé teszik, hogy egyidejűleg több munkaállomáson végzett módosítások eredményét egy közös adatbázisba mentsük el. Ez nagyban növelheti a produktivitást, azonban szükségessé teszi olyan feladatok megvalósítását, melyekkel például központilag lehet ellenőrizni az elvégzett módosítások geometriai (topológiai) helyességét. Erre a feladatra a térinformatikai szerver (GIS Server) képes. Egy ilyen központi alkalmazás-szerver többféle feladatot is elláthat. Szolgáltathat térképeket, adatokat, rendelkezhet címkereső szolgáltatással, és további elemző eszközökkel.

Mi jellemzi a térinformatikai szervert?

  • Központi térinformatikai megoldásokat támogató architektúra.

  • Nagy teljesítményű, sok felhasználós rendszerek létrehozásának támogatása.

  • Adattárházak, térképszolgáltatások, elemző rendszerek, feldolgozási folyamatok, mobil alkalmazások.

  • Több komponensből áll.

    • Adatbázis szerverek, alkalmazás szerverek.

A szerver GIS alkalmazása és használata három fázisból épül fel.

  • A térbeli adatok létrehozása.

  • A térbeli adatok publikálása a térinformatikai szerver segítségével.

  • A térbeli adatok használata a szerver segítségével.

7.20. ábra A GIS Server használata és alkalmazása (Lucas nyomán)

7.5.1 A térbeli adatok létrehozása

A térbeli adatokat valamilyen desktop alkalmazás használatával kell létrehoznunk. Ha szeretnénk valamilyen szolgáltatást publikálni a weben, először azt kell végiggondolnunk, hogy ehhez milyen térbeli adatra van szükségünk, továbbá hogy milyen funkciók szükségesek. A következő táblázat bemutatja azt, hogy milyen különböző szolgáltatásokat tudunk publikálni az ArcGIS szerver segítségével, és ezt milyen desktop alkalmazás segítségével tudjuk létrehozni.

7.2. ArcGIS szerver alkalmazások (Forrás:ESRI). táblázat -

GIS forrás

ArcGIS Szerver

Melyik desktop alkalmazással hozható létre?

Térképes szolgáltatás

Térképezés, térbeli műveletek, WFS, WMS, WCS, KML, stb.

ArcMap

Címkeresés

Geokódolás

ArcCatalog

Geoadatbázis

Geoadatbázis, lekérdezés, replikáció, WCS, WFS

ArcCatalog

Globe szolgáltatás

3D-s térképezés

ArcGlobe

Toolbox

Geoprocesszálás (térbeli műveletek)

ArcCatalog, ArcMap

Raszteres adatok publikálása

WCS, WMS

ArcCatalog, ArcMap


7.21. ábra. A lehetséges szolgáltatások

A fenti táblázatból látható, hogy miért fontos az, hogy az ArcGIS szerver alkalmazás egy termékcsalád a többi szoftverrel, közös platform, és egységes adat-bázismotor jellemzi a termékpalettát, így viszonylag könnyen megvalósítható a kapcsolódás az egyes alkalmazások között.

7.22.ábra. A teljes termékcsalád (forrás:ESRI)

7.5.2 A térbeli adatok publikálása

A publikáláshoz több szoftvert is felhasználhatunk:

Szoftverek, és jellemzőik:

  • ArcIMS

    • Térképek publikálása

    • Webes alkalmazások

    • Asztali kliensek

    • Mobil kliens (ArcPad)

    • Meta adatok publikálása

  • Image Server

    • Raszteres adatok publikálása

    • ArcGIS Server integráció

  • ArcGIS Server

    • Térképek, adatok, elemző eszközök publikálása

    • Testre szabott webes alkalmazások,

    • Folyamatorientált, feladat-specifikus mobil térinformatikai megoldások

      • Mobil SDK

    • Térképi szolgáltatások

      • ArcMap térképek 2D (*.mxd)

      • ArcGlobe térképek 3D (*.3dd)

    • Kliens szoftver kell hozzá

Karunkon az ArcGIS szerver érhető el, így a továbbiakban ennek részletezésével foglalkozunk.

