Spatiotemporaalinen karttasovellus : teknologioiden vertailu

Abstract

Opinnäytetyössä vertaillaan eri tapoja toteuttaa verkkoselaimessa käytettävä sovellus ja sen vaatima ympäristö olioiden sijaintihistorian kartalla esittämistä varten. Toimeksiantajayritys perustelee tarvetta opinnäytetyölle sillä, että saatavilla on niukasti valmiita ohjelmistoja menneen tilannekuvatiedon tuottamiseen. Saatavilla olevat vaihtoehdot ovat nekin toiminnoiltaan hyvin rajalliset. Datan näyttäminen staattisina kerroksina kartalla on melko suoraviivaista, mutta tehokkaan ja dynaamisen esityksen toteuttamista varten on syytä perehtyä tarjolla oleviin menetelmiin huolellisesti.

Sijaintitietoa lähettävien olioiden esittämistä varten on tarjolla runsaasti erilaisia ohjelmallisia ratkaisuja. Työkaluja voi luovasti yhdistellä, ja sovellusten toteutustavat vaihtelevatkin päiväkohtaisten tietueryppäiden näkymistä yksittäisen olion tarkkoihin paikkamääreisiin ajassa. Yhteistä eri sovelluksille on, että datan paljouden ongelmaa on tavalla tai toisella jouduttu väistämään. Suorituskykyä koettelevat tietokantakyselyt, tiedonsiirto ja tietueiden graafiset esitykset.

Saatavilla olevista teknologioista vertailuun valittiin tehokkuutta korostavat vaihtoehdot. Työssä vertailtavat tietokantajärjestelmät ovat Apache Arrow, DuckDB, MongoDB ja PostgreSQL. Karttasovellusten kehittämiseen käytettiin ohjelmistokehyksiä OpenLayers sekä Deck.gl.

Työ aloitettiin tietokantajärjestelmien suorituskykymittauksilla. Tulosten perusteella Apache Arrow soveltuu hyvin yksinkertaisen tilannekuvan välittämiseen ja DuckDB data-analyttisiin tietokantakyselyihin. Näiden järjestelmien varaan kehitettiin kahta käyttötapausta vastaavat karttasovellukset: Ensimmäinen sovellus oli paikka- ja aikaulottuvuuksisen tilannekuvatiedon esittämistä varten, ja toisessa sovelluksessa painotetaan monimuotoista data-analytiikkaa.

The aim of this thesis was to explore and compare various technological ap-proaches to developing a web-based application for presenting the location history of objects on a map. The thesis sought to identify the most effective methods and technologies, considering the limitations of the existing software in producing past situational data. The goal was to enhance understanding of how different database systems and mapping frameworks could be optimised for such tasks, ultimately providing insights into creating more dynamic and efficient visual representations of location data.

The study focused on comparing the database systems known for their perfor-mance capabilities, like Apache Arrow, DuckDB, MongoDB, and PostgreSQL. Frameworks like OpenLayers and Deck.gl were used for map application de-velopment. The initial database performance tests showed that Apache Arrow was suited for simple situational data displays while DuckDB was better for data-analytic queries, leading to the development of two case-specific map ap-plications.