Η ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΝΕΦΟΥΣ(CLOUD COMPUTING) ΚΑΙ Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΣΤΑ ΓΕΩ Ε ΟΜΕΝΑ

Transcript

1 Η ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΝΕΦΟΥΣ(CLOUD COMPUTING) ΚΑΙ Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΣΤΑ ΓΕΩ Ε ΟΜΕΝΑ ινάκης Λάζαρος α *, Παρασχάκης Ιωάννης α, Σαραφίδης ηµήτριος α α Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης, Τµήµα Αγρονόµων και Τοπογράφων Μηχανικών, Θεσσαλονίκη, ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται µία εφαρµογή που συνδυάζει τα Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών (ΓΣΠ), την τεχνολογία νέφους (cloud computing) και τα σύγχρονα εργαλεία ανάπτυξης εφαρµογών σε περιβάλλον διαδικτύου (Internet). Η εφαρµογή που δηµιουργήθηκε στα πλαίσια της εργασίας, είναι βασισµένη σε δωρεάν και ανοικτού κώδικα βιβλιοθήκες (open source libraries), οι οποίες χρησιµοποιούνται ευρέως σε δηµοφιλείς διαδικτυακές εφαρµογές WebGIS (OpenLayres,GeoServer, GeoExt, κλπ). Η επιλογή δωρεάν και ανοικτού κώδικα προγραµµατιστικών εργαλείων έγινε µε σκοπό, τη σύγκριση του αποτελέσµατος της παρούσας εργασίας µε αντίστοιχες εφαρµογές που είναι προϊόν εµπορικών λύσεων, µε σηµαντικό κόστος κτίσης. Επιπρόσθετα, Η εφαρµογή που δηµιουργήθηκε, προσπαθεί να µιµηθεί την λειτουργικότητα και ευχρηστία ενός Desktop GIS. Τέλος, δίνεται έµφαση στη σηµαντική συνεισφορά της εισόδου της τεχνολογίας νέφους στην βελτίωση των υπηρεσιών ενός διαδικτυακού GIS. ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙ ΙΑ Τεχνολογία νέφους, cloud computing, γεωδεδοµένα, Web GIS 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα τελευταία χρόνια η αλµατώδης αύξηση της πρόσβασης στο διαδίκτυο από όλες σχεδόν τις πληθυσµιακές οµάδες, σε συνδυασµό µε τη συνεχή βελτίωση της ποιότητας και ταχύτητας των ευρυζωνικών δικτύων, έδωσε τη δυνατότητα στην τεχνολογία του νέφους να χρησιµοποιηθεί ως βάση για τη δηµιουργία νέων διαδικτυακών υπηρεσιών. Οι νέες διαδικτυακές υπηρεσίες που προσφέρονται πλέον µέσω της τεχνολογίας του νέφους, αναφέρονται και στο επιστηµονικό πεδίο των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών και προσδίδουν σε αυτά, χαρακτηριστικά, τα οποία µέχρι πρότινος, θεωρούνταν αδύνατον είτε να υλοποιηθούν λόγω ανεπάρκειας δικτυακών υποδοµών, είτε να υποστηριχθούν λόγω υπερβολικού κόστους(. Οι συσκευές που είχαν πρόσβαση στο διαδίκτυο και τις υπηρεσίες του, την περίοδο που πρωτοεµφανίστηκε, ήταν οι υπολογιστές γραφείου, (Desktop Pcs) και λίγο αργότερα οι φορητοί υπολογιστές (notebooks). Όσο η τεχνολογία του υλικού (hardware), εξελίσσονταν, έκαναν τις εµφάνισή του νέοι τύποι συσκευών µε νέα λειτουργικά συστήµατα και µια διαφορετική θεώρηση της χρήσης ενός υπολογιστικού συστήµατος. Οι συσκευές αυτές ήταν τα πρώτα κινητά τηλέφωνα, αργότερα τα έξυπνα τηλέφωνα µε οθόνες αφής (Smartphones) και πρόσφατα οι ταµπλέτες (tablet pcs). Με την έλευση των παραπάνω τύπων συσκευών υπήρξε ανάγκη για ενιαία θεώρηση της πρόσβασης στο διαδίκτυο για λόγους συµβατότητας των υπηρεσιών µεταξύ διαφορετικών συσκευών. Έτσι η τεχνολογία λογισµικού άρχισε να προσαρµόζεται στις νέες συνθήκες και πλέον

