MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA GEOGRAFICKÝ ÚSTAV
Vizualizace rozvoje zástavby ve vybrané lokalitě v prostředí GOOGLE EARTH Bakalářská práce
Jan Brodský
Vedoucí práce: prof. RNDr. Milan Konečný, CSc.
BRNO 2015
Bibliografický záznam
Autor:
Jan Brodský Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita Geografický ústav
Název práce:
Vizualizace rozvoje zástavby ve vybrané lokalitě v prostředí GOOGLE EARTH
Studijní program:
Geografie a kartografie
Studijní obor:
Geografická kartografie a geoinformatika
Vedoucí práce:
prof. RNDr. Milan Konečný, CSc.
Akademický rok:
2014/2015
Počet stran:
68
Klíčová slova:
Google, Google Earth, ArcGIS, KML, vizualizace, časový vývoj, urbanismus, dynamické jevy, animace, historie, modelování, Budišov nad Budišovkou
Bibliografic Entry
Author:
Jan Brodský Faculty of Science, Masaryk University Department of Geography
Title of Thesis:
Visualisation of Urban Development in Selected Locality in the GOOGLE EARTH Environment
Degree Programme:
Geography and Cartography
Field of Study:
Geographical Cartography and Geoinformatics
Supervisor:
Prof. RNDr. Milan Konečný, CSc.
Academic Year:
2014/2015
Number of Pages:
68
Keywords:
Google, Google Earth, ArcGIS, KML, visualization, time development, animation, history, modelling, urbanism, dynamic variables, Budišov nad Budišovkou
Abstrakt Bakalářská práce se v teoretické části zabývá analýzou metod a prostředků, které jsou v současnosti používány pro tvorbu kartografické animace. Dále je uvedena stručná charakteristika programu Google Earth, jenž byl vybrán jako platforma pro publikaci výsledného produktu praktické části, a jeho možností pro tvorbu animací. Praktická část práce je zaměřena na tvorbu a zhodnocení animované vizualizace rozvoje zástavby ve městě Budišov nad Budišovkou v letech 1830 až 2015 s použitím programů Google Earth 7 a ArcGIS 10.2.2. Jako podkladová data pro tvorbu řešené animace byly použity datové sady z OpenStreetMap, historické i současné mapy, historické písemné dokumenty a soubor archivních fotografií ze soukromé sbírky.
Abstract Bachelor thesis deals, in its theoretical part, with analysis of methods and tools, which are currently used for creating cartographic animations. Then brief characteristics of Google Earth (selected for publication of thesis practical part output) and its options for creating animations are described. Practical part focuses on production and evaluation of animated visualization of urban development in town Budišov nad Budišovkou between 1830 and 2015 using Google Earth 7 and ArcGIS 10.2.2. OpenStreetMap layers, old and present maps, historic written documents and archive photographs from private collection were used as source data for creating the animation.
Masarykova univerzita Přírodovědecká fakulta ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Student: Studijní program: Studijní obor:
Jan Brodský Geografie a kartografie Geografická kartografie a geoinformatika
Ředitel Geografického ústavu Přírodovědecké fakulty MU Vám ve smyslu Studijního a zkušebního řádu MU určuje bakalářskou práci s tématem:
Vizualizace rozvoje zástavby ve vybrané lokalitě v prostředí GOOGLE EARTH Visualisation of Urban Development in Selected Locality in the GOOGLE EARTH Environment Zásady pro vypracování: 1. 2. 3. 4.
Prostředky a metody moderní vizualizace. Charakteristika prostředí GOOGLE a GOOGLE Earth s důrazem na řešený problém. Vývoj a analýza současného stavu a možností vizualizace v prostředí GOOGLE Earth. Mapa rozvoje zástavby v konkrétní lokalitě.
Rozsah grafických prací:
podle potřeby
Rozsah průvodní zprávy:
cca 30-40 stran
Seznam odborné literatury: Práce ICA komise pro vizualizaci. Práce ICA komise pro mapy na internetu. Práce autorů M. Peterson, McEachran, Kraak a dalších. Studium materiálů z ICC konferencí (Moskva, Paříž, Drážďany).
Jazyk závěrečné práce:
čeština
Vedoucí bakalářské práce:
prof. RNDr. Milan Konečný, CSc.
Podpis vedoucího práce:
..............................................................
Datum zadání bakalářské práce: Datum odevzdání bakalářské práce:
říjen 2014 do 14. května 2015
RNDr. Vladimír Herber, CSc. pedagogický zástupce ředitele ústavu
Se zadáním bakalářské práce souhlasím, jsem si vědom, že zadání práce je závazné. Převzal: ....................................................... dne .....................................
Poděkování Na tomto místě bych rád poděkoval svému vedoucímu prof. RNDr. Milanu Konečnému, CSc. za ochotu, trpělivost a užitečné rady při zpracovávání bakalářské práce. Dále bych rád poděkoval paní Heleně Malušové, bývalé pracovnici kulturního střediska v Budišově nad Budišovkou, za poskytnutí sbírky archivních fotografií a informací o historickém vývoji ve městě. Za podporu děkuji také své rodině a přátelům. Rovněž děkuji také Českému úřadu zeměměřickému a katastrálnímu za poskytnutí datové sady Císařských povinných otisků stabilního katastru.
Prohlášení Prohlašuji, že jsem svoji bakalářskou práci vypracoval samostatně pod vedením prof. RNDr. Milana Konečného, CSc. a s využitím informačních zdrojů, které jsou v práci citovány.
Brno, 14. května 2015 Jan Brodský
OBSAH Úvod............................................................................................................................ 10
1 1.1
Cíle práce ................................................................................................................. 10
1.2
Vymezení a charakteristika území ........................................................................... 10
1.3
Zhodnocení použité literatury k řešenému tématu ................................................... 12 Kartografická animace a dynamické jevy ................................................................... 14
2 2.1
Metody kartografické animace (s důrazem na časovou animaci) ............................ 14
2.1.1
Příklady časových animací s tematikou urbanistického rozvoje města ............. 19
2.1.2
Příklady časových animací se zaměřením na jiné oblasti .................................. 21
2.2
Moderní prostředky pro tvorbu vizualizací časových změn .................................... 22
2.2.1
Keyhole Markup Language (KML/KMZ) ......................................................... 22
2.2.2
Adobe Flash a HTML5 ...................................................................................... 24
2.2.3
Scalable Vector Graphics (SVG) ....................................................................... 25
2.2.4
Graphics Interchange Format (GIF) .................................................................. 26
3
Google Earth ............................................................................................................... 27 3.1
Aplikace a její vývoj ................................................................................................ 27
3.2
Stručný přehled základních funkcí programu Google Earth ................................... 27
3.2.1
Základní vlastnosti a funkcionalita .................................................................... 27
3.2.2
Doplňkové funkce ve verzi Google Earth Pro ................................................... 28
3.3
Možnosti tvorby animace kartografických jevů ...................................................... 28
3.3.1
Animace s proměnlivou časovou složkou ......................................................... 29
3.3.2
Animace se změnou atributů zobrazených jevů ................................................ 30
3.3.3
Animace se změnou polohy zobrazených jevů .................................................. 30
3.3.4
Animace se změnou zobrazení povrchu ............................................................ 30
3.4
Zhodnocení možností Google Earth pro tvorbu řešené animace ............................. 31
4 Stručný přehled historických souvislostí a vývoje zástavby v Budišově nad Budišovkou od roku 1830 do roku 2015 ............................................................................. 32 Použité historické prameny a datové sady .................................................................. 35
5 5.1
Soupis nemovitostí................................................................................................... 35
5.2
Císařské povinné otisky stabilního katastru............................................................. 35
5.3
III. vojenské mapování ............................................................................................ 37
5.4
Mapa bývalého pozemkového katastru.................................................................... 37
5.5
Mapy evidence nemovitostí ..................................................................................... 38
8
5.6
Katastr nemovitostí ČR ............................................................................................ 38
5.7
Topografická mapa 1:10 000 ................................................................................... 39
5.8
Historická letecká mapa kontaminovaných míst ..................................................... 39
5.9
OpenStreetMap ........................................................................................................ 40 Animovaná vizualizace rozvoje zástavby ................................................................... 41
6 6.1
Metodika a pracovní postup při vytváření řešené aplikace...................................... 41
6.1.1
Získání a zpracování podkladových dat ............................................................. 41
6.1.2
Vektorizace budov ............................................................................................. 41
6.1.3
Identifikace budov a jejich stavu ....................................................................... 42
6.1.4
Doplnění dalších atributů a nastavení časových údajů pro animaci .................. 44
6.1.5
Nastavení animace ............................................................................................. 44
6.1.6
Převod do KML ................................................................................................. 45
6.1.7
Nastavení 3D vykreslování budov ..................................................................... 45
6.1.8
Podkladová vrstva využití půdy......................................................................... 46
6.1.9
Odvození vrstvy pro zobrazení hranice zpracovávaného území ....................... 48
6.1.10 Přidání vrstvy archivních a srovnávacích fotografií .......................................... 49 6.1.11 Vytvoření a přidání legendy k vrstvám Landuse a Zástavba ............................. 50 6.2
6.2.1
Výhody použitého postupu a výsledné vizualizace ........................................... 52
6.2.2
Nevýhody použitého postupu a výsledné vizualizace ....................................... 53
6.3
Možnosti dalšího zdokonalení a použití daného řešení ........................................... 55
6.3.1
Kvalitativní a kvantitativní charakteristiky zástavby......................................... 55
6.3.2
Skutečné 3D modely budov ............................................................................... 56
6.3.3
Webová prezentace Google Earth API a jiné alternativy .................................. 57
6.4 7
Výsledná podoba aplikace a její zhodnocení ........................................................... 50
Možnosti využití zpracované vizualizace ................................................................ 57 Závěr ........................................................................................................................... 59
Seznam použitých zkratek ................................................................................................... 60 Seznam použité literatury a zdrojů ...................................................................................... 62 Seznam příloh ...................................................................................................................... 68
9
1
ÚVOD
Google Earth je velmi známý a využívaný nástroj pro prezentaci geografických dat, jenž díky své univerzalitě a uživatelsky přívětivému ovládání umožňuje tvorbu aplikací s různou tematikou. Mezi jeho přednosti patří mimo jiné také možnost tvorby časových animací. Animace jsou v současnosti v rámci kartografie velmi perspektivní oblastí, neboť mají široký potenciál pro použití v různých oblastech, zejména proto, že umožňuje vizualizaci dynamických dat, pro která jsou dosavadní tradiční statické mapy nedostačující.
1.1 Cíle práce Cílem této bakalářské práce je tvorba a následné zhodnocení animované vizualizace časového vývoje zástavby města Budišov nad Budišovkou od roku 1830 do roku 2015 v prostředí Google Earth. Obsah práce je koncipován spíše jako rozbor praktických aspektů, které se týkají uvedeného hlavního cíle. Jako dílčí cíle práce lze jmenovat porovnání různých metod a prostředků, které slouží k zobrazení dynamických jevů a analýze možností tvorby animované vizualizace dat v prostředí Google Earth. Teoretická rešeršní část se zabývá moderními metodami animace a možnostmi jejich dělení, s uvedením praktických příkladů využití kartografické animace v různých aplikacích dostupných na internetu. Dále jsou rozebírány softwarové prostředky, které je možno použít pro tvorbu animací. Nakonec je popsána samotná aplikace Google Earth, která posloužila k publikaci řešené animované vizualizace zástavby. Praktická část je nejprve uvedena kapitolou věnovanou stručnému popisu historických událostí a vývoje zástavby ve městě Budišov nad Budišovkou, po níž následuje charakteristika použitých historických pramenů. Největší pozornost je však věnována podrobnému pracovnímu postupu tvorby řešené animované vizualizace s použitím programů ArcGIS a Google Earth a dostupných podkladových dat. V závěru praktické části je uveden popis výsledné aplikace a zhodnocení použitého řešení, včetně problémů, které práci provázely. Zároveň jsou zde nastíněny některé možnosti dalšího využití vytvořené animace.
1.2 Vymezení a charakteristika území Pro praktické zpracování vizualizace rozvoje zástavby byla vybrána lokalita města Budišov nad Budišovkou. Toto město se nachází v okrese Opava v Moravskoslezském kraji v blízkosti hranice mezi Moravou a Slezskem. Sousedí s obcemi Dvorce, Bílčice, Jakartovice, Kružberk, Svatoňovice, Norberčany a vojenským újezdem Libavá (poslední dva jmenované leží již v Olomouckém kraji). Nejbližším větším městem je Vítkov, vzdálený 9,5 km východně s 5912 obyvateli k 31. 12. 2013 (Český statistický úřad, 2015b), který zde rovněž vykonává funkci obce s rozšířenou působností. Město Budišov nad Budišovkou se skládá z celkem čtyř místních částí (Budišov nad Budišovkou, Guntramovice, Staré Oldřůvky, Podlesí) na pěti katastrálních územích. Zpracování animované vizualizace se však týká pouze samotného města. Předmětná oblast nepravidelného tvaru je vymezena nejzápadnějším bodem na 17°36.128' v. d. poblíž rekreačního střediska Zálesí, nejvýchodnějším na 17°38.551' v. d. u čističky odpadních 10
vod, nejsevernějším na 49°48.169' s. š. na hranici zemědělského družstva Eurepol a nejjižnějším na N 49°47.289' s. š. v místě ústí Rychtářského potoka do přírodního koupaliště. Rozloha vymezeného území činí cca 1,45 km2. Město leží v geomorfologickém celku Nízký Jeseník, jenž je součástí České vysočiny. Nejvyšším bodem celého města i s místními částmi je vrchol Červená (749 m. n. m.), zpracovávaná oblast města se rozkládá v údolí řeky Budišovky v nadmořské výšce 470 až 550 m n. m. Řeka Budišovka pramení na svazích Červené hory, protéká celým městem a u Spálova v okrese Nový Jičín se vlévá do Odry jako její levý přítok. Část katastru je dále odvodňována řekou Moravicí, na níž byla v 50. letech 20. století severně od města vybudována přehradní nádrž Kružberk. Kromě Budišovky ve městě najdeme několik menších přítoků (například Rychtářský potok), čtyři rybníky a přírodní koupaliště. Jak uvádí oficiální stránky (2015), první písemná zmínka o městě Budišov nad Budišovkou pochází z roku 1301. Ve středověku se v okolí města těžily drahé kovy, například olovo a stříbro. Později převládla těžba pokrývačských břidlic, která v celé oblasti zanechala rozsáhlé pozůstatky hald a opuštěných důlních děl. Této historické kapitole se věnuje Muzeum břidlice, které lze nalézt na Partyzánské ulici. Během 17. a 18. století bylo město postiženo válkami a různými pohromami, které těžce postihly místní hospodářství. Od 19. století se pak začal rozvíjet průmysl, ale rozvoj překazila druhá světová válka. V roce 1930 měl Budišov i s dnešními místními částmi 6738 obyvatel (ČSÚ 2015a). Těžkou ranou bylo vysídlení německého obyvatelstva, po němž následoval příchod nových obyvatel z vnitrozemí a Slovenska. Počet obyvatel města však již nikdy poté nedosáhl původní úrovně. Největšími pamětihodnostmi města jsou kostel Nanebevzetí Panny Marie z roku 1755, radnice z roku 1636, dnešní Muzeum břidlice (bývalý mlýn; č. p. 230) z 18. století a vedle něj stojící kamenný most na Partyzánské ulici z roku 1773. V současné době má město Budišov nad Budišovkou i s místními částmi 2952 bydlících obyvatel (k 31. 12. 2014; ČSÚ 2015c) a je zde celkem 691 domů (k 31. 12. 2014; ČSÚ 2015c).
600 m Obr. 1: Vymezení zpracovávaného území intravilánu města Budišov nad Budišovkou
11
1.3 Zhodnocení použité literatury k řešenému tématu K řešenému tématu existuje poměrně velké množství zdrojů, ale nepodařilo se najít žádný, který by se komplexněji zabýval všemi tématy rozebíranými v rámci této práce. Snadněji však lze najít vhodné zdroje obsahující témata z jednotlivých kapitol práce. Pro teoretickou část o metodách animace kartografických prvků byly nalezeny odborné práce několika autorů. Jako nejlepší zdroj se ukázala práce Cartographic Animation and Legends for Temporal Maps: Exploration and Interaction (Kraak, MJ a kolektiv, 1997), kde jsou podrobně popsány základní zákonitosti kartografické animace a její dělení. V neposlední řadě jsou zde charakterizovány různé metody znázornění legendy pro časové animace. Toto dělení je dále rozšířeno prácemi Spatial Visualization through Cartographic Animation: Theory and Practice (Peterson, M. P., 1994) a Classification and Application of Cartographic Animation (Lobben, A., 2003). Dobrým zdrojem informaci o vývoji metod kartografické animace v minulosti je práce Cartographic Animation (Peterson, M. P., 2015). Pro souhrnnou charakteristiku technologických prostředků k tvorbě animací dobře posloužily mimo jiné závěrečné práce Tvorba webové aplikace nad Google Earth pro krizový management (Kočová, H., 2010), Mapa bitvy u Slavkova (Husák, K., 2012) a Animace starých map (Mikloš, M., 2010). První z těchto jmenovaných prací obsahuje velmi podrobnou charakteristiku jak pro značkovací jazyk KML, tak i pro samotnou aplikaci Google Earth, která je v této práci používána. Zbývající dvě práce se věnují také dalším popisovaným souborovým formátům. Informace o formátech byly rovněž získány i z různých stránek s IT tematikou, například Root.cz. Pro hledání příkladů využití kartografické animace byly využity kartograficky zaměřené webové portály Gisportál.cz a Geoawesomeness, které obsahují mnoho zajímavých kartografických řešení s různou tematikou. Důležitou součástí přípravy práce bylo také hledání aplikací s podobnou tematikou, které by bylo možno použít jako inspiraci při vytváření tematického obsahu. Díky tomu byly nalezeny také aplikace zaměřené na vizualizaci historických dat o zástavbě ve statické podobě, konkrétně aplikace Big Time BCN, která znázorňuje animaci časových údajů na statickém podkladu budov města Barcelona, dále aplikace Chicago Buildings Built By Year s prakticky stejným provedením pro Chicago a také interaktivní aplikace Panoráma Brna, která posloužila jako předloha pro vytvoření vrstvy srovnávacích fotografií města zpracovávaného v této práci. Jako zdrojová data pro informace o zástavbě ve městě Budišov nad Budišovkou byl získán psaný soupis budov z roku 1959 a dále byly použity archivní mapy zveřejněné Ústředním archivem zeměměřictví a katastru, historická letecká mapa z roku 1954 zveřejněná Českou informační agenturou životního prostředí (CENIA), katastrální mapy přístupné prostřednictvím WMS vrstev poskytovaných ČÚZK a mapy evidence nemovitostí poskytnuté městským úřadem v Budišově nad Budišovkou. Vzhledem ke skutečnosti, že na konci praktické části této práce jsou kromě samotné řešené vizualizace rozebírány i další možnosti jejího rozšíření, které zahrnují i tvorbu 3D modelů a publikaci prostřednictvím webového API rozhraní na internetu, byly hledány 12
odpovídající zdroje i pro tyto oblasti, kterých se práce dotýká spíše jen okrajově. Jako dobrý zdroj informací o trojrozměrných modelech se ukázala diplomová práce Moderní kartografické metody modelování měst (Herman, L., 2011), která se zabývá především využitím jazyka City GML. Dalším zdrojem informací k tomuto tématu, především k programu SketchUp, byla práce 3D model areálu Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity (Russnák, J., 2012). Kapitoly věnované vlastnostem značkovacího jazyka KML, programu Google Earth a programu ArcGIS samozřejmě využívají také návody a tipy dostupné na internetu. Jedná se především o portály Google Developers, Google Earth Blog a ArcGIS Resources.
