Využití mapového serveru v Informačním systému Geologického pavilonu

Dr.Ing.Jiří Horák
Institut ekonomiky a systémů řízení, odd. geografických informačních systémů
Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava
tř. 17. listopadu
708 33 Ostrava-Poruba
tel. 069 699 5470
fax. 069 699 8589
e-mail: jiri.horak@vsb.cz

Abstrakt

Informační systém Geologického pavilonu zahrnuje kromě databázové části i interaktivní WWW stránky, s možností dotazovat se do databáze a výsledky prezentovat nejenom v podobě výpisů, ale i s využitím mapových kompozic jednotlivých pater. K tvorbě a publikaci bylo využito Autodesk MapGuide. Podrobně je dokumentována příprava WWW stránek, od tvorby digitální výkresové dokumentace až po problém při zobrazování. Zvláštní pozornost je věnována zabezpečení stránek a přesnému vymezení jednotlivých skupin uživatelů a jejich přístupových práv.

Abstract

The Information system of Geological Pavilion includes not only database part but also interactive WWW pages. Authorised persons can realise a query to the database; the result is presented both as data lists and/or on a map composition of the floor. The Autodesk Mapguide was used for creation and publication these maps. The preparation of WWW pages is described in detail, started from the creation of digital chart to the solution of problem with a visualisation. The main importance is dedicated to safety aspects - definition of user groups and setting of their access rights.

Úvod

Geologický pavilon představuje účelové pracoviště VŠB-TU Ostrava, spadající organizačně pod institut geologického inženýrství, který má za úkol spravovat rozsáhlý geologický sbírkový fond, vzniklý soustavnou a dlouhodobou činností pedagogů a výzkumných pracovníků VŠB, pracovníků Ostravsko-karvinských dolů, řady organizací zpravidla hornického či geologicko-průzkumného zaměření a konečně i řady osob, které věnovaly svoje sběry do tohoto fondu. Sbírkový fond představuje unikátní kolekci cca 100000 vzorků z České republiky i ze světa. Fond se člení do jednotlivých tématicky nebo regionálně zaměřených sbírek, z nichž některé mají vedle dokumentační a vědecké hodnoty i nepominutelnou historickou hodnotu (např. sbírka prof. Pošepného).

Evidence sbírkového fondu se od roku 1991 postupně převádí do databáze. K lokalizaci vzorků je použit systém, identifikující skříně (vitríny či jiná místa pro uložení deponátů a exponátů) a pozici uvnitř těchto objektů (police, zásuvka apod.). Přesto je bez vhodného plánu obtížné hledat umístění jednotlivých vzorků i pro pracovníky Geologického pavilonu, kteří se zabývají mimo jiné evidencí a správou sbírek, a zvláště pro pedagogy, výzkumníky, studenty či návštěvníky, hledající vzorky pro studium nebo výzkum - neznají systém označování skříní a vitrín na jednotlivých patrech.

Digitalizace výkresové dokumentace Geologického pavilonu

Existující plány podlaží byly v roce 1998 digitalizovány v prostředí ArcView (Horák 1999). Od té doby ale proběhla reorganizace sbírek a proto bylo nezbytné schémata v plném rozsahu obnovit.

První krokem proto byla digitalizace výkresové dokumentace Geologického pavilonu s důrazem na plány jednotlivých podlaží a lokalizaci všech míst, která se používají pro ukládání deponátů a vystavování exponátů geologických sbírek. Následovalo začištění primárních digitálních výkresů. Aktualizace digitálních schémat jednotlivých podlaží probíhala několikrát. Kontrola spočívala ve vizuální kontrole vytištěných opravených podkladů s reálným stavem na GP.

Vytvořená primární dokumentace byla zjednodušena a doplněna o některé orientační prvky, které nebyly zakresleny ve stavební dokumentaci. Z doplněných orientačních prvků můžeme jmenovat: sedačky v každém patře, křesla, stolky, velké nástěnné mapy.

Dalším nezbytným krokem byla editace vytvořených vrstev pozic skříní a vložení jednoznačných identifikátorů těchto skříní z databáze GP.