Amikor már létrehoztuk a GIS forrásállományainkat, néhány előkészületet kell tennünk a szolgáltatás elindítása előtt. Mindenekelőtt hivatkozni kell a forrásfájlra és az adatbázisra, olyan módon, hogy minden SOC (server object container) elérje ezeket.

Meg kell határozni, hogy az általunk választott szolgáltatástípus milyen alapvető képességekkel rendelkezzen. Ezt követően, amikor létrehozzuk a szolgáltatást, meg kell határoznunk, hogy milyen klienseken lehet ezt elérni. Ha például jóváhagyjuk a KML-t, akkor a Google Earth-ön is megtekinthető a szolgáltatásunk. A támogatott kliensek elsősorban ArcExplorer, ArcMap és ArcGlobe.

7.23. ábra Csatlakozás a szerverhez

7.24.ábra. Saját adatbázis

Webes alkalmazás létrehozása legegyszerűbben az ArGIS Server Managerrel lehetséges. Ha az előredefiniált funkcionalitástól el szeretnénk térni, akkor a Web Application Developer Framework-öt használhatjuk. Ha csak egy beágyazott alaptérképre van szükségünk, lekérdezési lehetőséggel és mashup alkalmazással mindenképp érdemesebb az ArcGIS Szerverbe épített JavaScript API alkalmazása. Ez lehetővé teszi, hogy elérjük a szervert a böngészőn keresztül a JavaScript segítségével.

ArcGIS JavaScript API jellemzői:

  • Nyílt forrású fejlesztőeszköz.

  • HTML, JavaScript, CSS ismeret.

  • Dojo framework.

  • Teljes körű dokumentáció az interneten:

    • http://resources.esri.com/help/9.3/arcgisserver/apis/javascript/arcgis/help/jsapi_start.htm

  • Integrálhatóság.

  • Google Maps, Microsoft Bing Maps.

  • Térképi szolgáltatások „öszekapcsolása” mashuppal.

Mobil alkalmazásszolgáltatás a Microsoft .Net keretrendszer segítségével hozható létre.

A Manager segítségével többféleképpen tudjuk publikálni az adatainkat. Az ArcGIS Explorer használata során is tudunk csatlakozni az ArcGIS Szerverhez, és a különböző szerverekről származó adatokat együttesen meg tudjuk jeleníteni. Az OGC által publikált specifikációk, WMS, WFS, WCS is elérhetőek. Amint már említettem a KML formátum is elérhető a Manager segítségével, az így publikált adatokat valamilyen kliens pl. Google Earth vagy az előbb említett ArcGIS Explorer segítségével tudja megtekinteni a felhasználó. Ezeken kívül más kliens alkalmazások is tervezhetők.

A beállítható kliensek:

  • Webes alkalmazások (sablon, saját)

  • ArcGIS Desktop

  • ArcGIS Explorer (ingyenes)

  • Mobil SDK

  • Google Earth

  • OGC szabványok támogatása

    • WMS, WCS, WFS, WFS-T

  • Mashup technológia

A beállítható kliensek alapszolgáltatásai:

Webes alkalmazások:

  • ArcGIS Server Manager segítségével, egy sablon használatával beépíthető funkciók érhetők el, melyek nem igényelnek programozói ismereteket:

  • Címkeresés

  • Elemzés, stb.

7.25. ábra. A sablon alkalmazása

ArcGIS Desktop:

  • Térképi réteg.

  • Elemző eszközök.

  • Címkereső eszközök hívhatók be a szerverre történő csatlakozás során, és a továbbiakban a megszokott desktop környezetben dolgozhatunk tovább.

