irV is MEDOPRAVILNOST NA PODROČJU SPREMLJANJA STANJA SUŠ INTEROPERABILITY IN DROUGHT MONITORING Barbara Medved-Cvikl, Andrej Ceglar, Lučka Kajfež-Bogataj UDK: 004.6:551.577.62:659.2 IZVLEČEK V zadnjih letih je opazen napredek na področju spremljanja procesov v prostoru s sektorskimi sistemi nadzora, pri čemer je zaznati pomanjkanje medopravilnosti prostorskih informacijskih sistemov. V okviru projekta EuroGEOSS je bila vzpostavljena medopravilnost med Centrom za upravljanje s sušo v jugovzhodni Evropi (DMCSEE) in Evropskim sušnim portalom (European Drought Observatory - EDO). Pri tem so bila uporabljena odprtokodna orodja in tehnologije OpenGIS. Klasifikacija prispevka po COBISS-u: 1.02 ABSTRACT In recent years, major advances in monitoring processes through sectoral control systems have been observed, but so too has the lack of interoperability of spatial information systems. In the frame of the EuroGEOSS project, interoperability between Drought Management Centre for Southeastern Europe (DMCSEE) and European Drought Observatory (EDO) has been developed. For interoperability processes, open source tools and Open Geodata Interoperability specifications (OpenGIS) were used. KLJUČNE BESEDE KEY WORDS medopravilnost, metapodatki, projekt EuroGEOSS, DMCSEE, suša interoperability, metadata, EuroGEOSS project, DMCSEE, drought 1 UVOD Suša je normalen, ponavljajoči se pojav v večini podnebnih tipov na Zemlji. Vpliva na naravne habitate, ekosisteme ter mnoge ekonomske in družbene sektorje (kmetijstvo, promet, zaloge pitne vode in sodobne industrijske komplekse). Zaradi veliko prizadetih sektorjev, različnih geografskih in časovnih zahtev ter potreb človeštva po vodi je težko razviti le eno opredelitev suše. Mednarodna meteorološka skupnost jo je poimenovala »podaljšano obdobje brez padavin«, ko se pomanjkanje padavin odseva v pomanjkanju zalog vode za nekatere dejavnosti ali posamezne skupine, ali »podaljšano obdobje suhega vremena s pomanjkanjem padavin, kar povzroča hidrološka neravnovesja« (American Meteorological Society, 1997). Za stalno spremljanje suš na različnih geografskih območjih je potrebno povezovanje regionalnih in nacionalnih ustanov ter uvajanje skupnih standardov za zagotavljanje medopravilnosti. Ta je opredeljena kot zmožnost za povezovanje spletnih servisov in izmenjavo prostorskih podatkov na način, ki zagotavlja skladne rezultate in povečuje njihovo dodano vrednost (OGC, 2010). Koncept medopravilnosti se je razvil iz slabosti tradicionalnih sistemov upravljanja prostorskih podatkov. Uporabnik se v tradicionalnih sistemih upravljanja podatkov pri njihovem iskanju in obdelavi srečuje s heterogenostjo formatov in procesi preoblikovanja. Opisi podatkovnih nizov so pogosto pomanjkljivi ali jih sploh ni, kar zmanjšuje njihovo uporabnost in pomeni dodaten izziv za vzpostavitev medopravilnosti. Predstavljena so izhodišča pri vzpostavitvi medopravilnosti na področju stalnega spremljanja stanja suš med geoportaloma DMCSEE in EDO v okviru projekta EuroGEOSS v Sloveniji. Poudarek je na predstavitvi oblikovanja ustreznih metapodatkovnih opisov, predvsem s stališča razpoložljivih programskih orodij, in opisu vzpostavitve medopravilnosti med spletnimi servisi za prostorske podatke. 