Počítačová kartografie, 2013, Plzeň UKÁZKOVÉ PŘÍKLADY VYUŽITÍ VIRTUÁLNÍCH GLÓBŮ NEJEN V GEOVĚDÁCH Elena Belai Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta matematiky, Geomatika elenabelai@seznam.cz Klíčová slova: Virtuální glób, Google Earth, KML (Keyhole Markup Language), Service Oriented Architecture (SOA) 1. Úvod Využitím virtuálních glóbů (dále v textu VG) v současné době se mění způsob, jakým odborná a laická veřejnost přistupuje ke geografickým informacím a pracuje s nimi ve virtuálním prostředí. Na rozdíl od 2D vizualizace geografických informací, VG nabízí multidimenzionální, plně realistický pohled na planetu Země. VG hraje, bez pochyb, velkou roli v geovědách [1]. Rozsáhlé množství VG [2] nabízí celou řadu funkcí pro přístup, vizualizaci a práci s geoprostorovými daty. VG, podle [4], neobsahují tolik vyvinutých a dostupných nástrojů GIS (Geografické informační systémy) pro analýzy problémů zaměřených nejen na obory geovědy, ale i na další vědecké obory [7], kulturu a turismus [2]. Jelikož využití VG v geovědách je samozřejmým, bude tento článek věnován hlavně projektům vyžívajícím VG v jiných vědních disciplinách, kultuře a turismu. 2. Možnosti využití VG, analýza problematiky u jednotlivých projektů Rozsah dané semestrální práce dovoluje popsat jen některé případy využití VG, a ty jsou uvedeny v následujících odstavcích. Samozřejmým zůstává využití VG pro geovědy. Projekt [3] je věnován využití VG pro modelování procesů, jevů a objektů v geologii pomocí navržené metodiky a GUI (Graphical User Interface). V projektu byly využity: VG Google Earth, technologii AJAX (Asynchronous JavaScript and XML), Google Earth API (Application Program Interface), Java Script API, data ve formátu KML a Collada. Výsledná aplikace umožňuje provedení prostorových analýz (měření vzdálenosti, získáváni informaci o nadmořské výšce, výpočet sklonu) a vytvoření výškových profilů. [3]
Obr. 1 Geologická vrstva překrývající 3D terén [3] Projekt [8] prezentuje výzkum využívání VG pro krizová řízení prostřednictvím vizualizace a prostorových analýz. V daném projektu byl zvolen VG Google Earth spolu s technologii Context Discovery Application. Do testování a hodnocení aplikace byli zapojeni také potencionální uživatele, viz kap. 3.3. [8] Podle [4] rychle roste popularita VG pro vizualizaci a sdílení dat v oblasti životního prostředí. Projekt vyvinul webovou službu pro generování map znečištění ovzduší a šíření informací o kvalitě ovzduší v reálném čase. Řešením projektu je provádění prostorových analýz s cílem posílit funkčnost aplikace Google Earth. Testování systému probíhalo na datech z měření ovzduší v Teheránu. [4] Obr. 2 Vizualizace mapy znečištění ovzduší s použitím WPS [4]
Článek [7] shrnuje dosavadní pokrok ve využití VG pro epidemiologické účely a ilustruje internetový projekt Contrast pro mapování a sledování schistosomózy v subsaharské Africe. Projekt využívá aplikaci Google Earth VG pro geografickou lokalizaci informací o onemocnění schistosomózou. Pro geoanalýzu je používán specializovaný GIS software [7]. Obr.3VG Google Earth ilustruje lokalizaci Schistosoma haematobium a Schistosoma mansoni [7] Příspěvek [9] se zabývá využitím VG pro plánování modelů staveb za účasti veřejnosti přes webovou službu SOA (Service Oriented Architecture). Pro integraci SOA jsou využívány aplikace Google Earth a technologie AJAX. Pro zobrazení 3D modelů budov je zde využít formát CityGML. Zajímavější je podkapitola 3.3 [9], která popisuje způsob jakým veřejnost může spolupracovat s vyvíjenou aplikací. Daná aplikace byla poté testována také za účasti veřejnosti, viz kap. 4 [9].
Obr. 4 Srovnání možného vývoje čtyř odlišných návrhů [9] Příspěvek [2] zkoumá potenciál pro využití VG v oblasti kultury a cestovního ruchu. Pro projekt Via Regina byl vybrán VG NASA Word Wind, který je volně šiřitelný, poskytuje infrastrukturu pro prostorová data. VG se používá pro 4D vizualizaci kulturních památek v rámci projektu Via Regina. [2] 3. Porovnání a zhodnocení jednotlivých přístupů Všechny články uvedené v této semestrální práci byly zaměřeny na hledání potenciálu pro využití aplikace VG nejen v geovědách. Všechny projekty spolupracovaly s open source aplikacemi, a tím zajišťují, že výsledky budou přístupné i široké veřejnosti. Většina projektů, až na [2], spolupracuje především s aplikací Google Earth. Ze studií vyplývají hlavně výhody, kvůli kterým autoři projektů zvolili Google Earth: je to dostupná, multiplatformní a snadno srozumitelná aplikace umožňuje zobrazení reality bez zkreslení údaje lze prohlížet v libovolném měřítku podporuje KML umožňuje připojení služby WMS jako vrstvy, a tím poskytuje velký objem zdrojů umožňuje přidávát vlastní data ve formátu KML.
