Webkartográfia

Zentai László,
az ELTE Térképtudományi Tanszék docense

(Megjelent a Geodézia és Kartográfia szakfolyóirat 2002/5. számában)


Mint minden tudományterületen, így a térképészetben is időről-időre feltűnnek új, mondhatni divatos témák. Ha megnézzük a nyolcvanas-kilencvenes évek külföldi kartográfiai publikációit, akkor látható, hogy a nyolcvanas évek divatos témája a generalizálás automatizálása volt. A kilencvenes évek közepétől jelent meg a webkartográfia, amely olyan "divatossá", fontossá vált, hogy a Nemzetközi Térképészeti Társulás keretein belül önálló bizottság is foglalkozik az internetes térképekkel.
A kilencvenes évek végére megjelentek az első szakkönyvek is, de az Internet rohamos fejlődési üteméből adódóan sokkal célszerűbb inkább a weben publikálni a kutatási eredményeket, hiszen ebben a médiában könnyen naprakészen tartható az információ.
Ennek ellenére nem könnyű ezen a szakterületen tényleg naprakésznek lenni. Sokféle szoftver- és hardverkörnyezetben oldható meg térképek internetes publikálása, amit még - mint majd látni fogjuk - az eltérő megközelítési lehetőségek is bonyolítanak. Vannak a laikusok számára is viszonylag könnyen megvalósítható megoldások és vannak igen bonyolult, drága, adatbázis háttérrel bíró megoldások.
A webes térképpublikálást két oldalról lehet vizsgálni. Mint minden média a web is két részre osztja a társadalmat. Vannak az információszolgáltatók és vannak a fogyasztók, akinek a szolgáltatók továbbítják az információt. Más médiáktól (sajtó, rádió, tévé) eltérően a web főleg abban ad újat, hogy nagyon egyszerű információszolgáltatóvá válni.
A web nagyon gyors információszolgáltatásra képes. Ma már emberek milliói szörfölnek a világhálón, gyakran csak minimális számítógépes ismerettel. A sokféle információ között igen előkelő helyen áll a térkép. Az utazás, a turizmus mára az egyik legfontosabb gazdasági terület a gazdaságilag fejlett országokban. Mára az Internet segítségével az utazni szándékozók óriási tömegű információhoz férnek hozzá az internet segítségével.
Az Egyesült Államokban már a kilencvenes évek végén elérte az 50%-os hányadot az interneteléréssel rendelkező otthonok száma. Magyarországon a legoptimistább becslések szerint is csak néhány százezer embernek van internet hozzáférése, zömük főleg a munkahelyükön, illetve az iskolákban használja, de az interneteléréssel rendelkező otthonok száma egy 2001. augusztusi felmérés szerint 260000. Ez a réteg azonban az átlagosnál magasabb jövedelemmel és képzettséggel rendelkezik, nyitottabb a világra. Más felmérések szerint úgy tűnik, hogy 2002-től jelentősen megnövekedett hazánkban is internethasználók száma: egy év alatt majd 70%-kal nőtt azoknak a magyarországi felnőtteknek a száma, akik otthonról kapcsolódnak a világhálóhoz. Ezt a növekedést főleg a távközlési piac liberalizációjától várták, de ennek ilyen hatása még nem lehetett.


Előzmények

Ha a webkartográfia előzményeit tekintjük, akkor több forrást is meg kell említenünk.
A webes lehetőségek kifejlesztése Tim Berners-Lee nevéhez fűződik, aki a CERN-ben az ottani kutatók közötti egyszerű és gyors információáramlást szerette volna megvalósítani úgy, hogy az internethasználatot egy grafikus kezelői felülettel tette az addigiaknál egyszerűbbé és vonzóbbá. Olyan megoldást keresett, ami még akkoriban, a kilencvenes évek elején, is szokatlan volt: a legfőbb előnyt a platformfüggetlenség jelentette, azaz a felhasználó tetszőleges hardverkörnyezetben, bármilyen operációs rendszert használva hozzáférhetett a weboldalakhoz. A szöveges információk esetében ez könnyen megvalósítható volt, hiszen éppen ezért fejlesztették ki még a hatvanas években az ASCII kódtáblát. Kevésbé volt egyszerű a helyzet a képek esetében, mivel ekkoriban még nem létezett platformfüggetlen formátum. Viszont a képek használatának lehetősége tette igazán fontossá a webböngészőket, annyira, hogy az 1991-es ismeretlenségből 4 év alatt olyan népszerűvé váltak, hogy a Windows95 operációs rendszer már integráltan tartalmazta; ennek a fontosságát az is jelzi, hogy a Microsoft hosszú ideig pereskedett, s majdnem a feldarabolás sorsára jutott.
Kezdetben még természetesen csak raszteres képek megjelenítése merült fel, hiszen a vektoros rajzformátumok belső struktúrája jelentősen eltérhet egymástól.
A webböngésző programok "rekorderek" abban a tekintetben, hogy egy korábban nem létező szoftverfajta néhány év alatt a személyi számítógépek domináns alkalmazásává vált.

