PRIMENA OPENLAYERS BIBLIOTEKE ZA PRIKAZ PROSTORNIHULAZNIH PARAMETARA ZA HIDROLOKE PRORAUNE

APPLICATION OF THE OPENLAYERS LIBRARY FOR AN INTERACTIVEWEB MAPWITH HYDROLOGIC PARAMETERS

Nikola Zlatanovi1, Milutin Stefanovi1, Jelena otri1, Irina Milovanovi1, Mileta Milojevi11 Institut za vodoprivredu Jaroslav erni Zavod za zatitu od bujica i erozije, Beograd

Sadraj Hidroloke analize se bave veoma velikimbrojem ulaznih podataka koji imaju znaajnu prostornuinterpretaciju. Ovaj rad analizira jedan nain prikazaovih prostornih podataka primenom web tehnologije iopen-source aplikaciju OpenLayers, koja znaajnopojednostavljuje postupak i smanjuje potrebne resurse odstrane korisnika (klijenta). Dat je opis metodologije saopisom podloga, kao i primer rezultata ovakvog prikaza.Abstract Hydrologic calculations require a largenumber of spatial input data. This paper analyses oneway of presenting these spatial data using webtechnologies and the open-source JavaScript libraryOpenLayers, which significantly simplifies the processand reduces the resource requirements of the user (client)computer. The methodology is elaborated in the paper,with a brief description of the input data, as well as anexample of the results of such a map.1. UVODHidroloki proraun se definie kao grana inenjerskehidrologije koja se bavi metodama prorauna koliinakoje karakteriu hidroloki reim. Ti prorauni mogu bitiza odreivanje proticaja na tokovima, ukljuujui srednjigodinji proticaj, poplavne talase razliitih verovatnoapojave, godinji raspored proticaja, male vode, trajanjabezvodnih perioda, proraun hidrolokog bilansa itd.Bilo da se radi o primeni empirijskih zavisnosti,statistikoj analizi nizova ili izuavanja novihmetodologija, svi ulazni parametri hidrolokih proraunaimaju prostornu komponentu. Ti parametri mogu bitimerene vrednosti nivoa i proticaja sa hidrolokih stanica,mereni meteoroloki i klimatski parametri saklimatolokih stanica, slivna povrina, pedoloke igeoloke podloge, podaci o korienju zemljita itd. Svakiprofil vodotoka ili deonica za koji se vri analiza je tesnopovezana sa prostornim poloajem slivne povri, kao i samnogim meteorolokim i klimatskim iniocima u regionu.Najpregledniji prikaz hidrolokih analiza, kako ulaznihparametara tako i izlaznih rezultata, je kartografski prikaz.Usled mnotva razliitih vrsta podataka, nije pogodnoprikazati ih sve na jednom mestu istovremeno, pa jenajee potrebno vie razliitih karata za razliite setovepodataka.U ovom radu je predstavljen jedan nain prikaza ulaznihhidrolokih parametara na jednoj interaktivnoj web karti,koji korisniku prua mogunost prikaza odreenih

eljenih podataka, kao i mogunost preklapanjapodataka, prikazujui meusobne prostorne odnose.2. METODOLOGIJA2.1 PristupIako je mogue kartografski prikazati pomenute podatke usvim poznatijim GIS i CAD paketima, u ovom radu jeprikazan pristup koji omoguava korisniku da preko webinterfejsa pristupi podacima. To podrazumeva sledee:

- podaci ne moraju biti smeteni na istoj lokacijikao korisnik, ve mogu biti na udaljenomraunaru ili serveru;

- nije potrebno da korisnik vlada geografskiminformacionim sistemima i softverskimpaketima, ve je dovoljno da ume da koristiobian web browser;

- nisu potrebni dodatni resursi na raunaru zauitavanje i obradu karata, ve se uitava samoonaj deo karte koji se trenutno gleda;

- nisu potrebne dodatne licence za softver (ijacena moe biti veoma znaajna), ve se sveizvrava koristei besplatne i slobodne bibliotekei programe otvorenog koda (open-sourcesoftware);

- nezavisno je od operativnog sistema (MicrosoftWindows, Linux, Mac OS, Android itd.) jer sebazira na web tehnologiji.

