Веб-ГИС
Технологии, использующие Всемирную паутину для управления пространственными данными
Стандарты OGC помогают инструментам ГИС взаимодействовать.

Веб-ГИС (также известные как веб-ГИС) или веб -географические информационные системы — это ГИС, которые используют Всемирную паутину для облегчения хранения, визуализации, анализа и распространения пространственной информации через Интернет . [1] [2] [3] [4] [5] [6] Всемирная паутина, или Веб, — это информационная система, которая использует Интернет для размещения, обмена и распространения документов, изображений и других данных. [7] [5] [6] Веб-ГИС подразумевает использование Всемирной паутины для облегчения задач ГИС, традиционно выполняемых на настольном компьютере, а также для обеспечения обмена картами и пространственными данными. Хотя веб-ГИС и интернет-ГИС иногда используются взаимозаменяемо, это разные концепции. [5] [ 6] Веб-ГИС — это подмножество интернет-ГИС, которое само по себе является подмножеством распределенной ГИС , которая сама по себе является подмножеством более широкой географической информационной системы . [8] [9] [10] [11] Наиболее распространенным применением веб-ГИС является веб-картографирование , настолько, что эти два термина часто используются взаимозаменяемо, во многом так же, как цифровое картографирование и ГИС. Однако веб-ГИС и веб-картографирование являются разными концепциями, причем веб-картографирование не обязательно требует веб-ГИС. [5]

Использование Интернета значительно повысило эффективность как доступа, так и распространения пространственных данных, двух наиболее существенных проблем настольных ГИС. [1] [12] [13] Многие функции, такие как интерактивность и динамическое масштабирование, широко доступны конечным пользователям с помощью веб-сервисов. [14] Масштаб Интернета иногда может сделать поиск качественных и надежных данных сложной задачей для специалистов ГИС и конечных пользователей, при этом значительное количество некачественного, плохо организованного или плохо полученного материала доступно для общественного потребления. [13] [14] Это может сделать поиск пространственных данных трудоемким занятием для пользователей ГИС. [13]

История

История веб-ГИС очень тесно связана с историей географических информационных систем, цифрового картографирования и Всемирной паутины или Интернета. Интернет был впервые создан в 1990 году, а первая крупная программа веб-картографии, способная создавать распределенные карты, появилась вскоре после этого в 1993 году. [9] [12] [15] Это программное обеспечение, названное PARC Map Viewer, было уникальным в том, что оно способствовало динамическому созданию пользовательских карт, а не статических изображений. [15] [7] Это программное обеспечение также позволяло пользователям использовать ГИС без его локальной установки на своем компьютере. [1] [15] Федеральное правительство США сделало картографическую службу TIGER доступной для общественности в 1995 году, что способствовало созданию настольных и веб-ГИС путем размещения данных о границах США. [1 ] [16] В 1996 году MapQuest стал доступен для общественности, облегчая навигацию и планирование поездок, что быстро стало основной утилитой на раннем этапе развития Интернета. [1] [14]

В 1997 году Esri начала фокусироваться на своем программном обеспечении для настольных ГИС, которое в 2000 году стало ArcGIS . [17] Это привело к тому, что Esri доминировала в отрасли ГИС в течение следующих нескольких лет. [12] В 2000 году Esri запустила Geography Network, которая предлагала некоторые веб-функции ГИС. В 2014 году ArcGIS Online заменил ее и предлагает значительные веб-функции ГИС, включая размещение, обработку и визуализацию данных в динамических приложениях. [1] [2] [12]

Приложения

Веб-ГИС имеет множество приложений и функций и управляет большей частью распределенной пространственной информации. [18] Различные отрасли и дисциплины, включая математику, историю, бизнес и образование, могут использовать веб-ГИС для интеграции географических подходов к данным. [18]

