Prof. Dr. Arif Çağdaş AYDINOĞLU

Tag Archives: web servisleri

Yüksek Lisans Tezi: “Akıllı Kent Yönetiminde Ulaşım Hizmetlerine Yönelik Konumsal Karar Destek Araçlarının Geliştirilmesi: İstanbul Örneği”

Posted on by Posted in cbs, kbs, tez

İTÜ Bilişim Enstitüsü Coğrafi Bilgi Teknolojileri Lisansüstü Programı öğrencisi Deniz SAĞLAM tarafından Doç. Dr. Arif Çağdaş AYDINOĞLU danışmanlığında  hazırlanan “Akıllı Kent Yönetiminde Ulaşım Hizmetlerine Yönelik Konumsal Karar Destek Araçlarının Geliştirilmesi” konulu yüksek lisans tezi tamamlanmıştır.

ÖZET

Yoğun kentleşme, köyden kente göç ve nüfus artışının sonucu olarak sorunlarıyla birlikte büyüyen kentlerin etkin yönetim ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Planlamanın istenen düzeyde yapılamaması ve yapılaşmada plan uyumsuzluğu, kentleri gittikçe yaşanamaz hale getirmiştir. Kentsel fonksiyonların yönetimine yönelik mücavir alanlarda büyükşehir belediyeler ve belediyeler; mücavir alan dışında da il özel idarelerine büyük görevler düşmektedir. Bu kapsamda Bilgi ve iletişim teknolojileri, etkin kent yönetimi için olanaklar sağlamaktadır. Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), doğrudan veya dolaylı mekan / konumla ilişkili bilginin toplanarak, yönetiminde ve analizinde etkin bir araç olarak karar vericilere destek sağlamaktadır. Bu teknolojilerin kent yönetimine yönelik temelini oluşturan Kent Bilgi Sistemlerini (KBS) kurmak ve işletmek görevi ilgili kanunlarla yerel yönetimlere verilmiştir.

Akıllı kent yönetimi kavramıyla öngörülen; veritabanları, mobil saha ekipleri, uydu görüntüleri, sensörler vb. farklı kaynaklardan gelen veri altlıklarının birlikte çalışabilirliğini sağlayarak, kentsel altyapı yönetiminde, acil durumda müdahale gerektiğinde ve yöneticilerin anlık karar ihtiyacı söz konusu olduğunda, ilgili teknik bileşenleri etkin kullanarak dinamik veri yönetimi ile kısa zamanda ve etkin bilgi üretip uygulayabilmektir. KBS ise akıllı kent yönetiminin önemli aracı olarak harita altlıkları üretimi, planlama, ulaşım, altyapı, çevre, temizlik, güvenlik vb. fonksiyonlara yönelik konuma dayalı verilerin ve ilişkili tüm bilgilerin yönetilerek analiz edilmesine olanak sağlamaktadır. Böylelikle akıllı kent yönetim bileşeni olarak CBS / KBS teknikleri kullanılarak kent yönetimine yönelik karar destek ve analiz araçları geliştirilebilir.

Tez kapsamında, KBS’ye yönelik mevzuat analizi yapılarak ilgili sorumluluklar irdelenmiş, KBS kurulması ve işletilmesine yönelik Türkiye’deki ve uluslararası düzeyde başarılı örnekler dikkate alınarak mevcut durum analizi yapılmıştır. KBS standartlarının belirlenmesi projesindeki veri gereksinimi ve iş analizinde ulaşım altyapısı gereksinimleri dikkate alınarak, İstanbul örneğiyle akıllı kent yönetimine yönelik kavramlar, yaklaşımlar ve gereksinimler irdelenmiştir.

Geliştirilen örnek uygulamada, İstanbul ili metropolitan alanı akıllı kent yönetimine yönelik pilot çalışma alanı olarak seçilmiştir. Analizler neticesinde, ulaşım altyapısı ve hizmetlerinin planlanmasına yönelik ihtiyaçlar ve hedef uygulamalar belirlenmiştir. Uyguluma durumu ve veri gereksinimine göre KBS standartları kapsamındaki veri modeli belirlenmiştir. İstanbul Büyükşehir Belediyesi (İBB) ve ilgili iştiraklarından derlenen ham verilerle, ihtiyaca yönelik, mobil ve web ortamından güncellenebilir coğrafi veritabanı kurulmuştur.