2 οι κοινή πλατφόρµα ανάπτυξης λογισµικού που παρέχεται στους προγραµµατιστές, µε γλώσσες όπως είναι η Javascript, Java και η HTML5, έδωσε τη δυνατότητα στις νέες εφαρµογές να προσαρµόζονται ανάλογα µε τον τύπο της συσκευής στην οποία εκτελούνται και να προσφέρουν ιδίου επιπέδου υπηρεσίες. (εικόνα 1), (Wikipedia, 2012) Εικόνα 1. Η πρόσβαση στις υπηρεσίες νέφους γίνεται πλέον από πολλούς διαφορετικούς τύπους συσκευών Οι υπηρεσίες νέφους από την πλευρά τους µε την υιοθέτηση του πρότυπου Infrastructure as a Service (IaaS) (Barnatt C., 2010), παρέχουν εικονικές µηχανές µε πολύ υψηλές προδιαγραφές υλικού (Hardware). Έτσι, είναι δυνατόν πολλές από τις εργασίες που είναι απαιτητικές σε υπολογιστική ισχύ, να εκτελούνται στον εικονικό εξυπηρέτη της υπηρεσίας, απαιτώντας από τη συσκευή που έχει πρόσβαση στην υπηρεσία µικρή συνεισφορά σε υπολογιστική ισχύ. Αυτό θα σήµαινε πλέον τη µείωση των τιµών των συσκευών, µιάς και το υλικό τους θα µπορούσε να είναι χαµηλού κόστους, λόγω των χαµηλών απαιτήσεων από τις διαδικτυακές υπηρεσίες. 2. Ε ΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ 2.1 εδοµένα Τα δεδοµένα που χρησιµοποιούνται από την εφαρµογή της εργασίας είναι στην πλειονότητα τους διαθέσιµα δωρεάν και εύκολα προσβάσιµα. Τα υπόβαθρα σε διανυσµατική µορφή προέκυψαν από µετατροπή πρωτογενών χωρικών δεδοµένων που παρέχονται από τον διαδικτυακό τόπο της ΕΥΓΕΠ (Εθνική Υποδοµή Γεωχωρικών Πληροφοριών). Χρησιµοποιήθηκαν τα πολύγωνα των ορίων των Καλλικρατικών ήµων, καθώς και τα σηµεία που αναφέρονται στα κέντρα των οικισµών της ελληνικής επικράτειας. Τα δεδοµένα που παρέχονται σε µορφή ψηφιδωτού (raster) προέρχονται από την Κτηµατολόγιο Α.Ε. και αφορούν στις ψηφιοποιηµένες και γεω-αναφερµένες αεροφωτογραφίες που πλέον παρέχονται δωρεάν για το σύνολο της ελληνικής επικράτειας. Τέλος σε µορφή ψηφιδωτού (raster) για τον ελληνικό χώρο παρέχονται δορυφορικές φωτογραφίες και οδικοί χάρτες, µε αυξηµένο βαθµό ποιότητας καθώς και συχνή ενηµέρωση του υποβάθρου, από πρωτοπόρες εταιρείες στις τεχνολογίες νέφους, όπως η Google (Google Maps), η Microsoft (Bing Maps, Virtual Earth), OpenStreetMaps κλπ. (OpenLayers, 2011) 2.2 Μεθολογία Η τεχνολογίες νέφους, βασίζονται στην καθολική πρόσβαση σε χαµηλού κόστους υλικοτεχνική υποδοµή (Η/Υ, αποθηκευτικά µέσα, δίκτυα και πρόσβαση σε αυτά).

