primjena geoinformacijskog sustava za analizu atmosferskih

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

FAKULTET ELEKTROTEHNIKE I RAČUNARSTVA

DIPLOMSKI RAD br. 2214

Primjena geoinformacijskog sustava za

analizu atmosferskih pražnjenja

Bojan Franc

Zagreb, studeni 2008.

Originalni zadatak

i

Sažetak

Sustav za registraciju atmosferskih pražnjenja može biti korisno sredstvo pri vođenju elektroenergetskog sustava. Sa sve većom pouzdanošću može se predvidjeti pojava grmljavina na nekom području, a potom i locirati točno mjesto i vrijeme udara. Povezivanjem tih informacija s geografskim informacijskim sustavom elektroenergetske mreže dobivamo efikasan alat za prikaz i analizu događaja vezanih uz pojavu atmosferskih pražnjenja.

Prvo je dan opis sustava za registraciju atmosferskih pražnjenja koji se namjerava koristiti. Zatim je naveden kratak uvod u geografske informacijske sustave te opisan postupak izrade potrebnih geoprostornih tipova podataka. Nakon toga je opisana implementacija i način korištenja geoprostorne baze podataka. Zatim slijedi opis sustava za prikaz podataka na webu te implementacija dodatne programske funkcionalnosti za analizu atmosferskih pražnjenja i korelaciju s elektroenergetskim sustavom.

ii

Sadržaj

1. Uvod ................................................................................................................................... 1

2. LINET – suvremeni sustav za lociranje munja .................................................................. 2

2.1. Nastanak LINET-a ....................................................................................................... 2

2.2. Rad LINET sustava ..................................................................................................... 3

2.3. Svojstva LINET sustava .............................................................................................. 3

2.3.1. Sveukupna atmosferska pražnjenja ...................................................................... 4

2.3.2. Detekcija struja malih amplituda .......................................................................... 4

2.3.3. Razlučivanje pražnjenja oblak-oblak i oblak-zemlja ........................................... 5

2.3.4. Izvješće o nadmorskoj visini OO pražnjenja ........................................................ 6

2.3.5. Točnost lokacije udara munje .............................................................................. 6

2.4. Dijelovi LINET sustava i prenošenje podataka ........................................................... 7

2.4.1. Stanica LINET sustava ......................................................................................... 7

2.4.2. Središnja jedinica LINET sustava i obrada podataka ........................................... 9

3. Geografski informacijski sustavi ...................................................................................... 10

3.1. Plan pripreme podataka ............................................................................................. 10

3.2. Geoinformacijski podaci ............................................................................................ 10

3.2.1. Rasterski i vektorski grafički podaci .................................................................. 11

3.2.2. Svojstva značajki ................................................................................................ 12

3.3. Kreiranje značajki ...................................................................................................... 13

3.3.1. O AutoCAD Map 3D 2009 alatu ........................................................................ 13

3.3.2. Geografski podaci Hrvatske ............................................................................... 14

3.3.3. Uređivanje gografskih podataka Hrvatske pomoću AutoCAD Map 3D 2009 ... 15

3.3.4. Pohranjivanje geoprostornih podataka Republike Hrvatske .............................. 17

3.3.5. Geografski podaci prijenosnog sustava Hrvatske elektroprivrede ..................... 18

3.3.6. Uređivanje podataka o atmosferskim pražnjenjima LINET sustava .................. 21

3.4. Podaci pripremljeni za unos u bazu podataka ........................................................... 23

4. Baza podataka .................................................................................................................. 24

4.1. Odabir baze podataka i potrebne sklopovske opreme ............................................... 25

4.2. Instalacija servera i pokretanje baze podataka .......................................................... 26

4.2.1. Kreiranje novog korisnika u Oracle bazi ............................................................ 27

4.3. Priprema klijenta za spajanje na bazu ........................................................................ 28

4.4. Unos podataka u bazu ................................................................................................ 29

4.5. Dorada putem SQL-a ................................................................................................. 32

4.6. Metapodaci geoprostornih podataka .......................................................................... 33

4.6.1. Geoprostorne značajke ....................................................................................... 33

4.6.2. Oracle Spatial SDO_GEOMETRY tip podataka ............................................... 35

4.6.3. Metapodaci Oracle Spatial baze ......................................................................... 37

5. WebGIS ............................................................................................................................ 38

5.1. Autodesk Mapguide Enterprise 2009 ........................................................................ 38

5.2. Instalacija i pokretanje ............................................................................................... 39

5.2.1. Troslojna arhitektura webGIS sustava ............................................................... 40

5.2.2. Administriranje Mapguide poslužitelja .............................................................. 41

5.3. Publikacija sadržaja putem AutoCAD Map 3D 2009 ............................................... 41

5.4. Uređivanje prikaza podataka iz Mapguide Studia 2009 ............................................ 42

5.4.1. Uređivanje slojeva .............................................................................................. 42

5.4.2. Uređivanje mape ................................................................................................ 43

5.4.3. Uređivanje formata stranice ............................................................................... 44

iii

6. Aplikacije za analizu udara munja i korelaciju s podacima elektroenergetskog sustava . 47

6.1. PHP i Mapguide API ................................................................................................. 47

6.2. PHP skripte ................................................................................................................ 48

6.2.1. Izbornik .............................................................................................................. 48

6.2.2. Prikaz registriranih izboja i udara ...................................................................... 49

6.2.3. Pregled udara u prostoru EES-a ......................................................................... 51

6.2.4. Ostale skripte potrebne za izvršavanje korisničkih funkcija .............................. 55

6.2.5. Generiranje novih podataka ............................................................................... 56

6.2.6. Pomoćne funkcije ............................................................................................... 57

7. Zaključak .......................................................................................................................... 58

8. Literatura .......................................................................................................................... 59

iv

Popis oznaka i kratica

EES Elektroenergetski sustav

GIS Geografski informacijski sustavi

GPS Global Positioning System

SDF Spatial Data File

v

Popis tablica

Tablica 1 Primjer izlaznog formata sustava LINET ................................................................... 9

Tablica 2 Primjer formata podataka LINET sustava ................................................................ 21

vi

Popis slika

Slika 1 Položaj senzora sustava LINET u Europi ...................................................................... 2

Slika 2 Grmljavinska karta LINET sustava na dan 6. srpnja 2006. Godine (crveno - IC: oblak-oblak, zeleno - CG: oblak-zemlja) ............................................................................................. 3

Slika 3 Raspodjela amplituda OZ pražnjenja zabilježenih sustavom LINET i PERUN ............ 5

Slika 4 Shematski prikaz nastajanja OO i OZ pražnjenja .......................................................... 5

Slika 5 Razdioba OO (na karti MO, među oblacima) pražnjenja po visini ............................... 6

Slika 6 Primjer točnosti određivanja lokacije udara za sustav LINET ...................................... 6

Slika 7 Računalo s LINET modulom na Zavodu za visoki napon i energetiku, FER ................ 7

Slika 8 LINET antena za mjerenje magnetskog polja ................................................................ 7

Slika 9 LINET senzor s GPS antenom postavljen na zgradi FERa ............................................ 8

Slika 10 Geometrije značajki (točka, linija i poligon) ............................................................. 11

Slika 11 Razlika prikaza rasterske i vektorske grafike u povećanom mjerilu ......................... 11

Slika 12 Primjer definirane klase značajki ............................................................................... 12

Slika 13 Slojevi (eng. layers) hr_wgs84.dwg datoteke ............................................................ 14

Slika 14 Poligoni koji predstavljaju županije i otoke Republike Hrvatske .............................. 16

Slika 15 Poligon koji označava teritorij Republike Hrvatske .................................................. 17

Slika 16 Definiranje klasa i svojstva značajki pomoću Schema Editora ................................. 19

Slika 17 Kopiranje značajki iz izvorišta (SHP datoteke) u odredište (SDF datoteka) ............. 20

Slika 18 Prikaz značajki kopiranih u SDF datoteku ................................................................. 20

Slika 19 Spremanje svake klase značajki u zasebnu SDF datoteku ......................................... 21

Slika 20 Definicija klase udara ................................................................................................. 22

Slika 21 Oracle Enterprise Manager - login ............................................................................. 26

Slika 22 Oracle Enterprise Manager - početna stranica ........................................................... 27

Slika 23 Oracle Enterprise Manager – Administracija ............................................................. 27

Slika 24 Kreiranje novog korisnika s korisničkom razinom prava .......................................... 28

Slika 25 Uređivanje PATH sistemske varijable unutar Windows XP operacijskog sustava ... 29

Slika 26 Izrada spremišta za pohranu podataka u Oracle bazi ................................................. 30

Slika 27 Kopiranje klase značajki trafostanice iz SDF datoteke u Oracle bazu ...................... 31

Slika 28 Shema LLS podataka u bazi ....................................................................................... 31

Slika 29 Učitavanje podataka iz baze u AutoCAD Map 3D 2009 ........................................... 32

Slika 30 Tablice CESTE, PRUGE, RIJEKE, GRAD_VECI, HR_POVRSINA, HRV_PODRUCJA ................................................................................................................... 33

Slika 31 Tablice DALEKOVOD110KV, DALEKOVOD220KV, DALEKOVOD400KV .... 34

Slika 32 Tablica TS (trafostanice) ............................................................................................ 34

Slika 33 Tablica UDARI .......................................................................................................... 34

Slika 34 Shema SDO_GEOMETRY strukture ........................................................................ 35

Slika 35 vrijednosti SDO_ELEM_INFO i SDO_ORDINATES varijable za jednostavne geometrije ................................................................................................................................. 36

Slika 36 Zapis geometrije jednog 400kV dalekovoda u Oracle Spatial bazi podataka ............ 36

Slika 37 Metapodaci geoprostorne baze podataka ................................................................... 37

Slika 38 Troslojna arhitektura webGIS sustava ....................................................................... 40

Slika 39 Mapguide Site Administrator web sučelje ................................................................. 41

Slika 40 Objavljivanje podataka na Mapguide poslužitelj ....................................................... 41

Slika 41 Uređivanje prikaza sloja dalekovoda 400kV ............................................................. 42

Slika 42 Uređivanje prikaza mape ........................................................................................... 43

Slika 43 Raspored prozora Mapguide stranice ......................................................................... 44

Slika 44 Uređivanje rasporeda Mapguide stranice ................................................................... 45

vii

Slika 45 Prikaz Mapguide web stranice s geoprostornim podacima ........................................ 46

Slika 46 Pohrana PHP skripti unutar instalacije Mapguide poslužitelja .................................. 47

Slika 47 Izbornik u taskFrame okviru ...................................................................................... 48

Slika 48 Izbornik registriranih izboja i udara ........................................................................... 49

Slika 49 Prikaz registriranih izboja i udara .............................................................................. 51

Slika 50 Izbornik udara u pojasu EESa .................................................................................... 52

Slika 51 Prikaz udara u bufferu dalekovoda ............................................................................ 55

Slika 52 Izbornik za unos novih podataka o udarima .............................................................. 56

1

1. Uvod

Atmosferska pražnjenja predstavljaju velik rizik prijenosnim elektroenergetskim sustavima jer mogu prouzročiti gubitke zbog neisporuke i smetnje u isporuci električne energije. Praćenje i nadzor atmosferskih pražnjenja može biti učinkovito sredstvo i pomoć pri vođenju elektroenergetskog sustava (EES). Točan podatak o pojavi atmosferskog pražnjenja u određenom prostoru može biti vrlo koristan pri identifikaciji mogućih izvora za nastali problem.

U svijetu se takvi sustavi koriste i usavršavaju zadnjih dvadesetak godina. Nameće se potreba za uvođenjem takvog sustava i u našoj zemlji te njegova primjena u sustavu Hrvatske elektroprivrede. Kako su sustavi diljem Europe povezani, Hrvatska bi postala sastavni dio Europske karte daljinskog praćenja grmljavinskih aktivnosti.

Podaci prikupljeni od sustava za praćenje atmosferskih pražnjenja pronalaze primjenu i u brojnim drugim područjima. Koristi mogu imati brojni drugi sustavi kao što su telekomunikacijske mreže, radio-televizijski odašiljači, meteorologija, vojni sustavi, mreže naftovoda i plinovoda, itd.

Ovaj rad je usmjeren na proces arhiviranja podataka sustava za praćenje atmosferskih pražnjenja, njihovo povezivanje s podacima prijenosnog elektroenergetskog sustava Hrvatske elektroprivrede te njihovo prezentiranje putem webGIS tehnologije.

Moguće primjene takvog sustava mogu se naći na sljedećim područjima:

- korelacija ispada i kvarova distribucijske mreže s pojavama munja - uspostavljanje, vođenje i nadzor elektroenergetskog sustava - priprema preventivnih radnji pri detekciji nailaska fronte s atmosferskim pražnjenjima - odabir odgovarajuće zaštite nadzemnih vodova protiv udara munja - odabir odgovarajućih trasa pri izgradnji novih nadzemnih vodova

2

2. LINET – suvremeni sustav za lociranje munja

Moderno sredstvo za praćenje atmosferskih pražnjenja danas predstavljaju sustavi za lokaciju munja. Takvi se sustavi neprekidno razvijaju proteklih dvadesetak godina. U razvijenim zemljama diljem svijeta takvi se sustavi primjenjuju u mrežama i sustavima raspoređenim na velikim prostorima koji se protežu preko teritorija više država.

