Sono detti WebGIS i sistemi informativi geografici (GIS) pubblicati su web. Con i WebGIS le applicazioni GIS tradizionalmente sviluppate per utenze stand-alone possono essere implementate su webserver (anche detto map-server) consentendo l'interazione attraverso internet con la cartografia e con i dati ad essa associati. Le applicazioni WebGIS sono utilizzabili attraverso i browser internet oppure per mezzo di software distinti come nel caso del popolare Google earth. Altri esempi tipici di applicazioni GIS pubblicate in versione WebGIS sono i sistemi informativi territoriali (SIT) delle Regioni e di diversi Comuni: questi rendono accessibili ai cittadini informazioni di carattere ambientale, urbanistico, territoriale offendo una navigazione su base cartografica delle stesse. I WebGIS sono costituiti dall'integrazione e dalla cooperazione dei seguenti blocchi funzionali:
client (firefox, IE, etc.) → url (http) → webserver
WebServer: riceve dalla rete le richieste di servizio, le distribuisce ai componenti del sistema e ne restituisce il risultato di elaborazione (ad es. Apache);
ApplicationServer: Gestisce le richieste di servizio legate al motore cartografico dell'applicazione (ad es. MapServer, GeoServer);
DatabaseServer: Gestisce le richieste di servizio legate al motore di gestione dei dati (ad es. PostgreSQL);
L' Open Geospatial Consortium (OGC) è un'organizzazione internazionale no-profit che si occupa di definire specifiche tecniche per i servizi geospaziali con l'obiettivo di sviluppare ed implementare standard (ovvero più elementi divengono interoperabili) per il contenuto, i servizi e l'interscambio di dati geografici che siano "aperti ed estensibili". In sostanza lìOGC è paragonabile al W3C. Tra le specifiche più importanti definite da OGC si possono annoverare:
WMS - Web Map Service: riproduce immagini raster (PNG, GIF, JPEG, SVG, KML/KMZ, GML, PDF, Shapefiles).Tali immagini non possono essere modificate. Le operazioni del Web Map Service vengono invocate usando un client che supporti il protocollo HTTP, in forma di Uniform Resource Locators (URL). Il contenuto della URL dipende dalle operazioni richieste. In particolare, nel richiedere una mappa la URL indica quali informazioni devono essere visualizzate sulla mappa. La cosa più importante è che il pdf/jpg/ect... che si ottiene dal wms non è il dato in sè, ma la rappresentazione che il server dà del dato (o di più dati sovrapposti) sulla base della tua richiesta. Il wms insomma restituisce la mappa, e non il dato. WFS - Web Feature Service: riproduce immagini vettoriali (Shape, GML, etc.). La codifica standard è il GML, basata su XML, ma anche altri formati quali lo Shapefile possono essere usati per il trasporto delle informazioni. Le specifiche WFS definiscono operazioni di manipolazione di dati geografici (creazione/modifica/eliminazione/aggiornamento/query). Non ci sono associazioni o collegamenti. Sono l’equivalente di una tabella di base dati. Descrivono esattamente la struttura della base dati cui sono collegati (nome colonna → nome attributo); WFS-T - Web Feature Service Transazionale: permette anche la creazione, la cancellazione e la modifica/aggiornamento degli oggetti; WCS - Web Coverage Service: restituisce dei raster, come output abbiamo geotiff; GML - Geography Markup Language: è un documento XLM che serve per esprimere oggetti geografici (oggetti e geometrie, sistema di