Демографические данные переписи населения

Департамент переписи населения США широко использует веб-ГИС для распространения своих данных о границах, таких как файлы TIGER, и демографических данных для общественности. [1] [16] «Просмотрщик карт демографических данных переписи 2020 года» работает на веб-картографическом приложении ESRI и предоставляет демографическую информацию, такую ​​как численность населения, раса и жилищные условия на уровне штата, округа и переписного участка. [19] [20]

Образование

В литературе определены образовательные преимущества и применение веб-ГИС на начальном, основном и университетском уровнях образования. [18] [21] Использование карт историй и панелей инструментов позволяет использовать новые способы отображения пространственных данных и облегчает взаимодействие учащихся. [18] Поскольку инструменты веб-ГИС часто удобны для пользователя, учителя могут создавать собственные визуализации для класса или даже заставлять учащихся создавать собственные визуализации для обучения географическим концепциям. [21]

Здравоохранение

Веб-ГИС широко используется в здравоохранении для передачи данных о состоянии здоровья общественности и лицам, формирующим политику. [22] Во время пандемии COVID-19 веб-приложения GIS-панелей были популяризированы в качестве шаблона для отображения данных о состоянии здоровья Университетом Джонса Хопкинса , который обновлялся до 10 марта 2023 года. [22] [23] В Соединенных Штатах все 50 правительств штатов, CDC и другие в конечном итоге использовали эти инструменты. [24] Эти панели отображали различную информацию, но, как правило, включали в себя хороплетную карту, показывающую данные о случаях COVID-19. [24]

Веб-сервисы

Веб-ГИС имеет множество функций, которые можно разделить на категории геопространственных веб-сервисов, включая веб-сервисы функций , веб-сервисы обработки и веб-сервисы картографирования . [3] Геопространственные веб-сервисы — это отдельные программные пакеты, доступные во Всемирной паутине, которые можно использовать для выполнения функций с пространственными данными. [3]

Веб-услуги

Динамическая веб-страница: пример серверного скриптинга ( PHP и MySQL )

Веб-службы функций позволяют пользователям получать доступ, редактировать и использовать размещенные наборы данных геопространственных функций. [3]

Услуги веб-обработки

Службы веб-обработки позволяют пользователям выполнять ГИС-расчеты на основе пространственных данных. [3] Службы веб-обработки стандартизируют входные и выходные данные для пространственных данных в интернет-ГИС и могут иметь стандартизированные алгоритмы для пространственной статистики .

Веб-картографические службы

Веб-картографирование подразумевает использование распределенных инструментов для создания и размещения как статических, так и динамических карт. [9] [3] [1] [2] Оно отличается от настольного цифрового картографирования тем, что данные, программное обеспечение или и то, и другое не могут храниться локально и часто распределены по многим компьютерам. Веб-картографирование позволяет быстро распространять пространственные визуализации без необходимости печати. ​​[25] Они также способствуют быстрому обновлению для отражения новых наборов данных и позволяют использовать интерактивные наборы данных, которые были бы невозможны в печатных СМИ. Веб-картографирование широко использовалось во время пандемии COVID-19 для визуализации наборов данных в режиме, близком к реальному времени. [26] [27] [28]

Услуги веб-освещения

Стандарт интерфейса веб-сервиса покрытия (WCS) Открытого геопространственного консорциума определяет веб -поиск покрытий , то есть цифровой геопространственной информации, представляющей явления, изменяющиеся в пространстве и во времени.

Служба веб-карт

Web Map Tile Service (WMTS) — это стандартный протокол для обслуживания предварительно отрисованных или вычисленных во время выполнения картографических фрагментов с географической привязкой через Интернет. Спецификация была разработана и впервые опубликована Open Geospatial Consortium в 2010 году. [29]

Стандарты

Открытый геопространственный консорциум

С точки зрения взаимодействия, использование стандартов связи в распределенной ГИС особенно важно. Общие стандарты для геопространственных данных были разработаны Открытым геопространственным консорциумом (OGC). Для обмена геопространственными данными через Интернет наиболее важными стандартами OGC являются Web Map Service (WMS) и Web Feature Service (WFS).