2 EUROGEOSS V SLOVENIJI EuroGEOSS1 (EuroGEOSS, 2010) je projekt Evropske komisije z osrednjim ciljem analiziranja, povezovanja in združevanja prostorskih informacijskih sistemov. Vzpostavljanje medopravilnosti poteka v okviru pobude globalnega opazovalnega sistema za zemeljsko površje (GEOSS) in skladno z direktivo o vzpostavitvi infrastrukture za prostorske podatke v Evropski skupnosti (INSPIRE) (EuroGEOSS, 2010). EuroGEOSS gradi na treh strateško pomembnih področjih: gozdovih, biodiverziteti in sušah. Imenujemo jih družbeno pomembna področja (angl. societal benefit areas - SBA). Center za agrometeorologijo na Biotehniški fakulteti sodeluje na področju vzpostavljanja modela medopravilnosti za sušne podatke v jugovzhodni Evropi in Sloveniji. Vzpostavljanje medopravilnosti med različnimi sistemi za spremljanje suše v okviru projekta EuroGEOSS temelji na vključevanju že obstoječih informacijskih sistemov v geoportal EDO. Vključevanje v EDO poteka na dva načina: - z vključevanjem podatkovnih zbirk partnerjev v metapodatkovni katalog EuroGEOSS in - z vzpostavljanjem spletnih servisov OGC (angl. Open Geospatial Consortium). Potencialni uporabnik sušnih podatkov ima tako dve možnosti za dostop do podatkov -tradicionalni dostop prek nacionalnih spletnih strani, v Sloveniji je to portal DMCSEE, ter napredni dostop prek geoportala EDO in metapodatkovnega kataloga EuroGEOSS. Vstop skozi portal EDO uporabniku omogoča, da v informacijskem sistemu EDO pregleduje izbrane sušne podatke glede na položaj, časovni obseg in način obdelave partnerske ustanove. Za podatkovne nize, ki niso podprti s spletnimi kartografskimi servisi, je mogoče v metapodatkovnem katalogu EuroGEOSS najti podrobne opise in njihove kontaktne podatke (slika 1). Geoportal EDO se zaradi združevanja nacionalnih sistemov stalnega spremljanja stanja suš in metapodatkovnih opisov obstoječih podatkovnih nizov spreminja v središčno spletno točko za obveščanje ^^ uporabnikov o stanju suše v prostoru. Velika prednost geoportala EDO je v povezovanju različnih 1 To je evropski odgovor na deklaracijo Skupine za opazovanje Zemlje (Group on Earth Observation - GEO) iz Cape Towna, sprejete leta 2007 (EuroGEOSS, 2010). Je vseevropska pobuda za razvoj evropskega okoljskega sistema, ki gradi na medopravilnosti obstoječih sistemov, naprednih orodjih ter sodelovanju med nacionalnimi in regionalnimi partnerji. Cilj vzpostavitve sistema GEOSS je oblikovanje podpore pri ig odločanju. GEOSS pomeni prve zametke svetovne mreže za opazovanje zemeljskega površja, ki bo obsegala vse svetovne in regionalne opazovalne - mreže (Group on Earth Observations, 2010). it informacijskih sistemov za stalno spremljanje suše, s čimer se podpira neodvisnost teh sistemov in uporaba specifikacij OpenGIS za vzpostavitev medopravilnosti. Slika 1: Skica medoDraviinosti za sušne Dodatke v oroiektu EuroGEOSS (EuroGEOSS. 2010) 3 METAPODATKI Leazer in sodelavci (2000) opredeljujejo metapodatke kot »zbir vsega, kar lahko povemo o kateremkoli informacijskem objektu na katerikoli stopnji združevanja«. Osnovna in najbolj pomembna funkcija metapodatkov je omogočanje iskanja virov, potrditev pristnosti prenosa in ponovne uporabe podatkov. So ena izmed glavnih komponent prostorske informacijske infrastrukture, saj vsebujejo administrativne in identifikacijske podatke, podatke o kakovosti podatkovnih virov, podatke o prostorski organizaciji podatkov in opis distribucijskih podatkov. Oblikovanje metapodatkov ni preprosto iz veliko razlogov: - kompleksnost metapodatkovnih standardov otežuje njihovo implementacijo; - za uporabo različnih standardov je potrebno poglobljeno znanje; - pomanjkanje časa in virov za organizacijo metapodatkov; - stereotipno prepričanje organizacij za zbiranje podatkov o majhnih koristih metapodatkovnih opisov; - pomanjkanje usposobljenega osebja in težave pri uporabi orodij za oblikovanje metapodatkovnih opisov 3. 