Obsah Anotace Předmluva Úvod Kapitola 1 Kapitola 2 Kapitola 3 Kapitola 4 Závěr Literatura Přílohy

Kapitola 4

Mapové servery

4.1 Principy fungování mapových serverů

Mapové servery jsou programy pracující na architektuře klient-server zpracovávající data s geografickým vztahem. Mohli bychom také říci, že jsou to v podstatě geografické informační systémy, které jsou ovšem ovládány pouze pomocí parametrů — textově — a neinteraktivně. Spolupracují s některým z webových serverů, který jim předá potřebné parametry z webového formuláře (z dotazu uživatele). Ty jsou zpracovány a zpět je vrácen buď soubor s mapou, a nebo výsledek dotazu.

Mapových serverů existuje celá řada. Dají se rozdělit na: Existují tři základní principy, jak mapové servery fungují:
  1. Na základě vstupních parametrů vrací MapServer obrázek
  2. Na základě vstupních parametrů vrací MapServer hotovou webovou stánku s obrázkem
  3. Užívá se rozhraní programovacích jazyků (PHP, Perl, Python,…)

mapserver.jpg, 104 kB
Obr.4.1 Princip mapového serveru [27]

Na obrázku 4.1 je vidět princip fungování mapového serveru.

Klient

WWW server

Mapový server

4.2 Mapové služby

Jednotlivé mapové servery spolu mohou také komunikovat pomocí mapových služeb WMS a WFS a poskytovat si navzájem mapy. Mapové služby umožňují nejen interakci člověk-aplikace, ale zejména aplikace-aplikace v prostředí internetu. Komunikace je umožněna na základě standardizovaných protokolů [58].
Výhody mapových služeb: V zásadě se dají mapové služby rozdělit na dvě základní. Web Map Service (WMS) a Web Feature Service (WFS), o jejichž vývoj a standardizaci se stará OpenGIS Consorcium [59].

4.2.1 Web Map Service (WMS)

Protokol WMS byl vyvinut konsorciem OpenGIS jako standard pro přenášení map a georeferencovaných dat (polohově určená data) přes internet. Umožňuje tak jednotný přístup Web klientů k mapovému serveru na internetu.

Tato služba umožňuje, aby si uživatel ve své aplikaci kombinoval data nejen v různých formátech, ale i data uložená lokálně, s daty poskytovanými z několika internetových mapových serverů. Tyto servery potom dokonce mohou využívat služby jiných serverů. Pro popis standardního protokolu komunikace je použit formát XML.

wms.jpg, 139 kB
Obr. 4.2: Vlevo: překrývání obrázků na straně klienta     Vpravo: kaskádování [58]


Mapa vzniká z rastrových i vektorových dat. Výsledná mapa je rastrová. Výhody tohoto přístupu k datům jsou následující:

4.2.1 Web Feature Service (WFS)

Protokol WFS byl vyvinut také konsorciem OpenGIS. Tato služba poskytuje rozhraní, které umožňuje klientům komunikaci na úrovni jednotlivých geoprvků. Server vyhodnotí dotaz klienta a výsledek vrací ve formátu GML.

Mapa vzniká jen z vektorových dat. Výsledná mapa je také vektorová. Na webu zatím velké užití nemá kvůli slabé podpoře vektorových formátů. Velkým příslibem do budoucna je kombinace GML a SVG.

4.3 Hlavní mapové servery v ČR

Na českém webu najdeme dnes velké množství mapových portálů. Mezi hlavní mapové servery řadím ty, které jsou nejvíce využívány. Jsou úzce spjaty s hlavními webovými portály (Atlas, Seznam, …). Prvenství nelze upřít serveru Atlas.cz, který byl dlouho na poli mapových serverů osamocen. Většina českých mapových portálů dnes pracuje na technologii ASP(4) nebo PHP(5) ve spojení s JavaScriptem.

Nyní si blíže představíme nejznámější české mapové servery.