U takvom pristupu koriena je OpenLayers JavaScriptbiblioteka, kojom su na interaktivnoj web karti prikazanipodaci razliitih rasterskih i vektorski formati. U nastavkuje dato kratko objanjenje nekih osnovnih pojmova.

Slika 1. ema obrade podataka od izvora do klijenta

269

ta je JavaScript? JavaScript je skriptni programski jezikkoji omoguava autorima web stranica da kreirajuinteraktivni sadraj. JavaScript moe da vri interakciju saHTML izvornim kodom, to omoguava postavljanjedinamikog sadraja. JavaScript je otvoren programskijezik koji svako moe koristiti bez kupovine posebnelicence, i podran je od strane svih poznatijih webbrowser-a (Mozilla FireFox, Google Chrome, InternetExplorer, Opera, Safari itd.)[1].ta je OpenLayers? OpenLayers je JavaScript bibliotekakoja se izvrava na raunaru klijentu, otvorenog je koda, islui za kreiranje interaktivnih web karata koje mogu bitiprikazane u gotovo bilo kom web browser-u. Obzirom dapredstavlja biblioteku koja se izvrava na raunaruklijentu, ne zahteva nikakav poseban softver ilipodeavanja na serveru moe se koristiti i bezpreuzimanja datoteka. Razvijen je od strane kompanijeMetaCarta i vremenom se pokazao kao jedan ozbiljan,zreo i popularan okvir sa mnotvom strastvenihprogramera koji uestvuju u razvoju. Za razliku od npr.Google Maps API (Application Programming Interface),Yahoo! Maps, Bing Maps itd koji su takoe besplatni,OpenLayers je otvorenog koda. [2]2.2 PodlogeOd mnotva podloga koje se koriste pri hidrolokimproraunima, ovde e biti prikazane najosnovnije:topografske karte, hidroloke i padavinske stanice,zemljini pokriva, slivne povri i digitalni model terena.Topografske karte su i dalje najee koriene podlogekad god je u pitanju predstavljanje podataka u prostoru. USrbiji su najee koriena izdanja Vojnogeografskoginstituta, u razliitim razmerama (npr. 1:25.000, 1:50.000,1:300.000 itd) kao i razliitih godina izdanja. Ove karteprikazuju sve neophodne topografske elemente zahidroloke analize slivnih podruja, sa zadovoljavajuomtanou. Osnovni problem, meutim, pri korienjuskeniranih topografskih karata, jeste to da za ekstrakcijutopografskih parametara, mape moraju biti ili runoobraene ili digitalizovane, od kojih i jedna i drugametoda oduzimaju dosta vremena i resursa.Na OpenLayers karti je mogue prikazati topografskekarte razliitih razmera, na taj nain da kada se pogled nakartu uvelia ili smanji, da se automatski promeni irazmera karte koja je prikazana. Pri tom ne moraju bitiuitane u memoriju karte svih razmera, ak ni kompletnakarta jedne razmere, ve se uitava samo onaj deo koji seu tom trenutku prikazuje u OpenLayers kontroli. Na ovajnain se viestruko rastereuju resursi raunara klijenta uodnosu na klasian nain prikaza u nekom GIS softveru.