13
2
KARTOGRAFICKÁ ANIMACE A DYNAMICKÉ JEVY
Snahy o znázornění dynamických procesů týkajících se zemského povrchu a jeho blízkého okolí jsou součástí vývoje kartografie a celého lidstva již od nepaměti. Lze to vyvodit například z primitivních pokusů o zachycení pohybujících se zvířat či vodních toků, jejichž pozůstatky jsou dodnes viditelné například v podobě jeskynních maleb. Během pozdějších období se rozvinuly novější formy zaznamenávání informací, například papír. Ten však stále omezuje možnosti zaznamenaných informací do statické podoby, což bylo využito především pro tvorbu běžných statických map (Peterson, M. P., 2015). První počátky rozvoje moderní animace jakožto nástroje pro znázornění časově proměnlivých geografických jevů, lze sledovat až od první poloviny 20. století, kdy byl vynalezen film. Díky filmu, jenž pracuje na principu rychle se střídajících snímků, bylo možno zachytit dynamické procesy a jejich změny mnohem jednodušeji než pomocí dřívějších metod. Za názorný příklad lze považovat animovaný film ze studia Disney z roku 1940, který zobrazuje německou invazi do Polska z předcházejícího roku. Kromě postupného vybarvování obsazených území je naznačen také směr dalšího postupu vojsk, a to pomocí šipek směřujících k Varšavě (a následně ji obkličujících). Tento způsob animace byl využíván jak k informování obyvatelstva o dosavadním průběhu války, tak i k válečné propagandě (Peterson, M. P., 2015). Všechny dosavadní popsané prostředky měly nevýhodu v tom, že umožňovaly pouze prohlížet zobrazená data, ale už nebylo možno s nimi dále pracovat, popřípadě přizpůsobit je vlastním požadavkům uživatele. V případě filmu byla problémem také finanční a časová náročnost. Řešení přišlo až s nástupem pokročilých systémů využívajících moderní výpočetní techniku, rozvojem nových úložných médií (CD-ROM) a zejména rozvojem počítačové sítě internet od 90. let 20. století, která nabídla nové možnosti šíření geografických dat. Objevily se rovněž nové interaktivní prostředky, kterými lze lépe znázornit různé geografické jevy a navíc umožnit uživateli je libovolně prohlížet, někdy je dokonce i doplňovat. Mnoho současných mapových aplikací však dodnes vykazuje znaky ovlivnění ze strany tradiční „papírové“ formy (Peterson, M. P., 2015). I přesto kartografická animace hraje důležitou roli, neboť umožňuje odhalit prostorové vztahy, které by s použitím běžných statických map mohly zůstat skryty (Kraak, MJ., 2007, s. 317 in Cartwright et al., 2007).
2.1 Metody kartografické animace (s důrazem na časovou animaci) V současné době je známo více způsobů, jak implementovat prvky animace do kartografických prostředků. Lze je rozdělit například na nečasové (non-temporal) a časové (temporal) animace (Peterson, M. P., 1994). První jmenované nejsou nutně vymezené časovými údaji a spočívají spíše ve zlepšení možností interpretace zobrazené mapy, například zvýrazněním konkrétního státu při najetí kurzorem nebo zvolení jeho názvu ze seznamu umístěného mimo mapové pole (viz obrázek 2 níže). Druhá skupina z tohoto dělení slouží pro zobrazování jevů s časovou proměnlivostí. Jelikož cílem této práce je tvorba a zhodnocení časové animace rozvoje zástavby města Budišov nad Budišovkou, je v dalším textu věnována větší pozornost právě tomuto druhu kartografických animací.
14
Obr. 2: Nečasová animace zobrazující sopky v USA; zvolený typ je zvýrazněn červeným blikáním (převzato z CartouCHe, 2012)
Kartografická časová animace (temporal animation) umožňuje zobrazení změny částí prostorových dat, přičemž může znázorňovat změny polohy jevu (space) a/nebo vlastností jevu (attribute) s vazbou na časové vymezení. Ilustrační obrázek 3 níže ukazuje propojení těchto tří prvků a jednotlivých snímků animace. Mezi způsoby, jak vyjádřit proměnlivost vlastností zobrazovaných jevů, patří například velikost, hodnota, barva, textura, orientace a tvar (Bertin, J., 1983 in DiBiase, D. a kol., 1992, s. 204). Jak je patrné, mezi jednotlivými snímky dochází vždy ke změně alespoň jednoho ze zmíněných tří prvků (Kraak, MJ. a kol., 1997, s. 2).
Obr. 3: Vztah mezi součástmi prostorových dat – polohou, vlastností jevu a časem – a snímky animace (T – časová složka, A – popisná složka, L – polohová složka; převzato z Kraak a kol., 1997, s. 2)
Vizualizace časových změn (polohy nebo vlastností jevu) je podle DiBiase a kol. (1992) nejnázornějším příkladem užití animace v kartografii, a to z hlediska jevů ze sociální i fyzické geografie. Ačkoliv dosud neexistuje žádná úplně definovaná klasifikace animovaných map (Lobben, A., 2003, s. 319), časové animace lze i přesto dělit podle různých hledisek na několik základních kategorií, z nichž jsou níže uvedeny tři příklady. Jak již bylo uvedeno výše, časové animace lze dělit podle toho, která součást zaznamenaných prostorových dat se v čase mění. Podle toho pak rozlišujeme animace založené na změně polohy nebo na změně vlastností (viz výše, Kraak, MJ. a kol., 1997, s. 2), případně samotné existenci jevu ve zvoleném časovém období. Samozřejmě lze nalézt i případy, kdy jsou tato kritéria kombinována.
15
Dalším způsobem dělení časových animací (použitelným však i pro animace nečasové) je rozlišování na animované prezentace a interaktivní animace. Rozdíl mezi těmito kategoriemi spočívá v míře ovlivnění průběhu animace a zobrazení obsažených informací ze strany uživatele. Zatímco animovaná prezentace umožňuje pouze zhlédnutí sekvence snímků z různých časových období (popřípadě její pozastavení), interaktivní animace umožňuje například zobrazení dalších detailních informací po kliknutí do mapy, selektivní výběr kategorií zobrazených dat, které se mají animovat, či přibližování animace (Lobben, A., 2003, s. 319). Podle času, na němž je animace postavena, rozlišujeme časové animace lineární a cyklické (Kraak, MJ. a kol., 1997, s. 3). Lineární časové animace zobrazují změny geografických jevů v časově řadě, většinou s přesným určením jednotlivých časových okamžiků (například ve formátu data, hodiny, minut, atd.). Cyklické časové animace zobrazují změny geografických jevů, které se neustále periodicky opakují, například v denním (či delším) cyklu. Existují také případy animací, které v sobě kombinují oba druhy znázornění času. Dva druhy znázornění času jsou popisovány také (Dransch, 1995 in Peterson, M. P., 2015) jako „prezentační čas“ (relativní, vztažený k počátku animace) a „reálný čas“ (absolutně definovaný konkrétní okamžik). Amy Lobben (2003) výše uvedené dělení Kraaka a kol. (1997) dále upřesňuje a na základě toho pak s použitím rozhodovacího stromu (obrázek 4) vytváří návrh klasifikace kartografických animací podle chování jednotlivých vlastností (obrázek 5). Celkem vymezuje čtyři kategorie animací (časovou sérii, plošnou, tematickou a procesní), přičemž tři z těchto kategorií (mimo výběr je plošná) se vyznačují proměnlivou časovou složkou. Oproti definici podle Kraaka a kol. (1997) je zde místo polohy jevů zkoumána změna polohy pozorovatele čili to, zda je zobrazován statický či proměnlivý pohled na danou oblast (space).
Obr. 4: Rozhodovací strom pro určení kategorie animace podle Lobben (2003, s. 320)
16
Animace v podobě časové série (Time-Series Animation) je animace, ve které zůstávají po celou dobu stejné vlastnosti i poloha pozorovatele a proměnlivý je pouze čas. V praxi tento způsob animace vypadá tak, že symboly stejného mapovaného geografického jevu se zobrazují v závislosti na čase v rámci statické mapy. Navíc umožňuje nad podkladovou mapu umístit mnoho vrstev reprezentujících situaci měnící se v libovolně dlouhých časových úsecích, a proto má velmi široké využití. V jedné takto animované mapě lze navíc zobrazit časově proměnlivý vývoj i pro více jevů zároveň. Příkladem užití tohoto druhu animace je například vizualizace časového vývoje plošného rozšíření konkrétního onemocnění nebo obsazeného území při postupu vojsk během válečného konfliktu. V obou těchto případech lze samotný jev znázornit plošnými i bodovými symboly, které se v dotčeném prostoru zvětšují/objevují, případně zmenšují/mizí (Lobben, A., 2003, s. 320). Tematická animace (Thematic Animation) je animace založená rovněž na statickém mapovém podkladu, ale s proměnlivými kvalitativními charakteristikami mapovaných jevů a s (nepovinnou) časovou proměnlivostí. Hlavní důraz je zde kladen na zobrazování mapovaného jevu s měnícími se vlastnostmi v závislosti na čase. Za tematickou animaci lze považovat například animovanou choropletovou mapu (vybarvování územních celků odstíny z jedné škály podle příslušné hodnoty jevu). Tematickou animaci lze také do jisté míry považovat za rozšíření metody časové série (Lobben, A., 2003, s. 323), čehož lze například v případě mapy rozšíření nemocí docílit tím, že kromě pouhého prostorového rozšíření nemoci v čase s pomocí barevné škály znázorníme počty obětí či nemocných za uplynulé období v jednotlivých částech zasaženého území a podobně. Procesní animace (Process Animation) je kromě proměnlivého času (obvykle lineárního) a kvalitativních charakteristik založena také na znázornění směru a/nebo pohybu mapovaného geografického jevu a zobrazení a (možné) proměnlivosti zobrazené části mapového podkladu. Proměnlivost zobrazení může být, kromě samotného zobrazovaného jevu a jeho pohybů, měněna například uživatelem (pomocí přibližování/oddalování, otáčení a posunu zobrazení). Příkladem procesní animace je vizualizace kontinentálního driftu nebo postupných změn toku meandrující řeky (Lobben, A., 2003, s. 327). Plošná animace (Areal Animation) spočívá v zobrazení konstantního časového okamžiku a vlastností mapovaného jevu spojených s proměnlivým zobrazením povrchu. Příkladem tohoto způsobu animace může být například animace rotace zeměkoule (bez časových změn) či pohyb, otáčení a náklon mapy uživatelem. Možným způsobem využití je náklon či přelet povrchu se zobrazením hodnot sociálně geografických charakteristik (například počet obyvatel) územních celků pomocí trojrozměrných polygonů s příčným profilem ve tvaru příslušných územních celků (Lobben, A., 2003, s. 323).
17
Obr. 5: Návrh klasifikace kartografických animací podle Lobben (2003, s. 327)
Výše uvedené přístupy jsou použitelné pro klasifikaci zobrazení samotné mapy a sledovaných jevů. Součástí map znázorňujících časové změny kartografických jevů by však měla být, stejně jako v případě statických map, také patřičně koncipovaná legenda (Kraak, MJ. a kol., 1997, s. 4), která poskytuje uživateli možnost interakce se zobrazeným obsahem a pomáhá mu lépe pochopit souvislosti v rámci zobrazených jevů. Část legendy přitom slouží k interpretaci prvků vyskytujících se v každém snímku animace, zatímco část legendy vysvětlující časovou složku animace může mít dvojí funkci. Zaprvé udává konkrétní časový okamžik a zadruhé umožňuje uživateli „cestovat časem“ (viz obr. 6), tedy přesouvat se zobrazením mapy mezi různými časovými okamžiky (v rámci celého období, pro které jsou data zpracována) (Kraak MJ. a kol., 1997, s. 5). Kombinace legendy jako interpretačního prostředku a zároveň ovládacího prvku umožňuje uživateli získat odpovědi na otázky vztahující se k jednotlivým časovým charakteristikám zobrazeného jevu (MacEachren, A., 1995 in Kraak, MJ. a kol., 1997, s. 4). Díky tomu lze například hodnotit, zda se mapovaný prvek vyskytuje v zobrazovaném časovém úseku/okamžiku (if?). Pokud se vyskytuje, můžeme dále zkoumat, kdy přesně (when?), na jak dlouhou dobu (how long?), jak často (how often?), jak se mění jeho rychlost (how fast?; například u blikajících prvků) či v jakém pořadí se objevují znaky stejného jevu na více místech (what order?).
Obr. 6 (vlevo): Rozdíl mezi časovým okamžikem a „cestováním časem“ – přesunem mezi dvěma okamžiky (Kraak a kol., 1997, s. 5) Obr. 7 (vpravo): Přehled časových charakteristik zobrazených kartografických jevů podle Kraaka a kol. (1997, s. 5)
18
Jak uvádí Kraak a kol. (1997), pro časovou animaci lze použít tři druhy časové legendy, konkrétně analogové hodiny (časový okamžik je symbolizován postavením ručiček), časový posuvník (zobrazený časový okamžik je symbolizován polohou posuvníku v rámci škály značící celkový časový rozsah animace) a číselné vyjádření, které vyjadřuje přesný čas v diskrétních jednotkách. Číselné vyjádření časového okamžiku je přesné, nicméně určení okamžiku ve srovnání s celkovým mapovaným časovým rozsahem je problematické. Tuto nevýhodu však lze zmírnit kombinací číselného vyjádření s jednou ze dvou zbývajících metod (posuvník nebo hodiny). Zobrazení časového okamžiku prostřednictvím legendy v podobě analogových hodin je užitečné hlavně pro zobrazování periodických jevů, například dnů a ročních období. Oproti tomu časový posuvník je vhodný pro zobrazení časového určení v případě mapování lineárních jevů. Pro hodiny i posuvník lze rovněž rozlišit aktuální zobrazený okamžik od (aktuálně) minulosti i budoucnosti, například vybarvením příslušné části časové škály a posuvníku (Kraak, MJ. a kol., 1997, s. 6).
Obr. 8: Možnosti zobrazení legendy pro časovou složku animace (Kraak a kol., 1997, s. 6)
Všechny tři uvedené typy legendy (v případě umístění mimo mapu) mají společnou nevýhodu, kterou je při ovládání animace rozdělení pozornosti uživatele mezi legendu a mapové pole, ve kterém probíhají změny. Na druhou stranu umístění legendy přímo do mapového pole umožňuje tento problém eliminovat (Kraak, MJ. a kol., 1997, s. 6). Vzhledem k aktuálnímu nárůstu používání různých mapových aplikací a rozšíření komunikačních prostředků lze do budoucna předpokládat nárůst využití animovaných map zároveň s rostoucím využíváním geoinformačních technologií v různých oborech, neboť stále více se ukazuje užitečnost těchto metod pro zobrazování nejrůznějších časově proměnlivých geografických jevů. Několik příkladů časově proměnlivých animovaných map ukazují následující dvě podkapitoly, přičemž zařazení příkladů je uvedeno podle základního dělení i podle Lobben (2003). Uvedeny jsou jak příklady se zaměřením na vizualizaci rozvoje měst (řešenou v této práci), tak i příklady z ostatních odvětví, aby bylo možno posoudit univerzální použití tohoto typu kartografické vyjadřovací metody. 2.1.1 Příklady časových animací s tematikou urbanistického rozvoje města 2.1.1.1 Vývoj středního Nizozemska v letech 1250-2009 – Mapping History Prvním příkladem časové animace je aplikace zobrazující rozvoj zástavby a rozložení druhů povrchů na území v okolí dnešního jezera IJsselmeer v Nizozemsku od roku 1250 do roku 2009. Mapová aplikace umožňuje prolnutí zobrazené vrstvy
19
historických dat na mapový podklad z Google Maps a díky tomu lze snadno porovnávat územní změny v daném území oproti současnému stavu. Tuto aplikaci lze, na základě dělení uvedených v předchozí podkapitole, definovat jako lineární animovanou prezentaci s proměnlivým časem a vlastnostmi mapovaných jevů (využití půdy). Z klasifikace podle Lobben (2003) nejvíce odpovídá kategorie tematické animace, neboť se mění čas a vlastnosti jevu, ale poloha jevů a zobrazení zůstává stejná. Aplikaci lze nalézt na adrese http://www.mappinghistory.nl. 2.1.1.2 Růst zastavěných ploch na Manhattanu v letech 1790-2010 Druhým příkladem je animovaná prezentace růstu zástavby na ostrově Manhattan v období let 1790-2010, která je zaznamenaná prostřednictvím videa na serveru YouTube (Angel, S., Lamson-Hall, P., 2015a). Aplikace poskytuje možnost sledování samotného procesu růstu města i hodnocení jeho výsledku, neboť jednotlivé budovy jsou navzájem odlišeny barvou podle roku postavení. Tuto vizualizaci lze definovat jako lineární animovanou prezentaci s proměnlivým časem, statickou polohou a vlastnostmi jevu (po zobrazení postaveného domu se jeho vlastnosti nemění) a statickou zobrazenou oblastí. Na základě klasifikace podle Lobben (2003) lze tuto aplikaci zařadit mezi časové série. Časová legenda je reprezentována pouze číselným letopočtem, lineární časová škála je pak zajištěna ovládacími prvky přehrávače. 2.1.1.3 Pohyby hustoty zalidnění na Manhattanu v letech 1800-2010 Tato aplikace (Angell, S., Lamson-Hall, P., 2015b) je rozšířením předchozího příkladu. Ovládací prvky a časová legenda jsou zcela totožné. Jediný rozdíl oproti prosté časové animaci je v tom, že je zde doplněna dynamická vlastnost jednotlivých stavebních bloků v podobě hustoty zalidnění. Město je zobrazeno v současné velikosti a změny hustoty zalidnění jsou zobrazeny prostřednictvím výšky a barvy trojrozměrných sloupců s podstavami v jednotlivých reprezentovaných blocích (obrázek 9). Tuto aplikaci lze považovat za příklad lineární animované prezentace s proměnlivým časem a vlastnostmi objektů a statickou polohou objektů a zobrazení. Podle Lobben (2003) tyto charakteristiky odpovídají kategorii tematické animace.
Obr. 9: Snímek animace pohybu hustoty zalidnění na Manhattanu pro rok 1902 (zdroj: Angell, S. a Lamson-Hall, P., 2015b)
20
2.1.1.4 Trojrozměrné animace růstu města Amsterdam v letech 1700-1900 Kromě výše uvedených videí, zachycujících pouze rozsah a kvalitativní vlastnosti zástavby, byla na serveru YouTube nalezena také dvě videa zachycující animovaný rozvoj zástavby nizozemského hlavního města Amsterdam s vyobrazením skutečné podoby jednotlivých budov. Videa pocházejí z produkce státního archivu v Amsterdamu a byla na profilu zveřejněna v březnu a dubnu 2014. Animace zachycují růst města v období let 1700-1800 a 1800-1900. Velmi detailní animace (kromě vzhledu budov je zobrazen vždy i samotný proces stavby každé budovy) je doplněna textovými informacemi o roku a o stavbách či čtvrtích, které animace právě zobrazuje. V tomto případě se jedná o lineární animovanou prezentaci se statickou polohou objektů a proměnlivým časem, vlastnostmi objektů (využití ploch) i polohou zobrazení. Videa navíc obsahují také prvky cyklické nečasové animace (například otáčení turbín větrných mlýnů). Na základě souhrnu těchto charakteristik lze podle Lobben (2003) tato dvě videa definovat jako příklady procesní animace. Odkazy na obě videa jsou uvedeny v seznamu zdrojů na konci této práce (Nieuwenhuis, R., 2014a a 2014b). 2.1.2 Příklady časových animací se zaměřením na jiné oblasti 2.1.2.1 iRIS – Sledování provozu Tato aplikace umožňuje v reálném čase sledovat polohu vozidel městské hromadné dopravy v Brně a integrovaného dopravního systému Jihomoravského kraje. Údaje o vozidlech a linkách, na kterých se pohybují, jsou aktualizovány každých 20 sekund. Zobrazit lze i další podrobnosti a podle nich zobrazení vozidel filtrovat. Z hlediska dělení uvedeného v předchozí podkapitole lze tuto aplikaci klasifikovat jako interaktivní lineární animaci s časově proměnlivou polohou zobrazovaných objektů. Podle klasifikace Lobben (2003) tato aplikace odpovídá časové sérii, neboť podklad i vlastnosti vozidel zůstávají nezměněny. Vzhledem k zobrazování reálné situace bez možnosti zpětného přehrání časová legenda v této aplikaci zcela chybí. Aplikace je dostupná na adrese http://iris.bmhd.cz. 2.1.2.2 Poloha letadel - Flightradar24.com Druhým případem časové animace z oblasti dopravy je aplikace Flightradar24.com, která pracuje velmi podobným způsobem jako předchozí popisovaná, a zobrazuje polohu letadel po celém světě. Zobrazeny jsou rovněž údaje o aktuální výšce, rychlosti, azimutu apod. Kromě zobrazení statické mapy s přelétávajícími letadly je také možno nastavit nepřetržité sledování konkrétního stroje až do okamžiku přistání, kdy zmizí. Aplikaci lze klasifikovat jako interaktivní lineární animaci s časově proměnlivou polohou a vlastnostmi (výška, azimut) objektů. Podle klasifikace Lobben (2003) tyto charakteristiky odpovídají kombinaci časové a tematické animace (část vlastností se mění, ale jedná se stále o stejné letadlo). Při použití funkce sledování konkrétního letadla a posunu mapového podkladu zároveň s jeho pohybem pak zařazení přesahuje i do kategorie procesní animace. Aplikace také umožňuje přehrání záznamu v maximálním rozsahu jednoho týdne, přičemž lze zvolit konkrétní časový okamžik počátku animace (s přesností na hodiny a minuty) i její rychlost. K tomuto účelu slouží časový posuvník s číselnými hodnotami.