coordinate di riferimento, data e ora, oggetto dinamico, stile e graficismo, etc.). Un esempio di tag: gml:namespace. Esistono due tipologie di GML: GML 2: linee, punti e poligoni; GML 3: linee, punti e poligoni, curve, superfici, coverage (grid); SLD – Styled Layer Description: questo standard permette di specificare come diverse caratteristiche possano essere colorate o rappresentate a mezzo di simboli. In sostanza identifica gli stili di mappa. Contiene: perimetro e riempimento dei poligoni; dimensioni e tipo di simboli; posizione, carattere ed etichette; regole (una scala minima ed una massima, filtri, etc.). I simboli utilizzati sono il cerchio, il triangolo, la croce, il quadrato, la “x” e la freccia. Questi simboli possono essere modificati. E' possibile riferirsi a simboli esterni. POSSIBILI CLIENT/CONSUMER WMS POSSIBILI CLIENT/CONSUMER WFS POSSIBILI CLIENT/CONSUMER WFS-T mapserver mapserver udig deegree geoserver openlayers chameleon openlayers mapbuilder openlayers --- geoserver
OPERATORI SPECIFICAZIONI WMS SPECIFICAZIONI WFS SPECIFICAZIONI WFS - T SPECIFICAZIONI WCS GET MAP: (disegno mappa) richiesta, tramite URL, di una mappa;
GET CAPABILIETES: (Catalogo layer, stili, funzionalità supportate) fornisce delle informazioni relative al servizio (es: layers attivi, etc.); GET CAPABILIETES:(Catalogo layer, capacità del server) v. WMS;
GETCAPABILITIES: Catalogo layer, capacità del server; GET FEATURE INFO: (interrogazione dati) fornisce particolari informazioni relative agli oggetti sulla mappa (ad es. nome dell'area e dati statistici relativi ad essa). Questo avviene per mezzo di un click su un determinato punto (posizionamento x, y). Il risultato è un testo.
DESCRIBE FEATURE TYPE: (descrizione di ogni layer) schema XML per vedere come sono strutturati i dati. Avviene per mezzo di una richiesta POST.
GET FEATURE REQUEST: (Estrazione dati con filtri, selezione attributi, cambio proiezione) richiesta di tipo POST che definisce quali oggetti visualizzare nella mappa (query).
GETFEATUREWITHLOCK
LOCKFEATURE
TRANSACTION
DESCRIBECOVERAGE: descrizione di ogni layer;
GETCOVERAGE: Estrazione per area geografica, banda, dimensione;
Tipologie di richieste: get → domanda da parte del client; post → risposta al client;
CASCADING WEB MAP SERVERS
E' un WMS più avanzato poiché può attingere a più layers su più servers e combinarli in una singola immagine. Il client può fare una richiesta a più servers contemporaneamente. Se le informazioni che si devono ricevere provengono da A, B, C e D, sia proprio D a fare le richieste ad A, B e C.
MAPSERVER
E' stato inizialmente sviluppato dalla University of Minnesota. Aderisce all'OSGEO. Può essere utilizzato per realizzare applicazioni Web (WebGIS), ma anche per pubblicare servizi Web conformi alle raccomandazioni dell'Open Geospatial Consortium (WMS, WFS, WCS). Genera un Mapfile che è un file di testo che definisce le modalità di visualizzazione delle mappe.
GEOSERVER
Un numero crescente di clients supportano gli standard WMS e WFS. Molti programmi GIS si connettono a questi protocolli come ad esempio gvSig che è un'applicazione desktop che si connette agli standard WMS e presto anche a quelli WFS. Udig è l'applicazione GIS desktop che meglio si interfaccia a questi protocolli infatti “legge” WMS, WFS e WFS – T.
DEEGREE
E' un software libero per infrastrutture di dati spaziali è sviluppato usando gli standard dell'OGC.
