Thema15_Folien_Jakesevic
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Mobile GIS Verteilte Geoinformationssysteme Milan Jakesevic Gliederung: Einführung Zentralisierte GIS vs. Verteilte GIS Hauptkomponenten verteilter GIS Verteilte Softwarekomponenten in verteilten GIS Architekturmodelle verteilter GIS Einführung GIS Community erkannte die Vorteile des Internets um es für GIS Anwendungen zu nutzen Zunehmendes Volumen (exponentiell) an Geodaten die räumlich und logisch in verteilter Form vorliegen Räumliche Analysen werden zunehmend komplex und rechenintensiv Einfache Bedienbarkeit (Klassische GIS Software zu kompliziert) Geoinformationsdienste werden der Öffentlichkeit zugänglich gemacht Einführung Was sind verteilte GIS? Heterogenes System bestehend aus unterschiedlichen Servern die weltweit miteinander durch das Internet vernetzt sind um Geodienste anbieten zu können Ziel und Sinn verteilter GIS: Benutzer hat Möglichkeit auf eine einfache und günstige Weise auf Geodienste Weltweit zuzugreifen Zentralisierte GS vs. verteilte GIS GIS entwickelten sich parallel mit dem Fortschritt des Internets und deren Technologien Zentralisierte GS vs. verteilte GIS 3 Typen der GIS Architekturen: Traditionelle GIS (Mainframe, Standalone Desktop GIS) Client/Server GIS (Lan basiertes Desktop GIS) Verteilte GIS Interface Clients Gis Node Gis Node Programms Data Traditionelle GIS Server Client/Server GIS Gis Node Gis Node Verteilte GIS Zentralisierte GS vs. verteilte GIS Vergleich: GIS Systeme Architektur Modelle Clients Client – Benutzerschnitstelle Netzwerk Server Anzahl Server der Erreichbaren Mainframe GIS Desktop GIS Verteilte GIS Internet GIS Mobiles GIS Monolitisch Client/Server (zwei-Schichten) Web Client/Server (drei oder nSchichten ) Wireless Client/ Server (drei oder nSchichten) Dumb Terminale Desktop PCs GUI Web Client Web Browswer, Java Beans und ActiveX controls Wireless Geräte Minibrowser LAN LAN oder WAN Internet Wireless Netzwerk und das Internet Mainframe Applikations und Daten Server Web Server, Applikations Server, GIS Server und Daten Server Gateway Server, Web Server und GIS Server Einer Einer oder wenige Tausend oder mehrere Tausend oder mehrere Hauptkomponenten verteilter GIS Client Webserver Applikationsserver (Middelware) Datenbankserver P räs entation L og ik D aten C lient HTTP C lient C lient Web S erver A plic a tion S erver H T ML , Ima g es , Ma ps Ma p S erver CGI D a ta S erver Hauptkomponenten verteilter GIS Präsentationsebene Darstellung und Visualisierung von Informationen (Karten, Tabellen, Texte u.s.w.) Rendern von Karten (Vergrössern, Verkleinern und Verschieben von Karten) Durchführung von Informationsanfragen auf den Karten und Auswahl von features Bearbeiten,Verwalten und Aktualisieren von Geodaten – Wichtig für Sammlung von Daten Hauptkomponenten verteilter GIS Der Client Ist das Benutzerfrontend (Webbrowser) um mit räumlichen Objekten und Analysen interagieren zu können Ergebnisse von Anfragen meistens in Form von Karten die statisch oder interaktiv sein können Um Interaktivität ermöglichen zu können o Dynamisches HTML o Plug Ins o Java Applets o Active X Controls Hauptkomponenten verteilter GIS Logik ‐ Ebene Webserver Applikationsserver (Middleware Service) Mapserver Behandlung der Benutzeranfragen o Benutzeranfragen empfangen o Bearbeiten der Benutzeranfragen o Das Resultat an den Client übergeben Hauptkomponenten verteilter GIS Der Webserver Nimmt Clientanfragen entgegen und leitet diese eventuell an andere Server (z.b. Mapserver) weiter Überträgt Dokumente (vorgefertigte Karten) an den Webbrowser Kommunikation Client Webserver via HTTP und HTTPS Grössten Anteil Apache und IIS Hauptkomponenten verteilter GIS Der Mapserver Kernkomponente in den verteilten GIS zur Bereitstellung von Geodiensten Hauptfunktionen: o Generiert Karten auf Basis der Benutzeranfrage o Navigation (Zoom ‐ und Panfunktion) o Abfragefunktionalitäten o Durchführung von räumlichen Analysen wie Buffering, Überlagerung von Flächen, Netzwerkanalysen u.s.w. o Aufrufen von anderen Mapservern um bestimmte Analysen auszuführen (Cascading Map Server ) Hauptkomponenten verteilter GIS Der Applikationsserver Direkte Kommunikation zwischen Web und Mapserver nicht möglich da diese in unterschiedlichen „Sprachen” sprechen Hauptaufgaben des Applikationsserver: o Herstellung der Verbindung zwischen Web und Mapserver o Benutzeranfragen vom Webserver übersetzen und an den Mapserver weiterleiten o Übersetzung der Ausgaben vom Mapserver in HTML o Verwaltung von Transaktionen und gleichzeitigen Anfragen o Sicherheit und Lastenausgleich des Mapserver Load Balance Service Hauptkomponenten verteilter GIS Daten‐Ebene Bietet räumliche und nichträumliche Geodaten und wird durch den Datenbankserver repräsentiert Der SQL Datenbankserver o Proces‐ per – Client Architektur o Multithreaded Architektur o Hybride Architektur Hauptkomponenten verteilter GIS Proces – per – Client Architektur C lient P roz es s S erver C lient P roz es s D atenbank C lient P roz es