Avoimen lähdekoodin sovellukset paikkatietoinfrastruktuurissa Maanmittauspäivät 2011 18.3.2011 Jani Kylmäaho Maanmittauslaitos Paikkatietoinfratiimi

Esityslistaa Mikä paikkatietoinfrastruktuuri? Paikkatietoinfran kerrokset Rajapinnat paikkatietoinfrassa Rajapintastandardit Avoin lähdekoodi Lisensointi Avoimen lähdekoodin paikkatietosovellukset Case Paikkatietoikkuna

Mikä paikkatietoinfrastruktuuri? Trad. ”Paikkatietojen yhteiskäyttö” Verkkokeskeinen toimintamalli Standardit rajapinnat tietojen käyttämiseen, tarjoamiseen ja päivittämiseen INSPIRE-direktiivi ja Suomen laki sekä asetus paikkatietoinfrastruktuurista määrittävät, että asetuksessa luetelluista aineistoista on tallennettava metatiedot kansalliseen hakupalveluun. Lisäksi on tuotettava standardin mukaiset rajapintapalvelut, joiden kautta aineistoja voi katsella ja ladata Tiedon harmonisointi Tietotuotteiden kuvaaminen Yhtenäiset eurooppalaiset tietomallit INSPIRE-direktiivin nojalla Entinen ”Paikkatietojen yhteiskäyttö” 80-90 -luvuilta – nyt oikeasti toteutumassa! Verkkokeskeisen toimintamallin onnistuminen riippuu standardien rajapintojen sekä tiedon saatavilla olosta. Tiedon harmonisointi lähtee tietotuotteiden kuvaamisesta ja osin tietomallien yhtenäistämisestä esim. Inspire pyrkii tällä keinoin saavuttamaan yhteiskäyttöisyyttä.

Neljä paikkatietoinfrastruktuuria? (Rainio 2010) Yhteisöllinen … Kaupallinen … Paikallinen … Kansallinen …

Paikkatietoinfrastruktuurin kerrokset Rakentuu kerroksittain Paikkatiedon kerääminen – tuotanto, laadunvalvonta Palvelujen tuottaminen – rajapinnat Hyödyntäminen – käyttöliittymät Tiedon jalostaminen – visualisointi, analyysit Tiedon päivittäminen Lisätietoja Pikaopas, tietotuotemäärittelyt, velvoitteet, määräajat.. Jokaisen meidän työ liittyy johonkin osaan paikkatietoinfrastruktuuria, joko paikkatiedon keräämiseen, käsittelyyn, analysointiin, palvelujen tuottamiseen… Työssämme (ja vapaa-aikana) käytämme paikkatietoa, jota jaetaan perinteisellä tavalla kopioimalla tietoa DVD- ja siirtolevyillä, siirtotiedostoformaateissa Virallisen INSPIRE-paikkatietoinfran määräykset löytyvät Paikkatietoikkunan kautta http://www.paikkatietoikkuna.fi/web/fi/inspire

Sovellukset ja paikkatietoportaalit Rajapinnat Paikkatietoinfrastruktuurissa Hyödyntäminen Sovellukset ja paikkatietoportaalit Palveluväylä Oikeuksien hallinnan kerros Palvelu- kerros Luettelo- palvelu Haku- palvelu Katselu- palvelu Lataus- palvelu Muunnos- palvelu Käynnistys- palvelu Kohde- ym. luettelot Palvelujen metatiedot Paikkatieto- aineistojen metatiedot Tietoaineistot Paikkatieto- aineistot Tiedon keruu ja ylläpito

Paikkatietoinfrastruktuurissa Rajapinnat Paikkatietoinfrastruktuurissa Hyödyntäminen Sovellukset ja paikkatietoportaalit Palveluväylä SAML Oikeuksien hallinnan kerros WMTS Palvelu- kerros Luettelo- palvelu CSW Haku- palvelu Katselu- palvelu WMS WFS Lataus- palvelu WPS Muunnos- palvelu Käynnistys- palvelu Prosessointipalvelut Kohde- ym. luettelot Palvelujen metatiedot Paikkatieto- aineistojen metatiedot Tietoaineistot Paikkatieto- aineistot Tiedon keruu ja ylläpito

Standardien rajapintojen hyötyjä Sovellusten yhteentoimivuus Sovellukset puhuvat keskenään samaa kieltä standardien avulla Verkkokeskeinen toimintamalli Ei DVD- ja siirtotiedostorumbaa Ajantasaisuus Käytettäessä aineistoja alkuperäisestä lähteestä, ne ovat aina mahdollisimman ajantasaisia Kustannussäästöt Toiminta tehostuu alkuinvestointien jälkeen Ongelma: osa standardeista liian löysiä Osa standardeista löysiä: toteutukset voivat toimia eri tavoilla Rajapinnoista useita versioita ja rajapintojen välityksellä kulkevan tiedon koodauksessa useita muotoja

