Geographic Information System : A Case Study for Developers

Abstract

Geographic Information Systems, also abbreviated as GISs, are systems or application packages that have been used traditionally by cartographers and geoinformation analysts. These digital systems are used to manage geographical information processing or processes to visualize geospatial information. These systems can also be used to manage maps, or precisely, digital maps.

This master’s thesis aimed to resolve what GIS is or means. The theory part describes, on a general level, the background, technologies and standards of GIS as described in the literature. The empirical part illustrates practical examples, how a GIS and a Web-based map application can be implemented by using open source solutions.

This study aimed to summarize the essential aspects that the uninitiated application or system developer should understand about a geographical information system and its role, when creating geospatial applications or integrating them to be a part of other information systems.

The results of the thesis, showed that the GIS seems more complex than it is, due to the development history and the field of science where it has mainly used. From a developer’s point of view, the most significant finding is, that the geographical information system re-quires the collection of software, hardware, information, and people. Without this set of collection, the GIS cannot be implemented. From a technological point of view, the GIS is like other information systems. However, its unique feature is effectively to handle the in-formation with a geometrical form and a place in the spatial space. Therefore, in general, the goal of any GIS is to visualize and manage geospatial data over the maps. In practice, the most important component of the system is a geoinformation server. On an abstract level, this server can be seen as a publication system for the spatial data sources, as well as a messaging broker, which mediates spatial data between applications and data storages. Geographic information systems have evolved over the years, from independent systems towards open and standardized Web service architecture. The GIS technology and related protocols and services have been well standardized by the Open Geospatial Consortium.

Paikkatietojärjestelmät ovat järjestelmiä tai sovelluskokonaisuuksia, joita on hyödynnetty perinteisesti karttapiirtäjien ja paikkatietoanalyytikkojen keskuudessa. Näiden digitaalisten järjestelmien avulla voidaan hallita esimerkiksi maantieteellisten tietojen käsittelyä tai niiden visualisointiin liittyvää prosessointia. Järjestelmillä voidaan myös hallita myös karttoja, tai tarkemmin sanottuna digitaalisia karttoja, joiden päälle on visualisoitu paikkatietopohjaista informaatiota.

Opinnäytetyössä selvitetään, mikä ja mitä paikkatietojärjestelmä on. Työn teoriaosuudessa käydään yleisellä tasolla läpi niitä taustoja, teknologioita ja standardeja joita paikkatietojärjestelmäteknologiasta on alan kirjallisuudessa kerrottu. Empiirinen osuus havainnollistaa käytännön esimerkkien kautta, miten avoimen lähdekoodin ratkaisuja hyödyntämällä voidaan toteuttaa paikkatietojärjestelmä sekä sitä hyödyntävä www-pohjainen karttasovellus.

Lopputyö tiivistää ne olennaiset asiat, jotka asiaan vihkiytymättömän sovellus- tai järjestelmäkehittäjän tulisi ymmärtää paikkatietojärjestelmästä ja sen merkityksestä osana paikkatietosovelluksia tai muita tietojärjestelmiä.

Työn lopputuloksena voidaan todeta, että paikkatietojärjestelmä vaikuttaa monimutkaisemmalta kuin se on, mikä johtuu sen kehityshistoriasta ja tieteenalasta, jossa sitä pääsääntöisesti on hyödynnetty. Kehittäjän näkökulmasta merkittävin havainto on, että paikka-tietojärjestelmä edellyttää kokoelman ohjelmistoja, laitteita, tietoa ja ihmisiä. Ilman tätä edellytystä paikkatietojärjestelmää ei voida toteuttaa. Teknologisesti paikkatietojärjestelmä ei poikkea juurikaan muista tietojärjestelmistä muuten, kuin että sillä voidaan käsitellä tehokkaasti tietoa, jolla on myös geometrinen muoto ja tila-avaruuteen sijoitettu paikka. Käytännössä järjestelmän keskeisin komponentti on paikkatietopalvelin, jonka voi nähdä julkaisujärjestelmänä paikkatietovarastojen tiedoille sekä sovelluksien ja tietovarastojen välisen sanomaliikenteen välittäjänä. Paikkatietojärjestelmät ovat kehittyneet ajan saatossa itsenäisistä järjestelmistä tukemaan hajautettua verkkopalveluarkkitehtuuria. Paikkatieto-teknologia ja siihen liittyvät yhteyskäytännöt sekä palvelut on hyvin standardisoitu Open Geospatial Consortiumin toimesta.