CBS226U-WEB TABANLI CBS
Ünite 4: Web CBS Temelleri
Giriş
Her geçen gün internet üzerinden uzamsal verilere erişim, gelişmiş haritalama ve uzamsal analiz giderek yaygınlaşmaktadır. Günümüzde coğrafi bilgi sistemleri (CBS) mekânsal verileri depolamak, işlemek, görselleştirmek ve analiz etmek için kullanılan en etkili araç olarak kabul edilmektedir. Özellikle 21. yüzyılda, web tabanlı eklentiler sunan CBS uygulamalarının sayısında muazzam bir artış görülmektedir. Küresel çapta CBS endüstrisi, CBS verilerinin web tabanlı olmasını talep etmektedir. Webin temsil ettiği pazarlama fırsatları ve mevcut müşterilerin veri paylaşımı ve sistem erişimine yönelik internet ve intranet çözümleri sağlama ihtiyaçları göz önüne alındığında, aslında bu durum pek de şaşırtıcı değildir.
Web CBS’de Veri ve Veri Türleri
Web tabanlı CBS, yaygınlaşan internet ve gelişen CBS teknolojisinin bileşimi olarak tanımlanabilmektedir. Bu teknoloji ile CBS’nin veri toplama, düzenleme, sorgulama ve analiz yetenekleri, internet ortamında kullanılmaya başlamıştır. Yine aynı şekilde, elde edilen ürünler de kullanıcılara internet aracılığıyla sunulmaktadır. Diğer taraftan, uydu teknolojilerindeki gelişmeler internet erişimini dünyanın her yerinde yaygınlaştırmış ve CBS uygulamalarının web tabanlı gelişimine olanak sağlamıştır. Kısaca “Web CBS” olarak da adlandırılan web tabanlı CBS, bir tür dağıtılmış bilgiye dayanmaktadır. Bu teknolojik hizmetler seti, CBS sunucusu ile istemci arasındaki iletişim yapısının bir parçasıdır. İlişkiler URL’ler ve HTTP aracılığıyla ifade edilir. Mekânsal veri erişimi, gelişmiş haritalama ve mekânsal analiz, Web CBS’de en yaygın analiz seçenekleridir. Web CBS, internette konumsal verileri görüntülemek ve analiz etmek için kullanılan görece yeni bir teknolojidir. Hem internetin hem de CBS’nin avantajlarını birleştirmektedir. Halka pahalı CBS yazılımlarına sahip olmadan mekânsal bilgilere erişmek için yeni bir yol sunmaktadır.
Günümüzde CBS, bilgiyi halka ileten bir iletişim aracı olarak hizmet vermektedir. Hatta, CBS “medya” terimi ile bile tanımlanabilmektedir. CBS’nin bu patlama eğilimi -potansiyel olarak birçok olsa da- temelde iki faktöre atfedilebilir. Bunlar; dünya çapında Mekânsal Veri Altyapısının inşası ve genel olarak bilgi ve bilgi işlem teknolojilerinin göz kamaştırıcı gelişimidir.
Google Haritalar hizmetinin 2005 yılında piyasaya sürülmesi, dünyanın dört bir yanındaki topluluklara, kullanımı kolay ve tarayıcı tabanlı web haritalama işlevlerine ve ayrıca yüksek kaliteli coğrafi verilere ücretsiz erişim elde etmeleri için sayısız fırsat getirmiştir. Web tabanlı bir veritabanı yönetim sistemi ile birlikte kullanımı kolay ve özelleştirilebilir Uygulama Programlama Arayüzü (API) kullanan Google Haritalar’ın üzerine inşa edilen uygulamalar, depolama kapasitesine sahip coğrafi verileri temsil etme ve analiz etmeye olanak sağlayan ücretsiz bir Web CBS sağlamaktadır. Ayrıca, bu Google Haritalar
karmaları, geniş çapta erişilebilir olan ve genel halk ve CBS dışı uzmanlar tarafından erişilebilir olan ve buna göre etkileşim kurabilen ve özelleştirilmiş bilgilerini kullanıcı dostu ve tanıdık bir ortamda sunabilen Web CBS sunmaktadır. Diğer taraftan, ticari amaçlı geliştirilmiş Web CBS’ler de mevcuttur. Ticari olarak en büyük paya sahip olan Web CBS ürünü ArcGIS Online’dır. ArcGIS Online bulut bilişim tabanlı bir uygulamadır. Bulut tabanlı uygulamaların en büyük avantajı istenilen yerden ve istenilen zamanda herhangi bir kod veya yazılıma ihtiyaç duymadan bağlanılabilmesidir. ArcGIS Online bu yönden kullanıcılara avantaj sağlamaktadır. Bu web CBS ile 2 boyutlu ve 3 boyutlu haritalar üretmek veya hazır haritaları, coğrafi verileri, katmanları ve hazır mekânsal analiz etmek mümkündür.
