Mapy Prahy a systém hledání adres na WWW

Jiří Černý
Institut městské informatiky Praha
Žatecká 2
110 01 Praha 1
Tel: 02 244851 Fax: 24811902
E-Mail: JiriCe@imip.monet.cz


Vladimír Maršík
SIRION s.r.o
Zahradníčkova 20b
150 00 Praha 5
Tel: 02 57214466 Fax: 02 5721 5405
E-Mail: vladimir.marsik@sirion.cz

 

Příspěvek popisuje webovskou aplikaci pro hledání pražských adres a jejich zobrazování v podrobných mapách Prahy na základě mapových a databázových podkladů, které se vytvářejí a udržují v Institutu městské informatiky. Program vypracovala firma SIRION s.r.o. pomocí technologie MapObjects Internet Map Server firmy ESRI a uživatel k němu přistupuje pomocí běžného grafického internetovského prohlížeče. Aplikace je určena nejširšímu okruhu uživatelů, pro které je uživatelsky pohodlná prohlížečka map a systém lokalizace a ověření existence adresy a ulice jednou z nejžádanějších aplikací GIS na Internetu.

Základní úlohou pro orientaci ve městě je ověření existence adresy nebo ulice a v kladném případě jejich zobrazení na vhodném mapovém podkladu. Inverzním problémem je potom identifikace adresního bodu označeného na mapě. Vyhledání a kontrola správnosti adresy je důležitá jak pro státní správu, podnikatele, tak i pro turisty a obyvatele města. Algoritmus vyhledání adresy musí počítat s tím, že uživatel může zadat adresu pomocí orientačního či popisného čísla, nemusí znát přesně název ulice a musí mít možnost zadat název ulice bez diakritiky.

Realizace této aplikace v prostředí Internetu má ve srovnání se samostatným programem nebo klasickým řešením klient-server tyto přednosti:

Podrobný rozbor možností, které nabízejí současné technologie pro městské GIS na Internetu (Webgis) byl publikován v loňském sborníku této konference [1]. Na jeho základě byla zvolena technologie MapObject Internet Map Server firmy ESRI [2].

Institut městské informatiky vytváří a udržuje databázi Základní územní identifikace (ZUZI), Digitální referenční mapu ve formátech ESRI a ortofotomapu Prahy, které byly použity jako datová základna pro tuto aplikaci. Výsledný produkt, který byl vyvinut ve řešen firmou SIRION bude popsán v dalším textu.

Třívrstvá architektura klient server gisovských aplikací byla shrnuta např. v příspěvku [1] a je znázorněna na obr. 1. Pro komunikaci mezi WWW serverem a aplikačními servery je využita technologie firmy ESRI MapObjects™ Internet Map Server Version 2.0. Principem je rozšíření WWW serveru o službu (modul) ESRIMap.dll, která funguje jako prostředník a koordinátor mezi WWW serverem a aplikačními servery. Protějškem modulu ESRIMap.dll je komponenta ESRI WebLink, která umožňuje implementovat komunikaci na straně aplikačního serveru.

Požadavek na WWW server popsaný pomocí URL je prostřednictvím ESRIMap.dll předán příslušnému aplikačnímu serveru. Kromě toho ESRIMap.dll udržuje fronty požadavků a provádí balancování zátěže, pokud má k dispozici více aplikačních serverů se stejnou funkčností. Vlastní komunikace mezi WWW serverem a aplikačním serverem probíhá pomocí TCP/IP, klient zná pouze adresu WWW serveru a název serveru.

Během startu každého aplikačního serveru dochází k registraci, díky níž má ESRIMap.dll k dispozici informace o všech běžících serverech.

Obr. 1. Schema třívrstvé architektury aplikace v prostředí MapObject Internet Map Server.

Úlohou aplikačního serveru je generování odpovědi na dotaz klienta; v našem případě odpovědí je rastrový obrázek odpovídající výřezu z požadované mapové kompozice nebo alfanumerická informace z databáze ZUZI. Pro větší obecnost a flexibilitu řešení byl vypracován samostatný mapový a databázový server.