Pokazalo se da su takvi sustavi to učinkovitiji što pokrivaju veće područje. Sustavi manjih razmjera, obično unutar granica pojedine države, nisu dovoljno učinkoviti u predviđanju pojave grmljavina jer je riječ o pojavama velikih dimenzija koje ne poznaju međudržavne granice. Zbog toga je tendencija u svijetu integracija većeg broja senzora ili čitavih podsustava u jedinstveni sustav koji će pokrivati što je moguće veće područje. Takve sustave u Europi predstavljaju EUCLID i LINET. Oba su zasnovana na modernim konceptima te predstavljaju integraciju više senzora i podsustava.

Geografski oblik Republike Hrvatske iziskuje takav raspored senzora da bi se njima istovremeno pokrila velika područja susjednih zemalja. Iz tog razloga logično bi bilo sustav za lociranje udara munja integrirati u neki od postojećih europskih sustava.

U nastavku slijedi opis sustava LINET te njegovog korištenja u sklopu projekta na Fakultetu elektrotehnike i računarstva.

2.1. Nastanak LINET-a

Novi europski sustav za lociranje munja (LINET) razvijen je u Njemačkoj te je tijekom 2006. godine započeo s radom. Instalirano je 30 senzora na području Njemačke i dodatnih 35 senzora na području ostalih europskih država. Na taj način ostvarena je pokrivenost velikog dijela Europe (Slika 1). LINET koristi vrlo-niski/niski frekvencijski (VLF/LF) opseg i otkriva gustoću magnetskog toka pri atmosferskom pražnjenju pomoću dviju međusobno okomito postavljenih petlji.

Slika 1 Položaj senzora sustava LINET u Europi

3

Prva usporedna testiranja s postojećim komercijalnim sustavima počela su 2003. godine. Provedeno je testiranje s postojećim sustavom BLINDS. Isto tako, LINET je uspoređivan i s Austrijskom mrežom za detekciju gromova – ALDIS koja je članica EUCLID (Europska organizacija za detekciju gromova) sustava. Konačno, 2006. godine LINET je pušten u rad.

2.2. Rad LINET sustava

Izvještaji LINET sustava daju lokacije udara munja većih i manjih amplituda. Veće amplitude struja obično potječu od udara munja oblak–zemlja (OZ, eng. Cloud-Ground), dok su manje amplitude posljedica pražnjenja među oblacima (OO, eng. Inter-Cloud). Slika 2 prikazuje grmljavinsku kartu za vrijeme oluje 6. srpnja 2006. godine dobivenu zapažanjima LINET sustava. Na karti je prikazano i locirano oko 500.000 atmosferskih pražnjenja. Sve prikazane lokacije su dobivene iz izvještaja s najmanje 5 senzora.

Slika 2 Grmljavinska karta LINET sustava na dan 6. srpnja 2006. Godine (crveno - IC:

oblak-oblak, zeleno - CG: oblak-zemlja)

2.3. Svojstva LINET sustava

Popis i opis važnijih svojstava LINET sustava:

- mogućnost detekcije i lociranja ukupnog atmosferskog pražnjenja (s jednakom točnošću pražnjenja oblak-oblak i oblak-zemlja);

- visoka točnost detektiranja obje vrste pražnjenja na niskim amplitudama struje; - nova 3D tehnika za pouzdano razlučivanje između OO i OZ pražnjenja; - izvještaj o nadmorskoj visini OO pražnjenja; - postizanje točnosti lokacije do 100 metara

4

LINET sustav pokazuje visoku točnost za detekciju udara s malim amplitudama, čak i kada su udaljenosti među senzorima velike. Za ovaj sustav su, između ostalog, dvije karakteristike jako važne:

- senzori u ovom sustavu mjere gustoću magnetskog toka direktno u ovisnosti o vremenu. To svojstvo je korisno za obradu malih signala.

- svi signali su obrađeni bez obzira na njihov valni oblik; to je moguće zbog toga što je OO-OZ razlučivanje izvršeno pomoću posebno razvijenog 3D algoritma u centralnoj upravljačkoj jedinici, a ne pomoću mjerenja valnog oblika u senzorima. Ova 3D tehnika je jako pouzdana, posebice ukoliko je omogućeno da najveća udaljenost među senzorima ne prelazi 200 do 250 km.

U proteklih nekoliko godina ovaj sustav je temeljito nadziran i testiran. Dok se udari s velikim amplitudama pouzdano mogu detektirati u svim mrežama, male amplitude je mnogo teže detektirati i o njima nije bilo puno govora u znanstvenim publikacijama.

2.3.1. Sveukupna atmosferska pražnjenja

U skladu s općenitim razumijevanjem, učinkovita detekcija sveukupnog atmosferskog pražnjenja zahtijeva korištenje vrlo visokih frekvencijskih tehnika (30 MHz – 300 MHz) i niskofrekvencijskih tehnika (30 kHz – 300 kHz) za mjerenje pražnjenja među oblacima (OO) i pražnjenja oblak-zemlja (OZ). Podaci dobiveni od LINET sustava pokazuju da njegova mjerenja NF1 signalima udovoljavaju tim zahtjevima. Očigledno da je detekcija ukupnog atmosferskog pražnjenja pomoću VNF/NF2 signala dobra kao i ona pomoću VF3 sustava. To otkriće je iznenađujuće i vodi nekim izmjenama i dopunama u razumijevanju atmosferskih pražnjenja, jer nije sasvim jasno koji stupanj cijelog pražnjenja sačinjava veliki broj pražnjenja između oblaka, očigledno zapaženih u VNF/NF opsegu.

Sposobnost lociranja atmosferska pražnjenja i u oblacima kao i prema zemlji bez gubitka podataka, čini sustav LINET upotrebljivim alatom za raznovrsne istraživačke svrhe, praćenje olujnih oblaka, omogućavanje vremenske prognoze, isto kao i za praćenje atmosferskih pražnjenja u elektroprivrednim sustavima, kao i drugim sustavima koji pokrivaju široka područja.

2.3.2. Detekcija struja malih amplituda

Uspješno detektiranje munja ovisi o različitim parametrima kao npr. osjetljivosti antena, ulazu, vremenu odziva, obradi signala i polaznim vrijednostima senzora. U sustavu LINET važne komponente su optimirane tako da lociraju sve atmosferske strujne valove, uključujući i one čije su amplitude manje od 5 kA, pri čemu senzori ne bi smjeli biti predaleko udaljeni. Prikazana je usporedba raspodjele amplituda pri udaru munje zabilježenih pomoću sustava LINET i sustava PERUN u Poljskoj (Slika 3).

1 NF – niske frekvencije 2 VNF/NF – vrlo niske frekvencije / niske frekvencije 3 VF – visoke frekvencije

5

Slika 3 Raspodjela amplituda OZ pražnjenja zabilježenih sustavom LINET i PERUN

Slika 3 pokazuje veliku prednost u detekciji pražnjenja malih amplituda sustava LINET nad PERUN sustavom. Tek uvođenjem novih sustava kao što je LINET, uviđeno je da je broj udara sa strujama malih amplituda puno veći od udara većih amplituda, što daje veliku prednost sustavima ovoga tipa.

2.3.3. Razlučivanje pražnjenja oblak-oblak i oblak-zemlja

Poznato je da pražnjenja koja završe u objektima na zemlji imaju veću amplitudu struje, dok su pražnjenja u oblacima praćena strujama manjih amplituda. Zbog tih razloga, posebice treba uzeti u obzir razlikovanje ova dva načina atmosferskog pražnjenja.

Tradicionalno se za tu svrhu koristi impulsni valni oblik (valni oblik razlikovanja), iako je poznato da su takvim postupkom u nekim slučajevima zabilježene netočnosti.

Iz toga je razloga za sustav LINET nedavno razrađen trodimenzionalni (3D) geometrijski algoritam za VNF/NF mreže. Taj se postupak oslanja na poznatoj činjenici da OZ udari emitiraju VNF/NF pražnjenje dominantno u ionizirajućem kanalu blizu razine zemlje, dok OO pražnjenja nastaju u ionizirajućem kanalu među oblacima i visoko iznad razine zemlje. Odgovarajuće razlike u vremenu širenja elektromagnetskih valova uzrokovanih od visoko i nisko stacioniranih centara pražnjenja su iskorištene za lociranje mjesta pražnjenja. Ta metoda zadovoljavajuće radi, sve dok udaljenost između mjesta udara munje i najbližeg senzora ne prelazi 100 km (odgovara udaljenosti među senzorima oko 200 km); inače razlike u rezultatima ove metode postaju premalene da bi bile primjetne. Slika 4 shematski prikazuje nastajanje obaju pražnjenja.

Slika 4 Shematski prikaz nastajanja OO i OZ pražnjenja

6

2.3.4. Izvješće o nadmorskoj visini OO pražnjenja

Razlikovanje OO i OZ atmosferskog pražnjenja zasnovano je na 3D analizi, kako je navedeno u prethodnom poglavlju. Slika 5 prikazuje primjer za raspodjelu određene nadmorske visine pri OO atmosferskom pražnjenju. Poznavanje ovog podatka pridonosi približnom određivanju kakvoće olujnog oblaka pomoću 3D radarskih slika.

Slika 5 Razdioba OO (na karti MO, među oblacima) pražnjenja po visini

2.3.5. Točnost lokacije udara munje

Posebni napori su učinjeni da bi se postigla visoka točnost lokacije mjesta udara u promatranom području. Danas je postignuto da srednja točnost lokacije iznosi otprilike 100 metara. To može biti provjereno pomoću udara u neki toranj. Kada su mnoga atmosferska pražnjenja zabilježena oko tornja može se pretpostaviti da je toranj ili pogođen ili da je u njemu inducirana struja prilikom udara munje u obližnji prostor. Slika 6 predstavlja izvanredan primjer gdje srednja pogreška lociranja udara iznosi oko 60 m na osnovi 30 udara. Ovdje je važno napomenuti da je mogućnost za određivanje 2D lokacije neophodno za razdvajanje od OO udara pomoću opisane tehnike.

Slika 6 Primjer točnosti određivanja lokacije udara za sustav LINET

7

2.4. Dijelovi LINET sustava i prenošenje podataka

Sustav Linet čine dva glavna podsustava:

1) Mreža LINET senzora – vrši prikupljanje podataka i proslijeđuje ih središnjoj jedinici 2) Središnja jedinica – vrši obradu podataka i distribuciju podataka klijentima

Međusobno se senzori sa središnjom stanicom povezuju putem Interneta, no Internet kao takav ne možemo svrstati kao dio LINET sustava.

2.4.1. Stanica LINET sustava

Tri su glavna dijela LINET stanice:

1) Antena za mjerenje magnetskog polja 2) GPS antena 3) Stanično računalo s priključkom za antene i pristupom na Internet (Slika 7)

Slika 7 Računalo s LINET modulom na Zavodu za visoki napon i energetiku, FER

LINET antena (Slika 8) za mjerenje magnetskog polja je relativno jednostavne konstrukcije. Riječ je o dva ukrštena bakrena prstena promjera 40 cm koji se 50 Ohmskim koaksijalnim kabelom spajaju izravno na modul staničnog računala. Preporuča se duljina kabela do 30 metara kako bi se smanjio gubitak signala u kabelu.

Slika 8 LINET antena za mjerenje magnetskog polja

8

Pored antene za mjerenje magnetskog polja potrebno je postaviti antenu za prijem GPS signala te ju također 50 Ohmskim koaksijalnim kabelom spojiti na modul staničnog računala.

Na svakoj postavljenoj stanici nalazi se računalo s modulom koje vanjsku pobudu registriranu na anteni (senzoru) pretvara u digitalni zapis. Pored toga, s GPS prijemnika prima podatke o vlastitoj lokaciji i točnom vremenu. Ti sirovi podaci se putem Interneta u realnom vremenu dostavljaju u LINET centar. Stanična računala su PC kompatibilna, bazirana na Linux operacijskom sustavu i u potpunosti predkonfigurirana i spremna za korištenje.

Za ispravan rad, računalo je potrebno spojiti na izvor električne energije i omogućiti mu pristup na Internet. Antene je potrebno postaviti na vanjsku, povišenu poziciju kao što je krov zgrade i slično (Slika 9).

Slika 9 LINET senzor s GPS antenom postavljen na zgradi FERa

Nakon što se senzor i GPS antena povežu na modul LINET staničnog računala i računalu se omogući pristup Internetu, stanica će početi prenositi podatke u središnju jedinicu LINET sustava.

Kako je LINET stanica dobivena u testne svrhe od strane Sveučilišta u Munchenu, detaljna specifikacija o načinu prijenosa informacija s LINET stanice u LINET centar nije poznata te ne može točno specificirati kojim protokolom se odvija prijenos. Također, ne može se utvrditi da li se podaci prenose konstantno ili LINET stanica vrši prijenos tek nakon što senzor registira određenu graničnu vrijednost. Točnu specifikaciju klijent dobiva po potpisivanju ugovora.

9

2.4.2. Središnja jedinica LINET sustava i obrada podataka

Podaci koje šalju LINET stanice s pojedinih lokacija putem Interneta, sakupljaju se u LINET centru. U centru se vrši obrada sirovih podataka prikupljenih od strane različitih senzora. Podaci neprestano pristižu u centar, a obrada se vrši u intervalima od jedne minute. U bližoj budućnosti obrada će biti svakih 30 sekundi. Odmah nakon toga dobiveni podaci su dostupni za korištenje, odnosno za proslijeđivanje pretplaćenim klijentima u formatiranom obliku.