Jeo-uzamsal veri toplama, birçok mekânsal bilgi kullanıcısı için önemli görevlerden biridir. Jeo-uzamsal veri toplama, uzaktan algılama verilerini, saha verilerini ve diğer kurum içi CBS veri dönüştürme işlemlerini (yani tarama, coğrafi referanslandırma ve sayısallaştırma gibi) içerebilir. Mobil iletişim, Global Navigasyon Sistemleri, İnternet ve Notebook’lar veya Ultra Mobil Kişisel Bilgisayarlar gibi taşınabilir hesaplama cihazları alanındaki son gelişmeler, saha verilerinin zamanında toplanmasını sağlamaktadır.
Web CBS günümüzde, en kapsamlı şekilde geliştirilen ve yaygın olarak kullanılan platformlardan biridir. Web CBS özellikle hava durumu tahmini, çevrimiçi rota seçimi, şehir planlaması, su havzaları yönetimi, arazi kullanım planlaması, iş analizleri için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Raster veri, her hücrenin bilgiyi temsil eden bir değer içerdiği satırlar ve sütunlar (veya bir ızgara) halinde düzenlenmiş bir hücre (veya piksel) matrisinden oluşmaktadır. Diğer bir deyişle mekânsal verilerin hücresel kareler şeklinde ifade edilmesidir. Dijital hava fotoğrafları, uydulardan alınan görüntüler, dijital resimler ve taranmış haritalar raster verilere örnektir. Web CBS’de aşamalı raster aktarım yöntemi sıklıkla kullanılmaktadır. Aşamalı iletimin temel fikri, tarama verilerini kademeli olarak çıkarmak ve iletmek için görüntü sıkıştırma tekniklerini kullanmaktır. Sıkıştırılmış görüntü istemciye iletildikten sonra, görüntü istemci tarafında kademeli olarak yeniden oluşturulur.
Vektör Veri
Vektör verileri, CBS ortamında gerçek dünya özelliklerini temsil etmenin bir yoludur. Vektör veri, özellikleri tanımlayan metin veya sayısal bilgilerden oluşan niteliklere sahiptir. Bir vektör özelliğinin şekli, geometri kullanılarak temsil edilir. Bu formattaki veriler noktalardan, çizgilerden veya çokgenlerden oluşmaktadır. En basit düzeyde, vektör verileri, dünyadaki fiziksel bir konumu gösteren koordinat çiftleri olarak depolanan bireysel noktalardan oluşur.
Diğer İşleme Teknikleri
Hem raster hem de vektör verilerini içeren bir Web CBS’de, önbelleğe alma yalnızca veri iletmek için değil,
aynı zamanda istemci ve sunucu arasında, özellikle meta veriler ve temel katman bilgileri için veri tahsis etmek amacıyla da kullanılabilmektedir. Aynı anda birden fazla görevi işleyerek performansı artırmak için çoklu iş parçacığı teknikleri de bulunmaktadır. Aslında bu teknikler, sunucu tarafı eşzamanlı erişimini işlemek ve istemci tarafı etkileşimli yetenekleri geliştirmek için çok kullanışlıdır. Bir sunucu halka açıldığında, birçok kullanıcı aynı anda sunucuya erişebilir.
Donanım ve Yazılımlar: Sistemde kullanılacak donanım ve yazılımlar tespit edilmelidir. Bu yazılım ve donanımların birbirleriyle uyumlu olması çok önemli bir unsudur. CBS yazılı olarak açık kaynak kodlu (QGIS) veya ticari amaçlarla geliştirilmiş (ArcGIS) yazılımlar tercih edilebilir.
Grafik Verilerin Düzenlenmesi: Çalışma için ihtiyaç duyulan grafik veriler uygun formatlara dönüştürülerek ve uygun koordinat sisteminde toplanarak CBS’ye aktarılmalıdır. Veriler boyut değiştirmeyen bir altlık üzerine çizilmişse, bunların gerekli sayısallaştırma işlemleri yapılmalıdır. Eğer sözel veri tabloları varsa, bunlarla ilişki kurulabilmesi için öznitelik tanımlaması yapılmalıdır. Ayrıca, grafik verilerin web üzerinde doğru yayınlanabilmesi için gerekli ölçek ayarlaması da yapılmalıdır.
Veri Giriş İşlemleri: CBS modülü ile katmanların düzenlenmesi ve veri giriş işlemleri yapılmalıdır. Grafik verilerin uygunluğu ve hatalardan arındırılmış olup olmadığı kontrol edilmelidir. Daha sonra veri girişi yapılmalıdır topolojik hatalarının olup olmadığı kontrol edildikten sonra sıra veri girişlerine gelir. Grafik verideki öznitelik verisi ile sözel veri tablosunun veri girişi uyumlu olmalıdır.
Web Tabanlı Yayın İşlemleri: CBS oluşturma süreçlerinden sonra oluşturulan CBS çalışmasının web tabanlı olarak gerçekleştirilebilmesi için öncelikle bir analiz işleminin yapılması gerekir. Analiz sonucunda hatalar var ise bu hataların düzeltilmesi gerekir. Herhangi bir hata yoksa yayınlama işlemi gerçekleştirilir.
