Краткая история веб-картографии

Как все начиналось

Появление геопорталов тесно взаимосвязано с развитием сервисов глобальной сети Интернет. Поскольку геопорталы характеризуются относительно высокими требованиями к функциональным возможностям, интерактивному пользовательскому интерфейсу -- в первые годы существования Интернета их практически не было. Однако в настоящее время они появляются как грибы после дождя...

Чуть более 20 лет назад, в 1989-91 гг. англичанин Тим Бернерс-Ли из Европейской лаборатории по ядерным исследованиям CERN сформулировал основные принципы передачи информации между компьютерами в виде гипертекста, начал реализацию проекта ныне известного как Всемирная паутина (WWW), создал первые веб-сервер и веб-браузер, первые редакции спецификаций URI, HTTP и HTML. К тому моменту времени Интернет уже превратился в самую разветвленную и мощную сеть в мире.

Предусмотренные предложенными веб-стандартами возможности размещения в Интернете растровых изображений с момента своего появления стали использоваться различными организациями и отдельными специалистами для публикации геоизображений -- карт и атласов, аэро- и космических снимков. Также начали применяться доступные интерактивные средства для их представления и обработки, анимации.

Уже в 1993-94 гг. формируется первое поколение картографических веб-приложений. Одним из первых среди них стал веб-сервис Xerox PARC Map Viewer, который позволил пользователям в интерактивном режиме отправлять запросы к серверу и получать фрагменты карт в растровом формате GIF. Сегодня принято считать, что именно это приложение и его функциональная концепция стала родоначальником большинства более поздних версий веб-гис.

В это же время впервые формулируется концепция геопортала – в рамках национальной инфраструктуры пространственных данных США (NSDI Clearinghouse Network), формирование которой началось с 1994 г. под руководством Федерального комитета по геоданным (Federal Geospatial Data Committee -- FGDC). Появляются первые электронные атласы и атласные информационные веб-системы (например, 1-я версия Национального атласа Канады), которые предоставляют средства управления параметрами картографических композиций, построения пространственных корреляций, запросов к географическим данным, и т.д.

Период интенсивного развития

Следующие пять лет (1995-99 гг.) можно охарактеризовать как период становления, интенсивного развития. В эти годы формируется концепция веб-картографии и геоинформационных веб-систем, создаются соответствующие программно-технологические решения: открытые и коммерческие веб-ГИС, библиотеки программ и функций, пользовательские и программные интерфейсы. Среди них -- первые версии разработок MapGuide, Mapquest, Geomedia WebMap, UMN Mapserver, Terraserver USA, ESRI MapObjects Internet Map Server, и многие другие. Гиганты IT-индустрии, ведущие разработчики коммерческих профессиональных ГИС начинают уделять внимание технологиям веб-картографии; картографические веб-интерфейсы становятся популярными и доступными.

Первую половину 2000-х называют началом эпохи распределенных картографических веб-платформ (UMN MapServer 3.0-3.5-4.0, ESRI ArcIMS 3.0-4.0) и сервисов (ESRI Geography Network, NASA World Wind). Их развитию способствовало широкое внедрение механизмов асинхронного взаимодействия веб-сервера с клиентом веб-браузером (XMLHTTP), а также появление отраслевых стандартов на передачу в Интернет географических данных. В 2000 г. была представлена 1-я версия WMS (Web Map Service) -- картографического сервиса передачи географически привязанных растровых изображений, генерируемых картографическим сервером.

Асинхронная загрузка данных с веб-сервера клиентом веб-браузером стала ключевым компонентом многих будущих решений. Программная реализация этой идеи была выполнена и компанией Microsoft – в 1999 г., вместе с браузером Microsoft Internet Explorer 5.0 и операционной системой Windows 98, был представлен ActiveX-элемент XMLHTTP, в основе которого объект XMLHttpRequest. Это набор прикладных программных интерфейсов (API), используемый в языках JavaScript, JScript, VBScript и им подобных для пересылки различных данных (XML, XHTML, JSON, и т.п.) по HTTP-протоколу между браузером и веб-сервером. Позволяет осуществлять HTTP-запросы к удаленному серверу без необходимости перезагружать страницу. Все современные браузеры поддерживают этот API.

XMLHTTP является важной составляющей широко распространенной сегодня технологии AJAX (по сути – ее основой), используется многими сайтами для создания динамичных, быстро реагирующих на запросы пользователя приложений. Широкую известность и популярность среди программистов он получил позднее, в значительной степени благодаря разработкам компании Google -– как технологическая основа системы работы с электронной почтой Gmail (2004) и картографического сервиса Google Maps (2005). Работа над согласованным стандартом асинхронной загрузки данных продолжалась и позднее -– версия 1.0 спецификации XMLHttpRequest Консорциума W3C была принята только в 2009 г.

