Možnosti využití geografických dat pro cykloturistiku

Mgr. Martin Veselý
Katedra geografie a kartografie
Přírodovědecká fakulta, Masarykova Univerzita
Kotlářská 2
611 37 Brno
E - mail: mvesely@sci.muni.cz

Abstract

Possibilities of GIS for bicycle routes design are in the centre of this paper. Experiences and results from creation web based GIS application for bicycle touring are discussed. New internet technologies like PHP, Javascript and Mapserver are used for this application.

Abstrakt

Jedním z trendů v oblasti GIS je snaha o zpřístupnění prostorových dat co nejširšímu okruhu uživatelů. V současné době je nejvhodnější metodou, jak tohoto cíle dosáhnout, vytvoření webové GIS aplikace.

Příspěvek prezentuje dosud dosažené výsledky a zkušenosti při tvorbě webové GIS aplikace pro cykloturistiku.

V tomto příspěvku jsou zmíněny jak obecné informace o možnostech využití geografických informací při návrhu cyklistických tras či jejich možném využití přímo v terénu na základě lokalizace uživatele, tak i praktická ukázka modelu aplikace

Při praktickém zpracování modelu webové aplikace je využito moderních informačních technologií. Jako mapový server je využit Mapserver a pro vytvoření uživatelského rozhraní pro GIS na WWW a komunikaci s Mapserverem byl využity programovací jazyky PHP a Javascript.

Úvod

V současné době vzniká stále větší množství GIS projektů na webu. Jedním z těchto projektů je i tvorba aplikace pro návrh cyklistických tras. Cílem projektu je seznamit se a prakticky vyzkoušet moderní technologie pro publikování prostorových dat na webu. V článku jsou prezentovány dosažené výsledky a zkušenosti jednak při samotném návrhu vhodného datového modelu, tak při tvorbě Webové aplikace pomocí PHP, Javascriptu a Mapserveru.

GIS a cykloturistika

Cykloturistika zažívá v posledních letech obrovský "boom", jehož odrazem je budování sítě značených cyklistických tras. Podle údajů Klubu českých turistů (dále KČT), který je garantem cykloturistického značení v ČR, bylo k 1. 1. 2001 vybudováno 11 882,7 km cyklotras (trasy vedoucí po silnicích, místních a účelových komunikacích značené podobným značením jako je značení pro motorová vozidla) a 2068 km cykloturistických tras (trasy vyznačeny pásovými značkami se žlutými krajními pásy). Jsou vydávány speciální cykloturistické mapy a průvodci, vznikají webové stránky s popisy cyklistickách tras. A objevuje se otázka: "Jak by bylo možné využít technologii GIS v cykloturistice?"

Technologii GIS lze v cykloturistice využít zejména při plánování cyklistických výletů, kde vhodně navržený systém může umožnit zjistit např. celkovou délku výletu, vytvořit výškový profil trasy, vytvořit podrobný itinerář trasy s informacemi o sjízdnosti, značení a dalších informací o jednotlivých úsecích, nebo zjistit informace o možnostech občerstvení, ubytování atd. Další možnosti využití GISů se objevují při přístupu k informacím prostřednictvím mobilních zařízení (mobilních telefonů, organizérů, palmpilotů apod.), což povede k novým požadavkům jako např.: Najdi nejbližší cykloservis od místa, kde se nacházím. Jak se z daného místa dostanu do místa A apod.

Zdroje informací

Nejvhodnějším zdrojem informací jsou mapy. Stručné hodnocení jednotlivých druhů map naleznete v tabulce č.1

Tabulka č.1: Hodnocení kladů a záporů vybraných druhů map

Z výzkumu vyplývá, že nejvhodnějším zdrojem informací pro cykloturisty jsou cyklistické mapy 1:75 000, které i přes své nedostatky poskytují největší množství informací.

Druhým významným zdrojem informací je internet. Úroveň, informační náplň a celkové pojetí jednotlivých WWW stránek je velmi různorodá. V tabulce č.2 naleznete adresu webových stránek, území, kterého se popisované cyklotrasy týkají a informace o tom, zda popis obsahuje mapu, itinerář s kilometráží, výškový profil a slovní popis.

Navštívené webové stránky lze rozdělit do čtyř skupin podle autorů webu. První skupinu tvoří webové stránky, kde jsou informace o cyklistických trasách součástí rozsáhlejší mapové služby (mapy.tiscali.cz). Druhou skupinu tvoří webové stránky umístěné na serverech orgánů státní správy a samosprávy (www.oku-tc.cz/cyklotr/). Do třetí skupiny patří webové stránky na firemních serverech kartografických vydavatelstvích (www.shocart.cz nebo www.geodezie.cz/cyklotrasy/). Stránky jednotlivců tvoří poslední skupinu webových stránek.

Tabulka č.2: Hodnocení vybraných webových stránek s popisem cyklotras

Na webu lze také najít demoverzi programu na plánování cyklistických tras, který se nazývá Cyklotrasy (www.Jaspet.cz/EAGLE). Tento program umožňuje sestavovat trasy, vyhledat vhodné spojení dvou míst, vytváří výškový profil. Pro každou navrženou trasu počítá statistiku - nejvyšší, nejnižší bod, převýšení trasy atd.

Návrh datového modelu

Datový model aplikace by měl vyhovovat uživatelským požadavkům na systém. Hlavním požadavkem na tuto aplikace je vytvoření popisu cyklistické trasy podle specifikace uživatele. Popis trasy by měl být natolik podrobný, aby ten kdo podle něj pojede nezabloudil.

