برمجة نظم المعلومات الجغرافية علي الويب GIS WEB
مقدمة:-
في بداية الإنترنت لم يكن ممكنا تبادل البيانات المكانية عبر الشبكة لأن متصفحات الويب web browsers لا ( تفهم ) لغة برامج نظم المعلومات الجغرافية . ومتصفح الويب برنامج مهمته الوصول إلى المعلومات على الويب ( من خلال العنوان الموجودة فيه URL ) ثم إيصالها إلى المستخدم . ولكي يمكن عرض منتجات نظم المعلومات الجغرافية على الويب وجدوا الحل في ترجمة الخريطة إلى لغة يستطيع المتصفح التعامل معها ، وقد تحقق هذا الحل في زمن قياسي ( 1993 – 1996 ) شهد ظهور ثلاث لغات تستخدم معا لإنشاء صفحات الويب.
1 - لغة ترميز النص التشعبي Hyper Text Markup Language ( اختصارا HTML ) التي وضعت سنة 1993 ، وبهذه اللغة يوضع هيكل صفحات الويب ، وتدعمها اليوم كل المتصفحات.
2 - لغة جافا سكربت، وهي التي حققت التفاعلية لصفحات الويب ، ومن ذلك إمكانية عرض الخرائط على الويب والتفاعل معها بعد تحويل الشيب فايل إلى أوامر جافا سكربت.
3 – لغة صفحات الطرز المتراصة (Cascading Style Sheets (CSS، وهي لغة تنسيق لصفحات الويب كأن تعطي الصفحة الألوان والخلفيات وحجم الخطوط.
ويستطيع مستخدم متصفحات الويب أن يطّلع على تنسيق أية صفحة بالنقر على inspect فتنقسم الشاشة إلى نصفين ، وفي النصف الأيمن تظهر أوامر تنسيق صفحة البحث ، ويبين أوامر تنسيق صفحة نتيجة البحث عن خريطة قليوب التي يعرضها موقع جوجل مابس GooGle Maps.
أولا : تطور تقنيات نظم المعلومات الجغرافية على الويب
في الوقت الذي وضعت فيه اللغات الثلاث السابق ذكرها كان يجري تنفيذ مشروع ماب سرفر ، وكانت وراءه وكالة الفضاء الأمريكية ( ناسا ) ، وقد أوكلت تنفيذه سنة 1994 إلى جامعة مينيسوتا ، وظهرت نسخته الأولى سنة 1997 وأصبح متاحا للجمهور في 1999 ، ويسمى هذا المنتج ماب سرفر جامعة مينيسوتا UMN MapServer لتمييزه عن منتجات أخرى تحمل اسم ماب سرفر . ويبين الشكل التالي واجهة ماب سرفر.
ومع تزايد عدد مستخدمي الويب ، وزيادة الحمل على الحواسب الخوادم ، ابتدعت طريقة أخرى لعرض الخرائط الراستر على الويب في شكل بلاطات متجاورة ، ومن ثم سميت خرائط البلاطات tiled web map ، أو slippy map وبذلك أمكن تلافي عيب الطريقة السابقة التي كانت تعرض الخريطة كصورة واحدة وفي جانب منها أسهم التحريك في اتجاهات أربعة.
بعد وكالة ناسا كان للمخابرات الأمريكية والمساحة العسكرية الأمريكية الدور الأهم في خرائط الويب ، أولا من خلال تمويل شركة كيهول التي أنتجت Keyhole Earth Viewer ، والذي أصبح جوجل إيرث بعد استحواذ جوجل على كيهول سنة 2005 ، وقبل هذا الاستحواذ وضعت لغة ترميز كيهول (Keyhole markup language (Kml فسمحت لمستخدمي خرائط كيهول بأن يضيفوا إلى الخرائط ثم يخرجونها في ملفات .kml وفي شكلها المضغوط تسمى .kmz
وفور استحواذ جوجل على كيهول فتحت API الخاص بها لمن شاء من مستخدمي الشبكة . ويعني الاختصار API واجهة برمجة التطبيقات Application Programming Interface ، وهو مجموعة أدوات لبناء برامج التطبيقات ، ويمكن في ذلك الاعتماد على ما لدى الآخرين ، مثل ما توفره جوجل مجانا من خرائط للعرض ، بينما يوفر طالب الخدمة ما لديه من مكتبة نظم المعلومات الجغرافية ، فيضع طبقاته الخاصة فوق خرائط جوجل ، لينتج - مثلا - خريطة لتوزيع المدارس في مدينة القاهرة ، أو ليقوم بالبحث عن أقرب مستشفى أو ليتتبع موقعه بل ويتتبع الآخرين.