4.3.1 Atlas.cz

Je to nejstarší mapový portál v České republice. Funguje na technologii ASP. Mapy jsou ve formátu GIF a dají se zobrazovat ve třech velikostech. Pro lepší orientaci slouží přehledová mapa ČR nebo světa.

Mapa ČR je k dispozici v měřítkách 1:4 000 000 — 1:96 000 a měřítko se dá měnit v pěti krocích. V oblasti měst se dá zvětšovat až v devíti krocích na měřítko 1:3 200. Vybraných měst, jejichž podrobné mapy jsou k dispozici je asi 190. Zajímavostí je Ortofoto tří měst (Praha, Brno, Karviná) v měřítku 1:2 400. Do mapy máme možnost vkládat mapové značky z oblasti pohostinství, cestování, kultury, služeb a státní správy. Po kliknutí na zobrazenou mapovou značku dostáváme podrobnější informace. Vyhledávat můžeme města, ulice i kompletní adresy.

MapServer Atlas nabízí také satelitní mapu světa v největším měřítku 1:3 500 000 a mapu planety v noci v největším měřítku 1:7 500 000. Další, dnes již nezbytnou, funkcí je plánovač cest.

atlascent.jpg, 229 kB

Obr.4.3 Vlevo mapy.atlas.cz [36], vpravo supermapy.centrum.cz [37]

4.3.2 Centrum.cz

Supermapy na webovém portálu Centrum byly spuštěny letos, v červnu 2005, a vznikly jako společný projekt firem NetCentrum [37] a T-Mapy [38]. Část webové stránky se samotnou mapou provozují T-mapy, zbytek stránky provozuje NetCentrum (včetně vyhledávání). Mapy pracují na technologii PHP a JavaScript. Právě JavaScript umožňuje rychlou práci s mapami (stahují se jen ty objekty, které se mění). Vstupními daty jsou digitální vektorové mapy ve speciálním formátu, Pro použití pro web jsou tyto mapy převedeny do formátu GIF (125x125 pixelů). Mapy jsou to tedy statické, ale jsou pravidelně aktualizovány. Stránka s mapou se dá zobrazovat ve třech velikostech a pro lepší orientaci slouží přehledová mapa ČR, kraje, okresu a města, v závislosti na tom, v jakém měřítku se právě pohybujeme.

Mapa ČR je k dispozici v měřítkách 1:5 000 000 — 1:50 000 a měřítko se dá měnit v šesti krocích. U vybraných měst je těch kroků devět až do měřítka 1:5 000. Mapové značky se vkládají do mapy dynamicky pomocí JavaScriptu. Značky se dají zapnout i vypnout bez nutnosti znovunačítání mapy. Zajímavostí je mapová značka webové kamery nebo propojení s vyhledávačem vlakových a autobusových spojů IDOS. Někomu by možná mohly chybět objekty z oblasti turistiky (hrady, zámky, rozhledny,…), ale na tuto oblast supermapy zaměřeny nejsou. Po najetí myší na mapovou značku se zobrazí krátké info i s odkazy na vizitku a webovou stránku.

K vyhledávání je použita firemní vyhledávací technologie Morfeo, která vyhledává nad databází UIR-ADR, díky čemuž nalezneme na mapách jakýkoli objekt v ČR (obec, část obce, ulici, adresu).

Supermapy nenabízejí ani mapu Evropy ani mapu světa. K dispozici je ale velmi podrobný plánovač tras. Velkým zklamáním pro mě byla horší podpora prohlížečů. Například při použití Mozzily Firefox se webové rozhraní mapy nezobrazí celé.

4.3.3 Seznam.cz

Mapy.cz [47] spadající pod webový portál Seznam. Mapy fungují na technologii InfoMap service společnosti PJsoft, která je určena pro prezentaci vektorových digitálních map na internetu. Mapy jsou velice podobné těm, které známe z aplikace InfoMapa společnosti PJsoft, takže pokud někdo s touto aplikací již pracoval, rychle se v prostředí zorientuje. Výsledné mapy jsou uživateli posílány v rastrovém formátu GIF, dají se zobrazovat ve čtyřech možných velikostech a pro zlepšení orientace slouží přehledková mapa ČR a velkých měst.

