1
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
SENSOR WEB ENABLEMENT
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
Princip senzorového webu
mapový server mapový klientsenzory
modem
Datový
sklad
SWE
proprietární protokoly
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
Příklad z precizního zemědělství
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
• Rozšíření principu webových služeb i na oblast
senzorů
• Možnost ovládání senzorových sítí
– standardizovaně jako ostatní webové služby OGC
– přidání nového senzoru bez nutnosti konfigurace
– jednotně pro tzv. vzdálené (remote), místní (in-situ),
stabilní (fixed) a mobilní (mobile) senzory
– jednoduchá konfigurace a integrace do aplikací
• OGC Sensor Web Enablement
– http://www.opengeospatial.org/ogc/markets-
technologies/swe
Koncept Sensor Web Enablement (SWE)
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
Šíře SWE
• Observations & Measurements (O&M)
• Sensor Model Language (SensorML)
• SweCommon
• PUCK Protocol Standard
• Transducer Markup Language
(TransducerML or TML)
• SWE Service Model
• Sensor Observations Service (SOS)
• Sensor Planning Service (SPS)
• Sensor Alert Service (SAS)
• Web Notification Services (WNS)
Převzato z: Botts, Percivall, Reed, Davidson, 2008
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
Observations & Measurements (O&M)
• ISO 19156 standard
• odpovídá/vychází z verze 2.0 OGC standardu Observations
and Measurements - XML Implementation
• standardizovaný model a XML schéma pro kódování
pozorování a měření se senzoru (v reálném čase, archivního)
• definice pozorování:
“An Observation is an action whose result is an estimate of
the value of some property of the feature-of-interest, at a
specific point in time, obtained using a specified procedure.”
2
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
Základní O&M schéma
class Figure 2: Observation Core
«FeatureType»
OM_Observation
+ phenomenonTime: TM_Object
+ resultTime: TM_Instant
+ validTime: TM_Period [0..1]
+ resultQuality: DQ_Element [0..*]
+ parameter: NamedValue [0..*]
constraints
{observedProperty shall be a phenomenon
associated with the type of the feature of interest}
{procedure shall be suitable for observedProperty}
{result type shall be suitable for observedProperty}
{a parameter.name shall not be used more than
once}
«FeatureType»
OM_Process
«Type»
GFI_PropertyType
«FeatureTyp...
GFI_Feature
MD_Metadata
«type»
Any
{root}
«metaclass»
GF_FeatureType
«metaclass»
GF_PropertyType
{root}
«DataType»
NamedValue
+ name: GenericName
+ value: Any
ObservationContext
+ role: GenericName
0..*
+relatedObservation
0..*
+result
Range
+generatedObservation
0..*
ProcessUsed
+procedure1
Phenomenon
+observedProperty
1
+propertyValueProvider
0..*
Domain
+featureOfInterest
1
Metadata
+metadata 0..1
«instanceOf»
+carrierOfCharacteristics
0..*
+theGF_FeatureType 1
«instanceOf»
Převzato z: ISO 19156, upraveno
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
Sensor Model Language (SensorML)
• standardizovaný model a XML schéma pro popis
senzorových systémů a procesů, vč. dotazovatelných
parametrů
• strukturace informace vztahující se k senzorům
• SensorML není jen standardizovaným XML kódováním pro
data využívající O&M koncept, ale také definuje kódování
procesu měření
• stále pouze verze 1.0, práce na verzi 2.0 pokračují
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
SweCommon
• standardizovaný model a pro výměnu senzorových dat mezi
SWE-kompatibilními službami a rozhraními
• zabývá se vyjádřením hodnot dat
• podporuje tzv.