21
2.1.2.3 Animovaná předpověď počasí - Windyty.com Posledním příkladem časové animace je aplikace Windyty, která umožňuje sledovat vývoj počasí na celé zeměkouli, přičemž kromě časově proměnlivé izopletové mapy pro různé meteorologické jevy (teplota, tlak a další) využívá také nepřetržitou cyklickou animaci proudění větru. Aplikace kromě sledování aktuální situace umožňuje zobrazit také předpověď vývoje jednotlivých meteorologických jevů s až dvoutýdenním předstihem. Časová animace (předpověď) je ovládána posuvníkem s číselnými hodnotami, přičemž lze zobrazit stálou situaci v konkrétním budoucím okamžiku i přehrát průběžný budoucí vývoj například od aktuálního data. Pro všechny jevy lze rovněž nastavit výšku nad zemí, pro kterou se má zobrazovat jejich průběh (od povrchu až do 13,5 km). Po kliknutí do mapy se pro daný bod zobrazí podrobnější informace. Zařazení této aplikace je velmi obtížné, neboť zde je v pohybu mnoho prvků zároveň. Jako nejpřesnější definice se zde jeví interaktivní kombinace časové (lineární) a nečasové (nepřetržitě cyklické) animace, změna vývoje meteorologických jevů v závislosti na čase (se statickou polohou a zobrazením) pak odpovídá tematické animaci.
2.2 Moderní prostředky pro tvorbu vizualizací časových změn S vývojem moderních technologií roste také počet publikovaných animovaných map a možnost způsobu jejich tvorby a prezentace. Kartografické animace jsou publikovány především na webu. Animované mapy jsou vytvářeny pomocí různých technologií. Nejčastěji jimi jsou Flash, skriptovací jazyk JavaScript ve spojení s (X)HTML a CSS, značkovací jazyk SVG (často ve spojení s JavaScriptem), KML (publikovatelný v prostředí Google Earth). Dříve se často používaly Java Apletts a formáty .avi a .mov (Mikloš, M., 2010). Ačkoliv cílem této práce je tvorba časově proměnlivé animace zástavby zobrazované v programu Google Earth s použitím formátu KML, je vhodné stručně popsat také některé další prostředky, které se pro tuto tematiku dají použít. Ty nejpoužívanější jsou stručně popsány v této podkapitole, přičemž kromě jejich charakteristiky (se zaměřením na potřebné funkce) jsou zde většinou uvedeny také informace o podporovaném softwaru. 2.2.1 Keyhole Markup Language (KML/KMZ) Jazyk KML byl vyvinut firmou Keyhole, Inc. jako API pro její virtuální glóbus Earth Viewer (dnes Google Earth), o kterém podrobněji pojednává kapitola 3. Ke dni 16. 4. 2008 se jazyk KML 2.2 stal standardem OGC (Kočová, H., 2010). Jedná se o rozšíření jazyka XML zaměřené na zpracování geografických informací. Kromě samotných geografických dat značkovací jazyk KML umožňuje definovat také nastavení parametrů zobrazení povrchu a jednotlivých objektů. „Značkovací jazyk KML má velmi široké využití, které je silně provázáno s možnostmi programu Google Earth. Umožňuje například (Google, 2009 in Kočová, 2010, H., s. 36): • •
zadat ikony a štítky, pomocí kterých identifikujeme místa na povrchu Země vytvořit různé polohy kamery 22
• • • • • •
použít překryvné obrázky připevněné k zemi nebo k obrazovce definovat styly a určit pomocí nich vzhled vrstev psát popisy součástí ve formátu HTML, včetně hypertextových odkazů a vložených obrázků dynamicky načítat a aktualizovat soubory KML ze vzdálených nebo místních síťových umístění načítat data KML na základě změn v prohlížeči 3D zobrazit texturované trojrozměrné objekty COLLAborative Design Activity (COLLADA)“
Soubory ve formátu KML lze vytvořit přímo prací s rozhraním v programu Google Earth nebo napsáním v textovém editoru. Pro snadný přenos většího množství navzájem provázaných souborů lze vytvořit komprimovaný archiv ve formátu KMZ, ve kterém je umístěn soubor KML a ve složce pak ostatní doprovodné soubory (například obrázky). Díky vzájemnému propojení souborů v archivu relativními adresami tak je zajištěna bezproblémová funkčnost i po přesunu do jiných počítačů, či na internet. Formát KML definuje šest základních typů geometrických prvků, konkrétně body (Point), liniové segmenty (LineString), uzavřené linie (LinearRing), polygon, složené prvky z více typů geometrie (MultiGeometry) a trojrozměrné modely ve formátu COLLADA (Model). Kromě toho lze používat i rastrová data, a to pomocí funkce Overlay, která umožňuje například vložení překryvných obrázků na povrchu glóbu (GroundOverlay), které mohou být jak statické, tak i průběžně aktualizované díky WMS službě (Google Developers, 2013). Co se týče tvorby časových animačních prvků, ve formátu KML/KMZ je toto zajištěno pomocí primitivu TimePrimitive, který se skládá z funkcí TimeStamp a TimeSpan. Obě tyto funkce definují dobu, kdy se zobrazuje objekt, pro který jsou definovány. Funkce TimeStamp s atributem <when> slouží pro definici jednoho časového okamžiku/období, zatímco funkce TimeSpan slouží pro definici časového rozmezí s počátečním (begin) a koncovým bodem (end). U funkce TimeSpan lze také nastavit ohraničení zobrazení pouze z jedné strany (vypuštěním zápisu atributu počátečního nebo koncového bodu) (Google Developers, 2013). Jak je uvedeno v příslušné kapitole portálu Google Developers (2013). V případě obou časových funkcí lze čas zaznamenat ve formátu DateTime. Hodnota v tomto formátu je vyjádřena jako yyyy-mm-ddThh:mm:sszzzzzz, přičemž T zde slouží jako oddělovač mezi datem a časem a zzzzzz udává odchylku zaznamenaného času v hodinách a minutách oproti UTC (koordinovaný světový čas). V případě použití času UTC je místo číselné hodnoty zzzzzz použito písmeno Z. Je možno zaznamenat i časová data s menší přesností, například roky (gYear, yyyy), měsíce (gYearMonth, yyyy-mm), dny (date, yyyy-mm-dd). <TimeStamp> <when>1997-07-16T07:30:15Z Obr. 10: Příklad definice časového okamžiku funkcí TimeStamp s přesnosti na sekundy v čase UTC (zdroj: Google, 2013)
23
Od verze Google Earth 5.0 jsou funkce TimeSpan a TimeStamp doplněny o stejné funkce s příponou gx- (gx:TimeStamp, gx:TimeSpan), které v případě vložení do primitivu
umožňují také nastavení časové proměnlivosti zobrazení povrchu (pohledu kamery) (Google Developers, 2013). Funkce TimeSpan a TimeStamp lze použít i pro zobrazení trojrozměrných modelů. V prostředí Google Earth jsou však podporovány pouze statické modely bez animace vzhledu. Toto lze však řešit tvorbou modelů pro jednotlivé fáze animace a jejich složením do jednoho celku právě s pomocí jmenovaných funkcí (Google Developers, 2013). Kromě již zmíněného programu Google Earth je formát KML podporován také v dalších aplikacích, například ArcGIS Explorer (Esri, 2012) Další využitelnost jazyka KML pro tvorbu časových animací je popsána zároveň s charakteristikou programu Google Earth v kapitole 3.
Obr. 11: Schéma značkovacího jazyka KML (černou barvou jsou uvedeny původní elementy, červenou elementy přidané po vydání verze Google Earth 5; zdroj: Google Developers, 2013)
2.2.2 Adobe Flash a HTML5 Adobe Flash je programové prostředí vyvíjené od roku 1994, které slouží k tvorbě vektorové grafiky a které lze využít také pro tvorbu animací, webových stránek a aplikací pro mobilní zařízení. Zároveň umožňuje tyto produkty doplnit o interaktivní prvky (Mikloš, M., 2010, s. 15).
24
„Animace v prostředí Flash je sled statických obrázků, které se od sebe mírně liší a jsou promítány dostatečnou frekvencí. Díky vlastnostem lidského oka se obraz jeví jako plynulý. Pokud je promítáno minimálně 10 až 12 obrázků za vteřinu, lidské oko bude tento pohyb vnímat jako plynulý. Pro dokonalé splynutí jednotlivých obrázků a zamezení kolísání jasu se však používá frekvence 25 snímků za vteřinu“ (Mikloš, M., 2010, s. 14). Výstupem technologie Flash jsou soubory ve formátu .swf, které lze spustit pomocí desktopové aplikace Adobe AIR (Adobe Integrated Runtime) nebo pomocí přehrávače Adobe Flash Player, jenž je v současnosti již integrován v internetových prohlížečích, zatímco ještě v nedávné minulosti jej bylo nutno do prohlížečů doinstalovat. Do budoucna však lze očekávat pokles využívání přehrávače Flash Player v souvislosti s ukončením vývoje Flash pro mobilní platformy a s nástupem nové verze jazyka HTML5, který (prostřednictvím dokumentu HTML5 Canvas) umožňuje nativní podporu pro přehrávání interaktivního obsahu bez potřeby dalšího přehrávače (Malý, M., 2011). 2.2.3 Scalable Vector Graphics (SVG) SVG je dvourozměrný vektorový grafický formát vyvíjený od roku 2001 a založený na XML, podobně jako výše popsaný formát KML. Hlavní předností tohoto grafického formátu je možnost bezproblémové změny velikosti obrázku bez vlivu na jeho kvalitu. Používá se pro tvorbu webové grafiky, uživatelských rozhraní, mobilních aplikací a další účely (Lilley a Jackson, 2004). Kromě toho umožňuje, stejně jako prostředí Adobe Flash, vytvářet také interaktivní animované prezentace (Michálek, M., 2015). Formát SVG pracuje s celkem sedmi typy geometrie (Husák, K., 2012, s. 17-18): Rectangle (obdélník), Circle (kruh), Ellipse (elipsa), Line (linie), Polyline (lomená čára), Polygon (mnohoúhelník) a Path (cesta), přičemž jako Path může být definována lomená čára z úseček, kruhových či eliptických oblouků. Při tvorbě animace je možno užít pět funkcí: set (prosté nastavení hodnoty atributu po uplynutí stanovené doby), animate (nastavení animace tvaru), animateColor (změna barvy), animateTransform (transformace tvaru) a animateMotion (pohyb tvaru po stanovené linii). Pro účely nastavení času se používají jednotky h (hodiny), min (minuty), s (sekundy) a ms (milisekundy). Lze také nastavit opakování stejné animace, a to pomocí funkcí repeatCount (pro počet opakování) nebo repeatDur (pro dobu trvání opakování). Všechny popsané funkce lze samozřejmě kombinovat (Jenkov, J., 2015). Formát SVG je možno otevřít a používat v celé řadě platforem. Mezi dostupné programy, které formát podporují, patří například CorelDRAW nebo Adobe Illustrator (Husák, K., 2012, s. 19).
25
<svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> Obr. 12: Příklad definice animace v prostředí SVG (zdroj: Jenkov, 2015)
2.2.4 Graphics Interchange Format (GIF) GIF je v současnosti jedním z nejrozšířenějších formátů pro ukládání rastrové grafiky, který navíc podporuje také průhlednost. Jedná se o multiplatformní formát, jehož první verze byla zveřejněna již v roce 1987 firmou CompuServe (Tišnovský, P., 2006c). Charakteristickou vlastností formátu GIF je na rozdíl od ostatních rastrových grafických formátů to, že namísto informací o barvě všech pixelů ukládá informace o několika rámcích, z nichž se skládá celý obrázek (nazývaný logická obrazovka). Každý z těchto rámců je tvořen rastrovým obrázkem, přičemž počet rámců v logické obrazovce není omezen (Tišnovský, P., 2006b). Největší výhodou formátu GIF však je skutečnost, že nastavením sledu po sobě jdoucích rámců lze tvořit jednoduché animace. U každého rámce lze rovněž nastavit dobu prodlevy a také například interakci s uživatelem v podobě pozastavení a čekání na pokyn k pokračování kliknutím myši (v praxi se však tato funkce příliš nepoužívá) (Tišnovský, P., 2006a). Informace o délce prodlevy mezi jednotlivými snímky se do souboru GIF zaznamenává pomocí údajů s přesností na setiny sekundy s minimální možnou prodlevou 1/100 s. Plynule vypadající animace vzniká nastavením rychlosti cca 10 snímků za sekundu. Rovněž lze nastavit počet opakování animace. Animované soubory ve formátu GIF lze vytvářet složením ze souborů GIF i jiných rastrových formátů v běžně dostupných grafických programech, například GIMP, Zoner GIF Animator nebo Adobe Photoshop (Prindle, D., 2015).
26
3
GOOGLE EARTH
Pro vytvoření a zobrazení animované vizualizace rozvoje zástavby města Budišov nad Budišovkou řešené v této práci byl zvolen program Google Earth, a to na základě dobrých předchozích zkušeností autora a zároveň díky univerzalitě programu pro zpracování různých tematických aplikací. Tato kapitola je zaměřena především na stručnou charakteristiku programu Google Earth se zaměřením na popis základních funkcí a především pak funkcí použitelných pro vytváření animací.
3.1 Aplikace a její vývoj Google Earth je virtuální globus, který umožňuje prohlížení satelitních snímků zemského povrchu, trojrozměrných modelů a dalšího multimediálního obsahu přidaného v jednotlivých zobrazovaných vrstvách. Nejnovější v současnosti dostupnou verzí programu Google Earth je verze 7, která uvedla některé novinky, například nově vytvořené trojrozměrné snímky světových měst. Program byl původně vyvíjen firmou Keyhole, Inc. pod názvem Earth Viewer, a to od roku 2001. Roku 2004 byla firma Keyhole zakoupena společností Google a program přejmenován na Google Earth. Od června 2005 pak je Google Earth v základní verzi volně ke stažení (Polehňová, D., 2009, s. 10). Další verze programu jsou nazvány Google Earth Pro (profesionální verze s pokročilejšími funkcemi), Google Earth Mobile (pro mobilní telefony) a existuje také internetová platforma v podobě zásuvného modulu Google Earth, který umožňuje umístění okna s virtuálním glóbem přímo na internetové stránky. Kromě těchto aplikací společnost Google provozuje rovněž mapový portál Google Maps (Google Earth, 2015).
3.2 Stručný přehled základních funkcí programu Google Earth 3.2.1 Základní vlastnosti a funkcionalita Virtuální globus Google Earth umožňuje prohlížení satelitních a leteckých snímků s různým prostorovým rozlišením, které se pohybuje od 15 metrů do 15 centimetrů (v případě velkých světových měst). Lze zobrazit dvourozměrné snímky povrchu i trojrozměrné modely staveb a reliéfu (Kočová, H., 2010, s. 27). Google Earth také nabízí 3D modely větších měst nebo pozorování hvězdné oblohy či povrchu Měsíce. Od verze 5.0 má uživatel možnost zobrazení dynamiky jevů pomocí historických snímků, dále pak zkoumání oceánského dna či zobrazení hladiny oceánu a také zobrazení povrchu Marsu. Další novinkou této verze je pak také možnost nahrání prohlídky zaznamenávající vlastní akce a pohyb. Google Earth rovněž umožňuje připojení GPS souřadnic nebo služby WMS jako vrstvy (Kočová, H., 2010, s. 27-28). Pro správnou funkci programu Google Earth je potřeba připojení k internetu, neboť program si automaticky stahuje potřebná data. V programu Google Earth je možno využívat velmi širokou škálu funkcí, které napomáhají k dosažení pokud možno co největší možnosti analýzy a prohlížení zobrazovaných dat.
27
Základními ovládacími prvky programu Google Earth jsou tlačítka navigace, která umožňují posunovat, naklánět, otáčet, přibližovat či oddalovat zobrazenou mapu. Ta jsou doplněna symbolem postavy, který lze přetáhnout do mapy a zobrazit tak příslušný bod v režimu virtuální procházky StreetView. Jednou z dalších funkcí programu je vyhledávání, přičemž lze vyhledávat jak jednotlivá místa, tak i trasy pro auta, pěší, cyklisty a spojení veřejnou dopravou (tato možnost není vždy funkční). Dále je možno využít pravítko pro měření vzdáleností, zobrazení zeměpisné sítě, měřítka nebo třeba orientační mapky. Google Earth je rovněž obohacen některými zajímavými funkcemi, mezi něž patří například letecký simulátor, díky kterému může uživatel absolvovat vlastní ovládaný přelet nad libovolným územím. Pro volbu zobrazovaného obsahu slouží panely Místa a Vrstvy. Panel Vrstvy je konfigurován automaticky a obsahuje různé tematické vrstvy, například hranice a štítky měst, fotografie z webů Panoramio a 360 Cities, silnice, počasí (WMS vrstva s daty ze stránky weather.com) a mnohé další. Panel Místa pak slouží k organizaci vrstev přidaných uživatelem. Aplikace Google Earth umožňuje uživateli vložení několika typů geometrie a dalších geografických dat, v souladu s vlastnostmi používaného formátu KML (viz oddíl 2.2.1). Použitelnými prvky jsou bodové značky míst (PlaceMark), cesty složené z úseček (LineString), mnohoúhelníky (Polygon) a překryvné obrázky (Overlay). U všech prvků je možno nastavit podrobnější popis, obrázek, barvu a velikost prvku a štítku s popiskem, vlastnosti zobrazení (výška, náklon kamery), časový úsek zobrazení (viz dále) nebo výšku umístění prvku nad povrchem virtuálního glóbu (atribut AltitudeMode). V případě překryvných obrázků lze rovněž nastavit otočení a síťové propojení se zdrojovým souborem. Všechny tyto prvky lze rovněž tematicky seskupovat ve složkách a stejně tak je možno u všech prvků spustit jejich virtuální prohlídku. V případě cest (LineString) je rovněž možno, v kombinaci se zapnutým zobrazením trojrozměrného reliéfu, zobrazit také výškový profil nakreslené trasy. Kromě prohlížení stávajících a vytváření nových dat umožňuje program Google Earth také snadné sdílení obsahu. Existuje několik způsobů, konkrétně odeslání emailem, sdílení v místní síti či umístění na webový server (Kočová, H., 2010, s. 36). 3.2.2 Doplňkové funkce ve verzi Google Earth Pro Google Earth Pro je původně placená verze programu doplněná o pokročilejší funkce, jejíž cena činila 400 dolarů. Od února 2015 je však i tato verze volně dostupná, což zřejmě souvisí s tendencí společnosti Google zaměřit pozornost spíše na internetové Google Maps, která již data z Google Earth zahrnují. Verze Pro nabízí mimo jiné možnost exportu snímků z aplikace ve vysokém rozlišení, nahrávání videí ve vysokém rozlišení (nástrojem Movie Maker) nebo pokročilejší možnosti měření v mapách (Kasík, P., 2015).
3.3 Možnosti tvorby animace kartografických jevů Program Google Earth, potažmo značkovací formát KML umožňují kartografickou vizualizaci široké škály geografických jevů. Podle J. Pravdy (2003 in Kočová, H., 2010)
28
má každý kartografický znak tyto atributy: tvar, velikost, barva, orientace, intenzita, vnitřní struktura, lokalizace. V případě prvků vkládaných do programu Google Earth se možnosti uplatňování tohoto pravidla mírně liší mezi jednotlivými druhy prvků (body, linie, plochy). Vzhledem k tomu, že tato práce je zaměřena na tvorbu animace v prostředí Google Earth, je na místě popsat základní možnosti, jak takové animace vytvářet. V následujícím přehledu jsou uvedeny autorem vyzkoušené varianty tvorby animace vložených prvků zvlášť pro každý druh dynamické složky zaznamenaných geografických dat (podle definice MacEachrena, A., 1995 in Kraak, MJ. a kol., 1997) a navíc i změnu zobrazení. Jednotlivé popsané techniky je možno samozřejmě libovolně kombinovat. 3.3.1 Animace s proměnlivou časovou složkou Tento způsob animace je v programu Google Earth podporován (společně s animací zobrazení povrchu) nejlépe. Animace tohoto typu se netýká jen tematických vrstev, ale také zobrazení satelitních snímků na povrchu virtuálního glóbu. Pro první způsob stačí kliknout na ikonu hodin, kterou se zobrazí lineární časový posuvník sloužící k volbě časového okamžiku pořízení zobrazených satelitních snímků. Posuvníkem je možno v tomto případě pohybovat pouze manuálně. Druhým způsobem časové animace je zobrazení slunečního světla nad krajinou, kterou lze spustit ikonou zapadajícího slunce. I v tomto případě je zobrazen lineární časový posuvník, ale je doplněn o tlačítko, které umožňuje animaci posuvníku a tím pádem automatický posun od začátku ke konci časového rozmezí. Zobrazení slunečního světla nad krajinou umožňuje v závislosti na zvoleném datu sledování pohybu slunce po obloze a tím pádem změn osvětlení zobrazeného území v danou dobu. V případě spuštění animace se tak střídá zobrazení dne (běžná světlost povrchu) a noci (postupně tmavnoucí až černá). Třetím způsobem tvorby časové animace je animace tematického obsahu v podobě vložených geometrických objektů. Stejně jako u obou předchozích případů i zde se zobrazuje lineární časový posuvník, avšak již automaticky bez nutnosti zapínání jakékoliv další funkce. Důležité je jen nastavení časových údajů u příslušných objektů, což je možné jak prostřednictvím uživatelského rozhraní, tak i textového editoru. Po nastavení hodnot lze animovat období existence prvků (prvek se zobrazuje pouze od počátku nastaveného období do jeho konce). Časový posuvník je zde proveden jako dvoudílný, což umožňuje zobrazení rozdílů mezi dvěma časovými okamžiky (obě situace se navzájem prolínají). Jeho větší část určuje časový okamžik bližší konci celého zaznamenaného časového rozmezí, zatímco menší část určuje okamžik bližší k začátku rozmezí. Posunem menšího posuvníku směrem nalevo od většího lze zvětšit časový interval mezi zobrazenými okamžiky. Posunem většího posuvníku se pak posunují oba krajní časové okamžiky sledovaného rozmezí, přičemž interval mezi nimi je zachován. Jak již bylo uvedeno v oddílu 2.2.1, pro nastavení časových údajů ve formátu KML se využívají funkce gx:TimeStamp (časový okamžik) nebo gx:TimeSpan (časové rozmezí).