Ovaj sustav trenutno može zabilježiti oko 200 pražnjenja u sekundi. Bilo bi moguće detektirati i njihov veći broj, ali se oni za sada ne mogu prenijeti postojećim komunikacijskim vezama do centra.

Izlazni podaci LINET sustava se prema potrebi i dogovoru mogu formatirati i prilagoditi zahtjevima klijenata.

Mogući format izlaznog podatka sustava LINET sadrži slijedeća polja (Tablica 1):

1) Datum – datum zabilježenog udara 2) Vrijeme – točno vrijeme zabilježenog udara generirano u LINET centru 3) Paralela – GPS koordinata (latitude, WGS84 sustav, zapis s decimalnim zarezom) 4) Meridijan – GPS koordinata (longitude, WGS84 sustav, zapis s decimalnim zarezom) 5) Struja – amplituda detektiranog udara u kA 6) Tip – tip izbijanja: oblak-oblak (OO, eng. IC) ili oblak-zemlja (OZ, eng. CG) 7) Visina – izmjerena visina izbijanja u metrima (za slučaj OZ, visina je 0 metara) 8) Greška – pogreška mjerenja u metrima 9) BrSenzora – broj senzora koji su registrirali atmosfersko pražnjenje

Tablica 1 Primjer izlaznog formata sustava LINET

Datum Vrijeme Paralela Meridijan Struja Tip Visina Greška BrSenzora

Izlazne podatke LINET sustava potrebno je prihvatiti i arhivirati na strani klijenta. Kako je riječ o velikoj količini podataka koja pristiže u kratkom vremenskom intervalu (za vrijeme oluja može biti nekoliko desetaka tisuća, a i više, udara), logično rješenje predstavlja spremanje zapisa u bazu podataka. Spremanje u bazu podataka bit će predstavljeno kasnije.

10

3. Geografski informacijski sustavi

Geografski informacijski sustav, nazivan i geoinformaijski sustav, skraćeno GIS, je sustav za upravljanje prostornim podacima i osobinama pridruženih njima. To je računalni sustav sposoban za kreiranje, integriranje, spremanje, uređivanje, analiziranje i prikazivanje geoprostornih informacija. GIS sustavi su alati koji dopuštaju korisnicima stvaranje interaktivnih karata i sadržaja te fleksibilnih upitnika i analiza nad geoprostornim informacijama. Često je podatke prikazane na karti lakše percipirati nego podatke uređene u tablice ili grafove. Za razliku od tipičnih karata koje prikazuju samo prostorne podatke u fiksnom mjerilu, GIS povezuje prostornost podataka s drugim ne-prostornim svojstvima te ih predstavlja u dinamičkom mjerilu. Upravo ta fleksibilnost i povezanost prostornog prikaza sa statističkim podacima čine GIS sustav vrlo traženom tehnologijom u današnjim okruženjima.

Za ostvarivanje dobivenog zadatka koristit će se slijedeća softverska rješenja:

1) AutoCAD Map 3D 2009 – uređivanje i kreiranje geoprostornih podataka 2) Oracle 10g bazu podataka sa spatial4 dodatkom – pohrana geoprostornih i drugih

podataka 3) Autodesk Mapguide Enterprise 2009 – prikaz podataka na web poslužitelju te kreiranje

jednostavnih upita nad podacima 4) Autodesk Mapguide Studio 2009 – uređivanje prikaza podataka na Mapguide Enterprise

2009 poslužitelju

3.1. Plan pripreme podataka

Ideja ovoga rada je napraviti sustav koji će pohraniti podatke o atmosferskim pražnjenjima te pokazati kako se ti podaci mogu primjeniti na elektroenergetski sustav Hrvatske elektroprivrede. U tu svrhu potrebni su ne samo podaci o atmosferskim pražnjenjima, već i podaci o prijenosnoj mreži elektroenergetskog sustava te zemljopisni podaci Republike Hrvatske kao što su državna granica, položaj većih gradova, županijske granice i slično. Kako je ovdje riječ o podacima koji će međusobno prostorno međudjelovati (grad unutar granica države, udar munje u blizini dalekovoda i slično), koristit će se geografski informacijski sustav za rješavanje problema. Klasični podaci će se modelirati u geoprostorne značajke.

3.2. Geoinformacijski podaci

Značajka (eng. feature) je entitet (objekt) s definiranom geometrijom. Geometrija značajke je definirana točkom, linijom i/ili poligonom u dvodimenzionalnom ili trodimenzionalnom prostoru. Slika 10 na sljedećoj stranici prikazuje geometrije koje definiraju značajku u prostoru. Geometrija je podatak vektorskog tipa.

4 Oracle Spatial – skup funkcionalnosti za Oracle baze za baratanje geoprostornim podacima

11

Slika 10 Geometrije značajki (točka, linija i poligon)

3.2.1. Rasterski i vektorski grafički podaci

Valja istaknuti da je geometrija podatak vektorskog tipa. Za razliku od vektorskih podataka, postoje rasterski podaci. Iako se na prikazu mogu činiti vrlo sličnim, vektorski i rasterski podaci se u svojoj suštini jako razlikuju.

Rasterski podaci su definirani kao uređeno polje pravokutnih točaka odgovarajuće boje. Svaka točka ima točno određenu veličinu i položaj. Promjenom mjerila prikaza rasterskog podatka, gubi se na jasnoći. Zbog toga, rasterski podaci nisu primjereni za prikazivanje grafika s promjenjivim mjerilima prikaza.

Vektorski podaci su definirani geometrijskim oblicima kao što su točke, linije i poligoni. Ti geometrijski oblici temelje se na matematičkim funkcijama. Pri svakom prikazu vektorske grafike, grafički program će na osnovi matematičkih formula izračunati na koji način treba prikazati grafiku. Na taj način će prikaz u različitim mjerilima uvijek razultirati jasnom i oštrom slikom.

Prikazana je rasterska i vektorska grafika u prirodnoj veličini te isječak iste grafike u uvećanom mjerilu (Slika 11) za vektorski (eng. vector) i rasterski (eng. bitmap) prikaz.

Slika 11 Razlika prikaza rasterske i vektorske grafike u povećanom mjerilu

12

3.2.2. Svojstva značajki

Osim geometrije, koja značajku smješta u prostor, značajka može posjedovati i neka druga svojstva kao što su naziv, tip, identifikator i drugo. Osim toga, značajka može sadržavati drugu značajku i nasljediti njezina svojstva. Npr. možemo definirati značajku ulica koja će imati svoju geometriju i naziv te u njoj definirati značajke pločnik i kolnik koje će imati vlastite geometrije i svojstva. U tom pogledu značajke geografskih informacijskih sustava ponašaju se kao objekti u objektno orijentiranoj paradigmi. Slika 12 pokazuje primjer definirane klase značajki s pripadajućim svojstvima.

Slika 12 Primjer definirane klase značajki

Definirana je klasa značajki za predstavljanje dalekovoda od 220kV. Klasa značajki ima svoj jedinstveni identifikacijski broj (eng. FeatId, od Feature ID), naziv (predstavljen nizom od 50 znakova, eng. string) te geometriju. Geomoetrija značajki koje će predstavljati dalekovode je predstavljena linijom (eng. curve) u dvodimenzionalnom prostoru.

Kako je riječ o prostorno postojanim podacima, potrebno ih je georeferencirati.

Georeferenciranje je postupak modeliranja podataka u kojemu se podatku definira njegova prostorna postojanost. Kako bi podaci iz različitih izvora bili valjano raspoređeni u prostoru, potrebno je definirati zajednički referentni sustav. Za potrebe ovoga rada podaci će biti definirani u WGS84 geodetskom referentnom koordinatnom sustavu.

World Geodetic System je standard za korištenje u kartografiji, geodeziji i navigaciji. Njegova zadnja revizija WGS84, standard predstavljen u 1984. godini (zadnji put revidiran u 2004. godini) bit će valjan do 2010. godine. WGS84 je geodetski referentni koordinatni sustav korišten u GPS (Global Positioning System) sustavima.

Ukratko, podaci se pretvaraju u značajke pridružujući im geometriju. Definira se zajednički geografski referentni sustav. Nakon toga značajke se georeferenciraju kako bi postale valjano definirane u prostoru i mogle ispravno međudjelovati.

13

3.3. Kreiranje značajki

Za potrebe rada potrebno je izraditi podatke koji se mogu podijeliti u tri skupine:

1) geografski podaci o Hrvatskoj 2) podaci o prijenosnom elektroenergetskom sustavu Hrvatske elektroprivrede

a. trafostanice od 110kV na više b. dalekovodi od 110kV, 220kV i 400kV

3) podaci o atmosferskim pražnjenjima dobiveni iz LINET sustava

Za uređivanje i kreiranje značajki koristit će se Autodeskov alat AutoCAD Map 3D 2009. Iako AutoCAD Map 3D 2009 ima mogućnost povezivanja s bazom podataka i kreiranja značajki direktno u bazi podataka, neće se koristiti ta mogućnost prilikom kreiranja značajki. Podaci će se najprije urediti lokalno na klijentskom računalu na kojem je instaliran AutoCAD Map 3D 2009. Tek nakon što podaci budu posve uređeni, odradit će se prebacivanje podataka s klijentskog računala u bazu podataka.

3.3.1. O AutoCAD Map 3D 2009 alatu

AutoCAD Map 3D predstavlja inžinjersku platformu za izradu i baratanje geoprostornim podacima, stvaranje preciznih karata i vršenje GIS analiza. Baziran je na AutoCAD kompletu funkcionalnosti na koje dodaje GIS alate. Podržava brojne GIS formate te spajanje na različite baze podataka. Podržava višekorisnički rad te dolazi s ugrađenom opcijom za jednostavno i brzo publiciranje sadržaja na web putem Autodeskovog alata za web prikaz Autodesk Mapguide 2009 Enterprise.

Mogućnosti AutoCAD Map 3D 2009 zbog kojih je odabran kao programsko rješenje ovog problema su:

- uređivanje podataka unutar DWG5 formata - mogućnost konverzije podataka iz DWG format u SDF6 (kasnije i u FDO7 konekciju na

bazu) - mogućnost definiranja novih značajki te pohrana u SDF - mogućnost povezivanja na Oracle bazu podataka putem ugrađenog Autodeskovog FDO

providera - vrlo jednostavno prebacivanje značajki iz SDF datoteka u Oracle bazu putem FDO

providera - direktan pristup podacima na Oracle bazi te mogućnost editiranja u realnom vremenu - jednostavna publikacija podataka na Autodeskov webGIS poslužitelj Mapguide

Enterprise 2009 - postojanje studenske licence za potrebe korištenja unutar akademske zajednice

Autodesk AutoCAD Map 3D zahtjeva Windows XP operativni sustav ili noviji te Pentium 4 ekvivalent ili jače računalo s minimalno 1GB radne memorije.

5 DWG – od eng. drawing, Autodeskov format za pohranu rasterskih i vektorskih crteža 6 SDF – Spatial Data File, Autodeskog format za pohranu geoprostornih podataka 7 FDO – Feature Data Object, sučelje za korištenje , definiranje i analiziranje geoprostornih podataka

14

Spatial Data File (SDF) je Autodeskov format za spremanje geoprostornih vektorskih podataka u repozitorij (spremište) baziran na datotekama. U SDF datoteci pohranjene su značajke kreirane iz geometrija s pridruženim identifikatorima (jedinstveni ključ u obliku cijelog broja). Pored toga, sadrži i druga svojstva značajki ukoliko ih značajke imaju. SDF datoteka također definira dodatne parametre nužne za ispravno pozicioniranje podataka u prostoru kao što su: geografski koordinatni sustav, geodetski datum, sferoid i projekcija.

DWG (od crtež, eng. drawing) je format za pohranu dvo i trodimenzionalnih tehničkih crteža, praktički standard za pohranu crteža kreiranih raznim CAD8 alatima.

3.3.2. Geografski podaci Hrvatske

Za izvor geografskih podataka Hrvatske korištena je datoteka hr_wgs84.dwg koja sadrži georeferencirane vektorske podatke (geometrije) o:

- morskoj granici države i županija - kopnenoj granici države, županijskoj granici i otocima - cestama, prugama i rijekama unutar Hrvatske i susjednih država - lokacijama i nazivima većih i manjih gradova Hrvatske te većim gradovima susjednih

država

Podaci su georeferencirani u WGS84 sustavu te podjeljeni u slojeve (eng. layers) tako da svaki sloj sadrži po jednu klasu značajki.

Slika 13 Slojevi (eng. layers) hr_wgs84.dwg datoteke

Slika 13 pokazuje prikaz slojeva hr_wgs84.dwg datoteke u AutoCAD Map 3D 2009 okruženju koja sadrži vektorske geografske podatke Hrvatske.