Современный период

Ориентировочно с 2005 г. начинается современный период картографических веб-систем. Примерно в это время появляются такие сервисы как Google Maps и Google Планеты Земля, картографические сервисы Microsoft, Yahoo, Яндекс, OpenStreetMap, и проч. Становятся публично доступными космические снимки высокого разрешения, навигационные сервисы, сведения о пробках на дорогах, и т.п. Появляются программное обеспечение и средства разработки, необходимые для создания подобных систем, а ставший авторитетной организацией OGC (Open Geospatial Consortium -- Открытый геопространственный консорциум, или Консорциум по открытым геопространственным данным) примерно к этому моменту времени заканчивает формирование набора базовых стандартов веб-картографии -- картографических веб-сервисов OGC.

Сейчас принято считать, что где-то в это же время, с 2005 г., начинается новый период Интернета -- «Веб 2.0». Термин «Веб 2.0» стал популярным в 2005 г. после публикации статьи Тима О'Рейли, в которой он увязал появление большого числа сайтов, объединенных некоторыми общими принципами, с общей тенденцией развития Интернет-сообщества, и назвал это явление «Веб 2.0», в противовес старому «Веб 1.0». Концепция Веб 2.0 «новой версии» Интернета предполагает использование следующих компонентов: веб-сервисы (платформонезависимые программы, доступ к которым осуществляется через HTTP, а обмен данными -- в формате формате XML или JSON), AJAX (подход к построению пользовательских интерфейсов), веб-синдикация (распространение информации через RSS или Atom), Mash-up (построение интерфейса пользователя на основе "смешивания" сторонних сервисов), Метки (популярные в блогах тэги категорий), социализация (персонализация, комментирование, блоги).

Сочетание нового поколения картографических веб-систем и сервисов с технологиями «Веб 2.0», появление нового класса мобильных устройств -- нетбуков и ультрабуков, смартфонов и планшетов -- привело к значительному росту разработок в данной области, интереса к ним со стороны потребителей.

Про геопорталы

Впервые концепция геопортала была сформулирована в рамках национальной инфраструктуры пространственных данных США (NSDI Clearinghouse Network), формирование которой началось с 1994 г. под руководством Федерального комитета по геоданным (Federal Geospatial Data Committee -- FGDC). Позднее, в 2003 г., в рамках инициативы «электронное правительство», был создан геопортал Geospatial One-Stop (GOS). В отличие от NSDI Clearinghouse Network, в основе геопортала GOS лежала централизованная база каталогов метаданных, которые связывают клиентов с поставщиками геоданных и геопродуктов. Пользователь GOS по своему усмотрению может использовать обычный веб-браузер (тонкий клиент) или работать с пространственными данными в режиме прямого доступа из ГИС (толстый клиент). В 2011 г. геопортал GOS стал составной частью проекта Data.gov -- новой инициативы администрации США в рамках концепции создания открытого правительства.

Национальные геопорталы как системообразующие элементы ИПД начали создаваться с середины 90-х. В частности, Discovery Portal ИПД Канады (CGDI) стартовал в 1996 г.; он выполняет ту же роль, что и GOS в США. Австралийский каталог пространственных данных ASDD создан в 1998 г., национальный Geo-Portal ИПД Испании IDEE открыт в 2004 г., геопортал ИПД Франции IFDG Geoportail -- в 2006 г.

В последние годы направление геоинформатики, связанное с созданием и применением геопорталов, стремительно развивается. Примерами различных типов геопорталов являются геопортал ИПД Европейского Союза INSPIRE, геопортал ИПД ООН UNSDI, специализированный (или тематический) геопортал по контролю выбросов углекислого газа в США NatCarb, и проч. Сегодня практически все развитые страны Европы, Америки и Азии имеют национальные геопорталы ИПД. Обзор существующих геопорталов можно найти в серии публикаций, представленных в подразделе "Список цитируемых источников".

Национальная ИПД начинает формироваться и в России. В 2006 г. Правительством РФ принята «Концепция создания и развития инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации», а в 2012 г. в Росреестре запущен в опытно-промышленную эксплуатацию Геопортал ИПД РФ. Как отмечают его создатели, важным шагом для законодательного обеспечения доступности пространственных данных в масштабах страны стало введение в мае 2012 года нового порядка публикации и получения пространственных данных (Приказ МЭР №706 и Постановление Правительства РФ от 5 мая 2012 года № 461). Согласно этому документу государственные структуры, создающие и использующие пространственные данные, должны предоставлять их в государственные картографо-геодезические фонды для последующей публикации. При этом должны будут действовать единые стандарты на такую информацию. Информация должна предоставляться в электронной форме: как XML-документ, отправленный по e-mail, или через веб-сервисы.