7.26. ábra. Munka az ArcMapben

7.27. ábra. Munka az ArcCatalogban

ArcGIS Explorer

  • Ingyenes alkalmazás.

  • Konkrétan weben keresztül történő nézegetésre lett kifejlesztve.

  • Beépülő eszközök.

7.28. ábra ArcGIS Explorer alkalmazás

Mobil SDK:

  • Folyamatorientált, feladatspecifikus mobil térinformatikai megoldások létrehozása.

  • Közvetlen adatgyűjtés a központi adatbázisban.

  • Minta alkalmazások elérhetők az ESRI honlapján.

  • Fejlesztői komponens.

  • Térkép kezelése.

  • GPS kezelése, stb.

7.29. ábra Mobil alkalmazások (forrás:ESRI)

Google Earth

  • KML térképi szolgáltatások megjelenítése (Ver 2.0/2.2)

7.30. ábra. Google Earth-ben megtekintett adat (forrás:ESRI)

7.5.3 A különböző szolgáltatás típusok

Az ArcGIS Szerver segítségével számos szolgáltatás típust hozhatunk létre. A pillanatnyilag elérhető szolgáltatás típusok: Objektum, Címkeresési, Geoadat, Elemző eszközök, Geometriai, Globe, Image (kép), KML, Térképi, Mobil, Hálózat elemzés, OGC, Keresési szolgáltatások. Ezekből mutatunk be nagyon röviden most néhányat.

Objektum szolgáltatás során a térbeli objektumok megtekinthetők az interneten keresztül, az általunk ellőállított szimbólumok használatával. A felhasználók számára elérhető a lekérdezések és a szerkesztés lehetősége.

Geometriai szolgáltatás: különböző számolási funkciókat tesz elérhetővé (terület, hosszúság, vetületi számítások, övezet).

Globe szolgáltatás az ArcGlobe-ban létrehozott 3D-s dokumentumok megtekintését szolgálja.

Image vagy kép szolgáltatás raszteres állományok publikálását teszi lehetővé.

KML szolgáltatás segítségével ArcGIS Explorerben vagy Google Earth-ben publikálhatjuk az adatainkat. A szolgáltatás lehetővé teszi, hogy pontokat, vonalak, poligonokat rajzoljunk a térképeinken.

Térkép szolgáltatás létrehozásával a felhasználók az általunk publikált térképeket használhatják ArcMap-ben vagy ArcExplorerben.

Mobil szolgáltatás segítségével különböző mobil eszközökkel is elérhetővé válnak a szerveren tárolt térképek.

7.31. ábra. Különböző szolgáltatások (forrás ESRI)

Címkereső szolgáltatás:

  • Címkeresés / Geokódolás: Földrajzi koordináták cím alapján.

  • „Reverse geocoding”: Földrajzi koordináta alapján cím.

  • Sokféle címstílus.

  • Speciális térképi adat kell hozzá.

    • Vonalas utcahálózat

    • Leíró adatok

7.32. ábra Címkeresési szolgáltatás

Elemző eszközök szolgáltatás hasonlóan működik a Desktop alkalmazásokból megismert elemző eszközökkel, ugyanakkor az ott alkalmazott paramétereket némileg meg kell változtatni ahhoz, hogy fussanak szerver környezetben, továbbá ügyelni kell arra, hogy az elérhetővé tett elemzési szolgáltatások ne terheljék le túlságosan a szervert:

  • ArcToolBox :„Geoprocessing tools”

  • ModelBuilder: Folyamatok felépítése

7.33. ábra. ModelBuilder

A geoadat szolgáltatás:

  • Adatbázis tartalom elérése helyi hálózaton vagy weben keresztül, az ArcGIS szerver használatával.

  • ArcMap : „Distributed geodatabase” eszköztár

7.34. ábra. Geoadat szolgáltatás

7.5.4 Szolgáltatások kezelése

7.35. ábra. A szolgáltatások kezelése (Lucas nyomán)

A szolgáltatásokat a ArcGIS Server Manager és az ArcCatalog segítségével végezzük.