Akıllı kent yönetimi için kentsel hareketliliğin belirlenmesi, ulaşım ve toplu taşıma erişebilirlik düzeyi ve ihtiyacı olan yerlerin belirlenmesi gibi problemlerin çözümüne yönelik konumsal analiz işlem araçları tasarlanmıştır. Karar vericilere yönelik analiz düzeyi olarak, yöneticiye sahip en küçük idari birim olan “Mahalle” seçilmiştir. Coğrafi Bilgi Teknolojileri ile analiz araçlarının geliştirilmesinde, vektör tabanlı bindirme  ve ağ analizi fonksiyonlarını kullanan konumsal analiz işlem adımları belirlenmiştir. 

İstanbul için yapılan uygulamalarda; toplu taşıma erişilebilirlik düzeyini belirlemek için raylı sistemler ve metrobüs, deniz ve kara ulaşımının bütünleşik erişilebilirlik analizleri yapılmıştır. Raylı sistemleri dikkate alarak toplu taşıma ihtiyacı olan yerler  belirlenmiştir. Planda belirlenen ana fonksiyon sınıflarına göre arazi kullanım analizi yapılmıştır. Kentsel hareketliliğin belirlenmesinde; sağlık, kamu, spor, eğitim, alışveriş, sosyal, turizm ve rekreasyon donatıları trafik çekim düzeylerine göre analiz edilmiştir. Sosyo-ekonomik analizler için; bina kullanım alanı ve yoğunluğu, nüfus dağılımı, gelir dağılımı ve çalışan sayısı haritaları üretilmiştir. Üretilen bu harita altlıkları, yüksek- orta- düşük düzeyde gruplandırılmıştır. Ayrıca İstanbul ulaşım ana planı hanehalkı anketi analizleri sonucu üretilen, otomobil sahipliği ve parklanma kapasitesini gösteren haritalar karar vericilere destek sağlamak amacıyla veritabanı ile bütünleştirilmiştir.

 ArcGIS coğrafi veritabanı ortamında “toolbox” analiz araçları kullanılmıştır. İstanbul mahalleleri ve trafik zonları için gerçekleştirilen uygulama ile, akıllı kent yönetimi çözümü olarak ulaşım altyapısının geliştirilmesinde ve otopark gereksiniminin belirlenmesinde karar vericilere destek sağlayan yaklaşım belirlenmiştir. Bulut Bilişim çözümü olarak ArcGIS Online platformu kullanarak, akıllı kent yönetimi için paydaşlarla işbirliğini sağlanmış ve web paylaşımı ortamı yapılandırılmıştır. Benzeri yaklaşımla, karar vericiler  hedef politikalarına göre veritabanındaki veri altlıklarını kullanarak karar destek analizleri yapabilir ve hedef yatırım bölgelerini belirleyebilir.  Bu yaklaşımla, geliştirilen örnek modeller farklı kentlerde uygulanabileceği gibi, farklı kentsel problemlerin çözümüne yönelik geliştirilen analiz araçları ile akıllı kent yönetimini destekleyen KBS uygulamaları geliştirilebilir.

 

Anahtar kelimeler: CBS, Kent Bilgi Sistemleri, Akıllı Kentler, Ulaşım, Konumsal Analiz,  Erişilebilirlik, İstanbul

Hazırlayan:

Deniz SAĞLAM

Tez Danışmanı:

Doç. Dr. Arif Çağdaş AYDINOĞLU (İTÜ / GYTE)

Tez Jürileri:

Prof. Dr. Necla. ULUĞTEKİN (İTÜ)

Doç. Dr. Çiğdem GÖKSEL (İTÜ)

Savunma Tarihi:

12 Mayıs 2014

 

Yüksek Lisans Tezi: “Web Ortamında Coğrafi Verilerin Birlikte Çalışabilirliğine Yönelik Yaklaşımların Belirlenmesi: Ulaşım Veri Teması Örneği”

Posted on by Posted in tez, Tucbs

İTÜ Bilişim Enstitüsü Coğrafi Bilgi Teknolojileri Lisansüstü Programı öğrencisi Sercan ERHAN tarafından Doç. Dr. Arif Çağdaş AYDINOĞLU danışmanlığında  hazırlanan “Web Ortamında Coğrafi Verilerin Birlikte Çalışabilirliğine Yönelik Yaklaşımların Belirlenmesi: Ulaşım Veri Teması Örneği” konulu yüksek lisans tezi tamamlanmıştır.

