Počítačová kartografie, 2013, Plzeň
UKÁZKOVÉ PŘÍKLADY VYUŽITÍ VIRTUÁLNÍCH GLÓBŮ NEJEN V GEOVĚDÁCH Elena Belai Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta matematiky, Geomatika
[email protected] Klíčová slova: Virtuální glób, Google Earth, KML (Keyhole Markup Language), Service Oriented Architecture (SOA)
1. Úvod Využitím virtuálních glóbů (dále v textu VG) v současné době se mění způsob, jakým odborná a laická veřejnost přistupuje ke geografickým informacím a pracuje s nimi ve virtuálním prostředí. Na rozdíl od 2D vizualizace geografických informací, VG nabízí multidimenzionální, plně realistický pohled na planetu Země. VG hraje, bez pochyb, velkou roli v geovědách [1]. Rozsáhlé množství VG [2] nabízí celou řadu funkcí pro přístup, vizualizaci a práci s geoprostorovými daty. VG, podle [4], neobsahují tolik vyvinutých a dostupných nástrojů GIS (Geografické informační systémy) pro analýzy problémů zaměřených nejen na obory geovědy, ale i na další vědecké obory [7], kulturu a turismus [2]. Jelikož využití VG v geovědách je samozřejmým, bude tento článek věnován hlavně projektům vyžívajícím VG v jiných vědních disciplinách, kultuře a turismu.
2. Možnosti využití VG, analýza problematiky u jednotlivých projektů Rozsah dané semestrální práce dovoluje popsat jen některé případy využití VG, a ty jsou uvedeny v následujících odstavcích. Samozřejmým zůstává využití VG pro geovědy. Projekt [3] je věnován využití VG pro modelování procesů, jevů a objektů v geologii pomocí navržené metodiky a GUI (Graphical User Interface). V projektu byly využity: VG Google Earth, technologii AJAX (Asynchronous JavaScript and XML), Google Earth API (Application Program Interface), Java Script API, data ve formátu KML a Collada. Výsledná aplikace umožňuje provedení prostorových analýz (měření vzdálenosti, získáváni informaci o nadmořské výšce, výpočet sklonu) a vytvoření výškových profilů. [3]
Obr. 1 Geologická vrstva překrývající 3D terén [3] Projekt [8] prezentuje výzkum využívání VG pro krizová řízení prostřednictvím vizualizace a prostorových analýz. V daném projektu byl zvolen VG Google Earth spolu s technologii Context Discovery Application. Do testování a hodnocení aplikace byli zapojeni také potencionální uživatele, viz kap. 3.3. [8] Podle [4] rychle roste popularita VG pro vizualizaci a sdílení dat v oblasti životního prostředí. Projekt vyvinul webovou službu pro generování map znečištění ovzduší a šíření informací o kvalitě ovzduší v reálném čase. Řešením projektu je provádění prostorových analýz s cílem posílit funkčnost aplikace Google Earth. Testování systému probíhalo na datech z měření ovzduší v Teheránu. [4]
Obr. 2 Vizualizace mapy znečištění ovzduší s použitím WPS [4]
Článek [7] shrnuje dosavadní pokrok ve využití VG pro epidemiologické účely a ilustruje internetový projekt Contrast pro mapování a sledování schistosomózy v subsaharské Africe. Projekt využívá aplikaci Google Earth VG pro geografickou lokalizaci informací o onemocnění schistosomózou. Pro geoanalýzu je používán specializovaný GIS software [7].
Obr.3VG Google Earth ilustruje lokalizaci Schistosoma haematobium a Schistosoma mansoni [7] Příspěvek [9] se zabývá využitím VG pro plánování modelů staveb za účasti veřejnosti přes webovou službu SOA (Service Oriented Architecture). Pro integraci SOA jsou využívány aplikace Google Earth a technologie AJAX. Pro zobrazení 3D modelů budov je zde využít formát CityGML. Zajímavější je podkapitola 3.3 [9], která popisuje způsob jakým veřejnost může spolupracovat s vyvíjenou aplikací. Daná aplikace byla poté testována také za účasti veřejnosti, viz kap. 4 [9].
Obr. 4 Srovnání možného vývoje čtyř odlišných návrhů [9] Příspěvek [2] zkoumá potenciál pro využití VG v oblasti kultury a cestovního ruchu. Pro projekt Via Regina byl vybrán VG NASA Word Wind, který je volně šiřitelný, poskytuje infrastrukturu pro prostorová data. VG se používá pro 4D vizualizaci kulturních památek v rámci projektu Via Regina. [2]
3. Porovnání a zhodnocení jednotlivých přístupů Všechny články uvedené v této semestrální práci byly zaměřeny na hledání potenciálu pro využití aplikace VG nejen v geovědách. Všechny projekty spolupracovaly s open source aplikacemi, a tím zajišťují, že výsledky budou přístupné i široké veřejnosti. Většina projektů, až na [2], spolupracuje především s aplikací Google Earth. Ze studií vyplývají hlavně výhody, kvůli kterým autoři projektů zvolili Google Earth: • je to dostupná, multiplatformní a snadno srozumitelná aplikace • umožňuje zobrazení reality bez zkreslení • údaje lze prohlížet v libovolném měřítku • podporuje KML • umožňuje připojení služby WMS jako vrstvy, a tím poskytuje velký objem zdrojů • umožňuje přidávát vlastní data ve formátu KML.