CHAMELEON
Chameleon is a distributed, highly configurable, environment for developing Web Mapping applications. It is built on MapServer as the core mapping engine and works with all MapServer supported data formats through a regular MAP file. It also works well with OpenGIS Consortium standards for Web Mapping Services (WMS) and WMT Viewer Contexts through MapServer's support for these standards. Chameleon incorporates the ability to quickly set up new applications from a common pool of widgets that can be placed in an HTML template file. These widgets provide a fixed piece of functionality, but the representation of the widget is usually highly configurable. Chameleon is also extendable. Developers can create their own custom widgets and then use them in mapping applications. Chameleon is OpenSource, this means that you can use it freely for your own applications, and that you also have access to the source code. Just like with any OpenSource project, we hope that users of Chameleon will contribute their improvements and report any problems or suggestions. Chameleon technology was developed as the Configurable Web Mapping Client Component (CWC2) for Canada's GeoConnections Access Program. It is currently being used by the GeoConnections Discovery Portal and will be used by a number of CGDI based applications in the future. OPENLAYERS
OpenLayers makes it easy to put a dynamic map in any web page. It can display map tiles and markers loaded from any source. MetaCarta developed the initial version of OpenLayers and gave it to the public to further the use of geographic information of all kinds. OpenLayers is completely free, Open Source JavaScript, released under a BSD-style License.
UDIG
uDig is an open source (LGPL) desktop application framework, built with Eclipse Rich Client (RCP) technology. Internet oriented, consuming standard (WMS, WFS, WCS) and de facto (GeoRSS, KML, tiles) geospatial web services.
MAPBUILDER
MapBuilder is a powerful, standards compliant geographic mapping client which runs in a web browser.
Tecnologia Utilizzata
I cataloghi cartografici su rete dell'Istituto Geografico Militare (Il catalogo carte, il catalogo voli, il catalogo punti trigonometrici e di livellazione ed il catalogo carte antiche ) sono stati realizzati con le tecnologie che, al momento, ci sono sembrate all'avanguardia nell'ambito dei software Open Source. Per un funzionamento efficace dei sistemi siamo stati costretti ad implementare due componenti software: igm_cache e igm_wfs_server. Ecco una lista dei principali componenti.
Apache httpd.apache.org Implementa l'http server, riceve le richieste degli utenti e spedisce i risultati al client remoto. Il nostro progetto non prevede l'utilizzo di un Application Server, ma si basa piuttosto su tecnologia CGI + AJAX.
PHP www.php.net Gestisce la generazione dei contenuti web dinamici. Riceve il risultato delle query e lo visualizza come contenuto dinamico. Gestisce le sessioni utente e gli accessi protetti.
Postgres www.postgresql.org Gestore della base di dati. Memorizza i dati di tutti i sistemi, sia di tipo alfanumerico che, attraverso PostGis (vedi sotto), di tipo geografico. Permette di gestire con efficienza la grande mole di dati dei sistemi implemetati. Risponde con efficienza alle interrogazione alfanumeriche.
PostGis postgis.refractions.net Parte di Postgres, ne implementa il supporto cartografico, compresa la gestione dei sistemi di riferimento. Memorizza tutte le coordinate geografiche e tutte le geometrie degli oggetti componenti i sistemi. Risponde con efficienza alle query spaziali.
MapServer mapserver.gis.umn.edu Colleziona le vari sorgenti di dati cartografici. Gestisce la simbolizzazione dei dati vettoriali. Implementa i servizi WMS (Web Map Service).
OpenLayers openlayers.org Realizza l'interfaccia dei sistemi geografici lato client. Gestisce la mappa interattiva e la visualizzazione locale di dati vettoriali (WFS).
GDAL www.gdal.org Non facente propriamente parte dei sistemi, e' stato indispensabile per il lavoro di back office (prerazione dei dati).
IGM_Cache Implementato Internamente Sebbene Apache contenga un modulo cache, questo mal si applica alle esigenze della gestione dei dati cartografici raster e vettoriali. Per questo siamo stati constretti ad implementare un modulo di caching ad alta efficienza. Il modulo e' realizzato in C++.
