22-11. Integrace archeologických dat do jednotného datového skladu a jeho využití v procesu péče o archeologický fond Přehled konečných výstupů výzkumného úkolu Odpovědný řešitel: Ing. Petr Volfík Instituce: Národní památkový ústav ú.p. Celková doba plnění úkolu: 2002-2004
1. Stanovené cíle úkolu Cílem úkolu Integrace archeologických dat do jednotného datového skladu a jeho využití v procesu péče o archeologický fond, který byl definován v roce 2001, bylo za pomoci dostupných moderních informačních technologií vybudovat jednotný sklad všech archeologických dat získávaných v procesu péče o archeologický fond v ústředním pracovišti Národního památkového ústavu (původně ve Státním ústavu památkové péče), a to jako nezbytný předpoklad zajištění správy a aktualizace těchto dat a jejich efektivního využití jak přímo v NPÚ, tak i ostatními uživateli v oblasti památkové péče, státní a veřejné správy a v neposlední řadě i při prezentaci laické veřejnosti na Internetu. Zadání úkolu vycházelo ze stavu, kdy jsou různé archeologické databáze vytvářeny a spravovány v jednouživatelských kancelářských relačních databázových systémech (Paradox, Access apod.), grafická GIS data v jednouživatelském a funkčně i objemově limitovaném programu PC Arc/Info, další obrazová a textová data pak jsou ukládána odděleně jako samostatné soubory na jednotlivých klientských počítačích či serverech, nebo jsou zatím ponechávána pouze na vytvořených papírových formulářích. Tento přístup je velmi levný a produktivní ve fázi sběru dat, pro jejich následné využívání a generování ucelených uživatelských výstupů se však stává při stále větším objemu dat velmi neefektivním a i správa takto odděleně shromažďovaných dat je velmi náročná jak na techniku, tak především na lidský potenciál. Návrh řešení předpokládal po nezbytné analýze všech datových zdrojů a toků uložení jednotlivých typů archeologických dat (databáze, grafická GIS data, obrazová data, texty apod.) do jednoho datového úložiště v prostředí SQL serveru (Oracle, MS SQL server apod.) a vytvoření aplikací typu klient-server nad těmito integrovanými daty pro správu a využití dat v definovaných uživatelských úrovních v prostředí Intranetu a Internetu. 2. Konečné výstupy úkolu Konečným výstupem úkolu je dle výše uvedeného záměru vybudovaný, zcela funkční a provozně zajištěný informační systém, s vytvořeným jednotným datovým úložištěm a aplikacemi pro komplexní práci s dostupnými daty v prostředí Internetu. Celý systém je zpřístupněn definované množině uživatelů, jeho veřejná část pak volně široké veřejnosti. Systém už i v dosavadním krátkém čase fungování vykázal značný stupeň využitelnosti, a to jak v rámci NPÚ, tak i pro externí uživatele. Výsledky výzkumného úkolu se tak dostávají velmi rychle do praxe, jedná se tedy o příklad tzv. aplikovaného výzkumu. Do vybudovaného datového skladu byly uloženy následující dostupné datové zdroje: - data Státního archeologického seznamu České republiky (SAS ČR) - data projektu Obrazová dokumentace archeologických nalezišť (ODAN) - databáze Významné archeologické lokality - databáze Přehledy výzkumů - data Archeologické databáze Čech ArÚ AV ČR v Praze - digitální polohopisná data: vektorová data DMÚ 25, vektorová data ČR 1:50 000 a 1:500 000, rastrová data ČR 1:50 000, 1:200 000 a 1:500 000, vektorový soubor správních hranic v měř. 1:10000, výškové body dle souřadnic bodového pole Českého úřadu zeměměřičského a katastrálního - data projektu Program péče o životní prostředí 250/4/98 - památkově chráněná území - historické mapy II. vojenského mapování. 2