Slika 3. Topografske karte razliitih razmeraDigitalni model terena (DTM Digital Terrain Model iDEM Digital Elevation Model) je matematikapredstava kontinualne povri terena na osnovureprezentativnog seta podataka u formi taaka, linija idrugih informacija prikupljenih o terenu. U irem smislu,digitalni model terena, pored podataka, obuhvata iprocedure za organizovanje tih podataka u okviru bazepodataka o terenu, kao i odgovarajue metodeinterpolacije na osnovu tih podataka. [3]Danas postoji jako veliki niz softverskih paketa za izradudigitalnog modela terena, koji zahtevaju intenzivnuobuku, a cena (kako softvera tako i obuke) je ponekadneprihvatljiva za skromne ekonomske uslove. Stvaridodatno pogorava injenica da softverski paketi veomaesto nisu meusobno kompatibilni, te je esto neophodnakonverzija podataka.Prethodno pripremljen digitalni model terena je mogueprikazati u OpenLayers kontroli u vidu rasterskog prikaza.Jedan od efikasnih naina prikaza digitalnog modelaterena je sa osenenim padinama i skalom boja kojeoslikavaju visinsku predstavu terena. Obzirom daOpenLayers kontrola slui za prikaz podataka, obradadigitalnog modela terena se mora obaviti u nekom GISsoftveru (npr. GRASS GIS, ArcGIS, SAGA GIS,GlobalMapper itd.).Zemljini pokriva i korienje zemljita ima veomaveliki uticaj na hidroloke procese kao to suevapotranspiracija, vlanost zemljita i obnavljanjekoliina podzemnih voda [4]. CORINE (Coordination ofInformation on the Environment Koordinacijainformacija o ivotnoj sredini) program je implementiranod strane Evropske Komisije sa svrhom da se razvije bazapodataka koja e sadrati konzistentne lokalizovanegeografske informacije o zemljinom pokrivau evropskihzemalja [5].

270

CORINE Land Cover baza podataka je dostupna prekointerneta, putem sajta Evropske agencije za ivotnusredinu (EEA European Environment Agency), uvektorskom i rasterskom formatu. Ovakav vektorskiformat je preuzet sa sajta i nakon dodele zvanine paleteboja za prikaz CORINE klasa zemljinog pokrivaa,dodat je u OpenLayers kontrolu.Padavinske stanice predstavljaju veoma vaan izvormeteorolokih podataka za potrebe hidrolokih prorauna,naroito kada su u pitanju neizueni slivovi. Kada nepostoje, ili nisu raspoloive vrednosti osmotrenihproticaja na nekom vodotoku, slivovi takvih vodotoka senazivaju neizuenim slivovima, i najee se u hidrolokojpraksi prorauni proticaja vre preko merenih podataka opadavinama, u sprezi sa ostalim raspoloivimhidrolokim, meteorolokim i klimatskim parametrima.Jedna od vanijih informacija potrebnih u hidrolokimanalizama jeste zapremina pale vode na neki sliv. Naosnovu merenja padavina na vie taaka unutar sliva ili unjegovoj neposrednoj blizini, zapremina pale vode semoe odrediti na vie naina, mada se najee uinenjerskoj praksi koristi metoda Tisenovih poligona jerkombinuje jednostavnost i relativnu tanost [6].Konstrukciju ovih poligona je mogue obaviti u nekomod pomenutih GIS softverskih paketa, to znatno olakavapripremu za prikaz u OpenLayers mapi.Google Maps predstavlja set kartografskih podataka(kako prostornih tako i atributnih) kombinovanih sasatelitskim i aerofotogrametrijskim snimcima. Poetnikoncept, predstavljen je 2005. godine i bazirao se nakartiranju ulica [7]. Google Maps, zajedno sa projektomGoogle Earth koji je nastao iz Google Maps projekta,znaajno je promenio pristup internet kartiranju [8].OpenLayers API podrava prikaz podataka sa GoogleMaps servera, odnosno 4 prikaza koje Google Maps nudi:satelitski snimak, hibridni prikaz snimka sa toponimima,karta ulica ili Google opte geografska karta.3. RezultatiNavedeni vektorski i rasterski podaci se najee morajuobraditi koristei razliite GIS softverske alate kao to jeSAGA GIS, R, ArcGIS, GlobalMapper itd. Taj posaozahteva i vremena i znanja, ali jednom kada se uradi, salakoom se podloge prikazuju u OpenLayers aplikaciji,koju moe pretraivati nebrojano korisnika.Na slikama 5a. do 5f. su prikazani osnovni slojevi (lejeri)karte, koji su opisani u prethodnom poglavlju. Meutim,upotrebljivost OpenLayers mape naroito dolazi doizraaja pri kombinaciji razliitih slojeva karte ukompozite.Na slici 5g. je prikazan kompozit gde je preko osnovnogGoogle satelitskog snimka prikazana CORINEklasifikacija zemljinog pokrivaa. Obzirom da su Googlesatelitski snimci poprilino aurni (Google vodi rauna odatumima satelitskih snimaka, tako da se lako za svaki