A számítógépes kartográfia valamivel nagyobb múltra tekinthet vissza, de a személyi számítógépek tömeges elterjedése csak a nyolcvanas évek végén, illetve a kilencvenes évek elején történt meg. A grafikus operációs rendszerek elterjedése és a web megjelenése adta meg az igazi lökést, olyannyira, hogy a fejlett országokban már a háztartások több mint 50%-ában van számítógép.
A számítógépes kartográfia segítségével már a web megjelenésének kezdetekor is készültek olyan kiadványok, amelyek elkészítésének tapasztalatait később a webes térképek fejlesztésekor is jól lehetett használni. Ezek voltak a multimédiás CD-ROM-ok, melyeknek a témánk szempontjából a CD atlaszok voltak a legfontosabb megjelenési formái.


A képernyő, mint a megjelenítés eszköze

A CD-ROM és a web esetében az a legfontosabb azonosság a vizsgálatunk szempontjából, hogy a "végtermék" tulajdonképpen egy képernyőkép, tehát igazodni kell a monitor megjelenítési sajátosságaihoz, a korlátozott felbontóképességhez.
Napjainkban, a Windows grafikus operációs rendszer széles körű elterjedésének köszönhetően már a szabvány VGA (640x480 pixel) képernyőnél nagyobb felbontások (800x600, 1024x768) az általánosak. Ezek az eltérések mind a CD-ROM, mind a weboldalak fejlesztőinek komoly nehézséget okoznak, a legtöbb esetben azt a megoldást választják, hogy egy adott felbontásra optimalizálják a megjelenítést. A 800x600 pixeles felbontás biztonságos megoldásnak tűnik, de a 17"-os monitorok árának csökkenésével egyre több felhasználó ennél jobb felbontásban használja a gépét.
Mindkét esetben közös, hogy a teljes képernyőt nem nagyon használhatják ki a fejlesztők a térképek megjelenítésére, hiszen a keretrendszer elemei (menü, görgető sávok, szöveges anyagok) is helyet foglalnak a képernyőn.
Ebből a szempontból mindkét esetben eltérő előnyök és hátrányok jelentkeznek. A CD-ROM esetében a teljes anyag elkészítéséhez általában speciális szoftverre van szükség (multimédia szerkesztő), a végtermék alkotórészeihez (képek, szövegek) nem, vagy csak nehezen lehet hozzáférni. A webes megoldás sokkal nyitottabb, az így közzétett információ alapelemei nem, vagy csak korlátozottan védhetők. Cserében ez utóbbi megoldás - ideális esetben - platformfüggetlen.


