آشنایی با WebGIS ، بخش اول : مقدمه ای بر GIS و WebGIS

به اولین بخش از یک مجموعه مقالات آشنایی با WebGIS خوش آمدید . هدف این بخش این است که با مفاهیم سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) و Web GIS آشنا شده و بتوانید این اصطلاحات را با عبارات ساده تر و قابل هضم برای سایرین توضیح دهید.

GIS چیست ؟

چندین توضیح ، نقل قول ، تعاریف و اصطلاحات موجود ، تلاش کرده اند تا توصیفی مناسب برای یک GIS در چند جمله بیان کنند ، در حالی که برخی از این تعاریف کاملا معتبر و مختصر هستند اما ممکن است برای یک فرد عادی کمی فنی و پیچیده به نظر برسند . اگر از من بپرسید GIS چیست ، با این توضیح زیبا و ساده پاسخ خواهم داد.

GIS ، مخفف عبارت Geographic Information System ، یک فناوری تحول ‌آفرین برای آسان‌تر کردن زندگی ما است و چه بسا اگر به درستی از آن استفاده شود ، جهان را به مکانی بهتر تبدیل می‌کند .

از دیدگاه فنی ، سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) یک سیستم مبتنی بر کامپیوتر است که برای جمع آوری ، ذخیره ، دستکاری و تجزیه و تحلیل داده های مکانی ( داده هایی که می توانند به یک مکان خاص روی زمین ارجاع داده شوند ) استفاده می شود . این نشان می دهد که GIS مبتنی بر داده است !

اگر به دنبال اطلاعات بیشتری در مورد GIS هستید ، می توانید مطالب بخش GEOBLOG سایت را بررسی کنید تا اطلاعات بیشتری درمورد تاریخچه ، چشم انداز شغلی ، کاربردها ، برنامه ها و موارد دیگر مرتبط با GIS به دست آورید .

WebGIS چیست ؟

شبکه جهانی وب (WWW) همه چیز را متحول کرده است و GIS نیز از این قاعده مستثنی نیست . WebGIS شکل پیشرفته ای از سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) است که در پلتفرم های وب موجود است . داستان WebGIS به عنوان یک GIS قابل اجرا در مرورگرهای وب شروع شد و در ادامه به Web GIS کنونی تبدیل شد که به مشتریان دسکتاپ و تلفن همراه خدمت ارائه می کند . هر WebGIS از فناوری های وب برای برقراری ارتباط بین برخی از مؤلفه‌ها استفاده می‌کند : GIS Server (که با آدرس اینترنتی یا URL مشخص می‌شود) و کاربر (مرورگر وب ، برنامه دسکتاپ یا برنامه تلفن همراه) .

ارتباط این مولفه ها از طریق پروتکل انتقال ابرمتن (HTTP/HTTPS) صورت میگیرد و فرمت پاسخ می تواند HTML ، تصاویر باینری XML ، GML یا JSON باشد . هدف کلی این فناوری این است که به کاربران اجازه دهد بدون توجه به پلتفرم و یا پروتکل ها ، به صورت پویا به داده های مکانی روی وب دسترسی داشته ، به اشتراک گذاشته و یا دستکاری کنند .

مطالعه بیشتر : آشنایی با WebGIS ، بخش دوم : ابزارها و فناوری های WebGIS

نگاهی کوتاه به GIS Server و وب سرویس های OGC

GIS Server نرم افزاری است که به طور فعال به درخواست های ارسال شده توسط کاربر گوش می دهد. این درخواست‌ها می‌تواند برای سرویس‌های مختلف سازگار با OGC باشد ، به‌عنوان مثال درخواست GetMap در Web Map Service (WMS) ، درخواست GetFeature در Web Feature Service (WFS) ، و یا دریافت درخواست‌ ها در Web Coverage Services (WCS) و غیره .

سرور GIS مجموعه داده درخواست شده (به عنوان مثال یک Shapefile یا فایل رستری) را بارگیری میکند ، آن را رِندر کرده ، تصویر را به Tiles ها تقسیم کرده و برای کاربر درخواست کننده ارسال می کند . هر بار که کاربر با نقشه تعامل می کند ، سرور GIS درخواست ها را دریافت می کند و Tile های تصویر را به عنوان پاسخ با سرعت بسیار بالایی ارسال می کند . گزینه های متن باز مختلفی برای انتخاب یک Server GIS وجود دارد ، اما در این سری مقاله ، ما از نرم افزار GeoServer استفاده می کنیم .

GeoServer یکی از پرکاربردترین سرورهای GIS است . این نرم افزار یک رابط مدیریت مبتنی بر وب دارد و مجموعه داده‌ها را در پروتکل‌های سازگار OGC ارائه میدهد که این مساله آن را به گزینه‌ای ایده‌ آل تبدیل می‌کند.