Měřítko Mapy ČR se dá měnit v devíti krocích. Zamrzí ale absence číselného měřítka (k dispozici je pouze měřítko grafické). Po najetí myší na mapovou značku získáme základní informaci o objektu. Po kliknutí na objekt se na mapa na objektu vycentruje a označí. Kliknutím na „detailní informace“ se zobrazí informace podrobné včetně zeměpisných souřadnic objektu.

Mapy.cz nenabízejí ani mapu světa, ani mapu Evropy. Jsou úzce zaměřeny na území ČR. Jako u každého správného mapového portálu můžeme využít plánovač tras. Mapy.cz spolupracují s ÚAMK, a tak vznikla docela zajímavá funkce — vizuální zobrazení dopravní situace v Praze, celé ČR a situace na hraničních přechodech.

seznquick.jpg, 201 kB

Obr.4.4 Vlevo mapy.cz[47], vpravo mapy.quick.cz [41]

4.3.4 Quick.cz

Mapy na webovém portálu Quick [41] pracují na technologii ASP. Dodavatelem je Geodézie ČS [42] a Dynatech [43] a mapy jsou uživateli posílány ve formátu JPEG. Mapy mohou být zobrazeny v pěti možných velikostech (až do velikosti 1120x700 pixelů). Stejně jako u Tiscali, i tady chybí přehledová mapka.

Mapu ČR lze zobrazit v měřítkách 1:8 000 000 — 1:100 000 a měřítko lze měnit v šesti krocích. Vybraných 105 měst lze prohlížet až v měřítku 1:10 000. Mapové značky nejsou dynamické, jsou již součástí mapy. Jako u každého mapového portálu nechybí vyhledávání (obce, ulice, objekty) a plánovač tras.

Zaregistroval jsem menší problémy při zobrazení mapy na webovém prohlížeči Mozzila Firefox.

4.3.5 Tiscali.cz

Mapy na webovém portálu Tiscali [39] pracují na technologii PHP a JavaScript. Dodavatelem je firma PlanStudio [40]. Mapy jsou uživateli posílány ve formátu PNG (nepodařilo se mi zjistit původní formát) a dají se zobrazovat ve třech velikostech (až do velikosti 616x480 pixelů). MapServer nemá přehledovou mapu.

Měřítko mapy ČR (Automapa) se dá měnit v šesti krocích. Číselné měřítko byste hledali marně. K dispozici je jen měřítko grafické. Některé mapové značky jsou již součástí mapy, ale dají se vložit i značky dynamické z oblasti dopravy, kultury a ubytování.

Kromě automapy, nabízí Tiscali také plány osmnácti měst, turistickou a cykloturistickou mapu, kilometráž (obdoba plánovače tras) a značně schématickou mapu světa se základními informacemi o státech světa.

idnestis.jpg, 276 kB

Obr.4.5 Vlevo mapy.idnes.cz [44], vpravo mapy.tiscali.cz [39]

4.3.6 Idnes.cz

Mapy na webovém portálu Idnes [44] byly spuštěny v říjnu 2004 ve spolupráci s firmou PlanStudio [40]. Mapa ČR je naprosto totožná s mapou ČR ze serveru Tiscali (stejný dodavatel). Z toho plyne i totožné ovládání a prostředí. Jediným rozdílem je, že mapy na Idnes se dají zobrazit ve dvou různých kvalitách (zohledňuje se rychlost načítání pro pomalejší připojení k internetu), že mají přehledovou mapku, a že Idnes nabízí pouze čtrnáct plánů měst oproti osmnácti na Tiscali. Je třeba si však uvědomit, že mapy Idnes tu byly dříve.

Mapy Idnes získali v roce 2004 první ocenění v kategorii elektronických map v mezinárodní soutěži Tourmap.