Technologické řešení vybudovaného systému je založeno na následujících principech: - celý systém je postaven na bázi webových technologií z důvodu zabezpečení jeho maximální využitelnosti a schopnosti prezentace všem typům uživatelů prostřednictvím intra/internetu - provoz serverové části systému je zajištěn na serveru s operačním systémem Linux - veškerá popisná data (databáze) jsou uložena centrálně v robustním víceuživatelském open source databázovém systému MySQL - pro zpřístupnění GIS dat je využito technologie tzv. mapového serveru, založeného na využití volně šiřitelného SW MapServer, s aplikační nadstavbou T-MapServer (produkt firmy T-Mapy s.r.o.) - jednotlivé aplikace jsou napsány pomocí skriptovacího jazyka PHP, za pomoci technologie T-WIST vyvinuté firmou T-Mapy - na straně koncového uživatele není vyžadována žádná nadstandardní instalace, všechny funkce systému jsou přístupné v prostředí běžného www prohlížeče (Internet Explorer apod.) - uživatelé mají diferencovaný přístup k jednotlivým částem systému aplikacím a datům, na základě administrátorem definovaných přístupových práv - velký důraz je kladen na zabezpečení dat a provozu celého systému - server je umístěn v tzv. demilitarizované zóně sítě NPÚ ú.p., která umožňuje bezpečný provoz webovských aplikací, a vlastní přístup k neveřejné části systému je zajištěn použitím šifrovaného přenosového protokolu https. Veřejná část systému Veřejná část systému je určena pro publikaci a prezentaci jednotlivých výstupů a datových zdrojů nejširší veřejnosti. Je volně dostupná bez jakéhokoli omezení na internetové adrese http://twist.up.npu.cz/. Aktuální podoba vstupního rozhraní této části je patrná z obr. 1. obr. 1 3
Na úvodní straně je k dispozici základní informace o celém informačním systému, a dále pak odkazy na jednotlivé zpřístupněné aplikace. U každé aplikace je pak možnost zobrazení stručného popisu obsahu a funkcí aplikace, a to otevřením okna pomocí ikonky s písmenem i vlevo od názvu aplikace (obr. 2). V aktuální podobě jsou pro veřejný přístup vytvořeny dvě aplikace: - aplikace SAS ČR - veřejný přístup, umožňující vyhledávání a tisk základních údajů o území s archeologickými nálezy (UAN) shromažďovaných v informačním systému SAS ČR. Zpřístupněné údaje (obr. 3) jsou kompromisem mezi povinností informovat veřejnost o aktuálních výstupech z informačního systému SAS ČR, tj. vlastním výskytu území s archeologickými nálezy na daném území, a mezi žádoucí ochranou shromažďovaných podrobných odborných údajů a konkrétní lokalizace těchto území v mapě. obr. 2 4
obr. 3 - mapový projekt Památkový fond ČR, umožňující volný přístup k vybraným geografickým datům. Z odborných dat je to v první fázi především bodová vrstva památkově chráněných území (obr. 4). Zde je možné přímo z mapy identifikovat jednotlivé prvky, provádět vyhledávání podle zadaných kritérií, tisknout mapu apod. 5
obr. 4 Neveřejná část systému Tato část systému umožňuje přístup ke všem shromážděným datovým zdrojům v datovém skladu a funkcím systému na základě definovaných přístupových práv pro jednotlivé uživatele. Základní uživatelské rozhraní je k dispozici na internetové adrese https://twist.up.npu.cz/ (obr. 5). Pro přístup k této části je nutno zadat platné uživatelské jméno a heslo. 6
obr. 5 Podobně jako v neveřejné části je i zde základní informace o celém informačním systému a dále jsou zde přehledně uspořádány odkazy na všechny dosud vytvořené aplikace. Odkazy jsou v aktuální podobě rozděleny do čtyřech základních skupin: 1. Administrace systému V této skupině jsou odkazy na dvě základní aplikace určené pro administrátora systému Správa uživatelů a Správa skupin, které slouží k definování uživatelů systému a k přidělování přístupových práv k jednotlivým datovým zdrojům a aplikacím. Dále zde mají všichni uživatelé možnost změnit si vlastní přístupové heslo. 2. Aplikace Tato skupina obsahuje odkazy pro přístup k jednotlivým databázově orientovaným aplikacím, které byly vytvořeny nad jednotlivými datovými zdroji. U všech aplikací je uveden stručný popis datového obsahu a funkcí, který je dostupný kliknutím na ikonku s písmenem i u příslušné aplikace. Data všech těchto aplikací byla převedena do jednoho databázového systému, ačkoli původně pocházejí z různých samostatných databází z různými formáty. Tam, kde to bylo možné, byly 7