سرویس های OGC توسط Open Geospatial Consortium (OGC) تدوین شده است که انواع عملکردهای جغرافیایی را امکان پذیر می کند . این سرویس ها امکان تبادل داده های جغرافیایی را در سراسر وب با کمک زبان نشانه گذاری توسعه پذیر (XML) ویا زبان نشانه گذاری جغرافیایی (GML) فراهم می کنند.

• سرویس نقشه وب Web Map Services (WMS) : یک استاندارد OGC است که به کاربران اجازه می دهد از راه دور به تصاویر نقشه های زمین مرجع از طریق درخواست های پروتکل انتقال ابرمتن (HTTPS) دسترسی داشته باشند.
  • سرویس عارضه نقشه : Web Feature Service (WFS) یک رابط مشخص شده توسط کنسرسیوم OGC است که امکان تبادل داده های جغرافیایی را در سراسر وب فراهم می کند . کاربران می‌توانند یک نمونه عارضه را ایجاد ، حذف ، به‌روزرسانی یا قفل کنند.
  • سرویس پوشش وب : Web Coverage Service (WCS) داده های پوششی چند بعدی را برای دسترسی از طریق اینترنت ارائه می دهد ، بعنوان مثال تصاویر رستری

کاربران WebGIS

کاربران یک WebGIS می توانند شامل برنامه های دسکتاپ ، برنامه های موبایل یا هر برنامه کاربردی قابل اجرا بر روی مروگر باشند . چندین رابط برنامه نویسی کاربردی (APIs) متن باز و تجاری برای ایجاد برنامه های کاربردی وب و تلفن همراه که از خدمات وب سازگار با استانداردهای OGC استفاده می کنند ، مورد استفاده قرار میگیرد . که شامل OpenLayers , Leaflet , Mapbox GL , ArcGIS APIs و غیره می‌شوند . به منظور ارائه یک تجربه کاربری بصری ، این برنامه‌های کاربردی و APIها ، اغلب جزئیات تمام درخواست‌های سرویس وب را که در پس‌زمینه رخ می‌دهند ، از دید کاربر پنهان میکنند .

خصوصیات و عناصر کلیدی یک WebGIS

یک WebGIS باید موارد زیر را رعایت کند:

• دسترسی جهانی توسط HTTP/HTTPS : یعنی سرور باید آدرس ثابت (URL) در وب داشته باشد تا کاربران بتوانند به راحتی به آن دسترسی داشته باشد.
  • پشتیبانی از تعداد زیادی کاربر به طور همزمان : که به کارائی و مقیاس پذیری بالایی نیاز دارد.
  • سازگاری بین پلتفرمی بهتر: سازگاری با مرورگرهای مختلف وب مانند IE ، فایرفاکس ، Chrome و … ، همچنین سازگاری با سیستم ‌عامل‌های مختلف مانند Windows، Linux، Mac OS، IOS و غیره .

برنامه های کاربردی WebGIS

WebGIS کاربردهای متنوعی دارد. برخی از آنها به شرح زیر است :

• جمع آوری مشارکتی داده های جغرافیایی همچون پورتال های جغرافیایی ، مراکز تهاتر داده ، SDI و غیره .
  • سیستم اطلاعات جغرافیایی داوطلبانه مانند Openstreetmap
  • WebGIS می تواند برای طراحی و برنامه ریزی پروژه های دولتی مانند مدیریت سیلاب شهری ، بلایای طبیعی و غیره مورد استفاده قرار گیرد .

چالش های WebGIS

• امنیت
  • کیفیت داده
  • کارائی سیستم
  • دسترسی در مکان های با اتصال اینترنتی ضعیف
  • هزینه های نگهداری و …

چرا نرم افزارهای متن باز ؟

Web GIS را می توان به روش های مختلفی پیاده سازی کرد. اما این مجموعه از مقالات به دلایل زیر بر روی نرم افزارهای رایگان و متن باز برای کاربردهای جغرافیایی تمرکز دارد .

• رایگان بودن
  • قابلیت دسترسی ، به این معنی که دنبال کردن آنها ساده است ، و به راحتی نرم افزارهای مربوطه را میتوان ازوب سایت آن رایگان دریافت کرد.
  • پشتیبانی جامعه بزرگ کاربران
  • کنترل ، ما کنترل کامل بر نرم افزار داریم ، از این رو می توانیم آن را مطابق با نیازها و خواسته های خود سفارشی کنیم .

امیدوارم مطالب بالا شما را به طور مختصر با WebGIS آشنا کرده باشد ، در بخش دوم این سری مقالات به ابزارها، فناوری ها و چارچوب هایی که در ادامه این مجموعه مقالات از آنها استفاده خواهیم کرد آشنا خواهیم شد .