Использование шлюзов, совместимых с OGC, позволяет создавать очень гибкие распределенные системы GI. В отличие от монолитных систем GI, системы, совместимые с OGC, по своей природе являются веб-ориентированными и не имеют строгих определений серверов и клиентов. Например, если пользователь ( клиент ) обращается к серверу, этот сервер сам может выступать в качестве клиента ряда дополнительных серверов для извлечения данных, запрошенных пользователем . Эта концепция позволяет извлекать данные из любого количества различных источников, при условии использования согласованных стандартов данных. Эта концепция позволяет передавать данные с системами, не поддерживающими функциональность ГИС. Ключевой функцией стандартов OGC является интеграция различных уже существующих систем и, таким образом, геоподдержка сети. Веб-сервисы, предоставляющие различные функциональные возможности, могут использоваться одновременно для объединения данных из различных источников (мэшапы). Таким образом, различные сервисы на распределенных серверах могут быть объединены для «цепочки сервисов», чтобы добавить дополнительную ценность существующим сервисам. Обеспечивая широкое использование стандартов OGC различными веб-сервисами, становится возможным совместное использование распределенных данных нескольких организаций.

Некоторые важные языки, используемые в системах, совместимых с OGC, описаны ниже. XML означает eXtensible Markup language и широко используется для отображения и интерпретации данных с компьютеров. Таким образом, разработка веб-системы GI требует нескольких полезных кодировок XML, которые могут эффективно описывать двумерную графику, такую ​​как карты SVG , и в то же время хранить и передавать простые функции GML . Поскольку GML и SVG являются кодировками XML, очень просто преобразовывать их между собой с помощью XML Style Language Transformation XSLT . Это дает приложению средство рендеринга GML и, по сути, является основным способом, которым это было достигнуто среди существующих приложений на сегодняшний день. [30] XML может представлять инновационные веб-сервисы с точки зрения ГИС. Он позволяет легко переводить географическую информацию в графику, и в этом смысле скалярная векторная графика (SVG) может создавать высококачественные динамические выходные данные, используя данные, извлеченные из пространственных баз данных. В том же аспекте Google, один из пионеров в области веб-ГИС, разработал свой собственный язык, который также использует структуру XML. Keyhole Markup Language (KML) — это формат файла, используемый для отображения географических данных в браузере Earth, таком как Google Earth, Google Maps и Google Maps для мобильных браузеров "Определение Google KML" . Получено 2007-11-21 .

Геопространственная семантическая сеть

Геопространственная семантическая паутина — это видение включения геопространственной информации в ядро ​​семантической паутины для облегчения поиска и интеграции информации . [31] Это видение требует определения геопространственных онтологий , семантических справочников и общих технических словарей для описания географических явлений . [32] Семантическая геопространственная паутина является частью географической информационной науки . [3]

Критика

Все карты являются упрощениями реальности и, следовательно, никогда не могут быть идеально точными. [33] Эти неточности включают искажения, вносимые во время проецирования, упрощения и человеческие ошибки. В то время как традиционно обученные этичные картографы пытаются минимизировать эти ошибки и документировать известные источники ошибок, включая то, где возникли данные, веб-ГИС облегчает создание карт нетрадиционно обученными картографами и, что более важно, облегчает быстрое распространение их потенциально ошибочных карт. [16] [14] [34] Хотя эта демократизация ГИС имеет много потенциальных положительных сторон, включая расширение прав и возможностей традиционно бесправных групп людей, это также означает, что широкая аудитория может видеть плохие карты. [25] [28] [33] [35] Кроме того, злоумышленники могут быстро распространять намеренно вводящую в заблуждение пространственную информацию, скрывая при этом источник. [33] Это имеет значительные последствия и способствует инфодемии, окружающей многие темы, включая распространение потенциально вводящей в заблуждение информации о пандемии COVID-19 . [22] [24] Даже карта, созданная опытным картографом, имеет значительные ограничения по сравнению с традиционными методами распространения при использовании Интернета. Среди множества проблем компьютерные мониторы имеют множество различных настроек цвета и размеров. [14] [36] Это делает бесполезными соотношение, репрезентативную дробь и словесные шкалы, оставляя только масштабную линейку. Это также означает, что выбор цвета, выбранный картографом, может не совпадать с тем, что видит конечный пользователь. [14] [36] Эти проблемы не ограничиваются картографией, но их трудно решить.