1 Specifikacija Dublin Core in standard ISO 19115 tf siVnvnctpn mpfsinnrltitVnvni nni« nnrlsitVnvvcphiiip' tri hictvpnp nnrlltiap' nnicti' VnntfVct fnticlnv opis, pokritost, povezave, vir, tema, tip), označitev podatkov (datum, format, identifikator in jezik) in intelektualno lastnino (skrbnik podatkov, pravice, distributer podatkov). Bistveno pri metapodatkovnem standardu je, da se uporablja nadzorovan format, zato tvorba metapodatkov pomembno vpliva na kakovost podatkovnega niza. Dublin Core (Dublin Core specifkacija, 2010) je mednarodna pobuda na področju metapodatkovnih opisov in je osnovna specifikacija za opisovanje metapodatkov. Specificirana je po standardu ISO 15836 (ISO 15836:2009/ Cor 1:2009, 2010) ter je skupno razumljivo in prenosljivo metapodatkovno jedro. Evropski odbor za standardizacijo (CEN) jo je prepoznal in odobril kot ustrezen metapodatkovni opis za odkrivanje multimedijskih informacij in poizvedovanje po njih. Namen specifikacije Dublin Core ni nadomestiti ozko specificirane standarde, kot je ISO 19115 (ISO/TC 211, 2010), temveč je njena vrednost ravno v dopolnjevanju s tovrstnimi specializiranimi standardi, saj se tako pomaga uporabnikom pri odkrivanju in prikazovanju prostorskih podatkovnih nizov na različnih področjih in sektorjih. Za namene distribucije in dostopa do prostorskih podatkov je najbolj primeren standard ISO 19115. Strukturo XML-zapisa ISO 19115 določa standard ISO 19139 (INSPIRE Metadata ^ ISO 19119, 2010). ISO 19115 je opredeljen kot minimalna zahteva za objavo prostorskih podatkov v Evropi; dodatno se je uveljavil z direktivo INSPIRE (Direktiva, 2007). Standard ISO19139 določa obliko zapisa standarda za metapodatke ISO 19115 v razširjenem označevalnem jeziku XML (angl. Extensible Markup Language), s čimer so zagotovljeni primerjava, opis in izmenjava pripravljenih metapodatkovnih opisov. Za doseganje ciljev projekta EuroGEOSS je treba ISO 19115 nadgraditi s specifičnimi zahtevami za spremljanje stanja suš. Ime orodja/ime avtorja ali razvojne agencije/spletni naslov dosegljivosti orodja Funkcionalnost Platforma/OS/GIS Dosegljivost ArcCatalog/ESRI http://www.esri.com/ inteligentno meta-podatkovno orodje za ArcInfo in ARCView MS-Windows NT/2000/XP z ArcGIS 8+ ali z ArcView 8.1+ del ArcView 9 programske opreme CatMDEdit/Univerza v Zaragozi v sodelovanju z GEOSpatium Lab S.L http://catmdedit.sourceforge.net/ inteligentni meta-podatkovni urejevalnik za ISO 19115 platforma je neodvisna, Java ali 32-bit MS Windows zastonjska programska oprema Inspire metadata editor/JRC Evropska komisija http://www.inspire-geoportal.eu/ InspireEditor/ spletni meta- podatkovni urejevalnik / dosegljivo na spletu ISO Metadata Editor (IME)/INTA http://www.crepad.rcanaria.es/metadata/ en/index_en.html meta-podatkovni urejevalnik, skladen z ISO 19115/19139 JRE 5.0+ IN MS Windows ali Linux zastonjska programska oprema __^^ M3Cat/Intelec Geomatics Inc. večjezikovno in Server: Microsoft zastonjska http://www.intelec.ca/html/en/ z več standardi Windows z IIS programska technologies/m3cat.html združljivo orodje 4.0 modulom (NT oprema za oblikovanje Server, 2000, XP). metapodatkov ali delovna postaja z nameščanjem Peer Web Services Tabela 1: Seznam metapodatkovnih urejevalnikov in okolij, potrebnih za njihovo delovanje. irV •o 3.2 Orodja za izdelavo metapodatkovnih opisov EuroGEOSS zahteva oblikovanje metapodatkovnih opisov v skladu s specifikacijami INSPIRE. Na tej stopnji je odločitev za najbolj primerno orodje odvisna od zahtev uporabnika. Za doseganje ciljev projekta EuroGEOSS je najprimernejša uporaba orodij INSPIRE Metadata Editor, Arc Catalog in orodja CatMDEdit (tabela 1). INSPIRE Metadata Editor Version 1.01 je prototip, ki dovoljuje izdelavo metapodatkovnih opisov, skladnih z Uredbo Evropske komisije št. 1205/2008 z dne 3. decembra 2008 (Uredba Komisije (ES), 2008). Metapodatkovni opisi, izdelani s