snimak moe odrediti godina), ovakav prikaz nam moedati uvid u promenu naina korienja zemljita.Slika 5h. prikazuje oseneni digitalni elevacioni modelpreko topografske razmere (u ovom sluaju pregledno-topografska karta razmere 1:300.000). Ovakav nainprikaza nam daje daleko jasniju sliku reljefa terena negoto to mogu samo izohipse.Na slici 5i. su prikazane padavinske stanice za koje suraspoloivi nizovi podataka, sa pripadajuim Tisenovimpoligonima. Ovakav nain prikaza ovih prostornihpodataka je naroito koristan za odreivanje najblieodnosno najmerodavnije padavinske stanice za odreenutaku ili podruje.

Slika 4. Razliiti prikaz Google Maps podataka

4. ZAKLJUAKPrikazan je jedan vrlo efikasan nain prikaza prostornihpodataka, koji moe biti interesantan ne samo za prikazhidrolokih podataka, ve bilo kakvih prostornihpodataka. Efikasnost se ogleda u tome da je potrebansamo obian web browser sa podrkom za JavaScript(gotovo svi dananji web browser-i ispunjavaju taj uslov),i pristup pripremljenim datotekama (bilo preko lokalnemree ili interneta), na bilo kom operativnom sistemu.Ovakav koncept nudi nove mogunosti u polju prikazaprostornih i kartografskih podataka, to e zasigurnoznaajno promeniti vidike u prikupljanju i publikovanjugeografskih informacija.Moe se oekivati i razvoj novih web kartografskihaplikacija koje e sve vie ukljuivati i same korisnikekarata u njihovo unapreenje.

271

Slika 5. Primeri prikaza osnovnih slojeva i kompozitnih mapa5. LITERATURA[1] Goodman, J., Morrison, M., Novitski, P. and Rayl,T.G., JavaScript Bible, Wiley Publishing, Indianapolis,2010.[2] Hazzard, E., OpenLayers 2.10 Beginners Guide, PacktPublishing, Birmingham, 2011.[3] Gavrilovi Z., Mihajlovi D., Odreivanje plavnihpovrina u slivovima malih vodotoka, izvetaj za 2006.godinu, Institut za vodoprivredu Jaroslav erni iGraevinski fakultet, Beograd, 2007.[4] Eagleson, P.S., Ecohydrology, Cambridge UniversityPress, Cambridge, 2002.

[5] Nestorov, I. i Proti, D., CORINE kartiranjezemljinog pokrivaa u Srbiji, Graevinska knjiga,Beograd, 2009.[6] Petrovi, J. Uvod u hidrologiju skripta, Graevinskifakultet, Beograd, 2001.[7] Kilibarda, M., Proti, D., Nestorov, I., PrimenaGoogle Maps API Servisa za izradu web karteinformacija izvedenih iz CORINE baza podataka ozemljinom pokrivau, Glasnik Srpskog geografskogdrutva, Srpsko geografsko drutvo, Beograd, 2010.[8] Gibin, M i dr., An Exploratorz CartographicVisualisation of London through the Google Maps API,Applied Spatial Analysis p85-97, Springer Netherlands,2008.

272