Из-за природы Интернета его использование для хранения и вычислений менее безопасно, чем использование локальных сетей. [37] [38] [39] При работе с конфиденциальными данными веб-ГИС может подвергнуть организацию дополнительному риску утечки данных, чем при использовании выделенного оборудования и виртуальной частной сети (VPN) для удаленного доступа к этому оборудованию через Интернет. [37] [38] [39] Удобство и относительно низкая стоимость веб-ГИС часто не позволяют реализовать это.

Поскольку веб-ГИС построена в Интернете, она подвержена явлению гнилых ссылок . [24] Это явление может привести к потере ранее доступных данных из-за изменения URL-адреса пользователями, сбоев физического оборудования или удаления контента издателем. Если оборудование и информация, к которым осуществляется доступ в веб-ГИС, потеряны, «сбой одного диска может быть подобен сожжению Александрийской библиотеки». [40] Одно исследование показало, что 23% панелей мониторинга COVID-19, доступных на правительственных сайтах в феврале 2021 года, к апрелю 2023 года уже не были доступны по предыдущим URL-адресам. [24]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefgh Fu, Pinde; Sun, Jiulin (2011). Веб-ГИС: принципы и приложения . Редлендс, Калифорния: ESRI Press. ISBN 978-1-58948-245-6. OCLC  587219650.
  2. ^ abc Fu, Pinde (2016). Знакомство с веб-ГИС (2-е изд.). Редлендс, Калифорния: ESRI Press. ISBN 9781589484634. OCLC  928643136.
  3. ^ abcdefg Чжан, Чуаньронг; Чжао, Тянь; Ли, Вэйдун (2015). Геопространственная семантическая паутина . Cham: Springer. doi :10.1007/978-3-319-17801-1. ISBN 978-3-319-17800-4. OCLC  911032733. S2CID  63154455.
  4. ^ "Web GIS, Simply". ESRI Newsroom Insider . ESRI. 10 июня 2016 г. Получено 21 декабря 2022 г.
  5. ^ abcd Иезекиль, Куриа; Кимани, Стивен; Миндила, Агнес (июнь 2019 г.). «Структура для разработки веб-ГИС: обзор». Международный журнал компьютерных приложений . 178 (16): 6–10. doi : 10.5120/ijca2019918863 . S2CID  196200139.
  6. ^ abc Роуленд, Александра; Фолмер, Эрвин; Бик, Воутер (2020). «На пути к самообслуживаемой ГИС — объединение лучшего из семантической паутины и веб-ГИС». ISPRS International Journal of Geo-Information . 9 (12): 753. Bibcode : 2020IJGI....9..753R. doi : 10.3390/ijgi9120753 .
  7. ^ ab "В чем разница между Вебом и Интернетом?". Справка и часто задаваемые вопросы W3C . W3C . 2009. Получено 16 июля 2015 г.
  8. ^ Mathiyalagan, V.; Grunwald, S.; Reddy, KR; Bloom, SA (апрель 2005 г.). «Веб-ГИС и база геоданных для водно-болотных угодий Флориды». Компьютеры и электроника в сельском хозяйстве . 47 (1): 69–75. doi :10.1016/j.compag.2004.08.003 . Получено 31 января 2023 г.
  9. ^ abc Peng, Zhong-Ren; Tsou, Ming-Hsiang (2003). Интернет ГИС: Распределенные информационные службы для Интернета и беспроводных сетей . Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley and Sons. ISBN 0-471-35923-8. OCLC  50447645.
