MASARYKOVA UNIVERZITA

MASARYKOVA UNIVERZITA Přírodovědecká fakulta Geografický ústav Luboš NEDOROST NÁVRH WWW GIS ZVOLENÉ PROBLEMATIKY Bakalářská práce Vedoucí práce: Mgr. Karel Staněk, Ph.D. Brno 2011

Jméno a příjmení autora: Luboš NEDOROST Název diplomové (bakalářské) práce: Návrh WWW GIS zvolené problematiky Název v angličtině: A design of a WWW based GIS for the České Velenice municipality Studijní obor (směr): Geografická kartografie a geoinformatika Vedoucí diplomové (bakalářské) práce: Mgr. Karel Staněk, Ph.D. Rok obhajoby: 2011 Anotace v češtině Tématem této bakalářské práce je navrhnout a vytvořit řešení geografického informačního systému obce České Velenice s WWW uţivatelským rozhraním, zaloţené na standardech OpenGIS a W3C a pouţití open source technologií. Práce obsahuje zhodnocení podobných existujících řešení, popis a zpracování vstupních dat a jejich implementaci do GISu. Výsledný produkt by měl pomoci místní samosprávě a občanům v rozhodování a vyhledávání dat týkajících se dané obce. Anotace v angličtině The topic of this bachelor thesis is design and creation a solution of geographic information system for municipality České Velenice with web user interface based on opengis and W3C standards and using open source technologies. The work contains evaluation of similar existing solutions, description and processing of input data and their implementation into GIS. Final product should help local government and citizens with decision and with searching information related to the municipality. Klíčová slova v češtině: geografický informační systém (GIS), České Velenice, open source software, UMN MapServer Klíčová slova v angličtině: geographic information system (GIS), České Velenice, open source software, UMN MapServer

Masarykova univerzita Přírodovědecká fakulta ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Student: Luboš Nedorost Studijní program: Geografie a kartografie Studijní obor: Geografická kartografie a geoinformatika Ředitel Geografického ústavu PřF MU Vám ve smyslu Studijního a zkušebního řádu MU určuje bakalářskou práci s tématem: Návrh WWW GIS zvolené problematiky Zásady pro vypracování: Cílem je navrhnout GIS obce České Velenice s WWW uţivatelským rozhraním. Cílem je navrhnout řešení, které definuje nové nebo rozšíří existující GIS prostředí. K definici WWW rozhraní budou pouţity standardy OpenGIS a W3C a budou pouţity open source technologie. Postup řešení: 1. Rešerše existujících řešení GIS malých obcí 2. Srovnání a volby vhodného software 3. návrh funkcionality WWW GIS 4. Implementace prototypu 5. Zhodnocení vyuţití prototypu uţivateli

Rozsah grafických prací: Rozsah průvodní zprávy: podle potřeby cca 30-40 stran Seznam odborné literatury: Pinde Fu, Jiulin Sun: Web GIS: Principles And Applications, ESRI Press, 2010 Cory Fleming ed.: The GIS Guide for Local Government Officials, Esri Press, 2005 Vedoucí bakalářské práce: Podpis vedoucího práce: Mgr. Karel Staněk, Ph.D.... Datum zadání bakalářské práce: říjen 2010 Datum odevzdání bakalářské práce: do 13. května 2011 Rndr. Vladimír Herber, CSc. Pedagogický zástupce ředitele ústavu Zadání práce převzal(a):...dne...

Prohlašuji tímto, ţe jsem zadanou bakalářskou práci vypracoval samostatně pod vedením Mgr. Karla Staňka, Ph.D a uvedl v seznamu literatury veškerou pouţitou literaturu a další zdroje. V Brně dne Luboš Nedorost

OBSAH 1 ÚVOD 8 1.1 Cíl práce 8 1.2 Charakteristika území... 9 2 GIS. 11 2.1Definice GIS.. 11 2.2 Historie GIS.. 11 2.3 Vlastnosti dat pouţívaných v GIS 12 2.3.1 Vektorová data 12 2.3.2 Rastrová data.. 12 2.4 Existující GIS řešení. 13 2.4.1 GIS města Jičín... 13 2.4.2 GIS města Dobříš 14 2.4.3 GIS města Lanškroun. 15 2.4.4 GIS obce Senoţaty. 16 2.5 Návrh GISu obce.. 17 3 DATA A JEJICH ZPRACOVÁNÍ. 19 3.1 Ortofoto 19 3.2 Základní mapa ČR 1 : 10 000 - barevná bezešvá 21 3.3 ZABAGED výškopis. 21 3.4 ZABAGED polohopis. 22 3.5 Katastrální mapy... 23 3.6 Inţenýrské sítě - plyn 23 3.7 Další pouţitá data. 24 4 EXISTUJÍCÍ OPEN SOURCE SOFTWARE... 25 4.1 Definice svobodného software.. 25 4.2 Software pro tvorbu GIS... 25 4.2.1 Geoserver.. 26 4.2.2 Deegree 27 4.2.3 UMN MapServer... 27 4.3 Vhodné softwarové řešení 28 5. VLASTNÍ POSTUP VYTVOŘENÍ GISU OBCE... 29 5.1 Součásti MapServeru 29

5.2 Instalace... 30 5.3 Programování aplikace... 31 5.3.1 Vytvoření mapfilu.. 31 5.3.2 Vytvoření html šablony... 33 5.4 Vlastní GIS aplikace.. 34 5.4.1 Vizuální stránka aplikace.. 34 5.4.2 Zobrazené vrstvy 35 5.4.2.1 Zobrazení vrstvy plynovodu a elektrického vedení. 35 5.4.2.2 Zobrazení vrstvy komunikací a objektů. 35 5.4.2.3 Zobrazení vrstvy vrstevnic a tříděného odpadu.. 36 5.4.2.4 Zobrazení vrstvy katastru nemovitostí a definičních bodů parcel.. 37 5.4.2.5 Zobrazení vrstvy landuse. 37 5.4.3 Dotazování na vrstvu... 38 6 ZÁVĚR... 39 7 SEZNAM POUŢITÝCH INFORMAČNÍCH ZDROJŮ.. 40 8 PŘÍLOHY... 42

1. ÚVOD K volbě tohoto tématu mě dovedl zájem o problematiku geografických informačních systémů (GIS), s jejichţ pomocí je moţno zobrazovat a spravovat data, jeţ jsou prostorově lokalizována. Tím je moţno z nich získávat informace rozličné povahy. V dnešní době, kdy jsou k dispozici stále nová a přesnější data a s rozvojem výpočetní techniky, GISy nacházejí stále větší moţnosti jejich vyuţití. Právě GISy malých obcí mají v budoucnosti perspektivu, jelikoţ jich v dnešní době stále není vytvořeno mnoho. Úkolem těchto systémů pro menší sídelní jednotky by mělo být usnadnění a zrychlení podávání informací týkajících se různých oblastí působení obce a jejich správa. Díky pouţití GISu se usnadní aktualizace dat a nebude jiţ nutno vyuţívat analogové záznamy. Všechna potřebná data jsou uloţena na jednom místě, kde je moţno je snadno kombinovat. Právě překryvem několika různých vrstev je umoţněno získat informace různého charakteru, které by se z analogových záznamů četly obtíţně (například překryv ortofotomapy a katastrální mapy). Další výhodou je moţnost propojení GISu s rozličnými databázemi či přímé odkazování na internetové stránky související se zájmovou problematikou, díky čemuţ se dále zjednoduší vyhledávání informací. 1.1 Cíl práce Cílem této bakalářské práce je navrhnout řešení GIS obce České Velenice s WWW uţivatelským rozhraním. Jelikoţ v Českých Velenicích doposud ţádné existující GIS prostředí není, tak je mým úkolem navrhnout zcela nové. K jeho definici by měly být pouţity standardy OpenGIS a W3C a měly by být vyuţity open source (volně dostupné) technologie. Tento poţadavek je kladen z důvodů menšího zatíţení obecního rozpočtu. Díky sníţení výdajů za pořízení software se mohou ušetřené peníze vyuţít na získání kvalitních dat, či v jiné oblasti působení obce. Ovládání aplikace by nemělo být příliš sloţité, aby práce s ní nevyţadovala zvláštní školení a také proto, aby mohla být vyuţívána maximálním moţným počtem uţivatelů. Takto vytvořený GIS by měl usnadnit a urychlit práci s daty, jako je například zobrazení katastrální mapy a vyhledávání v ní, rozvedení inţenýrských sítí v území obce (plyn, vodovod, kanalizace, veřejné osvětlení, telefon, rozhlas a elektřina). Či vyhledávání domů podle čísel popisných. 8