8 CAD – Computer-aided design, kompjuterski potpomognuto crtanje

15

Slojevi:

1) sloj 0 – osnovni sloj svakog dwg dokumenta - ne sadrži podatke

2) sloj CESTE – sadrži geometrije cesta - geometrije definirane linijama

3) sloj grad_ino – sadrži geometrije inozemnih gradova u susjednim državama - geometrije definirane poligonima

4) sloj grad_manji – sadrži geometrije manjih gradova Republike Hrvatske - geometrije definirane krugom (poligon)

5) sloj grad_veći – sadrži geometrije manjih gradova Republike Hrvatske - geometrije definirane poligonima

6) sloj granica – sadrži geometriju morske državne i morskih županijskih granica - geometrije definirane linijama

7) sloj hr – sadrži geometrije županijskih granica i otoka - geometrije definirane linijama

8) sloj naziv_ino – sadrži tekst s nazivom inozemnih gradova u susjednim državama - tekstualni zapis s koordinatama točke koja ga smješta u prostor

9) sloj naziv_manji – sadrži tekst s nazivom manjih gradova Republike Hrvatske - tekstualni zapis s koordinatama točke koja ga smješta u prostor

10) sloj naziv_veci – sadrži tekst s nazivom većih gradova Republike Hrvatske - tekstualni zapis s koordinatama točke koja ga smješta u prostor

11) sloj PRUGE – sadrži geometrije pruga - geometrije definirane linijama

12) sloj RIJEKE – sadrži geometrije rijeka - geometrije definirane linijama

3.3.3. Uređivanje gografskih podataka Hrvatske pomoću AutoCAD Map 3D 2009

Podaci o cestama, prugama, rijekama i gradovima su već u željenom obliku te njih ne treba dodatno uređivati. No, može se vidjeti da su županije i otoci definirani linijama. Međutim, navedene značajke potrebno je prikazati kao poligone. Zbog toga je potrebno modificirati podatke u sloju hr.

Prvo treba isključiti prikaz ostalih slojeva te ostaviti jedino sloj hr u prikazu. Pozvati naredbu MapPolylineToPolygon u AutoCAD komandnoj liniji, označiti sve geometrije u navedenom sloju te potvrditi unos.

AutoCAD će izvršiti konverziju zatvorenih linija u poligone.

16

Command: MapPolylineToPolygon Select objects: Specify opposite corner: 882 found Select objects: Please wait... 882 polygons created, 0 filtered out, 882 source objects erased.

Izmjene su pohranjene u novoj datoteci hr_poligoni_wgs84.dwg. Rezultirajuće geometrije (Slika 14) sada su poligoni spremni za pohranu u bazu.

Slika 14 Poligoni koji predstavljaju županije i otoke Republike Hrvatske

Osim toga, potrebno je kreirati sloj koji će prikazivati cjelokupni teritorij Republike Hrvatske. U tu svrhu, potrebno je otvoriti hr_wgs84.dwg datoteku te ključiti prikaz sloja hr i granica koji predstavljaju geometrije kopna i otoka Hrvatske te morsku granicu, a sve ostale slojeve isključiti. Kako su geometrije županija trenutno predstavljenje zatvorenim kompleksnim linijama (predočene s više različitih funkcija), a želi se prikazati samo rub Hrvatske, odnosno njenu državnu granicu, potrebno je označit sve geometrije u ta dva sloja te odabrati opciju explode.

Opcija explode rastavit će odabrane geometrije na njihove sastavne dijelove, odnosno svaka zasebna funkcija koja je predstavljala dio složene linije postat će zasebna linija. Treba obrisati sve linije koje ne čine vanjsku granicu (kopnenu i morsku) čime će ostati samo linije za prikaz državne granice. Sada treba linije spojiti natrag u složenu liniju.

Poziva se naredba pedit kojom se editiraju složene linije. Označi se jedna jednostavna linija (opisana jednom funkcijom) na što će AutoCAD pitati da li liniju treba pretvoriti u složenu liniju (polyline). Potrebno je odgovoriti potvrdno. Nakon toga odabire se opcija join kojom se novoj složenoj liniji dodaju dodatni elementi koji se spajaju u složenu liniju. Izabiru se linije koje će činiti geometriju državne granice.

17

Command: pedit Select polyline or [Multiple]: Object selected is not a polyline Do you want to turn it into one? <Y> Enter an option [Close/Join/Width/Edit vertex/Fit/Spline/Decurve/Ltype gen/Undo]: j Select objects: Specify opposite corner: 16568 found 16568 segments added to polyline

Sada preostaje da se kreirana složena linija (eng. polyline) pretvori u poligon. Kako je taj postupak već naveden, neće se ovdje ponovno opisivati. Slika 15 prikazuje rezultirajuću geometriju.

Slika 15 Poligon koji označava teritorij Republike Hrvatske

3.3.4. Pohranjivanje geoprostornih podataka Republike Hrvatske

Nakon što su svi potrebni podaci uređeni, potrebno je u AutoCAD Map 3D 2009 otvoriti DWG datoteke u kojima su pohranjene geometrije. Iako Spatial Data File podržava pohranu različitih klasa značajki unutar jedne SDF datoteke, u postupku će svaka klasa (predstavljena jednim slojem u DWG datoteci) biti pohranjena u zasebnu SDF datoteku. Glavni razlozi su preglednost, mogućnost upotrebe pojedinih klasa bez potrebe za dobavljanjem svih klasa spojenih unutar jedne SDF datoteke u drugim projektima te brži pristup podacima s udaljenih mjesta (u slučaju sporijih Internetskih veza).

Unutar AutoCAD Map 3D 2009 konverzija DWG crteža u Autodesk Spatial Data File je jednostavna:

1) File => Convert DWG to => Autodesk SDF 2) upis imena datoteke u koju se želi pohraniti značajke 3) označi se sloj u kojem se nalaze geometrije koje se žele pohraniti 4) potvrdi se unos

18

Postupak je potrebno ponoviti za svaki sloj koji se želi pohraniti u Spatial Data File obliku. Za potrebe rada pohranit će se sljedeće:

- značajke cesta => ceste.sdf - značajke pruga => pruge.sdf - značajke rijeka => rijeke.sdf - značajke većih gradova => grad_veci.sdf - značajke koje opisuju kopno i otoke => hr.sdf - značajka teritorija Republike Hrvatske => hr_povrsina.sdf

3.3.5. Geografski podaci prijenosnog sustava Hrvatske elektroprivrede

Kao izvor geografskih podataka o prijenosnom sustavu Hrvatske elektroprivrede koristit će se rezultati završnog projekta iz predmeta Geografski informacijski sustavi, akademska godina 2007./2008., koji je izradila grupa studenata.

Njihov je zadatak bio kreirati geometrije za objekte prijenosne mreže elektroenergetskog sustava Rapublike Hrvatske te ih povezati s priloženim statističkim podacima o navedenim objektima. Uređene podatke trebalo je pohraniti u shapefile formatu.

Shapefile (SHP) je format za pohranu geoprostornih podataka u spremišta baziranih na datotekama. Svojom konstrukcijom vrlo je sličan Autodeskovom SDF formatu, no ograničen je pohranom samo jedne klase značajki po SHP datoteci. Osim toga, unutar same SHP datoteke nalaze se samo svojstva značajki (geometrije i drugi statistički podaci tipa integer, string, double i dr.) dok se indeksi, geografski koordinatni sustav, geodetski datum, projekcija i ostali parametri pohranjuju u zasebne datoteke koje mogu, ali i ne moraju, biti korištene uz SHP datoteku.

Korištene SHP datoteke:

1) DV_110kV.shp => predstavljaju klasu značajki dalekovoda od 110kV 2) DV_220kV.shp => predstavljaju klasu značajki dalekovoda od 220kV 3) DV_400kV.shp => predstavljaju klasu značajki dalekovoda od 400kV 4) TS.shp => predstavljaju klasu značajki trafostanica od 110kV i iznad

Geometrije dalekovoda su predstavljene linijama, a geometrije trafostanica su predstavljene točkama.

Osim geometrija, u SHP datotekama je pohranjeno mnogo ne-geometrijskih podataka. Tu su nazivi pojedinih trafostanica i trasa dalekovoda te statistički podaci prosječnih i maksimalnih opterećenja pojedinih dijelova prijenosnog sutava za razdoblje od nekoliko proteklih godina. Ti podaci nisu zanimljivi te se neće koristiti.

19

Postupak kreiranja klasa značajki sa željenim svojstvima (Slika 16):

1) u AutoCAD Map 3D 2009 kreira se nova prazna SDF datoteka. - Schema9 => Create SDF - izabere se naziv datoteke koja se želi kreirati - izabere se koordinatni sustav u kategoriji Lat Longs pod nazivom LL84 koji je

baziran na WGS84 datumu

2) definiraju se željene klase značajki - dv110kv - dv220kv - dv400kv - trafostanice

3) klasi dv110kv definiraju se željena svojstva a. FeatId – primarni ključ, autogenerirana jedinstvena vrijednost tipa integer b. Naziv – naziv dalekovoda, niz znakova maksimalne duljine 50 znakova

(string[50]) c. Geometry – geometrija dalekovoda definirana 2D linijom

4) klasi dv220kv definiraju se željena svojstva => identično kao za klasu dv110kv

5) klasi dv400kv definiraju se željena svojstva => identično kao za klasu dv110kv

6) klasi Trafostanice definiraju se željena svojstva a. FeatId – primarni ključ, autogenerirana jedinstvena vrijednost tipa integer b. Naziv – naziv trafostanice, niz znakova maksimalne duljine 50 znakova

(string[50]) c. Naponi – nazivni naponi trafostanice, niz znakova maksimalne duljine 50

znakova (string[50]) d. Geometry – geometrija trafostanice definirana 2D točkom

Slika 16 Definiranje klasa i svojstva značajki pomoću Schema Editora

9 Schema – Database schema – definicija strukture baze opisana formalnim jezikom

20

7) nakon što su definirane željene klase značajki, podatci iz SHP datoteka mogu se kopirati

u pripremljenu praznu SDF datoteku. U AutoCAD Map 3D 2009 označi se Map Explorer u Task Pane prozoru te odabire opcija Tools => Bulk Copy

8) u novootvorenom prozoru označi se izvorište i odredište podataka. U izvorištu se označe klase značajki i svojstva koja se žele kopirati. U odredištu se odaberu odgovarajuće klase i svojstva značajki u koje se žele spremiti podaci iz izvorišta (Slika 17). Kako će prilikom kreiranja klase u SDF datoteci automatski biti dodan identifikator, podatak FeatId iz odredišta nije potrebno označiti.

Slika 17 Kopiranje značajki iz izvorišta (SHP datoteke) u odredište (SDF datoteka)

9) Podaci su kopirani. Novokreirana SDF datoteka koja sadrži klase dv110kv, dv220kv dv400kv i trafostanice može se pohraniti. Zatvori se konekcija na SHP datoteke te u AutoCAD Map 3D 2009 ostaje otvoren prikaz podataka iz nove SDF datoteke (Slika 18).

Slika 18 Prikaz značajki kopiranih u SDF datoteku

21

Ovdje će se ponovno, radi veće fleksibilnosti pri baratanju podacima s klijentskog računala na poslužitelj s bazom podataka i eventulanoj primjeni podataka u stranim projektima, svaka klasa značajki pohraniti u zasebnu SDF datoteku (Slika 19).

Slika 19 Spremanje svake klase značajki u zasebnu SDF datoteku

Ovim postupkom kreirane su datoteke:

1) dv110kv.sdf 2) dv220kv.sdf 3) dv400kv.sdf 4) trafostanice.sdf

U gore navedenim datotekama pohranjene su uređene značajke koje će se koristiti u bazi podataka geografskog informacijskog sustava.

Preostaje još oblikovati klasu značajki za pohranu informacija o atmosferskim pražnjenjima.

3.3.6. Uređivanje podataka o atmosferskim pražnjenjima LINET sustava

U prethodno opisanom poglavlju o sustavu za registraciju atmosferskih pražnjenja LINET, spomenuto je kakav će otprilike biti format podataka koji će pristizati iz LINET centra te je rečeno da će se podaci moći u određenoj mjeri prilagoditi zahtjevima korisnika. Sve što je za sada poznato o podacima koji će dolaziti iz LINET centra je primjer tablice s nazivima polja (Tablica 2).

Tablica 2 Primjer formata podataka LINET sustava

Datum Vrijeme Paralela Meridijan Struja Tip Visina Greška BrSenzora

22

Kako nije poznato u kojem će točno formatu biti zapisani datum i vrijeme udara dobiveni od LINET sustava, napravit će se mala redundancija i datum spremiti kao tip date i kao tip string. Osim toga, Autodesk Mapguide Enterprise 2009, rješenje koje će se koristiti za web prikaz geoinformacijskog sustava pokazao je manji problem pri prezentiranju date tipova podataka.

Uz to, za značajku koja će predstavljati informacije o atmosferskim pražnjenjima (dalje u tekstu – udari) potrebno je definirati geometriju značajke udari.

Geometrija značajke udari bit će predstavljena točkom u dvodimenzionalnom prostoru. LINET sustav računa lokaciju udara na osnovi GPS koordinata. Kako GPS sustav koristi WGS84 referentni model, podatke o paraleli (latitude) i meridijanu (longitude) mogu se izravno koristiti za računanje geometrije točke udara.

Za kreiranje klase udara koristit će se ponovno AutoCAD Map 3D 2009 u kojemu će se napraviti nova SDF datoteku postupkom objašnjenim u odjeljku 3.3.5. Također će se koristiti LL84 koordinatni sustav (WGS84 geodetski datum).