4.3.7 Turistika

Mapy na webovém portálu Turistika [45] pracují na technologii PHP a JavaScript a dodavatelem je firma SCHOCart [46]. Mapy jsou uživateli posílány ve formátu JPEG a mohou být zobrazeny ve třech různých velikostech (až 800x600 pixelů). Lze také vybírat kvalitu mapy ve čtyř stupních. Pro lepší orientaci lze využít přehledovou mapku.
turistika.jpg, 337 kB
Obr.4.6 Turistika.cz [45]


Mapu ČR lze prohlížet v měřítkách 1:4 000 000 — 1:100 000 a měřítko lze měnit v šesti krocích. Jako jediný MapServer z výše jmenovaných nenabízí plány měst ve větším měřítku. Pokoušet se orientovat například v Praze v měřítku 1:100 000, je zhola nemožné. Mapa již mapové značky obsahuje a nedají se do ní vkládat dynamicky. O tom, co se na aktuálně zobrazené mapě nachází nás informuje panel po levé straně mapy. Po kliknutí na požadovaný objekt v seznamu se mapa vycentruje na objektu a zobrazí se k němu pomocná šipka. Pro zjištění detailních informací o objektu slouží odkaz „info“ — potěší poměrně velké množství fotografií, souřadnice objektu v systému WGS84 a nadmořská výška.

MapServer neobsahuje ani mapu Evropy, ani světa.

4.4 Městské Informační Systémy

Městské informační systémy (dále jen MIS) jsou mapové služby určené pro specifické potřeby měst a obcí. Součástí bývají orientační mapy, polohopisné mapy, cenové mapy, mapy územního plánu a ortofotomapy. Kromě GIS měst se začínají objevovat i GIS pro kraje. Ukážeme si několik GIS řešení a k nim příklady. V žádném případě se nejedná vyčerpávají výčet.

MISYS-WEB — Městský informační systém města Kladno

MIS města Kladno [60] je GIS řešením společnosti GEPRO [61]. Tato firma vyvinula aplikaci MISYS-WEB, která je geografickým informačním systémem určeným pro prostředí internetu. Klient potřebuje pro práci se systémem pouze webový prohlížeč (doporučen je Internet Explorer). Vše pracuje na technologii Java a ovládá se pomocí klasických funkcí (přiblížení, oddálení, posun, výřezy, volba měřítka, zapínání vrstev, atd.). Sytém MISYS-WEB umožňuje pracovat se soubory popisných informací KN a vyhledávat v nich podle různých kritérií (vlastník parcely, čísla parcely, atd.). Podporovány jsou vektorové formáty systému KOKEŠ (software společnosti GEPRO), DKM, DWG, DGN a rastrové formáty RAS, GIF, BMP, JPEG, CIT, TIFF, MrSID a po převodu další.

MIS města Kladno nabízí polohopisnou mapu, orientační plán, územní plán a ortofotomapu. Ve stavovém řádku se průběžně zobrazují souřadnice v S-JTSK a měřítko mapy.

Na stejné technologii pracuje například mapová služba obce Stařec [67] nebo mapový portál Geodézie ČS [68].

GS HTML — GIS města Liberec

Pro město Liberec byla vybrána aplikace GS HTML [62] společnosti Geovap [63]. Systém pracuje na kombinaci JavaScriptu a CGI skriptu(6).
Funkcionalita systému: Systém kromě standardních funkcí nabízí také měření vzdáleností a ploch. Panel vrstev obsahuje vrstvy tématicky roztříděné do skupin s možností zabalení/rozbalení. Kritériem pro zobrazení vybraných vrstev je jejich dostupnost v daném měřítku. Na výběr je plán města, orientační mapa (ulice, orientační a popisná čísla), katastrální mapa (hranice parcel, druhy pozemků), cenová mapa, územní celky (urbanistické obvody, katastry, obce), uliční graf a ortofoto. Pomocí služby WMS lze zobrazit Topografickou mapu ČR, Státní mapu 1:5 000 i s vrstevnicemi. Standardem je zobrazované měřítko, průběžné zobrazení souřadnic v systému S-JTSK a možnosti vyhledávání podle různých kritérií.

