مرکز تبادل دادههای مکانی (Spatial Data Clearinghouse)
یک مرکز تبادل دادههای مکانی (Spatial Data Clearinghouse) بر مبنای شبکه ای توزیع شده از مردم شامل تولید کنندگان داده مکانی و کاربران بوده که به صورت الکترونیکی با یکدیگر ارتباط دارند. منظور از اصطلاح سیستم توزیع شده، مجموعه ای توزیع شده از کاربران، داده ها، نرم افزارها و سخت افزارها بوده که هدف آنها دستیابی به برخی اهداف از پیش تعیین شده میباشد. شبکه مرکز تبادل دادههای مکانی (Spatial Data Clearinghouse) به کاربر این امکان را میدهد که اطلاعاتی درباره موجودیت داده های مکانی، شرایط داده ها و چگونگی دسترسی به آنها بدست آورد. همچنین کاربر میتواند پی ببرد چه کسی کدام داده مکانی را داشته و نیز کیفیت و نوع داده چگونه است.
مهمترین دلیل برای ایجاد مرکز تبادل دادههای مکانی، علاقه کاربران برای داشتن یک منبع واحد برای دسترسی به تمامی منابع موجود و در دسترس است. مرکز تبادل دادههای مکانی سیستمی برای فراهم نمودن چنین قابلیتی به عنوان بخش مرکزی برای به اشتراک گذاری داده میان تولیدکنندگان و کاربران داده است.
تفاوتهای بسیاری در اجرا و راه اندازی شبکه Clearinghouse وجود دارد. روش مورد استفاده برای راه اندازی مرکز تبادل دادههای مکانی وابسته به بسترهای مختلف تکنولوژیکی، قانونی، سازمانی، فرهنگی، تجاری و مدیریتی است. این بسترها تعیین کننده میزان موفقیت مرکز تبادل دادههای مکانی هستند.
اسامی مختلفی برای این امکان ملی در انجمن ها و جوامع مکانی مطرح گردیده است. برای مثال کنسرسیوم GIS باز (OGC) از کاتالوگ سرویس، استرالیا از Spatial Data Directory و ایالات متحده امریکا از Clearinghouse برای تعبیر آن استفاده مینماید. با وجود اسامی مختلف بکار گرفته شده، ایجاد امکان برای یافتن و به کارگیری داده های مکانی به واسطه فراداده، هدف مشترک آنها میباشد.
کاربر هنگام جستجو در Clearinghouse میتواند از مکانیسم های مختلف برای جستجوی داده مکانی بهره گیرد. به عنوان نمونه کاربر میتواند از موارد از پیش تعریف شده استفاده کرده یا جستجو بر اساس موقعیت و مکان انجام دهد و یا بر اساس واژگان کلیدی و یا حتی زمان تولید داده به جستجو بپردازد. متداولترین مکانیسم های مورد استفاده کاربران، بهره گیری از موارد از پیش تعریف شده و نیز واژگان کلیدی است.
نسلها و معماري های مختلف شبکه های مرکز تبادل دادههای مکانی (Clearinghouse)
شبکه مرکز تبادل دادههای مکانی متشکل از مجموعه ای از اجزا و ارتباط بین آنها بوده که با پیشرفت فناوری متحول شده و بر همین اساس نسلهای مختلف شبکه مرکز تبادل دادههای مکانی شکل گرفته است . به بیان دیگر، با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی، ساختارهای گوناگونی برای مرکز تبادل دادههای مکانی طراحی شده اند. در یک طبقه بندی کلی، میتوان این ساختارهای گوناگون را در قالب سه نسل، بیان نمود. در ادامه این مقاله، توضیحاتی درباره این سه نسل، ارائه میشود.
1- نسل اول Clearinghouse داده های مکانی و معماری آن
نسل اول Clearinghouse داده های مکانی در ایالات متحده، استرالیا، هلند، انگلستان و کانادا ایجاد شد. این Clearinghouseها مشابه پایگاه داده های تحت وب موجود بودند. به منظور جستجوی یک لایهی دادهی مکانی، از کاربر خواسته می شد تا پارامترهای جستجو نظیر منطقه ی جغرافیایی، موضوع داده و نام لایه ی داده را در واسط کاربر Clearinghouse تنظیم نماید.