Definirana su sljedeća svojstva značajke udara (Slika 20):

1) FeatId – jedinstveni identifikator značajke (autogenerate, unique, not null, vrijednost tipa integer)

2) Datum – datum udara zapisan u date tipu (format – YYYY-MM-DD HH24:MI:SS) 3) DateString – datum udara zapisan kao niz znakova (string) 4) Longitude – zemljopisna širina u zapisu s decimalnom točkom, WGS84 sustav (tipa

double) 5) Latitude – zemljopisna dužina u zapisu s decimalnom točkom, WGS84 sustav (tipa

double) 6) Tip – niz znakova (string) dužine 2 znaka (moguće vrijednosti unosa: IC i CG) 7) Struja – cijeli broj (integer), struja registriranog udara izražene u kA 8) Visina – cijeli broj (integer), visina registriranog udara u metrima 9) Greska – cijeli broj (integer), procjenjena greška pri određivanju lokacije udara izražene

u metrima 10) BrSenzora – cijeli broj (integer), broj senzora koji su registrirali udar 11) Geometry – geometrija tipa točka (point), dvodimenzionalna, generirana iz podataka

Latitude i Longitude

Slika 20 Definicija klase udara

23

U kreiranu klasu značajke udari.sdf neće se unositi nikakve značajke, već će datoteka udari.sdf sadržavati samo definiciju referentnog koordinatnog sustava te definiciju klase značajke udari. Ta datoteka će se iskoristiti za kreiranje potrebnih objekata za pohranu udara u Oracle bazi podataka.

3.4. Podaci pripremljeni za unos u bazu podataka

Objašnjen je postupak kreiranja i uređivanja svih potrebnih geoinformacijskih podataka. Svi podaci uređeni su i pohranjeni u Autodeskov Spatial Data File format. Unutar SDF formata, za svaku klasu značajki definiran je jedinstveni referentni koordinatni sustav WGS84, definirana je točna struktura svake značajke te su pohranjene vrijednosti značajki koje će se pohraniti u bazu geoinformacijskog sustava.

Kreirane datoteke su:

Skupina datoteka s klasama značajki o geografskim podacima Hrvatske:

1) ceste.sdf 2) pruge.sdf 3) rijeke.sdf 4) grad_veci.sdf 5) hr.sdf 6) hr_povrsina.sdf

Skupina datoteka s klasama značajki o prijenosnom elektroenergetskom sustavu:

7) dv110kv.sdf 8) dv220kv.sdf 9) dv400kv.sdf 10) trafostanice.sdf

Datoteka s klasom značajki o udarima:

11) udari.sdf

Podaci iz gore navedenih datoteka pomoću AutoCAD Map 3D 2009 programskog alata mogu se prebaciti u Oracle bazu koja će biti postavnjena na poslužitelj. O korištenju baze podataka za pohranu geoprostornih podataka više u sljedećem poglavlju.

24

4. Baza podataka

Geografski informacijski sustavi mogu koristiti razne oblike za pohranu geoprostornih podataka, no punu snagu dobivaju povezivanjem s bazom podataka. Dok klasične baze podataka mogu baratati s različitim numeričkim i znakovnim tipovima podataka, potrebno je implementirati dodatnu funkcionalnost da bi baza mogla baratati geoprostornim podacima. Baza koja je u stanju pohraniti geoprostorne podatke i vršiti upite nad naziva se geoprostornom bazom podataka10.

Geoprostorna baza podataka u stanju je koristiti geometrijske tipove podataka za predstavljanje objekata u prostoru kao što su točke, linije i poligoni. Osim toga, u geoprostornim bazama podataka moguće je koristiti i standardne ne-geometrijske podatke tipične za klasične baze podataka.

Zbog strukture prostornih podataka oni se prirodno ne mogu smjestiti u tablice relacijskih baza podataka. Osim toga klasični indeksi u relacijskim bazama nisu optimalni za indeksiranje prostornih podataka. Zbog toga se geoprostorne baze temelje na objektno-relacijskim bazama podataka. Značajke (eng. feature) se koriste za reprezentaciju objekata, a atributi opisuju značajke svojstvima.

Prednosti korištenja baza podataka za pohranu geoinformacija nad pohranom baziranoj na datotekama ima mnogo. Primarna prednost geoprostorne baze je što omogućuju izgradnju GIS sustava na postojećim mogućnostima objektno-relacijskog sustava za upravljanje bazom podataka. To znači i mogućnost korištenja SQL jezika za baratanje geoprostornim podacima što predstavlja vrlo moćan i brz način za kreiranje složenih geoprostornih upita i analiza. Osim toga baza podataka nudi optimalni pristup podacima koji je višestruko brži u radu s velikim količinama podataka te omogućuje istovremeni višekorisnički rad nad goeprostornim podacima bez konflikta.

U sklopu ovoga rada može se reći da postoje dva tipa podataka koje je potrebno pohraniti u bazu.

Prvi tip čine podaci o području Hrvatske, cestama, rijekama, prugama, gradovima i sl. te podaci o prijenosnom elektroenergetskom sustavu Hrvatske elektroprivrede. Tih podataka će biti relativno manji broj te se u većoj mjeri neće puno mijenjati. Eventualno izgradnjom nove trafostanice, dalekovoda i slično će se vršiti izmjena nad tom skupinom podataka. Ti podaci, dakle, mogu se nazvati statičnima i relativno ne zahtjevnima.

Drugi tip podataka bit će podaci o udarima munja. Iako je riječ o samo jednom relativno jednostavnom tipu podataka (točkasta geometrija s nekoliko pridruženih svojstava), ti podaci će se neprestano ažurirati. Prirodu generiranja podataka o udarima možemo pretpostaviti. Za vremena kada nema oluja podaci se neće mijenjati, no za vrijeme olujnih dana možemo pretpostaviti da će se unijeti i do nekoliko desetaka tisuća novih zapisa. Iz toga razloga vidimo da pohrana u baze bazirane na datotekama (SDF, SHP i slično) ne bi pružile zadovoljavajuće performanse. Mogućnost baratanja s velikim količinama podataka te korištenje prostornih indeksa koje koriste geoprostorne baze podataka čine ih idealnim izborom za ostvaranje zadanog problema.

10 Geoprostorna baza podataka – eng. Geodatabase, Spatial database

25

4.1. Odabir baze podataka i potrebne sklopovske opreme

Pri odabiru baze za geografski informacijski sustav tražen je proizvod koji će biti podržan od svih alata koji će se koristiti kako na strani poslužitelja tako i na strani klijenta.

U početku je odlučeno koristiti Oracle XE bazu podataka koja predstavlja Oracle 10g besplatnu distribuciju, vrlo jednostavljih karakteristika te ograničenih mogućnosti. Oracle XE je pisana u 32 bitnom okruženju, instalacija ne zauzima više od 150 MB diskovnog prostora, ograničena je na rad s jednom procesorskom jedinicom te može koristiti najviše 1 GB radne memorije. Pored toga, nije u stanju pohraniti i baratati s više od 4 GB pohranjenih korisničkih informacija. Kako je trenutno raspoloženi poslužitelj bio temeljen na jedno-procesorskom sustavu s 1 GB radne memorije i 20 GB diskovnog prostora te pogonjen 32 bitnom verzijom Windows 2003 operacijskog sustava, smatrano je da će Oracle XE biti dobar izbor za korištenje na ponuđenoj hardverskoj opremi, barem u prvoj fazi izrade i korištenja sustava s kojom bi predstavili njegov rad.

Iako je pohranjivanje geoprostornih podataka kreiranih u prethodnim koracima u Oracle XE uspjelo, rad s podacima iz postavljene baze bio je vrlo usporen. Osim toga, Oracle XE nema integriranu geoprostornu (eng. spatial) komponentu koja bi omogućavala ugradnju funkcionalnosti na razini baze pri baratanju podacima. Kako je već ranije predviđeno da će podataka o udarima munja biti velik broj, ova stavka se činila jako bitna za kasniji tijek razvoja sustava, ukoliko će se sustav koristiti u produkciji.

Kako Oracle XE nije zadovoljavao, a uvidjelo se i da trenutni hardverski resursi nisu dovoljni za realizaciju planiranog sustava, bilo je potrebno vratiti se i ponovno izabrati odgovarajuću bazu te ovoga puta odabrali i potrebnu sklopovsku i programsku (operacijski sustav) podršku. Sada je bilo jasno da je potrebna baza koja uključuje geoprostornu komponentu, koja će biti u stanju baratati s većom količinom radne memorije te neće biti u toj mjeri ograničena u pohrani podataka.

Pribavljeno je računalo (u daljnjem tekstu poslužitelj) s četverojezgrenom 64 bitnom procesorskom jedinicom, 4 GB radne memorije te jednim fizičkim tvrdim diskom koji je podijeljen na dvije particije. Jedna particija za operacijski sustav, druga za bazu podataka. Za operacijski sustav postavljen je Microsoft Windows Server 2008 Enterprise 64 bit.

Kao nova baza izabrana je Oracle Database 10g Release 2 (10.2.0.3/10.2.0.4) for Microsoft Windows Vista and Windows 2008 (ubuduće Oracle 10gR2). Navedena baza dolazi s uključenom geoprostornom komponentom te praktički nema ograničenja koja bi se mogla dokučiti korištenjem sustava za potrebe ovoga rada. Navedena baza je besplatna za korištenje u akademske svrhe u svom Standard Edition obliku. Razlike u odnosu na Enterprise Edition su za potrebe ovoga rada zanemarive (podrška za više od 4 procesorske jedinice, ograničenje podataka preko 500 GB po bazi, podrška za cluster sustave i sl.).

Oracle 10gR2 s geoprostornim dodatkom nudi napredne geoprostorne mogućnosti u podršci GIS aplikacija. Oracle Spatial proširuje jezgrenu funkcionalnost Oracle baze geoprostornim funkcijama kao što su prostorne analize, izgradnja buffer11-a, prostorne agregacije, izračuni duljina i površina i linearno referenciranje. Također, nudi podršku za rad georeferenciranim rasterskim slikama, omogućava korištenje mrežnog i topološkog modela za predstavljanje objekata i njihovih veza, ima ugrađene prostorne analitičke funkcije za klasifikaciju, asocijaciju, prostornu korelaciju objekata.

11 Buffer – tampon zona, u navedenom kontekstu

26

Oracle je član Open Geospatial Consortium (OGC), internacionalnog tijela za donošenje standarda za geoprostorne sadržaje i usluge, procesiranje i razmjenu GIS podataka. Oracle Spatial u svojoj verziji Oracle 10gR1 podliježe OpenGIS Simple Features specifikaciji za SQL te podržava novi OGC Geographic Markup Language (GML). Objektno-relacijski model korišten za pohranu geometrije u Oracle Spatial odgovara SQL9212 specifikaciji vezanoj za predstavljanje točaka, linija i poligona.

4.2. Instalacija servera i pokretanje baze podataka

Kako baza već u svom općem obliku podržava rad s prostornim podacima, pored klasične instalacije nije potrebno vršiti nikakve izmjene. Postupak instalacije može se naći na Oracle web stranicama (http://download.oracle.com/docs/html/B13803_01/toc.htm) stoga se ovdje neće opisivati. Navest će se samo par detalja koji su odabrani tokom instalacije:

- naziv baze: lls, na domeni zvne.fer.hr - za pohranu podataka kreirana je zasebna particija na disku i ostavljena je u RAW

formatu; na taj način baza će neovisno o operacijskom sustavu koristiti definirano područje

- za upravljanje pohranom podataka odabrana je opcija Automatic Storage Management čime je upravljanje podacima prepušteno samoj bazi

- odabire se general tip za kreiranje baze podataka (spatial dodatak podržan)

Server s bazom podataka je postavljen i pokrenut. Server baze podataka nalazi se na adresi lls.zvne.fer.hr, a instanca baze zove se lls. Kako je na jednom serveru moguće postaviti više raziličitih baza, pri spajanju na bazu podataka potrebno je navesti adresu servera i instancu baze na koju se spaja. Identifikator je oblika adresa_servera/instanca. U ovom slučaju to je: lls.zvne.fer/lls.

Neposredno nakon instalacije na raspolaganju je korisničko ime sys s lozinkom koja je definirana prilikom instalacije. Preko web preglednika spaja se na Oracle Enterprise Manager, sučelje za kontrolu rada baze podataka. Sučelje je postavljeno na preddefiniranom portu 1158. Odabire se korisničko ime sys s odgovarajućom lozinkom te se spaja u ulozi sysdba – administrator baze podataka (Slika 21). Nakon uspješne autorizacije otvara se sučelje s pregledom općih informacija o bazi (Slika 22).

Slika 21 Oracle Enterprise Manager - login

12 SQL92 – standard programskog jezika za izvođenje upita, baratanje podatak i upravljanje bazama podataka

27

Slika 22 Oracle Enterprise Manager - početna stranica

4.2.1. Kreiranje novog korisnika u Oracle bazi

Kako bi se moglo spojiti na bazu podataka i spremiti ili dohvatiti podatke za korištenje u GIS sustavu, AutoCAD Map 3D 2009 programskom alatu i nekom trećem klijentu za spajanje na bazu, potrebno je kreirati korisničko ime i lozinku u tu svrhu.

U Oracle Enterprise Manager sučelju koje prikazuje instancu baze lls, izabire se Administration opcija. Otvara se nova stranica (Slika 23).

Slika 23 Oracle Enterprise Manager – Administracija

28

Potrebno je odabrati opciju Schema => Users čime se otvara stranica za rukovođenje korisnika. Označava se korisnik Scott – preddefinirani korisnički račun kreiran pri instalaciji baze podataka i nakon toga odabre akcija Create like.