Ve všech studiích je VG Google Earth považován spíš za doplněk než úplnou náhradu sofistikovanější GIS technologie. Google Earth slouží pro vizualizaci a neobsahuje GIS nástroje pro: vzdálenostní analýzy, analýzy modelu reliéfu, analýzy obrazů, analýzy sítí, topologické překrytí, ale obsahuje jen základní měřické funkce. Proto projekty [3, 4, 8] se zaměřily také i na vývoj GIS aplikací pro výše zmíněné analýzy nebo v projektech byl použít již vytvořený GIS software pro tvorbu analytických modelů [7]. V [2] byl použít NASA Word Wind. Autoři shledávají ještě výhodu dané aplikace v tom, že je napsána v jazyce Java, a proto může být přímo spustitelná v různých operačních systémech. Další výhody dané aplikace jsou stejné jako u Google Earth. NASA Word Wind umožňuje vývojářům implementovat analytické nástroje s cílem se vypořádat s měnícími potřebami a ke zvýšení propracovanosti analýz. Jedním z dalších společných prvků všech projektů je využití internetových technologií a jejích prostřednictvím umožnit uživatelům využívat vytvořené aplikace, zároveň závislost VG na internetu je považována za hlavní nevýhodu. V studiích byly využité hlavně webové služby a WMS, v [4] naopak byla vyvinuta nová webová služba pro vzdálené zpracování dat. Všechny technologie využité v projektech by měly poskytovat data a informace v reálném čase. V projektech [8, 9] bylo uplatněno testování za účasti veřejnosti, které prokázalo aktivní zájem veřejnosti o aplikace využívající virtuální glóby. Výsledky testování [8] poukázaly hlavně na chybné geokódování některých lokalit. Jinak aplikace byly hodnoceny kladně a uživatele je považují za užitečné. 4. Závěr Cílem této semestrální práce (s ohledem na rozsah práce) bylo ukázat některé příklady využití VG v současné době ve vědě a kultuře. Dostupnost výkonných počítačů, internetu, přístupných softwarů (pro grafiku) jen podporuje rozsáhlé využití VG nejen v geovědách. Články ukazují jak VG můžou využít odbornici z jiných oborů než jsou geoobory, a pomocí VG plánovat, vizualizovat svoje data a propagovat statistické údaje, informace o nemocích, o historii atd. Zdá se, že cíle v možném rozsahu byly splněny, a uvedené projekty stojí za pozornost, případně jako inspirace pro další zajímavé nápady a projekty jak využít aplikace VG. Je důležité, samozřejmě, nezapomenout na etické otázky [6], problémy týkající se vlastnictví dat, využití dat v souladu se zákonem, tradicemi, etiketou v dané lokalitě. Nelze zapomenout na vlastní bezpečí, na to, že snadno dostupné aplikace VG můžou být zneužity dokonce v protilidských a protimírových cílech. Výsledkem všech zkoumání je závěr, že v současné době aplikace VG s pomocí GIS nástrojů se stává důležitým a užitečným nástrojem pro zobrazení geoprostorových dat na vědecké úrovni, jak pro odbornou, tak i pro širokou veřejnost. Zdroje [1] BAILEY, J., E., CHEN, A., The role of virtual globes in geoscience. Computers & Geosciences, 37, 2011, s. 1 2. Dostupné z: http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20120010232_2012010178.pdf [2] BROVELLI, M., A., HOGAN, P., MINGHINI, M., ZAMBONI, G., The power of virtual globes for valorising cultural heritage and enabling sustainable tourism: NASA World Wind applications. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XL-4/W2 ISPRS WebMGS 2013 & DMGIS 2013, Xuzhou, Jiangsu, China, 11 12
November 2013. Dostupné z: http://www.int-arch-photogramm-remote-sens-spatial-infsci.net/xl-4-w2/115/2013/isprsarchives-xl-4-w2-115-2013.pdf [3] PARASKEVAS, T., Virtual globes and geological modeling. International Journal of Geosciences, 2, 2011, s. 648-656. Dostupné z: http://www.scirp.org/journal/ijg/ [4] POORAZIZI, E., ALESHEIKH, A., A., AMINI, M., The Use of Web Services Technology for Mapping and Sharing Environmental Information in Virtual Globe Applications. International Review on Computers and Software (I. RE. CO. S.), 2010, s. 342-347. [5] SASGIS. SAS.Planet [online]. 2013 [cit. 2013-10-20]. Dostupné z: http://sasgis.ru/sasplaneta/ [6] SHEPPARD, S., R., J., CIZEK, P., The ethics of Google Earth: crossing thresholds from spatial data to landscape visualisation. J Environ Manag, 90(6), 2009, s. 2102 2117 [7] STENSGAARD, A.,S., SAARNAK, C.,F.,L., UTZINGER, J., VOUNATSOU, P., SIMOONGA, C., MUSHINGE, G., RAHBEK, C., MOHLENBERG, F., KRISTENSEN, T.,K., Virtual globes and geospatial health: the potential of new tools in the management and control of vector-borne diseases. Geospatial Health, 3, 2009, s. 127-141. Dostupné z: http://eprints.bice.rm.cnr.it/2843/ [8] TOMASZEWSKI, B., Situation awareness and virtual globes: applications for disaster management. Computers & Geosciences, 37, 2011, s. 86 92. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0098300410001743 [9] WU, H., HE, Z., GONG, J., A virtual globe - based 3D visualization and interactive framework for public participation in urban planning processes. Comput Environ Urban Systems, 34, 2010, s. 291 298. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0198971509000945