29
3.3.2 Animace se změnou atributů zobrazených jevů V prostředí Google Earth lze změnu atributů tematických prvků znázornit pouze jako součást časové změny, nikoliv samostatně. Časovou změnu atributu prvku je možno vytvořit tak, že umístíme více variant stejného prvku na sebe, přičemž u každé nastavíme vlastní časový úsek a hodnotu příslušného atributu, který má být dynamicky proměnlivý. Tímto způsobem lze vytvořit dynamickou změnu pro všechny vlastnosti prvku, které popisuje Ján Pravda (2003 in Kočová, H., 2010; viz výše), s výjimkou lokalizace (viz následující oddíl) a vnitřní struktury, která v jazyce KML není podporována. Rovněž je možno tímto způsobem znázornit dynamické změny textových atributů zobrazovaných v bublinách po kliknutí na vybraný prvek. 3.3.3 Animace se změnou polohy zobrazených jevů Ani tento typ animace, stejně jako prostou změnu atributu, nelze v prostředí Google Earth definovat jinak než v rámci časové změny. Postup se liší v závislosti na druhu prvku. V případě bodových prvků je možno použitím následujícího kódu, umístěného za definici ikony, definovat souřadnice bodů (v rámci trajektorie) a k nim pak časové okamžiky, během kterých se zobrazovaný prvek nachází v každém bodě (Google, 2013b). V případě pohybu liniových i plošných prvků se nabízí jednodušší řešení, a to vytvořením stejného prvku ve více navazujících polohách s nastavením časových úseků, které po spuštění animace způsobí dojem plynulého (či na krátkou dobu přerušovaného) pohybu. <TimeStamp> <when>2007-01-14T21:05:02Z <styleUrl>#paddle-a -122.536226,37.86047,0 Obr. 13: Ukázka kódu KML pro definici bodu trajektorie pohybu bodového prvku a časového okamžiku (zdroj: Google, 2013)
3.3.4 Animace se změnou zobrazení povrchu Tento druh animace je možno v prostředí Google Earth provést pomocí ovládacích prvků umístěných v pravém horním rohu mapového okna. Google Earth také umožňuje animovaný přechod mezi prohlíženými prvky, a to po dvojitém kliknutí na požadovaný prvek, například v panelu Místa. K nastavení zobrazení prvku slouží funkce LookAt, v rámci níž lze specifikovat polohu virtuální kamery po přeletu nad prvek (atributy Longitude/Latitude), dále azimut (Heading), vzdálenost od povrchu (Range), azimut (Heading) a náklon oproti svislé ose (kolmici k povrchu; Tilt). Pro tvorbu ucelených prezentací i tento druh animace, stejně jako všechny předešlé, lze aplikovat pouze s pomocí časové animace. K nastavení časového určení pohledu slouží opět funkce gx:TimeStamp či gx:TimeSpan, přičemž tyto jsou uvedeny v rámci funkce
30
Camera, společně (Google, 2013b).
s nastavovanými
atributy
(stejně
jako
v případě
LookAt)
Sutro Baths in 1946 <when>1946-07-29T05:00:00-08:00 -122.518172 37.778036 221.0 70.0 75.0 Obr. 14: Ukázka kódu KML pro definici polohy virtuální kamery a časového okamžiku (Google, 2013)
3.4 Zhodnocení možností Google Earth pro tvorbu řešené animace Rozborem možností vizualizace a animace v programu Google Earth bylo zjištěno, že možnosti zpracování některých prvků jsou mírně omezené, ale pro použití k tvorbě řešené animované vizualizace rozvoje zástavby města Budišov nad Budišovkou plně dostačují. Byly však zjištěny také nedostatky, které by mohly mít za následek složitější a pracnější tvorbu animace. Největším z nich je možnost nastavení vlastností vždy pro jeden prvek, což by si, v případě náhlé potřeby změny vzhledu všech prvků reprezentujících stejnou kategorii, vyžádalo časově náročné úpravy způsobené opětovným nastavováním jednotlivých prvků. Dalším problémem se ukázalo nastavení časových intervalů prostřednictvím grafického rozhraní, kam nešly klávesnicí zaznamenat požadované hodnoty, neboť rozhraní z nejasných příčin ignorovalo vloženou hodnotu. Uvedené nedostatky byly pro zjednodušení práce na tvorbě animované vizualizace vyřešeny autorem bakalářské práce s použitím kombinace programu Google Earth a programu ArcGIS. Díky tomu bylo možné namísto práce s každým prvkem tematického obsahu zvlášť vytvořit celé vrstvy s jednotně nastavenou symbologií. Díky použití atributové tabulky také bylo možno jednoduše nastavit požadované textové informace pro jednotlivé objekty, které se po převodu vrstvy do formátu KML a zobrazení v Google Earth automaticky objevují po kliknutí na každý objekt v podobě bubliny se dvěma sloupci (název atributu a hodnota). V neposlední řadě se tímto výrazně zjednodušily možnosti nastavení časových období (Esri, 2014). Podrobnější postup je uveden v kapitole 6.
31
4
STRUČNÝ PŘEHLED HISTORICKÝCH SOUVISLOSTÍ A VÝVOJE ZÁSTAVBY V BUDIŠOVĚ NAD BUDIŠOVKOU OD ROKU 1830 DO ROKU 2015
Za počátek časového rozmezí, které je v této práci zpracováváno, byl zvolen rok 1830, ze kterého pocházejí kvalitní mapové podklady v podobě Stabilního katastru a písemné záznamy, které umožňují určit polohu některých objektů. Tato kapitola slouží k tomu, aby bylo možno si vytvořit jasnou představu o podmínkách, které v celém zpracovávaném období panovaly ve městě Budišov nad Budišovkou a ovlivnily tak jeho stavební vývoj. Jak uvádějí dobové prameny (Město Budišov nad Budišovkou, 2015a a 2015b a ústní sdělení Malušová, H., 2015), během 19. století bylo město Budišov nad Budišovkou postiženo mnoha pohromami. Zástavba města byla ničena četnými požáry, například v roce 1828 (shořelo 89 domů a pivovar na náměstí) nebo v roce 1866, kdy shořelo 64 obytných domů. Ty byly později obnoveny. Ve stejném roce započala svou činnost výrobna koberců a záclon v jednom ze dvou tehdy existujících domků stojících naproti radnici. Ve druhé polovině 19. století se město začíná pomalu rozvíjet díky nástupu průmyslové revoluce. V roce 1876 byly postaveny první budovy tabákové továrny (dnes Linaset, a. s.), která byla později rozšiřována. Tabáková továrna byla reakcí vídeňské vlády na hospodářskou krizi panující ve městě. O rok později byla otevřena městská nemocnice (dnes Domov Letokruhy, č. p. 650) a nová budova školy (č. p. 178 a 179). V roce 1884 byla postavena hasičská zbrojnice (č. p. 454) a v roce 1891 otevřena místní železniční trať vedoucí do Budišova ze Suchdola nad Odrou přes Odry a Vítkov. Ve stejném roce bylo založeno městské koupaliště na řece Budišovce. Ke dni 31. 12. 1892 měl Budišov již 372 domů. V roce 1896 na severním okraji města vznikl židovský hřbitov, neboť v té době město disponovalo velkým počtem židovských obyvatel. Roku 1897 byly vybudovány nové silnice do Dvorců a do Starých Oldřůvek. Roku 1901 byla vybudována továrna na zemědělské stroje (dnes Cernin, s. r. o.) na západním okraji města vedle železniční stanice. Roku 1903 byla otevřena další budova školy na náměstí (č. p. 154). Rok 1906 byl pro město rokem významným, neboť u nádraží byla zprovozněna městská elektrárna. V této době se již zástavba města začala rozrůstat směrem na západ od původního historického centra směrem k vlakovému nádraží. Meziválečné období se neslo ve znamení budování nové čtvrti rodinných domků a vil na severozápadě města. Charakteristickým rysem celé čtvrti, který ji odlišuje od zbytku města, je poměrně pravidelné uspořádání většiny zdejších ulic. S výjimkou dnešní Bezručovy ulice (která je vedena ve směru západ-východ s přizpůsobením reliéfu terénu) jsou zde všechny ulice na sebe navzájem kolmé. Události druhé světové války postihly město Budišov nad Budišovkou (též německy zvané Bautsch) velmi dramaticky, neboť se nacházelo v oblasti Sudet, které byly Mnichovskou dohodou odstoupeny nacistickému Německu. V této době zde samozřejmě
32
drtivou většinu obyvatel tvořili Němci. V roce 1938 byli příslušníci české menšiny evakuováni do vnitrozemí. Příslušníci židovské komunity buď utekli, nebo skončili v koncentračním táboře. Ušetřen nezůstal ani židovský hřbitov, jenž byl zničen a náhrobní kameny z něj uskladněny na dvoře kulturního střediska. Později, při rekonstrukci střediska v roce 1973, byly kameny použity pro zpevnění jeho základů. Po skončení druhé světové války se mnoho domů nacházelo ve špatném stavu. Zcela zničeno pozemním vojskem nebo nálety bylo 22 domů. V průběhu 50. let část dalších prošla opravami za účelem dosídlování nových obyvatel do pohraničí po odsunu sudetských Němců. Již v této době ale část budov začala podléhat asanaci. První dům na náměstí Republiky byl zbourán již v roce 1946 a na jeho místě je dodnes pouze parkově upravené prostranství s památníkem 10. výročí osvobození ČSR sovětskými vojsky. V roce 1957 byla zbourána většina domů na východní straně náměstí (zbylé dva v roce 1963) a na jejich místě byly vybudovány nové bytové domy. Kolem roku 1958 byl na jihovýchodním okraji města zřízen lesní park s letním kinem, amfiteátrem, dětským hřištěm a rozhlasovou věží. V tomto areálu (jenž v těchto dobách nesl název Park Klementa Gottwalda) se až do roku 1987 konal každoroční hudební festival Budišovské letnice (Dušek, P., 2012). V průběhu 60. a 70. let 20. století došlo ve městě k největším zásahům do urbanistického řešení v posledních 100 letech. Velká část starších budov, které byly v horším stavu nebo nevyužité, byla zdemolována a uvolněné plochy často nebyly znovu zastavěny. Tímto způsobem vzniklo například současné autobusové nádraží, část parku před kostelem (včetně průjezdného parkoviště), areál sběrných surovin na ulici Nábřeží (kde jsou dodnes patrné pozůstatky původního zdiva) a další většinou veřejná prostranství. Rovněž vznikl prostor pro rozšíření a napřímení některých důležitých komunikací, například ulice Generála Svobody. Na druhou stranu v této době bylo také několik nových staveb vybudováno. Především se jednalo o nové bytové domy na několika různých místech, zpravidla na plochách uvolněných demolicí původních domků a hospodářských staveb (ulice Komenského, Mírových Letnic, Partyzánská a další) nebo neobyvatelných řadových domů na jižní straně náměstí Republiky. V roce 1984 byla zdemolována i většina severní strany náměstí Republiky (s výjimkou pošty), přičemž později v severozápadním rohu náměstí vyrostlo nové nákupní středisko. Mezi ním a poštou dodnes zeje proluka oddělená od náměstí nízkou cihlovou zdí. Nejviditelnějším příkladem přestaveb tohoto období je však území rozkládající se mezi ulicemi Hřbitovní a Generála Svobody, kde se původně nacházela hustá zástavba rodinných domů a hospodářských stavení. Všechny tyto stavby, které tvořily původní ulice Ďurišovu a Selskou, byly v letech 1974-75 zbourány a na jejich místě bylo postupně vybudováno panelové sídliště. Období socialismu se nevyznačovalo pouze výstavbou bytových domů, ale také několika účelových staveb (například autokemp z roku 1971, jedna ze dvou budov dnešního dětského domova, smuteční síň) a rodinných domů. Ve srovnání například
33
s nedalekým Vítkovem, kde za socialismu vznikly hned dvě nové čtvrti rodinných domů, v Budišově se jednalo pouze o ojedinělou záležitost v podobě 10 domů rozptýlených po městě. Zvláštním počinem pak bylo vybudování přírodního koupaliště nad autokempem v roce 1968. Po roce 1989 nová výstavba v Budišově téměř ustala, s výjimkou výrobní haly na ulici Nábřeží z roku 2008 a čističky odpadních vod vybudované na jihovýchodním konci města v roce 2009. Zároveň došlo k několika zásahům do stávající zástavby. Kolem roku 2004 došlo k demolici hospodářského objektu v současném areálu technických služeb (Seznam.cz, 2015), v roce 2010 byla zbourána budova sokolovny (č. p. 306; Vrchovecký, F., 2010) a v roce 2013 byly zdemolovány dům č. p. 132 na Křivé ulici i zdevastované objekty restaurace a letního kina (č. p. 683) v lesním parku nad autokempem, které od konce konání původního festivalu Budišovské letnice neměly využití (Město Budišov nad Budišovkou, 2013). Všechny uvedené objekty byly ve značně dezolátním stavu. Ze stejného důvodu je zřejmě bude brzy následovat rodinný domek č. p. 127 na Mlýnské strouze, z něhož dnes zbývají pouze obvodové zdi vyplněné skládkou. V současné době je ve fázi hrubé stavby nový rodinný dům na Dvořákově ulici a ve stavu před dokončením sportovní hala v místě bývalého škvárového hřiště na ulici Bezručově, ke které přiléhá rovněž nově budované parkoviště. Tyto dva jmenované objekty jsou tak nejnovějším příspěvkem k urbanistickému řešení města Budišov nad Budišovkou.
34
POUŽITÉ HISTORICKÉ PRAMENY A DATOVÉ SADY
5
Pro tvorbu animace rozvoje zástavby ve městě Budišov nad Budišovkou, řešené v této práci, byly nalezeny tyto zdroje (v závorce je uvedeno období, které zobrazují):
Císařské povinné otisky Stabilního katastru (1830) III. vojenské mapování (1878 + při reambulaci doplněna železnice z roku 1891) Mapa bývalého pozemkového katastru (1927) Historická ortofotomapa (1954) Soupis nemovitostí (1959 – uvedeno stáří budov) Topografická mapa 1 : 10 000 (1964) Mapy evidence nemovitostí (1978 a 1980, s pozdějšími úpravami) WMS vrstvy s leteckou a katastrální mapou z ČÚZK, letecká mapa Mapy.cz (2015)
Kromě vyjmenovaných podkladů, použitých pro sledování stavu zástavby, byla použita také datová sada z OpenStreetMap a informace z rubriky Budišovský objektiv, která je součástí internetových stránek města Budišov nad Budišovkou. Podrobnosti o vybraných zdrojích jsou uvedeny v následujících podkapitolách.
5.1 Soupis nemovitostí Při sbírání podkladů pro zpracování tohoto tématu byl od finančního a správního odboru městského úřadu v Budišově nad Budišovkou zapůjčen psaný soupis domů ve městě, který je datován rokem 1959. Položky v soupise jsou členěny podle čísla popisného (s uvedením tehdejšího názvu ulice), přičemž většinou je v dalších sloupcích uvedeno přibližné stáří domu (v letech), dále majitel, zaměstnání a plat majitele, rozloha přilehlého pozemku, stavební materiál, kategorie a stav domu. Někdy jsou údaje doplněny o poznámku k využití nebo stavebním úpravám. Soupis nese stopy pozdějších drobných úprav, například po demolicích (přeškrtnutí údajů daného domu červenou barvou s uvedením data demolice). Pro velký objem dat je soupis členěn na dva díly, přičemž první díl pokrývá čísla 1 až 351 a druhý čísla 352 až 729. Počínaje číslem 659 však v soupisu chybí podrobnější data, což se ovšem dá podchytit jinými zdroji, například katastrálními a topografickými mapami (o nich viz níže). Důvodem tohoto stavu je zřejmě skutečnost, že v tomto období (po nástupu komunismu; viz podkapitola 5.4 o pozemkovém katastru) již nebyly zaznamenávány podrobné údaje o vlastnících a tudíž se celý systém přestal udržovat. Přesnost uváděných dat o letech výstavby lze dokázat podle několika domů ve městě, které na své fasádě nesou příslušný letopočet. Ve všech případech se letopočet shoduje s údaji uvedenými v soupisu.
5.2 Císařské povinné otisky stabilního katastru Stabilní katastr vznikl na příkaz císaře Františka I. (patentem z 23. 12. 1817 o dani pozemkové a vyměření půdy) a byl vytvářen postupně v jednotlivých zemích habsburské monarchie. V Čechách mapování probíhalo v letech 1826-1830 a 1837-1843, na Moravě a ve Slezsku v letech 1824-1830 a 1833-1836. Ve zpracovávaném území města Budišov
35
nad Budišovkou byly mapovací (Kostková, P.a Římalová, J., 2006).
práce
provedeny
v roce
1830
Jak je uvedeno v popisu katastru na stránkách Ústředního archivu zeměměřictví a katastru (2006), celý stabilní katastr je tvořen třemi provázanými částmi: a) písemný operát – soupis pozemků a jejich držitelů b) vceňovací operát – rozdělení pozemků podle kultur a pěstovaných plodin, jejich jakostní třídy, čistého výnosu a pozemkové daně c) měřický operát – zobrazení všech geometricky zaměřených pozemků v mapách včetně jejich rozlišení podle druhu využití půdy; mapy dále obsahují také zástavbu, komunikace a další objekty, u nichž je navíc barevně rozlišen stavební materiál (zděné nebo dřevěné stavby) Mapování bylo prováděno na základě nově vytvořené trigonometrické sítě. Výstupem zaměřování měřického operátu byly velmi podrobné originální mapy stabilního katastru v Cassini-Soldnerově zobrazení a sáhovém měřítku 1:2880 (1 vídeňský sáh = 1,896 m; požadavek na zobrazení jednoho vídeňského jitra jako jednoho čtverečního palce), které byly využívány pro účely státní správy. Vedle těchto originálních map byl dále vytvářen otisk se speciálním určením pro archivaci, který se označuje jako císařský povinný otisk. Tyto archivované otisky, na rozdíl od originálních map, nebyly ovlivněny pozdějšími změnami v mapovaných územích. Uloženy byly v Centrálním archivu pozemkového katastru ve Vídni. V letech 1869-1881 byla provedena reambulance katastru, včetně zavedení nových pozemkových knih (od roku 1874). V roce 1896 byl katastr revidován a od roku 1898 se začaly používat metrické míry (Drápela a kol., 2015). Stabilní katastr platil na našem území až do roku 1927, poté byl nahrazen novým Pozemkovým katastrem. Všeobecný zákoník občanský, pod který spadala opatření související s tvorbou stabilního katastru, platil až do roku 1951, kdy byl v důsledku celospolečenských změn zrušen (ČÚZK, 2013). Císařské povinné otisky stabilního katastru zachycující české země jsou uloženy v Ústředním archivu zeměměřictví a katastru (dále jen ÚAZK) v Praze. V nedávné minulosti byly tyto otisky naskenovány, spojeny do souvislé vrstvy pokrývající téměř celou Českou republiku (s výjimkou území připojených v roce 1938 k Německu, jejichž otisky jsou umístěny v archivech ve Vídni, Katovicích a Mnichově, transformovány do souřadného systému S-JTSK a zpřístupněny veřejnosti prostřednictvím mapového portálu ÚAZK http://archivnimapy.cuzk.cz/. Pro použití v této práci byla od ČÚZK (ÚAZK) získána datová sada s císařskými otisky příslušného katastrálního území, které byly po stažení georeferencovány a pro použití při tvorbě tematických vrstev vektorizovány.