Ve všech studiích je VG Google Earth považován spíš za doplněk než úplnou náhradu sofistikovanější GIS technologie. Google Earth slouží pro vizualizaci a neobsahuje GIS nástroje pro: vzdálenostní analýzy, analýzy modelu reliéfu, analýzy obrazů, analýzy sítí, topologické překrytí, ale obsahuje jen základní měřické funkce. Proto projekty [3, 4, 8] se zaměřily také i na vývoj GIS aplikací pro výše zmíněné analýzy nebo v projektech byl použít již vytvořený GIS software pro tvorbu analytických modelů [7]. V [2] byl použít NASA Word Wind. Autoři shledávají ještě výhodu dané aplikace v tom, že je napsána v jazyce Java, a proto může být přímo spustitelná v různých operačních systémech. Další výhody dané aplikace jsou stejné jako u Google Earth. NASA Word Wind umožňuje vývojářům implementovat analytické nástroje s cílem se vypořádat s měnícími potřebami a ke zvýšení propracovanosti analýz. Jedním z dalších společných prvků všech projektů je využití internetových technologií a jejích prostřednictvím umožnit uživatelům využívat vytvořené aplikace, zároveň závislost VG na internetu je považována za hlavní nevýhodu. V studiích byly využité hlavně webové služby a WMS, v [4] naopak byla vyvinuta nová webová služba pro vzdálené zpracování dat. Všechny technologie využité v projektech by měly poskytovat data a informace v reálném čase. V projektech [8, 9] bylo uplatněno testování za účasti veřejnosti, které prokázalo aktivní zájem veřejnosti o aplikace využívající virtuální glóby. Výsledky testování [8] poukázaly hlavně na chybné geokódování některých lokalit. Jinak aplikace byly hodnoceny kladně a uživatele je považují za užitečné.
4. Závěr Cílem této semestrální práce (s ohledem na rozsah práce) bylo ukázat některé příklady využití VG v současné době ve vědě a kultuře. Dostupnost výkonných počítačů, internetu, přístupných softwarů (pro grafiku) jen podporuje rozsáhlé využití VG nejen v geovědách. Články ukazují jak VG můžou využít odbornici z jiných oborů než jsou geoobory, a pomocí VG plánovat, vizualizovat svoje data a propagovat statistické údaje, informace o nemocích, o historii atd. Zdá se, že cíle v možném rozsahu byly splněny, a uvedené projekty stojí za pozornost, případně jako inspirace pro další zajímavé nápady a projekty jak využít aplikace VG. Je důležité, samozřejmě, nezapomenout na etické otázky [6], problémy týkající se vlastnictví dat, využití dat v souladu se zákonem, tradicemi, etiketou v dané lokalitě. Nelze zapomenout na vlastní bezpečí, na to, že snadno dostupné aplikace VG můžou být zneužity dokonce v protilidských a protimírových cílech. Výsledkem všech zkoumání je závěr, že v současné době aplikace VG s pomocí GIS nástrojů se stává důležitým a užitečným nástrojem pro zobrazení geoprostorových dat na vědecké úrovni, jak pro odbornou, tak i pro širokou veřejnost.
Zdroje [1] BAILEY, J., E., CHEN, A., The role of virtual globes in geoscience. Computers & Geosciences, 37, 2011, s. 1–2. Dostupné z: http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20120010232_2012010178.pdf [2] BROVELLI, M., A., HOGAN, P., MINGHINI, M., ZAMBONI, G., The power of virtual globes for valorising cultural heritage and enabling sustainable tourism: NASA World Wind applications. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XL-4/W2 ISPRS WebMGS 2013 & DMGIS 2013, Xuzhou, Jiangsu, China, 11 – 12
November 2013. Dostupné z: http://www.int-arch-photogramm-remote-sens-spatial-infsci.net/XL-4-W2/115/2013/isprsarchives-XL-4-W2-115-2013.pdf [3] PARASKEVAS, T., Virtual globes and geological modeling. International Journal of Geosciences, 2, 2011, s. 648-656. Dostupné z: http://www.scirp.org/journal/ijg/ [4] POORAZIZI, E., ALESHEIKH, A., A., AMINI, M., The Use of Web Services Technology for Mapping and Sharing Environmental Information in Virtual Globe Applications. International Review on Computers and Software (I. RE. CO. S.), 2010, s. 342-347. [5] SASGIS. SAS.Planet [online]. 2013 [cit. 2013-10-20]. Dostupné z: http://sasgis.ru/sasplaneta/ [6] SHEPPARD, S., R., J., CIZEK, P., The ethics of Google Earth: crossing thresholds from spatial data to landscape visualisation. J Environ Manag, 90(6), 2009, s. 2102 – 2117 [7] STENSGAARD, A.,S., SAARNAK, C.,F.,L., UTZINGER, J., VOUNATSOU, P., SIMOONGA, C., MUSHINGE, G., RAHBEK, C., MOHLENBERG, F., KRISTENSEN, T.,K., Virtual globes and geospatial health: the potential of new tools in the management and control of vector-borne diseases. Geospatial Health, 3, 2009, s. 127-141. Dostupné z: http://eprints.bice.rm.cnr.it/2843/ [8] TOMASZEWSKI, B., Situation awareness and virtual globes: applications for disaster management. Computers & Geosciences, 37, 2011, s. 86–92. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0098300410001743 [9] WU, H., HE, Z., GONG, J., A virtual globe - based 3D visualization and interactive framework for public participation in urban planning processes. Comput Environ Urban Systems, 34, 2010, s. 291–298. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0198971509000945