jednotlivé datové zdroje navzájem provázány. Všechny aplikace mají jednotné uživatelské prostředí a ovládání, což značně usnadňuje práci z pohledu uživatelů. Aktuálně jsou zde dostupné následující aplikace: a) SAS ČR veřejný přístup - jde o totožnou aplikaci dostupnou i ve veřejné části systému. b) SAS ČR rozšířená verze Jde o základní aplikaci celého systému, umožňující komplexní práci s daty informačního systému Státní archeologický seznam České republiky. Ke každému záznamu o území s archeologickými nálezy je možno zobrazit a vytisknout veškeré dostupné informace, dále záznamy třídit a vyhledávat podle zvolených kritérií a identifikovat je v mapě sestavené dle dostupných referenčních podkladových map. Data SAS ČR jsou přímo provázána s daty aplikace ODAN (Obrazová dokumentace archeologických nalezišť), a s daty aplikace VAL (Významné archeologické lokality). Základní rozhraní aplikace s přehledem základních údajů k jednotlivým vybraným záznamům databáze SAS ČR je zobrazeno na obr. 6. obr. 6 8
Aplikace umožňuje velmi jednoduše a rychle získat komplexní informaci o dané archeologické lokalitě od veškerých popisných údajů z databáze SAS ČR, přes dostupnou obrazovou dokumentaci v databázi ODAN a případné rozšiřující informace v databázi VAL až po zobrazení konkrétní polohy v mapě (obr. 7). c) ODAN Obrazová dokumentace obr. 7 Aplikace ODAN umožňuje komplexní práci s obrazovými daty získanými v rámci řešení výzkumného úkolu "Obrazová dokumentace archeologických nalezišť" v letech 1999-2003. Data jsou dále aktualizována a doplňována tak, aby v budoucnu obsahovala veškerou obrazovou dokumentaci ke každému záznamu o území s archeologickými nálezy nacházejícím se v inf. systému SAS ČR. Základní uživatelské rozhraní aplikace ODAN je patrné z obr. 8. Uživatel má k dispozici stejné funkce jako u aplikace SAS ČR, tj. kromě zobrazení základního přehledu záznamů ve formě tabulky se zmenšeným náhledem obrazových dokumentů je možno použít funkce Výběr nebo Podrobný výběr, dále zobrazit provázané záznamy z databáze SAS ČR, zobrazit a vytisknout kompletní popisné informace ke každému záznamu a v samostatném okně též zobrazit připojený obrazový dokument v originální velikosti. 9
obr. 8 d) VAL Významné archeologické lokality Aplikace VAL poskytuje prostředí pro komplexní práci s údaji o významných archeologických lokalitách. Databáze těchto lokalit vznikla na základě požadavku pracovníků odboru péče o archeologický fond v rámci řešení institucionálního úkolu V+V Implementace výsledků VÚ SAS do statutárních činností NPÚ pod vedením řešitelky Mgr. Aleny Knechtové, a to výběrem jednotlivých území s archeologickými nálezy evidovaných ve Státním archeologickém seznamu ČR, která patří mezi nejhodnotnější naleziště s vysokým stupněm dochování archeologických terénů a nemovitých i movitých archeologických nálezů v jejich původním kontextu. U každého záznamu je tak navíc oproti údajům v databázi SAS ČR uveden doplňující popis lokality a informace z monitoringu současného stavu, jakož i údaje o jejím stávajícím či potencionálním ohrožení. Databáze VAL není na rozdíl od všech ostatních datových zdrojů primárně zpracovávána samostatně v jiném lokálním databázovém prostředí. Je jako první navržena a vytvořena již od počátku přímo v nově budovaném datovém skladu. Kromě funkcí obsažených v ostatních aplikacích bylo tedy nutno vyřešit i funkce vkládání nových záznamů a aktualizaci stávajících záznamů, a pro případné další využití i export záznamů do standardního formátu CSV. Aplikace VAL tedy umožňuje přímou editaci záznamů v prostředí internetového prohlížeče, a to i paralelně současně více uživateli dle nastavených přístupových práv. U jednotlivých uživatelů je možno rozlišit přístup pouze pro čtení, nebo i pro zápis či mazání záznamů. Zcela tak odpadá potřeba jakýchkoli lokálních pomocných aplikací pro vkládání dat, jejich sehrávání do jednoho celku či import do datového skladu. Základní uživatelské rozhraní aplikace VAL je standardní jako u ostatních aplikací. Kromě zobrazení základního přehledu záznamů ve formě tabulky je opět možno použít funkce Výběr 10