tem orodjem, so skladni z ISO 19115 in 19139 in jih je mogoče uspešno vključiti ter vrednotiti v okviru kataloga INSPIRE na njihovem portalu. Urejevalnik dovoljuje izdelavo in ocenjevanje metapodatkov ter njihovo shranjevanje v zapisu XML. ArcCatalog, ki je del paketa ArcInfo, je komercialna aplikacija za iskanje, organiziranje, shranjevanje in distribuiranje metapodatkov prostorskih podatkov. Prednosti Samodejno združevanje s podatkovnimi nizi, kar omogoča boljši nadzor nad metapodatkovnimi datotekami, nekatere metapodatkovne kategorije se lahko takoj osvežijo, podatki se samodejno tvorijo na ravni razredov elementov, zaradi česar je učinkovitost dodajanja metapodatkov večja, metapodatki so ustvarjeni v istem okolju kot prostorski podatki, orodje je združeno z modulom za urejanje podatkov, primeren za aplikacije na portalu INSPIRE. Slabosti Je komercialno orodje, srednje težko za uporabo, mogoča neskladja z drugimi odprtokodnimi orodji. s Tabela 2: Prednosti in slabosti metapodatkovnega urejevalnika ArcCatalog CatMDEdit je odprtokodno orodje, ki so ga razvili na univerzi v Zaragozi v sodelovanju z GEO Spatium Lab S.L. Aplikacija je napisana v programskem jeziku Java in deluje na različnih operacijskih sistemih (Windows, Unix). Minimalna zahteva za delovanje je namestitev navideznega stroja Java (angl. virtual machine). Prednosti Slabosti - Vključuje vse pomembne skupine metapodatkov, - odprtokodna programska oprema, - skladno z ArcCatalogom. - Srednje težka uporaba orodja, - mogoča neskladja z drugimi odprtokodnimi program in aplikacijami na portalu INSPIRE. Tabela 3: Prednosti in slabosti metapodatkovnega urejevalnika CatMDEdit Poleg naštetih prednosti, ki izhajajo iz primerjave programskega orodja CatMDEdit z ArcCatalogom in INSPIRE Metadata Editorjem, CatMDEdit podpira še: - urejanje metapodatkovnih nizov, podprto z bazo besednjakov, ki jih je mogoče oblikovati/ brisati in spreminjati; - uvažanje in izvažanje XML-zapisov v različnih formatih: ISO 19115, Dublin Core - samodejno izločitev nekaterih metapodatkov s funkcijo »metadata generation tool«; - prikaz in upravljanje metapodatkov zbirk podatkov (npr. prostorski agregati, kot so mozaiki letalskih kart ali časovni nizi), ki so določeni kot enkratne entitete, s funkcijo »metadata edition tool«; ta omogoča tvorbo metapodatkov na ravni zbirke in specifične značilnosti vsake enote; - vrednotenje skladnosti metapodatkovnih elementov z orodjem »a metadata validation tool«; dodatna pomoč pri urejanju metapodatkovnih opisov v skladu s standardom je tudi razdelitev posameznih skupin metapodatkov na izbirne, zahtevane in pogojno zahtevane. Opis posameznega metapodatkovnega niza je skladen z zahtevami standarda, če so izpolnjena vsa obvezna polja; - ponovno uporabo kontaktnih podatkov (ime, naslov, telefon) z orodjem »metadata management tool«, s čimer lahko že shranjene podatke večkrat uporabimo. Oblikovanje metapodatkov z urejevalnikom INSPIRE poteka v okviru desetih skupin metapodatkovnih elementov z več podelementi. Metapodatkovni urejevalnik INSPIRE ponuja možnost za tvorbo metapodatkovne zbirke v XML-zapisu, kar močno razširi možnosti vključevanja metapodatkovnih opisov v različne aplikacije. irV is Prednosti Slabosti - Skladnost z direktivo INSPIRE, - lahka uporaba, - oblikuje metapodatke na ravni podatkovnih nizov, serij in storitev, - ustvarjeni XML se lahko vključijo v CatMDEdit in ArcCatalog, - aplikacija je dosegljiva v 22 evropskih jezikih, tudi v slovenskem. - Malo skupin metapodatkov, - ni posameznih skupin, namenjenih distribuciji podatkov in storitev, - aplikacija je dostopna le na geoportalu INSPIRE. Tabela 4: Prednosti in slabosti spletnega