Technologii od společnosti Geovap využívá také GIS města Plzně [69].

T-MapServer — MIS Hradec Králové

Mapový server Magistrátu města Hradec Králové [65] postavil svůj MIS na technologii vyvinuté společností T-Mapy nazvené T-MapServer[38]. Tato technologie je nadstavbou mapového serveru ArcIMS od společnosti ESRI [66]. Může být využita v řadě úloh od jednoduchého zobrazení mapy až po komplexní práci s graficky i databázově orientovanými aplikacemi s možností jejich vzájemného propojení. Umožňuje snadnou komunikaci mezi mapami a externími aplikacemi a práci jak v prostředí operačního systému Windows tak i prostředí UNIX (Solaris, LINUX apod.). Výsledné mapy jsou uživateli posílány ve formátu GIF.
Základní funkce: MIS Hradce Králové nabízí mapu čísel popisných, územní plán, ortofotomapy, rozvojové lokality, mapu cyklostezek.

Na technologii T-MapServeru pracují také například mapové služby měst Jičín, Nové Město na Moravě, Chodov, Praha, Děčín nebo Most.

4.5 Další zajímavé mapové servery v ČR

Na českém webu se dají najít další zajímavé projekty, které třeba nejsou až tak dobře známy jako mapové služby hlavních mapových portálů, ale to neubírá na jejich zajímavosti a kvalitě.

4.5.1 IZGARD

IZGARD (Internetový Zobrazovač Geografických ARmádních Dat) [53] je projektem Vojenského geografického a hydrometeorologického úřadu (VGHMÚř). Od května 2002 je projekt provozován na datovém serveru ve VGHMÚř Dobruška v rámci celoarmádní datové sítě. Od října 2002 je část dat projektu provozována ve veřejné síti internet na serveru firmy ARCDATA Praha s.r.o., od září 2004 je celý projekt kromě dat VMAP0 a VMAP1 (ty jsou pouze pro vnitřní armádní síť) provozován na serveru XEON na MŽP. V prosinci 2004 byla mezi Vojenským geografickým a hydrometeorologickým úřadem Dobruška a Ministerstvem informatiky ČR uzavřena dohoda o využívání dat VGIS pro potřeby Portálu veřejné správy, jehož garantem je Ministerstvo informatiky ČR. Součástí této dohody je i klauzule o provozu projektu IZGARD na datovém serveru Ministerstva životního prostředí ČR, jehož správu od roku 2005 zabezpečuje agentura CENIA.

Vše funguje na technologii ArcIMS(7) od společnosti ESRI. Vstupním formátem jsou soubory ShapeFile. Výsledné mapy se dynamicky generují podle požadavku klienta. Ke klientovi je pak odesílán výsledek dotazu ve formátu PNG. Tyto PNG soubory mají velikost cca 100 kB s rozlišením obrazu pouhých 96 dpi(8), aby nešla data kartograficky zneužít.

IZGARD poskytuje nejpodrobnější mapy na českém internetu. Najdete zde každou budovu v ČR i s jejím PSČ.


izgard.jpg, 427 kB
Obr.4.7 IZGARD [53]

Projekt IZGARD poskytuje tyto základní funkce: Zdroje dat IZGARD: Digitální atlas ČR lze zobrazovat v měřítkách 1:500 000 — 1:5 000 a měřítko lze měnit v osmi krocích. Faktem zůstává, že maximální podrobnost dat odpovídá obsahu map měřítka 1:25 000.

Vše funguje na základních příkazech — zvětšit, zmenšit, posun a na principu zapínání/vypí-nání jednotlivých vrstev — názvy obcí, ulic, kresba budov, zástavby, dopravních komunikací, produktovodů a vedení, vodstva, čísla budov, vegetace, klad mapových listů TM25, TM50 a TM100, vrstevnic, atd. Místo lze vyhledávat podle rovinných souřadnic ve WGS-84, zeměpisných souřadnic ve WGS-84 a podle souřadnic v S-JTSK.