 

ÖZET

Coğrafi verilerin üretilmesi, saklanması ve güncel tutulması konularında standart bir yöntemin belirlenip izleniyor olması gerekmektedir. Verilerin katkı sağlaması, kaliteli veri üretiminin ardından doğru şekilde kullandırılabiliyor olmaları ve paylaşılabilmeleri ile mümkün olabilmektedir. Coğrafi verinin farklı kurum ve kuruluşlar tarafından kullanılıyor olması, optimum düzeyde bu ilgililerin ihtiyacını karşılaması ile alakalıdır. Bu sebeple aynı veri farklı kurum ve kuruluşlarca defalarca üretilmemelidir. Verinin mükerrer duruma düşmesi zamanla güncelliğini kaybetmesine ve kullanılamamasına yol açmaktadır.

Farklı kullanıcı ihtiyaçlarını karşılayacak uygulama ve servislerin belirlenmesi için öncelikle veri/kullanıcı gereksinim analizi yapılmalıdır. Bu analizler sonunda hangi verinin hangi ihtiyaçlar ile hangi uygulamalarda hangi formatlarda kullanılabileceği belirlenebilecektir. Gerçekleştirilen analizlere göre üretilen veri standartları  temel alınarak, ilgili veri altlıkları veri sağlayıcıları tarafından üretilerek güncellenmeli ve diğer kullanıcılar ile web servis yolu gerçek zamanlı paylaşılabilmelidir. Örneğin ulaşım temasını temsil eden coğrafi veri setleri; kamu kurumlarından özel sektöre, vatandaştan çeşitli ticari uygulamalara kadar birçok alanda eş zamanlı kullanıldığından ortak bir standart dahilinde üretilebilmelidir.

Tez kapsamında model bazlı yaklaşım ile coğrafi veri modeli geliştirilmesine yönelik ISO/TC211 coğrafi bilgi teknik komitesi standartları ve web servisleri ile coğrafi verilerin paylaşımına yönelik Açık Coğrafi Bilgi Konsorsiyumu olan OGC’nin standartları irdelenmiştir. Türkiye Ulusal Coğrafi Bilgi Sistemleri (TUCBS) altyapısı standartlarının geliştirilmesi sürecindeki ilgili veri gereksinim analizleri ve ulaşım veri standardı altlık alınmıştır. Yeni bir standart geliştirme sürecinin; çeşitliliği yok etmeden, nitelik kaybı olmadan, birlikte çalışılabilirliği sağlayan, veri bütünlüğü oluşturan ve mevcut verileri anlamlaştıran bir yapıda olması esas alınmıştır. Ulaşım sektöründe açık veri ve açık web servisleri ile veri paylaşımında farklı kurum/kuruluş ve uygulama ihtiyaçlarının optimum düzeyde karşılanması amacıyla deniz, hava ve demiryolu ulaşım hatları ile birlikte çalışabilecek bir karayolu veri modeli geliştirilmiştir. Tekil Modelleme Dili olan UML uygulama şeması ile geliştirilen bu model, GML coğrafi veri değişim formatı ile kodlanmıştır.

Tez çalışmasının uygulama bölümlerinde, plot alan için farklı kaynaklardan elde edilen coğrafi veri altlıkları geliştirilen standart dahilinde GML veri setlerine dönüştürülmüştür. Ulaşım veri setlerinin mevcutta kullanılan farklı veri yapılarına dönüştürülmesi ve sektörel uygulamalarda kullanımına yönelik web uygulamaları geliştirilmiştir. Böylelikle açık veri modeli ile üretilen ulaşım veri setinin, WMS web harita servisi ve WFS web detay servisi ile paylaşımı ve görselleştirilmesine yönelik açık web servisleri geliştirilmiştir. Ağ analizleri, doğrusal referanslama, Android mobil, MS Sharepoint ve GTFS gibi açık kaynaklı ve ticari yazılımlarla ulaşım sektörüne yönelik uygulamalar test edilmiştir.

