Przyszłość GIS

Rozdział IV

PERSPEKTYWY ROZWOJU SYSTEMU INFORMACJI PRZESTRZENNEJ

Z teraźniejszości w przyszłość systemów GIS

Od czasu kiedy technologia GIS powstawała w lata 60 XX w., zaszły w niej ogromne zmiany dotyczące możliwości i sposobu wykorzystywania. Te przekształcenia spowodował dynamiczny rozwój branży IT mającej bezpośredni wpływ na postęp w sposobach pozyskiwania, gromadzenia i używania danych przestrzennych. Początkowo Systemy Informacji Przestrzennej miały zawężone grono swoich użytkowników. Gromadzenie danych geoprzestrzennych było czasochłonnym i kosztownym zajęciem, wykonywanym przeważnie na zlecenie rządowych instytucji bądź przez prywatne firmy. Dziś w wielu mozolnych pracach polegających na wpisywaniu do komputera danych, człowieka zastąpiły maszyny. Możliwościami zautomatyzowania większości procesów przekształcania i wizualizacji danych jest tym większa, im większy nacisk kładzie się na ujednolicanie standardów zapisywanych danych. Dążenie do stworzenia Infrastruktury Danych Przestrzennych zaowocuje także w bardziej elastycznej wymianie oraz współpracy danych. Dostęp do aplikacji GIS, w dzisiejszych czasach, może mieć każdy kto posiada komputer podłączony do Internetu. Bardzo szybko rośnie liczba stron internetowych, umożliwiających bezpłatne korzystanie z ogromnych zasobów warstw geodanowych. Na stronach tych coraz częściej internauci mają swobodę w edytowaniu map, łączeniu, mieszaniu i uzupełnianiu różnych warstw przestrzennych.

Rozwój technologii powoduje, że dostęp do GIS jest coraz łatwiejszy. Dzięki nawigacji satelitarnej, sieci internetowej oraz technologiom telekomunikacyjnym, świat doczekał się „osobistego GIS”. „Osobisty GIS” jest analogią do rewolucji informatycznej, kiedy pojawiły się „osobiste komputery” w powszechnym użyciu [Gotlib, Iwaniak, Olszewsk, 2007].

Rys. 4.1 Cykle innowacyjno-rozwojowe GIS [Berry, 2007]

Koncentracja GIS

Rys. 4.1 obrazuje ewolucje GIS bardziej jako cykliczną niż liniową. Z rysunku tego wynika, że w 1970r. zespoły pracujące nad aplikacją GIS głównie skupiały się nad tworzeniem map komputerowych wyświetlanych na ekranach komputerów. Prace te zainicjowały powstanie w następnej dekadzie Struktur Zarządzających Danymi Przestrzennymi. W 1990r. prace nad GIS koncentrowały się na modelowaniu danych przestrzennych, co miało wpływ na ukształtowanie się prac przygotowawczych dla wszystkich nowych sposobów oceniania schematów przestrzennych oraz relacji między nimi. Rozwój współczesnego GIS swoją uwagę skierował na tworzenie map multimedialnych, co sprawia, ze zatacza się koło i prace nad technologią GIS wracają do początków. Innowacyjne dane przestrzenne czeka powrót do skupiania się nad danymi, strukturami i relacjami [Berry, 2007].

Specjaliści GIS

Aplikacja GIS ma dziś bardzo duże grono swoich użytkowników w porównaniu do czasów w których powstawała. Taki masowy odbiór zawdzięczać można głównie dzięki rozwijającym się „wolnym oprogramowaniom” i Internetowi. Ogólny dostęp do technologii GIS sprawia, że świadomość o jej możliwościach i znaczeniu jest coraz większa. Im większa jest świadomość, tym większe potrzeba edukacji w tym kierunku. W Polsce, zarówno w szkołach jak i na uczelniach wyższych, powstają nowe kierunki trudzące się tematyką informacji przestrzennej. Rozwój edukacji w zakresie GIS, w Polsce i na świecie, jest zjawiskiem trwałym i będzie on z pewnością wymuszany przez zmiany społeczno-ekonomiczne, technologiczne i mentalne zachodzące w najbliższych latach [Kistowski, 2000]. Oczywistym jest fakt, że im więcej specjalistów w danej dziedzinie tym większa szansa na jej rozwój. Podaż na rynku specjalistów GIS oraz ludzi orientujących się w tej dziedzinie jest również bardzo ważnym elementem określania tempa rozwoju istniejących technologii i udanego zastosowania [Longley, Goodchild, Maguire, Rhind, 2006].

4.2. Wiele wymiarów przy użyciu aplikacji GIS

Trzy wymiary/ 3D

Trójwymiarowa informacja przestrzenna jest idealnym sposobem na przedstawienie wartości ‘z’ danego obiektu przestrzennego (rys. 4.2). 3D umożliwia

Rys. 4.2 Układ Kartezjański z 3 wymiarem ‘z’

użytkownikom GIS rozpoznać kształt obiektu. Aktualnie większość Systemów Informacji Przestrzennej obsługuje dwuwymiarowe mapy, natomiast trzecim wymiarem jest atrybut. Modelowanie trójwymiarowych obiektów przy użyciu narzędzi CAD i prezentowanie ich przy użyciu odpowiednich, niezależnych aplikacji (stand-alone) jest możliwe od dłuższego czasu, jednak możliwości technologiczne nie umożliwiały tak dużego spopularyzowania map 3D jak w przypadku 2D. Ponieważ że możliwości sprzętowe są z miesiąca na miesiąc coraz większe to coraz więcej pojawia się aplikacji GIS obsługujących mapy w 3D. W przyszłych dziesięcioleciach technologia przyniesie nam wolne oprogramowanie 3D, dostępne na portalach Web (World Wide Web) tzw. WebGIS 3D (rys. 4.3).