1.2 Charakteristika území České Velenice jsou město v Jihočeském kraji. Nacházejí se na hranici s Rakouskem, v okrese Jindřichův Hradec. Město má 3 526 trvale bydlících obyvatel a rozlohu 12,1 km² (ČSÚ, 31. 12. 2010). Městem prochází silnice druhé třídy s hraničním přechodem do Rakouska a také se zde spojují dvě ţelezniční tratě, trať z Českých Budějovic a trať z Veselí nad Luţnicí (Prahy), které také dále pokračují do Rakouska. Obr. 1. Poloha města České Velenice (červený bod) v rámci České Republiky. České Velenice vznikly aţ v roce 1920, kdy byla tehdejšímu Československu přiřčena Saintgermainskou smlouvou část Vitorazska (příhraniční oblast České republiky s Rakouskem). Do té doby patřily osady, jejichţ spojením město České Velenice vzniklo (Dolní Velenice, Josefsko a Česká Cejle) k rakouskému Gmündu. [16] Z hlediska geomorfologického zařazení patří katastr obce České Velenice do provincie Česká Vysočina, Česko-moravské subprovincie, oblasti Jihočeské pánve a celku Třeboňská pánev. Nejvyšším bodem je Andělský kopec s nadmořskou výškou 524 m. Geologickým podkladem jsou křídové pískovce, slepence a jílovce a kvartérní písky a štěrky včetně nivních sedimentů. Na tomto podkladu jsou vyvinuty převáţně hnědé lesní půdy (kambizemě) s nízkou úrodností. Územím protéká řeka Luţnice, která tvoří státní hranici s Rakouskem a její přítok potok Rybná. Celé území tak spadá do povodí řeky Labe a k úmoří Severního moře. Na 9

území obce se dále nachází několik rybníků, které slouţí k sportovnímu rybolovu a chovu ryb. Jsou to Josefák, Kubák, Rybný rybník a Malá a Velká Cihelna. Dle Quitta (1971) patří toto území do mírně teplé oblasti MT4. Ta je charakterizována průměrnou lednovou teplotou -2 aţ -3 C, průměrnou teplotou v červenci 16 aţ 17 C. Sráţky ve vegetačním období jsou od 350 do 450 mm a v zimním období 250 aţ 300 mm. Počet dnů se sněhovou pokrývkou je od 60 do 100 dní. 10

2. GIS 2.1 Definice GIS Geografický informační systém je počítačový systém pracující s prostorovými daty. Pro GIS neexistuje jednotná definice, proto jich zde uvádím několik (Podle JEDLIČKA, K): Definice (Aronoff, S. 1989) Jakýkoliv soubor manuálních nebo počítačových procedur pouţívaných k ukládání a manipulaci geograficky definovaných údajů. Definice (United States Geological Survey) GIS je počítačový systém schopný pořizování, skladování, zobrazování a manipulace s geografickými prostorovými informacemi. Jeho částí je i jeho obsluha a data vstupující do systému. Definice (výkladový slovník ministerstva hospodářství): Organizovaná kolekce počítačového technického vybavení, programového vybavení, geografických dat a personálu určená k účinnému sběru, pamatování, údrţbě, manipulaci, analýze a zobrazování všech forem geograficky vztaţené informace. -> 3 komponenty (technologie, databáze a infrastruktura). 2.2 Historie GIS První pokusy s automatizovaným mapováním započaly v 50. letech. V roce 1963 zavedl pojem GIS Kanaďan R.F.Tomlinsen a označil tak nové technologie pracující s daty a podávajícími informaci o terénu pomocí výpočetní techniky. Pozdější rozvoj GISů byl soustředěn hlavně na univerzitách a byl kladen důraz na digitální kartografii. V 80. letech došlo ke komercionalizaci problematiky (ESRI, Intergraph, ) a vznikaly první systémy zaloţené na CAD. Poté docházelo ke standardizaci a vzniku volně dostupných technologií (open source software). Období po roce 2000 je v oblasti GIS charakteristické vývojem objektově orientovaných systémů a propojováním s databázemi. Na našem území se počátek vývoje GISů datuje zhruba od počátku sedmdesátých let, kdy byly zahájeny práce na Informačním systému o území (ISÚ). (Podle BŘEHOVSKÝ, M. - JEDLIČKA, K.) 11

2.3 Vlastnosti dat pouţívaných v GIS Informace o geografickém prostoru mají většinou dvě části, prostorovou a atributovou. Prostorová část nese informace o poloze objektu (nejčastěji je zastoupena zeměpisnými souřadnicemi) a atributová část popisuje jeho vlastnosti. V GIS se pouţívají geografická data (geodeta), které jsou digitálním záznamem geografických informací. Kolem nás se nachází nepřeberné mnoţství objektů a jevů, které mohou být znázorněny. K tomu vyuţíváme tři základní geometrické prvky: body, linie a polygony. Dalším rysem je uspořádávání souvisejících dat do tematických vrstev. Jejich překrytím se dají získávat další nové geografické informace. Data mohou být v digitální podobě vyjádřena ve vektorovém či rastrovém formátu. 2.3.1 Vektorová data Základní myšlenkou při pouţití vektorových dat je snaha vyjádřit geometrické vlastnosti jevů na zemském povrchu pomocí lineárních charakteristik. Základními prvky vektorových dat jsou: body - bodový prvek je vyjádřen diskrétní polohou určenou souřadnicemi x,y,z linie - liniový prvek je sled orientovaných úseček definovaných souřadnicemi počátečního a koncového bodu plochy - plošný prvek je uzavřený obrazec, jehoţ hranice tvoří uzavřená linie. Typickým příkladem vektorových dat je výsledek digitalizace mapového podkladu. Jako další, poněkud specifický typ dat je moţné uvést digitální model terénu. Pro vektorová data je charakteristický zprostředkovatelský vztah mezi prostorovou a informační sloţkou datového modelu GIS. Prostorová i tematická informace je vázána k identifikátoru objektu, který je základním prvkem vektorových dat. Výhoda vektorových dat spočívá v jejich objektové orientaci, kdy je umoţněno pracovat s jednotlivými objekty jako samostatnými celky. Mezi další výhody vektorových dat patří jejich menší náročnost na paměť. Nevýhoda vektorových dat spočívá ve sloţitějším zjišťování odpovědí na polohové dotazy a obtíţná tvorba překryvů vektorových vrstev. (podle [12]) 2.3.2 Rastrová data Základem rastrových dat je překrytí zemského povrchu pravidelnou sítí bodů (čtvercovou či obdélníkovou). Zkoumaný jev na zemském povrchu je pak popsán hodnotami, které jsou vztaţeny k bodům, nebo plochám této sítě. (záleţí na způsobu, 12

kterým byla naměřena). Polohová lokalizace jevu je určena souřadnicemi bodů sítě, které daný bod představují. Takto popsaný jev lze potom reprezentovat buňkovou strukturou: jev A, jev B, jev C. Pro rastrová data je charakteristická přímá vazba mezi polohovou a tematickou sloţkou daného modelu. Na základě zadaných souřadnic je okamţitě nalezen pixel (digitální obraz s navzájem na sebe navazujícími ploškami) a k němu vyvolán tematický obsah. Výhodou rastrových dat je rychlé nalezení odpovědi na polohové dotazy, kdy je zadáním souřadnice pixelu okamţitě získána informace o jeho obsahu. Další, neméně významnou výhodou je snadné překrývání a kombinace jednotlivých obrazů s různým tematickým obsahem. Nevýhodou rastrových dat je jejich značná paměťová náročnost, daná velikostí pixelu. (podle [12]) 2.4 Existující GIS řešení 2.4.1 GIS města Jičín Obr. 2 Výřez GIS města Jičín. (Dostupný na: <http://gis.mujicin.cz/> Geografický informační systém města Jičín je zpracován firmou T-mapy. Tento mapový projekt sestává ze dvou základních sad, ORP Jičín a město Jičín. Byl zpřístupněn v roce 2006 a od té doby se neustále upravuje, aktualizuje a rozšiřuje. 13