– Simple Types
• Boolean
• Text
• Quantity (například Real a uom)
• Category (strukturovaná informace ze slovníku)
• Time
• Count (de facto integer)
– Aggregate Types
• kombinace několika Simple Types
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
SweCommon Simple Types
class SWECommon_SimpleTypes
«Type»
Simple Components::Time
«property»
+ referenceTime: DateTime [0..1]
+ localFrame: TM_TemporalCRS [0..1]
+ uom: UomTime
+ constraint: AllowedTimes [0..1]
+ value: TM_Position [0..1]
«Type»
Simple Components::Quantity
«property»
+ uom: UnitOfMeasure
+ constraint: AllowedValues [0..1]
+ value: Real [0..1]
«Type»
Simple Components::Category
«property»
+ codeSpace: Dictionary [0..1]
+ constraint: AllowedTokens [0..1]
+ value: CharacterString [0..1]
«Type»
Simple Components::
AbstractSimpleComponent
«property»
+ referenceFrame: SC_CRS [0..1]
+ axisID: CharacterString [0..1]
+ quality: Quality [0..*]
+ nilValues: NilValues [0..1]
«Type»
Simple Components::
Boolean
«property»
+ value: Boolean [0..1]
«Type»
Simple Components::Count
«property»
+ constraint: AllowedValues [0..1]
+ value: Integer [0..1]
«Type»
Simple Components::Text
«property»
+ constraint: AllowedTokens [0..1]
+ value: CharacterString [0..1]
AbstractSWEIdentifiable
«Type»
Simple Components::
SWECommon_SimpleTypes
«property»
+ definition: ScopedName [0..1]
+ optional: Boolean [0..1] = false
+ updatable: Boolean [0..1]
Vytvořeno z: OGC SWE Common Data Model UML repository
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
SweCommon Aggregate Types
Vytvořeno z: OGC SWE Common Data Model UML repository
class SWECommon_AggregateTypes
AbstractSWEIdentifiable
«Type»
Simple Components::
AbstractDataComponent
«property»
+ definition: ScopedName [0..1]
+ optional: Boolean [0..1] = false
+ updatable: Boolean [0..1]
«Type»
Record Components::DataRecord
«property»
+ field: SWECommon_SimpleTypes [1..*]
«Type»
Choice Components::DataChoice
«property»
+ choiceValue: Category [0..1]
+ item: SWECommon_SimpleTypes [2..*]
«Type»
Block Components::DataArray
«property»
+ elementCount: Count
+ elementType: SWECommon_SimpleTypes
+ encoding: AbstractEncoding [0..1]
+ values: EncodedValues [0..1]
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
SweCommon kódování
Vytvořeno z: OGC SWE Common Data Model UML repository
class SWECommon_Encodings
«Type»
Simple Encodings::AbstractEncoding
«Type»
Simple Encodings::TextEncoding
«property»
+ tokenSeparator: CharacterString
+ blockSeparator: CharacterString
+ decimalSeparator: CharacterString [0..1] = .
+ collapseWhiteSpaces: Boolean [0..1] = true
«Type»
Simple Encodings::
XMLEncoding
«Type»
Advanced Encodings::
BinaryEncoding
«property»
+ byteLength: Integer [0..1]
+ byteEncoding: ByteEncoding
+ byteOrder: ByteOrder
+ member: ComponentOrBlock [1..*]
3
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
Sensor Observation Service (SOS)
• standardizované webové rozhraní pro dotazování, filtrování, a
získávání pozorování a měření
• základní webová služba pro přístup k datům ze senzorů/senzorových
sítí
• zatím pouze request/response mechanismus, uvažuje se o
publish/subscribe
• možné požadavky:
– GetCapabilities
– GetObservation (přístup k datům ze senzorových pozorování a měření
prostřednictvím prostorových/časových dotazů)
– DescribeSensor
• možnost transakčního SOS (obdobně jako WFS)
– RegisterSensor
– InsertObservation
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
Parametry GetObservation dotazu SOS
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
Rozšíření základního konceptu SOS
• Přidání dalších operací k základu SOS:
– GetResult
– GetFeatureOfInterest
– GetFeatureOfInterestTime
– DescribeFeatureOfInterest
– DescribeObservationType
– DescribeResultModel
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
Sensor Planning Service (SPS)
• standardizované webové rozhraní pro získání uživatelsky
definovaných pozorování a měření
• výrazná změna mezi léty 2009 a 2011, v roce 2011
publikována verze 2.0
• SPS verze 1.0 byla výrazně závislá na ostatních službách,
zejména Web Notification Service (WNS)
• SPS verze 2.0 umožňuje i asynchronní komunikaci mezi
klientem a serverem (založené na WS-Notification a
WSAddressing)
• využitelné pro všechny senzory, relativně často používané pro
bezpilotážní letadla
Laboratoř geoinformatiky a kartografie
Sensor Planning Service (SPS)
sd SPS interface
ServerClient
1.0 GetCapabilities(service metadata)
2.0 DescribeSensor(sensor description)
3.0 DescribeTasking(parameter description)
4.0 GetFeasibility(feasibility report)
5.0 GetStatus(status report)
6.0 describeResultAccess(service references)