Ve zkoumaných turistických mapách a průvodcích a na webových stránkách byly použity tyto charakteristiky cyklistické trasy:

• celková délka trasy
• fyzická náročnost trasy
• časová náročnost trasy
• druh kola
• itinerář
• kilometráž
• výškový profil

Pro popis jednotlivých úseků byly použity tyto charakteristiky:

• délka úseku
• název počátečního a koncového bodu úseku
• nadmořská výška počátečního a koncového bodu úseku
• značení
• směr odbočení
• druh povrchu (asfalt, beton, lesní cesta...)
• sjízdnost úseku

Základním prostorovým objektem je úsek cyklistické trasy. Lze jej charakterizovat jako úsek komunikace mezi dvěmi křižovatkami (z geometrického hlediska se jedná o polylinii). Posloupnost na sebe navazujících úseků tvoří cyklistickou trasu.

Tabulka č.3: Datová struktura úseku cyklistické trasy

V tabulce č. 4 je popsána datová struktura cyklistické trasy:

Tabulka č. 4: Datová struktura cyklistické trasy

Návrh webové aplikace

Nejdůležitější složkou každé GIS aplikace jsou data. Pro testovací účely byla použita následující data:

• naskenovaný výřez turistické mapy Okolí Brna Svratecko v měřítku 1:50 000
• naskenované mapy pro orientační běh: Pohádka máje, Bystrc - Sídliště a Komora v měřítku 1:15 000
• vektory cyklistických úseků získaných vektorizací sítě komunikací na mapách pro orientační běh, dále byly doplněny o atributy podle datového modelu v prostředí ArcView 3.2 a uloženy ve formátu Shapefile.

Naskenované rastry byly natransformovány do souřadnicového systému S1942 a uloženy ve formátu PNG.

Při tvorbě webové aplikace bylo použito klasické tří vrstvé architektury (obr.1), kterou tvoří webový prohlížeč na straně klienta, který slouží jako grafické uživatelské rozhraní pro zadávání dotazů a zobrazování výsledků dotazování. Jedná se o HTML dokumenty obohacené o skripty napsané ve skriptovém jazyku Javascript.

obr.č.1: Schéma základního propojení mezi koncovým uživatelem (klientem), WWW serverem a Mapserverem.

Jako WWW server byl použit APACHE for windows verze 1.3.19. Jako skriptový jazyk na straně serveru byl použit PHP ve versi 4.0.6. PHP je nejrozšířenějším skriptovým jazykem na straně serveru. Obsahuje širokou paletu funkcí , zejména byly testovány funkce pro práci s rastrovými obrazky, funkce pro praci s daty ve formátu dBase, a obzvláště knihovna PHP_MAPSCRIPT.dll vytvořená společností DM Solutions Group (www.dmsolutions.ca). Jedná se o PHP modul programu mapserver, který byl vytvořen na Minesotské univerzitě (mapserver.gis.umn.edu). Mapserver je silný nástroj, který umožňuje pracovat s geografickými daty ve formatu Shapefile (a nejen v něm) na webu.

Skutečnou podobu webové aplikace pro návrh cyklotras můžete vidět na obr. 2.:

obr.č.2: Ukázka aplikace pro návrh cyklotras

HTML dokument je rozdělen na dvě základní části. V levé části je mapové okno, ve kterém se zobrazuje výsledná mapový výřez. Dále je zde panel s nástroji pro práci s mapovým oknem. Aplikace umožňuje následující operace:

• zvětšení měřítka (ZoomIn)
• zmenšení měřítka (ZoomOut)
• posun po mapě (Pan)
• zobrazení všech dat v okně (ZoomFullExtent)
• zjištění informací o prvcích v mapě
• měření na mapě
• výběr úseku z mapy a přidání do návrhu trasy.

V levém dolním rohu jsou nástroje pro přidání úseku do plánu cyklistické trasy, vymazání úseků cyklistické trasy od vybraného úseku a vymazání celého návrhu cyklistické trasy.

V pravé polovině HTML dokumentu je zobrazen popis cykloturistické trasy.

Závěr

V projektu testované internetové technologie PHP, Mapserver, modul mapserveru pro PHP, webový server Apache mají jedno společné a to, že jsou dostupné zdarma, což společně z jejich funkčními schopnostmi z nich dohromady dělá velmi silný nástroj pro tvorbu webových GIS aplikací. Jejich nevýhodou je, že kladou vysoké nároky na znalosti v oblasti programování pro potenciální tvůrce GIS aplikací.

V řešeném projektu nebyl zdaleka využit veškerý potenciál testovaných technologií a už nyní se objevují nové problémy, které by mohly být v budoucnu řešeny, jako jsou např. vytvoření nástrojů pro editaci geometrie a atributů prostorových objektů (v tomto případě úseku cyklotras), vytvoření rozhraní pro přístup k datům prostřednictvím mobilních zařízení (např. prostřednictvím WAPu na mobilních telefonech), automatické generování návrhů cyklistických tras na základě požadavků uživatele na celkovou délku trasy, náročnosti trasy atd.

Literatura

1. KOSEK J. (1998): PHP tvorba interaktivních internetových aplikací. 1.vyd. Grada Publishing Praha, 492 s.
2. PÍSEK S. (2001): JAVASCRIPT efektní nástroj oživení WWW stránek. 1.vyd. Grada Publishing Praha, 232 s.
3. SATRAPA P. (1997): Web design. 1.vyd. Neokortex s. r. o., 414 s.
4. Velká cykloturistická mapa 1:75 000, list 144 Okolí Brna, Moravský kras. Shocart s. r. o. Zádveřice, 2001.
5. Cykloturistická mapa 1:100 000, list 12 Hrubý Jeseník a Ryhlebské hory, KČT Praha, 2001.
6. PHP/MapScript Mapserver Module. http://www.dmsolutions.ca
7. Mapserver documentation. http://mapserver.gis.umn.edu
8. http://www.klubturistu.cz