Je naprogramován pomocí technologie MapObjects firmy ESRI[2]. Dle požadavků klienta zakódovaných v URL adrese tato aplikace generuje mapové kompozice a výsledky předává zpět klientovi. Mapový server během startu načítá projekt, který popisuje datové zdroje a obsahuje definice jednotlivých mapových kompozic, které bude generovat.

Grafická data se přenášejí v podobě komprimovaných rastrů, formát rastru (GIF nebo JPEG). Zvolit formát rastru, případně stupeň komprese je možné pro každý typ mapové kompozice zvlášť.

Mapový server podporuje dva druhy klientů, pasivní a aktivní, jak bude rozvedeno dále. Pro pasivního klienta jsou generovány kompletní HTML stránky, pro aktivního klienta mapový server odesílá pouze data doplněná o stavovou informaci.

Aby byla zajištěna flexibilita pasivního klienta, obsahuje mapový server mechanismus vyhodnocování substitucí ve vzorové stránce - šabloně. Šablony jsou udržovány na straně mapového serveru a může jich být velké množství. Tak lze generovat stránky  různých typů nebo například v různých jazycích.

Tento server zajišťuje veškerou práci s alfanumerickou databází územní identifikace. Jeho úlohou je analýza dotazu, vyhledání a kontrola správnosti zadání ulice a adresy podle požadavků vyplněného formuláře. Rovněž slouží k identifikaci adresního bodu při jeho označení v mapě. Na rozdíl od mapového serveru je tedy jeho odpověď v alfanumerickém tvaru.

Mapový server a server ZUZI poskytují služby, které jsou přístupné běžným způsobem v Intranetu či Internetu a lze je zařadit do uživatelovy HTML stránky. S jejich využitím lze v jednoduchém případě obohatit existující HTML stránku o zobrazení lokality určené adresou, ale také vytvořit komplexní aplikaci.

Firma Sirion vytvořila tři typy klientů, pro různé druhy použití – pasivního klienta, aktivního javovského klienta a klienta rozšiřující aplikaci Gisel [3], což je desktopová GIS aplikace.

Reprezentuje jednoduchou formu uživatelského rozhraní. Neprovádí žádný kód na straně klienta.

Výhody:

Nevýhody:

K vytvoření uživatelsky příjemného grafického prostředí se používá javovský aplet.

Výhody:

Nevýhody:

Gisel je aplikace vyvinutá firmou SIRION pro základní práce v oblasti GIS [3], která může mít data uložena na lokální stanici či sít LAN. Internet Live Link je doplňkovým modulem pro aplikaci Gisel nebo GiselPro. Umožňuje uživateli připojovat “mapové vrstvy” poskytované mapovým serverem. Cílem vývoje bylo co možná nejvíce sjednotit chování vrstev poskytovaných vzdáleně přes internet s běžnými vrstvami (ať už souborového charakteru, nebo SDE připojení) a umožnit kombinovat v jedné mapě všechna tato data. Vrstvy z internetu je možné běžným způsobem zapínat, vypínat, aplikovat měřítková omezení a dotazovat. Uživatel musí zadat URL adresu mapového serveru a typ mapové kompozice o který bude žádat. Podstatným rozdílem v chování oproti ostatním vrstvám je pouze to, že v okamžiku změny výřezu musí uživatel provést obnovu témat z Internetu, neboť přenesená data pokrývají vždy jen aktuální výřez. Přenos dat přitom probíhá asynchronně a neblokuje uživatele.

Výhody:

Nevýhody:

 

Typický příklad využití může být na některém úřadě, kde data v rozsahu spravovaného území mají lokálně, ale data celoměstského rozsahu získávají prostřednictvím internetu na mapovém serveru spravovaném například v IMIP.