IGM_WFS_Server Implementato Internamente Stiamo realizzando un nostro WFS server basato su PHP e PostGis. Per ora il prototipo e' utilizzato per generare i dati vettoriali dei sistemi. In futuro ci ripromettiamo di pubblicare i servizi WFS (es. il catalogo delle carte) direttamente verso gli utenti. Webliografia:
http://www.wikipedia.it/; http://archeoserver.it/; http://geoserver.org/; https://courseware.e-education.psu.edu/courses/geog585/content/home.html; http://gengish.wordpress.com/; http://mapserver.gis.umn.edu/; http://geoserver.org/display/GEOS/Welcome; http://www.deegree.org/; http://chameleon.maptools.org/; http://openlayers.org/; http://udig.refractions.net/; http://communitymapbuilder.org/; http://geomatica.como.polimi.it/corsi/sw_gis/; http://www.freegis-italia.org/; http://www.igmi.org/ware/tecno/;
client (firefox, IE, etc.) → url (http) → webserver
WebServer: riceve dalla rete le richieste di servizio, le distribuisce ai componenti del sistema e ne restituisce il risultato di elaborazione (ad es. Apache);
ApplicationServer: Gestisce le richieste di servizio legate al motore cartografico dell'applicazione (ad es. MapServer, GeoServer);
DatabaseServer: Gestisce le richieste di servizio legate al motore di gestione dei dati (ad es. PostgreSQL);
L' Open Geospatial Consortium (OGC) è un'organizzazione internazionale no-profit che si occupa di definire specifiche tecniche per i servizi geospaziali con l'obiettivo di sviluppare ed implementare standard (ovvero più elementi divengono interoperabili) per il contenuto, i servizi e l'interscambio di dati geografici che siano "aperti ed estensibili". In sostanza lìOGC è paragonabile al W3C. Tra le specifiche più importanti definite da OGC si possono annoverare:
WMS - Web Map Service: riproduce immagini raster (PNG, GIF, JPEG, SVG, KML/KMZ, GML, PDF, Shapefiles).Tali immagini non possono essere modificate. Le operazioni del Web Map Service vengono invocate usando un client che supporti il protocollo HTTP, in forma di Uniform Resource Locators (URL). Il contenuto della URL dipende dalle operazioni richieste. In particolare, nel richiedere una mappa la URL indica quali informazioni devono essere visualizzate sulla mappa. La cosa più importante è che il pdf/jpg/ect... che si ottiene dal wms non è il dato in sè, ma la rappresentazione che il server dà del dato (o di più dati sovrapposti) sulla base della tua richiesta. Il wms insomma restituisce la mappa, e non il dato. WFS - Web Feature Service: riproduce immagini vettoriali (Shape, GML, etc.). La codifica standard è il GML, basata su XML, ma anche altri formati quali lo Shapefile possono essere usati per il trasporto delle informazioni. Le specifiche WFS definiscono operazioni di manipolazione di dati geografici (creazione/modifica/eliminazione/aggiornamento/query). Non ci sono associazioni o collegamenti. Sono l’equivalente di una tabella di base dati. Descrivono esattamente la struttura della base dati cui sono collegati (nome colonna → nome attributo); WFS-T - Web Feature Service Transazionale: permette anche la creazione, la cancellazione e la modifica/aggiornamento degli oggetti; WCS - Web Coverage Service: restituisce dei raster, come output abbiamo geotiff; GML - Geography Markup Language: è un documento XLM che serve per esprimere oggetti geografici (oggetti e geometrie, sistema di coordinate di riferimento, data e ora, oggetto dinamico, stile e graficismo, etc.). Un esempio di tag: gml:namespace. Esistono due tipologie di GML: GML 2: linee, punti e poligoni; GML 3: linee, punti e poligoni, curve, superfici, coverage (grid); SLD – Styled Layer Description: questo standard permette di specificare come diverse caratteristiche possano essere colorate o rappresentate a mezzo di simboli. In sostanza identifica gli stili di mappa. Contiene: perimetro e riempimento dei poligoni; dimensioni e tipo di simboli; posizione, carattere ed etichette; regole (una scala minima ed una massima, filtri, etc.). I simboli utilizzati sono il cerchio, il triangolo, la croce, il quadrato, la “x” e la freccia. Questi simboli possono essere modificati. E' possibile riferirsi a simboli esterni. POSSIBILI CLIENT/CONSUMER WMS POSSIBILI CLIENT/CONSUMER WFS POSSIBILI CLIENT/CONSUMER WFS-T mapserver mapserver udig deegree geoserver openlayers chameleon openlayers mapbuilder openlayers --- geoserver
OPERATORI SPECIFICAZIONI WMS SPECIFICAZIONI WFS SPECIFICAZIONI WFS - T SPECIFICAZIONI WCS GET MAP: (disegno mappa) richiesta, tramite URL, di una mappa;
GET CAPABILIETES: (Catalogo layer, stili, funzionalità supportate) fornisce delle informazioni relative al servizio (es: layers attivi, etc.); GET CAPABILIETES:(Catalogo layer, capacità del server) v. WMS;
GETCAPABILITIES: Catalogo layer, capacità del server; GET FEATURE INFO: (interrogazione dati) fornisce particolari informazioni relative agli oggetti sulla mappa (ad es. nome dell'area e dati statistici relativi ad essa). Questo avviene per mezzo di un click su un determinato punto (posizionamento x, y). Il risultato è un testo.