Pro další zlepšení orientace na jednotlivých podlažích bylo rozhodnuto o doplnění některých textových nápisů (označení podlaží, vchod, vrátnice, posluchárny, WC) a o orientační šipky ukazující vstup na podlaží ze schodiště. Vzhledem k požadavku na snadnou editovatelnost takové vrstvy, nebyla vrstva připravován graficky (např. jako bodová nebo textová vrstva), ale bylo využito schopnosti Autodesk MapGuide vytvářet virtuální bodovou vrstvu ze souřadnic v databázi. V publikační databázi byla vytvořena tabulka obsahující souřadnice vztažných bodů popisů, vlastní text popisu a formátovací atributy určující velikost, styl nápisu, použití šipky jako symbolu (včetně jejího natočení).

Bylo tak připraveno přehledné schéma, vhodné pro orientaci v prostorách GP a ke snadné lokalizaci jednotlivých exponátů.

Pro některé uživatele byly vrstvy dále upravovány, zjednodušovány vypouštěním některých objektů.

Tab. 1 Seznam vytvořených vrstev

Obr.1 Jednotlivé vrstvy 2.patra GP

Převod grafických vrstev do nativního formátu MapGuide.

Všechny vytvořené vrstvy byly převedeny do nativního formátu Autodesk MapGuide (dále jen AMG) pomocí utility SDF loader. Při importu bylo použito nastavení souřadnicového systému na kartézský s jednotkami metry, definovány klíčové položky (např. pro skříně jednoznačný identifikátor skříně), popis který se má objevovat jako plovoucí text nad objektem, připojení URL odkazů a stanovení stupně přesnosti souřadnic.

Tab.2 Doporučené parametry

Protože se vyskytly problémy se zobrazením znaků s diakritikou (zřejmě rozdílnost používaných kódových stránek), byl u vrstev s textovými popisy proveden export do SDL formátu (ASCII formát AMG), příslušné znaky editovány a soubor byl následně zpětně konvertován do binárního SDF.

Tab. 3 Seznam vytvořených vrstev SDF

Vymezení skupin uživatelů a koncepce WWW stránek

Dalším nezbytným krokem bylo vymezení skupin uživatelů, definice jejich potřeb a přístupových práv, koncepce a struktura webovských stránek (Horák et al. 2001c). Skupiny uživatelů ISGP identifikované již v předcházejících projektových pracech (především Horák, 1998), byly přeskupeny a redukovány na ty skupiny, které se liší v požadované funkčnosti WWW stránek. Po dohodě s vedením GP bylo dohodnuto, že tyto skupiny uživatelů budou 4 - skupina administrátorská, pedagogů, hostů a pro Internet. První tři varianty fungují na úrovni intranetu. Vytvořené SDF soubory byly přiřazeny k jednotlivým uživatelům.

Tab.4 Přehled současných práv a funkčnosti WWW stránek ISGP pro jednotlivé typy uživatelů

Konfigurace mapového serveru AMG

AMG Server byl konfigurován pomocí administrátorského nástroje. Byly provedeno nastavení uživatelů s autorskými právy pro editaci mapových kompozic (MWF) a definovány datové zdroje jak pro publikační databázi tak pro grafické vektorové soubory. Maximální počet současně zpracovávaných požadavků byl nastaven na 32.

Později budou nastaveny cesty pro vyhledávání rastrových souborů, se kterými se v této etapě nepracovalo, a definovány přístupové klíče pro zvýšenou ochranu grafických vrstev. V systému AMG je možné využívat systému ochrany přístupu ke grafickým vrstvám, spočívající v možnosti aplikace autorizovaného přístupu k určitým vrstvám, k určitým měřítkům zobrazení (např. velké měřítko zobrazení bude k dispozici pouze pro pracovníky, nikoliv pro studenty nebo návštěvníky).

Tvorba mapových kompozic

Celkem bylo připraveno 9 mapových kompozic, které odpovídají jednotlivým podlažím GP pro jednotlivé typy uživatelů (pedagog a host mají společné). Mapové kompozice mají některá společná nastavení. Především byl u všech zvolen souřadný systém "arbitrary xy", metrické jednotky. Dále bylo použito jednotné barevné schéma tak, aby se stejné typy objektů v různých podlažích neodlišovaly barvou. Podobně jednotně byla zvolena i skladba, pořadí a označování vrstev v mapové kompozici, aby i legenda a její ovládání bylo jednotné. Všechny vrstvy byly nastaveny jako dynamické. Rovněž úpravy plovoucího menu byly provedeny pro všechny kompozice, které ji používají (internetová verze nepoužívá reporty).

Tab.5 Seznam vytvořených mapových kompozic

Příklady mapových kompozic

Obr.2 Příprava v prostředí AMG Autor, číslování skříní v přízemí.