36
Obr. 15: Stabilní katastr (1830); zdroj: Ústřední archiv zeměměřictví a katastru
5.3 III. vojenské mapování Třetí vojenské mapování probíhalo na území dnešní České republiky v letech 18761880 a jeho výstupem byly mapy v měřítku 1:25 000. Toto mapování (vzhledem k pohnutým událostem první poloviny 20. století) bylo až do 50. let jediným souvislým topografickým dílem pokrývajícím naše území. Použito bylo Bonneovo ekvivalentní zobrazení. Kromě topografických map v měřítku 1:25 000 byly používány i mapy speciální v měřítku 1:75 000, které vznikaly spojením čtyř topografických sekcí. Složením osmi mapových listů speciální mapy pak vznikla mapa generální v měřítku 1:200 000 (Drápela a kol., 2015). Pro účely této práce byla použita mapa zpřístupněná v rámci projektu Národní inventarizace kontaminovaných míst (NIKM; viz podkapitola 5.8 o historické letecké mapě). Mapy jsou rovněž dostupné prostřednictvím mapového serveru Laboratoře geoinformatiky Univerzity J. E. Purkyně v Ústí nad Labem na adrese oldmaps.geolab.cz a prostřednictvím ÚAZK na portálu archivnimapy.cuzk.cz.
5.4 Mapa bývalého pozemkového katastru Pozemkový katastr byl zaveden v roce 1927. Původní daňové účely katastrálního mapování se tímto opatřením rozšířily o účel právní a všeobecně hospodářský. Stejně jako stabilní katastr i tento sestával z více částí: operát měřický, písemný, sbírka listin (slouží k provádění zápisů od katastru) a úhrnné výkazy (údaje za celé katastrální území). Soulad mezi údaji obsaženými v katastru a skutečným stavem byl zabezpečen prostřednictvím všeobecné ohlašovací povinnosti všech majitelů pozemků (ČÚZK, 2013). Pro katastrální mapy začal být používán nově vytvořený souřadnicový systém S-JTSK a Křovákovo konformní kuželové zobrazení v obecné poloze. Mapy byly zhotoveny v měřítku 1:1000 a 1:2000 (ČÚZK, 2013). Od roku 1945 došlo ke konfiskacím a přídělovému řízení. Vytyčování parcel podle nových pozemkových reforem v této době probíhalo na základě nekvalitních podkladů, jejichž výstupy navíc nebyly zakresleny do katastrálních map. V celém katastru se
37
následně začaly objevovat velké nepřesnosti a v roce 1956 se přestal udržovat úplně. Nahrazen byl novou jednotnou evidencí půdy, která ovšem zahrnovala pouze údaje o obhospodařovatelích pozemků, nikoliv však jejich majitelích. Od roku 1951 do roku 1964 vlastnické údaje nebyly vůbec evidovány (ČÚZK, 2013). V této práci byla použita WMS vrstva poskytovaná ČÚZK v rámci současně platné mapy zjednodušené evidence pozemků.
Obr. 16: Mapa bývalého pozemkového katastru (1930); zdroj: Český úřad zeměměřický a katastrální
5.5 Mapy evidence nemovitostí Tyto katastrální mapy byly vydávány v letech 1964-1992. Původně byly vytvářeny modifikací původních map pozemkového katastru, posléze se používaly mapy technickohospodářské (1964-1981) a základní mapy velkého měřítka (1981-1992) (ČÚZK, 2013). Jednalo se o součást měřického operátu nové evidence nemovitostí vznikající mezi lety 1964-1988. Tato evidence zahrnovala kromě měřického operátu též sbírku listin a operát písemný (výkaz změn, soupis parcel, evidenční listy, listy vlastnictví a rejstříky vlastníků a domů). Evidence byla zřízena především pro hospodářské účely, konkrétně plánování a řízení zemědělské výroby (ČÚZK, 2013). Pro získání dat pro tuto práci byly použity mapy z let 1978 a 1980 s doplněnými pozdějšími úpravami a jejich datem. Konkrétně jde o listy Odry 6-1/1, Odry 7-0/3, Odry 7-0/4 a Odry 7-1/2 v měřítku 1:2000, poskytnuté k nahlédnutí finančním a správním odborem městského úřadu v Budišově nad Budišovkou.
5.6 Katastr nemovitostí ČR Aktuálně užívaný katastr nemovitostí České republiky byl vytvořen po roce 1993. Katastrální operát současného katastru se skládá ze souboru geodetických informací (mapy) a souboru popisných informací (údaje o katastrálním území, parcelách, stavbách, vlastnících), soubor listin a přehledy půdního fondu (ČÚZK, 2013).
38
Na počátku zřizování tohoto katastru byly používány operáty dřívější evidence nemovitostí, která je ale neúplná, a proto bylo zapotřebí vytvořit novou zjednodušenou evidenci pozemků. Z tohoto důvodu měřický operát vzhledem k potřebě znázornění majetkových vztahů kombinuje staré mapy bývalého pozemkového katastru a mapy evidence nemovitostí (ČÚZK, 2013). Od roku 1998 byl soubor geodetických informací digitalizován a od roku 2001 je veřejně přístupný prostřednictvím Informačního systému katastru nemovitostí (ISKN). Pro účely této práce byly použity obě tyto mapy jako veřejně přístupné WMS vrstvy poskytované ČÚZK.
Obr. 17: Katastrální mapa (2014); zdroj: Český úřad zeměměřický a katastrální
5.7 Topografická mapa 1:10 000 V letech 1952-1957 byly vytvořeny nové topografické mapy Topo S-1952 v měřítku 1:25 000. Tyto mapy umožňují v části území sledování časových změn především z doby před nástupem kolektivizace (rozorávání mezí a scelování). Dále jsou vhodné pro sledování změn v pohraničních oblastech, především sídel zanikajících po vysídlení německého obyvatelstva, pro která se zde užívá speciálního znaku „rozvaliny“. Během 60. let byly tyto mapy v některých oblastech nahrazovány topografickými mapami 1:10 000 vytvářenými na základě mapování z let 1957-1972 (Milichovský, M., 2015). První vydání mapy bylo zpřístupněno veřejnosti na mapovém portálu ÚAZK a na Geoprohlížeči ČÚZK. Jednotlivé listy však nebyly spojeny a georeferencovány, proto je hledání požadované lokality poněkud složitější. Pro účely sledování rozsahu zástavby v Budišově nad Budišovkou v 60. letech byla použita naskenovaná data z topografické mapy 1:10 000 z roku 1964, konkrétně mapových listů M-33-84-C-a-2, M-33-84-C-b-1 a M-33-84-C-b-3.
5.8 Historická letecká mapa kontaminovaných míst V letech 1949-1956 bylo na celém území tehdejšího Československa provedeno první celoplošné letecké snímkování. Snímky byly pořízeny v prostorovém rozlišení 0,5 m. V současnosti jsou tyto snímky majetkem Vojenského geografického a hydrometeorologického úřadu v Dobrušce (Řeřicha a kol., 2015). 39
V roce 2010 byly snímky v chybějících částech území doplněny o snímky z jiných období (především roky 1937-1938) a zpřístupněny na internetu Českou agenturou pro životní prostředí (CENIA) v rámci projektu Národní inventarizace kontaminovaných míst (NIKM). Tato mapová aplikace je přístupná na adrese kontaminace.cenia.cz a rovněž byla využita v této práci. Tato aplikace mimo jiné umožňuje kombinaci a prolínání historické ortofotomapy s aktuální ortofotomapou, základní mapou nebo III. vojenským mapováním z let 1876-1880 (viz podkapitola 5.3), díky čemuž je velmi vhodná pro porovnání časových změn na území České republiky v nedávné minulosti.
5.9 OpenStreetMap Projekt OpenStreetMap vznikl roku 2004, původně za účelem mapování Velké Británie. Od roku 2006 je tento projekt zastřešen pod stejnojmennou nadací (OpenStreetMap, 2015). Úkolem projektu OpenStreetMap je tvorba volně dostupných a šiřitelných geografických dat, která jsou tvořena dobrovolníky s použitím open source nástrojů. Tato data jsou pak (pod otevřenou licencí ODbL, tzn. Open Database License) použitelná v široké škále dalších aplikací, například při mapování postižených území během krizových situací. Příkladem je zemětřesení na Haiti v roce 2010, po němž během krátké doby dokázali místní a především zahraniční dobrovolníci vytvořit velmi přesné kartografické podklady, které byly využity humanitárními pracovníky OSN při záchranných pracích (Marek, L., 2011 a Chavent, N., 2015). Pro účely této bakalářské práce byla použita vrstva budov, která je ke stažení v rámci celého balíčku vrstev na adrese http://download.geofabrik.de/europe/czech-republic.html. Jedná se o součást uceleného portálu Geofabrik Downloads zaměřeného na služby související s OpenStreetMap, včetně možnosti stažení balíčku vrstev pro každou konkrétní zemi či celý kontinent, mimo jiné i ve formátu SHP (ESRI Shapefile).
Obr. 18: OpenStreetMap (2015); zdroj: © Přispěvatelé OpenStreetMap
40
6
ANIMOVANÁ VIZUALIZACE ROZVOJE ZÁSTAVBY
6.1 Metodika a pracovní postup při vytváření řešené aplikace 6.1.1 Získání a zpracování podkladových dat Na samém počátku tvorby animované vizualizace bylo zajištění podkladových materiálů. To bylo provedeno několika způsoby: prohledáním dostupných internetových zdrojů (stránky města, mapové portály), návštěvou příslušných orgánů místní samosprávy a opatřením vhodných vektorových vrstev z Internetu. Některé informace byly upřesněny na základě ústního sdělení pamětníků a znalců historie města. Vybrané zdroje jsou podrobněji popsány v kapitole 5. Po získání soupisů budov z městského úřadu byl jako první krok proveden jejich přepis do tabulky v programu Microsoft Excel, tak aby byla urychlena a zefektivněna práce s daty prostřednictvím funkcí filtrování a podmíněného formátování. K přepsaným datům (postaveno, zbouráno, poznámka k účelu) byly doplněny sloupce, do kterých byl zadáván stupeň zpracování každé budovy (určení polohy, existence příslušného polygonu a jeho popisku ve vytvářené vrstvě s budovami, nastavení letopočtů a další). Tato tabulka se stala základem pro další postup výroby animace.
Obr. 19: Ukázka tabulky pro zpracování soupisu budov ve městě (chybějící dům č. p. 576 podle záznamů nebyl postaven)
6.1.2 Vektorizace budov První fází samotné tvorby animace byla vektorizace všech budov ve městě. Původním záměrem bylo ručně vektorizovat všechny stávající budovy v programu ArcGIS a doplnit k nim stejným způsobem stavby v minulosti zbourané. Během práce se ovšem objevila jednodušší možnost, která pro stávající budovy představovala využití existující polygonové vrstvy budov z OpenStreetMap, jež byla v některých částech opravena. K tomuto účelu byly využity podkladové WMS vrstvy od ČÚZK (ortofoto a katastr nemovitostí ČR). Pro doplnění dnes již neexistujících budov bylo použito kombinace letecké mapy z roku 1955 (web kontaminace.cenia.cz) a WMS služby obsahující katastrální mapu (pozemkový katastr) z roku 1927, jejíž použití bylo výhodné především v oblasti velkého sídliště v centru města. Letecká mapa z roku 1954 posloužila pro vizuální kontrolu. Nad vrstvou se starou katastrální mapou pak byla vytvořena požadovaná polygonová vrstva zaniklých budov. Později byl objeven nový vhodný zdroj (Stabilní 41
katastr z roku 1830), díky kterému bylo možno rekonstruovat podobu města v daném období a navíc od sebe rozlišit stavby zděné a stavby dřevěné. Do vrstvy současné zástavby byly přidány i oba v současnosti rozestavěné objekty (sportovní hala a rodinný domek, viz kapitola 4), které z pochopitelných důvodů musely být zakresleny pouze přibližně, neboť v katastrálních ani v jiných mapových podkladech ještě nejsou zaneseny. Jako znakový klíč u obou vrstev zástavby byla použita šedá barva, přičemž budovy existující v roce 2015 jsou zbarveny tmavším odstínem šedé, zatímco budovy v minulosti zaniklé jsou zbarveny mírně světlejším odstínem tak, aby bylo možno obě kategorie budov navzájem snadno rozlišit. 6.1.3 Identifikace budov a jejich stavu Během přípravy obou polygonových vrstev se zástavbou (stávající i zaniklou) byla u většiny budov ihned po zakreslení příslušného polygonu do atributové tabulky dopsána čísla popisná k zajištění jejich snadné identifikace (a tím pádem možnosti získání odpovídajícího data postavení ze soupisu budov). Příslušný sloupec atributové tabulky měl z důvodu potřeby zadávání různých hodnot nastaven datový typ TEXT. U některých budov a účelových staveb byl místo čísla uveden obecný název (například „garáž“), v případě hospodářských budov v průmyslových areálech byl uveden současný název dané firmy (například Linaset). V několika případech bylo třeba identifikovat hospodářské stavby, které náležely k obytným budovám s číslem popisným. To bylo provedeno zapsáním čísla popisného obytné budovy, doplněného o znak „+“, aby tak byla zřejmá provázanost mezi těmito objekty (například „35+“). Dále se objevilo několik případů, kdy číslo popisné zbourané budovy získala budova postavená později. Odlišení bylo provedeno tak, že u novější budovy byl k číslu popisnému doplněn index za lomítkem. Zapsané označení budovy tedy vypadá například následovně: „188/II“. V případě potřeby byla obě zmíněná pravidla kombinována (například „262/II+“). Uvádění čísel popisných u existujících staveb bylo velmi jednoduché, neboť stačilo zadat název katastrálního území a dané číslo do vyhledávání na portálu Mapy.cz a v aplikaci Nahlížení do katastru nemovitostí. Pokud byl daný objekt nalezen, byly zkontrolovány geometrické vlastnosti odpovídajícího polygonu a po dokončení kontroly kladný výsledek zapsán na příslušné místo v přehledové tabulce v programu Microsoft Excel (sloupec „Mapy.cz/KN ověřeno“). Pokud daný objekt vyhledáním na mapovém serveru nalezen nebyl a na mapě existoval, do přehledové tabulky bylo doplněno upozornění a následně provedeno ověření skutečného stavu za pomoci dostupných zdrojů. U několika objektů se rovněž jednalo o prověření jejich stavu přímo v terénu. Tímto způsobem byly získány například informace o demolici domu č. p. 132 na ulici Křivá z roku 2013. Tento dům byl na letecké mapě stále viditelný (i s viditelným poškozením střechy), ale vyhledat jej již nešlo. Při terénním průzkumu byl na místě nalezen pouze zbytek zdiva s pojistkovou skříní na okraji zbořeniště. Přesné datum demolice pak bylo dohledáno v přehledu usnesení zastupitelstva města uvedeném v městském zpravodaji (Město Budišov nad Budišovkou, 2013). 42
Složitější situace panovala v případě budov, které byly zbourány v minulosti. Jejich přesná čísla byla známá ze soupisu poskytnutého městským úřadem, ale určit, o který dům z mapových podkladů se přesně jedná, byl často problém. Nakonec bylo možno tato čísla rozdělit do tří skupin, které jsou specifikovány níže. První skupinu tvoří ta čísla, která chyběla v souvislé řadě dosud existujících domů (například č. p. 27 v ucelené řadě čísel 22-35 na Halaškově náměstí). V takových případech byla poloha příslušných domů určena bez problémů. Druhou skupinu tvoří zbourané domy, jejichž čísla tvoří většinou souvislé řady. I v tomto případě je možno alespoň přibližně určit, o které domy se jedná, a to podle navazujících čísel dosud existujících budov. Názorným příkladem tohoto jevu jsou zbourané domy čísel 54 až 86, které se nacházely v místě dnešního sídliště (dříve ulice Selská/Kudlichgasse a Ďurišova/Göthestrasse). Určení tohoto konkrétního intervalu čísel bylo možné díky tomu, že na okrajích sídliště dodnes stojí několik domů čísel 52, 53, 67, 73, 74, 75 a 87. Určení čísel pro konkrétní domy z mapy bylo problematické, ale dá se předpokládat, že doba jejich vzniku je podobná. Doba zániku je podobná rovněž, neboť všechny domy na místě sídliště byly zdemolovány v letech 1974-75. Třetí skupinou popisných čísel jsou ta čísla, která vůbec nelze přiřadit ke konkrétním domům. Obvykle je příčinou skutečnost, že je u nich udávána ulice s převažujícím odlišným intervalem čísel, případně se jedná o osaměle stojící stavby. Příkladem tohoto stavu je opět území dnešního sídliště (viz předchozí odstavec), kde se měla mezi domy z intervalu čísel 54-87 nacházet také zcela odlišná čísla 123 a 126. Dalším případem, který spadá do této kategorie, je jihovýchodní okraj zástavby města (ulice Nábřeží a Dvořákova), kde se dříve nacházelo množství zemědělských usedlostí a domů s popisnými čísly ve dvou různých intervalech (244-277 a 441-447). Z čísel dosud dochovaných domů lze usoudit příslušnost daných chybějících popisných čísel k této oblasti, historické mapy však ukazují v těchto místech poměrně hustou zástavbu, ze které dnes zbylo pouhé torzo, hlavně v případě druhého intervalu, jenž je dodnes reprezentován pouze domem č. p. 442. V případě mnoha staveb tak spíše než písemné prameny pomohly k určení časového období jejich existence dostupné mapové podklady, ve kterých jsou tyto objekty zachyceny. Čísla popisná konkrétních budov však nebylo možno přesně určit. Proto byla do atributové tabulky doplněna čísla popisná s otazníkem nebo s vynechanou částí, (například „24x“, pokud bylo zřejmé, že daný objekt spadá do intervalu čísel 240-249). Zvláštní součástí zpracovávaných popisných čísel pak jsou čísla staveb mimo intravilán města. Jedná se o samoty, které vzhledem k poválečným událostem (a později také vytvoření ochranného pásma hygienické ochrany vodní nádrže Kružberk) již nebyly osídleny a postupně (s výjimkou tzv. Weisshuhnovy vily č. p. 505 stojící naproti hrázi této nádrže) zanikly. Tyto samoty se nacházely ve značné vzdálenosti od města, a proto jim při tvorbě vizualizace nebyla věnována pozornost. Z toho důvodu byly při úpravách použité vrstvy budov z OpenStreetMap tyto stavby odstraněny.
43
6.1.4 Doplnění dalších atributů a nastavení časových údajů pro animaci Při vytváření obou vrstev s budovami byly ke všem prvkům do atributových tabulek přidány další informace. Kromě čísla popisného (popřípadě jiné identifikace, viz výše) byly přidány údaje o datu postavení a zbourání budovy (sloupce Začátek a Konec s datovým typem DATE). Bohužel nebylo možno zadat pouze rok, a proto byla data zadávána ve formátu „1/1/rrrr“, kde výraz „rrrr“ značí zadávaný rok. Jelikož je vizualizace tvořena pouze pro období od roku 1830 do roku 2015, u starších budov za tím účelem místo skutečného data postavení bylo nastaveno datum 1/1/1830, aby časové rozmezí aplikace začínalo právě na této hodnotě (z roku 1830 pochází císařský otisk Stabilního katastru, tj. nejstarší použitý zdroj). V případě uvedení skutečných hodnot by totiž vizualizace v praxi vypadala tak, že by se na jistou dobu objevila pouze osamocená hrstka starších budov (například radnice z roku 1636), zatímco ty, které v té době také existovaly a zanikly ještě před rokem 1830 (nebyly tedy zaneseny do Stabilního katastru), by chyběly. U všech objektů, které existují dodnes, byla nastavena hodnota atributu „Konec“ na 1/1/2015. Pro přehlednost byly u vrstev odstraněny všechny přebytečné sloupce, které byly obsaženy v původních datech z OpenStreetMap, aby bylo docíleno zobrazování pouze požadovaných informací (číslo, typ, začátek, konec). Obdobný postup (s uvedením druhu plochy) byl aplikován i na dodatečně vytvořenou vrstvu využití půdy (viz níže oddíl 6.1.8). U ulic, veřejných prostranství, parků a vodních ploch a toků byly rovněž (byly-li známy) přidány historické názvy, konkrétně pro období 1980, 1960 a 1930. Například u dnešního Náměstí Republiky je však uveden i název z roku 1940, který se rovněž odlišoval (z původního Hauptplatz se tehdy stalo Adolf-Hitler-Platz). Po vyplnění atributové tabulky bylo v ArcGISu nastaveno zobrazení popisků (ze sloupce s číslem popisným či názvem) pro snadnou orientaci. Výhodou tohoto postupu je navíc skutečnost, že v aplikaci Google Earth se z dané hodnoty stává nadpis přehledu atributů zobrazovaného po kliknutí na konkrétní objekt (viz obrázky níže).
