Журнал "Компьютерра" N749 - Журнал Компьютерра

Веб-ГИС

Среди бездны информации, предоставляемой Интернетом, в последние годы появилась и геопространственная. Мы попробуем дать срез современных технологий, используемых в веб-картографии, сделать небольшой экскурс в историю и оценить текущую ситуацию.

Веб-картография — это область компьютерных технологий, связанная с доставкой пространственных данных конечному пользователю.

Мы используем приставку "веб" для удобства, в качестве среды могут использоваться любые сети, не только Интернет. И, конечно же, веб-картография является одним из направлений геоинформационных технологий в целом. Как это часто бывает при переводе и адаптации нового термина, прямого аналога устоявшемуся в России словосочетанию "веб-ГИС" в англоязычных источниках найти не удастся, там читатель гораздо чаще встретит термин web mapping services (картографические веб-сервисы).

Но далее по тексту, для краткости и во избежание недоразумений, мы будем использовать термины "веб-картография" или "вебГИС", а упоминая "данные", будем иметь в виду пространственные данные, включающие координатную составляющую, которая привязывает их к определенному месту на нашей планете.

Основными задачами веб-картографии являются:

визуализация существующей информации и пространственное представление данных;

облегчение работы с пространственной информацией в вебе, поиск, прокладка маршрутов и другие услуги, основанные на использовании сведений о местоположении объектов (location based services, LBS).

Хотя для большинства пользователей Интернета веб-картография ассоциируется со знаменитыми продуктами компании Google, вышедшими на рынок в 2005 году, фактически датой рождения веб-картографии можно считать год 1993-й, когда впервые был запущен веб-сервис Xerox PARC Map Viewer, позволявший в интерактивном режиме отправлять запросы из браузера серверу и получать фрагменты карт в формате GIF. Именно это приложение и концепция его функциональности стали родоначальниками большинства более поздних версий веб-ГИС.

На ранних этапах (до 1998 года) особенностью большинства сервисов была их географическая локальность и узкая тематическая направленность, что серьезно ограничивало круг потенциальных пользователей.

Один из первых решительных шагов по популяризации веб-ГИС был сделан в 1998 году в Великобритании, когда был запущен сайт (успешно работающий и до сих пор) www.streetmap.co.uk. Этот сервис, в отличие от своих предшественников, не был ориентирован на детальную визуализацию локального участка земной поверхности и насыщение картинки узкотематической информацией. Напротив, создатели сервиса пошли иным путем — они выложили простейшую топографическую информацию, но покрыли всю территорию Великобритании. Именно этот подход и предопределил бешеную популярность сервиса: тысячи людей могли без труда определить местоположение торгового центра, дома и любого другого объекта, зная всего лишь его почтовый индекс, а затем распечатать схему проезда к нему.

Этот же год ознаменовался появлением специального программного обеспечения Mapserver, позволяющего любому пользователю Сети создавать собственные веб-ГИС.

Примерно тогда же сформировавшееся понимание перспектив веба приводит к тому, что крупные компании-производители ПО ГИС (ESRI, Intergraph) принимают решение о разработке специальных коммерческих приложений именно под веб-ГИС.

Однако в силу ограниченной пропускной способности Сети в те годы мало кто мог представить, до каких масштабов может разрастись веб-картография.

Переломным стал 2005 год, когда компания Google практически одновременно запустила два глобальных картографических сервиса — Google-Maps и Google-Earth.

Ключевым словом здесь является слово "глобальный" — ни один из запущенных ранее сервисов не мог похвастаться столь широкой географией. Кроме того, был использован принципиально новый подход в организации самого сервиса: вместо классического способа, при котором пользователь посылает запрос на сервер, ждет обработки и получает обратно сгенерированную "на лету" картинку, здесь все данные подготавливаются и обрабатываются заранее, что в сочетании с технологиями AJAX позволило добиться необычно быстрой работы с картами и "бесшовности" данных при навигации.

Последующие три года (до настоящего времени) характеризуются колоссальным ростом интереса к веб-картографии и ее возможностям, а также значительным ростом числа сервисов, в той или иной форме использующих картографические вебтехнологии. Самыми важными тенденциями последних полутора-двух лет можно считать появление множества бесплатных проектов, реализующих концепцию предоставления предобработанных данных; увеличение возможностей персонификации сервисов и возможностей интеграции собственных данных с уже существующими сервисами; глобальность сервисов.