metapodatkovnega urejevalnika INSPIRE Poleg omenjenega orodja obstaja več odprtokodnih in komercialnih programov za oblikovanje metapodatkovnih opisov. Pri izbiranju ustreznega orodja nam lahko pomagajo naslednja vprašanja: - Ali orodje GIS, ki ga uporabljamo, omogoča tvorbo podatkov/metapodatkov? - Ali je potreben obširnejši metapodatkovni opis, kot ga zagotavlja geografsko informacijsko orodje, ki ga uporabljamo? - Potrebujemo orodje ali program, ki sta preprosta za uporabo? - Kaj je ključni element pri tvorbi metapodatkov? (Možnosti je več, navajamo jih le nekaj: samodejni zajem podatkov, združevanje metapodatkov in podatkov, že ustvarjene in uporabne predloge, lahka uporaba vmesnika, zagotovljena dobra pomoč in nazorni primeri.) 4 VZPOSTAVITEV MEDOPRAVILNOSTI MED CENTROM DMCSEE IN PORTALOM EDO Medopravilnost je sposobnost povezave, izmenjave sporočil (komunikacije) in raznolikih prostorskih podatkov med različnimi aplikacijami na način, ki od uporabnika ne zahteva posebnega poznavanja tehničnih značilnosti takšnih sestavov (IEEE, 2010). Podpira in pospešuje delitev obdelav in porazdeljevanje podatkov med različnimi sistemi v omrežnem okolju. V osnovi ločimo sintaktično in semantično medopravilnost, ki izhajata iz sintaktične in semantične raznolikosti podatkov. O sintaktični medopravilnosti govorimo, ko lahko dva sistema med seboj komunicirata in si izmenjujeta podatke. V splošnem jo zagotavljata XML in strukturni poizvedovalni jezik (SQL). Njena nadgradnja je semantična medopravilnost, ki je opredeljena kot zmožnost sistema za pomensko točno razlaganje izmenjanih podatkov, s čimer se oblikujejo uporabne informacije. Pri projektu EuroGEOSS je medopravilnost opredeljena kot sposobnost geografsko razpršenih informacijskih sistemov, da med seboj uspešno komunicirajo in si izmenjujejo podatke. Za uspešno izmenjavo podatkov med različnimi prostorskimi informacijskimi sistemi je nujno razumevanje in oblikovanje shem XML (angl. XSD-XML Schema Definition Language) (Šumrada, 2005). Kot že rečeno, je XML razširljiv označevalni jezik, ki nima vnaprej določenih oznak. Uporabimo lahko katerikoli oznako, samo če upoštevamo pravila XML. Zapis razširljivega jezika za označevanje (XML) mora biti skladen s standardom ISO 19139, s čimer zagotavljamo standardizacijo različnih podatkovnih nizov in njihovo izmenjavo. Shema razširljivega jezika za označevanje določa in omejuje vsak element podatkovnega niza, saj opredeljuje slovnico uporabniškega jezika za označevanje (elemente, atribute ...). Na vseh ravneh medopravilnosti je treba imeti skupno in dogovorjeno raven pravil, na katerih temelji izmenjava podatkov in njihova integracija. Takšen dogovor je tudi direktiva INSPIRE, ki poudarja podatkovne specifikacije in dosegljivost podatkov na spletu prek dobro definirane spletne mreže in standardiziranih storitev. Zaradi tega podatkovni nizi ostanejo takšni, kot so, uporaba XML kot osnovnega podatkovnega standarda za kodiranje prostorskih podatkov pa je nevtralni kodni format, neodvisen od internih formatov raznih proizvajalcev podatkov. S tem se omogoča usklajeno kodiranje različnih oziroma kakršnihkoli, tako grafičnih kot opisnih, prostorskih podatkov med različnimi informacijskimi sistemi. 