Obr. 20 a 21: Příklad zobrazení atributů domu č. p. 580 v programu ArcGIS a v programu Google Earth
6.1.5 Nastavení animace Po vytvoření obou vrstev v programu ArcGIS následovalo jejich nastavení tak, aby bylo po spuštění v aplikaci Google Earth docíleno dynamické proměnlivosti obsahu v závislosti na poloze časového posuvníku. Prvním krokem bylo zaškrtnutí položky „Enable time on this layer“ a následně nastavení položky Layer Time, kde byla vybrána možnost se dvěma užívanými atributy (pro časové rozmezí, tedy „Each feature has a start and end time field“) a následně uvedeny konkrétní sloupce atributové tabulky, ze kterých 44
jsou čerpány potřebné informace. V případě obou zpracovávaných vrstev se jedná o sloupce „Začátek“ a „Konec“. Položka Field Format byla nastavena na (jediný nabízený formát) „Date/Time“, jenž v praxi umožňuje modelovat změny zobrazovaných jevů s přesností na sekundy.
Obr. 22: Nastavení vlastností vrstvy budov pro dynamické časové změny v programu ArcGIS
6.1.6 Převod do KML Po ukončení veškerých úprav byly všechny vrstvy převedeny nástrojem Layer to KML do formátu Keyhole Markup Language (KML), jenž je možno spustit v aplikaci Google Earth. Následující fáze tvorby vizualizace již probíhaly přímo v programu Google Earth. Při převodu bylo potřeba řešit problém s nesprávnou funkcí nástrojů, neboť, jak bylo později zjištěno, tyto nefungovaly, pokud převáděná vrstva nebyla v ArcGISu zobrazena. V takovém případě totiž po vložení do programu Google Earth bylo vidět vložený soubor KML, ale zcela bez obsahu. 6.1.7 Nastavení 3D vykreslování budov Při zkušební projekci aplikace v programu Google Earth se objevily drobné komplikace, neboť podklad z vrstvy využití půdy potlačil formátování polygonů z vrstvy budov. Příčinou problému byla pravděpodobně skutečnost, že obě vrstvy byly zobrazeny v jedné rovině, a tudíž splývaly (u obou byla nastavena absolutní výška 0 metrů nad zemí). Nakonec se objevilo řešení v podobě nastavení relativní výšky (k zemi) 1 m u všech objektů zástavby s prodloužením stran na zem (aby vodorovné plochy obou vrstev byly vzájemně mimoběžné). Tímto způsobem je navíc docíleno mírně trojrozměrného zobrazení objektů. Hodnota 1 m byla zvolena, protože jednička je k nule nejbližší celé číslo. Navíc takto malá hodnota se výrazněji neprojevuje na podobě objektů.
Obr. 23: Nastavení vrstvy budov pro zabránění kolize s vrstvou využití půdy v aplikaci Google Earth
45
6.1.8 Podkladová vrstva využití půdy Již během vytváření vrstvy se zástavbou začala také tvorba zjednodušené podkladové vrstvy znázorňující využití ploch (neboli landuse) v intravilánu města. K tomuto řešení bylo přikročeno dodatečně, neboť zkušební projekce samotné vrstvy zástavby přímo na původní podklad ze satelitních snímků v aplikaci Google Earth vypadala z estetického hlediska nevhodně. Bylo sice možno použít existující mapové podklady a po naskenování z nich udělat překryvnou vrstvu, ale nakonec byla zvolena varianta vytvoření nových polygonových vrstev, které využívají jednotnou symbologii a tím pádem lépe napomáhají ke zhodnocení časových změn. Plochy v nich byly rozděleny do několika základních kategorií, například zahrady, hospodářské plochy, vodní plochy, hřbitov, sportovní areály a dalších. Výčet všech použitých symbolů je uveden v tabulce 1 na konci této podkapitoly. Při vytváření vrstev využití půdy ve městě byl zvolen takový znakový klíč, který svým provedením odpovídá běžně užívaným kartografickým zásadám (Seeman, P. a Janata, T., 2013). Mapové znaky byly voleny s ohledem na jejich snadnou interpretaci a zároveň co největší heterogenitu mezi různými třídami zobrazovaných prvků. Vzhledem ke skutečnosti, že se jedná o mapovou vizualizaci s proměnlivým měřítkem, nebylo v tomto případě možno použít stávající liniovou vrstvu komunikací z OpenStreetMap, neboť její znázornění se v závislosti na změně měřítka nemění a při velkém přiblížení tak zůstává tenká linie uprostřed široké komunikace v podkladu. Jako náhradní řešení proto byly komunikace znázorněny rovněž nově vytvořenými polygony (vektorizovanými z WMS katastrální mapy), u kterých se tento problém nevyskytuje (obrázky 24 a 25 níže). Stejným způsobem byly znázorněny i železnice a vodní toky.
Obr. 24 a 25: Příklad zobrazení silnic v programu ArcGIS; vlevo liniová vrstva z OpenStreetMap, vpravo polygonová vrstva
Větším problémem při tvorbě vrstev využití půdy se stalo znázornění hřbitovů v ArcGIS pomocí textury zelené plochy vyplněné šedými kříži/hvězdami, vytvořené s použitím nástroje Marker Fill (respektive Picture Fill s obrázkem šesticípé hvězdy ve formátu GIF nakresleným v programu Malování). Ukázalo se, že v tomto případě není možno použít běžný postup jako pro ostatní plochy, tedy pouhý převod vrstvy z Feature Class v ArcGISu do KML, protože v aplikaci Google Earth se poté zobrazovala pouze zeleně vybarvená plocha bez znaků. Příčinou tohoto jevu jsou vlastnosti použitého značkovacího jazyka KML, neboť jak ve své práci uvádí H. Kočová (2010), tento značkovací jazyk, i přes své uznání za mezinárodní standard, nepodporuje texturu linií a ploch, což mírně limituje možnosti vizualizace některých jevů.
46
Další zkoušenou možností bylo vytvoření hřbitova jako samostatného překryvného obrázku (GroundOverlay) a jeho následné vložení do vrstvy využití půdy (respektive zobrazené složky s ostatními polygony) manuálně. V ArcGISu byl tedy vytvořen snímek obrazovky zabírající dané plochy a v programu Zoner Photo Studio z něj odstraněny okolní zachycené části ploch sousedících s hřbitovem. Tyto plochy byly poté zprůhledněny, aby zbytečně nezakrývaly sousední povrchy zachycené ve vrstvě. Takto zpracovaný obrázek byl pro zachování průhlednosti uložen ve formátu GIF a vložen do aplikace Google Earth jako GroundOverlay. Po nastavení potřebných vlastností a úpravě hranic překryvného obrázku tak, aby lícoval se zbytkem příslušné vrstvy, byl obrázek uložen jako soubor ve formátu KML. Pro nastavení animace obrázků byl zdrojový kód vzniklého souboru upraven poznámkovým blokem, kde mezi atributy stačilo za název vrstvy doplnit položku TimeSpan a do ní potřebné údaje: <TimeSpan> 1989-01-01T00:00:00Z <end>2015-01-01T00:00:00Z
(začátek období) (konec období)
Obr. 26: Ukázka příkazu doplněného do zdrojového kódu vrstvy s překryvným obrázkem pro hřbitov (u období 1989-2015).
Po úpravě kódu byly soubory KML se všemi obrázky hřbitovů pro dané období opět otevřeny v programu Google Earth. Po otestování funkčnosti byly všechny obrázky manuálně přidány do složek, které obsahují ostatní polygony vrstvy využití půdy pro dané období. Tímto způsobem tedy bylo vyřešeno zobrazení textury a její animace. Drobným nedostatkem použitých symbolů je, že každá z ploch, vedených jako hřbitov, se vyznačuje jinou velikostí znaků vyplňujících příslušný polygon. To je způsobeno skutečností, že použitý obrázek je tvořen ze snímku obrazovky, na které starší hřbitov (umístěný v centru města) zabírá, vzhledem ke své lokalizaci ve směru východzápad, větší plochu než novější hřbitov (na kraji města), jehož delší strana je ve směru sever-jih. Tento rozdíl mezi tvary polygonů způsobil rozdílnou velikost přiblížení, a tím pádem také rozdílné vykreslení vyplňujících znaků. Po dokončení vrstvy využití půdy pro léta 1989-2015 v programu ArcGIS byl proveden její převod do formátu KML a následně zobrazení a kontrola v programu Google Earth. Poté byla vrstva zkopírována a přejmenována. Po provedení úprav vrstvy směřujících ke znázornění situace v předcházejícím období (1980-1989) a změně časových údajů ve sloupcích k tomu určených byla tato vrstva opět převedena do formátu KML a pro kontrolu zobrazena v programu Google Earth. Tímto způsobem pak na sebe navazovala tvorba všech vrstev využití půdy pro celé sledované období 1830-2015. Bylo vytvořeno celkem 13 vrstev, které zachycují vývoj území města za období let 1830-2015 v časových řezech s nepravidelnými intervaly. Pro přechod mezi jednotlivými vrstvami byly zvoleny takové hranice, aby byl pokud možno co nejvíce zohledněn vývoj území v čase a zároveň minimalizován rozdíl mezi stavem zobrazovaným ve vrstvě využití půdy a obou vrstvách budov. Jako hranice pro přechod mezi vrstvami byly určeny roky vyznačující se velkým množstvím změn v zástavbě, konkrétně roky 1877 (stavba tabákové továrny), 1891 (stavba železniční trati), 1896 (vznik židovského hřbitova), 1920 (růst nové
47
čtvrti na severozápadě města), 1945 (zánik židovského hřbitova), 1954 (stavba fotbalového hřiště a zakrytí náhonu vedoucího skrz město), 1957 (přestavba Halaškova náměstí a velká vlna demolic), 1961 (stavba prvních budov JZD na severu města), 1970 (vybudování přírodního koupaliště na jihovýchodním okraji města), 1974 (stavba sídliště v centru města), 1980 (rozšíření JZD a zřízení druhého hřbitova) a 1989 (stavba školní jídelny a postupná změna většiny průmyslových ploch na brownfieldy). Tab. 1: znakový klíč vrstvy Landuse použité ve vizualizaci zástavby
mapová značka
význam
přesnější definice
ulice nebo náměstí
zpevněné komunikace nebo plochy (včetně chodníků při krajích vozovky)
nezpevněná komunikace
polní cesty, cesty s travnatým povrchem
pěší stezka
komunikace pro pěší (s výjimkou chodníků podél vozovky)
železnice
kolejiště železničních stanic, železniční trať (včetně náspu)
sportovní plocha
plocha využívaná pro sportovní aktivity (fotbalové hřiště, atd.)
hospodářská plocha
plocha využívaná k hospodářské činnosti (průmyslový areál nebo zemědělské družstvo)
brownfield
plocha, která je nedostatečně využívaná, zanedbaná a nevyužitelná bez procesu regenerace; pozůstatek průmyslové, zemědělské nebo jiné aktivity (CzechInvest, 2015)
zemědělská půda
orná půda
zahrada
oplocené areály z větší části tvořené travnatou plochou nebo vegetačním pokryvem (soukromé i veřejné)
park
veřejná prostranství pokrytá travním porostem a udržovanou vegetací s rekreační a oddychovou funkcí (Šilhánková, 2003 in Králová, L., 2012)
hřbitov, židovský hřbitov travnatá plocha
veřejná prostranství pokrytá travnatým porostem, louky
les
plocha pokrytá souvislým stromovým porostem
vodní plochy a toky
vodní plochy a toky, umělé i přírodní; rozdíl mezi vodní plochou a vodním tokem je rozlišen tvarem objektu a popisem v atributech
6.1.9 Odvození vrstvy pro zobrazení hranice zpracovávaného území Další dodatečně vytvořenou vrstvou je vrstva představující vymezení zpracovávaného území intravilánu města Budišov nad Budišovkou, jež byla použita pro vytvoření obrázku 1 v podkapitole 1.2. K vytvoření této vrstvy stačilo použít již hotovou vrstvu využití půdy pro rok 2015 v ArcGISu a prostřednictvím nástroje Dissolve bez zaškrtnutí dalších položek ji spojit do jednoho celku. U tohoto celku byla následně nastavena průhledná výplň a červená hranice o tloušťce 3 pixely. Vrstva byla mírně opravena v místech, kde se uvnitř polygonu vytvořily přebytečné hranice (původní vrstva
48
Landuse zde nebyla zcela souvislá), pomocí příkazů Part > Delete. Nakonec byla, stejně jako všechny ostatní vrstvy, převedena do formátu KML a spuštěna v aplikaci Google Earth, odkud pochází zmíněný výsledný obrázek 1. 6.1.10 Přidání vrstvy archivních a srovnávacích fotografií Kromě animovaných vrstev zástavby a využití půdy pro časové období 1830-2015 byla do vytvářené aplikace rovněž (již pouze v programu Google Earth) vložena vrstva bodových znaků (značka místa PlaceMark – ikona fialového fotoaparátu), které obsahují srovnání podoby některých míst ve městě v minulosti a v současnosti. K tomuto srovnání byl využit soubor historických fotografií, pořízených většinou ve třicátých a šedesátých letech minulého století. Fotografie byly získány ze soukromé sbírky paní Heleny Malušové (viz poděkování v úvodu této práce) a z internetových stránek Ulož.to (naskenované pohlednice). K těmto archivním fotografiím byly při terénním průzkumu počátkem dubna 2015 autorem nafoceny srovnávací fotografie, přičemž byl kladen důraz na pokud možno minimální rozdíl mezi oběma záběry. Po nafocení potřebných snímků byly dvojice (v některých případech i trojice) snímků zachycujících stejné místo vloženy do vektorového grafického programu Zoner Callisto 5 a vždy uspořádány tak, aby vlevo byl historický a vpravo současný snímek. V případě trojice snímků byly rovněž uspořádány zleva doprava chronologicky od nejstaršího po aktuální. Po složení byla výsledná koláž z každého místa vždy exportována do formátu JPG (s nastavením rozlišení na hodnotu 150 DPI). V programu Google Earth byla vytvořena příslušná bodová značka a nastaveny další vlastnosti. Do názvu značky byl uveden popis místa s uvedením zdokumentovaných časových období snímku. Do záložky popis v dialogovém okně pak byl vložen příkaz v jazyce HTML s adresou pro propojení s příslušným srovnávacím obrázkem. Vzhledem k tomu, že se fotografie po rozkliknutí v aplikaci zobrazovaly příliš velké, byl do nastavení za propojovací hypertextový odkaz vložen také atribut „height=“298px““, kterým bylo nastaveno zobrazení snímku s výškou 298 pixelů (u dvojic horizontálních snímků), což je dostačující hodnota díky které se snímky zobrazují tak, aby se správně vešly do obrazovky. V případě trojic snímků (větší poměr stran) byla uvedena hodnota 200 pixelů a v jednom případě u dvojice vysokých snímků byla zadána hodnota 350 pixelů. Výsledná podoba zobrazené koláže po kliknutí na ikonu fotoaparátu je zobrazena na obrázku 27 níže.
Obr. 27: Ukázka zobrazení koláže historické a současné fotografie v programu Google Earth (včetně seznamu fotografií vlevo).
49
6.1.11 Vytvoření a přidání legendy k vrstvám Landuse a Zástavba Legenda k vrstvám využití půdy a zástavby (jedna společná pro všechny vrstvy a časová období) byla do vizualizace vložena obdobným způsobem jako výše popisované koláže historických a současných fotografií. Nejprve byly v programu Zoner Callisto 5 nakresleny prázdné obrysy plošných značek a k nim doplněny příslušné textové informace. Rovněž byly uvedeny informace o autorovi a zdrojích použitých dat. V případě značek pro hřbitov byly do obrysů vloženy i náboženské symboly (rovněž nakreslené). Po dokončení práce v tomto programu (a exportu do formátu PNG) pak byl opět použit program Zoner Photo Studio (dále jen ZPS), v němž byl obrázek oříznut a obrysy vybarveny. Program ZPS byl použit proto, že barevný odstín pro vybarvení značek je zde možno zvolit na základě zadání hodnot z aditivního barevného modelu RGB. Hodnoty byly zjištěny zobrazením vlastností polygonů reprezentujících jednotlivé druhy využití povrchu přímo v programu Google Earth tak, aby bylo docíleno maximálního souladu mezi legendou a vrstvami, k jejichž interpretaci slouží. Stejný postup byl použit i v případě vrstev zástavby. Po dokončení úprav samotného obrázku pak bylo přikročeno k jeho vložení do aplikace, opět stejným způsobem jako v případě srovnávacích koláží. Jediný rozdíl je v tom, že bodová značka, díky níž je obrázek legendy vložen do vizualizace, byla nastavena tak, aby se nezobrazovala (stejně tak její popisek). Proto je legenda dostupná pouze po kliknutí na příslušný odkaz v bočním panelu vrstev.
6.2 Výsledná podoba aplikace a její zhodnocení Výsledná animovaná vizualizace, která vznikla na základě postupu uvedeného výše v podkapitole 6.1, je koncipována jako jeden velký soubor ve formátu KML, který obsahuje pět kategorií dat. Tři z nich (Landuse 1830-2015, Zástavba a Fotografie) tvoří samotnou animovanou vizualizaci. Každá z těchto složek pak obsahuje množství dalších složek či souborů, z nichž se skládají jednotlivé vrstvy. Čtvrtou kategorií je vrstva Vymezení území tvořená jediným polygonem (červený obrys s průhlednou výplní). Pátým souborem je neviditelná bodová značka sloužící k zobrazení legendy vrstev využití půdy a zástavby. Ve všech vrstvách je možno vyhledávat konkrétní položky, což je užitečné především při zkoumání zástavby. Složka Landuse 1830-2015 obsahuje celkem 13 podsložek s polygony pro vrstvy využití území, z nichž každá podsložka obsahuje vrstvu pro jedno časové období. Jednotlivé vrstvy se postupně střídají v závislosti na poloze časového posuvníku v horní části mapového okna. Zároveň s tím se mění také obsah atributů, které jsou zobrazovány po kliknutí myší na polygon z dané vrstvy. Složka Zástavba obsahuje dvě podsložky (vrstvy), jednu pro existující zástavbu a druhou pro zástavbu zaniklou v minulosti. Stejně jako vrstvy využití půdy i tyto dvě vrstvy jsou závislé na poloze časového posuvníku v horní části mapového okna. Po kliknutí na konkrétní polygon se opět zobrazují jeho atributy, které však (na rozdíl od těch u vrstvy využití půdy) na poloze časového posuvníku závislé nejsou a jsou stále stejné. Poslední složkou v základním výběru je složka fotografií, která obsahuje celkem 44 srovnávacích koláží historických a současných snímků. Snímky z konkrétního místa lze 50
zobrazit kliknutím na fialovou ikonu fotoaparátu v daném místě. V případě dostatečné velikosti mapového okna se koláže zobrazují celé. V případě, že nelze zobrazit koláž v plné velikosti (například pokud je levý panel vrstev roztažen příliš daleko od kraje monitoru), se zobrazuje jen většina koláže doplněná o posuvníky. Fotografie lze zobrazit buď kliknutím na ikonu fotoaparátu, nebo na název fotografie v postranním panelu vrstev. Po klepnutí dojde k zobrazení fotografie, ale zobrazení zůstává na místě. Na místo pořízení dané fotografie se lze přesunout po dvojitém kliknutí. Na rozdíl od předchozích, tato vrstva na poloze časového posuvníku závislá není. Všechny složky se spouštějí při prvním otevření KML souboru automaticky, ale každou z těchto složek i každý ze souborů, který obsahují, lze samozřejmě libovolně vypínat a zapínat. Z čistě praktických důvodů však nelze doporučit zobrazení samotných vrstev budov nad satelitními snímky v programu Google Earth, neboť viditelnost šedých polygonů vrstvy zástavby je pak při oddálení zobrazení velmi špatná. Legendu je možno zobrazit klepnutím na podtržený název „Legenda k vrstvám Landuse a Zástavba“, přičemž obrázek legendy se zobrazuje v mapovém okně nezávisle na aktuálně zobrazovaném území. Po dvojitém kliknutí na tento název se zobrazení mapového pole přesune na místo vložené (neviditelné) ikony, která je umístěna přibližně uprostřed zpracovávaného území. Kromě prohlížení situace ve městě pro daný konkrétní rok aplikace Google Earth umožňuje také automatickou animaci vývoje zpracovaného území v průběhu celého zpracovávaného časového rozmezí let 1830-2015. Toho lze dosáhnout klepnutím na ikonku hodin v levé horní části panelu s časovým posuvníkem. Po přehrání animace je další přehrání možné až po ručním přesunutí posuvníku zpět na výchozí pozici. Nastavením dostupným po klepnutí na ikonu klíče v pravé části panelu posuvníku lze upřesnit například to, jakou rychlostí má proběhnout automatické posouvání zobrazeného časového okamžiku a tím i celá animace. Navíc je možno zvolit i to, zda se má animace přehrávat neustále dokola či nikoli. Co se týče zařazení výsledné animace do klasifikací rozebíraných v rámci teoretické části práce, výsledná animace je příkladem časové lineární interaktivní animace se statickým mapovým podkladem a kombinací statických (vrstva zástavby) a dynamických (vrstva využití půdy) atributů zobrazovaných jevů. Podle klasifikace Amy Lobben (2003) tyto vlastnosti odpovídají kombinaci časové série (zástavba) a tematické animace (využití půdy).