Obr.3 První patro zobrazené v prohlížeči pro administrátora

Obr.4 Přízemí zobrazené v prohlížeči (verze pro uživatele Internetu, http://gis.vsb.cz/GPInternet/prizemi.mwf)

Koncepce a struktura webových stránek

Data jsou v současnosti uložena v tzv. virtuálních adresářích na WWW serveru gis.vsb.cz. Řešení bylo koncipováno tak, aby bylo otevřené. Bez závažnějších změn systému je možné jej kdykoli přesunout na jiný počítač nebo jednotlivé vstupní body distribuovat na více počítačů.

Koncepce a struktura webových stránek byla převzata ze stránek, které v té době byly v provozu na serveru GP. Původní stránky byly doplněny o odkazy využívající služeb AMG a rovněž o možnost vyhledávání v databázi exponátů. Na 2. úrovni (pod odkaz Sbírkové expozice) byly doplněny odkazy "Grafická schémata" a "Hledání v exponátech".

Po aktivaci odkazu "Grafická schémata" se otevírá stránka s odkazy na grafická schémata jednotlivých podlaží GP. Po výběru a aktivaci jednoho z nich se otevírá okno s AMG zásuvným modulem, ve kterém je zobrazeno příslušné podlaží. Vedle základních zobrazovacích možností jsou připraveny i reporty pro sektory a skříně.

Po aktivaci odkazu "Hledání v exponátech" se otevírá okno s výběrem vyhledávání. Do textového pole se zadává hledaný řetězec a přepínačem se volí, kde se má hledat - v poli předmět a hornina nebo lokalita nebo označení vzorku (tato poslední možnost ale není dostupná pro uživatele typu host). Výsledek hledání se zobrazí v nové stránce formátované do tabulky. V tabulce jsou uvedeny položky předmět, další popis (v tabulce pole Hornina), lokalizace (místo nálezu, lokalita, ložisko), sbírka, skříň (místo uložení). Pedagogovi a administrátorovi se navíc zobrazují i pole s inventárním číslem exponátu a vnitřním identifikátorem exponátu.

Ve výsledné tabulce jsou k dispozici 2 druhy odkazů - Sbírka, který aktivuje okno AMG a vybere příslušnou sbírku na správném podlaží; a druhý Lokace, který v okně AMG zobrazí polohu skříně, ve které se exponát nachází. V blízké budoucnosti se počítá s doplněním mapových kompozic České republiky a světa s topografickými mapami a vyznačením lokalit, odkud exponáty pocházejí. Ve výstupní tabulce pak přibude odkaz na příslušnou lokalitu, který v okně AMG vybere příslušnou lokalitu na vhodném mapovém podkladu.

Postup je dokumentován na obr. 5-8.

Podrobný rozpis práv a způsobu zobrazení je uveden v kapitole popisu uživatelů a Horák et al. 2001b,c.

Další úpravy byly provedeny na WWW stránkách s popisem jednotlivých sbírek, kde je k dispozici odkaz, umožňující otevřít okno AMG a zvýraznit příslušnou sbírku na plánu podlaží GP.

Jedním ze zjištěných problémů je, že se v některých případech sice spustí AMG Viewer, ale nedojde k zobrazení mapové kompozice. Dochází k tomu při aktivaci odkazu z tabulky, která je výsledkem dotazu, odkaz směřuje na určitou skříň nebo sektor. Ke správnému zobrazení mapové kompozice dojde až po stisku tlačítka obnovit v okně prohlížeče.

Obr.5 Hledej řetězec "zlato" v předmětu exponátu

Obr.6 Výsledek hledání řetězce "zlato" v předmětu exponátu

Obr.7 Zobrazení sbírky Mineralogie jako odpověď na aktivaci odkazu z výsledku hledání.

Obr.8 Zobrazení skříně 202 jako odpověď na aktivaci odkazu z výsledku hledání.

WWW stránky generované z databáze

Pro publikaci dat uložených v databázovém systému prostřednictvím WWW stránek existuje několik způsobů.

K praktické realizaci pro ISGP byla vybrána aplikace ColdFusion Server firmy Allaire.

ColdFusion Markup language byl využit pro generování výstupů z databáze GP (hledání v exponátech, vytváření reportů k objektům v mapových kompozicích).