  10. ^ Moretz, David (2008). "Интернет ГИС" . В Shekhar, Shashi; Xiong, Hui (ред.). Энциклопедия ГИС . Нью-Йорк: Springer. стр. 591–596. doi :10.1007/978-0-387-35973-1_648. ISBN 978-0-387-35973-1. OCLC  233971247.
  11. ^ Hojaty, Majid (21 февраля 2014 г.). «В чем разница между веб-ГИС и интернет-ГИС?». GIS Lounge . Получено 30 августа 2022 г.
  12. ^ abcd Петерсон, Майкл П. (2014). Картография в облаке . Нью-Йорк: The Guiford Press. ISBN 978-1-4625-1041-2. OCLC  855580732.
  13. ^ abc Демерс, Майкл (2009). Основы географических информационных систем (4-е изд.). Wiley.
  14. ^ abcdef Петерсон, Майкл П. (1999). «Карты на камне: Интернет и этика в картографии». Картографические перспективы . 34. Получено 27 мая 2023 г.
  15. ^ abc Putz, Steve (ноябрь 1994 г.). «Интерактивные информационные службы с использованием гипертекста Всемирной паутины». Computer Networks and ISDN Systems . 27 (2): 273–280. doi :10.1016/0169-7552(94)90141-4 . Получено 14 сентября 2022 г. .
  16. ^ abc Plew, Brandon (2007). «Веб-картография в Соединенных Штатах». Картография и географическая информатика . 34 (2): 133–136. Bibcode : 2007CGISc..34..133P. doi : 10.1559/152304007781002235. S2CID  140717290. Получено 6 января 2023 г.
  17. ^ Магуайр, Дэвид Дж. (май 2000 г.). «Новое семейство продуктов ArcGIS от Esri». ArcNews (Esri).
  18. ↑ abcd Керски, Джозеф Дж. (29 сентября 2023 г.). «Преподавание и изучение географии с использованием подхода веб-ГИС». В Клонари, Айкатерини; Луиза Де Лазаро-и-Торрес, Мария; Кизос, Афанасий (ред.). Пересмотр географии (1-е изд.). Спрингер Чам. ISBN 978-3-031-40747-5.
  19. ^ "Просмотрщик демографических данных переписи 2020 года". Бюро переписи населения США . Получено 6 октября 2023 г.
  20. ^ "Просмотрщик демографических данных переписи 2020 года: Карта". Бюро переписи населения США . Получено 6 октября 2023 г.
  21. ^ ab Fargher, Mary (2018). «WebGIS для географического образования: на пути к подходу GeoCapabilities». ISPRS International Journal of Geo-Information . 7 (3): 111. Bibcode :2018IJGI....7..111F. doi : 10.3390/ijgi7030111 .
  22. ^ abc Муни, Питер; Юхас, Левенте (июль 2020 г.). «Картографирование COVID-19: как веб-карты способствуют инфодемии». Диалоги по географии человека . 10 (2): 265–270. doi : 10.1177/2043820620934926 . S2CID  220415906.
  23. ^ Центр системной науки и инженерии. "COVID-19 Dashboard". Университет Джонса Хопкинса . Получено 6 октября 2023 г.
  24. ^ abcde Адамс, Аарон М.; Чэнь, Сян; Ли, Вэйдун; Чуаньжун, Чжан (27 июля 2023 г.). «Нормализация пандемии: изучение картографических проблем на панелях управления государственными органами по COVID-19». Журнал карт . 19 (5): 1–9. Bibcode : 2023JMaps..19Q...1A. doi : 10.1080/17445647.2023.2235385 . S2CID  260269080.
  25. ^ ab Monmonier, Mark S. (1985). Технологический переход в картографии . Мэдисон: University of Wisconsin Press. ISBN 0299100707. OCLC  11399821.