U novootvorenom prozoru unosi se korisničko ime i lozinka te je potrebno status promijeniti u Unlocked (otključan), čime će novi korisnički račun biti aktiviran (Slika 24). Ostale postavke nije potrebno mijenjati. Naknadno, nakon što iz AutoCAD Map 3D 2009 programa kreiramo potrebne strukture za pohranu geoprostornih podataka u bazi, potrebno je korisniku dodjeliti prava nad novodefiniranom strukturom (schema unutar baze podataka).

Slika 24 Kreiranje novog korisnika s korisničkom razinom prava

Sada kada je baza spremna za korištenje potrebno je u nju ubaciti podatke koji su prethodno pripremljeni. Prije samog ubacivanja podataka u bazi je potrebno definirati potrebne strukture i objekte koji će se koristiti. Autodesk Mapguide Enterprise 2009 server koji će biti koršten za prikaz geoinformacija na webu i Autodesk AutoCAD Map 3D 2009 koriste isti Autodesk FDO Provider for Oracle. Riječ je o skupu instrukcija za povezivanje na Oracle baze podataka, za čitanje i pisanje prostornih i ne-prostornih podataka iz navedenih baza koji podržavaju korištenje prostornih indeksa.

4.3. Priprema klijenta za spajanje na bazu

Za povezivanje na bazu s klijentskog računala potrebno je instalirati Oracle 10g Client, u verziji koja odgovara operacijskom sustavu na klijentskom računalu. Iz paketa dovoljno je instalirati samo Instant Client, skup procedura za spajanje na Oracle bazu. Oracle 10g Client može se dohvatiti na službenim Oracle web stranicama (http://www.oracle.com/technology/software/products/database/index.html).

Nakon instalacije potrebno je editirati PATH sistemsku varijablu dodavanjem puta do instalacije Oracle 10g klijenta. U Windows XP operacijskom sustavu postupak je sljedeći:

29

1) Start => Settings => Control Panel => System 2) odabrati list Advanced te u njemu gumb Enviroment Variables 3) u polju System variables označiti varijablu PATH i pritisnuti Edit 4) na kraj dodati put do mjesta instalacije Oracle 10g klijenta i put do /bin poddirektorija

unutar instalacije

Kako je na klijentskom računalu Oracle 10g klijent instaliran na lokaciji:

D:\oracle\product\10.2.0\client_1

U PATH varijablu (Slika 25) je potrebno dodati:

D:\oracle\product\10.2.0\client_1\bin;D:\oracle\product\10.2.0\client_1;

Slika 25 Uređivanje PATH sistemske varijable unutar Windows XP operacijskog

sustava

Nakon ponovnog pokretanja Windowsa, klijent je spreman za povezivanje na Oracle 10g R2 bazu podataka.

4.4. Unos podataka u bazu

Definiranje scheme, relacija, klasa prostornih podataka, prostornih indeksa može se napraviti na više načina. Kako će se na bazu spajati iz Autodeskovog Mapguide poslužitelja pomoću Autodesk FDO Provider for Oracle te je potrebno podatke pripremljene u AutoCAD-u pohraniti u bazu, sve potrebne korake za pripremu baze i unos podataka moguće je na jednostavan način ostvariti upravo iz AutoCAD Map 3D 2009 programskog alata.

U AutoCAD Map 3D 2009 otvara se nova konekcija na podatke – Connect to data.

30

Iz liste ponuđenih providera (pružatelja) izabire se Add Oracle Connection pomoću Autodesk FDO Provider for Oracle.

Naziv konekcije nije bitan pa ostavljamo ponuđenu vrijednost.

Naziv usluge (Service name) je adresa servera s instancom baze koja se namjerava koristiti: //lls.zvne.fer.hr/lls

Otvara se prozor za autorizaciju korisnika. Potrebno je upisati korisničko ime i lozinku korisnika s administratorskim ovlastima kako bi bilo moguće kreirati novu schemu, indekse i klase objekata koji će se koristiti u daljem radu. Taj proces nije moguće ostvariti s manjom razinom prava.

Pod Data store odabiremo Add new store...

Otvara se novi prozor Create Data Store (Slika 26) u kojem se definiraju parametri spremišta koje će se kreirati.

Slika 26 Izrada spremišta za pohranu podataka u Oracle bazi

Definira se naziv: oraclells, lozinka za pristup te opcionalno i opis.

Nakon toga određuje se koordinatni sustav u kojem će biti zapisani podaci koji će se koristiti. Tu treba izabrati Longitude / Latitude (WGS84) jer su svi podaci pripremljeni u navedenom sustavu. U kontekstu Oracle baza, koordinatni sustav se naziva SRID – Spatial Reference Identification Number.

Opcionalno se mogu definirati koordinate rubova prostora koji će se koristiti te rezoluciju. Ti podaci mogu se ostaviti na postavljenim vrijednostima.

Zadnja opcija Data store tablespace određuje u koji fizički prostor baza treba pohranjivati podatke. Odabrana je lokacija USERS (korisnici).

Potvrdom će AutoCAD u bazi podataka kreirati novi prostor za podatke oraclells, istoimenog korisnika te pripremiti bazu za korištenje.

Sada se podaci iz SDF datoteka mogu prebaciti u Oracle bazu.

Otvaramo konekciju prema Oracle bazi. U Data Store polju se sada nudi oraclells koje je maloprije kreiran.

31

Pored toga, potrebno je otvoriti konekciju na SDF datoteke iz kojih podatke prebacujemo u bazu. Kako je riječ o prebacivanju podataka veličine od par 100 kilobajta pa sve do nekoliko megabajta, valja prebaciti jednu po jednu SDF datoteku.

U Map Exploreru potrebno je izabrati Tools => Bulk copy.

Za izvor valja označiti konekciju na SDF datoteku, a za odredište konekciju na Oracle bazu. Iz izvorišta treba odabrati podatke koje treba kopirati. Kako u bazi još nema nikakvih podataka, za nazive scheme, klase i svojstava značajki AutoCAD će ponuditi nazive iz izvorišnih podataka. Po želji se nazivi mogu mijenjati. U postupku je schema nazvana lls, a klase i svojstva pridružena klasama ostala su ista kao u SDF datotekama. Slika 27 pokazuje primjer kopiranja podataka o trafostanicama. Postupak valja ponoviti za sve potrebne podatke.

Slika 27 Kopiranje klase značajki trafostanice iz SDF datoteke u Oracle bazu

Nakon što su svi podaci unešeni u Oracle bazu, u AutoCAD Map 3D 2009 može se pogledati prikaz cijelokupne scheme s pripadujućim klasama (Slika 28).

Slika 28 Shema LLS podataka u bazi

32

Sada se konekcije na SDF datoteke mogu zatvoriti i podaci koje smo pripremili i pohranili u bazu mogu se pozvati i pregledati direktno iz baze. U prozoru s konekcijom na bazu mogu se označiti klase koje se žele prikazati (Slika 29).

Slika 29 Učitavanje podataka iz baze u AutoCAD Map 3D 2009

Ovdje se po potrebi podaci mogu uređivati, mijenjati geometrije značajki, mijenjati druga svojstva značajki, dodavati nove značajke, brisati pohranjene značajke i slično. Inicijalno AutoCAD Map 3D 2009 promjene nad podacima sprema interno na klijentskom računalu, a izvršava ih tek nakon potvrde pohrane izmjena u bazu. Osim toga, moguće je namjestiti da se izmjene odvijaju u stvarnom vremenu što će značiti da se svaka promjena nad podacima u AutoCAD-u automatski sprema u bazi podataka.

Prije nego se krene na postavljanje webGIS poslužitelja za prikaz geoprostornih podataka, napravit će se manji zahvat unutar baze nad podacima o udarima munja.

4.5. Dorada putem SQL-a

Kako Oracle baze nemaju ugrađenu mogućnost izrade samopovećavajućih jedinstvenih vrijednosti (eng. autoincrement unique value) koje se koriste kao primarni ključ u tablici sa zapisima udara, potrebno je ručno kreirati željeno svojstvo.

Za spajanje na Oracle bazu podataka te rad na razini SQLa korišteno je programsko rješenje Toad for Oracle 9.6. Iz navedenog programa potrebno se spojiti na bazu podataka lls.zvne.fer.hr/lls korisničnim računom s administratorskim pravima.

33

Potrebno je kreirati sekvencu (niz) brojeva unutar oraclells scheme:

create sequence ORACLELLS.AUTO_INCREMENT_PK_sequence start with 1 increment by 1 nomaxvalue;

Nakon toga potrebno je kreirati okidač koji će pri svakom novom unosu značajke udari dohvatiti slijedeću vrijednost definirane sekvence te iz nje pohraniti vrijednost u identifikator značajke udara – FeatId.

create trigger ORACLELLS.auto_increment_pk_trigger before insert on oraclells.udari for each row begin select ORACLELLS.AUTO_INCREMENT_PK_sequence.nextval into :new.featid from dual; end;

Kako će se nad podacima udari vršiti upiti temeljeni na datumu, valja kreirati dodatni indeks nad svojstvom datum značajki udari.

Create index ORACLELLS.datum_index on ORACLELLS.UDARI (DATUM) LOGGING NOPARALLEL

4.6. Metapodaci geoprostornih podataka

Osim samih podataka koji su pohranjeni u bazi, kreirani su dodatni metapodaci za opis i potporu geoprostornih podataka te podaci nužni za rad same baze. Ti podaci su kreirani tokom izrade same baze, prilikom izrade scheme i spremišta geoprostornih podataka pomoću Autodesk FDO Provider-a i prilikom unosa korisničkih podataka iz SDF datoteka.

4.6.1. Geoprostorne značajke

Tablice klasa CESTE, PRUGE, RIJEKE, GRAD_VECI, HR_POVRSINA, HRV_PODRUCJA (Slika 30).

Slika 30 Tablice CESTE, PRUGE, RIJEKE, GRAD_VECI, HR_POVRSINA,

HRV_PODRUCJA

34

Tablice klasa DALEKOVOD110KV, DALEKOVOD220KV, DALEKOVOD400KV (Slika 31).

Slika 31 Tablice DALEKOVOD110KV, DALEKOVOD220KV, DALEKOVOD400KV

Tablica klase TS (Slika 32).

Slika 32 Tablica TS (trafostanice)

Tablica klase UDARI (Slika 33).

Slika 33 Tablica UDARI

Iz slika se može vidjeti da su pohranom podataka u bazu dodani metapodaci CLASSID i REVISIONNUMBER svim značajkama. Riječ je o metapodacima koji obilježavaju svojstva kreiranih klasa.

35

4.6.2. Oracle Spatial SDO_GEOMETRY tip podataka

Geometrije su reprezentirane složenim podatkovnim tipom SDO_GEOMETRY (Spatial Data Object Geometry).

SDO_Geometry tip definiran je slijedećom strukturom (Slika 34):

SDO_GTYPE predstavlja tip geometrije koja je pohranjena. Definiran je kao četveroznamenkasti cijeli broj formata X00Y gdje X predstavlja dimenzionalnost zapisa (2 – dvodimenzionalna geometrija, 3 – trodimenzionalna geometrija), dok Y predstavlja oblik na kojem se zasniva geometrija. Mogućnosti su:

1 => točka (eng. point), 2 => linija (eng. line), 3 => poligon (eng. polygon), 4=> više točaka (eng. multipoint), 5 => složena linija (eng. Multiline, polyline), 6 => složeni poligon (eng. multipolygon).

SDO_SRID predstavlja identifikacijski broj (integer) korištenog referentnog koordinatnog sustava (Spatial Reference ID).

SDO_POINT predstavlja lokaciju točke s (X, Y i Z) vrijednostima. Geometrija ne mora nužno biti point tipa da bi imala definirane SDO_POINT.X, SDO_POINT.Y i SDO_POINT.Z vrijednosti. U geometrijama opisane linijama i poligonima također može biti definirana lokacija točke (SDO_POINT).

SDO_ELEM_INFO i SDO_ORDINATES predstavljaju strukture za kreiranje složenih geometrija (Slika 35). SDO_ORDINATES sadrže koordinate svih elemenata geometrije, a

SDO_GEOMETRY

SDO_GTYPE SDO_SRID SDO_POINT SDO_ELEM_INFO SDO_ORDINATES

X Y Z

SDO_ELEM_INFO[99]

SDO_ORDINATES[99] SDO_ORDINATES[0]

SDO_ELEM_INFO[0]

...

...

Slika 34 Shema SDO_GEOMETRY strukture

36

SDO_ELEM_INFO specificiraju tip elementa i njihov početak u SDO_ORDINATES strukturi.

Slika 35 vrijednosti SDO_ELEM_INFO i SDO_ORDINATES varijable za jednostavne

geometrije

Složene geometrije sastavljene od više elemenata (točaka, linija ili poligona) sastavljene su od više zapisa unutar SDO_GEOMETRY strukture. Slika 36 prikazuje zapis geometrije jednog 400kV dalekovoda koja je opisana složenim linijama u dvodimenzionalnom svijetu WGS84 (SRID 8307) referentnog koordinatnog sustava.

Slika 36 Zapis geometrije jednog 400kV dalekovoda u Oracle Spatial bazi podataka

37

4.6.3. Metapodaci Oracle Spatial baze

Podaci nužni za rad baze kao što su definicije atrubuta, definicije klasa, tipovi klasa, opcije baze, informacije i opcije scheme, metapodaci prostornih sadržaja, prostorni indeksi (MDRT tablice, Multi Dimensional R-Tree indeksi) također se pohranjuju u bazu u obliku tablica vidljivih korisniku (Slika 37).