Standardointiorganisaatiot OGC:n ja ISO:n standardit otettu INSPIRE-direktiivin määrittämien paikkatietoinfrastruktuurin verkkopalveluiden pohjaksi Maanmittauslaitos osallistuu ISO:n ja OGC:n toimintaan

Rajapintastandardit CSW Catalogue Service Hakupalvelurajapinta, jonka kautta löytyvät aineistojen ja palvelujen metatiedot, esim. kattavuus, saatavuus ja ajantasaisuus SAML Security Assertion Markup Language Standardi pääsynhallinta- ja käyttövaltuustietojen välittämiseen: Suomessa luottamusverkostot VIRTU ja HAKA http://www.opengeospatial.org/standards/specifications/catalog WMTS-rajapintastandardi on vasta kommentoitavana http://www.oasis-open.org/specs/#samlv2.0

Rajapintastandardit WMS Web Map Service WMTS Web Map Tiling Service Karttakuvapalvelu mahdollistaa paikkatietojen esittämisen asiakassovelluksessa läpinäkyvästi päällekkäin sekä muut perustoiminnot WMTS Web Map Tiling Service WMTS-katselupalvelu tarjoaa valmiiksi tuotettuja rasterimuotoisia kuvia mahdollistaen samat toiminnot kuin WMS-palvelu http://www.opengeospatial.org/standards/wms WMTS-rajapintastandardi on vasta kommentoitavana http://www.opengeospatial.org/standards/wmts

Rajapintastandardit WFS Web Feature Service WCS Web Coverage Service Latauspalvelu mahdollistaa vektorimuotoisten tietotuotteiden lataamisen reaaliaikaisesti käyttäen standardeja kyselyjä WCS Web Coverage Service Hila- tai jatkumomuotoisen tietopalvelu avulla asiakassovelluksella voi tarkastella ja ladata hilamuotoisia tietokokonaisuuksia (esim. säähavaintotiedot) http://www.opengeospatial.org/standards/wfs http://www.opengeospatial.org/standards/wcs

Avoimen lähdekoodin määritelmä (OSI) Ohjelman täytyy olla vapaasti levitettävissä ja välitettävissä. Lähdekoodin täytyy tulla ohjelman mukana tai olla vapaasti saatavissa. Myös johdettujen teosten luominen ja levitys pitää sallia. Lisenssi voi rajoittaa muokatun lähdekoodin levittämistä vain siinä tapauksessa, että lisenssi sallii erillisten korjaustiedostojen ja niiden lähdekoodin levittämisen. Voidaan myös vaatia, ettei johdettua teosta levitetä samalla nimellä tai versionumerolla kuin lähtöteosta. Yksilöitä tai ihmisryhmiä ei saa asettaa eriarvoiseen asemaan. Käyttötarkoituksia ei saa rajoittaa. Kaikilla ohjelman käsiinsä saaneilla on samat oikeudet. Lisenssi ei saa olla riippuvainen laajemmasta ohjelmistokokonaisuudesta, jonka osana ohjelmaa levitetään, vaan ohjelmaan liittyvät oikeudet säilyvät, vaikka se irrotettaisiin kokonaisuudesta. Lisenssi ei voi asettaa ehtoja muille ohjelmille. Ohjelmaa saa levittää myös yhdessä sellaisten ohjelmien kanssa, joiden lähdekoodi ei ole avointa. Lisenssin sisällön pitää olla riippumaton teknisestä toteutuksesta. Oikeuksiin ei saa liittää varaumia jakelutavan tai käyttöliittymän varjolla. http://www.opensource.org/docs/osd

Avoin lähdekoodi ”Avoin lähdekoodi” tai ”Vapaa ohjelmisto” VS. ”Suljettu lähdekoodi” tai ”Omisteinen ohjelmisto” Vapaa ohjelmisto ei ole sama kuin Ilmainen ohjelmisto! Kehittäminen usein (aluksi) vapaaehtoista tai sponsoroitua työtä Taustalla yrityksen julkistama lähdekoodi (esim. Openlayers) tai alusta lähtien itse tai yhteisössä kehitetty ohjelmisto Avoin lähdekoodi tai vapaa ohjelmisto Negaationa suljettu lähdekoodi tai omisteinen ohjelmisto Kehittäminen usein vapaaehtoista tai sponsoroitua työtä Taustalla yrityksen julkistama lähdekoodi (esim. Openlayers) tai alusta lähtien itse tai yhteisössä kehitetty ohjelmisto

