Bc. Martin Tomko
Faculty of Civil Engineering
Slovak University of Technology, Bratislava
E-mail: tomko@sco.svf.stuba.sk
The need of flexible and real time access of spatial data in the modern society, mainly in business applications, implies a development of Mobile GIS solutions. The ability to provide data about location on site magnifies their value as the information finds its client in the right moment and on the right place.
Approaches enabling IS designers to develop mobile GIS applications without using proprietary GIS software packages, profiting of newly established communication, data encoding and transfer standards, exists. Such tools and approaches are further discussed.
The development of such an application requires good and well-modeled dataset with a suitable spatial functionality, a powerful and reliable positioning system, fast and cheap data transmission and sufficiently powerful portable computer. Data security, application extensibility and the use of heterogeneous browsing devices have to be taken into account while developing such and application.
While modelling a mobile GIS application, several basic problem areas can be identified, each requiring special attention:
data storage and retrieval, as far as it still is not common to store geographical data in integrated spatial databases, that could reconstruct the topology of the searched objects from simple inputs,
location determination technology part, that tackles also problems with precision, reliability, availability and coverage,
Remote data access and querying, the communication technology between different devices and in the network, data encryption and communication protocols.
When designing a modular client-server system with open architecture, the use of an integrated spatial DBMS is crucial. Such an approach often enables to "skip" the use of middleware GIS software, performing spatial analysis.
The openness of the architecture means, that all parts of the system are independent, encapsulated entities, similarly as it is in the case of objects in an object-oriented programming environment. The independence and compatibility of the modules is assured by providing them with a common communication language - standardized protocols and data encoding, the same way, as it is the case in the so popular Internet environment.
The author presents a model approach, where as much standard protocols are used as possible. It includes all parts of the data flow, from the communication of the position (given by a GPS device) to a portable data assistant (PDA), and than to the spatial data server and back.
An example of designing the architecture of a simple system, enabling remote access to Cadastral data in a mobile environment, queried only by providing information about the position of the user is given. The focus is on the data interchange between the elements of the solution and the way in which such a system can be designed with the use of freely accessible tools. It emphasizes the importance of the use of portable, object-oriented programming and modular approach. The example of the use of the Java programming language in an Internet environment is used.
Attention is given to the data flow and the reduction of the traffic online, that results in a reduction of users' costs, by the use of a Thin-client approach. It enables also to move the processing load to the server side of the system. The reasons of designing the application without the use of a commercial middleware are further discussed.
Keywords: Mobile GIS, open architecture, modules, data, interoperability
Moderná spoločnosť potrebuje čoraz častejšie flexibilne prístupovať k priestorovým dátam, v tzv. "reálnom čase". Táto potreba, najmä v podnikovom sektore, si vyžaduje nasadenie mobilných GIS riešení. Schopnosť poskytnúť dáta o zvolenej lokalite priamo v teréne zvyšuje ich hodnotu, keďže client dostáva informáciu v správnom čase na správnom mieste.
Dnes už existujú prístupy, ktoré umoňujú dizajnérom informačných systémov vytvoriť mobilnú GIS aplikáciu s využitím najnovších štandardov pre komunikáciu, kódovanie a prenos dát bez použitia komerčných GIS balíkov. Tieto možnosti a nevyhnutné nástroje sú v príspevku hlbšie analyzované.
Vývoj takejto aplikácie vyžaduje kvalitný a dobre modelovaný dataset, s vhodnou funkčnosťou umoňujúcou priesotorvé analýzy, výkonný a spoľahlivý pozičný systém, rýchlu a lacnú infraštruktúru na prenos dát a dostatočnwe výkonný prenosný počítač. Bezpečnosť dát, moňosť rozšírenia a nasadenie rozlićných koncových prístrojov musia tiež byťvzaté do úvahy pri návrhu podobnej aplikácie.
Pri modelovaní mobilnej GIS aplikácie musíme venovať pozornosť niekoľkým základným problémom:
uloženie a správa dát, keďže používanie integrovaných priestorových databáz, schopných uchovávať geografické dáta a rekonštruovať topológiu ešte stále nie je bežné,
problém určenia polohy, ktorý zahřňa oblasti presnosti, spoĺahlivosti, dostupnosti a pokrytia,
vzdialený prístup k dátam a ich dopytovanie, komuikačná technológia medzi prístrojmi a v rámci siete, kódovanie dát a komuikačné protokoly.
Využitie integrovanejh priestrového SRBÚ je kľúčové pri návrhu modularného systému s otvorenou architektúrou typu klient server. Jeho nasadenie umoňuje pri niektorých druhoch aplikácií úplne obísť nasadenie analytického GIS middlewaru.
Otvorenosť architektúry znamená, že všetky časti systému sú nezávislé, zapúzdrené entity, analogicky k objektom pri objektovo orientovanom programovaní. Nezávislosť a kompatibilita modulov je zaručená pri použití spoločného kopmunikačného jazyka - štandardizovaných protokolov a kódovania dát, podobne ako je to využívané pri bežných internetových aplikáciách.
Autor predstavuje modelový prístup, kde sú štandardné protokoly využívané v najväčšej možnej miere, v každej etape toku dát: pri odovzdávaní informácie o polohe (získanej z GPS prístroja) osobnému počítaču alebo asistentovi (PDA), a potom serveru priestorových dát a späť.
Prístup je demonštrovaný na príklade návrhu architektúry jednoduchého systému, umožňujúceho prístup ku katastrálnym dátam, dotazovaným len na základe parametru o polohe, získaného automaticky. Ťažisko je orientované na výmenu dát medzi jednotlivými elementmi riešenia, ako aj na spôsob ako môže byť podobný systém navrhnutý s použitím voľne dostupných prostriedkov. Zdôrazňuje dôležitosť nasadenia prenositeľného, objektovo orientovaného programovania a modularného prístupu. Použitý je priklad nasadenia programovania v Jazyku Java v prostredí Internetu.
Pozornosť je tiež venovaná redukcii "mobilného" toku dát pomocou tzv. "Thin client" prístupu, ktorý umožňuje znížiť náklady používateľov, ako aj presmerovať veľkú časť využitia výpočtového výkonu systému na stranu servera. Klady a zápory vynechania komerčných balíkov z architektúry systému sú ďalej analyzované.
Kľúčové slová: Mobilný GIS, otvorená architektúra, moduly, dáta, interoperailita
The paper was not available at the time of the proceeding's deadline (Příspěvek nebyl do uzávěrky sborníku dodán)