Cvičení z předmětu Geoinformační technologie

Úvodní slovo Cvičení č. 1. Cvičení č. 2. Cvičení č. 3. Cvičení č. 4. Cvičení č. 5 a 6. Cvičení č. 7. Cvičení č. 8. Cvičení č. 9. Cvičení č. 10. Cvičení č. 11. - dobrovolné Cvičení č. 12. - dobrovolné
VŠB

Cvičení č. 4. – Základy práce s WMS (Web Map Services)


Cíle cvičení:

Cílem tohoto cvičení je naučit se pracovat s webovými mapovými službami a následně je exportovat jako mapu.

Data:

  • Archiv (Cviceni04.zip) obsahuje hranice České republiky, krajů, okresů a obcí ČR. Slouží pro základní orientaci v mapě s připojenými WMS službami.
  • Dále můžete využít podrobná data areálu VŠB-TUO ze cvičení 2 (Cviceni02.zip), která máte k dispozici z minulého cvičení.
  • Data veřejně dostupná z WMS serverů.
  • ArcGIS 10.X Desktop.

Úvod do práce s WMS:

Jak fungují WMS služby

WMS (Web Map Services), česky webová mapová služba slouží k publikování prostorových dat sestavených do „mapy“ prostřednictvím webu. WMS server v souladu se specifikaci OGC WMS publikuje podle požadavku uživatele obsah mapového pole v podobě obrázku (obvykle rastrového), který může vizualizovat uživatelův klient. Klientem může být webový prohlížeč nebo jiná aplikace. Schéma fungování WMS služby viz obrázek 1.

Rastrový obrázek může být plně vyplněn pixely s definovanou barvou nebo se v obrazu mohou vyskytovat pixely průhledné (případně částečně průhledné). Díky této vlastnosti WMS může uživatelův klient takto vizualizovat výstupy z více WMS serverů najednou naskládáním vrstev na sebe (analogie k digitální kartografii). Tato možnost činí z WMS serverů rodinu zdrojů dat, která je možné libovolně kombinovat. Převzato a upraveno Ruzicka2006.

Zpracování požadavku WMS služby na poskytnutí mapy

Obrázek 1 – Zpracování požadavku WMS služby na poskytnutí mapy. RUZ2006


Co potřebují k použití konkrétní WMS aneb tři kroky k veřejným datům:

  • Najdi – Tento krok je předpoklad pro získání správné a úplné URL adresy (webové adresy) WMS služby. Zkuste vyhledávač Google a zadejte klíčové slova WMS a název organizace nebo mapy u nichž chcete hledat prostorová mapy publikované prostřednictvím WMS.
  • Připoj – Zadej do klienta nalezenou URL adresu s parametry pro připojení WMS služby. Adresu získáte na stránkách, které jste si našli v předchozím kroku.
  • Užívej – užívejte WMS. Možnosti práce s mapou jsou dány typem klienta, ve kterém WMS službu připojujte.

Při hledání WMS u ČUZK získáte tuto adresu (do vyhledávače vložíte klíčová slova WMS ČÚZK): http://wms.cuz­k.cz/wms.asp

Na uvedené adrese se nachází připojovací URL adresa: http://wms.cuz­k.cz/wms.asp


Omezení a limity WMS

  • Služba nevrací zdrojová data, ze kterých byla mapa sestavena, ale jen výslednou zpracovanou „mapu“ (obrázek).
  • Data vracená službou mohou být vizuálně méně kvalitní, pokud je od WMS serveru požadována transformace poskytované „mapy“ do systému, který není podporován WMS službou. Poskytovaná „mapa“ je transformována až na straně klienta a ne na straně WMS Serveru. Příklad viz obrázek 2.
  • Služba má omezené měřítko pro zobrazení jejího obsahu v okně klienta. Výsledek dotazu na službu v okně klienta vypadá, jako by služba nebyla připojena, což není pravda. Příklad viz obrázek 3.
  • Načtení dat může chvíli trvat. Zpravidla v řádu sekund. V extrémních případech může být doba i delší, pokud je služba špatně nakonfigurována nebo propustnost mezi vámi a serverem s WMS službou je malá (zatížení sítě, výpadek sítě, poddimenzování sítě). Je také možné, že služba z těchto důvodů může být NEDOSTUPNÁ!
  • Adresy WMS služeb se poměrně rychle mění. Vznikají nové služby, jiné zanikají nebo se mění odkazy.
Obr2

Obrázek 2 – Rozdíl kvality obrázku, pokud je výsledek zobrazen na straně klienta v souřadnicovém systému nepodporovaném WMS službou. WMS služba ČGU (Geologická mapa České republiky 1 : 500 000). Vlevo výsledná mapa v souřadnicovém systému WGS-84 – primárně podporován WMS. Vpravo výsledná mapa v souřadnicovém systému S-JTSK po transformaci a řádně vyplněné transformační rovnici.

Na obrázku 3 vidíme ortofotomapy ČR s 50 cm pixelem. Služba vrací požadovaná data až od přiblížení v měřítku cca 1:499 999.

Obr3

Obrázek 3 – Ukázka mapového pole. Soutisk obrázku z WMS služby CENIA ortofoto 50 cm (2004–2006) a lokální sady krajů ČR. Vlevo celá ČR měřítko 1:2045365. Uprostřed MSK měřítko 1:500000. Vpravo MSK měřítko 1:499000. V současné variantě publikované WMS se ortofoto ČR zobrazuje při všech měřítcích a naleznete ho na stránkách ČÚZK.


Zajímavé WMS služeb v ČR


Praktická část cvičení WMS a WFS služby

Jak hledat WMS služby?