Avoimen lähdekoodin sovellusten hyötyjä Olemassa olevan hyödyntäminen Ei tehdä alusta saakka itse uudestaan, vaan: Parannetaan olemassa olevia toteutuksia yhteistyössä Tehdään lisäominaisuuksia Tuodaan parannukset ja uudet lisäominaisuudet koko yhteisön käyttöön! Panostus osaamiseen lisenssimaksujen sijaan Organisaation osaaminen kasvaa Ei riippuvuutta yhdestä toimittajasta/sovelluksesta Maksutonta kokeilla eri ratkaisuja etukäteen Verkostot ohjelmoinnin ja käytön tukena Yhteisön kokemuksista ja esimerkeistä saa mallia Dokumentoinnissa WIKI-tyyppisiä ratkaisuja Postituslistat yms. foorumit tukitoimintona Vahva tuki standardeille Usein liittymät valmiina myös kaupallisiin sovelluksiin

Avoimen lähdekoodin sovellusten haasteita Sovellusten kypsyystasot osin matalia Tilanne kuitenkin parantuu jatkuvasti INSPIRE-direktiivin myötä voimakasta kehitystä Sovellusten valinta Tarvitaan teknistä osaamista, että on mahdollista arvioida sovelluksen sopivuutta käyttötarkoitukseen Kehittämisen organisointi Monilla voi olla samankaltaisia tarpeita – kumppanien etsiminen Esim. Maanmittauslaitos tekee yhteistyötä GeoNetwork-ohjelman kehittämisessä muiden pohjoismaisten laitosten kanssa Edellytyksenä saman sovelluksen käyttö ja samankaltaiset tavoitteet Yhteistyökumppanien voi olla joskus haastavaa sopia yhteisistä tavoitteista, prioriteeteista ja arkkitehtuurista Osaamisen kasvattaminen alussa Tuen löytäminen Käytännöt hankinnoissa, työn organisoinnissa ja kehittämisessä

Avoimen (geo)lähdekoodin organisaatioita OSGeo Voittoa tavoittelematon organisaatio, joka tukee useita avoimen lähdekoodin geoprojekteja ja pyrkii edistämään niiden käyttöä Ylläpitää projektien infraa, mm. www-sivustoja, wikejä Incubation-prosessi, joka varmistaa, että projekti ja kehittäjäyhteisö ovat saavuttaneet tietyn tason Myös OSGeo Suomi –ryhmä on perustettu OpenGeo Voittoa tavoittelematon organisaatio, joka työllistää monien avoimen lähdekoodin paikkatietosovellusten osaajia Myy tuettuja sovelluspaketteja, konsultointipalvelua ja kehitystyötä Open Source Geospatial Foundation

Avoimen lähdekoodin lisenssityypit vapaa sitova BSD-tyyliset MIT Creative Commons Monta eri tyyppiä LGPL GPL

Tarkista lisenssiehdot ennen käyttöä!!! Muistutus Kaikki mikä on ilmaista, ei ole välttämättä vapaata tai edes avointa!!! Tarkista lisenssiehdot ennen käyttöä!!! Esim. Paikkatietoikkunan jaettavan lähdekoodin ExtJS-kirjastosta on maksettu lisenssimaksu, joka mahdollistaisi haluttaessa kirjaston sisällyttämisen suljettuna lähdekoodina jaettavaan sovellukseen

Avoimen lähdekoodin paikkatietosovellukset Tarjontaa jokaiseen paikkatietoinfrastruktuurin kerrokseen Pisimmälle kehittyneet ohjelmistot rajapintapalvelu- ja web-asiakassovelluksissa Rajapintapalveluissa OS-sovelluksilla paljon referenssitoteutuksia OGC:n standardeista Tässä suhteessa OS-sovellukset edellä kaupallisia, jotka havahtuneet kehityksen suuntaan osin vasta viime aikoina

Avoimen lähdekoodin paikkatietosovellukset Paljon tarjontaa desktop-katselusovelluksissa Myös vaativassa analyysikäytössä on pitkälle kehitettyjä sovelluksia (esim. GRASS) Paikkatiedon tuotanto- ja visualisointisovellukset vielä kohtuullisen vahvasti omisteisten ohjelmistojen maailmassa, mutta sielläkin saralla kehitystä tapahtuu koko ajan Esim. Mapnik -kartantuotanto-ohjelma Monet ”geo”-sovellukset laajentavat avoimen lähdekoodin perussovelluksia Esim. ExtJS <- GeoExt, PostgreSQL <- PostGIS