سپس داده ی مکانیدرخواست شده از پایگاه داده، مطابق با معیارهای جستجو به کاربر ارائه می شد. به عبارت دیگر، آنها برای کاربر شرح مفصلی از داده ها، که فرادادهنامیده میشود، و اطلاعاتی درباره ی چگونگی دسترسی به آنها یا اتصال به وبگاهی که داده در آن قابل دسترسی است، فراهم مینمودند.
2- نسل دوم Clearinghouse داده های مکانی و معماری آن
با توسعه ی فنآوری مبتنی بر وب و پیشرفت وب سرویسهای مکانی، نسل جدیدی از Clearinghouseها بر اساس ژئوپورتالها، کاتالوگ سرویسها و سرویسهای مکانی توسعه یافت. این امر برای کاربران روشهای مناسبتر جستجو و دسترسی به داده های مکانی استاندارد شده را فراهم آورد. Clearinghouseهای رایج دنیا از نوع نسل دوم هستند. شکل زیر ساختار شماتیک Clearinghouse نسل دوم را که بر اساس یک ژئوپورتال، کاتالوگ سرویسها، و سرویسهای مکانی است، نشان میدهد.
المانهای اصلی Clearinghouse نسل دوم را میتوان بصورت زیر خلاصه نمود:
1- ژئوپورتال نقطه ی ورود به اطلاعات مکانی را بر روی وب فراهم میکند. ژئوپورتال یک وبگاه روی اینترنت بوده که در آن میتوان محتوای مکانی، شامل داده های مکانی و سرویسهای مکانی را یافت.
2- کاتالوگ سرویس ها امکان انتشار فراداده بر روی منابع داده های مکانی و جستجو و پرسش از فراداده را فراهم میکنند.
3- مخزن فراداده، اطلاعاتی درباره ی داده های مکانی (در پایگاه داده) ذخیره میکند.
4- سرویسهای مکانی، که به سرور داده ها متصل بوده، سرویسهای مختلفی مانند نمایش و بارگذاری داده های مکانی را برای کاربر فراهم مینمایند. سرویسهای معروف عبارتند ازGazetteer Service، Thesaurus Service، Coverage Service و Processing Service.
5- سرویس فهرست، جایی است که سرویسهای مکانی و کاتالوگ سرویسها به منظور قابل یافت بودن توسط یک ژئوپورتال، ثبت میگردند.
برای جستجوی داده (یا یک سرویس) در یک Clearinghouse، کاربر به ژئوپورتال متصل شده و پارامترهای جستجو را تعیین میکند. سپس ژئوپورتال، مخازن فراداده را از طریق کاتالوگ سرویسها، برای یافتن داده ی مورد نیاز کاربر جستجو میکند. هر کاتالوگ سرویس امکان انتشار فراداده ی یک متولی داده را فراهم مینماید. اگر سرور داده های مربوطه، سرویسهای مکانی مانند نمایش یا بارگذاری را پشتیبانی کنند، کاربر میتواند داده را مشاهده یا بارگذاری نماید.
3- نسل سوم Clearinghouse داده های مکانی و معماری آن
نسل سوم Clearinghouse، مرکز تبادل دادههای مکانی خبره میباشد. Clearinghouse داده های مکانی خبره، نوعی Clearinghouse بوده که نه تنها داده های مورد نیاز را بطور مستقیم جستجو میکند، بلکه داده هایی را که میتوانند به داده های مورد نیاز تبدیل شوند، نیز جستجو میکند.
از آنجایی که نسل رایج سیستمهای Clearinghouse یعنی نسل دوم، نمیتواند داده های مناسب برای انواع کاربران با نیازهای مختلف فراهم کند، معماری دیگری پیشنهاد گردیده است. در این معماری تاکید بر حالاتی داشته که داده ی مورد نیاز کاربر بی تجربه با نامی که او جستجو میکند، وجود نداشته، یا گاهی حتی کاربران حرفه ای نیز از نتایج جستجو راضی نیستند.
اگرچه اغلب، داده های مشابه مفیدی در همان منطقه ی جغرافیایی وجود دارد که میتواند نیازمندیهای هر دو نوع کاربر را برآورده سازد. حالت دیگر این است که داده ی مورد جستجو و یا حتی مشابه آن در منطقه ی جغرافیایی مورد نظر وجود ندارد، اما داده های منتخب که از آنها میتوان داده های مورد نیاز را تولید نمود، در دسترس هستند.