7.36. ábra Szerver Manager és az ArcCatalog

Szolgáltatások paraméterei:

  • Alapadat: Térképi dokumentum, geo-adatbázis, modell, címkeresés,stb.

  • Konfiguráció: Rendelkezésre állás, újraindulás, stb.

  • Jogosultságkezelés: Az egyes szolgáltatásokhoz és vagy alkalmazásokhoz kapcsolódó szerepkörök kialakításának lehetősége

7.5.5 Az elvi felépítés

Az ArcGIS szoftver család (ArcGIS Desktop, ArcGIS Engine, és az ArcGIS Server) mind az ArcObject-ből épülnek fel. Amikor a desktop alkalmazások használata során valamilyen térinformatikai elemzést, geokódolást végzünk, ezek a műveletek valamilyen GIS funkcionalitáshoz kapcsolhatók, amelyek az ArcObjects komponensek speciális készleteinek a funkcionalitásába vannak beépítve. Amikor a szerveren dolgozunk, akkor nem funkciókkal, hanem szolgáltatásokkal dolgozunk, mint például a térbeli elemzés (geoprocesszálás) stb., mely a szerveren futó ArcObjects szolgáltatásokat használja fel.

Lehet egygépes, többgépes kialakítású a rendszer, de néhány komponens mindenképpen szükséges attól függetlenül, hogy melyik konfigurációt választjuk:

  • Adatbázis szerver(ek)

  • Alkalmazás szerver(ek)

  • Webszerver (IIS, Apache, IBM WebSphere)

7.37. ábra. A szerver architektúra (forrás: ESRI)

  • Térinformatikai szerver (GIS szerver): Tárolja a GIS forrásfájlokat, mint a térképek, globe-ok, geokódoló algoritmusok, és elérhetővé teszi ezeket a szolgáltatás számára. Két elkülöníthető részből épül fel:

    • SOM: server object manager – a szerveren futó szolgáltatásokat kezeli, kapcsolódik egy vagy több tárolóhoz (SOC)

    • SOC:server object container – a SOC gépek hosztolják a szolgáltatásokat, amelyet a SOM kezel.

  • Webszerver: Fogadja a webes alkalmazásokat és kéréseket, melyek az ArcGIS szerveren futó forrásokat használják.

  • Kliensek: Web, mobil, desktop alkalmazások, melyek az ArcGIS szerver helyi, illetve internetes szolgáltatásaihoz kapcsolódnak.

  • Adatbázisszerver: Az adatbázis szerver tárolja a GIS forrásokat, amelyeket publikáltunk. Ezek lehetnek térképek (*.mxd), address locator-ok, globe térképek, geoadatbázisok és toolbox-ok.

    • Adattárolási, integrálási, validálási feladatok.

    • Alkalmazás szerverek/kliensek kiszolgálása.

  • Manager és ArcCatalog Adminisztrátor(ok): A szerver adminisztrátorok, egyaránt használhatják a Server Manager, vagy az ArcCatalogot a szolgáltatások publikálására.

  • ArcGIS Desktop tartalomszolgáltató: A szolgáltatások létrehozásához a desktop alkalmazásokban létre kell hozni a GIS forrásokat.

Az ArcGIS szerver része az ArcSDE (Spatial Database Engine). Ez egy olyan szoftver, mely lehetővé teszi a térinformatikai adataink kezelését:

  • Központi relációs adatbázis kezelő, ami a következő adatbázis kezelő rendszereken fut: ORACLE, MS SQL Server, DB2, Postgres SQL.

  • Komplex adatszerkezetek : Úthálózat, topológia.

  • Egyidejű adatelérés biztosítása: Felhasználók, alkalmazások (pl.: térképszerverek).

  • Adatintegrációs megoldások (replikációk).

7.38. ábra. ArcSDE elérése