Попробуем дать простейшую классификацию многочисленным инструментам разработки веб-ГИС-приложений. Конечно, в силу того, что каждый производитель стремится разработать комплексное средство, включающее технологии создания, визуализации и публикации данных в Интернете, предложенная нами классификация может считаться условной, тем не менее она позволит читателю сориентироваться в океане существующих решений и предложений.

ВИРТУАЛЬНЫЕ ГЛОБУСЫ (Google Maps, Google Earth, Virtual Earth, ArcGIS Explorer) — простое и эффективное средство быстрого создания и публикации данных в Интернете. Эта категория инструментов характеризуется возможностью массового распространения и быстротой доставки геопространственных данных пользователям.

В качестве клиента могут использовать как веб-браузер, так и отдельное приложение.

Как правило, инструменты включают доступ по умолчанию к некой подложке — базе данных, что является одновременно их большим плюсом и не меньшим минусом, так как сменить эту подложку в большинстве случаев нельзя. Так же, как правило, этим инструментам свойственны проблемы при работе с большими объемами пользовательских данных, ограничены возможности настроек, возникают трудности с элементарным анализом (обрезка, пересечение слоев данных).

ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЕ ГИС (ArcGIS, Map info, QGIS, gvSIG) — большая и сложная категория, тесно связанная с вебкартографией. Как правило, пользовательские "коробочные" ГИС, с одной стороны, способны играть роль клиентов, работающих с данными, поставляемыми картографическими веб-серверами (обычно по WxS, см. ниже), а с другой — в них осуществляется массовая подготовка и анализ данных перед публикацией в Сети.

Особый тип инструментов, появившихся совсем недавно, — ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЕ ГИС, ИНТЕГРИРОВАННЫЕ С ВИР ТУАЛЬНЫМИ ГЛОБУСАМИ, которые играют роль одного из способов представления данных. Примером подобного приложения является расширение для ArcGIS разработанное Brian Flood и позволяющее интегрировать его с Virtual Earth.

Картографические веб-серверы

(MapServer, GeoServer, OpenLayers и др.) — целое семейство продуктов свободно распространяемого и проприетарного характера, предназначенных для быстрой публикации пользовательских данных в Интернете. Эти инструменты позволяют создать интерфейс нужной сложности, интегрировать сервисы с базой данных, поддерживающей классы пространственных данных (PostgreSQL, SQL Server, MySQL, ArcSDE). Главное отличие подобных систем от Google Maps — полный контроль над программным обеспечением и самими данными, однако за это приходится расплачиваться большей сложностью установки и настройки, часто требующей хотя бы начального знания языков программирования (JavaScript, PHP) и основ администрирования.

Проникновение ГИС в Интернет, как и развитие компьютерных технологий в целом, — процесс бесконтрольный. Тем не менее в геоинформационном сообществе существует ряд ключевых организаций — "законодателей мод", — которые различными методами регулируют деятельность разработчиков. Самым удобным способом такого "контроля" в современном сообществе становится внедрение и продвижение стандартов и протоколов, имеющих отношение к разработке ГИС-продуктов. Какие же типы организаций присутствуют на рынке веб-ГИС?

АССОЦИАЦИИ И РЕГУЛИРУЮЩИЕ ОРГАНИЗАЦИИ: прежде всего OGC (Open Geospatial Consortium, www.opengeospatial.org) — некоммерческая организация, занимающаяся поддержкой и продвижением стандартов и архитектур, касающихся пространственных данных (например, серии WxS). Членами консорциума являются все более-менее значимые компании, чья деятельность связана с геопространственной информацией. В стратегическую категорию членов организации входят USGS, NASA, NGA, главными членами являются ESRI, Google, Microsoft и другие (см. более подробную информацию в разделе стандарты).

OPENSOURCE-ГРУППЫ: здесь необходимо упомянуть OSGeo — это тоже некоммерческая организация, созданная специально для продвижения проектов с открытым кодом, как правило, поддерживающихся открытыми сообществами специалистов. Руководители проектов, проходящих инкубацию в OSGeo, получают и место в совете организации. Президентом OSGeo является Фрэнк Уормердам (Frank Warmerdam), создатель и один из основных авторов GDALOGR.