Paikkatietojen yhteiskäyttö toimii jo
Kirjoittajat: Lassi Lehto ja Jaakko Kähkönen, Geodeettinen laitos, sähköposti: etunimi.sukunimi[at]fgi.fi
Artikkeli pdf-muodossa (Positio 1/2008)
Vakioidut rajapinnat helpottavat paikkatietopalvelujen toteuttamista. Pilottihankkeessa selvisi, että WMS-palvelujen käyttöönotto on oletettua yksinkertaisempaa.
Paikkatietojen yhteiskäyttöä on Suomessa kehitetty aktiivisesti jo parin vuosikymmenen ajan. Yhteiskäytön edellytyksiä on pyritty parantamaan erilaisten tiedonkeruun ja visualisoinnin ohjeistamiseen, aineistojen yhdenmukaistamiseen ja vastuujakojen selkiyttämiseen tähtäävien hankkeiden kautta. Viime vuosien kehitys kohti tietoverkkopohjaista paikkatietoinfrastruktuuria avaa uusia mahdollisuuksia aineistojen yhteiskäytön tehostamiseen.
Verkkopalveluympäristössä aineistotoimittajat kohtaavat saman pöydän ääressä, jossa yhteisten käytäntöjen sopimisesta tulee hyveen sijasta välttämättömyys. Lisäpontta tälle kehitykselle luovat yhtäältä palvelurajapintojen standardien kehittyminen ja toisaalta yhteiskunnan tehokkuusvaateista nouseva viranomaissääntely. Geodeettisen laitoksen koordinoimassa pilottiprojektissa on perehdytty vakioitujen palvelurajapintojen toteuttamiseen.
Sisältöä palveluihin
Palvelupilottihanke on toteutettu osana Paikkatietoasiain neuvottelukunnan (PATINE) Tietopalvelu ja yhteiskäyttöjaoksen (TIPY) työtä. PATINE:n työn tuloksena valmistuneen Suomen Kansallisen paikkatietostrategian mukaan aineistojen ja palveluiden hallinto-organisaatioiden tulee käynnistää valmistelut suositusten mukaisten tietoteknisten rajapintojen käyttöön ottamiseksi vuoteen 2008 mennessä.
Projektin ensisijaisena tavoitteena on ollut edistää paikkatietoalan keskeisten organisaatioiden valmiuksia paikkatietoihin liittyvien sisältöpalvelujen toteuttamiseen. Toinen tärkeä tavoite on kehittää aineistojen yhteiskäyttöä demonstroiva integrointipalvelu, joka tarjoaa helpon pääsyn yksittäisiin sisältöpalveluihin ns. yhden luukun periaatteella. Lisäksi projektissa on selvitetty avoimen lähdekoodin (Open Source, OS) ohjelmistojen soveltuvuutta standardeja tukevien palvelujen toteuttamiseen.
Projekti on keskittynyt tarkastelemaan paikkatietojen sisältöpalveluja erityisesti ns. rajapintapalvelujen näkökulmasta. Hankkeen painopiste ei siis kohdistu käyttäjälle näkyviin palvelukäyttöliittymiin vaan standardoituihin sovellustason palvelurajapintoihin, joiden kautta vaihtelevat käyttösovellukset voivat yhtenäisten periaatteiden mukaisesti saavuttaa erilaisia paikkatietosisältöjä. Projektissa on käsitelty sekä karttapalvelun että datapalvelun rajapintoja.
Projektin työhön ovat osallistuneet valtion laitoksista Geodeettinen laitos, Maanmittauslaitos, Ilmatieteen laitos, Merentutkimuslaitos, Geologian tutkimuskeskus, Merenkulkulaitos ja Suomen ympäristökeskus. Muita aktiivisia osallistujia ovat olleet Espoon kaupunki, Lounaispaikka ja Sito Oy.