51
650 m Obr. 28: Ukázka zobrazení vizualizace zástavby s vrstvou využití půdy v aplikaci Google Earth (stav pro rok 2015)
6.2.1 Výhody použitého postupu a výsledné vizualizace Postup a softwarové prostředky použité při tvorbě animované vizualizace řešené v této práci byly zvoleny především pro zjednodušení práce se zpracovávanými daty. Pro zobrazení dat nebylo třeba vytvářet žádnou vlastní aplikaci, neboť všechny potřebné funkce (časový posuvník, zobrazování obrázků a fotografíí) jsou obsaženy právě v aplikaci Google Earth. Program ArcGIS byl využit hlavně pro další eliminaci některých nedostatků aplikace Google Earth, které jsou mimo jiné popsány v podkapitole 3.4 i níže. Základní výhodou použití aplikace Google Earth je její univerzalita spočívající v množství různých funkcí, jejichž správnou kombinací lze dosáhnout požadovaných vlastností výsledného produktu. Důležitou roli zde hraje také dobrá dostupnost této aplikace, která je šířena v základní verzi zcela zdarma. Co se týče použití kombinace aplikací Google Earth a ArcGIS, výhodou tohoto spojení je skutečnost, že použití programu ArcGIS pro tvorbu polygonových vrstev (Vymezení území, Zástavba, Landuse) výrazně zrychluje práci. V případě tvorby řešené vizualizace s použitím pouze aplikace Google Earth by sice bylo možno dosáhnout stejného nebo velmi podobného výsledku, nicméně některé kroky by bylo třeba provést komplikovanějším způsobem. Jako příklad se nabízejí následující tři kroky: Prvním z nich je vkládání polygonů ve vrstvě využití půdy, přičemž aplikace ArcGIS umožňuje pro všechny polygony ve vrstvě dodatečně měnit formátování všech polygonů pro jednotlivé druhy povrchů zároveň. Navíc se formát konkrétního polygonu mění okamžitě po nastavení hodnoty do sloupce atributové tabulky, jenž je zvolen jako zdroj pro symbologii vrstvy. V prostředí Google Earth však tvorba celých vrstev (obdoba Feature Class) není možná a je možno vkládat pouze jednotlivé objekty, které jsou navzájem nezávislé. Proto by bylo nutno rozdělit každou vrstvu (pro jeden časový interval) na podsložky, z nichž každá by obsahovala pouze polygony reprezentující jeden druh povrchu. Poté by bylo možno kliknutím pravým tlačítkem myši přejít do vlastností dané
52
podsložky a všem obsaženým objektům nastavit sdílený styl. Nevýhodou takového postupu by však (kromě časově náročné tvorby) byla značná nepřehlednost panelu vrstev a tím pádem i zhoršená uživatelská přívětivost celé vizualizace. Druhým problematickým krokem by bylo doplňování atributů jednotlivých vložených prvků. Toto by v programu Google Earth bylo nutno provést u každého polygonu ručně v okně Vlastnosti pomocí kódu HTML, což je zdlouhavé a navíc je zde možnost způsobení chyby v kódu, která by mohla negativně ovlivnit chování daného polygonu ve vizualizaci, potažmo celé vrstvy. Kromě toho nelze v programu Google Earth zobrazit tyto textové vlastnosti souhrnně pro více prvků zároveň. V programu ArcGIS stačilo pouze doplnit potřebnou hodnotu do příslušného řádku atributové tabulky (kde jsou přehledně uspořádány údaje pro celou editovanou vrstvu) a tím byl celý proces doplňování atributů hotov, neboť po převodu a otevření v Google Earth se údaje bez problémů zobrazily. Třetím krokem, kde by použití samotné aplikace Google Earth pro celou tvorbu řešené vizualizace mohlo působit problém, je nastavení časových okamžiků sloužících k zobrazení a skrytí jednotlivých vrstev. Na rozdíl od ostatních (např. typ povrchu) nelze tyto vlastnosti nastavit pouze doplněním příslušného kódu do pole v okně Vlastnosti, ale je nutno je doplnit až do výsledného kódu KML prostřednictvím poznámkového bloku (v okně Vlastnosti je sice nabídka nastavení časového rozsahu, ale vrstvy na ni nereagovaly). Při velkém množství objektů, které jsou ve vrstvách zastoupeny, je však KML kód natolik rozsáhlý, že orientovat se v něm a následně jej doplňovat o další údaje by bylo velmi složité, možná i úplně nemožné. Ruční editace kódu by navíc omezila možnost dalších úprav přímo v programu Google Earth, neboť ty by mohly způsobit smazání předtím doplněných údajů. Díky aplikaci ArcGIS však byly potřebné údaje nastaveny velmi jednoduše (způsobem popisovaným v příslušných oddílech, tj. 6.1.3 až 6.1.5). Toto se osvědčilo hlavně v případě vrstev využití půdy, kde všechny vložené polygony v rámci jedné vrstvy obsahují ve sloupcích „Začátek“ a „Konec“ stejné hodnoty. V prostředí Google Earth by bylo nutno nastavit všechny hodnoty ručně. Postup použitý při tvorbě řešené vizualizace umožnil každou z potřebných hodnot nejprve napsat do tabulky v programu Microsoft Excel, tažením myší vyplnit touto hodnotou celý sloupec a poté jej zkopírovat do cílového sloupce v atributové tabulce editované vrstvy v programu ArcGIS. Díky tomu byly časové údaje pro správnou funkci každé vrstvy nastaveny během několika minut a po převodu do KML a otevření v Google Earth se okamžitě projevily. Kromě výše uvedených důvodů k použití kombinace ArcGISu a Google Earth je nutno zmínit také možnost jednoduchého sdílení a šíření celé vizualizace prostřednictvím jediného souboru KML (respektive archivu KMZ obsahujícího tento soubor a doprovodné soubory pro správné fungování některých součástí, viz níže). 6.2.2 Nevýhody použitého postupu a výsledné vizualizace Použité řešení má kromě výše popsaných výhod také mnoho nedostatků, které lze nalézt v různých součástech tvorby řešené vizualizace i vizualizace samotné. O nejvýraznějších nedostatcích pojednává tato podkapitola.
53
Základním nedostatkem práce je použití programu ArcGIS. I přes mnoho pozitiv, která sebou použití tohoto programu přineslo (viz výše), je neustále nutné brát v úvahu, že se jedná o komerční software. Možnosti tvorby vizualizace zástavby popisovaným způsobem jsou tak pro uživatele, kteří tímto softwarem nedisponují, omezené. Řešením může být použití volně dostupných programů, které však nemusejí mít stejnou funkcionalitu, a tudíž dosažené výsledky tvorby vizualizace mohou být odlišné. S programem ArcGIS je spojen další nedostatek projevující se přímo při práci s vrstvami. Během tvorby vrstev využití půdy pro jednotlivá časová období byla každá vrstva pro další období vytvořena zkopírováním vrstvy předchozí (ukazující situaci v následujícím časovém intervalu). Při práci ovšem bylo zjištěno, že po ukončení editace nové vrstvy (úpravy do stavu odpovídajícího jinému časovému období) se změny ukládají i do všech vrstev editovaných dříve, což například způsobuje, že vrstva pro rok 2015 se po vytvoření a uložení vrstvy z roku 1974 také změnila do podoby z tohoto roku. Tím pádem byly znemožněny jakékoli další úpravy stavu z roku 2015, neboť v rámci aplikace ArcGIS byl tento prakticky ztracen. Pro další pokračování tvorby nových vrstev byly nalezeny dvě varianty řešení dané situace. První z nich spočívala v exportu celé předchozí vrstvy a vytvoření nové. Nevýhodou však byla nutnost zcela nového nastavení znakového klíče. Druhá varianta spočívala ve zpětném převodu vrstvy z KML do Shapefilu, nicméně tento převod způsobil úplnou změnu obsahu atributové tabulky, kde nezůstaly zachovány ani původní sloupce, natož doplněné hodnoty. Jako řešení tak byla zvolena první varianta. Nedostatkem, který se objevuje při zobrazení vrstvy zástavby (konkrétně neexistující zástavby), je posunutí začátku časové animace z roku 1830 na rok 1809. Tato hodnota je přitom zcela mimo zobrazované rozmezí let 1830-2015 a objevuje se i přesto, že není obsažena v atributech žádného polygonu z dané vrstvy. Tento nedostatek se nepodařilo uspokojivě vysvětlit ani vyřešit, a proto je při spuštění animace vizualizace nejprve zobrazen pouze pohyb časového posuvníku v rozmezí let 1809-1830 a až poté dochází k zobrazování dat běžným způsobem. Problémem byla i nedostatečná podkladová data o využití ploch ve městě mezi lety 1830 a 1920. Situace pro tyto dva roky je známa z císařských otisků Stabilního katastru a mapy bývalého pozemkového katastru. Komplikace byla vyřešena při vytváření vrstev tak, že v částech města, které vznikaly v tomto problematickém časovém rozmezí, byla doba změny využití půdy oproti stavu z roku 1830 do podoby z roku 1920 určena na základě doby výstavby budov v příslušném území. Například na severu města v dnešní čtvrti rodinných domů (vznik postupně od roku 1879) bylo snahou alespoň částečně rekonstruovat plynulou změnu využití území ze zemědělské půdy do podoby dnešní čtvrti. S tímto také souviselo nastavení druhů komunikací, které tehdy v této oblasti vznikaly. Komunikace se tedy objevují většinou souběžně se zobrazením nových budov (nebo krátce předtím), přičemž nejprve jsou symbolizovány jako nezpevněné a až později se mění na ulice s pevným povrchem. I přes maximální snahu o sladění změn zástavby a změn podkladu pod ní se v některých místech objevují drobné nedostatky, například právě v roce 1879 se některé budovy (na ulici Boženy Němcové) objevují ještě s podkladem
54
zemědělské půdy a až o 12 let později se podklad mění na travnatou plochu a následně zahradu, která trvá až do konce animace (rok 2015). Velký problém zpočátku představovala skutečnost, že značkovací jazyk KML nepodporuje vytváření textur ploch a linií, potřebných pro tvorbu symbolů reprezentujících hřbitovy. Tento problém již byl popsán v oddíle o tvorbě vrstvy využití půdy (6.1.8). Jak již bylo uvedeno, nakonec byl vyřešen vložením textur hřbitovů v podobě překryvných obrázků získaných ze snímků obrazovky s pohledy na dané plochy v programu ArcGIS. Objevily se také problémy s převodem vektorových vrstev z formátu Shapefile do KML, neboť po dokončení animace bylo zjištěno, že barva kategorie ulic ve vrstvě využití půdy se převodem mezi používanými barevnými modely (z CMYK v ArcGISu do RGB v Google Earth) ze světle šedé (CMYK odstín 0, 0, 0, 4) změnila na bílou (RGB odstín 255, 255, 255). Bílá barva je podle zavedených pravidel (Kaňok, J. a Voženílek, V., 2007-2008 in Seeman, P. a Janata, T., 2013) vyhrazená pro vyjádření znázornění míst, pro která chybí data. Vzhledem k tomu, že pro nápravu tohoto stavu by bylo nutno celou animaci vytvořit prakticky od začátku znovu, bylo zvoleno řešení v podobě ponechání výstupu v této podobě. Později bylo objeveno, že v aplikaci ArcGIS lze pomocí pokročilého nastavení zvolit barvy přímo podle modelu RGB (místo výchozího CMYK), čímž se dá tomuto problému předejít. Jednou z dalších komplikací byla skutečnost, že překryvné obrázky hřbitovů a koláže fotografií vyžadují pro správnou funkci propojení se zdrojovými soubory umístěnými ve stejné složce, jaká obsahuje soubor KML se samotnou vizualizací. Problém byl vyřešen převedením výsledné vizualizace i s fotografiemi a překryvnými obrázky do komprimovaného formátu KMZ, podporujícího propojení souborů užitím relativních adres.
6.3 Možnosti dalšího zdokonalení a použití daného řešení Popisovaná tvorba animované vizualizace rozvoje zástavby je poměrně zjednodušená, neboť ve své podstatě zobrazuje primárně pouze prostorové rozmístění jednotlivých budov v závislosti na čase s doplněním některých textových údajů v atributech. Vizualizace je navíc primárně určena pro použití v programu Google Earth, což znamená, že k prohlížení dat je nutno mít tento program nainstalován ve vlastním počítači. Prostředí Google Earth však poskytuje nepřeberné množství možností, jak tento informační zdroj dále vylepšit po stránce obsahu i dostupnosti. V následujících oddílech jsou uvedeny a stručně popsány možnosti, jak zdokonalit vizualizaci zástavby řešenou v této práci. 6.3.1 Kvalitativní a kvantitativní charakteristiky zástavby Další možností, jak zvýšit informační hodnotu celé vizualizace, je její doplnění o další kvalitativní charakteristiky jednotlivých staveb. Použitelných vlastností existuje celá řada, například typ stavby (rodinný dům, garáž), počty místností/podlaží, obydlen/neobydlen a podobně. Znázornění těchto charakteristik lze v prostředí Google Earth (respektive jednodušeji ve spojení ArcGIS) provést dvojím způsobem: buď zbarvením jednotlivých 3D polygonů reprezentujících budovy nebo uvedením
55
charakteristik do atributové tabulky a jejich zobrazováním po kliknutí na příslušný objekt. Pokud by vyvstala potřeba uvést do modelu charakteristiky měnící se s časem, zřejmě jedinou efektivní možností je její znázornění druhým jmenovaným způsobem (v tabulce), ovšem s každým atributem vyhrazeným zvlášť pro dané časové období. Znázornění charakteristik tímto způsobem je možno vidět ve vrstvě využití půdy v použití atributů pro různá jména ulic pro roky 1930, 1960, 1980 a 2015. Znázornění pomocí změny symbolů (viz oddíl 3.3.2) by si vyžádalo úpravy spočívající ve vytvoření více stejných polygonů na sobě, každého pro jiné časové období s jinou hodnotou zobrazené charakteristiky a s jinou vizuální podobou. Takové řešení by bylo (v případě velkého počtu různých hodnot dané charakteristiky) značně nepřehledné, nemluvě o složitějším postupu při dodatečných úpravách. Dalo by se o něm však uvažovat v případě velmi malého počtu zpracovávaných objektů nebo hodnot. V případě objemnějších souborů dat se také nabízí možnost znázornění zobrazovaných jevů tak, že pro každé období vytvoříme celou vrstvu tvořenou všemi objekty ve zkoumaném území. Toto řešení bylo použito v této práci při vytváření vrstev pro využití půdy (oddíl 6.1.8). 6.3.2 Skutečné 3D modely budov Za speciální případ znázornění kvalitativních charakteristik lze považovat nahrazení polygonů ve vizualizaci trojrozměrnými modely zachycujícími skutečnou podobu staveb. V současnosti existuje několik softwarových prostředků a způsobů, jak toho docílit, například rozhraní OpenGL, VRML, Java 3D, 3D PDF, a kromě mnoha dalších také formát Keyhole Markup Language (KML), jenž je užíván právě v prostředí Google Earth (Herman, L., 2011). Příkladem pro tvorbu trojrozměrných modelů jednotlivých staveb je jejich nakreslení v programu SketchUp, který vyvinula firma @Last Software v roce 2000. V roce 2006, po úspěšné spolupráci na tvorbě zásuvného modulu pro Google Earth, byla firma koupena společností Google (Donley, M., 2011) a v roce 2012 společností Trimble Navigations Ltd (Mukherjee, S., 2012). Program SketchUp není využíván jen pro modelování budov, ale také pro mnohá další odvětví, například bytový design, herní průmysl a další. Jeho rozšířením je knihovna modelů zvaná 3D Warehouse, kde mohou uživatelé programu sdílet své modely s ostatními a zároveň volně stahovat modely jiných autorů pro vlastní použití (Russnák, J., 2012). Předností programu SketchUp je využitelnost pro rekonstrukci podoby staveb v minulosti, neboť tvorba modelu není nutně vázána na existenci stavby. Díky tomu lze modelovat i stavby, které v minulosti zanikly. Přitom je možno využít historických fotografií, vzpomínek pamětníků a dalších zdrojů. Stejně jako v případě běžných polygonů, i v případě trojrozměrných modelů vytvořených programem SketchUp, lze u každého modelu nastavit podrobnější informace, které se zobrazují po klepnutí myši. Při převodu do formátu KML lze rovněž nastavit údaje pro animaci prostřednictvím příkazů TimeStamp/TimeSpan, díky čemuž lze změny podoby stejných budov v různých obdobích znázornit stejným způsobem (oddíl 3.3.2) jako například změny vrstvy využití půdy u animované vizualizace řešené v této práci. Jedinou věcí, která by u velkých území
56
(kromě časové náročnosti) mohla při tomto řešení způsobovat komplikace, by mohla být datová náročnost výsledných souborů. Tu však lze zmírnit převodem do komprimovaného formátu KMZ, který poskytuje kompresi v poměru 10:1 (například ze souboru KML o velikosti 10 KB vznikne archiv KMZ o velikosti 1 KB) (Google, 2013). 6.3.3 Webová prezentace Google Earth API a jiné alternativy Kromě úprav provedení samotné vizualizace popisovaných výše je možno její potenciál zvýšit také použitím dalších prostředků určených pro šíření dat tvořených ve formátu KML/KMZ. Pro rozšíření povědomí o tématu reprezentovaném zpracovanou vizualizací je možno například vytvořit webové stránky věnované zkoumané problematice a vizualizaci do nich začlenit v podobě odkazu ke stažení souboru KMZ. Možností, která potlačuje nutnost mít prohlížeč Google Earth nainstalovaný ve svém počítači, je doplnění webových stránek o zásuvný modul Google Earth, který umožňuje zobrazení rámce s virtuálním glóbem přímo v internetovém prohlížeči, například jako vizuální doplněk pod souvisejícím textem. Tento modul disponuje zcela stejnými vlastnostmi a ovládacími prvky jako běžná aplikace Google Earth a díky tomu tak zpřístupňuje obsah i uživatelům, kteří nemají program Google Earth k dispozici. Využití modulu s rozhraním Google Earth API však bude v blízké době omezeno. Firma Google z bezpečnostních důvodů ukončila podporu používané technologie v novějších verzích prohlížeče Chrome a stejný krok byl proveden také u prohlížeče Mozilla Firefox. K úplnému odstavení aplikačního rozhraní Google Earth API má dojít v prosinci 2015 (Hoetmer, 2014). Možnou náhradou tohoto rozhraní a zásuvného modulu Google Earth by mohlo být rozhraní Google Maps API. Alternativu pro sdílení souboru ve formátu KML/KMZ (pro uživatele pokročilejší verze Google Earth Pro) představuje vytvoření záznamu prohlídky a následně filmu ve formátu AVI, VMW nebo MOV nástrojem Movie Maker s nastavením požadovaného obrazového rozlišení a počtem snímků za sekundu. Výsledný film je tak zcela nezávislý na aplikaci Google Earth i mapách na internetu a použitelný například v prezentacích zaměřených na téma zachycené vizualizací.