4.1 Predstavitev stanja Sistem za spremljanje suš v Sloveniji se razvija. Na uradu za meteorologijo oddelka za agrometeorologijo pri Agenciji RS za okolje (ARSO) se izvaja operativno spremljanje stanja vsebnosti vode v tleh na travnati površini na šestih izbranih meteoroloških postajah: v Biljah, Portorožu, Celju, Novem mestu, Mariboru in Murski Soboti. Na teh postajah se vodna bilanca za referenčno rastlino ocenjuje iz razlike med padavinami in potencialno evapotranspiracijo, in sicer za pretekli dan, pretekli teden, vegetacijsko obdobje, obdobje mirovanja in po potrebi za izbrano preteklo obdobje. Obdobno, z mesečnim zamikom, je bilanca dostopna tudi za druge meteorološke postaje, ki merijo meteorološke podatke, potrebne za oceno. V vegetacijskem obdobju, ko je stanje tal za kmetijske rastline najbolj pomembno, ARSO predstavlja rezultate spremljanja vodne bilance v obliki dekadnega biltena na svojih spletnih straneh. Rezultati so, kot izhaja iz grobega opisa trenutnega spremljanja stanja suš v Sloveniji, dostopni le v obliki statičnih aplikacij v rednih časovnih intervalih. Obstoječi sistem je bil že nadgrajen z dinamično spletno stranjo DMCSEE , ki ponuja izračune standardiziranega padavinskega indeksa (SPI) in padavinskih percentilov v kartografski obliki. Arhitektura DMCSEE temelji na odprtokodnem geografskem informacijskem sistemu GRASS za upravljanje podatkov in njihovo grafično predstavitev. DMCSEE za izračun SPI in padavinskih e; percentilov uporablja podatke Globalnega centra za klimatologijo padavin (GPCC). Skripte GRASS nenehno preverjajo bazo podatkov GPCC in izračunavajo nove vrednosti omenjenih ^ indeksov. Te vrednosti se nato shranjujejo v bazo podatkov GRASS, zaprto za širšo uporabo, ^^ iz katere so izdelane karte prostorske razporeditve izračunov SPI. Predstavljeni izračuni SPI Jl^ in padavinskih percentilov so dosegljivi na spletnem naslovu http://www.dmcsee.org/en/ drought_monitor/ v obliki statičnih kart v formatu .png. « o "'S o Slika 2: Skica arhitekture DMCSEE in rezultatov projekta EuroGEOSS v Sloveniji 4.2 Model uporabljene medopravilnosti V okviru projekta EuroGEOSS so opisane statične karte DMCSEE z orodjem Mapserver in standardnimi specifikacijami OpenGIS za spletne kartografske servise (angl. Web Map Service -WMS) spremenjene v dinamične predstavitve ter povezane z geoportalom EDO. Medopravilnost med sistemoma za spremljanje stanja suš je zgrajena s povezovanjem spletnih kartografskih servisov DMCSEE in EDO, za kar so bile uporabljene specifikacije XML, enostavni objektni vstopni protokol za spletne storitve (SOAP), opisni jezik WSDL, register UDDI in prenosni protokol HTTP. SOAP (angl. Simple Object Access Protocol) je na XML temelječ poseben jezik za označevanje podatkov in postopkov, ki se uporablja za opisovanje in izvedbo raznih opravil na daljavo (medopravilnost) ter zlasti za prenos sporočil po omrežju. Je ogrodje oziroma ovojnica z dejanskim opisom sporočil in navodil za nadaljnjo obdelavo posredovanih podatkov. V povezavi z XML se uporablja kot popolno sredstvo za prenos prostorskih podatkov, pravil in postopkovnih navodil po medmrežju. WSDL (angl. Web Service Description Language) je na XML temelječ jezik za standarden opis vhodnih in izhodnih sporočil, naslovov in povezav s protokoli, podprtimi na medmrežju. WSDL zagotavlja spletno podporo za opis sestave sporočila in hkrati izvedbeno določa način prenosa sporočila, medtem ko SOAP deluje kot osnovno ogrodje za izmenjavo sporočil. HTTP je prevladujoč izvedbeni protokol in se uporablja za dejanski prenos sporočil. Tehnična uvedba medopravilnosti prostorskih podatkov vključuje tri metode: pretvorbo podatkovnih modelov, shranjevanje v skupne podatkovne baze z neposrednim dostopom in specifikacije OpenGIS. Slednje omogočajo izgradnjo vmesnika, prek katerega je mogoče doseči učinkovito povezavo med različnimi programskimi orodji v medmrežju (OpenGIS, 2010). Osnovni namen te metode je omogočiti jasno razviden dostop do prostorskih podatkov za končne uporabnike v porazdeljenih okoljih. Spletni servis je organizacijska in tehnična struktura za izmenjavo in porazdeljevanje