GIS města Jičín se v současné době obsahuje sedm sad, z nichţ některé jsou dále rozděleny na jednotlivé vrstvy. Dříve jmenovaných sedm sad se skládá z částí: územní plán (hlavní výkres, členění řešeného území, koordinační výkres, vymezení ploch veřejně prospěšných staveb, doprava, vodní hospodářství, energetika, spoje, teplo, VO, UPS, zábory půdního fondu, výkres širších vztahů), městská optická síť, dopravní značky, školské obvody, mapa čísel popisných, hluková mapa (výhled r. 2010, stav v r. 2002) a poslední sada cyklostezky. Jednotlivé vrstvy se můţou zobrazovat jak samostatně, tak společně. U většiny z těchto vrstev je uvedena přehledná legenda. Vrstvy jako katastrální mapa, letecké snímky, výškopis a adresní body jsou uvedeny pro celé ORP. Adresní body se dají vyhledávat jak polohově (v mapě), tak informativně (informace o ulici, PSČ, názvu obce). Ve spodní části stránky je přehledová mapa, která ukazuje aktuální polohu výřezu v rámci celého GIS a grafické měřítko. Nad celou kresbou mapy je umoţněno zoomování (přiblíţení, oddalování), posun, přechod k následujícímu a předcházejícímu výřezu a měření ploch a úseků v mapě. Dále jsou zde nástroje informace, změna měřítka, zobrazení legendy a tisk. Také je zde umoţněno nahlíţení do katastru nemovitostí. 2.4.2 GIS města Dobříš Obr. 3 Ukázka z GIS města Dobříš. (Dostupný n: <http://gis.mestodobris.cz/>) 14

Tento GIS je opět sestaven firmou T-mapy z Hradce Králové a je proto vzhledově velmi podobný GISu města Jičín. Obsahuje 10 základních sad, které obsahují jednotlivé vrstvy. Jsou to Hranice (pověřená obec, katastrální území), Mapa 1:100000, Digitální katastrální mapa, Katastrální mapa vektorizovaná, On-line připojení k ČÚZK (definiční body budovy, přehledka kat. území linie, mapy bývalého PK, KN, KM -D, rozrastrovaná mapa DKM, změny rozrastrované), Bloková mapa, Digitální technická mapa (situace, sdělovací vedení, rozvod tepla, plynovod, kanalizace, elektrické vedení, voda), Pasporty (veřejná osvětlení, zeleň, komunikace), Letecké snímky (rok 2007, rok 2005). Poslední sadou je Separovaný odpad, znázorňující odpadkové kontejnery s popisem druhu kontejneru a jejich mnoţství. Tento GIS obsahuje v nástrojové liště shodné funkce jako u města Jičín, proto je zde nebudu samostatně uvádět. Jediným rozdílem je chybějící vyhledávání adresních bodů. 2.4.3 GIS města Lanškroun Obr. 4 Ukázka GIS města Lanškroun. (Dostupný na: http://lanskroun.gepro.cz/) GIS města Lanškroun je sestaven firmou GEPRO. Je zaloţen na systému MISYS WEB, to jest grafický systém, který slouţí k zobrazení vybraných grafických podkladů. Nad nimi se můţou provádět některé grafické, popřípadě databázové operace. Systém se 15

skládá z hlavního panelu, panelu nástrojů, orientační přehledky, funkčního panelu a konzole. Tento systém obsahuje pouze 6 vrstev a to téma, přehledka, obraz katastrální mapy, obraz pozemkového katastru, fotomapa 2006 a orientační plán. V tomto GISUu lze vyhledat parcelu podle parcelního čísla nebo evidenčního čísla budovy, zobrazit výpis parcely, vyhledat budovy podle poštovní adresy, měřit vzdálenosti a plochy, zvýraznit poţadované plochy pomocnou kresbou (linií i plošně) a následně popsat, vytisknout vybrané území aţ do formátu A0. Opět tu jsou nástroje pro přiblíţení, oddálení, nastavení měřítka, zapnutí grafického vstupu bodu, smazání pomocné kresby, nastavení aplikace, kde se dá měnit barva a výstupní formát, nástroje pro měření vzdáleností a výpočet plochy, vyhledávání textového elementu, umístění značky do mapy, tisk či export mapy a nápověda. 2.4.4 GIS obce Senoţaty Obr. 5 Ukázka výřezu GIS obce Senoţaty. (Dostupný na:<http://www.senozaty.cz/cs/gis>) GIS obce Senoţaty byl vytvořen firmou Help System Remote Sensing Benešov na mapovém serveru UMN MapServer. Část dat je přístupná pomocí internetu, druhá část pouze pro pracovníky obecního úřadu na lokálním počítači. 16

Tento GIS sestává ze sedmi sad vrstev s různou tématikou. Jsou to: Katastrální mapa, ÚPN (ÚSES, urbanistický návrh, dopravní řešení, veřejné zájmy, technická infrastruktura, civilní ochrana), Změna ÚPN (nový hlavní výkres, hlavní výkres, veřejně prospěšné stavby, vyhodnocení záborů ZPF), Správní rozdělení (kraje, okresy, obce s rozšířenou působností, i obce, i katastrální území), Ortofoto, Základní vrstvy (i fotografie obce, budovy). U některých vrstev se legenda zobrazuje pomocí tlačítka v spodní liště a u některých vrstev je legenda rovnou zobrazena v mapovém výřezu s poţadovanou tématikou. Pro přihlášené uţivatele je ve spodní liště dále tlačítko pro editování vrstev. Aplikace dále umoţňuje přidávat do mapy libovolné vrstvy z WMS serverů. Ve formuláři, který se otevře, je moţno zadat url WMS libovolné sluţby, příp. vyuţít některý z přednastavených serverů a po vrácení výsledku dotazu (GetCapabilities) vybrat pro zobrazení některou z nabízených WMS vrstev. Kaţdá zvolená WMS vrstva se zobrazí v seznamu vrstev, kde ji lze aktivovat pro zobrazení nebo naopak deaktivovat a zcela odebrat ze seznamu vrstev. WMS vrstvy přidané do seznamu vrstev lze mezi sebou vertikálně přesouvat a měnit tak jejich pořadí pro zobrazení V nástrojové liště jsou nástroje pro přibliţování, oddalování, posunování mapy, nástroje pro měření délky a plochy a také informace o objektech. Dále se v horní liště nalézají tlačítka pro zobrazení předchozího výřezu, vyhledávání, zrušení výběru, tisk, zobrazení základního výběru (celá oblast) a překreslení. 2.5 Návrh GISu obce Po prostudování zdrojů zabývajících se geografickými informačními systémy a po zhodnocení existujících GIS řešení výše by měl GIS Českých Velenic vypadat následovně. Měl by obsahovat ortofotomapu, která slouţí jako podklad, pro zlepšení orientace v mapě a pro zvýšení přesnosti odhadnutí polohy. Dále vrstvu katastrální mapy a vektorové vrstvy inţenýrských sítí, (vodovod, kanalizace, plyn, elektřina, teplo, telefon). Toto jsou základní prvky kaţdého zkoumaného GISu. Příkladem vyuţití je moţný překryv dvou výše zmiňovaných vrstev, kterým se dá jednoduše zjistit, zda jsou k danému pozemku přivedeny inţenýrské sítě a případně v jaké vzdálenosti se nachází. Tato data by také poslouţila ke zjištění přibliţného umístění sítí pod zemí, při terénních pracích. Nebo prostém vyhledávání v katastrální mapě. 17