Aktualnie, bardzo duża liczba specjalistów zajmujących się budową Systemów Informacji Przestrzennych główny nacisk kładzie na rozwój trójwymiarowych map Web-owych, które gromadzone są w Języku Modelowania Wirtualnej Rzeczywistości VRML (Virtual Reality Modeling Language). VRML to otwarty standard interaktywnego 3D prezentowanego przez portale internetowe. VRML Consortium nie pobiera opłat za korzystanie z klucza kodowego 3D. Wersja VRML 2000 potrafi interpretować i przetwarzać Java 3D. Natomiast Java 3D jest bezpłatną i innowacyjną wersją środowiska programistycznego. dzięki której można tworzyć programy 3D.

Rys. 4.3 Schemat działania systemu WebGIS 3D [opracowanie własne]

Niedawno, serwis niemieckiego miasta Heidelberg, wzbogacił sie o trójwymiarową mapę miasta. Co ciekawsze, mapa działa w oparciu o standardy OGC (miedzy innymi OGC W3DS czyli Web 3D Service). Frontend stanowi aplikacja Java (Java WebStart) [Geostrada.com]. Mapa ta jest częścią projektu budowy Infrastruktury Danych Przestrzennych. Technologia integracji trójwymiarowych geodanych stawia swoje pierwsze kroki. Istnieje wiele problemów i pytań bez odpowiedzi, które powstają przy tworzeniu modelów miast wirtualnych. Jednak przeglądając wirtualną 3D mapę miasta Heidelberg, można dopatrzyć się dużego rozwoju aplikacji GIS (rys. 4.4).

Podczas modelowania wirtualnej rzeczywistości z jednej strony nanosi się podstawowe, oficjalnie dostępne dane, jak model terenu, oznaczenia budynków, drzewa oraz informacje dotyczące całej infrastruktury transportu. Z drugiej strony obiekty są ciągle utrzymywane w wysokim standardzie z uwzględnieniem szczegółowych detali. Celem całego projektu jest uzyskanie wysokiego poziomu szczegółowości oraz tekstur modeli dla wszystkich punktów i obszarów turystycznych. Ponadto ujmuje się kształty dachów, ściany, monumenty oraz pozostałe obiekty widoczne z lotu ptaka [http://www.heidelberg-3d.de/].

Rys. 4.4 Miasto Heidelberg w formacie 3D [aplikacji XNavigator]

Kolejnym krokiem ewolucji trzeciego wymiaru stosowanego w kartografii programistycznej, będzie zwiększenie szczegółowości map wirtualnych. Będzie wiązało się to z uzyskaniem bardziej rzeczywistego obrazu rzeczywistości. Użytkownik technologii GIS będzie mógł oglądać miasto (bądź inną rzeczywistość) nie tylko z ”ogródka”, ale także będzie miał możliwość zaglądania głębiej, np. do budynków.

Multi-wymiarowość/ 4-7D

Czwarty wymiar w aplikacjach GIS powstaje przez dodanie do nich czasu. Większość dzisiejszych aplikacji ma możliwość wyświetlania stałych informacji przestrzennych. GIS 4D będzie to narzędzie dynamiczne, wyświetlające informacje w czasie rzeczywistym. Oczywiście istnieją Systemy Informacji Przestrzennej noszące miano map czterowymiarowych. Są to mapy uwzględniające czas jako czwarty wymiar. Wymiar ten jednak nie jest czasem rzeczywistym tylko swoistą symulacją, uwzględniającą pewien interwał czasu. Ten rodzaj czasowego GIS głównie skupia się na zmienianiu danych semantycznych w czasie [Wachowicz, 1999]. Przykładem mogą być zmiany katastralne działek, zmiany w infrastrukturze dróg, zmiany klimatyczne zachodzące zarówno lokalnie jak globalnie, przemieszczanie się lądów, itd. Przy użyciu dynamicznych map będzie można śledzić rozwój pożaru, skutki sztormów tropikalnych bądź natężenie ruchu na ulicy. Technologia dynamicznego GIS (4D) jest przyszłością informacji przestrzennych. Śledzone na bieżąco informacje będą mogły być archiwizowane. Ogół funkcji, które aktualnie pełnią aplikacje GIS będzie zaledwie jedna z wielu funkcji przyszłych programów GIS.

W przyszłości powstaną także mapy więcej niż cztero wymiarowe. Mapy 5,6 a nawet 7 wymiarowe będą tak wiernie odzwierciedlały rzeczywistość, że ich użytkownik będzie mógł dowiedzieć się nie tylko o przestrzennej lokalizacji obiektu lub rzeczy, która go interesuje ale także usłyszeć i poczuć poprzez dotyk (faktura, temperatura, ciśnienie, wilgoć) oraz smak.