6.4 Možnosti využití zpracované vizualizace Animovaná vizualizace řešená v rámci této práce je poměrně úzce tematicky zaměřená. I přesto však existuje více možností, jak ji, po dořešení některých drobných nedostatků, dále využít. Ať už se jedná o zpracovanou animaci běžných polygonů v programu Google Earth nebo její vylepšení způsoby popsanými v podkapitole 6.3. Jedním z využití, která se pro aplikace tohoto druhu a tématu nabízejí, je například umístění okna se zásuvným modulem Google Earth (popřípadě odkazu na stažení souboru ve formátu KMZ) na oficiální stránky modelovaného sídla. Doplněním těchto prvků o doprovodný text, případně celou tematicky zaměřenou sekci stránek (například Budišovský objektiv na stránkách města Budišov nad Budišovkou), by bylo možno vytvořit atraktivní informační zdroj, který by občanům i turistům umožnil se jednoduše
57
seznámit s historickým vývojem sídla a pochopit souvislosti, které jej v minulosti ovlivňovaly. Kromě studia samotného růstu města je možno díky vložené vrstvě s kolážemi historických a současných fotografií porovnat změny životních podmínek panujících ve zmapovaném sídle v minulosti a v současnosti. Konkrétně v případě zpracovávaného města Budišov nad Budišovkou je možno tímto způsobem porovnat podmínky panující zde před druhou světovou válkou, v poválečném období a v současnosti, neboť město bylo součástí oblastí zabraných po Mnichovské dohodě Německem a po skončení druhé světové války postižených odsunem původního obyvatelstva. Rozdíly mezi podmínkami zachycenými na předválečných fotografiích a podmínkami současnými jsou z tohoto důvodu dodnes velmi výrazné. Pro zlepšení orientace uživatelů (především těch, kteří se ve městě hůře orientují) během prohlížení fotografií lze dále doplnit k vrstvě bodových značek s fotografiemi také vrstvu polygonů, které znázorňují území zachycené na každé fotografii. Vizualizace rozvoje zástavby s fotografiemi může být, kromě propagace města, využita také jako snadno dostupný interaktivní výukový materiál například při hodinách vlastivědy, zeměpisu nebo dějepisu ve školách, věnovaných historii sídla, ve kterém se nacházejí. V případě zobrazení vizualizace pro tento účel v programu Google Earth, je možno výuku zmíněných předmětů rovněž propojit s výukou práce s tímto programem jako takovým, což je dobrý způsob pro rozvoj dovedností žáků ve více oborech zároveň.
58
7
ZÁVĚR
Tato práce se zabývala tvorbou a zhodnocením animované vizualizace rozvoje zástavby v lokalitě města Budišov nad Budišovkou od roku 1830 do roku 2015. V teoretické části byly řešeny různé metody kartografické animace s uvedením jejího vývoje a některých příkladů jejího současného využití v různých oblastech. Dále byly popsány některé technologické prostředky, které jsou používány pro tvorbu kartografických animací. Dále jsou rozebírány možnosti tvorby časových animací v prostředí programu Google Earth, jenž byl vybrán k tvorbě řešené animace zástavby. Na základě zjištěných vlastností bylo zvoleno jednodušší řešení kombinující program Google Earth s programem ArcGIS. V praktické části jsou nejprve uvedeny historické souvislosti, které ovlivňovaly růst města Budišov nad Budišovkou a dále charakterizovány historické prameny, ze kterých bylo vycházeno při tvorbě animace. Dále je uveden podrobný pracovní postup, kdy příprava a vytváření tematických dat byly zajištěny programem ArcGIS a po dokončení těchto kroků práce pokračovala přímo v programu Google Earth, který posloužil pro tvorbu tematické vrstvy s kolážemi historických a současných fotografií. Rozebírána je rovněž tvorba znakového klíče pro znázornění podkladu s využitím půdy ve městě. Součástí praktické části je také zhodnocení výsledného produktu a diskuze výhod a nevýhod použitého řešení. Nakonec jsou nastíněny některé možnosti dalšího zdokonalení a využití časových animací s tematikou urbanistického rozvoje vytvářených s použitím programu Google Earth. Řešený způsob animované vizualizace časového rozvoje zástavby je použitelný prakticky pro jakoukoli lokalitu. S velikostí zpracovávaného území a časového rozmezí však výrazně roste náročnost tvorby. Zajímavé by jistě bylo podobným způsobem zpracovat vizualizaci zástavby v některém z měst v okolí řešeného Budišova nad Budišovkou, například ve Vítkově (kde v podstatě během celého 20. století probíhala masová výstavba nových rodinných domů) nebo Městě Libavá. V obou těchto sídlech byla výstavba postižena daleko většími zásahy než v Budišově nad Budišovkou, ve druhém případě také proto, že Město Libavá se stalo v roce 1946 centrem okolního vojenského výcvikového prostoru a bylo v dobách normalizace obýváno sovětskými vojsky. Díky využití mnoha různých funkcí pro znázornění historického vývoje je animovaná vizualizace velmi atraktivní a umožňuje uživateli udělat si rychlý přehled o zkoumané problematice. Tato práce by mohla posloužit jako návod pro tvorbu podobných animovaných vizualizací i v budoucnu.
59
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK 3D
tri-dimensional – trojrozměrný
AIR
Adobe Integrated Runtime
API
Application Programming Interface – rozhraní pro programování aplikací
AVI
Audio Video Interleave
BCN
Barcelona
CD-ROM
Compact Disc Read-Only Memory – kompaktní disk ke čtení dat
CENIA
Česká informační agentura životního prostředí
CMYK
Barevný model Cyan-Magenta-Yellow-Black (azurová-purpurová-žlutá-černá)
COLLADA
COLLAborative Design Activity
CSS
Cascading Style Sheets – kaskádové styly
č. p.
číslo popisné
ČÚZK
Český úřad zeměměřický a katastrální
ČR
Česká republika
ČSR
Československá republika
ČSÚ
Český statistický úřad
DPI
Dots per inch – počet pixelů na palec
GIF
Graphics Interchange Format
GML
Geography Markup Language
GPS
Global Positioning System – globální polohovací systém
HTML
Hypertext Markup Language
ISKN
Informační systém katastru nemovitostí
JPG
JPEG (Joint Photographic Experts Group) File Interchange Format
JZD
Jednotné zemědělské družstvo
KML
Keyhole Markup Language
KMZ
Komprimovaný archiv souboru KML
KN
Katastr nemovitostí
MOV
Multimediální kontejner
NIKM
Národní inventarizace kontaminovaných míst
ODbL
Open Database License
OGC
Open Geospatial Consortium
60
OpenGL
Open Graphics Library
OSN
Organizace spojených národů
PDF
Portable Document Format
PNG
Portable Network Graphics
RGB
Barevný model Red-Green-Blue (červená-zelená-modrá)
S-JTSK
Systém jednotné trigonometrické sítě katastrální
SHP
Shapefile
SVG
Scalable Vector Graphics
UTC
Coordinated Universal Time – koordinovaný světový čas
ÚAZK
Ústřední archiv zeměměřictví a katastru
VRML
Virtual Reality Modelling Language
WMS
Web Map Service – webová mapová služba
WMV
Windows Media Video
XHTML
Extensible HyperText Markup Language
XML
Extension Markup Language
ZPS
Zoner Photo Studio
61
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY A ZDROJŮ Knihy, časopisy a jiné tištěné materiály [1]
DIBIASE, D., MACEACHREN, A. M., KRYGIER, J. B., REEVES, C.: Animation and the Role of Map Design in Scientific Visualization. Cartography and Geographic Information Systems. 1992. Vol. 19, 4, pp. 201-214.
[2]
HERMAN, L.: Moderní kartografické metody modelování měst. Diplomová práce, Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Brno, 2011.
[3]
HUSÁK, K.: Mapa bitvy u Slavkova. Bakalářská práce, Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Brno, 2012.
[4]
KOČOVÁ, H.: Tvorba webové aplikace nad Google Earth pro krizový management. Diplomová práce, Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Brno 2010.
[5]
KRAAK, MJ.: Cartography and the Use of Animation. In: CARTWRIGHT, W., PETERSON, M. P., GARTNER G. F.: Multimedia cartography. 2007. 2nd ed. Berlin: Springer, s. 317-325. ISBN 978-3-540-36650-8.
[6]
KRAAK, MJ., EDSALL, R. MACEACHREN, A. M.: Cartographic animation and legends for temporal maps: Exploration and or interaction. In: Proceedings of the 18th International Cartographic Conference. 1997. Vol. 1. Stockholm, p. 253-261.
[7]
KRÁLOVÁ, L.: Veřejná prostranství v urbánní struktuře jako prostředek ochrany veřejných zájmů. Bakalářská práce, Masarykova univerzita, Ekonomicko-správní fakulta, Brno, 2012.
[8]
LOBBEN, A.: Classification and application of cartographic animation. The Professional Geographer, 2003. 55.3, pp. 318-328.
[9]
MIKLOŠ, M.: Časové animace starých map. Bakalářská práce, Univerzita Palackého, Přírodovědecká fakulta, Olomouc, 2010.
[10] PETERSON, M. P.: Spatial Visualization through Cartographic Animation: Theory and Practice. Proceedings of Geographic Information Systems / Land Information Systems GIS/LIS. 1994, pp. 250-258. [11] POLEHŇOVÁ, D.: Využití programu Google Earth v geografickém vzdělávání. Bakalářská práce, Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Brno, 2009. [12] Rada města. Budišovský zpravodaj. Budišov nad Budišovkou: Středisko volného času, p. o. 2013. č. 6, s. 6 [13] RUSSNÁK, J.: 3D model areálu Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. Diplomová práce, Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Brno, 2012. [14] VRCHOVECKÝ, F.: Jak jsme pracovali v letech 2006-2010. Budišovský zpravodaj. Budišov nad Budišovkou: Městské kulturní a informační středisko, 2010, č. 4, s. 2-3.
62
Elektronické dokumenty [15] PETERSON, M.: Cartographic Animation. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://maps.unomaha.edu/mp/Articles/CartographicAnimation.html [16] ŘEŘICHA, J., ROUŠAROVÁ, Š., DOUBRAVA, P., SUCHÁNEK, Z., KVAPIL, J.: Historické ortofotomapy v projektu I. etapa Národní inventarizace kontaminovaných míst. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.cenia.cz/__C12572160037AA0F.nsf/$pid/CPRJ7RCKSQQ7/$FILE/histo ricke_ortofotomapy_trebon.pdf (5. 5. 2015)
Internetové zdroje [17] ANGEL, S., LAMSON-HALL, P.: The Expansion of Built-Up Area in Manhattan, 1790-2010. YouTube.com. [online]. 2015a. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: https://www.YouTube.com/watch?v=9Snw3Huxm5U [18] ANGEL, S., LAMSON-HALL, P.: The Rise and Fall of Manhattann’s Densities, 1800-2010. YouTube.com. [online]. 2015b. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: https://www.youtube.com/watch?v=AGXJTwkc0CA [19] Animated Map Types. e-CartouCHe. [online]. 2012. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.ecartouche.ch/content_reg/cartouche/interactiv/en/html/AnimCarto_learningObject3.h tml [20] Brownfieldy. CzechInvest – Agentura pro podporu podnikání a investic. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.czechinvest.org/brownfieldy [21] Budišovský objektiv. Oficiální stránky města Budišov nad Budišovkou. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.budisov.eu/volnycas/zajimavosti/budisovsky-objektiv/ [22] DONLEY, M.: History of SketchUp. MasterSketchUp.com. [online]. 2011. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://mastersketchup.com/history-of-sketchup/ [23] DRÁPELA, M., STACHOŇ, Z., TAJOVSKÁ, K.: Dějiny kartografie – Multimediální učebnice. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://oldgeogr.muni.cz/ucebnice/dejiny/obsah.php [24] DUŠEK, P.: Budišovské Letnice mají bohatou historii. Opavský a hlučínský deník. [online]. 2012. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://opavsky.denik.cz/kultura_region/kultura-pozvanka-budisovskeletnice20062012.html [25] Flightradar24.com [online]. http://www.flightradar24.com
2015.
[cit.
2015-05-05].
Dostupné
z:
[26] Google Earth. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://earth.google.com [27] Historie. Oficiální stránky města Budišov nad Budišovkou.[online]. 2015. [cit. 201505-05]. Dostupné z: http://www.budisov.eu/mesto/titulni-strana/historie/ 63
[28] History of OpenStreetMap. OpenStreetMap Wiki. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://wiki.openstreetmap.org/wiki/History_of_OpenStreetMap [29] HOETMER, K.: Announcing deprecation of the Google Earth API. Google Geo Developers Blog. [online]. 2014. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://googlegeodevelopers.blogspot.com.au/2014/12/announcing-deprecation-ofgoogle-earth.html [30] CHAVENT, N.: Haiti. Humanitarian OpenStreetMap Team. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://hotosm.org/projects/haiti-2 [31] JALSOVSZKY, Z.: iRIS – Poloha vozidel MHD Brno. [online]. 2015. [cit. 2015-0505]. Dostupné z: http://iris.bmhd.cz [32] JENKOV, J. SVG Animation. Jenkov.com. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://tutorials.jenkov.com/svg/svg-animation.html [33] KASÍK, P.: Ušetříte deset tisíc. Profesionální Google Earth je nyní zdarma v HD. Technet.idnes.cz. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://technet.idnes.cz/google-earth-pro-zdarma-0vr/software.aspx?c=A150203_153210_software_pka [34] Keyhole Markup Language – KML Reference. Google Developers. [online]. 2013a. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: https://developers.google.com/kml/documentation/kmlreference [35] KML. Open Geospatial Consortium. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.opengeospatial.org/standards/kml/ [36] KOSTKOVÁ, P. ŘÍMALOVÁ, J.: Císařské povinné otisky stabilního katastru Čech. Ústřední archiv zeměměřictví a katastru. [online]. 2006. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://archivnimapy.cuzk.cz/cio/text_sk.html [37] LILLEY, C., JACKSON, D.: About SVG – 2D Graphics in XML. W3C. [online]. 2004. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.w3.org/Graphics/SVG/About.html [38] LUKAČOVIČ, I.: Windyty.com. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.windyty.com [39] MALÝ, M.: „Flash je mrtev, HTML5 není připraveno, co teď?“. Zdroják.cz. [online]. 2011. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.zdrojak.cz/clanky/flash-je-mrtevhtml5-neni-pripravene-co-ted/ [40] Mapping History. [online]. http://www.mappinghistory.nl
2015.
[cit.
2015-05-05].
Dostupné
z:
[41] MAREK, L.: Jak na OpeenStreetMap. Gisportál.cz. [online]. 2011. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.gisportal.cz/2011/06/jak-na-openstreetmap/ [42] MARTINEZ, P., SANTAMARIA, M. HOSTENCH, O.: Big Time BCN. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://bigtimebcn.300000kms.net/
64
[43] MICHÁLEK, M.: SVG. Vzhůru dolů – Webový frontend ze všech stran. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.vzhurudolu.cz/prirucka/svg#procsvg-pouzivat [44] MILICHOVSKÝ, M.: Topografické mapy 1:10 000. Drobné památky. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.drobnepamatky.cz/topografickemapy-1-10-000 [45] MILICHOVSKÝ, M.: Topografické mapy Topo S-1952. Drobné památky. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.drobnepamatky.cz/topografickemapy-topo-s-1952 [46] MUKHERJEE, S.: Trimble Navigation to buy Google’s SketchUp. Reuters. [online]. 2012. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.reuters.com/article/2012/04/26/ustrimble-google-idUSBRE83P0V820120426 [47] NIEUWENHUIS, R.: De groei van de Grachtengordel / Expansion of Amsterdam in the Seventeenth Century. YouTube.com. [online]. Stadsarchief Amsterdam, 2014a. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: https://www.youtube.com/watch?v=IvsHvfs3G1M [48] NIEUWENHUIS, R.: De Tweede Gouden Eeuw, Amsterdam 1800-1900 / The Second Golden Age, Amsterdam 1800-1900. YouTube.com. [online]. Stadsarchief Amsterdam, 2014b. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: https://www.youtube.com/watch?v=q5mirkkexSE [49] PRINDLE, D.: How to make animato GIFs with Photoshop. Digital Trends. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.digitaltrends.com/socialmedia/how-to-make-an-animated-gif/ [50] RAMOS, E.: Chicago Buildings Built By Year. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://a.tiles.mapbox.com/v3/reporterel.ChicagoBuilt.html#13/41.8779/87.6798 [51] SEEMAN, P., JANATA, T.: Barvy v mapách. Kartografie – E-learningový portál o tvorbě map. [online]. 2013. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://kartografie.fsv.cvut.cz/1-3-0-barvy-v-mapach.php [52] Setting the time properties on data. ArcGIS Resources. [online]. 2014. [cit. 2015-0505]. Dostupné z: http://resources.arcgis.com/en/heLP/MAIN/10.2/index.html#/Setting_time_properties _on_data/005z0000000q000000/ [53] Stručná historie pozemkových evidencí. Český úřad zeměměřický a katastrální. [online]. 2013. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.cuzk.cz/Katastrnemovitosti/O-katastru-nemovitosti/Historie-pozemkovych-evidenci.aspx [54] TAYLOR. F.: Google Earth Blog. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.gearthblog.com
65
[55] TIŠNOVSKÝ, P.: GIF: Animace a konkurence, Root.cz. [online]. 2006a. [cit. 201505-05]. Dostupné z: http://www.root.cz/clanky/gif-animace-a-konkurence/ [56] TIŠNOVSKÝ, P.: GIF: Pravda a mýty o GIFu. Root.cz. [online]. 2006b. [cit. 201505-05]. Dostupné z: http://www.root.cz/clanky/pravda-a-myty-o-gifu/#k01 [57] TIŠNOVSKÝ, P.: GIF: Případ GIF. Root.cz. [online]. 2006c. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.root.cz/clanky/pripad-gif/ [58] Veřejná databáze – Historický lexikon – počet obyvatel a domů podle výsledků sčítání od roku 1869. Český statistický úřad. [online]. 2015a. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://vdb.czso.cz/vdbvo/tabparam.jsp?cislotab=DEM_HLOB&kapitola_id=347&vo a=tabulka&go_zobraz=1&aktualizuj=Aktualizovat&pro_1_18=506460 [59] Veřejná databáze – Stav obyvatel ve vybraném území – časová řada. Český statistický úřad. [online]. 2015b. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://vdb.czso.cz/vdbvo/tabparam.jsp?childsel0=5&cislotab=DEM1030CU&voa=ta bulka&go_zobraz=1&aktualizuj=Aktualizovat&childsel0=5&pro_4_41=506460 [60] Veřejná databáze – Základní ukazatele ve vybraném území. Český statistický úřad. [online]. 2015c. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: https://www.czso.cz/documents/10180/24336427/4116130576.pdf/3b0b93c6-6a6e41ee-b769-fd00ab9f5e33?version=1.0 [61] WALTER, V.: Panorama města Brna z roku 1867. [online]. 2012. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://panorama.brna.cz/ [62] What is KML? ArcGIS Resources. [online]. 2012. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//00s20000000m000000
Mapové podklady [63] Císařské povinné otisky stabilního katastru 1:2880 - Morava. Ústřední archiv zeměměřictví a katastru. [online]. 2010. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://archivnimapy.cuzk.cz/mapy/map.phtml?dg=co_rastr_1000k,MCR500_op,P_C OCM_u&me=-958775.556739,-1282635.97206,-400169.80851,872110.327503&language=cz&config=cio&resetsession=ALL [64] Czech Republic. Geofabrik GmbH. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://download.geofabrik.de/europe/czech-republic.html [65] III. vojenské mapování. Národní inventarizace kontaminovaných míst. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://kontaminace.cenia.cz [66] Mapové listy Odry 6-1/1, Odry 7-0/3, Odry 7-0/4, Odry 7-1/2. Mapa evidence nemovitostí. 1:2000. Český úřad zeměměřický a katastrální, Opava, 1978 [67] Mapové listy Odry 6-1/1, Odry 7-0/3, Odry 7-0/4, Odry 7-1/2. Mapa evidence nemovitostí. 1:2000. Český úřad zeměměřický a katastrální, Opava, 1980
66
[68] Mapy.cz. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://mapy.cz [69] WMS katastrální mapa. Český úřad zeměměřický a katastrální. [online]. 2013. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.cuzk.cz/Katastr-nemovitosti/Poskytovaniudaju-z-KN/Webove-mapove-sluzby-pro-katastralni-mapy-(WMS-KN).aspx [70] WMS ortofoto. Český úřad zeměměřický a katastrální. [online]. 2013. [cit. 2015-0505]. Dostupné z: http://www.cuzk.cz/Katastr-nemovitosti/Poskytovani-udaju-zKN/Webove-mapove-sluzby-pro-katastralni-mapy-(WMS-KN).aspx [71] WMS vrstva skenované mapy dřívějších pozemkových evidencí. Český úřad zeměměřický a katastrální. [online]. 2013. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://www.cuzk.cz/Katastr-nemovitosti/Poskytovani-udaju-z-KN/Webove-mapovesluzby-pro-katastralni-mapy-(WMS-KN).aspx
Jiné zdroje [72] Budišov nad Budišovkou (staré pohledy 1894-1948). Ulož.to. [online]. 2015. [cit. 2015-05-05]. Dostupné z: http://ulozto.cz/xHGUtnPv/budisov-nad-budisovkou-starepohledy-1894-1948-zip [73] MALUŠOVÁ, H., soubor historických fotografií [74] MALUŠOVÁ, H., ústní sdělení [75] Soupis budov v Budišově nad Budišovkou, 1959
67
SEZNAM PŘÍLOH Obsah přiloženého CD Text práce Animovaná vizualizace rozvoje zástavby v Budišově nad Budišovkou Galerie srovnávacích koláži historických a současných fotografií města Tabulka Microsoft Excel s daty o zástavbě (doplněný přepis dat z roku 1959)