Esimerkkejä tietokannoista PostgreSQL Paikkatietojen käsittelyominaisuudet PostGIS-laajennoksella Erittäin suorituskykyinen ja vakaa Takana 15 vuoden kehityspolku Mahdollista käyttää useiden kaupallisten sovellusten kanssa (mm. ESRI) MySQL Laajalti käytetty tietokantasovellus Tukee paikkatietojen tallennusta versiosta 4.1 lähtien http://www.postgresql.org/ http://postgis.refractions.net/ http://www.mysql.com/

Esimerkkejä sovelluskirjastoista kehittäjille GeoTools Java-pohjainen laaja ohjelmakirjasto Esim. GeoServer hyödyntää tätä Gdal Rasteriaineistojen käsittelykirjasto Proj4 Koordinaatisto- ja projektiomuunnokset GeoExt Käyttöliittymäkirjasto, ExtJS:n laajennos 52°North WPS-palvelin WPS-standardin mukaista rajapintaa noudattava geoprosessointipalvelin

Esimerkkejä palvelinsovelluksista GeoNetwork Toteuttaa hakupalvelurajapinnan, sisältää käyttöliittymän GeoServer Helppokäyttöinen Tulossa INSPIRE-tuki MapServer Nopea WMS-palveluissa deegree Kattavat ominaisuudet, myös INSPIRE Käyttöliittymä hankalahko GeoWebCache ja TileCache Suorituskykyisiä karttatiilipalvelinsovelluksia Toteuttavat WMS- tai WMS-C standardeja Sopivan ohjelman valinta – käyttötarkoitus vs. ominaisuudet GeoNetworkissa käyttöliittymä sekä tiedon hakuun että muokkaukseen, keskeisintä kuitenkin CSW-rajapinnan toteutus, jonka kautta mitkä tahansa sovellukset voivat hyödyntää metatietoa

Esimerkkejä desktop-sovelluksista http://udig.refractions.net/ uDig Eclipse/Java-pohjainen monipuolinen sovellus Arbonaut käyttää metsäsovelluksissaan OpenJump Java-pohjainen monipuolinen sovellus MMMTike käyttää ja on osallistunut kehitykseen Gaia Hyvä formaatti- ja standardituki Käytetty MML:ssa rajapintapalvelujen testaamiseen Kaikki ohjelmat laajennettavissa lisäominaisuuksilla Tarjoavat myös eriasteisia tiedon muokkausmahdollisuuksia http://www.openjump.org/ http://www.thecarbonproject.com/gaia.php

Web-käyttöliittymä http://www.openlayers.org OpenLayers De Facto –standardi web-käyttöliittymä paikkatietopalveluille Esimerkiksi Tanskan maanmittauslaitos (KMS) rahoittanut kehitystä Paikkatietoikkunassa ExtJS:llä ja GeoExtillä tuunattu versio

Sovellukset ja paikkatietoportaalit Avoimen lähdekoodin sovellukset Paikkatietoinfrastruktuurissa Hyödyntäminen Gaia QGis OpenJump OpenLayers Liferay uDig Sovellukset ja paikkatietoportaalit gvSIG ExtJS/GeoExt Drupal Palveluväylä Apache Tomcat Shibboleth EasySDI Oikeuksien hallinnan kerros GeoWebCache TileCache Palvelu- kerros Luettelo- palvelu GeoNetwork Haku- palvelu Katselu- palvelu deegree Lataus- palvelu Muunnos- palvelu Käynnistys- palvelu 52North deegree GeoServer GeoTools Mapserver Gdal Kohde- ym. luettelot Palvelujen metatiedot Paikkatieto- aineistojen metatiedot PostGIS OGR PostgreSQL Proj4 MySQL Tietoaineistot Paikkatieto- aineistot Linux Tiedon keruu ja ylläpito

Case Paikkatietoikkuna Kansallinen paikkatietoportaali, Paikkatietoikkuna, on näyteikkuna kansalliseen paikkatietoinfrastruktuuriin sekä sen toiminnallisuuteen Toimii myös INSPIRE-tukipalvelun sivustona Portaalin tuotantoversio on ollut käytössä viime kesäkuusta lähtien Sekä pilotti- että tuotantoversiot perustuvat kokonaan avoimen lähdekoodin hyödyntämiselle Avoimen lähdekoodin sovelluksilla on mahdollista ja kustannustehokastakin rakentaa suorituskykyisiä asiakasohjelmia standardeille paikkatietoinfran rajapinnoille