3 Επίσης βασίζονται στην υιοθέτηση πρότυπων εικονικών υποδοµών (virtualisation) και την υιοθέτηση προτύπων αρχιτεκτονικής λογισµικού επικεντρωµένο στις υπηρεσίες (service oriented architecture) (Barnatt C., 2010). Η νέα αυτή θεώρηση της ανάπτυξης συστηµάτων, επηρέασε άµεσα και την εξέλιξη των σύγχρονων εφαρµογών των διαδικτυακών Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών (Web GIS). Μια εφαρµογής σε περιβάλλον νέφους, χρειάζεται έναν πάροχος υπηρεσιών νέφους όπως πχ η Amazon (Amazon Web Services), η Microsoft (Microsoft 360), ή τέλος η Apple (icloud). Για της υλοποίηση της εφαρµογής της παρούσας εργασίας χρησιµοποιήθηκε η, προς το παρόν, πιλοτική Υπηρεσία Εικονικών Υποδοµών του Αριστοτελείου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ). Παρόµοιου τύπου υπηρεσίες παρέχονται και από άλλα ελληνικά πανεπιστήµια. Η Υπηρεσία Εικονικών Υποδοµών του ΑΠΘ, µέσα από το περιβάλλον διαχείρισης εικονικών µηχανών παρέχει τη δυνατότητα επιλογής του Υλικού (hardware) και του Λειτουργικού Συστήµατος, τα οποία θα αποτελέσουν την βάση για την ανάπτυξη και λειτουργία των εξυπηρετών (servers), που θα παρέχουν τα τελικά προϊόντα του διαδικτυακού GIS, στους πελάτες (clients) του συστήµατος. Η ανάπτυξη του Συστήµατος, συνεχίστηκε µε την εγκατάσταση εξειδικευµένων προγραµµάτων εξυπηρέτη (server) στο λειτουργικό σύστηµα της εικονικής µηχανής, για κάθε µία από τις επιµέρους εργασίες που πρέπει να εκτελούνται πάνω στα πρωτογενή δεδοµένα, ώστε το τελικό αποτέλεσµα να είναι ικανοποιητικό για τους τελικούς χρήστες. Οι εργασίες που απαιτούν επεξεργαστική ισχύ για να ολοκληρωθούν, θα πρέπει να εκτελούνται κυρίως από τον εξυπηρέτη, έτσι ώστε ο τελικός χρήστης, ανεξαρτήτως της υπολογιστικής ισχύς συσκευής ή του Η/Υ που διαθέτει να είναι σε θέση να ολοκληρώσει την εργασία του, χωρίς καθυστέρηση. Οι υπηρεσίες που αναφέρονται παραπάνω περιλαµβάνουν α. έναν εξυπηρέτη ιστού (web server) β. έναν εξυπηρέτη συστήµατος σχεσιακών βάσεων δεδοµένων εξεικευµένου στον χειρισµό χωρικών δεδοµένων (PostgreSql Server). γ. έναν εξυπηρέτη παροχής χωρικών δεδοµένων στο διαδίκτυο (Geoserver) Τέλος, δηµιουργήθηκε ένας δικτυακός τόπος όπου θα, φιλοξενούνται, τα αποτελέσµατα της εργασίας αυτής. Η δηµιουργία του δικτυακού τόπου, έγινε αξιοποιώντας εργαλεία και έτοιµες βιβλιοθήκες ανάπτυξης λογισµικού µε τα οποία είναι δυνατό να παραχθούν διαδικτυακές εφαρµογές πλούσιες σε περιεχόµενο (Rich Internet Applications, RIA). Αξίζει να σηµειωθεί ότι, το σύνολο των επιµέρους εφαρµογών και από την πλευρά του εξυπηρέτη (server-side applications), αλλά και από την πλευρά του πελάτη-χρήστη του (client-side applications), παρέχονται δωρεάν στο διαδίκτυο και ανήκουν στην κατηγορία λογισµικού Ανοικτού Κώδικα( Open Source software). Συνεπώς, η χρήση ενός τέτοιου συστήµατος από έναν φορέα, κρατικό ή µη, θα περιόριζε το κόστος της εγκατάστασης, της συντήρησης και της αναβάθµισης του. Η αρχιτεκτονική του συστήµατος που δηµιουργήθηκε δίνεται διαγραµµατικά παρακάτω:

4 Εικόνα 2. Η αρχιτεκτονική του συστήµατος υπηρεσίών νέφους 3. ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΤΟΥ ΓΣΠ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ 3.1 Εγκατάσταση εικονικής µηχανής Η εικονική µηχανή (Virtual Machine), που δηµιουργήθηκε είναι στην ουσία ένας υπολογιστής υψηλών προδιαγραφών, µε πλήρεις δυνατότητες διαχείρισης από απόσταση, µέσω διαδικτύου. Στο περιβάλλον της συγκεκριµένης εικονικής µηχανής εγκαταστάθηκαν συγκεκριµένες δυνατότητες εξυπηρέτη (server), ώστε να µπορεί να παρέχει πλήρεις δυνατότητες ενός διαδικτυακού GIS. Ως λειτουργικό σύστηµα επιλέχθηκαν τα Windows 7 Professional, για λόγους ευκολίας στην εγκατάσταση και µεγαλύτερης εξοικείωσης µε τις λειτουργίες εξυπηρέτη (services). Η εικονική µηχανή έχει 1 Gb Ram χωρητικότητα µνήµης και 25 Gb χωρητικότητα σκληρού δίσκου. Η εγκατάσταση των Windows 7, υλοποιείται όπως και σε έναν πραγµατικό υπολογιστή και επειδή η διαχείριση των υπηρεσιών γίνεται µέσω διαδικτύου πρέπει να λαµβάνονται όλα τα µέτρα προστασίας της εικονικής µηχανής, όπως η εγκατάσταση π.χ. αντί-υιικού προγράµµατος, τοίχους προστασίας από διαδικτυακές επιθέσεις. Η διαχείριση της εικονικής µηχανής από απόσταση γίνεται και µέσω ενός προγράµµατος πλοήγησης όπως Mozilla Firefox, Chrome, Internet Explorer, Safari κλπ.. Για αρτιότερη και πληρέστερη διαχείριση της εικονικής µηχανής χρησιµοποιήθηκε το VMware vsphere Client, (εικόνα 3) µε το οποίο ο διαχειριστής µπορεί να ελέγχει δυναµικά και ταυτόχρονα πολλές εικονικές µηχανές, καθώς και να παρεµβαίνει αλλάζοντας βασικά χαρακτηριστικά του υλικού (hardware) (εικόνα 4) αλλά και επεµβαίνοντας δραστικά στέλνοντας εντολές όπως η επανεκκίνηση του συστήµατος ή το κλείσιµο του, όπως θα γίνονταν σε ένα συνηθισµένο ΗΥ µε φυσική παρουσία.

5 Εικόνα 3. Το κυρίως παράθυρο της εφαρµογής VMWare vsphere Client µέσω της οποίας γίνεται η κεντρική διαχείριση των εικονικών µηχανών. Εικόνα 4. Το παράθυρο διαλόγου µέσω του οποίου γίνεται διαχείριση του υλικού(hardware) µιας συγκεκριµένης εικονικής µηχανής. Σύµφωνα µε το Κέντρο Λειτουργίας ικτύου του ΑΠΘ η Υπηρεσία Εικονικών Υποδοµών είναι βασισµένη στο πρότυπο ανάπτυξης υπηρεσιών νέφους IaaS (Infrastructure as a Service) (ΚΥΤΠ, ΑΠΘ 2012). Αποτελεί υπηρεσία αποτελούµενη

6 από συστοιχία εξυπηρετητών και σύστηµα προηγµένης διαχείρισης αποθηκευτικού χώρου (storage) µε τις εξής παροχές: κεντρική διαχείριση της συστοιχίας εξυπηρετητών και του αποθηκευτικού χώρου από εξειδικευµένο προσωπικό, γρήγορη σύνδεση στο διαδίκτυο και προστασία από διακοπές παροχής ρεύµατος, παρακολούθηση θεµάτων ασφαλείας των κεντρικών εξυπηρετητών, του αποθηκευτικού χώρου και της πλατφόρµας διαχείρισης εικονικών µηχανών, αντίγραφα ασφαλείας όλων των δεδοµένων και αποθήκευσή τους σε 2 διαφορετικούς φυσικούς (γεωγραφικά) χώρους, διάθεση προηγµένων εργαλείων διαχείρισης στους τεχνικούς υπευθύνους των εικονικών µηχανών ώστε να διαχειρίζονται τις µηχανές σαν να είχαν φυσική πρόσβαση, αποθηκευτικό χώρο δίσκου συστήµατος 30GB για Λειτουργικό Σύστηµα Windows Server και 10GB για Λειτουργικό σύστηµα Unix, αποθηκευτικό χώρο δίσκου δεδοµένων 30GB. Κατόπιν τεκµηριωµένου αιτήµατος προς το ΚΛ, είναι δυνατό να διατεθεί σε µονάδα χώρος ως και 100GBytes για την κάλυψη των αναγκών της. Η υλοποίηση της υπηρεσίας έχει γίνει µε χρήση της πλατφόρµας VMware που δίνει πλήθος δυνατοτήτων: βέλτιστη διαχείριση υπολογιστικών πόρων και µνήµης των εξυπηρετητών, διαµοιρασµό µνήµης ανάµεσα σε εικονικές µηχανές ίδιου λειτουργικού συστήµατος, "ζωντανή" µετακίνηση εικονικών µηχανών σε άλλο εξυπηρετητή χωρίς διακοπή λειτουργίας, έγκαιρη ειδοποίηση σε περίπτωση σφαλµάτων της υποδοµής, αποµακρυσµένη πρόσβαση σε επίπεδο "κονσόλας" σαν να υπήρχε φυσική πρόσβαση στον εξυπηρετητή, συνεργασία µε το σύστηµα αποθηκευτικού χώρου για στιγµιαία και αξιόπιστα αντίγραφα ασφαλείας, εύχρηστα και παραµετροποιήσιµα στατιστικά για κάθε εικονική µηχανή. 3.2 Μετατροπή πρωτογενών δεδοµένων και εισαγωγή τους στο σύστηµα της σχεσιακής βάσης δεδοµένων Τα πρωτογενή δεδοµένα (κέντρα οικισµών, πολύγωνα Καλλικρατικών δήµων), είναι διαθέσιµα στο διαδικτυακό τόπο σε µορφή shapefile (ESRI). Για να γίνει εποπτικός έλεγχος των πρωτογενών δεδοµένων και να ελεγχθεί η συµβατότητα των επιµέρους χαρτών όσον αφορά στο προβολικό σύστηµα, χρησιµοποιήθηκε η εφαρµογή QGIS (εικόνα 5), που ανήκει στην κατηγορία των δωρεάν Desktop GIS.