Rajapintastandardit kehittyvät
Keskeisin standardi karttapalvelun kannalta on OGC:n (Open Geospatial Consortium) toimesta kehitetty Web Map Service (WMS) rajapintaspesifikaatio, joka on hyväksytty myös virallisena ISO-standardina ISO 19128:2005. WMS-palvelumääritys standardoi tietoverkossa -erityisesti Web-ympäristössä- toteutetun karttapalvelurajapinnan. Palvelun perustehtävä on tuottaa visuaalinen esitys paikkatiedosta. Rajapinta ei ota kantaa siihen, missä muodossa palvelun jakelema kartta-aineisto tallennetaan. Parhaiten palvelu pystyy kuitenkin noudattamaan WMS-rajapinnan periaatteita, jos aineisto ei ole valmiiksi rasteroitua, vaan tuloskuva generoidaan kyselytilanteessa. Tällöin pystytään aidosti tukemaan sitä, että kyselevä sovellus voi vapaasti valita kartan toivotun sisällön ja visualisointitavan. WMS-asiakasohjelmista on tarjolla useita pitkälle kehitettyjä Web-selainpohjaisia toteutuksia. Toinen tärkeä WMS-palvelujen käyttötapa on kaupallisten GIS-ohjelmistojen tarjoama mahdollisuus hakea karttoja standardin mukaisista verkkopalveluista.
Toinen keskeinen sisältöpalvelujen rajapintastandardi on OGC:n piirissä kehitetty Web Feature Service (WFS) palvelumääritys, joka mahdollistaa kohdemuotoisen paikkatiedon kyselemisen vakioidun menettelytavan mukaisesti. WFS-standardia viimeistellään ISO-prosessissa ja sen pitäisi valmistua DIS (Draft International Standard) -tasolle kesään 2008 mennessä. Paikkatietokyselyn yksityiskohtaisen rajaamisen menettelytavat määritellään erillisessä standardissa Filter Encoding (FE), joka etenee valmisteluprosessissa WFS:n rinnalla. Kolmas tärkeä standardi kohdemuotoisen paikkatiedon sisältöpalvelujen kannalta on kohteiden koodaustavan määrittelevä Geography Markup Language (GML), joka on julkaistu ISO-standardina 19136:2007.
Euroopan ympäristötietojen käyttöä tehostamaan pyrkivä INSPIRE-direktiivi on edennyt vaiheeseen, jossa määritellään paikkatietopalveluissa noudatettavat rajapintastandardit. Ensimmäiset luonnokset toimeenpanosäännöistä ovat kommentoitavina. Karttapalvelujen säännöt näyttäisivät pohjautuvan varsin suoraviivaisesti WMS-standardin soveltamiseen. Kohdemuotoisten datapalvelujen toimeenpanosäännöt ovat vielä sisäisessä valmistelussa.
Yhteiskäyttöä palveluja yhdistellen
Maanmittauslaitos, Ilmatieteen laitos ja Lounaispaikka ovat projektissa testanneet ja kehittäneet jo olemassa ollutta WMS-palveluaan. Uusi WMS-palvelu on pystytetty Merentutkimuslaitokseen, Geologian tutkimuskeskukseen ja Espoon kaupungille. Lounaispaikan ja Geologian tutkimuskeskuksen WMS-implementaatio perustuu kaupalliseen tuotteeseen (ArcIMS). Maanmittauslaitos on kehittänyt palvelun itse, ja loput organisaatioista tukeutuvat OS-pohjaiseen palvelintoteutukseen nimeltä MapServer.
Pilotin piiriin tuodut aineistot:
Maanmittauslaitos Karttapaikan rasterikartat, korkeusmalli (GL:n palvelimella)
Ilmatieteen laitos Sääsatelliittikuva
Lounaispaikka Turun ympäristön seutu- ja maakuntakaavat
Merentutkimuslaitos Klorofyllitilannekartta
Merenkulkulaitos Rannikkokartta (GL.n palvelimella)
Geologian tutkimuskeskus Maalajikartta, kallioperäkartta
Espoon kaupunki Opaskartta
Digiroad (GL:n palvelimella)
Palvelupilotin palvelukokonaisuuden arkkitehtuuri.