ثانيا : مفاهيم وتطبيقات في نظم المعلومات الجغرافية على الويب:-
ومما سبق تتضح فكرة نمط الحوسبة المسمى نموذج العميل - الخادم client–server model ، فالعميل هو متصفح الويب ، والخادم هو البرنامج الموجود على الحاسب الذي يستضيف موقع الويب ، ويرسل المتصفح طلبا إلى الخادم عبر ملف ، فيقوم الخادم باستقبال الطلب والرد برسالة ، يوجهها المتصفح إلى المستخدم ، وما بين الطلب والاستجابة لا بد من بروتوكول لكي يفهم الطرفان بعضهما بعضا ، وهو ما يسمى بروتوكول الطلب – الاستجابة request–response protocol ، وأشهره بروتوكول نقل النص الفائق (hypertext transfer protocol (HTTP . ولا يمكن لأي حاسب خادم أن يستجيب لطلب بيانات مكانية إلا أن يكون هذا الخادم مؤهلا لذلك ، أي يكون من نوع map server.
ولإنشاء صفحات على الويب يمكن اتباع أكثر من سبيل : (1) البدء من العدم from scratch ، أو (2) الاستعانة ببرنامج مجاني open source أو (3) الاستعانة بمواد وبرامج مشتراة proprietary . ومن أمثلة البرامج المجانية فيجوال ستوديو لمايكروسوفت Microsoft visual studio ، وهو ليس برنامجا عاديا ، وإنما هو بيئة برمجة متكاملة تقدم خدماتها للمبرمج . وتتضمن مساعدات مثل : الاستكمال التلقائي ، وتلوين الأجزاء الخاطئة ، ويقدم البرنامج مصمما للويب ومصمما لقواعد البيانات ، وهو يقبل بإضافة مجموعة من الأدوات التي ليست فيه ، ويدعم 36 لغة برمجة.
وقد تكون الصفحات المنشأة على الويب ساكنة static أو دينامية نابضة بالتفاعل والحركة dynamic . وصفحة الويب الساكنة static web page صفحة يسلمها الخادم إلى المستخدم كما هي مخزنة في الخادم ، أما الدينامية dynamic فهي صفحة يولدها الخادم ببرنامج.
وأخيرا تطورت خدمات نظم المعلومات الجغرافية على الويب لتواكب الحوسبة السحابية ، وفي ذلك ميزوها بمصطلح الحوسبة السحابية المكانية Spatial cloud computing . ومن خلالها يستطيع العميل طلب خدمة البرمجيات Software as a Service (SaaS) ، بمعنى أنه بدلا من أن يشتري برنامج الأرك يستطيع تنفيذ مشروعه فيه on the cloud أي كأنه مستأجر للبرنامج من بعيد ( من خلال كلمة مرور ) ، ومن خلال الحوسبة السحابية يستطيع مبرمج نظم المعلومات الجغرافية توفير المنصة التي تساعده ، ويسمى ذلك (Platform as a Service (PaaS ، كما يستطيع مدير الشبكة المسؤول عن المشروع توفير الموارد وأهمها ذاكرة التخزين ، ويسمى ذلك (Infrastructure as a Service (IaaS.
