Multitenant GIS services with varying coordinate systems
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2020-06-15
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Geoinformatics (GIS)
Language
en
Pages
66
Series
Abstract
Along with many other fields, GIS is moving to the internet – away from private server environments hosted by each user organization, and files stored on local hard disks. Among significant consumers of GIS software and data, and a part of this movement are municipalities and other local governments. To facilitate this change, Esri Finland, the client of this study, has developed solutions to help perform common municipality-related operations using Esri software, particularly ArcGIS Enterprise. Both Esri Finland and the municipalities would like for the solutions to operate in a SaaS fashion, i.e. having the system hosted and maintained by the service provider, and used by multiple different municipalities. However, an ArcGIS Enterprise deployment is typically used by a single organization only, making it difficult to create a multitenant ArcGIS Enterprise environment (i.e. one that is used by multiple organizations). In this master’s thesis, the possibility of implementing such a multitenant ArcGIS Enterprise environment is researched. Multiple problems related to the implementation are addressed in the study, including access control and the usage of different coordinate systems by different tenant organizations. Municipalities prefer to use their local Gauss-Krüger projection zone, i.e. one where the central meridian is close to the municipality, which minimizes projection distortions. However, this causes the coordinates of different municipalities to be incompatible, unless the municipalities use the same projection zone. After identifying the problems related to the implementation and the limitations of the software, solutions for structuring the database and implementing the GIS services are presented. On the database level, the coordinate system problem is solved by either separating the data into different tables by coordinate system, or transforming the data to a common coordinate system. On the service level, some server object interceptors (custom extensions of ArcGIS Server) are developed to handle problems related to access control and coordinate systems. These solutions are implemented where possible and compared using a set of quality criteria, which includes metrics related to performance, accuracy and resource usage. The study finds that there are several possible solutions for implementing a multitenant GIS environment. Each solution is found to have some advantages and disadvantages. For example, some solutions are better at adapting their resource usage to a changing number of simultaneous users, whereas some solutions cause higher inaccuracies in output coordinates because of coordinate transformations. Therefore, an unambiguously best solution cannot be chosen, but by emphasizing some selection criteria over others, it is possible to find the most suitable solution to the situation at present.Kuten monet muutkin alat, paikkatieto on siirtymässä internetiin – pois kunkin käyttäjäorganisaation yksin hallinnoimista palvelinympäristöistä sekä kiintolevyillä säilytettävistä tiedostoista. Kunnat ja muut paikallishallinnot kuuluvat merkittäviin paikkatietojärjestelmien ja -aineistojen hyödyntäjiin ja ovatkin osa tätä muuttoliikettä. Muutoksen edistämiseksi Esri Finland (tämän tutkimuksen tilaaja) on kehittänyt ratkaisuja monien kuntakohtaisten toimenpiteiden suorittamiseksi Esrin ohjelmistoilla, erityisesti ArcGIS Enterprisella. Sekä Esri Finland että kunnat haluaisivat ratkaisujen toimivan SaaS-mallin mukaisesti, jolloin palveluntarjoaja huolehtisi ympäristön isännöinnistä ja ylläpidosta, ja järjestelmä olisi usean kunnan käytettävissä. ArcGIS Enterprise -ympäristöt on kuitenkin tyypillisesti tarkoitettu yhden käyttäjäorganisaation käytettäväksi, minkä vuoksi usean organisaation välillä jaetun ArcGIS Enterprise -ympäristön kehittäminen on haasteellista. Tässä diplomityössä tutkitaan mahdollisuuksia jaetun ArcGIS Enterprise -ympäristön kehittämiseksi. Useita tällaiseen ympäristöön liittyviä ongelmia nostetaan työssä esille, mukaan lukien käyttöoikeuksien hallinta ja vaihtelevien koordinaattijärjestelmien käyttö eri organisaatioiden välillä. Kunnat haluavat käyttää paikallista Gauss-Krüger-projektiokaistaansa, eli sitä, jonka keskimeridiaani kulkee lähellä kunnan sijaintia, mikä vähentää projektiovääristymiä. Tämä kuitenkin aiheuttaa sen, että eri kuntien käyttämät koordinaatit eivät ole keskenään yhteensopivia, jos kunnat käyttävät eri kaistoja. Kun toteutukseen liittyvät ongelmat ja ohjelmistoon liittyvät rajoitukset on tunnistettu, työssä esitetään ratkaisuja tietokannan sekä paikkatietopalvelujen rakentamiseksi. Tietokantatasolla koordinaattijärjestelmäongelma ratkaistaan joko jakamalla aineisto eri tauluihin koordinaattijärjestelmän perusteella, tai muuntamalla kaikkien kuntien aineisto yhteiseen koordinaattijärjestelmään. Palvelutasolla käyttöoikeuksien hallintaan ja koordinaattijärjestelmiin liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi kehitetään joitakin ArcGIS Serverin laajennuksia (server object interceptor). Nämä ratkaisut toteutetaan mahdollisuuksien mukaan ja niitä vertaillaan käyttämällä suorituskykyä, tarkkuutta ja resurssien käyttöä koskevia laatukriteerejä. Tutkimuksessa havaitaan, että on olemassa useita vaihtoehtoisia ratkaisuja jaetun paikkatietoympäristön toteuttamiseksi. Kullakin ratkaisulla todetaan olevan hyviä ja huonoja puolia, esimerkiksi jotkut ratkaisut pystyvät sopeuttamaan resurssienkäyttönsä muuttuvaan käyttäjämäärään muita paremmin, kun taas jotkut ratkaisut aiheuttavat enemmän koordinaattivääristymää johtuen tehtävistä koordinaattimuunnoksista. Tämän takia yksiselitteisesti parasta ratkaisua ei voida valita, mutta eri valintakriteerejä painottamalla on mahdollista löytää tilanteeseen sopivin ratkaisu.Description
Supervisor
Virrantaus, KirsiThesis advisor
Nikander, JussiKeywords
GIS, ArcGIS Enterprise, multitenancy, coordinate systems, access control, municipalities