Raszteres megoldások

A web fő előnye a kezdetektől fogva a képek egyszerű bemutatási lehetősége volt. Ez a hatás abban is megmutatkozik, hogy míg a web megjelenésekor a szkenner viszonylag ritka és drága perifériának számított, addig mára a nyomtatókkal azonos az árfekvése, a legolcsóbb modellek ára Magyarországon 20000 Ft alá csökkent.
A web kezdetekor két raszteres állományformátum, a JPG és a GIF támogatása került be a webböngésző programokba. Az internetes adatátvitel szempontjából legfőbb előnyük a rendkívüli tömörség, amit ugyan veszteséges tömörítési eljárással érnek el. Fényképek esetében szinte bizonyosan a JPG formátum szolgáltat kisebb állományméretet. A GIF akkor előnyös, ha a képen viszonylag kevés szín található és nagy homogén színfelületek a jellemzők. A térképek alapvetően ilyenek, tehát térképek esetében általában ez a formátum eredményez kisebb állományméretet. A GIF-nek további előnye, hogy tetszőlegesen korlátozható a színpaletta, tehát akár két színre is korlátozhatjuk a kép színeit, így akár néhány tíz bájtos állományok is előállíthatók.
A GIF formátum már hosszú évek óta lehetővé tette animációk létrehozását (ami nem volt más, mint állóképek egymásutánja), de ez a lehetőség akkor vált rendkívül népszerűvé, amikor a weben megjelentek az első ilyen állományok. Napjainkban is ez a legegyszerűbb és legnépszerűbb animációs lehetőség a weben, főleg a reklámozók használják előszeretettel.
A kilencvenes évek közepén a GIF egyik tömörítési algoritmusának szabványát birtokló Unisys cég jogdíjat kezdett el követelni a formátum használóitól, de később megegyezés született ebben a témában. Ennek hatására kidolgozták a PNG (Portable Network Graphics) formátumot, amely - szándékai szerint - egyesítette magában a GIF és JPG előnyeit, de elterjedtsége, ismertsége még ma sem széles körű.
Nagyméretű képek bemutatása több szempontból is nehézkes volt. Egyrészt az állományok mérete túlságosan nagy lett, másrészt a képernyőn egyszerre csak a felbontásnak megfelelő ablakot lehetett látni. Erre egy viszonylag egyszerű lehetőséget már a kezdetben is kínált Tim Berners-Lee: az ún. image map-eket. A nagyméretű állományt így képernyőképekre tagolva is bemutathattuk, egyszerre mindig csak annyi letöltve, amennyi a képernyőn kényelmesen szemlélhető. Természetesen ezt a megoldást nemcsak térképek bemutatására lehet használni, nagyon jól használhatók menüpontok kialakítására is.
A Javascript program alkalmazásával is lehetőség van felhasználóbarát kezelőfelület kialakítására, erre jó példa a tanszékünk weboldalán látható Magyarország térkép, ahol mind a kereső, mind a navigáló funkciók ilyen Javascript alkalmazások:
(http://lazarus.elte.hu/moterkep/indul.htm)
A térképészetben elég gyakori az a máshol igencsak speciálisnak tekinthető igény, amikor óriási méretű raszteres állományt (akár néhány 100 MB) szeretnénk a weben publikálni (légi- és űrfotók, értékes régi térképek). Itt már az image map alkalmazása túlságosan körülményes lenne. A megoldást olyan speciális állományformátumok jelentik, amelyeket ilyen célra fejlesztettek ki (wavelet, fraktál tömörítés). "Természetesen" a böngészőprogramok nem ismerik ezeket a formátumokat, de az ún. bedolgozómodulok (plug-in) telepítésével a böngészők szinte bármilyen állománytípust le tudnak kezelni. Az internetet használók nagy részének egy bedolgozómodul telepítése elég bonyolult feladat, s az interneten rohamosan terjedő számítógépes vírusokról szóló hírek is óvatossá teszik a laikusokat, de előbb-utóbb várható, hogy ezek az állományformátumok olyan fontosakká, ismertekké válnak, hogy a böngészőprogramok "helyből" támogatják a használatukat.
A legismertebb ilyen formátum a MrSID (Multi-resolution Seamless Image Database), amely speciális fraktáltömörítéses algoritmust használva a JPG állományformátumnál is jóval tömörebb fájlt képes létrehozni méghozzá oly módon, hogy a kép nagyítható, kicsinyíthető. A folyamat úgy működik, hogy az eredeti szkennelt állományt (ez általában TIFF formátumú) egy konvertáló program segítségével alakítják át MrSID formátumba. Egyelőre ezek a programok igen drágák (kb. 5000 dollár), de a bedolgozómodulok ingyen letölthetők.
Hasonló funkcionalitású állományformátumot más cégek is kifejlesztettek (ER Mapper ECW formátum, Luratech Lurawave LWF formátum).
A MrSID formátum alkalmazására kitűnő magyar példa az MH TÉHI weboldala, ahol az Országos Széchényi Könyvtár térképtárának többszáz éves Magyarország és Erdély térképeit tekinthetjük meg. A weboldal alkotói a MrSID-es lehetőségen kívül Javascript alapú kezelői felületet is kínálnak az egyszerű JPG-s megoldáson kívül (http://www.mhtehi.gov.hu/OszK/).