Geodeettinen laitos on vastannut palvelupilotin integroivan WMS-palvelun toteutuksesta. Se pohjautuu MapServer-palvelimen käyttöön. Lisäksi on hyödynnetty GeoServer-nimistä WMS/WFS-palvelinta. Organisaatioiden tuottamat karttapalvelut on konfiguroitu integroivan palvelun kautta saavutettaviksi, ja aineistot näkyvät siten tämän palvelun sisältöteemoina. Integroiva palvelu myös huolehtii tarvittavista koordinaatistomuunnoksista. Lisäksi Geodeettinen laitos on vastannut Digiroad-tieaineiston ja MML:n korkeusmallin tuomisesta palvelun piiriin.
Integroivan palvelun toteutus pohjautuu WMS-standardissa määriteltyyn periaatteeseen (Cascading WMS), jonka mukaisesti WMS-palvelu voi toimia asiakasohjelmana toiselle WMS-palvelulle ja tarjota tämän palvelun sisällön osana omaa palveluaan. Palvelimet voivat näin muodostaa mielivaltaisen syviä palveluhierarkioita. Mekanismi mahdollistaa sovellustarpeista riippuvien sisältökokonaisuuksien joustavan muodostamisen.
Pilottiprojektin yhteydessä on testattu useita OS-pohjaisia WMS-asiakasohjelmakirjastoja (mm. ka-Map, MapBuilder, OpenLayers). Integroivan palvelun tuottamia karttoja on testattu myös Google Earth -sovelluksen WMS-yhteensopivuutta hyödyntäen. Projektin kokemusten pohjalta voidaan todeta, että asiakasympäristön vapaa valittavuus on yksi merkittävä osoitus standardirajapintojen soveltamisen tuomista eduista palveluinfrastruktuurissa.
Pystytys helppoa – visualisuus vaikeampaa
WMS-palvelujen pystyttäminen on teknisesti yksinkertaista ja vaatii oletettua vähemmän resursseja. Rajapintojen ohjelmistototeutukset ovat pääsääntöisesti hyvin yhteensopivia. Ohjelmistojen tarjoama tuki eri koordinaattijärjestelmille teki koordinaatistomuunnosten toteutuksesta vaivattoman katselusovellusten vaatimalla tarkkuustasolla.
Suurimmat ongelmat palvelujen rakentamisessa liittyivät käyttäjätunnistus- ja tietosuojatarpeisiin ja siihen, että näihin liittyvät yksityiskohdat eivät tyypillisesti ole paikkatietoammattilaisten päätettävissä. Vaativaksi osoittautui myös aineistojen visuaalinen integrointi. Ongelmaa voitaisiin huomattavasti helpottaa, jos palvelut tarjoaisivat asiakasohjelmille mahdollisuuden visualisointiparametrien valintaan.
Projektin työ jatkuu kohdemuotoisten paikkatietojen sisältöpalvelujen parissa. Tässä työssä haasteeksi muodostuu varsinaisen kyselyrajapinnan määrittelyn lisäksi aineistokohtaisten tiedonsiirtoskeemojen laatiminen. INSPIRE-toimeenpanosääntöjen valmistelutyössä nämä osuudet ovat vasta alkamassa.
Linkkejä:
PATINE www.mmm.fi/fi/index/etusivu/maanmittaus_paikkatiedot/patine.html
TIPY geoinfo.fgi.fi/TIPY/
INSPIRE www.ec-gis.org/inspire
OGC www.opengeospatial.org
WMS www.opengeospatial.org/standards/wms
WFS www.opengeospatial.org/standards/wfs
FE www.opengeospatial.org/standards/filter
ISO TC211 www.isotc211.org
ArcIMS www.esri.com/software/arcgis/arcims/
MapServer mapserver.gis.umn.edu
GeoServer www.geoserver.org
ka-Map ka-map.maptools.org/
MapBuilder communitymapbuilder.osgeo.org
OpenLayers www.openlayers.org
30.6.2010 08:12