Spusťte si webový prohlížeč a zadejte URL adresu www.google.com. Do pole pro zadání klíčových slov zadejte řetězec v závorce (ČUZK WMS). ČUZK jako slovo definující, že hledáte odkaz související s ČUZK a WMS, že zároveň hledáte Web Map Services (webovou mapovou službu).

Vyberte odkaz WMS služby pro katastrální mapy – Český úřad zeměměřický a katastrální. Na webové stránce hledejte zmínku o webových mapových službách a řetězce, které vypadají jako URL adresa. Celou nalezenou adresu si zkopírujte do clipboardu Ctrl+C.

Na stránce hledejte ještě další informace. V první řadě seznam poskytovaných služeb a popis jejich obsahu. Zpravidla bývá uveden v tabulce. Dále informace o měřítkovém rozsahu. V neposlední řadě hledejte informaci o souřadnicových systémech podporovaných publikovanými WMS službami.

Poznámka:
Na stránce zjistíte, že všechen důležitý obsah WMS služeb publikovaných ČUZK má měřítkové omezení menší než 1:5000. To znamená, že data se zobrazují pouze v měřítku 1:1 až 1:5000. Při větším měřítku se Vám žádná data nezobrazí. Pamatujte také na to, že existuje více typů katastrálních map (KMD, DKM a další) a ne všechny jsou dostupné pro celé území ČR. Je nutné tedy vybrat i správný typ mapy.


Vytvoření WMS konektoru v ArcMap

V otevřeném ArcMap si vytvořte nový datový rámec, který budete používat pro načtení WMS služby, menu Insert/Data Frame. Nový datový rámec se automaticky stane aktivním. Kliknutím pravým tlačítkem myši vyvolejte plovoucí menu a vyberte Properties… ve spodu menu.

Kromě WMS služeb existuje podle specifikace OGS ještě několik dalších služeb (WMTS, WFS, WCS). Pro platformu ESRI existuje dále možnost připojit si data jakoArcGIS server. Je proto nutné při výběru služby dbát na to, jaký typ služby si připojujeme. Pokud budeme WMS službu připojovat jako WMTS nebude odkaz funkční!

  1. Na kartě General přiřaďte název datového rámce Name: na Web Map Services.
  2. Přepněte se na kartu Coordinate System a v části Select a coordinate systém a vyberte Predefined. V rámci této volby pak vyberte systém S-JTSK Krovak EastNorth.

Úplná cesta k souřadnicovému systému S-JTSK:
...\Projected Coordinate System\National Grids\Europe\S-JTSK Krovak EastNorth.prj

  1. Volbu potvrďte tlačítkem OK.
  2. Zvolte File/Add Data… a vystoupejte ve formuláři Add Data na nejvyšší úroveň adresářové struktury.
  3. Vyberte volbu GIS Servers/Add WMS Server.
  4. Do pole URL: zkopírujte adresu URL WMS služby, kterou máte v clipboardu (Ctrl+V). Po doplnění URL adresy se vám aktivuje tlačítko Get Layers.
  5. Stiskněte tlačítko Get Layers. Tímto dojde k načtení metainformací o zadané WMS službě. Samozřejmě za předpokladu, že jste zadali správnou adresu.
  6. Stiskněte OK. Služba se vám přidala do nabídek dostupných datových zdrojů. Vyberte je tedy a zvolte Add, je možné, že výběr a přidání budete muset ještě zopakovat.
  1. Protože služba je primárně publikována ve WGS-84 musíte nastavit, jak má být výsledek transformován do S-JTSK! V kartě Geographic Coordinate Systems Warning vyberte Transformation….
  2. V části Convert from máte CGS_WGS_1984. V části Into máte GCS_S_JTSK. Do části Using: nastavte rětězec: S_JTSK_To_WGS­_1984_1 (obrázek 4).
  3. Potvrďte OK.
4_transf_rovnice

Obrázek 4: Správně nastavená transformační rovnice


Manipulace z obsahem WMS služby

Manipulace s obsahem WMS služby v datovém rámci už probíhá stejně jako s jakoukoliv jinou datovou vrstvou. V případě, že to dovolují licenční podmínky, můžete mapu uložit na svůj lokální disk a to včetně souřadnicového systému. Načítaný snímek pak bude pracovat rychleji. To provedete tak, že v režimu DATA VIEW zvolíte File-Export map a v nastavení zaškrtnete volbu Write World file. Touto volbou exportujete kromě snímku i informace o souřadnicovém obsahu.


Úkoly:

  • Zopakujte si základy práce s ArcGIS a proveďte výběr podle zadání vyučujícího.
  • Načtěte katastrální list digitální katastrální mapy v okolí areálu VŠB-TUO z WMS ČUZK. Ke katastrální mapě přidejte budovy areálu VŠB-TUO ze cvičení 2. Exportujte výslednou mapu v rozlišení 300 dpi.
  • Načtěte ortorektifikovaný letecký snímek v okolí areálu VŠB-TUO. Do druhého datového rámce si vložte archivní letecký snímek ortofoto2007.jpg z lokálního disku. Vytvořte mapu rozměru A4, kterou exportujte. Porovnejte změnu v území mezi aktuálním leteckým snímkem a snímkem z roku 2007. Co se v území změnilo?
  • Pro místo svého bydliště si zobrazte historickou mapu II. vojenského mapování (CENIA).
  • Načtěte a prozkoumejte dostupná dat z WMS serverů následujících organizací CENIA (historické mapy, automapa, chráněná území, obyvatelstvo a řada dalších), ČÚZK (základní mapy, ZABAGED, katastrální mapy, orotofotomapa a další) ČGS pro území areálu školy.
Náplň webu: Pavel Švec (pavel.svec1@vsb.cz) web design: Václav Kostka (kos416@vsb.cz)