Slika 37 Metapodaci geoprostorne baze podataka

38

5. WebGIS

Dasada je opisana priprema geoprostornih podataka i njihova pohrana u geoprostornu bazu podataka. Nakon opisanih radnji potrebno je te podatke prezentirati na webu. Za tu svrhu potreban je webGIS13 poslužitelj.

Uloga webGIS poslužitelja je dohvat geoprostornih podatka i njihov prikaz u obliku dinamičkih karata na web stranici te omogućavanje postavljanja upita nad podacima od strane korisnika. Odnosno, webGIS poslužitelj omogućuje korisnicima na udaljenim lokacijama prikaz karata i geoprostornih podataka, izvršavanje upita nad podacima, kreiranje geoprostornih analiza i dr. bez potrebe da korisnik posjeduje potrebne podatke. WebGIS poslužitelj će sam dohvatiti podatke iz baze podataka, izvršiti potrebne radnje i pripremiti prikaz podataka te ga prikazati na web poslužitelju. Za izvršavanje svojeg zadatka korisniku je jedino potreban web preglednik. Sva ostala funkcionalnost je prebačena na webGIS sustav. Korisnik će poslužitelju poslati zahtjev u HTTP14 obliku. Web poslužitelj će zahtjev prosljediti webGIS poslužitelju koji će obaviti potrebne radnje za dohvat i obradu geoprostornih podataka, pripremit će podatke za prikaz i vratiti ih web poslužitelju koji će HTTP protokolom poslati informacije natrag do klijenta.

U početku izrade GIS sustava potrebnog za ostvaranje zadatka bio je izabran Mapguide Open Source. Kako je navedeni poslužitelj bio korišten u prethodnim projektima, bilo je pretpostavljeno da će biti u stanju obaviti funkcije potrebne za realizaciju ovog zadatka. Mapguide Open Source je otvorenoga koda te besplatan za korištenje. Nažalost, Mapguide Open Source se nije uspio spojiti s Oracle 10gR2 bazom podataka i AutoCAD Map 3D 2009 programskim alatom zbog problema s korištenjem 3rd party15 providera za Oracle. Nakon toga je odlučeno koristiti komercijalnu varijantu istog poslužitelja pod nazivom Autodesk Mapguide Enterprise 2009. Obje verzije Mapguide-a su rađene na istoj programskoj osnovi te se razlikiju samo u korištenju providera za povezivanje na baze podataka. U Autodeskovoj verziji Mapguide Enterprise 2009 nalazi se Autodesk FDO Provider for Oracle, isti koji se koristi za povezivanje AutoCAD Map 3D 2009 alata s Oracle 10gR2 bazom podataka.

5.1. Autodesk Mapguide Enterprise 2009

Autodesk Mapguide Enterprise 2009 webGIS poslužitelj omogućuje interaktivni pristup kartama i podacima preko AJAX16 i DWF Viewera17 (potreban DWF plugin). Omogućuje spajanje na razne tipove baza podataka te posjeduje API18 za programiranje aplikacija u Java, PHP i .NET okruženju. Može pristupati podacima na više distribuiranih poslužitelja, podržava rasterski tip podataka, posjeduju ugrađene funkcije za izvršavanje prostornih analiza, omogućuje dinamičko zumiranje karata te nudi mogućnost plotanja prikazanih karata.

13 webGIS – geografski informacijski sustav usmjeren na prikaz sadržaja preko web stranica 14 HTTP – Hyper tekst transfer protocol, protokol za razmjenu informacija u obliku web stranica 15 3rd party – eng. izraz za nekoga/nešto što nema direktne veze sa subjektom. U našem slučaju, 3rd party provider za Mapguide Open Source je pružatelj usluge povezivanja kreiran od grupe programera koji nisu napravili Mapguide Open Source poslužitelj 16 AJAX – Asynchronous JavaScript and XML, skupina tehnika za izradu interaktivnih web aplikacija 17 DWF Viewer – Desing Web Format, Autodeskov format za spremanje vektorskih grafika 18 API – Application programming interface – sučelje za kreiranje aplikacija

39

Od providera za spajanje na baze podataka podržani su: Oracle, SQL Server, ArcSDE, MySQL, ODBC, SDF, SHP, WFS i WMS te posjeduje Autodesk Provider za spajanje na rasterski tip podataka.

Autodesk Mapguide Enterprise 2009 u stanju je iskoristiti više jezgrene i više procesorske sustave, posjeduje web baziranu administraciju te omogućava kreiranje korisničkih računa s više razina uloga. Radi na Linux i Windows operacijskim sustavima te može koristiti Apache i Microsoft IIS web poslužitelje.

Posjeduje razvijeni API koji omogućuje razvoj vlastitih aplikacija slijedećih funkcionalnosti:

- izrada, upiti, čitanje i pohrana permanentnih i privremenih XML resursa - upiti i ažuriranje značajki iz svih podržanih baza podataka - preračunavanje koordinata različitih koordinatnih sustava - izrada, baratanje i analiza geometrija funkcijama: presjek, unija, razlika, simetrijska

razlika, buffer, konveksne ljuske, površina, udaljenost - izrada stiliziranih vektorskih i rasterskih mapa i legendi - manipulacija mapa i layera za vrijeme izvršavanja, dodavanje, brisanje i promjena

slojeva, promjena vidljivosti slojeva, promjena definicije slojeva putem XML dokumenta i promjene trenutnog prikaza

Systemski zahtjevi za Autodesk Mapguide Enterprise 2009 su:

- Red Hat Linux verzije 4 i noviji - Windows 2000 Server, 2003 Server - Apache 2.0 Server - IIS 5.0 i noviji - PHP 5.2.1 - .NET Framework 2.0 (opcija, za razvoj .NET aplikacija) - Java JDK 5.0 i Tomcat Servlet engine 5.5.12 (opcija, razvoj Java baziranih aplikacija)

5.2. Instalacija i pokretanje

Iako se Windows Server 2008 64 bit ne navodi kao podržan za postavljanje Autodesk Mapguide Enterprise 2009 poslužitelja, pokazalo se da takva kombinacija radi bez zasad uočenih problema. Mapguide dolazi u paketu s Apache 2.0 web poslužiteljem koji se po potrebi može instalirati zajedno s Mapguide poslužiteljem.

Postupak instalacije je u Windows okruženju trivijalan. Nakon odabira lokacije instalacije potrebno je odabrati okruženje za razvoj korisničkih aplikacija. Nude se JAVA i PHP okruženja. Za izradu aplikacija u sklopu ovoga rada koristit ćemo PHP programski jezik te ćemo podršku za isti izabrati prilikom instalacije. Nakon toga slijedi pitanje o lokaciji web poslužitelja kojeg će Mapguide koristiti. U sklopu ovoga rada svi poslužitelji će biti postavljeni na isto računalo. Stoga valja izabrati instalaciju Apache 2.0 web poslužitelja na istome računalu. Osim toga, moguće je specificirati port na kojemu će Apache poslužitelj primati HTTP zahtjeve. Standardno ponuđeni port je 8008.

Nakon kraće instalacije Mapguide Enterprise 2009 webGIS poslužitelj spreman je za korištenje te prima zahtjeve na adresi http://lls.zvne.fer.hr:8008/.

40

Pronađen je manji bug u radu Mapguide poslužitelja s FireFox 3 web preglednikom. Zakrpa je ubrzo izdana te se može vrlo jednostavno izvršiti prepisivanjem starih datoteka novima. Potrebne datoteke mogu se pronaći na OSGEO stranici http://trac.osgeo.org/mapguide/ticket/378. Navedeni postupak ćemo provesti prije daljnjeg rada s Mapguide poslužiteljem.

5.2.1. Troslojna arhitektura webGIS sustava

WebGIS sustav temeljen na Mapguide poslužitelju ima troslojnu arhitekturu: 1) klijent, 2) web server i 3) Mapguide poslužitelj i baza podataka. Za kompleksne sustave preporuča se instalacija baze, Mapguide poslužitelja i web poslužitelja na zasebna računala. Za potrebe ostvarenja zadatka, baza podataka, Mapguide poslužitelj i web poslužitelj instalirani na jedno računalo: lls.zvne.fer.hr (Slika 38).

Slika 38 Troslojna arhitektura webGIS sustava

Serversku razinu čine baza podataka te Mapguide poslužitelj. Razinu web poslužitelja čini Apache 2.0 poslužitelj s dodacima za spajanje na Mapguide poslužitelj. Razinu korisnika čine klijentska računala s web preglednicima (za DWF Viewer je potreban DWF plugin) te Autodesk MapGuide Studio programom za uređivanje prikaza podataka na Mapguide poslužitelju.

41

5.2.2. Administriranje Mapguide poslužitelja

Nakon instalacije potrebno je urediti korisničke račune i uloge putem web administracije (http://lls.zvne.fer.hr:8008/mapguide2009/mapadmin/login.php).

Kako je Mapguide instaliran s uobičajenim lozinkama, preporuča se zamijeniti lozinke za Administratorske i Autorske korisničke račune. Nakon toga valja kreirati nove korisnike s administratorskim i autorskim ovlastima za uređivanje prikaza podataka (Slika 39).

Slika 39 Mapguide Site Administrator web sučelje

5.3. Publikacija sadržaja putem AutoCAD Map 3D 2009

AutoCAD Map 3D 2009 posjeduje vrlo jednostavan postupak objave podataka iz određenog izvora direktno u Mapguide poslužitelj:

1) u AutoCAD-u otvori se konekcija na bazu podataka 2) u Display Manager prozoru odabere se opcija Tools => Publish to MapGuide... 3) u novom prozoru ostvari se konekcija na Mapguide server 4) po želji može se kreirati direktorij u koji će AutoCAD pohraniti potrebne informacije 5) odabirom Publish pokreće se proces objave podataka na poslužitelj (Slika 40)

Slika 40 Objavljivanje podataka na Mapguide poslužitelj

42

AutoCAD je na Mapguide poslužitelj postavio parametre potrebne za ostvarivanje konekcije na bazu podataka te za svaku klasu značajki iz baze kreirao zaseban sloj. Osim toga, kreirao je mapu koja prikazuje postavljene slojeve te je formatirao web stranicu (napravio web layout) u kojoj je prikazana mapa, legenda, alatna traka te okvir za prikaz zadataka.

5.4. Uređivanje prikaza podataka iz Mapguide Studia 2009

Za uređivanje prikaza podataka na Autodesk Mapguide Enterprise 2009 poslužitelju koristi se program Autodesk Mapguide Studio 2009. Riječ je o aplikaciji koja se instalira na klijentsko računalo. Mapguide studio povezuje se na Mapguide server na kojemu se vrši uređivanje prikaza slojeva (eng. layers), mape i formata prikaza web stranice.

5.4.1. Uređivanje slojeva

Kod uređivanja slojeva nude se slijedeće mogućnosti (Slika 41):

- odabir ispisa svojstava pri selekciji značajke - filter nad značajkama prikazanih u odabranom sloju - URL link aktiviran pritiskom tipke miša na značajku - tooltip prikazan postavljanjem miša iznad značajke - stil prikaza geometrije ovisno o razini zooma - izrada tema za prikaz geometrija, svojstava i legende ovisnih o zoomu i filteru nad

podacima

Slika 41 Uređivanje prikaza sloja dalekovoda 400kV

43

5.4.2. Uređivanje mape

Kod uređivanja mape nude se slijedeće mogućnosti (Slika 42):

- opis mape - odabir koordinatnog sustava mape - pozadinska boja - raspon inicijalnog prozora - odabir slojeva za prikaz u mapi - grupiranje slojeva, redosljed prikaza slojeva (u prikazu donje slojeve prekrivaju gornji) - mijenjanje naziva slojeva u legendi

Slika 42 Uređivanje prikaza mape

44

5.4.3. Uređivanje formata stranice

Stranica generirana pomoću Mapguide poslužitelja sastavljena je iz većeg broja okvira (Slika 43). Svaki okvir sadrži određeni element koji je uključen u konačnu stranicu. Osim toga, cijeli okvir moguće je uključiti u vlastito kreiranu stranicu.