nebo Podrobný výběr, dále zobrazit provázaný záznam z databáze SAS ČR, zobrazit a vytisknout kompletní popisné informace ke každému záznamu (obr. 9), vložit nový záznam či upravit nebo smazat stávající. obr. 9 V jednotlivých oknech aplikace VAL a v připravené tiskové sestavě jsou zobrazovány i některé základní údaje přebírané z databáze SAS, tyto údaje však není třeba v aplikaci VAL znovu zadávat, jsou automaticky generovány pro potřebu zobrazení či tisku. e) PV Přehledy výzkumů Aplikace poskytuje prostředí pro komplexní práci s údaji o jednotlivých archeologických akcích publikovaných v periodiku Přehled výzkumů, vydávaném od roku 1956 Archeologickým ústavem AV ČR v Brně. Náplní tohoto periodika je především evidence archeologických výzkumů a nálezů za příslušné období na území Moravy a Slezska. 11
Aplikace umožňuje zadávání a vyhledávání archeologických akcí podle názvu lokality, územní identifikace (katastr, admin. obec, okres, kraj), datování lokality, roku provedení akce a autora článku s odkazem na úplný bibliografický záznam v příslušné publikaci Přehledu výzkumů. Podobně jako u aplikace VAL byla i zde řešena otázka přímého vkládání nových záznamů a aktualizace či mazání stávajících záznamů, aplikace umožňuje též export záznamů do formátu CSV. Základní okno aplikace je zobrazeno na obr. 10. f) ADČ Archeologická databáze Čech obr. 10 Aplikace ADČ (obr. 11) poskytuje prostředí pro komplexní práci se základními údaji Archeologické databáze Čech, která je vytvářena a spravována Oddělením prostorové archeologie Archeologického ústavu AV ČR v Praze jako centrální evidence archeologických výzkumů a nálezů pro území Čech. Aplikace umožňuje zobrazit a vytisknout vybrané základní informace ke každému záznamu databáze, dále záznamy třídit a vyhledávat podle zvolených kritérií a identifikovat je ve formě bodové vrstvy v mapě spolu s ostatními 12
datovými zdroji dostupnými v mapovém projektu SAS ČR. Uživatelé tak získávají jedinečnou možnost pracovat v jednom prostředí s oběma základními archeologickými zdroji v ČR (SAS ČR a ADČ). 3. Mapové projekty obr. 11 Mapové projekty jsou speciální aplikace využívající funkce tzv. mapového serveru. Umožňují především zobrazit v prostředí internetového prohlížeče digitální geografická data s provázáním na data popisná, a přitom využít množství funkcí pro práci s těmito daty, které jsou obvykle dostupné v komerčních desktopových GIS aplikacích. Aktuálně jsou v budovaném informačním systému vytvořeny čtyři mapové projekty: a) SAS ČR Mapový projekt SAS ČR je základním mapovým projektem celého systému. Umožňuje interaktivně vyhledávat a identifikovat území s archeologickými nálezy v mapě sestavené z dostupných obecných polohopisných dat různých měřítek včetně provázání do databázové aplikace SAS ČR. Mapa dále obsahuje kompletní administrativně-správní členění území ČR s 13
přesností dle mapy 1:10 000 - hranice katastrálních území, obcí, obcí s pověřeným úřadem, obcí s rozšířenou působností, okresů a krajů, včetně možnosti identifikovat tyto údaje kliknutím v jakémkoli bodě na území ČR nebo naopak zobrazit v mapě požadované území zadáním názvu katastru, obce, obce s rozšířenou působností nebo okresu. Stejné možnosti existují i pro práci s kladem mapových listů měřítka 1:10000. Základní uživatelské rozhraní mapového projektu SAS ČR je zřejmé z obr. 12. V levé části je umístěn interaktivní seznam jednotlivých datových vrstev, pod ním pak přehledná mapka zachycující aktuální pozici hlavního mapového okna. V horní liště je pak umístěna sada nástrojů pro práci s mapou. V mapě je možno též zobrazit kompletní georeferencovaná rastrová data II. vojenského mapování - Františkova z let 1819-1858, získaná v rámci spolupráce s Ministerstvem životního prostředí a Univerzitou J.E.Purkyně v