s Hauptkomponenten verteilter GIS Multithreades Architektur C lient S erver C lient Multithreaded P roz es s D atenbank C lient Hauptkomponenten verteilter GIS Hybride Architektur C lient S erver P rezess P rezess C lient Listener P rogram P rozess Warteschlange P rozess Datenbank P rozess C lient P rozess Hauptkomponenten verteilter GIS Mobile GIS Clients sind mobile Geräte wie Handys, PDAs und Laptops Kommunikation zwischen Client und Server via Wireless Netzwerk Ausser den üblichen Komponenten (Webserver, Applikationsserver, Map – und Datsnserver) Gateway Service notwendig : o Verbindet mobiles Gerät mit Webserver und übersetzt die Benutzeranfragen in HTTP für Webserver Grössere Einschränkung bezüglich Rechenleistung, Bildschirmgrösse, Datenübertragung und Interaktiion mit Gerät Verteilte Softwarekomponenten in verteilten GIS Unter einer verteilten Komponente versteht sich ein ready‐to‐run Paket von Code das dynamisch in das vorhandene System geladen wird um dessen Funktionalität zu erweitern Softwarekomponenten in verteilten GIS sind modular Aufgebaut und werden am besten anhand der LEGO Metapher erklärt Lego Blöcke können miteinander gekoppelt, umgeordnet und abgebaut werden damit ein Block auch eine sinnvolle und funktionale Einheit bilden kann Analog werden die Softwarekomponenten in verteilten GIS dynamisch miteinander gekoppelt um den Benutzer eine entsprechende GIS Funktionalität bieten zu können Verteilte Softwarekomponenten in verteilten GIS Beispiel: • Textverarbeitungsprogramm besteht aus verschiedenen Komponenten (GUI, Fonts and Format Control, Speeling Check Component…) • Map Display Komponente kann in Textverarbeiungsprogramm dynamisch hinzugefügt werden F onts and F ormat C ontrol S pelling C heck C omponent Map D is play C omponent P rojection C ontrol C omponent G UI C omponent V ector D is play C omponent S ymbol D is play C omponent P rint P riview C omponent Word proces s or Map dis play C omponent Verteilte Softwarekomponenten in verteilten GIS Vier Hauptkomponenten notwendig um den Augau der Softwarekomponenten nach dem LEGO Prinzip zu ermöglichen o Viewer und Editors o Catalogs o Repositories o Operators Architekturmodelle in verteilten GIS Beschreiben die Funktion und den Zusammenhang zwischen den einzelnen Komponenten, deren Abhängigkeiten und den Datenfluss zwischen diesen 3 Architekturmodelle: o Distributed Web Mapping Architektur o Restricted Client/Server GIS Architektur o Open Distributed Distributed GIS Architektur Architekturmodelle in verteilten GIS Beschreiben die Funktion und den Zusammenhang zwischen den einzelnen Komponenten, deren Abhängigkeiten und den Datenfluss zwischen diesen 3 Architekturmodelle: o Distributed Web Mapping Architektur o Restricted Client/Server GIS Architektur o Open Distributed Distributed GIS Architektur Architekturmodelle in verteilten GIS Distributed Web Mapping Architektur V iewers & ed itors S ea rc h C a ta log S ervic es C ons truc t C atalog s R ela tions hips C onta in S tore & R etreive P oint to Invoke Web Ma p S erver C oord.T ra ns H old O p erators C rea te Meta da ten D es c ribe R ep os itories N a mes H old D a ten S imple fea tures G rid C overa g es Architekturmodelle in verteilten GIS Restricted Distributed GIS Architektur Beschränkt auf kleinere Anzahl von Servern – Client hat seinen Webserver, Applikationsserver, ein oder mehrere Mapserver und Datenserver Kommuniziert nicht mit anderen GIS Komponenten durch das Internet Geeignet für kleinere Anzahl von Benutzeranfragen Fehlende Redundanz – kann mit einem multiserver System umgangen werden Zwei Modelle: o Distributed Server System o Mirrored Server System Architekturmodelle in verteilten GIS C lient Distributed Server System Ma p S erver 1 F unc tion 1 C lient Web S erver A pplic a tion S erver (with C a ta log & L oa d B a la nc e S ervic e) D a ta R epos itory Ma p S erver n F unc tion n C lient C lient Ma p S erver 2 F unc tion 2 D a ta S erver 1 D a ta s et 1 D a ta S erver n D a ta s et n Mirrored Server System Map S erver 1 F unction 1 C lient Web S erver C lient D a ta S erver 2 D a ta s et 2 A pplication S erver Map S erver 2 F unction 1 Map S erver n F unction n D ata S erver 1 A ll D ata D ata R epos itory D ata S erver 2 A ll D ata D ata S erver n A ll D ata Architekturmodelle in verteilten GIS Open Distributed GIS Architektur Vielen Dank führ Ihre Aufmerksamkeit! Fragen? Quellen: [1] Zhong – Ren Peng, Ming Hsiang Tsou, Michael F. Goodchild: GIS, InternetGIS, and distributed GIS Services, S.1-33, S.207-237. [2] Christian Fürpaß, Mapserver als Hilfsmittel zur Datenvisualisierung im Internet, http://www.carto.net/papers/christian_fuerpass/diplomarbeit-fuerpass.pdf, Besucht am 20.05.2011. [3] AA.Alesheik, H.Helali, HA.Behroz, WebGIS Technologies and Its Applications, http://www.carto.net/papers/christian_fuerpass/diplomarbeit-fuerpass.pdf, Besucht am 10.06.2011. [4] Michael Nolde, Rainer Duttmann, Michael Blaschek, Ulrike Klein, Geodateninfrastrukturen und Ihre Anwendung in der Praxis, 2010.