Hazırlayan:

Sercan ERHAN

Tez Danışmanı:

Doç. Dr. Arif Çağdaş AYDINOĞLU (İTÜ)

Tez Jürileri:

Prof. Dr. Mustafa YANALAK (İTÜ)

Y. Doç. Dr. Ahmet Özgür DOĞRU (İTÜ)

Savunma Tarihi:

7 Kasım 2013

OGC- WMS ve WFS

Posted on by Posted in cbs, Tucbs

Web Harita Servisi (WMS)

WMS, sorgulama ve görüntüleme yeteneklerini destekleyen bir web servis standartıdır. WMS servisi yapan harita web sunucusu, veri setini kendisi render ederek, istek yapan uç kullanıcıya bu verilerin tanımlanan stilleri ile birlikte sonuç ürün olarak GIF, PNG, JPEG, TIFF veya SVG formatlarından birinde gönderir. Bu işlemler ile uç kullanıcının veriye direkt erişimi yoktur. Eğer “queryable” bilgisi servis özniteliklerinde “true” ya da “:1” olarak tanımlanmış ise, uç kullanıcı veri üzerinde sorgulama yapıp, öznitelik bilgilerine ulaşabilir, aksi halde sadece görüntüleyebilmesine olanak sağlanacaktır.

Temel bir WMS Servisi beş operasyonu tanımlar. Bu operasyonlar aşağıdaki çizelgede belirtilmiştir.

 WMS servisinin beş temel operasyonu

Operatör Açıklama
GetCapabilities Servis detayında metadata
GetMap Haritanın konumsal parametreleri
GetFeatureInfo Haritada görüntülenen bir detay için belirlenen bilgilerin gösterilmesi 
GetStyles Kullanıcı tarafından tanımlanan stiller
GetLegendGraphic Lejant sembolleri.

 

GetCapabilities, servis metadatalarını ve sorgulanabilir istek parametrelerini elde etmek için kullanılır.

GetMap, coğrafi olarak tanımlanmış, koordinat bilgileri belirli raster şekilde harita elde etmek için kullanılır. Servis bu operasyonu zorunlu tutmuştur. Sunucudan veri isteme ve alma şekli GetCapabilities’deki gibidir.

GetFeatureInfo, harita servisinde belirli konumlarda tanımlanan öznitelik verilerini elde etmek için kullanılır. Servisteki bu işlem isteğe bağlı olarak tanımlamıştır. Tüm WMS sunucuları bu isteğe cevap veremeyebilir. WMS’de istekler URL olarak belirtilir. Kullanıcı haritada belirli bir katman üzerinde, öznitelik verisi elde etmek istediği, bölgenin koordinat bilgilerini sistem veri tabanında sorguladığı zaman, o bölgenin sunucuda var olan öznitelik verilerine ulaşabilir.

WMS ayrıca önbelleklenmiş görüntüleri de desteklemektedir. Bu serviste ise, tanımlanan ölçek gruplarında tüm harita alanı önceden render edilerek sunucuda                              depolanmaktadır. Sunucu görüntülemek için bir istek gönderdiğinde, veritabanına ulaşmadan ilgili alanlar içerisinde kalan görüntüler harita sunucusu tarafından kullanıcıya iletilmektedir.

WMS, kurumların ellerindeki verileri dış kurumlara sunması açısından oldukça uygun bir standarttır. WMS, küçük bir raster dosyası olduğu düşünülürse düşük bant genişliklerinde ideal çalışabilir bir sistemdir. Örneğin, bir belediye güncel tuttuğu halihazır verisinin temel altlık olarak kullanıcıların görüntülemesini isterse, yine aynı şehirdeki afet koordinasyon birimine veya diğer birimlere bu yöntemle sunabilir.

 Web Vektör Veri Servisi (WFS)

Web vektör veri servisi, üretilen vektörel coğrafi veri setlerinin web üzerinden düzenlenmesi ve güncellenmesine olanak sağlayan bir servistir. WFS, coğrafi bilgiyi paylaşmaktan çok, veri havuzundaki coğrafi öznitelik verilerine ayrıntılı olarak erişim sağlar. WFS sunucularından elde edilebilecek vektörel öznitelik verileri sunucuya XML formatında istek gönderilerek sorgulanmakta ve WFS öznitelik verilerini GML ile kodlanmış şekilde cevaplanmaktadır. Ayrıca OGC, WFS-T (Web Feature Services Transactional) ile verilerin güncellenmesine olanak sağlayan kuralları tanımlamaktadır. Kullanıcı, özniteliklerini istediği alanın koordinatlarını ve bu koordinatların kaynağını (TM, UTM, …), text formunda sunucuya iletmektedir. Sunucu veri tabanından görüntülenmek istenilen bölgeyi kullanıcıya bir GML (text dokümanı) verisi olarak iletmektedir.