7 Εικόνα 5. Η κύρια οθόνη της εφαρµογής QGIS Για να είναι πλήρως αξιοποιήσιµα από το σύστηµα που δηµιουργήθηκε, έγινε µετατροπή από την αρχική τους µορφή (ESRI Shapefile), σε πίνακα του συστήµατος σχεσιακής βάσης δεδοµένων PostgreSql (Relational Database Management System). Πιο συγκεκριµένα η δυνατότητα της PostgreSql να διαχειρίζεται χωρικά δεδοµένα, είναι διαθέσιµη µέσω του PostGIS, ενός πρόσθετου στοιχείου (add-in), το οποίο εγκαθίσταται ξεχωριστά και αποτελεί απολύτως απαραίτητο συστατικό του τελικού συστήµατος. Η ιαδικασία µετατροπής και εισαγωγής των πρωτογενών δεδοµένων σε πίνακες PostgreSql, γίνεται σε δύο στάδια. Πρώτα, δηµιουργείται η νέα βάση δεδοµένων (εικόνα 6) που θα περιέχει τους αντίστοιχους πίνακες(tables) για κάθε ένα από τα αρχικά Shapefiles της εργασίας. Η δηµιουργία της νέας βάσης δεδοµένων γίνεται µέσω του εργαλείου διαχείρισης pgadmin (εικόνα 7), µε το οποίο ο διαχειριστής τους συστήµατος έχει πρόσβαση στο σύνολο των λειτουργιών της PostgreSql. Η σηµαντική διαφορά της νέας βάσης δεδοµένων που δηµιουργήθηκε, αποτελεί το πρότυπο που επιλέγεται για τη δηµιουργία της, το οποίο είναι το template_postgis. Το παραπάνω πρότυπο επεκτείνει τα χαρακτηριστικά της νέας βάσης δεδοµένων και της δίνει δυνατότητες χωρικής ανάλυσης (Spatialy-Enabled Database).

8 Εικόνα 6. Το παράθυρο διαλόγου για τη δηµιουργία νέας βάσης δεδοµένων µε υποστήριξη χωρικών δεδοµένων (Εφαρµογή pgadmin 3). Εικόνα 7. Η κύρια οθόνη της εφαρµογής pgadmin 3 µέσω της οποίας γίνεται διαχείριση των βάσεων δεδοµένων µε µορφή