Dále by GIS mohl obsahovat například vrstvy znázornění územního plánu obce, význačné instituce, cyklostezky, městskou zeleň, výškopis, hlukovou mapu či znázornění kontejnerů na tříděný odpad. Tyto by plnily převáţně informativní funkci pro veřejnost. Výsledná aplikace by měla také zobrazovat přehledovou mapu, znázorňující současnou polohu v rámci celé mapy, bez které je někdy orientace v mapovém výřezu velice obtíţná. Nástroje pro pohyb v mapovém poli. Jako je přibliţování, oddalování, posun. Tyto nástroje mohou být dále rozšířeny například moţností přesměrováním na určitou oblast, která je předem definována. Či nástrojem pro měření délek a ploch pro zjišťování orientační vzdálenosti. Další moţností vylepšení aplikace je propojení mapové části s databázovými záznamy. Tato funkce by se dala vyuţít při zjišťování informací o parcelách, číslech popisných a dalších informací týkajících se znázorněné mapy. Propojením s databází se také sníţí grafická zaplněnost aplikace, jelikoţ mnoho údajů nemusí být zakresleno přímo v mapě. Ta na ně uţivatele po pouţití dané funkce pouze odkáţe. 18

3 DATA A JEJICH ZPRACOVÁNÍ 3.1 Ortofoto Ortofoto České republiky představuje periodicky aktualizovanou sadu barevných ortofot v rozměrech a kladu mapových listů Státní mapy 1 : 5000 (2x2,5 km). Na ortofotu je fotografický obraz zemského povrchu překreslený tak, aby byly odstraněny posuny obrazu vznikající při pořízení leteckého měřického snímku. Ortofota jsou barevně vyrovnaná, zdánlivě bezešvá (švy jsou vedeny po přirozených liniích). V rámci jednotlivých pásem Západ, Střed, Východ zobrazují stav území ke stejnému roku. Časové rozmezí stavu ortofot různých pásem je 3 roky. Podrobnost ortofota je vyjádřena velikostí pixelu, nejmenšího elementu fotografického obrazu. Velikost pixelu ortofota pouţitého při této práci je 25 cm. (Bliţší informace o ortofotu jsou k dispozici na stránkách ČÚZK). Tyto snímky jsou poskytovány ve formátech JPEG, TIFF nebo MrSID. Data jsou georeferencována po mapových listech v souřadnicovém systému S-JTSK pomocí textového souboru tfw. Je moţné téţ poskytnout soubory pro georeferenci do sytému WGS84 zobrazení UTM, případně S-42. Na základě ţádosti se poskytují studentům pro účely vyhotovení bakalářské, diplomové či semestrální práce ve zvoleném formátu zdarma. Takto byly získány 3 referencované snímky CVEL96, CVEL97 a CVEL86 ve formátu JPEG pokrývající zájmové území. Tyto snímky bylo potřeba spojit do jednoho mapového celku a ten poté opět referencovat, protoţe při spojování dochází ke ztrátě informací o souřadnicích. Ke spojování byl vyuţit program Adobe Photoshop 7.0. Kde byly všechny tři snímky přeneseny na nové předem nadefinované plátno a poté byl výsledný obraz exportován do souboru veleniceorto.tiff. 19

Obr. 6 Spojování vrstev v programu Adobe photoshop 7.0 Proces referencování byl poté velice jednoduchý a spočíval pouze ve vytvoření souboru s příponou tfw nazvaného stejně jako snímek ortofota. Kam byly zaneseny souřadnice levého horního rohu (pátý a šestý řádek), velikosti pixelu ve směru osy x (první a čtvrtý řádek) a rotace ve směru hodinových ručiček (druhý a třetí řádek). Tyto informace se nemusejí nikde sloţitě vyhledávat, protoţe se shodují s těmi, které byly zapsány u starých mapových listů před spojováním. Obr. 7 Doprovodný referencující soubor formátu tfw ke snímku veleniceoro.tiff 20

3.2 Základní mapa ČR 1 : 10 000 - barevná bezešvá Vrstvy ZM 10 jsou odvozovány z vektorových produktů vznikajících při vizualizaci ZABAGED. Transformací se převádí rastrový obraz státního území, strukturovaný po listech ZM 10, do souřadnicového systému S-JTSK. Dalším zpracováním je pořízena barevná bezešvá rastrová mapa s hustotou 400 dpi. Distribuce se provádí po segmentech o velikosti 2x2 km, se stranami rovnoběţnými se souřadnicovými osami S-JTSK. Umístění segmentů v souřadnicovém systému je zajištěno textovými soubory (TFW). Celá datová série je aktualizována v šestiletém cyklu Tato mapa je vydávána ve formátech TIFF a JPG a v souřadnicových systémech S-JTSK a WGS84 (ČÚZK). Po poţádání byly opět poskytnuty bezplatně mapové listy 11940724, 11940722, 11920722, 11920724, 11900722 a 11900724. Tyto mapové listy bylo potřeba opět spojit. Postup byl zvolen stejný jako v případě ortofota. Spojení jednotlivých mapových listů bylo provedeno v programu Adobe photoshop ze kterého byl vyexportován snímek ZM10.tiff a poté byl referencován pomocí souboru s příponou tfw. 3.3 ZABAGED výškopis Základní báze geografických dat České republiky (ZABAGED ) je digitální geografický model území České republiky (ČR) na úrovni podrobnosti Základní mapy ČR 1 : 10 000 (ZM 10) o velikosti 18 km 2. Výškopisnou část ZABAGED tvoří 3 typy objektů vrstevnic se základním intervalem 5, 2, nebo 1 m v závislosti na charakteru terénu doplněné o vybrané terénních hrany. Objekty jsou reprezentovány trojrozměrnou vektorovou prostorovou sloţkou. Celá datová série je průběţně aktualizována nahrazováním částí datové sady (výdejních jednotek) tzv. zpřesněným modelem. Výdejními formáty jsou SHP, DGN7 a DXF v souřadnicových systémech S-JTSK a WGS84 (ČÚZK). Opět byly na poţádání od ČÚZK obdrţeny dva mapové listy 33-13-10 a 33-13-15 pokrývající většinu zájmového území. Byly dodány ve formátu shp a obsahovaly 12 vrstev. Pro další práci bylo z celkových 12 pouţito pouze 6. A to vrstevnice zesílená, vrstevnice hlavní, vrstevnice doplňková, koruna ţelezničního tělesa, dolní hrana a horní hrana. Tyto vrstvy byly spojeny do jedné v programu arcgis pomocí funkce merge a uloţeny jako vrstevnice.shp. Do atributové tabulky byl přidán nový sloupec, aby jednotlivá data mohla být v pozdějším zobrazení v GIS aplikaci rozlišena. 21