  26. ^ Дун, Эньшэн; Ду, Хунжу (2020). «Интерактивная веб-панель для отслеживания COVID-19 в режиме реального времени». The Lancet Infectious Diseases . 20 (5): 533–534. doi :10.1016 / S1473-3099(20)30120-1. PMC 7159018. PMID  32087114. 
  27. ^ Эвертс, Джонатан (2020). «Пандемия приборной панели». Диалоги по географии человека . 10 (2): 260–264. doi : 10.1177/2043820620935355 . S2CID  220418162.
  28. ^ ab Адамс, Аарон; Чэнь, Сян; Ли, Вэйдун; Чжан, Чуаньжун (2020). «Замаскированная пандемия: важность нормализации данных в веб-картографировании COVID-19». Общественное здравоохранение . 183 : 36–37. doi : 10.1016/j.puhe.2020.04.034. PMC 7203028. PMID 32416476  . 
  29. ^ "OpenGIS® Web Map Tile Service Implementation Standard" . Получено 5 апреля 2013 г. .
  30. ^ Харвелл, Р. (6 ноября 2004 г.). «Веб-картография с SVG». Журнал Directions . Получено 05.01.2022 .
  31. ^ Эгенхофер, Макс Дж. (2002-01-01). "К семантической геопространственной паутине" . Труды 10-го международного симпозиума ACM по достижениям в области географических информационных систем . ГИС '02. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: ACM. стр. 1–4. CiteSeerX 10.1.1.6.1992 . doi :10.1145/585147.585148. ISBN  978-1-58113-591-6. S2CID  8475025.
  32. ^ Janowicz, Krzysztof; Scheider, Simon; Adams, Benjamin (2013-01-01). "A Geo-semantics Flyby". В Rudolph, Sebastian; Gottlob, Georg; Horrocks, Ian; et al. (ред.). Reasoning Web. Семантические технологии для интеллектуального доступа к данным . Конспект лекций по информатике. Том 8067. Springer Berlin Heidelberg. стр. 230–250. doi :10.1007/978-3-642-39784-4_6. ISBN 978-3-642-39783-7.
  33. ^ abc Монмонье, Марк (10 апреля 2018 г.). Как лгать с картами (3-е изд.). Издательство Чикагского университета. ISBN 978-0226435923.
  34. ^ Монмонье, Марк (1 июня 1990 г.). «Этика и дизайн карт: шесть стратегий противостояния традиционному решению с одной картой». Cartographic Perspectives . 1 (10): 3–8. doi : 10.14714/CP10.1052 . Получено 15 сентября 2022 г.
  35. ^ Zhong-Ren, Ren (ноябрь 2001 г.). «Интернет-ГИС для участия общественности». Environment and Planning B: Planning and Design . 8 (6): 889–905. Bibcode : 2001EnPlB..28..889P. doi : 10.1068/b2750t. S2CID  15012889.
  36. ^ ab Peterson, Michael P. (2009). «Исследовательские проблемы в интернет-картографии». Information Design Journal . 17 (2): 135–140. doi :10.1075/idj.17.2.08pet.
  37. ^ ab McCarthy, Niall. «Всплеск использования VPN во время кризиса COVID-19 [Инфографика]». Forbes . Получено 24 декабря 2022 г. .
  38. ^ ab Skahill, Jeffrey (апрель 2020 г.). «Советы по руководству удаленной командой во время Covid-19». GIS Lounge . Получено 24 декабря 2022 г.
  39. ^ ab "Пять причин, по которым пользователи ГИС должны использовать VPN". gisuser . 4 октября 2021 г. . Получено 24 декабря 2022 г. .
  40. ^ МакГранаган, Мэтью (1999). «Сеть, картография и доверие». Картографические перспективы . 30 : 3–5. doi : 10.14714/CP30.659 .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Web_GIS&oldid=1249644435"