Vektoros megoldások térinformatikai háttérrel

A vektoros állományok webes megjelenítése nem olyan egyszerű feladat, mint a raszteres állományoké. Egyrészt mert a webes állományok struktúrája a sokféle alkalmazási területnek megfelelően rendkívül sokféle (általános célú rajzolóprogram, kiadványszerkesztő, térinformatikai, CAD, áramkörtervező, építészeti stb.), másrészt mert egy vektoros állomány általában túl értékes ahhoz, hogy a weben publikálják.
A vektoros formátumok azonban olyan előnyökkel bírnak, ami szükségessé tette ilyen megoldások kifejlesztését. A vektoros térképek pont-vonal-felület jellegű, rétegekre bontott adatstruktúrája rendkívüli lehetőségeket ad: a felhasználók interaktívan állíthatnak elő - főleg tematikus - térképeket. Keresések végezhetők, az egyes rétegek ki-bekapcsolhatók, adatbázissal kombinálhatjuk a térképet.
A térinformatikai megközelítés komplex megoldást nyújt ma már az összes elterjedt szoftver környezetben (ArcInfo, MapInfo, MicroStation, AutoCAD Map, Intergraph). A térinformatikai adatok és a webszerver között egy speciális térképszerver program bonyolítja a kéréseket. A kliensek a böngészőfelületen keresztül közölhetik a kéréseiket és a térképeket is a böngészőprogramban tekinthetik meg. Természetesen ehhez általában szükség van az adott szoftverkörnyezetre jellemző bedolgozó modulra, bár egyes, kevésbé komplex megoldások Javascript alapúak. A bedolgozómodulok ebben az esetben is ingyenesen letölthetők, de a térképszerver programok igen drágák, így egyelőre még hazánkban sem üzemel túl sok térképszerver program. A legfontosabb ilyen jellegű megoldások Budapest várostérképet illetve Magyarország autótérképet kínálnak a felhasználóknak. A felmerülő költségeket webes reklámozással próbálják előteremteni.

Egyéb vektoros megoldások

A webes formátum nagy előnye, hogy a pontszerű, vonalas, vagy felületi elemeket koordinátáikkal írja le, így általában kevesebb információt kell a weben keresztül továbbítani, mintha raszteres képpel lenne dolgunk, nem is beszélve a további strukturális előnyökről.
A webes szabványokat gondozó szervezetek (pl. W3 Consortium) régi törekvése egy olyan vektoros webformátum kifejlesztése, amelyeket be lehetne építeni a böngészőprogramokba és minden webfejlesztő egyszerűen használhatná.
Az elmúlt néhány évben többféle megoldással próbálkoztak, ezek egy része viszonylagos ismertségre tett szert, mások szinte teljesen eltűntek (DWF, HGML), mivel a kifejlesztő cégen kívül más nem támogatta. Tekintsük át a napjainkban is alkalmazott fontosabb lehetőségeket:

SWF (Flash): A Marcomedia által kifejlesztett bináris állományformátum főleg a grafikai programok körében igen népszerű. Rendkívül tömör, igen alkalmas animációs hatások beillesztésére. Nagyon népszerűek a képregényhez hasonló interaktív grafikák alkalmazásában (például weboldalak nyitóképe), de egyszerűbb térképek publikálására is megfelelnek.
SVG (Scalable Vector Graphics): ezt a teljesen nyílt szabványt a W3 Consortium javasolta és fejlesztette ki. Nyitott a fejlettebb webtechnikák felé (XML, CSS), egyre több program támogatja (főleg általános célú grafikus programok).
VML (Vector Markup Language): a Microsoft saját fejlesztésű vektoros webformátuma, melyet 1998-ban mutattak be. Bár a legelterjedtebb böngészőprogram (az Internet Explorer) támogatja a használatát (azaz nincs szükség bedolgozómodulra), de a weboldalak készítői előtt a lehetőség szinte ismeretlen. Egyszerűbb geometriai alakzatok nagyon egyszerűen megjeleníthetők, de a bonyolultabb alkalmazások (pl. térképek) készítéséhez még nem készültek jól használható fejlesztőeszközök.
WebCGM: A CGM (Computer Graphics Metafile) formátum volt az egyik első kísérlet arra, hogy a megvalósítsák a vektorgrafikus információcserét a különféle szoftverek és platformok között. A webes magvalósítás főleg a technikai és tudományos illusztrációk körében terjedt el.

Vegyes megoldások

Léteznek olyan megoldások is, amelyek mindkét állománystruktúrát egyenrangúan tudják kezelni. Ez természetesen nem olyan gyakori igény, de a térinformatikai hátterű alkalmazásoknál is előfordul a vegyes állománystruktúra: légifotók és vektoros alaptérkép. Érdekes módon a két említésre méltó formátum egyike sem térinformatikai hátterű, így térképészeti, térinformatikai felhasználásuk még nem túl gyakori.