Na WWW serveru  IMIP je přístupná webovská aplikace, pro hledání adres a prohlížení základní mapy Prahy s použitím popsané technologie. Aplikace je sestavena tak, že má v javovské verzi obvyklé ovládání pokud možno ve stylu MS Windows (a ArcView ), pochopitelné bez nutnosti studia nápovědy. Uživatel může volit mezi čistě HTML a javovskou verzí a zatím mezi českou a anglickou jazykovou mutací. Obě verze mají stejnou funkčnost, liší se pouze uživatelským rozhraním; je-li k dispozici javu podporující prohlížeč, pak je pochopitelně lepší využít javovskou verzi. Vzhledem k tomu, že jak mapové, tak i alfanumerické podklady se aktualizují v IMIP, který je pro tyto práce autorizovaným pracovištěm magistrátu, jde o nejaktuálnější informace v Praze.

 

Mapová kompozice obsahuje tyto vrstvy:

Jednotlivé vrstvy se zapínají podle aktuálního měřítka a uživatel může volit mezi zapnutím blokové mapy a ortofotomapy.

Názvy ulic lze zadávat s diakritikou i bez diakritiky, je možné zadat pouze levý podřetězec názvu a použít i historický název. Je-li výsledkem dotazu množina s více než jedním prvkem, pak se nabídne uživateli k výběru. Pokud se nalezne ulice, lze ji vyznačit v mapě.

Algoritmus hledání adresy respektuje možnost zadání čísla orientačního, popisného a katastrálního území. Dojde-li k nejednoznačnému zadání, nabídne uživateli varianty k rozhodnutí. Po definitivním nalezení adresy se nastaví výřez tak, aby mapa byla čitelná a adresní bod se zobrazí ve středu okna.

Základní funkce pro práci s mapou jsou:

Aplikace dále obsahuje podrobný návod k ovládání a tlačítko pro reakci uživatele. Předpokládáme, že touto cestou bude možno získat podněty k aktualizaci alfanumerických i mapových dat.

Uživatel může při hledání tedy postupovat při hledání adresy dvojím způsobem:

  1. zadá ulici či adresu a po nalezení v alfanumerické databázi výsledek zobrazí v mapě
  2. v mapě nalezne adresní bod a klepnutím na něj získá adresu.

Vzhled úvodní stránky je pro HTML verzi znázorněn na obr 2. a pro javovskou verzi na obr. 3.

Obr. 2. Úvodní stránka HTML verze.

Obr. 3. Úvodní stránka javovské verze.

Zadání adresy adresy Žatecká 2 je ilustrováno v obr. 4., a její zobrazení v blokové mapě je na obr.5 a v ortofotomapě na obr. 6.

Obr. 4. Formulář pro zadání adresy.

Obr. 5. Zobrazení adresy v blokové mapě

Obr. 6. Zobrazení adresy v ortofotomapě.

Aplikace pro vyhledávání adres v Praze byla již uvedena na Internetu do provozu a po získání zkušeností s rutinním provozováním se předpokládají případné úpravy. V současné době je systém provozován tak, že mapová data jsou uložena přímo na serveru ve formátu Shapefile a alfanumerická data rovnněž ve formátu dbf. Mapový server běží na hardware Pentium II 233 Mhz, 256 MB RAM, SCSI disk, OS Windows NT Server 4.0. Vzhledem k tomu, že IMIP zakoupil software SDE a převádí do tohoto formátu prostorová data (RDBMS Oracle), předpokládáme jeho používání i pro aplikace typu webgis. V příštím roce chceme začít pracovat s novým software ESRI pro publikování dat na Internetu – ArcIMS a postupně chceme přejít na tuto platformu. V současné době byla uveden do provozu rovněž další webgisovská aplikace, založená na technologii MOIMS – atlas životního prostředí a připravují se další – např. z oblasti zdravotnictví a dopravy.

[ 1 ] Černý J. Výběr technologie pro městský GIS na WWW. Přednáška na konferenci GIS Ostrava, 1999

[ 2 ] http://www.esri.com/

[ 3 ] Gisel. Uživatelské příručka. SIRION s.r.o. Praha, 1998