9 3.3 ηµοσίευση της χωρικής πληροφορίας στο διαδίκτυο µέσω του εξυπηρέτη χωρικών δεδοµένων(geoserver) Η χωρική πληροφορία που περιέχεται µε τη µορφή πινάκων (tables) της PostgreSql είναι συµβατή και πλήρως διαχειρίσιµη µε τον εξυπηρέτη χωρικών δεδοµένων GeoServer. Αυτός είναι και ο βασικός λόγος της παραπάνω µετατροπής των δεδοµένων. Ο εξυπηρέτης διαδικτυακών χωρικών δεδοµένων GeoServer, συνοδεύεται απο ολοκληρωµένο περιβάλλον διαχείρισης συνδέσεων µε χωρικές βάσης δεδοµένων. Μερικές από τις βασικές δυνατότητες που παρέχονται στους διαχειριστές του συστήµατος είναι οι παρακάτω 1. Σύνδεση χωρικών βάσεων δεδοµένων (PostGIS, Shapefiles) 2. Σύνδεση µε υπάρχουσες διαδικτυακές δοµές χωρικών δεδοµένων βασισµένες στα πρωτόκολλα WMS (Web Mapping Service) και WFS (Web Feature Service) 3. ηµιουργία-επεξεργασίά χαρτογραφικών συµβόλιων µε µεγάλες δυνατότητες παραµετροποίησης. 4. υνατότητα διαβαθµισµένης πρόσβασης στα χωρικά δεδοµένα. Το σύστηµα µπορεί να χειριστεί λογαριασµούς χρηστών, οι οποίοι έχουν έναν ή περισσότερους ρόλους χρήσης του συστήµατος (Users & Roles). 5. Άµεση επεξεργασία των χωρικών δεδοµένων από απόσταση. Ο εξυπηρέτης GeoServer (Geoserver Docs, 2011) έχει αναπτυχθεί πάνω στις προδιαγραφές των servlets και έχει βελτιστοποιηθεί για να λειτουργεί σε περιβάλλον διαδικτύου. Ένα βασικό πλεονέκτηµα του GeoServer είναι ότι λειτουργεί µε την ίδια απόδοση και χωρίς ιδιαίτερες απαιτήσεις κατά την εγκατάσταση του, σε όλα τα λειτουργικά συστήµατα (Windows, Mac OSX, Linux, κλπ). (Εικόνα 8) Εικόνα 8. Η εφαρµογή που ενεργοποιεί τον GeoServer (Λειτουργικό Mac OSX) Η διαχείριση του GeoServer γίνεται µέσα από οποιονδήποτε internet browser, µέσω της της ιστοσελίδας (εικόνα 9) Η διεύθυνση αυτή περιέχει τον όρο localhost ο οποίος αναφέρεται στην διεύθυνση ip (internet protocol) του ΗΥ,

10 Εικόνα 9. Η εισαγωγική σελίδα του GeoServer όπου είναι εγκατεστηµένος ο GeoServer.ο αριθµός που ακολουθεί το localhost µετά τις άνω-κάτω τελείες (8080), είναι ουσιαστικά η δήλωση της πόρτας που θα θεωρείται ελεύθερη για χρήση αποκλειστικά από τον GeoServer και τις υπο-εφαρµογές που τον αποτελούν. Ο αριθµός της πόρτας µπορεί να αλλάξει κατά βούληση επεµβαίνοντας στις ρυθµίσεις του GeoServer. Όπως συνηθίζεται, η πόρτα 80 χρησιµοποιείται από τους δηµοφιλέστερους εξυπηρέτες διαδικτυακών εφαρµογών (Apache, Microsoft Internet Information Server) που δεν υποστηρίζουν χωρικά δεδοµένα. Για παράδειγµα, όταν ένας χρήστης καλέσει σε κάποιον internet browser τη διεύθυνση τότε εξ ορισµού εννοείται ότι κάλεσε τη διεύθυνση Τέλος η χρήση διαφορετικής πόρτας πρόσβασης από τον GeoServer (8080 ή κάποια άλλη εκτος 80), γίνεται γιατί η τεχνολογία λογισµικού που τον υποστηρίζει είναι αυτή των Java Servlets. Επίσης συνηθίζεται για λόγους καλύτερης εποπτείας και ελέγχου να προσφέρονται (αν και για κάποιους ριψοκίνδυνα) διαφορετικές πόρτες πρόσβασης για κάθε εξυπηρέτη µιας σηµαντικής υπηρεσίας για το σύστηµα (GeoServer Docs, 2011). Το περιβάλλον διαχείρισης του GeoServer, είναι ορθολογικά δοµηµένο, έτσι ώστε ο διαχειριστής να µπορέσει σχετικά γρήγορα να εξοικειωθεί µε αυτό (εικόνα 10). Ο βασικός όρος Layer (επίπεδο), χρησιµοποιείται για να δηλώσει τη σύνδεση µεταξύ των χωρικών δεδοµένων και του εξυπηρέτη GeoServer που έχει την ευθύνη της δηµοσίευσής τους στο διαδίκτυο. Επίσης ο όρος Store χρησιµοποιείται για να δηλώσει µία πηγή παροχής συνδέσεων που µπορεί να διαθέσει περισσότερα από ένα Layer. Χρήσιµος, επίσης, όρος είναι ο όρος Style, που αποτελεί ουσιαστικά τα χαρτογραφικά σύµβολά µε τα οποία θα απεικονίζεται ένα Layer στο διαδίκτυο.