3.4 ZABAGED polohopis Základní báze geografických dat České republiky (ZABAGED ) je digitální geografický model území České republiky (ČR) na úrovni podrobnosti Základní mapy ČR 1 : 10 000 (ZM 10). Polohopisnou část ZABAGED tvoří v současné době 123 typů geografických objektů sídel, komunikací, rozvodných sítí a produktovodů, vodstva, územních jednotek a chráněných území, vegetace a povrchu, terénního reliéfu a vybrané údaje o geodetických bodech. Objekty jsou reprezentovány dvourozměrnou vektorovou prostorovou sloţkou a popisnou sloţkou, obsahující kvalitativní a kvantitativní informace o objektech. Celá datová série je aktualizována v 3letém cyklu. Kromě této plošné aktualizace probíhá průběţná aktualizace vybraných objektů. Aktualizované verze jsou publikovány v měsíčním intervalu. Výdejními formáty jsou opět SHP, DGN7, DXF a GML v souřadnicových formátech S-JTSK a WGS 84. (ČÚZK) Stejně jako u výškopisu byla obdrţena data pro dva mapové listy 33-13-10 a 33-13- 15 ve formátu shp. Obsahovala jak bodové, liniové tak i plošné objekty. Obr. 8. Ukázka dat ZABAGED polohopis se všemi aktivními vrstvami pro území obce České Velenice v programu arcgis. Z bodových objektů byla vybrána pouze vrstva čísel popisných budov. Z liniových prvků byly vybrány vrstvy elektrické vedení. A vrstvy týkající se pozemních komunikací. To jsou Cesta, Silnice_Dálnice, Silnice_Neevidovaná, Ulice, Ţelezniční_Trat a 22

Ţelezniční_Vlečka. Tyto výše zmíněné vrstvy byly spojeny funkcí merge v programu arcgis a do atributové tabulky přidán nový sloupec, kde byly odlišeny, kvůli jejich pozdějšímu zobrazování. Ze všech plošných prvků byla vytvořena jednoduchá vrstva landuse, která vznikla nejprve sloučením všech vrstev v arcgis pomocí funkce union a jejich rozlišením pomocí atributové tabulky na šest kategorií. Zastavěná plocha, lesní půda, trvalé travní porosty (TTP), orná půda, vodní plochy a ostatní plochy. 3.5 Katastrální mapy Katastrální mapa je závazným státním mapovým dílem velkého měřítka, obsahuje body polohového bodového pole, polohopis a popis a můţe mít formu digitální mapy, analogové mapy nebo digitalizované mapy. Bohuţel na území obce České Velenice ještě nedošlo k digitalizaci a proto je dostupná pouze analogová forma mapy. Tato mapa není nijak upravována a vyuţil se bezplatný přístup ke grafickým datům katastru nemovitostí prostřednictvím WMS (Web Map Services) podle standardu Open Geospatial Consortium. Jsou podporovány funkce GetCapabilities a GetMap podle verzí 1.1.1 a 1.3.0 standardu. Základní url (pro připojení WMS zdroje do příslušné aplikace) je http://wms.cuzk.cz/wms.asp. Podporovanými souřadnicovými systémy jsou S-JTSK, S- 42, WGS 84, ETRS 89 a ETRS 89 LAEA. Ze všech vrstev, které jsou díky připojení přes WMS k dispozici, jsou pro území obce České Velenice znázorněny jen dvě. Jimi jsou DEF_PARCELY definiční body parcel a RST_KN rastrová mapa katastru nemovitostí, zde byla vyuţita její inverzní varianta. 3.6 Inţenýrské sítě plyn Zakreslení průběhu sítě plynu bylo po domluvě poskytnutu firmou EON. Bohuţel je síť plynu jedinou vrstvou inţenýrských sítí, které se podařilo získat. Ve vlastnictví obce ţádné nejsou a ostatní subjekty provozující inţenýrské sítě odmítly data za účelem vyhotovení bakalářské práce poskytnout. Od firmy EON byl obdrţen soubor eon_plyn_cvel ve formátu microstation design DGN. Kresba je provedena v systému S-JTSK a obsahuje pouze linii rozvedení plynu a bodové znaky uzávěrů na hlavním přívodu plynu. Dgn soubor se skládal z pěti podkategorií (annotation, point, polyline, polygon a multipath). Pro další pouţití byla 23

z tohoto souboru v programu arcgis vyexportována pouze liniová vrstva znázorňující přívod plynu do města a jeho rozvedení včetně domovních přípojek. Ta byla uloţena jako soubor polyline_plyn.shp. Obr. 9 Ukázka souboru eon_ plyn_cvel.dgn v programu arcgis. 3.7 Další pouţitá data Další dvě datové vrstvy mají pouze doplňkový charakter k předešlým datům. Jedná se o vrstvu separovaný odpad a vrstvu objektů. Obě vrstvy jsem vytvářel pomocí vytvoření nového bodového shapefilu a nástroje editace v programu arcgis. Jako podkladová vrstva pro zakreslení bodů slouţila ortofotomapa. Separovaný odpad je tvořen 12 body, které znázorňují rozmístění kontejnerů na tříděný odpad po Českých Velenicích. Tyto body mají do atributové tabulky přidány tři pole: plast, papír a sklo. U kaţdého bodu je v daném poli uveden počet kontejnerů na daný druh odpadu. Vrstva objektů je sloţena pouze ze šesti bodů. Znázorňujících městský úřad, základní školu, kostel, kulturní dům a dvě čerpací stanice. Ke kaţdému objektu byl vytvořen vlastní jednoznačný znak. Body této vrstvy na sebe mají při znázornění v MapServeru navázaný odkaz. Po kliknutí na ně se otevře nové okno s internetovými stránkami daných objektů. 24

4. EXISTUJÍCÍ OPEN SOURCE SOFTWARE 4.1 Definice svobodného software Svobodný software (v angličtině často nazývaný free software) je (podle Free software foundation) software, ke kterému je k dispozici také zdrojový kód, spolu s právem tento software pouţívat, modifikovat a distribuovat. Vzhledem k rozsahu práv zaručených svobodnou licencí není nabytí svobodné licence podmíněno poskytnutím finančního nebo jiného plnění drţiteli autorských práv. V roce 1984 zaloţil Richard Stallman projekt GNU, aby tak vytvořil kompletní unixový operační systém GNU zaloţený na svobodném software. Jako krédo svobodného software definoval tyto čtyři svobody: svoboda pouţívat program za jakýmkoliv účelem svoboda studovat, jak program pracuje a moţnost přizpůsobit ho svým potřebám svoboda redistribuovat kopie programu. svoboda vylepšovat program a zveřejňovat zlepšení, aby z nich mohla mít prospěch celá komunita Za získání kopií svobodného software můţete platit, nebo je obdrţet zdarma, ovšem bez ohledu na způsob, jak jste je získali, máte vţdy svobodu kopírovat a měnit software, dokonce prodávat nebo darovat jeho kopie nebo pozměněné verze. 4.2 Software pro tvorbu GIS Prvním způsobem jak lze vyřešit GIS aplikaci je pomocí desktopových aplikací na lokálním počítači, který není prezentován přes server. Nevýhodou tohoto řešení je nemoţnost prezentovat GIS přes web, kde se nachází větší mnoţství moţných uţivatelů. Pro příklad to jsou například projekty JUMP, GRASS a Quantum GIS. Druhým způsobem je prezentace dat pomocí klient-server (webový GIS). Základní myšlenka prezentace prostorových dat (grafických i popisných informací o geoprvcích) v prostředí WWW je jednoduchá. Klient si po připojení k serveru vyţádá informace z báze geografických dat. Server tento poţadavek zpracuje a zpět ke klientovi předá výstupní data v předem nadefinované podobě. Schéma prezentace prostorových dat v prostředí WWW je znázorněno na obr. níţe. 25