podatkov prek modela strežnik - odjemalec, to je izmenjavo podatkov po protokolu HTTP. Obdelava podatkov poteka vedno na strani strežnika, od koder se podatki prenesejo do odjemalca, kjer se oba pojmujeta kot ustrezni aplikaciji oziroma delujoča programa, z zapisom XML. 4.2.1 Spletni servisi OGC in XML Spletni servisi OGC (angl. OpenGIS Web Services) opredeljujejo standardne vmesnike, protokole in poenoten način kodiranja prostorskih podatkov za uporabo na spletu. Standardni spletni servisi so namenjeni podpori za izmenjavo prostorskih podatkov in aplikacij v medmrežju. To je samozadostni in samoopisni aplikacijski program, ki ga lahko objavimo, določimo in pokličemo prek spleta. Spletni servis je razširjena komponenta spleta, saj je logična aplikacijska enota, ki jo lahko pokličemo prek medmrežja. Tehnična mreža spletnega servisa je določena s sklopom protokolov in standardov (slika 3). Podlaga sta XML in SOAP. Ta omogoča komunikacijo med ponudnikom storitev in odjemalcem. SOAP je protokol za izmenjavo podatkov v porazdeljenih okoljih. Njegovo ogrodje uporabljamo za opis pošiljatelja, prejemnika, procesne metode sporočila in konteksta sporočila. Kot normalni podatkovni prenašalni format se uporablja sporočilo SOAP, zaradi česar lahko SOAP povezuje raznolike sisteme. Osnovno načelo spletnega servisa je, da uporabnik in servis formulirata podatke v XML-zapisu, medtem ko SOAP omogoča komunikacijo med posameznimi sistemi prek komunikacijskega protokola HTTP, ki je osrednja metoda za prenos informacij na spletu. Prednost uporabe SOAP in HTTP je lažje komuniciranje prek posrednikov in požarnih zidov, težava je le obseg sporočil XML, saj lahko upočasni prenos sporočil SOAP. S tehnološkega vidika sta poleg SOAP-a glavna opisa spletnih storitev opisni jezik WSDL in register UDDI (angl. Universal Description, Discovery and Integration). WSDL je standardni način za opis spletnih storitev, temelječ na XML. WSDL z upoštevanjem gramatike jezika XML oblikuje dokument, ki določa naslednje elemente spletne storitve: tip podatkov, opis operacij spletnega servisa, sporočila v komunikaciji, protokol komunikacije in ciljni naslov storitve. Uporabnikov program se poveže na spletni servis in prebere dokument WSDL, da določi, katere funkcionalnosti so razpoložljive na strežniku. Potem lahko odjemalec uporabi protokol SOAP, da dejansko pokliče eno od funkcionalnosti, določenih v dokumentu WSDL (Wilkinson, 2010). Iskanje servisa UDDI Opis servisa WSDL Format sporočil SOAP Kodiranje XML Pretvorba HTTP Slika 3: Mreža spletnega servisa Register UDDI zagotavlja pomembno podporo za spletne servise na tehnični ravni, saj ponuja posebne mehanizme za klicanje in dosegljivost spletnih servisov v registracijskem centru. Je II o "'S o protokol za objavljanje in raziskovanje podatkov o spletnih storitvah. Temelji na posebnih shemah XML, vsebuje dokument WSDL in druge dokumente, pomembne za opis spletne storitve za odjemalca. 4.2.2 Servisna raven Ta raven medopravilnosti zagotavlja funkcijo servisov za poslovno-logične procese, npr. shranjevanje obdelanih rezultatov logične ravni, vračanje podatkovnih rezultatov in funkcij storitev, zahtevanih od poslovno-logične ravni, označevanje sprememb podatkovnih virov _ Industrijsko združenje za odprte geografske informacijske sisteme OGC je razvilo mrežo spletnih servisov OGC za prostorske podatke. To so spletni kartografski servis WMS (angl. Web Map Service), spletni servis za objektne spletne storitve WFS (angl. Web Feature Service) in spletni servis za spletni podatkovni sloj WCS (angl. Web Coverage Service). WMS spletnim odjemalcem omogoča dostop do rastrskih kart, ki jih sproti sestavijo spletni strežniki