11 Εικόνα 10. Το µενού στην ιστοσελίδα διαχείρισης του GeoServer (Data, Services, Settings, Security),όπως εµφανίζεται στα αριστερά της. Η ιστοσελίδα διαχείρισης του GeoServer, περιλαµβάνει και το υποµενού Security, µέσω του οποίου γίνεται διαχείριση των χρηστών που θα έχουν διαβαθµισµένη πρόσβαση στα δεδοµένα που διαχειρίζονται απο τον GeoServer. Από το υποµενού Data Security µπορούν να οριστούν όροι (Rules) χρήσης, η οποία θα αναφέρονται σε συγκεκριµένους χρήστες ή οµάδες χρηστών που θα έχουν ένα ή περισσότερους ρόλους (Roles). Η επιλογή του υποµενού Stores παρέχει τη δυνατότητα νέων συνδέσεων χωρικών βάσεων (New data source) (εικόνα 11), από δηµοφιλείς πηγές χωρικών δεδοµένων όπως PostGIS και Shapefile.

12 Εικόνα 11. Η ιστοσελίδα δηµιουργίας νέων συνδέσεων του GeoServer µε χωρικά δεδοµένα (PostGIS, Shapefile, WFS, ArcGrid, GeoTIFF) Η διαχείριση των Layers (επιπέδων) που έχουν δηµιουργηθεί για να εξυπηρετηθούν από τον GeoServer, γίνεται απλά από την επιλογή Layers του µένου της αριστερής πλευράς της σελίδας. Η ιστοσελίδα επισκόπησης των χαρτογραφικών επιπέδων (Layers Preview) δίνει τη δυνατότητα.σε κάθε επίπεδο (layer) να µετατραπεί σε άλλες δηµοφιλείς µορφές (OpenLayers, Google Earth kml) (εικόνες 12,13). Εικόνα 12. Η ιστοσελίδα διαχείρισης των χαρτογραφικών επιπέδων

13 Εικόνα 13. Η ιστοσελίδα επισκόπησης των χαρτογραφικών επιπέδων. Σηµαντική είναι υπο-σελίδα Styles, µέσω της οποίας γίνεται διαχείριση των χαρτογραφικών συµβόλων µε τα οπία θα απεικονίζονται τα επίπεδα της χωρικής πληροφορίας που έχουµε συνδέσει µε τον GeoServer. Στη σελίδα Styles, είναι δυνατό ο διαχειριστής του Geoserver να δηµιουργήσει, να διαγράψει και επεξεργαστεί χαρτογραφικούς συµβολισµούς. Κατά τη διαδικασία ορισµού ενός χαρτογραφικού συµβόλου οι δυνατότητες παραµετροποίησης είναι πολλές. Ενδεικτικά αναφέρεται ότι εκτός από απλούς συµβολισµούς, µπορούν να δηµιουργηθούν εύκολα από τον διαχειριστή πιο εξειδικευµένοι συµβολισµοί όπως διαφάνειες, ετικέτες κλπ. (εικόνα 14) (GeoServer Docs, 2012) Εικόνα 14. Η ιστοσελίδα διαχείρισης των χαρτογραφικών συµβόλων (GeoServer, Styles)

14 3.4 ηµιουργία εξειδικευµένης διαδικτυακής εφαρµογής Στα πλαίσια της εργασίας διερευνήθηκαν οι τρέχουσες δυνατότητες ανάπτυξης εξειδικευµένων διαδικτυακών εφαρµογών πλούσιων σε περιεχόµενο, καθώς και η παροχή από αυτές, εξειδικευµένων εργαλείων χαρτογραφικού χαρακτήρα. Η χρήση ευέλικτων βιβλιοθηκών έτοιµου κώδικα σε γλώσσα javascript, δίνει τη δυνατότητα στον προγραµµατιστή διαδικτυακών εφαρµογών να αναπτύξει λύσεις µε δυνατότητες ανάλογες ενός Desktop GIS. Για τη δηµιουργία της εφαρµογής της εργασίας χρησιµοποιήθηκαν κυρίως οι γλώσσες προγραµµατισµού Javascript, Java, HTML. Το περιβάλλον ανάπτυξης λογισµικού Eclipse, χρησιµοποιήθηκε για τη συγγραφή του κώδικα (εικόνα 15). Εικόνα 15. Το περιβάλλον ανάπτυξης λογισµικού Eclipse. Είναι διαθέσιµο δωρεάν και για όλα τα δηµοφιλή λειτουργικά συστήµατα. Η διαδικτυακή εφαρµογή που δηµιουργήθηκε, χρησιµοποιεί δωρεάν βιβλιοθήκες ανοικτού λογισµικού µε σκοπό την επαναχρησιµοποίηση καλής ποιότητας κώδικα και τον εµπλουτισµό της µε εύχρηστα διαδραστικά εργαλεία. Η βιβλιοθήκη που αποτελεί τον πυρήνα της εφαρµογής είναι η GeoExt, η πλέον εξελιγµένη εργαλειοθήκη για τη δηµιουργία διαδικτυακών WebGIS εφαρµογών. Η GeoExt µε τη σειρά της βασίζεται σε δύο πολύ διαδεδοµένες Javascript βιβλιοθήκες, την OpenLayers, η οποία χειρίζεται και απεικονίζει χωρικά δεδοµένα και την ExtJS, η οποία παρέχει εξελιγµένες δυνατότητες δηµιουργίας γραφικού περιβάλλοντος (GUI) (GeoExt Docs, 2012). Η βιβλιοθήκη OpenLayers, δίνει τη δυνατότητα στον προγραµµατιστή να χρησιµοποιήσει συνδέσεις των χωρικών δεδοµένων που δηµιουργήθηκαν µέσω του GeoServer. Με ολοκλήρωση της γραφής του κώδικα και την αποσφαλµάτωση του, η εφαρµογή είναι έτοιµη για χρήση. Αναλυτικότερα, ο χρήστης της εφαρµογής µπορεί:

15 να πλογηθεί µε ευκολία σε κάθε κλίµακα χαρτογράφησης (Navigation, Zoom, Pan), να πάρει πληροφορίες για τα χωρικά και περιγραφικά δεδοµένα ενός χαρτογραφικού στοιχείου (identify tool) (εικόνα 18) να µετρήσει µήκη και εµβαδά πάνω στο χάρτη να προσθέσει, να αφαιρέσει και να επεξεργαστεί χαρτογραφικές οντότητες, όπως θα έκανε σε περιβάλλον Desktop GIS. να προσθέσει ή να αφαιρέσει Layers(επίπεδα) Eικόνα 16. Γενική εικόνα της εφαρµογής Eικόνα 17. Μέρος της εργαλειοθήκης της εφαρµογής Eικόνα 18. Το εργαλείο Identify

16 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η παρούσα εργασία, παρουσίασε την υλοποίηση µιας πρότυπης διαδικτυακής εφαρµογής, αξιοποιεί τις δυνατότητες των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών σε συνδυασµό µε τα εργαλεία που υποστηρίζουν την ανάπτυξη καινοτόµων εφαρµογών σε περιβάλλον νέφους. Η ουσιαστική θέση της εργασίας αυτής είναι η ανάδειξη συγκεκριµένης µεθοδολογίας ανάπτυξης εφαρµογών Web GIS ελάχιστου αρχικού κόστους επένδυσης µε τη βοήθεια των τεχνολογιών νέφους. Το αποτέλεσµα της σχεδόν µηδενικού κόστους µεθοδολογίας που προτείνεται είναι εφάµιλλο λύσεων που προσφέρουν τα εµπορικά πακέτα λογισµικού, που όµως έχουν πολλαπλάσιο κόστος εγκατάστασης. Φορείς, οι οποίοι θελήσουν να υιοθετήσουν την εγκατάσταση δωρεάν λογισµικού ιαδικτυακού GIS, είναι σίγουρο ότι θα µειώσουν τους προϋπολογισµούς τους. Εάν τα παραπάνω συνδυαστούν µε τη µείωση του κόστους υπηρεσιών νέφους λόγω της εξάπλωσης της, στους παρόχους διαδικτυακών υπηρεσιών, τότε µπορούµε να µιλάµε για µία πραγµατικά ανέξοδη λύση. Τέλος, εάν συνυπολογίσουµε ότι µε την εγκατάσταση υπηρεσιών νέφους µειώνεται δραστικά η ανάγκη για αγορά υλικού (hardware) υψηλών προδιαγραφών, αλλά και η συντήρηση τέτοιων συστηµάτων, τότε το κόστος εγκατάστασης- χρήσης ενός τέτοιου συστήµατος είναι µια πραγµατικά καλή και φτηνή λύση. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Barnatt C., 2010, A brief guide to Cloud Computing, Robinson, ISBN Chappell, David, 2010, GIS in the cloud The ESRI Example. ESRI Documents 3. WIKIPEDIA, 2012, The Free Encyclopedia, Cloud computing, 4. Οδηγίες εγκατάστασης Υπηρεσιών Εικονικών Υποδοµών, 2012, Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης 5. Javascript Tutorials, 2011, 6. GeoServer Documentation, 2011, 7. OpenLayers Documentaion, 2011, 8. GeoExt Documentation, 2012, 9. PostgreSql Documentation, 2011,