Obr. 10 Schéma prezentace prostorových dat v prostředí WWW. Převzato z: <http://gis.vsb.cz/seminarwww/gisawww.htm> V obecné podobě se na straně serveru nachází WWW server, tzv. mapový server, geografická databáze a v některých případech i samotné programové vybavení pro GIS. Výjimkou můţe být vyuţití Java technologie, kdy se na straně serveru nemusí nacházet mapový server a veškeré operace s geografickými daty můţe zajišťovat samotný Java Applet. Princip fungování mapového serveru je následující. Od klienta přijde dotaz na server s poţadovanými mapovými vrstvami a souřadnicemi zájmového území. Mapový server vyrobí z daného území obrázek mapy. Zpět ke klientovi je dle poţadavku vrácen obrázek mapy, celá HTML stránka nebo výsledek dotazu do databáze. Jednotlivé servery spolu mohou komunikovat pomocí sluţeb WMS, WFS a dalších a poskytovat si tak navzájem mapy. [17] Většina mapových serverů je zaloţena na komerčním softwaru několika dominujících firem (ESRI, Intergraph, Autodesk), avšak zajímavou a konkurence schopnou alternativou jsou aplikace zaloţené na řešení svobodného softwaru. Jde převáţně o UMN MapServer, PostGIS, DEGREE, GeoServer, PrimaGIS a další. 4.2.1 GeoServer GeoServer patří mezi nástroje zaměřené na šíření geodat pomocí internetu. Za jeho vznikem stojí nezisková organizace TOPP (The Open Planning Project), která chtěla vytvořit schopnou infrastrukturu pro prostorová data poskytnutím kvalitního, lehce pouţitelného a otevřeného softwaru pro správce dat. Z projektu se vyvinula jednoduchá forma připojení informací k virtuálním glóbům jako Google Earth a NASA World Wind nebo mapovým portálům Google Maps, Yahoo Maps a podobně. GeoServer také nabízí plně zakomponované sluţby WMS, WFS (WFSPT) a WCS. 26

Software je zaměřen na snadné pouţití a podporu otevřených standardů, plně v souladu s poţadavky na všestrannou pouţitelnost a rychlé sdílení geoprostorových informací. Program je zaloţen na Java knihovně GeoTools pro geografická data a specifikace OGC. GeoServer umí vytvářet výstupy například v těchto formátech: KML, GML, shapefile, GeoRSS, PNG, GeoJSON, JPEG, GIF, SVG a PNG. Vstupem pro zpracování pak mohou být data z PostGIS, Oracle Spatial, ArcSDE, DB2, MySQL, shapefile, GeoTIFF a další. GeoServer také poskytuje grafické prostředí pro snadnější konfiguraci a implementaci WFSPT specifikace, která umoţňuje úpravu prostorových dat pomocí tenkých i tlustých klientů (třeba udig). Podrobnější informace lze najít na domovských stránkách projektu: <http://geoserver.org>. 4.2.2 Deegree Deegree je komplexní geoprostorový softwarový balík umoţňující realizaci webových sluţeb. Dále je i geoportálem a desktopovou aplikace. Je to na Javě zaloţený open source software (publikovaný pod GNU Public License). Je postaven na standardech Open GIS konsorcia a ISO/TC 211. Architektura Deegree je zaloţena na specifikacích a konceptech OGC, proto není problém při integraci standardizovaných produktů jiných tvůrců GIS (např. ArcIMS od ESRI). Příklady funkcí, které jsou programem deegree podporovány: WMS (Web Map Service) - umoţňující sdílení rastrové geografické informace v prostředí internetu, WFS (Web Feature Service) - umoţňující sdílení vektorové geografické informace v prostředí internetu, WCS (Web Coverage Service) - umoţňující přístup přes web k rastrovým geodatům ve formátech např. TIFF, GIF, JPEG, BMP, WCAS (Web Catalog Service) - webová katalogová sluţba umoţňující administraci a dotazy na metadata popisující geodeta, WCTS (Web Coordinate Transformation Service) - umoţňuje transformaci geografických souřadnic z jednoho referenčního systému do jiného. Další informace lze najít na domovských stránkách projektu: <http://www.deegree.org/> 4.2.3 UMN MapServer MapServer je open source mapový server pro tvorbu webových aplikací s geografickými daty. Je vyvíjen Universitou v Minnesotě (UMN) ve spoluprácí s NASA a Minnesotským odborem pro správu přírodních zdrojů (Minnesota Department of Natural 27

Resources - MNDNR). V současné době je zdrojový kód spravován několika desítkami vývojářů z celého světa a podporovaný různými organizacemi financující vývoj dalších rozšíření. Je umoţněno s ním pracovat v operačních systémech Windows, Linux, Mac OS X, Solaris a dalších. Podporuje populární skriptovací a vývojová prostředí jako je PHP, Python, Perl, Ruby, JAVA a NET. Mezi podporované rastrové formáty jich patří více jak 60, např. TIFF/GeoTIFF, EPPL7. Hlavním vektorovým formátem je ESRI shapefile. Mezi další patří PostGIS, ESRI ArcSDE, Oracle Spatial, MySQL a další podporované knihovnou OGR (27 různých formátů). Umoţňuje pouţít standarty OpenGIS konsorcia: WMS (Web Map Service), WFS (Web Feature Service), WMC (Web Map Common), WCS (Web Coverage Service), SLD (Styled Layer Descriptor), GML (Geographical Markup Language), SOS (Sensor Observation Service) a filtr znakových sad. Dále také dokáţe pracovat s různými mapovými zobrazeními (víc neţ 1000 zobrazení obsaţených v knihovně PROJ4) a umoţňuje i vykonávat mezi nimi přímé převody. Výhodou MapServeru například oproti Geoserveru je rychlost. Avšak poslední dobou se rozdíly mezi programy stírají. Podrobné informace jsou uvedeny na domovských stránkách: <http://mapserver.org>. 4.3 Vhodné softwarové řešení Na základě prostudování existujících open source software a s ohlédnutím na nároky na výslednou aplikaci, byl pro tvorbu GISu Českých Velenic vybrán UMN MapServer. Tento mapový server patří mezi nejrozšířenější jak v komerčních, tak i v nekomerčních aplikacích, díky tomu má velice obsáhlou dokumentaci a mnoho návodů a tutoriálů na vytvoření GIS aplikace. Pracuje na všech významných operačních systémech. MapServer je moţno provozovat i bez přístupu k internetu, pokud je server nainstalován na počítači, na kterém se bude s GISem pracovat. Dalšími výhodami MapServeru je moţnost efektivního budování levných nadstaveb a podpora velkého mnoţství datových formátů. Lze v něm například přímo zobrazovat data ve formátech microstation design (dgn), ve kterých je zakreslena a poskytována většina dat inţenýrských sítí. Moţnou nevýhodou je, ţe je to CGI program a ten při mnoha souběţných spuštěních můţe vykazovat vyšší nároky na hardware, nevýhodou můţe být také náročnější implementace. Podrobněji se výběrem mapového serveru zabývá například diplomová práce Milana Kolingera Návrh a implementace finančně nenáročného způsobu publikace geografických dat v síti Internet (2004). 28

5. VLASTNÍ POSTUP VYTVOŘENÍ GISU OBCE 5.1 Součásti MapServeru MapServer je program, který je spuštěn webovým serverem při kaţdém poţadavku ze strany klienta. Lze ho rozdělit na několik komponent, kterými jsou webový server, mapový server, inicializační soubor, šablona, mapfile a údaje (vlastní zobrazovaná data). Výstupy mapového serveru jsou uţivateli generovány do klienta, kterým můţe být libovolný webový prohlíţeč. Obr. 11 Schematické znázornění fungování MapServeru jako prostředí pro webovou aplikaci (převzato z: http://gis.fns.uniba.sk/?p=0&s=3&projekt=banovce) Webový server slouţí jako základní prostředí pro MapServer, klient přistupuje k MapServeru výhradně skrze tento server. Můţe byt pouţit kterýkoliv webový server, který podporuje spouštění CGI aplikací. Nejčastěji je pouţíván Apache HTTP Server (dále jen Apache) nebo Microsoft Internet Information Server (dále jen IIS). Mapový server slouţí k vybrání poţadované části dat z databáze. Tento server sestavuje především odpovědi na dotazy ze strany klienta. Provádí operace nad geografickými daty, generuje a předává sestavené mapy směrem k uţivateli a u pokročilejších řešení provádí analýzy. Zpátky posílá přes webový server klientova výstupní data v předem nadefinované podobě. Nejčastěji je výstupním mediem vygenerovaný rastrový obrázek. 29