DESCRIBE FEATURE TYPE: (descrizione di ogni layer) schema XML per vedere come sono strutturati i dati. Avviene per mezzo di una richiesta POST.
GET FEATURE REQUEST: (Estrazione dati con filtri, selezione attributi, cambio proiezione) richiesta di tipo POST che definisce quali oggetti visualizzare nella mappa (query).
GETFEATUREWITHLOCK
LOCKFEATURE
TRANSACTION
DESCRIBECOVERAGE: descrizione di ogni layer;
GETCOVERAGE: Estrazione per area geografica, banda, dimensione;
Tipologie di richieste: get → domanda da parte del client; post → risposta al client;
CASCADING WEB MAP SERVERS
E' un WMS più avanzato poiché può attingere a più layers su più servers e combinarli in una singola immagine. Il client può fare una richiesta a più servers contemporaneamente. Se le informazioni che si devono ricevere provengono da A, B, C e D, sia proprio D a fare le richieste ad A, B e C.
MAPSERVER
E' stato inizialmente sviluppato dalla University of Minnesota. Aderisce all'OSGEO. Può essere utilizzato per realizzare applicazioni Web (WebGIS), ma anche per pubblicare servizi Web conformi alle raccomandazioni dell'Open Geospatial Consortium (WMS, WFS, WCS). Genera un Mapfile che è un file di testo che definisce le modalità di visualizzazione delle mappe.
GEOSERVER
Un numero crescente di clients supportano gli standard WMS e WFS. Molti programmi GIS si connettono a questi protocolli come ad esempio gvSig che è un'applicazione desktop che si connette agli standard WMS e presto anche a quelli WFS. Udig è l'applicazione GIS desktop che meglio si interfaccia a questi protocolli infatti “legge” WMS, WFS e WFS – T.
DEEGREE
E' un software libero per infrastrutture di dati spaziali è sviluppato usando gli standard dell'OGC.
CHAMELEON
Chameleon is a distributed, highly configurable, environment for developing Web Mapping applications. It is built on MapServer as the core mapping engine and works with all MapServer supported data formats through a regular MAP file. It also works well with OpenGIS Consortium standards for Web Mapping Services (WMS) and WMT Viewer Contexts through MapServer's support for these standards. Chameleon incorporates the ability to quickly set up new applications from a common pool of widgets that can be placed in an HTML template file. These widgets provide a fixed piece of functionality, but the representation of the widget is usually highly configurable. Chameleon is also extendable. Developers can create their own custom widgets and then use them in mapping applications. Chameleon is OpenSource, this means that you can use it freely for your own applications, and that you also have access to the source code. Just like with any OpenSource project, we hope that users of Chameleon will contribute their improvements and report any problems or suggestions. Chameleon technology was developed as the Configurable Web Mapping Client Component (CWC2) for Canada's GeoConnections Access Program. It is currently being used by the GeoConnections Discovery Portal and will be used by a number of CGDI based applications in the future. OPENLAYERS
OpenLayers makes it easy to put a dynamic map in any web page. It can display map tiles and markers loaded from any source. MetaCarta developed the initial version of OpenLayers and gave it to the public to further the use of geographic information of all kinds. OpenLayers is completely free, Open Source JavaScript, released under a BSD-style License.