Web CBS’nin Bileşenleri
İnternet teknolojilerinin son yıllardaki gelişimi, kamuoyu düzeyini artırarak, herhangi bir yer ve/veya zaman sınırlaması olmaksızın kamuoyunun karar vericilerle kolay bir şekilde paylaşılmasını sağlayan web tabanlı bir ortamda Web CBS uygulamasına öncülük etmektedir. Web CBS ve uzaktan algılama araçlarının entegrasyonu, kaynak ve habitat yönetimi görevleriyle ilişkili geleneksel saha araştırma yöntemlerine göre önemli faydalar sunmaktadır.
Web CBS’nin geliştirilmesi, zengin/şişman(fat)-istemci ve zayıf(thin)-istemci olarak kategorize edilebilir. Zengin istemci sistemlerinde, veri işlemenin önemli bir kısmı istemcide gerçekleşirken sunucu veri depolamadan birincil olarak sorumludur. Zayıf istemci sistemi ise istemcide işlemeyi en aza indirmeye çalışır; sunum ve kullanıcı etkileşimi dışında, veri işlemenin çoğu sunucuda
gerçekleşir. Yaraştırma yöntemlerine göre önemli faydalar sunmaktadır. Çünkü kullanıcı bir ara yüz aracılığı ile internet sayesinde herhangi bir CBS yazılımına ihtiyaç duymaksızın veriye ulaşabilmektedir. Ayrıca, internet kullanımının günümüzde yaygınlaşmasıyla birlikte bilgiye daha hızlı bir şekilde erişim sağlanabilmektedir.
Sistem Mimarisi
CBS konuma ait verilerin depolanması, sunulması, görselleştirilmesi, sorgulanması ve analizlerin yapılmasında güçlü bir araçtır. İnternet ve CBS’nin birleşiminden oluşan, Web CBS ise konumsal bilgilerin çevrimiçi sorgulanabilmesine olanak sağlamaktadır. Web CBS, HTML5 dili veya Adobe Flash ve Microsoft Silverlight eklentileri aracılığıyla kullanıcılara görsellik açısından önemli avantajlar sağlamaktadır.
Sunucu Taraflı Mimari: İstemci tarafından sadece web tarayıcısının bulunduğu; sunucu tarafında ise tüm işlemler gerçekleştirildiği mimaridir. Bu mimaride, kullanıcılar bilgisayarlarına ek programlar kurma gereksinimi duymamaktadır. Sistem tek bir merkezden yönetildiği için kullanıcılara güvenlik ve güncelleme konularında kolaylık sağlamaktadır. Ancak, sunucu tarafındaki yoğunluktan dolayı işlem süreleri uzun sürmektedir.
İstemci Taraflı Mimari: İstemci tarafına yüklenen eklentiler aracılığıyla sunucudan gelen veriler değerlendirilerek sorgulamalar cevaplanmaktadır. Sunucu tarafındaki iş yükünün azaltıldığı bu sistemlerde işlem hızı daha yüksektir. Fakat bu mimaride istemci bilgisayarının güçlü ve internet hızının yüksek olması gerekmektedir.
Veritabanı Yönetim Sistemi
CBS uygulamalarının en temel gereksinimi veridir. Çağımızda verilerin çok büyük olduğu aşikardır. Bu büyük verilerle baş edebilmek ve bunları depolayabilmek için veritabanı yönetim sistemine ihtiyaç vardır. Veritabanı yönetim sistemi, kullanıcılara özellikle konum bilgilerinin depolanması noktasında çok büyük avantaj sağlamaktadır.
Web Harita Servisi
Web Harita Servisi, internet üzerinden coğrafi referanslı harita görüntüleri sunmak için 1999 yılında Open Geospatial Consortium (OSGeo) tarafından geliştirilen standart bir protokoldür. Bu görüntüler tipik olarak bir harita sunucusu tarafından bir CBS veritabanı tarafından sağlanan verilerden üretilmektedir. Günümüzde açık kaynaklı web harita sunucularına yönelik ilgi yüksektir. Açık kaynaklı web harita sunucularının çoğu OSGeo (Açık Kaynak Jeo-uzamsal Vakfı) tarafından geliştirilmektedir.
Web Sunucusu
Web sunucusu, istekleri HTTP (Hypertext Transfer Protocol) veya onun güvenli varyantı HTTPS aracılığıyla kabul eden bilgisayar yazılımı ve temel donanımıdır. Genellikle bir web tarayıcısı veya web tarayıcısı olan bir kullanıcı aracısı, HTTP kullanarak bir web sayfası veya başka bir kaynak için istekte bulunarak iletişimi başlatır ve sunucu bu kaynağın içeriği veya bir hata mesajı ile yanıt
verir. Bir web sunucusu, yapılandırılmışsa, kullanıcı aracısından gönderilen kaynakları da kabul edebilir ve saklayabilir. Bir web sunucusundan gönderilen bir kaynak, web sunucusunun kullanabileceği önceden var olan bir dosya (statik içerik) olabilir veya istek sırasında (dinamik içerik) sunucu yazılımıyla iletişim kuran başka bir program tarafından oluşturulabilir.