Real-time content transformations in a Web service based delivery architecture for geographic information
| dc.contributor | Aalto-yliopisto | fi |
| dc.contributor | Aalto University | en |
| dc.contributor.author | Lehto, Lassi | |
| dc.contributor.department | Department of Surveying | en |
| dc.contributor.department | Maanmittausosasto | fi |
| dc.date.accessioned | 2012-02-24T08:54:25Z | |
| dc.date.available | 2012-02-24T08:54:25Z | |
| dc.date.issued | 2007-12-14 | |
| dc.description.abstract | The proliferation of location-aware consumer applications is increasing the demand for Web service-based delivery of geospatial content. Significant national and European-wide initiatives have been launched to develop Spatial Data Infrastructures (SDI) aiming at more efficient dissemination of public-sector geodata resources. These frameworks largely depend on the availability of online services and datasets. At the same time, geodata-related network solutions are becoming more sophisticated, due to the gradual introduction of feature-based representations of geographic information into the Web application domain. Along with the growing number of different application areas and content resources involved, the diversity challenges related to client platforms and source databases have also increased. The interoperability opportunities provided by the broad adoption of Web standards, on one hand, and the societal pressure created by the diverse needs of the wide consumer use base and public sector efficiency requirements, on the other, create the framework within which the present study was conducted. One central goal is the broad application of general-purpose Web methodologies to problems encountered in the geospatial computing domain. The research aimed to resolve the heterogeneity challenges by real-time content transformations, applied in a network service-based delivery architecture. The present thesis focuses on three particular applications of real-time content transformation: multi-purpose publishing, on-the-fly generalisation and schema transformation. These processes are carried out in a distributed multi-tier service architecture framework, designed in the study. The results of the study confirm the applicability of generic stylesheet-based mechanisms for platform-specific geodata visualisation. On-the-fly generalisation is found to be a valuable tool for creating highly personalised map displays in which dynamic context parameters, such as the current location of the user, can be taken into account. The study proved real-time schema transformations to be a feasible solution for ensuring the dynamic service-level interoperability of heterogeneous source databases. The declarative way used to configure the transformations proved to be especially beneficial, enabling two-way query and data transformations to be defined using the same base methodologies. A service architecture framework for advanced geospatial Web applications was designed in the study. This six-tier architecture consists of the following conceptual service layers, each with a well-defined responsibility in the service provision: a data service layer, data integration layer, data processing layer, portal layer, value-adding service layer and client layer. Open standardised service interfaces are used throughout the architecture framework. The three real-time content transformation types were successfully implemented in the extensive service platform developed in the EU-funded GiMoDig project. In this test environment topographic base datasets from four countries (Denmark, Finland, Germany, Sweden) are integrated by means of a two-way real-time schema transformation. The resulting harmonised dataset is further processed by an on-the-fly generalisation process, which adjusts it to the actual presentation scale and use case. Finally, the dataset is transformed into a visual map by an online multi-purpose publishing process, taking the particularities of the used client device into account. The final result is a seamless cross-border map service capable of real-time integration of heterogeneous source datasets and of dynamic adaptation to various different use platforms. | en |