Sovellukset ja paikkatietoportaalit Avoimen lähdekoodin sovellukset Paikkatietoikkunassa Hyödyntäminen OpenLayers Liferay Sovellukset ja paikkatietoportaalit ExtJS/GeoExt Palveluväylä Apache Tomcat Shibboleth Oikeuksien hallinnan kerros GeoWebCache Palvelu- kerros Luettelo- palvelu GeoNetwork Haku- palvelu Katselu- palvelu Lataus- palvelu Muunnos- palvelu Käynnistys- palvelu deegree 52North GeoServer GeoTools Kohde- ym. luettelot Palvelujen metatiedot Paikkatieto- aineistojen metatiedot PostGIS PostgreSQL Tietoaineistot Paikkatieto- aineistot Linux Tiedon keruu ja ylläpito

Case Paikkatietoikkuna Kehittämisessä käytettiin ketteriä menetelmiä (SCRUM), osaamiseen perustuvan kilpailutuksen perusteella valitut neljä kehittäjää eri yrityksistä muodostivat kehittäjätiimin, joka istuu MML:n tiloissa Antaa mahdollisuuden tiedontuottajaorganisaatioille esitellä omia aineistojaan ja rajapintapalveluitaan hakupalvelun ja katselupalvelun kautta Myös lataustoiminto Käytettävät komponentit ja järjestelmäarkkitehtuuri suunniteltiin tekemällä Proof of Concept (POC) -kokeiluja Periaate: portaalin kautta tarjotaan vain maksuttomia aineistoja

Case Paikkatietoikkuna Karttaikkunakomponentin avoin lähdekoodi on tarjolla ladattavaksi käyttöesimerkkien kera Tiedontuottajille, jotka tarjoavat omat karttakuvarajapintapalvelunsa paikkatietoinfran käyttöön, on tarjolla Karttajulkaisu-toiminto, jolla on mahdollista luoda karttaikkuna organisaation omille www-sivuille parissakymmenessä minuutissa Myös ulkopuolista tunnustusta: Paikkatietoikkuna voitti laatuinnovaatiokilpailun 2010 julkishallinnon sarjan Kehittämisverkoston perustaminen alkamassa – modulaaristen lisätoimintojen kehittäminen karttaikkunakomponentin oheen eri käyttötarpeisiin

Paikkatietoikkuna

Karttaikkuna ja kohdetiedot

Osoitehaku

Kohdetiedot ja selitteet

Selitteet

Tietotuotteet (WFS-rajapinnoilta)

Karttajulkaisu – vaihe 1

Karttajulkaisu – vaihe 2

Karttajulkaisu – vaihe 3

Karttajulkaisu – vaihe 4

Karttajulkaisun hyödyntäminen Tutki suojeltuja rakennuksia kartan avulla. Anna osoite tai paikannimi kohdistaaksesi kartan haluamallesi alueelle. Taustaksi voit vaihtaa ilmakuvan.

Sovellukset ja paikkatietoportaalit Paikkatietoinfrastruktuurin hyödyntäminen Verkkokeskeiset sovellukset Euroopan Yhteisöjen sovellukset Kansalliset ja paikalliset viranomais- eri maissa Yritysten sovellukset ja tiedon jatkojalostus Opetus- ja tutkimus- käyttö Tietopalvelu, Sähköinen asiointi, Osallistu-minen,… Päätöksen- teon tuki,… Sovellukset ja paikkatietoportaalit Palveluväylä Oikeuksien hallinnan kerros Palvelu- kerros Luettelo- palvelu Haku- palvelu Katselu- palvelu Lataus- palvelu Muunnos- palvelu Käynnistys- palvelu Paikkatiedon tuotannon tuki, aineistojen yhteiskäyttö Paikkatietoinfrastruktuurin laajimmat hyödyt ovat saavutettavissa verkkokeskeisten sovellusten kautta, joskin hyötyjä on mitattavissa myös paikkatiedon tuotantokerroksessa – käytetään muiden organisaatioiden tuottamia aineistoja ajantasaisina rajapinnoista oman tuotannon taustalla referenssinä tai tarkistamisessa. Kohde- ym. luettelot Palvelujen metatiedot Paikkatieto- aineistojen metatiedot Tietoaineistot Paikkatieto- aineistot

Kiitos mielenkiinnosta! Kysymyksiä / Palautetta: Toivottavasti teillä heräsi tämän esityksen myötä mielenkiinto sitä kohtaan, mitä mahdollisuuksia ja näköaloja toimiva ja kattava paikkatietoinfrastruktuuri toteutettuna vaikkapa avoimen lähdekoodin sovelluksilla voi tarjota. http://www.paikkatietoikkuna.fi Kysymyksiä / Palautetta: jani.kylmaaho@nls.fi