Reporty v Autodesk MapGuide pracují s jedinečnými identifikátory (KEY), které má každý grafický objekt na mapě a umožňují zobrazit informace o vybraném objektu (objektech). V mapové kompozici může být pro každou vrstvu definována URL adresa skriptu, jenž na základě přijaté hodnoty (metodou GET nebo POST) identifikátoru provede SQL dotaz a jeho výsledek promítne do dokumentu posléze zobrazeného v uživatelově prohlížeči WWW (obr.9). Lze také posílat souřadnice myši při stisku tlačítka nad mapovou kompozicí a na jejich základě provádět digitalizaci nových skutečností .

Obr.9 Ukázka reportu pro vybranou skříň

K jedné vrstvě může být připojeno více reportů. Volání reportu je možné realizovat pomocí nabídky nebo ikony na liště, po jejichž aktivaci je nabízen výběr z připojených skriptů. Pro jednodušší manipulaci byla volba reportu přidána také do plovoucí nabídky, která se objeví po stisku pravého tlačítka myši.

Další možností využití CFML je při vyhledávání v exponátech podle zadaných parametrů na vstupním HTML formuláři (obr.5). Uživatel je identifikován přihlášením do systému a tím jsou mu přiřazeny příslušná práva a nástroje. ColdFusion Application Server převezme požadavek z Internet Information Server přes CGI rozhraní, provede ho v databázi, která je připojena přes rozhraní ODBC, výsledek vloží do html kódu a opačným směrem tj. přes CGI gate a Internet Information Server ho zobrazí prohlížeč (obr.6). U některých výstupů se můžeme setkat s aktivními odkazy. Tento odkaz má podobu

http://gis.vsb.cz/GPHost/Iprizemi.mwf?SelObjs=Sektor,UR

a jeho výsledkem je zobrazení příslušné mapové kompozice a vybrání výběr sbírky ve vrstvě sektor s identifikátorem UR tj.sbírky ložisek radioaktivních surovin.

Závěr

Informační systém Geologického pavilonu již využívá i WWW stránek, kam jsou směřovány výstupy z databáze na základě dotazování a také interaktivní výkresová dokumentace, publikovaná s pomocí Autodesk MapGuide. Při přípravě byla velká pozornost věnována přesnému vymezení jednotlivých uživatelů, jejich práv, omezení funkčnosti a prohlížecích (vyhledávacích) schopností. Tato pečlivá organizační příprava je vyžádána citlivostí publikace údajů, které se mohou stát předmětem zneužití (např. příprava krádeže).

Po úpravě výkresové dokumentace a její digitalizaci proběhla transformace do formátu MapGuide. Byly vymezeny základní skupiny uživatelů a popsány jejich práva. Následovala konfigurace Autodesk Mapguide serveru i WWW serveru. Byly připraveny základní mapové kompozice. Rovněž byly uvedeny do provozu stránky s interaktivním dotazováním do databáze.

Instalace a konfigurace koncových klientů proběhla zatím na 2 pracovištích v GP (administrátoři, hosté) a na 3 místech v hlavní budově VŠB-TU (pedagogové).

Jako další priorita rozvoje systému bylo stanoveno vytvoření mapových kompozic se základním topografickým podkladem pro území České republiky - Evropy - světa, na které by bylo možné zobrazovat lokality jednotlivých exponátů. První takové kompozice by měly být uvedeny do reálného provozu během jara 2002.

Poděkování

Využití mapového serveru Autodesk MapGuide v Informačním systému Geologického pavilonu bylo podpořeno grantem Autodesk Academia 2001 (http://www.c-agency.net/grant/).

Literatura

1. Horák J.: Návrh projektu a vytvoření pilotního prototypu informačního systému Geologického pavilonu. Doktorandská disertační práce, HGF VŠB-TU Ostrava 1998, 153 stran.
2. Horák J.: Využití WWW pro Informační systém Geologického pavilonu. Konference s mezinárodní účastí GIS Ostrava 99, str.199-205, 1999.
3. Horák J., Růžička J., Polášková M.: Správa sbírkového fondu s využitím mapového serveru MapGuide. Poster na konferenci "GIS Seč 2001", Seč 6.6.-8.6.2001.
4. Horák J., Růžička J., Polášková M., Bartečko A.: Správa sbírkového fondu s využitím mapového serveru MapGuide. Závěrečná zpráva grantu Autodesk Academia 2001. VŠB-TU Ostrava, 21 stran. Publikováno na http://gis.vsb.cz.
5. Horák J., Růžička J., Polášková M.: Rozvoj Informačního systému Geologického pavilonu s využitím mapového serveru. Studie. VŠB-TU Ostrava, 2001, 25 stran.