| dc.description.abstract | Paikkatietoon liittyvien käyttösovellusten yleistyminen lisää tarvetta paikkatietosisältöjen saatavuudesta Web-pohjaisina verkkopalveluina. Merkittäviä kansallisia ja Euroopan laajuisia aloitteita on käynnistetty kehittämään paikkatietoinfrastruktuureja, joiden tavoitteena on tehostaa julkishallinnon ylläpitämien paikkatietoaineistojen jakelua. Kehitettävät paikkatietoinfrastruktuurit rakentuvat oleellisilta osin verkkopalveluina saatavilla olevien paikkatietojen varaan. Samanaikaisesti verkkopalveluihin pohjautuvat paikkatietosovellukset ovat kehittymässä entistä monipuolisimmiksi. Tähän kehitykseen on vaikuttanut erityisesti kohdemuotoisten paikkatietojen vähittäinen käyttöönotto Web-sovelluksissa. Paikkatietoja hyödyntävien sovellusalueiden ja sovelluksissa hyödynnettävien tietovarastojen lisääntyminen on aiheuttanut merkittäviä haasteita käytettävien sovellusalustojen ja tietokantajärjestelmien heterogeenisyyden takia. Tämä tutkimus sijoittuu kahden merkittävän tekijän muodostamaan viitekehykseen. Yhtäällä ovat ne mahdollisuudet, joita laajalti sovelletut Web-standardit tarjoavat paikkatietojen yhteiskäyttöisyydelle. Toisaalla vaikuttavat yhteiskunnalliset paineet liittyen laajentuneen paikkatietojen käyttäjäkunnan tarpeisiin ja julkishallinnon tehokkuustavoitteisiin. Tutkimuksen keskeinen periaate on yleiskäyttöisten Web-metodien laaja soveltaminen paikkatietoalan ongelmissa. Tavoitteena on ratkaista em. heterogeenisyysongelma tietoverkkopalveluihin pohjautuvassa sovellusarkkitehtuurissa suoritettavien tosiaikaisten sisältömuunnosten avulla. Tutkimus keskittyy kolmeen sisältömuunnoksen soveltamisalueeseen: monikanavajulkaiseminen, tosiaikainen yleistys ja skeemamuunnos. Sisältömuunnoksia varten on tutkimuksessa kehitetty monitasoinen palveluarkkitehtuuri. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että yleiskäyttöisiä tyylisivuteknologiaan perustuvia mekanismeja voidaan soveltaa paikkatietojen visualisointiin, niin että käytetty laiteympäristö otetaan huomioon. Tutkimuksen mukaan tosiaikaista yleistystä voidaan onnistuneesti soveltaa personoitujen karttojen tuottamiseen. Lähestymistapa mahdollistaa dynaamisten tekijöiden, kuten käyttäjän paikka, huomioimisen. Tosiaikainen skeemamuunnos osoittautui tutkimuksen mukaan hyödylliseksi työvälineeksi dynaamiseen, verkkopalveluiden tasolla tapahtuvaan heterogeenisten aineistojen integrointiin. Erityisen hyödylliseksi osoittautui sovellettu deklaratiivinen tapa muunnoksen määrittelyssä, koska se mahdollistaa sekä kyselyjen että sisältöjen muuntamisen samaa perusmekanismia käyttäen. Osana tutkimusta määriteltiin sovellusarkkitehtuuri, joka tukee edistyksellisten verkkopohjaisten paikkatietopalvelujen rakentamista. Tämä kuusitasoinen palveluarkkitehtuuri koostuu seuraavista käsitteellisistä palvelukerroksista, joista kullakin on hyvin määritelty osuutensa kokonaispalvelun muodostumisessa: aineistopalvelukerros, tietojen integrointikerros, prosessointikerros, portaalikerros, lisäarvon tuottajan palvelukerros, asiakassovelluskerros. Avoimia standardoituja palvelurajapintoja sovelletaan laajasti arkkitehtuurin eri osissa. Väitöskirja perustuu suurelta osin EU-rahoitteiseen tutkimusprojektiin nimeltä GiMoDig. Tässä projektissa implementoitiin kaikki kolme esiteltyä tosiaikaisten sisältömuunnosten sovellusesimerkkiä. Kehitetty palveluprototyyppi mahdollistaa neljän valtion (Saksa, Suomi, Ruotsi, Tanska) kansallisten topografisten