4.5.2 Mapové služby Portálu veřejné správy

Mapové služby Portálu veřejné správy jsou samostatnou aplikací zobrazující dostupné celoplošné, aktualizované a garantované územně vázané informace vzniklé činností na území České republiky. [54] Mapové služby jsou dostupné i formou IMS a WMS služeb, což umožňuje přístup i softwarovým aplikacím, které s těmito daty umí dále pracovat. Pro připojení k IMS službě lze využít např. software ArcExplorer.

Mapový server pracuje na technologii Java a PHP.

pvs.jpg, 331 kB
Obr.4.8 Portál veřejné správy [54]

K dispozici jsou tématické mapy ČR z oblasti životního prostředí a geologické a geomorfologické stavby ČR (chráněná území, geologická mapa ČR, důlní činnost, sesuvy, atp.). Lze volit tři velikosti okna mapy (až do 1152x864 pixelů). Jako rastrové podklady se používá v závislosti na měřítku Automapa 1:150 000, rastrová Základní mapa 1:50 000 (RZM 50), rastrová Základní mapa 1:10 000 (RZM 10) a Barevná ortofotomapa s velikostí pixelu 1 m.

4.5.3 Dálkový přístup do KN

Aplikace Dálkový přístup do ISKN [57] zpřístupňuje prostřednictvím internetu data z Katastru nemovitostí České republiky, byl spuštěn 23.července 2001 a poskytovatelem služby je ČÚZK. Vstupní data byla získána z map ve formátu DGN a převedena do databázových tabulek.

Vše funguje následovně: Uživatel zadá parametry pro zobrazení mapy. Provede se dotaz v databázi. Mapa funguje v apletu, který spolupracuje se systémem Microstation. Aplet data načte z databáze a zobrazí. V mapě se lze pohybovat navigačními klávesami, které jsou stejné jako v programu Microstation. Mapy se generují podle dotazu uživatele — jedná se tedy o mapy dynamické.

dp.jpg, 98 kB
Obr.4.9 Dálkový přístup do KN[57]

Dálkový přístup zobrazuje digitální katastrální mapu prostřednictvím Java apletu běžícího v okně prohlížeče. Je to placená služba pro registrované uživatele, seznámit se s ní však můžeme zdarma na zkoušku (přístupné je jen katastrální území Bylany v okrese Chrudim s fiktivními daty). Kromě digitální katastrální mapy Dálkový přístup zobrazuje i sestavy pro výpis textových údajů.
Výstupy poskytované dálkovým přístupem: Pro tuto práci je zajímavé především zobrazení přehledové a katastrální mapy. Dálkový přístup umožňuje zobrazit: Výstupy mapy v apletu lze generovat do formátu BMP. Pro pohyb v mapě slouží klasické funkce mapy (posun, přiblížení, oddálení, výřezy, měření vzdáleností), v pravém dolním rohu se zobrazují souřadnice v JTSK. Kliknutím pravým tlačítkem myši do mapy, získáváme další možnosti nastavení (zapínání a vypínání elementů mapy, uložení náhledu do formátu BMP a možnost tisku).
(4)ASP(Microsoft Active Server Pages) je skriptovací prostředí pro servery, které se využívá pro tvorbu a provozování dynamických, interaktivních webových aplikací.
(5)PHP (Personal Home Page) je také skriptovací jazyk pro servery pro tvorbu dynamických webových stránek, ale oproti ASP není omezen jen na operační systém Windows.
(6)CGI skripty mají svůj název odvozen od rozhraní CGI — Common Gateway Interface. Toto rozhraní definuje způsob, jakým webový server komunikuje s programy a umožňuje propojení webového serveru v podstatě s libovolným programovacím jazykem.
(7) ArcIMS je internetová technologie GIS firmy ESRI, která umožňuje centrálně prezentovat a poskytovat mapy, data a služby GIS v prostředí intranetu či internetu.
(8) dpi (dot per inch = počet bodů na palec) udává rozlišení obrazu.