UDIG
uDig is an open source (LGPL) desktop application framework, built with Eclipse Rich Client (RCP) technology. Internet oriented, consuming standard (WMS, WFS, WCS) and de facto (GeoRSS, KML, tiles) geospatial web services.
MAPBUILDER
MapBuilder is a powerful, standards compliant geographic mapping client which runs in a web browser.
Tecnologia Utilizzata
I cataloghi cartografici su rete dell'Istituto Geografico Militare (Il catalogo carte, il catalogo voli, il catalogo punti trigonometrici e di livellazione ed il catalogo carte antiche ) sono stati realizzati con le tecnologie che, al momento, ci sono sembrate all'avanguardia nell'ambito dei software Open Source. Per un funzionamento efficace dei sistemi siamo stati costretti ad implementare due componenti software: igm_cache e igm_wfs_server. Ecco una lista dei principali componenti.
Apache httpd.apache.org Implementa l'http server, riceve le richieste degli utenti e spedisce i risultati al client remoto. Il nostro progetto non prevede l'utilizzo di un Application Server, ma si basa piuttosto su tecnologia CGI + AJAX.
PHP www.php.net Gestisce la generazione dei contenuti web dinamici. Riceve il risultato delle query e lo visualizza come contenuto dinamico. Gestisce le sessioni utente e gli accessi protetti.
Postgres www.postgresql.org Gestore della base di dati. Memorizza i dati di tutti i sistemi, sia di tipo alfanumerico che, attraverso PostGis (vedi sotto), di tipo geografico. Permette di gestire con efficienza la grande mole di dati dei sistemi implemetati. Risponde con efficienza alle interrogazione alfanumeriche.
PostGis postgis.refractions.net Parte di Postgres, ne implementa il supporto cartografico, compresa la gestione dei sistemi di riferimento. Memorizza tutte le coordinate geografiche e tutte le geometrie degli oggetti componenti i sistemi. Risponde con efficienza alle query spaziali.
MapServer mapserver.gis.umn.edu Colleziona le vari sorgenti di dati cartografici. Gestisce la simbolizzazione dei dati vettoriali. Implementa i servizi WMS (Web Map Service).
OpenLayers openlayers.org Realizza l'interfaccia dei sistemi geografici lato client. Gestisce la mappa interattiva e la visualizzazione locale di dati vettoriali (WFS).
GDAL www.gdal.org Non facente propriamente parte dei sistemi, e' stato indispensabile per il lavoro di back office (prerazione dei dati).
IGM_Cache Implementato Internamente Sebbene Apache contenga un modulo cache, questo mal si applica alle esigenze della gestione dei dati cartografici raster e vettoriali. Per questo siamo stati constretti ad implementare un modulo di caching ad alta efficienza. Il modulo e' realizzato in C++.
IGM_WFS_Server Implementato Internamente Stiamo realizzando un nostro WFS server basato su PHP e PostGis. Per ora il prototipo e' utilizzato per generare i dati vettoriali dei sistemi. In futuro ci ripromettiamo di pubblicare i servizi WFS (es. il catalogo delle carte) direttamente verso gli utenti. Webliografia:
http://www.wikipedia.it/; http://archeoserver.it/; http://geoserver.org/; https://courseware.e-education.psu.edu/courses/geog585/content/home.html; http://gengish.wordpress.com/; http://mapserver.gis.umn.edu/; http://geoserver.org/display/GEOS/Welcome; http://www.deegree.org/; http://chameleon.maptools.org/; http://openlayers.org/; http://udig.refractions.net/; http://communitymapbuilder.org/; http://geomatica.como.polimi.it/corsi/sw_gis/; http://www.freegis-italia.org/; http://www.igmi.org/ware/tecno/;
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