tietokantojen integroinnin kaksisuuntaisia kyselynaikaisia skeemamuunnoksia soveltaen. Muunnosten tuloksena syntyvää tietoaineistoa prosessoidaan edelleen tosiaikaisen yleistyksen keinoin, sovittaen aineisto käytössä olevaan tarkastelumittakaavaan ja käyttötarkoitukseen. Lopulta paikkatietoaineisto muunnetaan visuaaliseen muotoon ottaen huomioon käytetty sovellusalusta monikanavajulkaisemisen periaatteiden mukaisesti. Lopputuloksena käytettävissä on kansalliset rajat ylittävä karttapalvelu, joka integroi heterogeenisiä aineistoja tosiaikaisesti ja sovittaa visualisointituloksen käytetylle sovellusalustalle dynaamisesti. | fi |
| dc.description.version | reviewed | en |
| dc.format.extent | 51, [78] | |
| dc.format.mimetype | application/pdf | |
| dc.identifier.isbn | 978-951-711-272-7 | |
| dc.identifier.issn | 0085-6932 | |
| dc.identifier.uri | https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/2971 | |
| dc.identifier.urn | urn:nbn:fi:tkk-010999 | |
| dc.language.iso | en | en |
| dc.publisher | Helsinki University of Technology | en |
| dc.publisher | Teknillinen korkeakoulu | fi |
| dc.relation.haspart | Kähkönen, J., Lehto, L., Kilpeläinen, T. and T. Sarjakoski, 1999. Interactive visualisation of geographical objects on the Internet. International Journal of Geographical Information Science, Special Issue, 13 (4): 429-438. | |
| dc.relation.haspart | Lehto, L., 2003. A standards-based architecture for multi-purpose publishing of geodata on the Web. In: Peterson, M. P. (ed.), Maps and the Internet, Elsevier Science, pp. 221-230. | |
| dc.relation.haspart | Lehto, L. and T. Sarjakoski, 2005. XML in service architectures for mobile cartographic applications. In: Meng, L., Zipf, A. and T. Reichenbacher (eds.), Map-based Mobile Services – Theories, Methods and Implementations, Springer Berlin Heidelberg New York, pp. 173-192. | |
| dc.relation.haspart | Lehto, L. and T. Sarjakoski, 2004. Schema translations by XSLT for GML-encoded geospatial data in heterogeneous Web-service environment. Proceedings of the XXth ISPRS Congress, July 2004, Istanbul, Turkey, International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XXXV (B4/IV): 177-182, also CD-ROM. [article4.pdf] © 2004 by authors. | |
| dc.relation.haspart | Lehto, L. and L. T. Sarjakoski, 2005. Real-time generalization of XML-encoded spatial data for the Web and mobile devices. International Journal of Geographical Information Science, Special Issue, 19 (8-9): 957-973. | |
| dc.relation.haspart | Lehto, L., 2007. Schema translations in a Web service based SDI. Proceedings of the 10th AGILE International Conference on Geographic Information Science, The European Information Society: Leading the way with geo-information, May 8-11, 2007, Aalborg, Denmark, CD-ROM. | |
| dc.relation.ispartofseries | Publications of the Finnish Geodetic Institute | en |
| dc.relation.ispartofseries | Suomen geodeeettisen laitoksen julkaisuja | fi |
| dc.relation.ispartofseries | 138 | en |
| dc.subject.keyword | Internet GIS | en |
| dc.subject.keyword | transformation service | en |
| dc.subject.keyword | schema transformation | en |
| dc.subject.keyword | service architecture | en |
| dc.subject.keyword | Internet GIS | fi |
| dc.subject.keyword | muunnospalvelu | fi |
| dc.subject.keyword | skeemamuunnos | fi |
| dc.subject.keyword | palveluarkkitehtuuri | fi |
| dc.subject.other | Computer science | en |
| dc.subject.other | Geoinformatics | en |
| dc.title | Real-time content transformations in a Web service based delivery architecture for geographic information | en |
| dc.type | G5 Artikkeliväitöskirja | fi |
| dc.type.dcmitype | text | en |
| dc.type.ontasot | Väitöskirja (artikkeli) | fi |
| dc.type.ontasot | Doctoral dissertation (article-based) | en |
| local.aalto.digiauth | ask | |
| local.aalto.digifolder | Aalto_67753 |