GIS. Strežnik vrne samo izvedeno podobo in ne dejanskih prostorskih podatkov. Karte, predstavljene prek WMS, lahko prikažemo v formatih .png, .gif, .jpeg, .tif ali GeoTIFF v opredeljenem koordinatnem sistemu. Slika 4: Skica uporabljenega WMS pri izgradnji medopravilnosti med DMCSEE in EDO Oblikovanje servisne ravni je pravzaprav vpeljava aplikacijskega vmesnika, skladnega s specifikacijami OGC. Poleg komercialnih rešitev, kot je ArcIMS iz podjetja ESRI (ESRI GIS, 2010), so skladne s specifikacijami OGC še aplikacije: MapServer (http://mapserver.gis.umn. edu/), GeoServer (http://geoserver.org/) in Deegree (http://www.deegree.org). Za izgradnjo medopravilnosti v projektu EuroGEOSS se uporablja odprtokodna rešitev MapServer. MapServer je spletna strežniška aplikacija, napisana v jeziku C++ . Je hitra in relativno lahka programska aplikacija, prav tako se je v testiranjih v tujini izkazala za boljši izbor kot ArcIMS (Anderson, 2005). MapServer je mogoče uporabiti za izvedbo spletnega kartografskega servisa za zagotavljanje zahtev »GetCapabilities« in »GetMap« (slika 4). Zahteva »GetCapabilities« posreduje informacije o lastnostnih spletnega servisa in zmožnostih prikazovanja georeferenciranih kartografskih prikazov. Uporabniku, ki je lahko posameznik, spletni brskalnik ali posebni aplikacijski program - v projektu EuroGEOSS je bil to Map builder -, so podane informacije o vmesnikih, formatih, koordinatnih sistemih in ravneh prikazovanja WMS-ja. Zahteva »GetMap« vrne uporabniku predstavitev karte v rastrskem formatu (.png, .jpeg ...). Medtem ko sta »GetCapabilities« in »GetMap« obvezni zahtevi WMS-ja, je »GetFeature« izbirna zahteva in se nanaša na informacije na določeni točki. Če poenostavimo, je zahteva »GetFeature« pravzaprav zahteva »GetMap« na točki s koordinatami XY. 4.3 Celotna medopravilnostna arhitektura DMCSEE in EDO Poleg predstavljenih tehničnih lastnosti medopravilne infrastrukture in spletnih servisov sta za izmenjavo prostorskih podatkov ključni še poslovno-logična raven in predstavitvena raven. Na prvi se sprejemajo zahteve odjemalca (uporabnika), se obdelujejo, povezujejo s servisno ravnjo, izdelujejo računalniške naloge poslovne logike in posredujejo rezultati uporabniku. Najbolj viden del medopravilne infrastrukture je predstavitvena raven, ki je v našem primeru geoportal EDO. Je interaktivna točka za končnega uporabnika. Ta raven posreduje zahteve in ustrezne parametre spletnemu strežniku prek komunikacijskega protokola HTTP, predstavi podatkovne rezultate končnemu uporabniku in izvaja osnovne operacije (slika 5). Za izmenjavo prostorskih podatkov se v opisani infrastrukturi uporablja tudi na XML zasnovan format za izmenjavo GML (angl. Geography Markup Language). GML je jezik za označevanje geografskih podatkov, ki omogoča njihovo modeliranje, izmenjavo in shranjevanje. Vsebuje različne objekte za opis geografskih lastnosti, kot so geometrija, koordinatni sistem, topologija, čas in enote merjenja (Geography Markup Language, 2010). t ^^ o o IT Slika 5: Skica izgradnje infrastrukture za medopraviinost Geoportal EDO (http://edo.jrc.ec.europa.eu/php/index.php?action=view&id=201) je predstavitvena raven vseh partnerjev v projektu, kjer so produkti sodelujočih institucij tudi predstavljeni. DMCSEE se v EDO vključuje prek medopravilnostne infrastrukture z dvema produktoma: že v prejšnjih poglavjih omenjenimi izračuni indeksa SPI ter indeksom odstopanj vodne bilance WBA (angl. water balance anomaly). Vrednosti SPI so podane z barvno lestvico, na kateri bolj temni odtenki prestavljajo zelo sušne razmere (angl. exstreme drought (SPI<=-2), bolj svetli odtenki manj sušne razmere (angl. severe drought -2