Inicializační soubor vyvolá první zobrazení aplikace. Můţe být buďto samostatným HTML souborem nebo součástí jiného HTML souboru. Inicializační soubor uţívá HTML formulář se skrytými parametry pro poslání počátečního dotazu HTTP serveru, který ho následně předá MapServeru. Inicializační soubor můţe být také ve formě přímo předávaných parametrů v URL (Universal Resource Locator) Šablona předepisuje, jak budou mapa a ostatní grafické i negrafické prvky rozmístěny a zobrazeny u klienta. Tato šablona je v podstatě běţná HTML stránka, ale nekompletní. Stěţejní prvky jsou nahrazeny CGI proměnnými, které MapServer po vyřízení poţadavku nahradí aktuálními hodnotami. Šablony mohou být dvojího druhu. První HTML templates jsou šablony vracené přímo uţivateli. Druhé HTML Query templates jsou pouţity pro zobrazení výsledků dotazů a jsou většinou zakomponovány do klasických HTML templates. Mapfile je základní konfigurační soubor MapServeru. Podrobnější informace o této části jsou uvedeny v dalším textu. 5.2 Instalace Soubory potřebné k instalaci produktu lze stáhnout přímo ze stránek mapserveru (http://mapserver.org/download.html), nebo vyuţít balíček MS4W pro Windows dostupný na (http://www.maptools.org/ms4w/index.phtml?page=downloads.html), coţ je výhodnější jelikoţ kromě samotného MapServeru obsahuje další důleţité instalační soubory zajišťující plnou funkčnost aplikace. Na uvedených stránkách je uveden detailní postup celé instalace. Současná verze MS4W (březen 2011) obsahuje: Apache HTTP Server version 2.2.17 PHP version 5.3.6 MapServer CGI 5.6.6 MapScript 5.6.6 (CSharp, Java, PHP, Python) Includes support for Oracle 11g, and SDE data MrSID support built-in GDAL/OGR 1.8.0 and Utilities MapServer Utilities 30

PROJ Utilities Shapelib Utilities Shp2tile Utility Shpdiff Utility AVCE00 Utilities OGR/PHP Extension 1.0.0 OWTChart 1.2.0 Instalace tohoto balíčku pak proběhne pouhým rozbalením (například pomocí programu winzip) do vybrané lokace (disk C). Po rozbalení se automaticky vytvoří adresář MS4W, který obsahuje všechny výše zmíněné komponenty. Dalším krokem je spuštění souboru ms4w/apache-install.bat. Pokud vše proběhlo úspěšně, měly by se po zadání http://localhost/ do prohlíţeče objevit stránky o MapServeru. 5.3 Programování aplikace První částí praktické stránky byla úprava vstupních dat popsaná v kapitole 3. Data a jejich zpracování. Druhou částí je vytvoření fungujícího mapového serveru. Bohuţel MapServer není program, který by nabízel uţivatelsky příjemné prostředí, do kterého stačí pouze zadat data. Naopak je nutno vytvořit celé prostředí v některém z programovacích jazyků. K tomu byly vyuţity funkce MapServeru v kombinaci s HTML jazykem a JavaScriptem. Vytvoření funkční aplikace se skládá ze dvou kroků: vytvoření mapfilu a vytvoření šablon. 5.3.1 Vytvoření mapfilu Vytvoření mapfilu je jednou z klíčových částí celé práce. Jedná se o textový soubor s příponou map, který definuje nastavení všech prvků výstupu, tedy vlastní mapy, legendy, referenční mapky i grafického měřítka. Definuje, která data se mají pouţít, jak se mají vykreslovat, určuje, jakým způsobem zacházet s dotazy a umoţňuje pouţití WMS a WFS. Mapfile má hierarchickou strukturu tvořenou objekty. Na vrcholu této hierarchie je objekt MAP. V kaţdém objektu jsou parametry, které pomocí příslušných hodnot definují konečnou podobu výstupu, případně další objekty. Níţe je uvedena ukázka, jak takový jednoduchý mapfile můţe vypadat. Blíţe se o tvorbě mapfilu zmiňuje například BURIAN, Jaroslav ve své bakalářské práci Internetové řešení územního plánu města Náměšť nad Oslavou. 31

Část vytvořeného mapfilu je vloţena do dokumentu jako příloha č. 1. Celý je pak vloţen spolu s daty na přiloţené CD. MAP NAME (název produktu) STATUS (zda má být projekt zobrazován) SIZE (velikost výstupní mapy) EXTENT (souřadnice levého spodního a pravého horního rohu) UNITS (určuje jednotky mapy) SHAPEPATH (cesta k datům) IMAGECOLOR (barva pozadí mapy v RGB) IMAGETYPE (výstupní formát dat) FONTSET (cesta a jméno k souboru s fonty) SYMBOLSET (cesta a jméno k souboru se symboly) SYMBOL (definuje symboly, na které můţe být později odkazováno WEB (objekt WEB definuje parametry webového rozhraní) PROJECTION (definuje souřadný systém) SCALEBAR (definování vlastností měřítka) LEG (definování vlastností legendy) REFERENCE (definování přehledové mapky) LABEL (definuje vzhled textů v mapě) LAYER (definuje vrstvy tvořící výslednou mapu, vrstva, která je v hierarchii nejdříve je vykreslena vespod) CLASS (dále člení vrstvy do tříd a definuje jejich vzhled, kaţdá vrstva musí obsahovat alespoň jednu třídu) STYLE (definuje grafické prvky pouţité pro danou třídu) 32

5.3.2 Vytvoření HTML šablony Třetí část praktické části je tvořena vytvářením HTML šablon. Šablona je soubor, který funguje jako rozhraní mezi uţivatelem a MapServerem. Poskytuje uţivateli předem nadefinované funkce jako je zoom, pohyb v mapě, zobrazení vrstev. A také definuje výsledné výstupy na monitor uţivatele. K jejímu vytvoření byly pouţity funkce dané MapServerem kombinací s HTML jazykem a JavaScriptem. Jako návod byla pouţita dokumentace a tutoriály dostupné na stránkách MapServeru. Oproti klasickému HTML souboru s HTML značkami obsahuje šablona MapServeru také tzv. MapServer proměnné (MapServer tags), které jsou před posláním souboru ze serveru uţivateli nahrazeny informacemi (skutečnými hodnotami) o aktuálním stavu aplikace a o zobrazovaných datech. Ty se ukládají do souboru tmp. MapServer proměnné mají tvar: [klíčové slovo]. Ukázka šablony: <input type="image" name="img" src="[img]" width="[mapwidth]" height="[mapheight]" border="0"> Ukázka HTML kódu poslaného uţivateli: <input type="image" name="img" src="/tmp/program13050517996956.png" width="800" height="600" border="0"> Příklady výše ukazují dvakrát stejnou část kódu s rozdíly mezi vstupní šablonou (HTML kód s MapServer proměnnými) a výstupním souborem, který je poslán uţivateli (HTML kód s doplněnými hodnotami). Kromě hlavní šablony celé aplikace existují ještě šablony dotazovací, pomocí kterých se sestavuje jeden HTML soubor s výsledky dotazů. Cesty k dotazovacím šablonám se zapisují v objektech LAYER v mapfilu. Dotazovací šablonu tvoří tři soubory: záhlaví: název_vrstvy_header.html většinou hlavička tabulky, tělo dotazu: název_vrstvy_query.html obsahuje MapServer-proměnné nahrazované konkrétními odpověďmi na dotaz například z atributové tabulky zápatí: název_vrstvy_footer.html obsahuje doplňující informace. Všechny HTML šablony výsledné aplikace jsou vloţeny spolu s daty na přiloţeném CD. 33