Servisin desteklediği operasyonlardan biri keşif operasyonudur (discoveryoperation). Bu işlem, servisin kapasitesini belirlemek için sorgu yapmakta ve servisin sunduğu öznitelik tiplerinin tanımlandığı uygulama şemalarını çağırmaktadır. GetCapabilities ve DescribeFeatureType operasyonları bu kapsamda incelenmektedir.

GetCapabilities, sunucu tarafından desteklenen WFS tanımlı servis metadata dokümanı üretmektedir. Tüm WFS’ler GetCapabilities operasyonunun KVP-kodlamasını ve XML-kodlamasını sağlayabilmektedir. Servisin desteklediği XML dosyasında servisin çağırdığı koordinat bilgilerine, koordinat referans sistemi bilgilerine, veri tür ve isimlerine ulaşılabilmektedir.

DescribeFeatureType ise sunucudaki ulaşılabilen bilgilerin öznitelik tiplerinin şema olarak tanımlanmasını sağlamaktadır. Bir diğer operasyon türü ise sorgu operasyonlarıdır (queryoperations). Bu operasyonlar vektör verilerin öznitelik verilerini, sunucunun veri tabanından, kullanıcının isteği doğrultusunda çağırmaktadır. GetFeature işlemi sorgu operasyonlarına örnek teşkil etmektedir. Bu operasyonda WFS sunucusunda tanımlanan vektör verilerin öznitelikleri elde edilir. Kullanıcı istediği kadar öznitelik verisi elde edebilmekte ve elde edilen bu verileri filtreleyerek kullanabilmektedir. Bu işlemle elde edilen bilgiler de GML ile kodlanmış, text formatında verilerdir.“Transactionsoperations” adlı işlemlerde ise, sunucudaki verilerin özniteliklerinin değiştirilmesine, silinmesine ve yeni öznitelikler eklenmesine olanak sağlar. LockFeature isteği ile kullanıcı tarafından değiştirilmek istenen veri, değişiklikler yapılana kadar kilitlenir ve veri üzerinde başka bir kullanıcının değişiklik yapılması engellenmektedir. GetFeatureWithLock isteğinin LockFeature isteğinden tek farkı ise, WFS tarafından üretilen sonuç dokümanın “lockld” adlı bir parametre değeri içermesidir. Tüm işlemler servis tarafından isteğe bağlı olarak tanımlanmıştır. Kayıtlı sorgu operasyonları (storedqueryoperation) ise, kullanıcılara sunuculara kaydedilmiş “create”, “drop”, “list” ve parametrelerle tanımlanmış sorgu ifadelerinin sürekli olarak farklı parametre değerleri kullanılarak çağırılmasına olanak sağlamaktadır.

WFS, özellikle kurumların ellerindeki vektör verileri öznitelikleri ile dış kurumlara sunması açısından oldukça uygun bir tanımlamadır. WFS’den sorgulara dönen cevap XML tabanlı GML kodlandığından, büyük sorgularda cevap dönmesi WMS’ye göre daha çok zaman alabilir. Buna karşı gelişmiş filtre yetenekleri ile kompleks sorgular oluşturulabilir. Örneğin, bir belediye güncel tutuğu yapı envanterini geometrilerini ve öznitelikleri, yine aynı şehirdeki afet koordinasyon birimine bu yöntemle sunabilir. Ayrıca kendi verilerini güncellemesi için WFS kullanarak bir uç açabilir.

Şekil 2.9’deki örnekteki gibi WMS veWFS’nin kullanımı örnekle karşılaştırılacak olursa; WMS’deki GetMap isteğinin cevabı raster tabanlı görüntü verisi olarak alınıyor iken, WFS’deki GetFeature isteğinin cevabı GML formundaki vektör tabanlı detay ve özniteliklerini içermektedir.

WMS ve WFS farkı örnek gösterim

 

 

 

Kaynaklar:

Web Map Service | OGC(R)

Web Feature Service | OGC(R)