وإذا أراد المستخدمون تبادل ملفاتهم الخرائطية فيمكنهم استخدام برنامج فايل زيلا Filezilla ، وهو برنامج مجاني يوفر إمكانية نقل الملفات بما فيها الملفات المشفرة ، وهو يدعم 47 لغة منها العربية ، كما يدعم استكمال تنزيل الملف resume بعد فترة من إيقاف التنزيل . وقد اتهم بعدم الأمان وسهولة سرقة كلمات المرور .
وعلى غرار تطبيقات الويب السابق ذكرها وضعت بعض شركات البرمجيات تطبيقات للهواتف المحمولة والتابلت mobile applications ، وأشهرها البرنامج الذي وضعته شركة إنتل المسمى Intel XDK ، وهو - مثله مثل فيجوال ستوديو - بيئة برمجة متكاملة (IDE) ، وقد استُخدم منذ ظهوره سنة 2013 في تطبيقات الخرائط للهواتف ، وكان يكمل عمله برنامج كوردوفا Cordova الذي يتولى ( ترجمة ) البرنامج إلى لغة يفهمها الهاتف من خلال ما يسمى إضافات كوردوفا ، مثلا هناك إضافة خاصة بالأندرويد .
وبهذه التطورات المتلاحقة قفزت نظم المعلومات الجغرافية قفزة كبرى بتوليد الخرائط الرقمية التفاعلية ، والمقصود بالتفاعلية interactivity قدرة مستخدم الشبكة على التحكم في تدفق البيانات ، أي التحكم فيما يريد أن يراه من الخريطة ، وذلك من خلال استخدامه أساليب الإدخال مثل الفأرة أو لوحة المفاتيح أو لمس الشاشة ، ويرتبط مفهوم التفاعلية بمفهوم الوسائط المتعددة multimedia والذي يعني تكامل بعض الوسائط مثل النصوص والرسوميات ( الجرافكس ) والفيديو والصور المتحركة والصوت . والفكرة من إنتاج الخرائط الرقمية التفاعلية أن يحدد المستخدم بنفسه ما يرغب في إخراجه من محتوى الخريطة الأصلية الموجود على الحاسب الخادم ، وللتفاعلية ميزاتها مثلما أن لها عيوبا .
من ناحية أخرى قد يتعذر استخدام أحد الأساليب فيستخدم غيره ، فمثلا في أحد تطبيقات إرشاد السيارات إلى المقصد النهائي automatic routing تستخدم خرائط رقمية تفاعلية فيها الصورة والصوت ، وكل ما على المستخدم أن يحدد نقطة نهاية الرحلة ، وباستخدام خوارزم أقصر مسار يتولى البرنامج توقيع مسار الرحلة على الخريطة التفاعلية بمعلومية إحداثيات نقطة بدء الرحلة وهذه يحددها نظام الملاحة بالأقمار الاصطناعية (Global Navigation Satellite System (GNSS المزود به الهاتف أو السيارة ) وكذلك بمعلومية اتجاهات المرور المسموح بها في كل شارع ، فإن وجد السائق أن النظر إلى الخريطة قد يعرضه للخطر حال القيادة فقد يكتفي بالجانب السمعي من الوسائط المتعددة ، فيسمع صوتا يقول مثلا بعد مائة متر اتجه يمينا . ومن المميزات الأخرى للتفاعلية أنها تتيح خيار zoom in / out وخيارات البحث .
ومن عيوب التفاعلية أنها تتطلب مساحات تخزين كبيرة ، وضرورة الاتصال بالشبكة ، وأن تكون سرعة الاتصال كبيرة ، وأن تتوافر البرامج المساعدة plug-ins التي يتطلبها عرض الخريطة ، وإذا كانت التفاعلية تجرى عبر هاتف محمول فإنها ستكون محكومة بحجم الشاشة الصغير ، فهذه الأجهزة لم تصمم أصلا لتعرض خرائط . ويبقى عيب التفاعلية الأكبر أن أكثر المستخدمين غير مؤهلين في علم الخرائط .
المصدر:-
1- د.مني سيد حسين (2019): محاضرات نظم المعلومات الجغرافية 2 ، شعبة خرائط ، جامعة القاهرة.
نعم
ردحذف👍👍
حذف