Ústí nad Labem. Díky použité technologii je tak možné tato objemově velmi rozsáhlá rastrová data zobrazit velmi pohodlně a v kombinaci s ostatními dostupnými grafickými daty, např. s vrstvou SAS ČR. Uživatelé tak mají unikátní možnost porovnat stav dané lokality v zachyceném historickém období a v současnosti viz. obr. 13 zachycující stejný mapový výřez jako na obr. 12. Mapový projekt je provázán s databázovou aplikací SAS ČR, takže použitím příslušného nástroje lze ihned získat všechny popisné údaje o vybraném nebo několika vybraných ÚAN v mapě. K vybranému ÚAN pak lze vygenerovat tiskovou sestavu obsahující základní popisné údaje z databáze SAS ČR a aktuální výřez mapového okna s jeho polohou. obr. 12 14
obr. 13 b) Program péče o životní prostředí 250/4/98 Mapový projekt Program péče o životní prostředí 250/4/98 zobrazuje vybrané výstupy tohoto projektu resortu Ministerstva životního prostředí zpracované v roce 1998. Přestože nebyla jednotlivá data v tomto projektu aktualizována, je bezpochyby možno je i dnes využít při vyhledávání potenciálního střetu zájmů při ochraně kulturní krajiny. V budoucnu pak nebude problém tyto vrstvy aktualizovat, budou-li z příslušných resortů k dispozici. Mapový projekt umožňuje interaktivně identifikovat jednotlivé prvky shromážděných datových sad z oblasti archeologie, ochrany životního prostředí a geologie v mapě a vyhledávat prvky ve vybraných vrstvách dle jejich základních atributů. Odborná data jsou opět doplněna obecnými polohopisnými daty měřítek 1:500 000 a 1:200 000, a vrstvami administrativně-správního členění území ČR s přesností dle mapy 1:10 000 Ukázka okna mapového projektu je zobrazena na obr. 14. 15
obr. 14 c) Nejvýznamnější archeologické lokality I tento mapový projekt vychází z řešení projektu Program péče o životní prostředí 250/4/98 v resortu MŽP, kdy jedním z výstupů byla i vrstva nejvýznamnějších archeologických lokalit zpracovaná plošně pro celé území ČR (obr. 15) s připojenou základní popisnou informací a jedním obrázkem (fotografie, snímek nálezu apod.) - obr. 16. d) Památkový fond ČR mapový projekt shodný s projektem ve veřejné části systému. 4. Ostatní Tato sekce může obsahovat relevantní hypertextové odkazy na ostatní webové stránky, např. primární internetové stránky Národního památkového ústavu, kde lze nalézt další potřebné informační zdroje (databáze Ústředního seznamu kulturních památek apod.). 16
obr. 15 obr. 16 17
3. Další rozvoj systému Potenciál dalšího rozvoje a využití vybudovaného informačního systému je obrovský. Z hlediska původního záměru, tj. zajištění integrace archeologických dat a vytvoření aplikační nadstavby pro jejich využití, by měl být další vývoj směřován např. na vytvoření aplikace pro evidenci oznámení o zahájení archeologických výzkumů na památkově chráněných lokalitách a objektech, dále aplikace pro přístup k vybraným částem dat pro orgány státní a veřejné správy (obce s rozšířenou působností, stavební úřady apod.). Stávající aplikace SAS ČR a ODAN pak bude nutno rozšířit o možnost přímé aktualizace či vkládání nových záznamů prostřednictvím Internetu. V praxi se pak již potvrdil předpoklad, že především funkce mapového serveru bude velmi užitečná i pro další odborné útvary NPÚ, a to jak pro prezentaci dalších nearcheologických odborných geografických dat, tak pro přístup k již shromážděným datům, např. II. vojenskému mapování. Vše však bude velmi záležet na zajištění finančních prostředků, bez kterých se jak vlastní provoz vytvořeného systému na stávající úrovni, tak i jeho další potenciální rozvoj, bohužel neobejde. Vzhledem k omezeným možnostem běžného rozpočtu NPÚ byl předpokládán další rozvoj systému v rámci nově navrhovaného výzkumného úkolu Výzkum vytváření a implementace integrovaného informačního systému památkové péče, citelné snížení rozpočtu výzkumného záměru I. NPÚ, jehož je tento úkol součástí, však příliš optimismu v tomto směru neskýtá. Ing. Petr Volfík, 16.2.2005 18