5.4 Vlastní GIS aplikace Softwarové řešení MapServeru je postaveno na oddělení definice vrstev a jejich vlastností (mapfile) od uţivatelského rozhraní webové aplikace (šablony). Díky tomuto můţe být aplikace různě rozšiřována bez nutnosti zásahu do datové části. Zaklad serverové části je postaven na programu MapServer webovém serveru Apache http server a operačním systému Windows vista. Aplikace se spouští inicializačním souborem ze strany klienta. Zobrazování dat se řídí pokyny zapsanými v mapfilu a výsledky jsou posílány v HTML podobě na stranu klienta. 5.4.1 Vizuální stránka aplikace Hlavní okno aplikace lze rozdělit na několik částí. V levé části se nachází seznam vrstev. Ty je moţno podle poţadavku uţivatele libovolně zapínat a vypínat, aby bylo zobrazeno pouze to, co uţivatel ţádá. Některé z vrstev jako je například WMS katastr nemovitostí či WMS definiční body parcel se zobrazují aţ po dosaţení určitého měřítka. Jejich zobrazení v menším měřítku by nemělo smysl, protoţe data v nich obsaţená by nebyla čitelná. Vrstvy jsou rozděleny do čtyř kategorií. Do první kategorie jsou zařazeny ortofoto a landuse, tyto vrstvy mohou slouţit hlavně jako podklad nebo pro orientaci v mapě. Druhá kategorie je tvořena vrstvami WMS katastr nemovitostí a WMS definiční body parcel. Pod těmito vrstvami je uveden odkaz, který uţivatele přesměruje do aplikace nahlíţení do KN, kde najde informace o zobrazených parcelách. Další kategorie je tvořena vrstvou plynovodu, komunikací, elektrického vedení a výškopisem znázorněným pomocí vrstevnic. Do poslední kategorie jsou zařazeny vrstvy čísel popisných, tříděného odpadu a objektů. V mapfilu byly vrstvy uspořádány tak, aby se vespod zobrazovaly celoplošné snímky (ortofota, landuse), nad nimi liniové prvky a bodové objekty, aby byly vţdy navrchu a nedocházelo k jejich překryvu. Nad všemi vrstvami je vytvořena ještě skrytá vrstva hranice území, která je zobrazena po celou dobu a uţivatel ji nemůţe vypnout. V pravé části se nachází přehledová mapa s vyobrazením současné polohy mapového výřezu v rámci celé mapy. Pod ní se nachází legenda, která znázorňuje zobrazené prvky v mapě, podle toho, které vrstvy jsou v tu chvíli aktivní. Hlavní část tvoří střední část, která je tvořena mapovým polem. Pod ní se nachází měřítko a souřadnice X a Y středu mapového pole. V horní části je umístěna lišta nástrojů se základními ovládacími prvky. Nástrojová lišta uţivateli umoţňuje změnu reţimu, jsou tu dvě moţnosti prohlíţení a dotazování. Dalším nástrojem je tlačítko obnovit, které slouţí 34

k provedení zadaných poţadavků. Následujícími nástroji jsou tlačítka pro pohyb v mapě. Jedná se o přiblíţení, oddálení a centraci. Pro pohyb v mapě je také moţno vyuţít nástroj s popisem vyber lokaci. Tato funkce uţivatele přesměruje do části, kterou si vybere z nabízených moţností. Tyto oblasti mají v html šabloně předepsané souřadnice. Pro naprogramování této funkce byl pouţit javascript. 5.4.2 Zobrazené vrstvy 5.4.2.1 Zobrazení vrstvy plynovodu a elektrického vedení Obr. 12 Zobrazení vrstvy plynovodu a elektrického vedení. Pro zobrazení dat plynovodu byly pouţity liniové prvky vyexportované z poskytnutého souboru dgn a převedené do formátu shp. Plyn nízkotlaký je znázorněn růţovou barvou, plyn vysokotlaký barvou fialovou. Liniová vrstva elektrického vedení je ze souboru ZABAGED polohopis a je znázorněna černou barvou. 5.4.2.2 Zobrazení vrstvy komunikací a objektů Vrstva komunikací je opět vyexportována ze souboru ZABAGED polohopis. Jsou v ní rozlišeny třídy ţeleznice, znázorněné červenou barvou. Cesty, znázorněné oranţovou barvou a ulice, které jsou také znázorněny oranţovou barvou, avšak silnější čarou. Ve vrstvě objekty má kaţdý objekt svůj vlastní symbol. 35

Obr. 13 Zobrazení vrstvy komunikací a objektů. 5.4.2.3 Zobrazení vrstvy vrstevnic a tříděného odpadu Vrstva vrstevnic je z dat ZABAGEDu 3D výškopis a obsahuje šest tříd. Vrstevnice po 10m, 2m a doplňkové vrstevnice po 1m. Tyto tři třídy jsou znázorněny odstíny hnědé barvy. U vrstevnic po 10m je uveden popisek s jejich nadmořskou výškou. Další tři třídy, koruna tratě, dolní a horní hrana jsou znázorněny světle růţovou, ţlutou a zlatou barvou. Vrstva tříděného odpadu má vlastní vytvořený znak. Obr. 14 Zobrazení vrstvy vrstevnic a tříděného odpadu 36

5.4.2.4 Zobrazení vrstvy katastru nemovitostí a definičních bodů parcel Tyto vrstvy jsou do GISu připojeny přes sluţbu WMS z webu ČÚZK. Katastr nemovitostí je znázorněn bílou barvou a definiční body parcel barvou modrou. U těchto dat je veden odkaz na nahlíţení do katastru nemovitostí, pro zjištění detailních informací o nemovitosti. Obr. 15 Zobrazení vrstvy katastru nemovitostí a definičních bodů parcel 5.4.2.5 Zobrazení vrstvy landuse Vrstva landuse vznikla z plošných objektů dat ZABAGED polohopis. Byly roztříděny do 6 kategorií: TTP světle zelená barva, lesní plochy tmavě zelená, orná půda hnědá, vodní plochy modrá, zastavěná plocha červená a ostatní plochy šedě. Obr. 16 Zobrazení vrstvy landuse 37

5.4.3 Dotazování na vrstvu Přepnutím z reţimu prohlíţení do reţimu dotazování se dají získat po kliknutí na vybraný objekt informace z databáze daného objektu. Propojení s atributovou tabulkou je provedeno u vrstev komunikace. Kde po kliknutí na danou komunikaci uţivatel zjistí jméno a ID ulice, či třídu silnice. Pro ostatní zobrazené cesty (například lesní) je po dotazu uvedeno, zda jsou udrţované či neudrţované. Další vrstvou, kde je umoţněno dotazování, je tříděný odpad. Tady uţivatel po vybrání zájmového bodu obdrţí informace o druhu kontejnerů a jejich počtu. Dotazování na vrstvu je ještě umoţněno u vrstvy čísel popisných, kde by popisky v mapě výrazně zvýšily její grafickou zaplněnost. K této vrstvě je kromě samotného čísla popisného ještě uveden název ulice a město. U vrstvy objektů je po kliknutí na daný objekt uţivatel přesměrován přímo na internetové stránky dané instituce či firmy. Obr. 17 Výsledek dotazu na bod vrstvy tříděný odpad. Obr. 18 Výsledek dotazu na bod vrstvy čísel popisných. 38