با توجه به مشکلات مطرح شده که مربوط به شبکه های Clearinghouse داده های مکانی موجود بوده، مزیتهای اصلی یک Clearinghouse داده های مکانی خبره را میتوان در موارد زیر خلاصه نمود:
1- بکارگیری بهتر منابع داده های مکانی موجود بوسیله ی پیشنهاد داده هایی که دارای انطباق معنایی بوده، در وضعیتی که ممکن است داده تحت عنوان مترادف دیگری یافت شود.
2- افزایش تعداد جستجوهای موفقیت آمیز در یک Clearinghouse داده های مکانی، از طریق پیشنهاد داده های منتخب به کاربر، هنگامی که داده ی درخواست شده را نمیتوان یافت.
3- تسهیل دسترسی کاربران به داده های مکانی درخواست شده، با مقدمات خودکار برای پردازش داده های موجود به منظور تولید داده ی درخواست شده توسط کاربر.
علاوه بر المانهای Clearinghouse نسل دوم، یک Clearinghouse داده های مکانی خبره باید شامل المانهای زیر نیز باشد:
1- مترجم الگو : این مترجم بازیابی مترادف های عبارت را مدیریت میکند. این مترجم عبارت را ترجمه میکند و ترجمه ها را به ژئوپورتالی که کاربر از آن درخواست داده نموده، ارسال میکند.
2- سیستم خبره: : اگر ژئوپورتال نتواند داد ه ی درخواست شده توسط کاربر را، علیرغم بکارگیری انطباق معنایی، پیدا کند، این سیستم سعی در یافتن لایه های داده ای منتخب و بهترین ترکیب آنها برای تولید داده های درخواست شده میکند. سیستم خبره دستورالعملی نیز برای پردازش داده های منتخب برای تولید داده های درخواست شده توسط کاربر تعریف مینماید. سیستم خبره به عنوان یک المان مرکزی برای Clearinghouse خبره تلقی میشود.
3- پایگاه داده پردازش : خصوصیات هر پردازش، شامل توابع هر پردازش، ورودیها و خروجیها در این پایگاه داده ساماندهی میشوند. این پایگاه داده برای جستجوی WPSهای مناسب بکار میرود.
4- WPSها : این المان دستورالعملهای سیستم خبره را پیاده سازی میکند. مهمترین اقدامات این موتورها دریافت خروجی از سیستم خبره، به منظور دسترسی به سرور داده ها برای دریافت لایه های داده و در نهایت اجرای پردازشهای لازم روی لایه های داده برای تولید داده های درخواست شده توسط کاربر است.
5- کنترل کننده زنجیره سرویس : به منظور تولید داده ی درخواست شده توسط کاربر، ممکن است زنجیره سازی وب سرویس های مختلف، لازم باشد. اگر یک الگوی متمرکز برای زنجیره سازی سرویسها به کار رود، این کنترل کننده جریان کار زنجیره سازی را مدیریت میکند.
شکل فوق ساختار کلی پیشنهادی یک Clearinghouse خبره را نشان میدهد. در این نسل، کاربران به یک ژئوپورتال برای جستجوی داده ی مورد نیاز متصل میشوند.
به عنوان مثال، فرض کنید که یک کاربر در حال جستجوی یک نقشه شیب از یک منطقه خاص است. او به ژئوپورتال متصل شده و پارامترهای جستجو را وارد میکند. این ژئوپورتال مخازن فراداده ی محصولات داده را از طریق کاتالوگ سرویسهای مربوطه جستجو میکند. اگر داده ی مورد نیاز یافت نشد، این ژئوپورتال برای شناسایی مترادف های لایه ی داده ی مورد نیاز، به یک مترجم الگو متصل میشود و سپس از طریق عبارات مترادف آن، داده ی مورد نیاز را جستجو میکند (انطباق معنایی).
اگر داده ای یافت نشد، ژئوپورتال برای شناسایی لایه های داده ی منتخب، که میتوانند برای تولید داده ی درخواست شده توسط کاربر پردازش شوند، به سیستم خبره متصل میشود. پس از شناسایی داده های منتخب ممکن، آنها از طریق کاتالوگ سرویسها جستجو میشوند.