PDF (Portable Document Format): az Adobe cég nagyon tömör formátuma mára szinte az egyetlen platformfüggetlen dokumentumcsere lehetőség. Korábban voltak vetélytársai, de mára minden platformon a legfontosabb formátum bonyolultan formázott dokumentumok közzétételére. Mivel a legtöbb dokumentumot asztali kiadványszerkesztő (DTP) rendszerek segítségével szerkesztik, így logikus, hogy a PDF-et is ezen rendszerek követelményeinek megfelelően dolgozták ki. A böngészők általában nem "értik" a PDF formátumot, de a bedolgozómodul ingyenesen letölthető. PDF dokumentumok nagyon egyszerűen létrehozhatók, hiszen a megfelelő - már nem ingyenes - segédprogram (Adobe Acrobat) úgy viselkedik, mint egy nyomtató, de a tényleges nyomtatás helyett egy PDF állományt hoz létre. Mivel a szöveget "szövegesen" és grafikusan is lekezeli így a szöveges információk egyszerűen kereshetők, de a betűtípusokat is hűen mutatja meg.
VRML (Virtual Reality Modelling Language): már a nevéből is látszik, hogy ezt a formátumot a virtuális valóságot bemutató internetes célokra fejlesztették ki. Viszonylag egyszerűen képes leírni térbeli alakzatokat, amik raszteres állományokkal is kombinálhatók. A bedolgozómodulok olyan navigációs eszközökkel ruházzák fel a böngészőprogramot, melynek segítségével a virtuális térben mozoghatunk.


Mit hoz a jövő?

Ha belegondolunk abba, hogy a web alig 10 éves múltra tekinthet vissza és az Internet ennek segítségével mára az egyik legfontosabb, de mindenképpen elhanyagolhatatlan médiává vált, akkor nehéz megjósolnunk mi várható a jövőben ezen a téren. Valószínű, hogy a mobil telefónia és az internet közeledésével, esetleg a GPS alkalmazásával olyan személyes kommunikációs eszköz jön majd létre, ami az elkövetkező évtized legdivatosabb eszköze lehet. Nagy reményeket fűztek egy-két éve a WAP-hoz (mobiltelefonos Internet elérés), de mára úgy tűnik, hogy a felhasználóknak nem olyan vonzó ez a lehetőség.
A digitális aláírásról szóló törvény hazai elfogadása megteremtette a jogi lehetőségét annak, hogy az állampolgárok akár hivatalos ügyeiket is az Internet segítségével intézzék, 2001 végén létrejött a kormányportál, melyen például a személygépkocsi, vagy az ingatlannyilvántartás adatai is lekérdezhetők.
Ami a térképészetet illeti, itt még a hazai jogi szabályozás messze a technikai lehetőségek mögött jár, a vonatkozó törvényekben és rendeletekben elő sem fordul az internet, vagy a web kifejezés.


Készült az OTKA (T032427) és az OM FKFP (0150/2000) támogatásával.



Hivatkozott irodalom:

A. Brown-N. Emmer-J. van den Worm: Cartographic Design and Production in the Internet Era: The Example of Tourist Web Maps
Cartographic Journal, June 2001, 61-72. o.

M-J. Kraak-A. Brown: Web Cartography, Developments and Prospects
Taylor & Francis, London-New York, 2001, 209 o.

Mallász Judit: Kukoricafosztás az interneten
Számítástechnika, 2002/2. 24-25. o.

Zimányi Katalin: Növekvő internethasználat
Számítástechnika, 2002/7. 1.o.

André M. Winter-Andreas Neumann: Vector-based Web Cartography: Enabler SVG
http://www.carto.net/papers/svg/

Web Vector Format Comparison
Making CAD Graphics Work on the World Wide Web
http://www.tailormade.com/WebFormatComparison.htm

Vector Graphics Gallery
http://www.square1.nl/TGC-SITE/vector/vector-gallery.htm



SUMMARY

The term webcartography is the product of the 90'es. The screen is a very special output device and the authors have to take into account its limitations (resolution). There are several different solutions are existing, all of them are under continuous development: raster and vector maps, hybrid solution, map servers. The newest possibilities are very exiting (MrSID, SVG, Flash), but we are still waiting for the final standard.