Slika 43 Raspored prozora Mapguide stranice

Popis prozora:

1) maparea – sadrži popis alata, okvir s mapom, okvir za unos skripti i okvir za unos forme

2) tbFrame – sadrži popis alata i korisnički definirane naredbe 3) mapFrame – sadrži mapu 4) formFrame – skriveni okvir koji služi za generiranje HTTP POST zahtjeva 5) scriptFrame – skriveni okvir u kojem se izvode skripte bez da su vidljive korisniku 6) taskArea – okvir koji sadrži okvire taskBar i taskFrame 7) taskBar – sadrži izbornik zadataka 8) taskFrame – sadrži listu zadatak i okvir sa zadacima 9) taskListFrame – sadrži listu zadataka koja se pokazuje po pozivu korisnika 10) taskPaneFrame – okvir za prikaz i izvođenje Mapguide stranica 11) sbFrame – sadrži statusnu traku

45

Mapguide Studio 2009 nudi slijedeće mogućnosti uređivanja rasporeda stranice (eng. web layout, Slika 44):

- odabir teksta za naslov stanice - odabir mape koja se prikazuje na stranici - inicijalni pogled stranice (može biti drugačiji nego definiran u mapi) - prikaz dodatnih okvira (okvir slojeva, okvir svojstava, alatna traka, statusna traka, okvir

zadataka, izbornik sa zadacima) - link skripte koja će se izvesti pri inicijalizaciji - link za otvaranje prikaza putem DWF i AJAX preglednika - odabir preddefiniranih naredbi za korištenje na Mapguide stranici - postavljanje novih naredbi u stranicu iz korisnički kreiranih aplikacija

Slika 44 Uređivanje rasporeda Mapguide stranice

Nakon što je uređen prikaz Mapguide stranice, stranicu se može otvorit u web pregledniku klijentskog računala na udaljenoj lokaciji (Slika 45). Adresa za otvaranje stranice pomoću AJAX preglednika kojeg posjeduje svaki moderni web preglednik može se naći unutar web layout-a prikazanog u Mapguide Studio aplikaciji:

http://lls.zvne.fer.hr:8008/mapguide2009/mapviewerajax/?WEBLAYOUT=Library%3a%2f%2fLLS%2fOracle%2fBasicLayout.WebLayout&LOCALE=hr

46

Slika 45 Prikaz Mapguide web stranice s geoprostornim podacima

47

6. Aplikacije za analizu udara munja i korelaciju s podacima elektroenergetskog sustava

6.1. PHP i Mapguide API

Nakon što je izgrađen webGIS sustav potrebno je u njega ugraditi programsku podršku za izvođenje upita i analiza nad podacima pohranjenih u bazi. Aplikacije će biti pisane u PHP programskom jeziku bazirane na Mapguide API-ju. Osim PHP-a koristit će se i JavaScript za izvršavanje skripti na strani klijenta. Mapguide API nudi razrađeni set klasa i metoda za izradu korisničkih aplikacija koje se integriraju u Mapguide poslužitelj. Pored toga posjeduje skupinu PHP skripti kojima demonstrira funkcionalnost i način upotrebe Mapguide API-ja. Navedene skripte mogu se iskoristiti kao dobar početak za pisanje vlastitih korisničkih rješenja.

PHP je skriptni jezik za izradu aplikacija (skripti) koje se izvršavaju na strani servera. PHP skripte prevode se neposredno prije izvođenja, a njihovo izvršavanje rezultira informacijama koje se integriraju u HTML kod te prikazuju na web poslužitelju. S druge strane nalazi se JavaScript, također skriptni jezik koji se također prevodi pri izvođenju. Razlika je što se JavaScript aplikacije izvode na klijentskom računalu. Njihovo izvođenje također rezultira generiranjem informacija koje se integriraju u HTML kod.

Datoteke skripti bit će pohranjene u lls poddirektoriju korjena web poslužitelja (Slika 46).

Slika 46 Pohrana PHP skripti unutar instalacije Mapguide poslužitelja

48

6.2. PHP skripte

6.2.1. Izbornik

Izbornici za pozivanje korisničkih skripti bit će prikazani unutar taskFrame okvira koji sadrži listu zadatak i okvir sa zadacima (Slika 47).

Glavni izbornik je podjeljen u tri grupe:

1) funkcije nad podacima – sadrži poveznice na skripte za izvršavanje geoprostornih analiza - Prikaz registriranih izboja i udara – prikazuje registrirana atmosferska pražnjenja - Pregled udara u prostoru EESa – prikazuje udare munja oko označenih objekata

2) unos novih podataka – sadrži poveznicu na skriptu za generiranje novih podataka - Generiranje novih podataka – simulira unos novih značajki udara LINET sustava

3) pomoćne funkcije – sadrži poveznice na skripte koje ispisuje kratke informacije o prikazanoj mapi - Map info – ispisuje referentni koordinatni sustav mape - Vidljivost layera – ispisuje popis slojeva mape te njihovu vidljivost na prikazu

Slika 47 Izbornik u taskFrame okviru

Zadaća skripte glavnog izbornika je dohvat identifikatora sjednice i mape iz HTTP POST varijabli te njihovo prosljeđivanje pri pozivu korisničkih skripti.

Skripta je pohranjena u index.php datoteku /lls/scripts/ poddirektorija.

49

6.2.2. Prikaz registriranih izboja i udara

Za ostvarenje prikaza registriranih izboja i udara koriste se datoteke pohranjene unutar /lls/scripts/modifying_maps_and_layers/ poddirektorija:

1) udari.LayerDefinition.xml Definicija sloja za prikaz značajki udara u Mapguide stranici pohranjena u obliku XML19 dokumenta.

2) udari_sat.LayerDefinition.xml Definicija sloja za prikaz značajki udara unutra vremenskog perioda od jednog sata.

3) task_pane.php Omogućuje postavljanje uvjeta za prikaz udara te poziva skriptu za izvršavanje upita. Sadrži izbornik (Slika 48) parametara selekcije udara s mogućnostima izbora: - datuma udara - prikaza cijelog dana ili jednog sata unutar odabranog dana - tipa udara (oblak-zemlja, oblak-oblak ili oba)

Slika 48 Izbornik registriranih izboja i udara

19 XML – Extensible Markup Language, jezik za označavanje podataka

50

4) layer_functions.php Skripta koja sadrži pomoćne funkcije potrebne za prikaz registriranih izboja i udara. Funkcije:

function add_layer_definition_to_map ($layerDefinition, $layerName, $layerLegendLabel, $sessionId, $resourceService, &$map) - funkcija definiciju sloja u obliku XML dokumenta dodaje u mapu

function add_layer_to_group($layer, $layerGroupName, $layerGroupLegendLabel, &$map) - funkcija kreirani sloj dodaje u grupu slojeva

function add_layer_resource_to_map($layerResourceID, $resourceService,

$layerName, $layerLegendLabel, &$map) - funkcija definiciju sloja pohranjenu u repozitoriju (permanentno u bazi ili

privremeno u sjednici) dodaje u mapu

5) change_layers_via_dom.php

Skripta obavlja slijedeće funkcije: - dohvat uvjeta selekcije iz izbornika preko HTTP_POST varijabli - otvaranje konekcije prema podacima u bazi - kreiranje sloja iz XML definicije preko PHP DOM20 objekta - postavljanje uvjeta za dohvat podataka - dohvat podataka iz baze u sloj - dodavanje sloja u mapu - osvježavanje mape

Korištene klase i metode: $resourceService = $siteConnection->CreateService(MgServiceType::ResourceService); - objekt koji sadrži spoj na izvor podataka

$featureService = $siteConnection->CreateService(MgServiceType::FeatureService); - objekt koji sadrži spoj na klasu značajki

$map = new MgMap(); $map->Open($resourceService, $mapName); - objekt koji sadrži mapu $domDocument = DOMDocument::load('udari.LayerDefinition.xml'); $layerDefinition = $domDocument->saveXML(); - objekt koji sadrži definiciju sloja kreiranog iz XML datoteke

20 DOM – Document Object Model, standard za reprezentaciju HTML, XML i sličnih formata

51

$sessionIdName = "Session:$sessionId//$mapName.Map"; $sessionResourceID = new MgResourceIdentifier($sessionIdName); $sessionResourceID->Validate(); - objekt koji sadrži identifikator mape $map->Save($resourceService, $sessionResourceID); - metoda koja pohranjuje mapu

Po izvršenju skripta stvara novi sloj s prikazanim izbojima i udarima munja, osvježava prikaz na mapi te dodaje sloj u listu slojeva (Slika 49).

Slika 49 Prikaz registriranih izboja i udara

6.2.3. Pregled udara u prostoru EES-a

Za pregled udara u pojasu elektroenergetskog sustava koriste se datoteke pohranjene unutar /lls/scripts/analyzing_features/ poddirektorija:

1) task_pane.php Omogućuje postavljanje uvjeta veličine buffera i uvjeta za prikaz udara te poziva skripte za izvršavanje upita.

52

Sadrži izbornik (Slika 50) parametara s mogućnostima izbora: - radiusa buffer zone u metrima - vremenskog intervala prikaza udara (svi podaci u bazi, dan ili sat)

Slika 50 Izbornik udara u pojasu EESa

2) bufferfunctions.php Skripta koja sadrži pomoćne funkcije za generiranje sloja buffer zone i sloja udara Funkcije:

function CreateBufferFeatureSource($featureService, $wkt, $bufferFeatureResId) - funkcija stvara klasu značajki buffer zone i pohranjuje ju privremeno kao objekt

sjednice (session)

function CreateBufferLayer($resourceService, $bufferFeatureResId, $sessionId) - funkcija stvara sloj za prikaz buffer zone

function CreateUdariMarkerFeatureSource($featureService, $wkt,

$udariMarkerDataResId) - funkcija stvara klasu značajki udara i pohranjuje ju privremeno kao objekt sjednice

(session)

function CreateUdariMarkerLayer($resourceService, $udariMarkerDataResId, $sessionId) - funkcija stvara sloj za prikaz udara

53

3) variable_check.php Skripta koja provjerava parametre uvjeta selekcije.

4) udari.LayerDefinition.xml Definicija sloja za prikaz značajki udara pohranjena u obliku XML dokumenta.

5) bufferlayerdefinition.xml

Definicija sloja za prikaz buffer zone pohranjena u obliku XML dokumenta. 6) create_buffer.php

Skripta kreira buffer zonu oko objekata elektroenergetskog sustava. Skripta obavlja slijedeće funkcije: - dohvat uvjeta selekcije iz izbornika preko HTTP_POST varijabli - otvaranje konekcije prema podacima u bazi - kreiranje sloja buffer zone iz XML definicije preko PHP DOM objekta - dohvat podataka i izrada buffer zone oko objekata elektroenergetskog sustava - spremanje buffer zone u sloj - dodavanje sloja u mapu - osvježavanje mape

Korištene klase i metode koji dosada nisu navedene:

$geometryFactory = new MgGeometryFactory(); $mergedGeometries = $geometryFactory->CreateMultiGeometry($inputGeometries);

- objekt koji sadrži geometriju buffer zone ostvaren spajanjem više geometrija

$commands = new MgFeatureCommandCollection(); $properties = new MgPropertyCollection(); $properties->Add(new MgGeometryProperty('BufferGeometry', $agfReaderWriter-

>Write($bufferGeometry))); $commands->Add(new MgInsertFeatures('BufferClass', $properties)); $results = $featureService->UpdateFeatures($bufferFeatureResId, $commands, false);

- dio koda koji koristi objekte i metode za izradu značajki

7) createbuffer_udara.php

Skripta koja kreira buffer zonu oko registriranih udara. U slučaju preklapanja više zona mijenja se nijansa boje zone na mapi čime ukazuje na povećanu gustoću udara na određenoj lokaciji. Skripta obavlja slijedeće funkcije: - dohvat uvjeta selekcije iz izbornika preko HTTP_POST varijabli - otvaranje konekcije prema podacima u bazi - kreiranje sloja buffer zone iz XML definicije preko PHP DOM objekta

54

- dohvat podataka i izrada buffer zone oko točaka udara - spremanje buffer zone u sloj - dodavanje sloja u mapu - osvježavanje mape

8) udari_buffer_ts.php Skripta kreira buffer zonu trafostanica te traži udare munja unutar buffer zone. Ispisuje pronađene udare i obilježava ih u mapi. Skripta obavlja slijedeće funkcije: - dohvat uvjeta selekcije iz izbornika preko HTTP_POST varijabli - otvaranje konekcije prema podacima u bazi - kreiranje sloja buffer zone iz XML definicije preko PHP DOM objekta - kreiranje sloja udara iz XML definicije preko PHP DOM objekta - dohvat i izrada buffer zone oko trafostanica - dohvat udara - izvođenje prostorne analize nad značajkama - spremanje buffer zone trafostanica u sloj - spremanje pronađenih udara u sloj - dodavanje slojeva u mapu - osvježavanje mape

Korištene klase i metode koji dosada nisu navedene: $queryOptions = new MgFeatureQueryOptions(); $queryOptions->SetSpatialFilter('Geometry', $bufferGeometry, MgFeatureSpatialOperations::Inside); - dio koda koji priređuje parametre za izvođenje prostorne analize

$featureResId = new

MgResourceIdentifier("Library://LLS/Oracle/Data/Oracle_1.FeatureSource"); $featureReader = $featureService->SelectFeatures($featureResId, "udari",

$queryOptions); - dio koda koji izvršava dohvat podataka uz provođenje prostorne analize

9) udari_buffer_dv.php

Skripta identična skripti udari_buffer_ts.php koja obavlja analizu nad bufferom dalekovoda (Slika 51).

10) selectfeaturesinbuffer.php

Skripta identična dvjema prethodno navedenim skriptama koja obavlja analizu nad bufferom prethodno označenog objekta na mapi.

55

Slika 51 Prikaz udara u bufferu dalekovoda

6.2.4. Ostale skripte potrebne za izvršavanje korisničkih funkcija

Kraći opis skripti koje se pozivaju tokom izvršavanja korisničkih skripti.

Skripte unutar /lls/scripts/common/ direktorija:

1) common.php

Definira puteve do datoteka korištenih u radu Mapguide poslužitelja.

2) pageloadfunctions.js

JavaScript funkcije koje se izvode prilikom učitavanja okvira sa zadacima (eng. task pane).

3) viewsource.php

Skripta prikazuje izvorni kod odabrane skripte. Korišteno u postupku pisanja skripti te ostavljeno kao pripomoć u daljem razvoju.

Skripta unutar /lls/scripts/hello_viewer/ direktorija:

1) gotopoint.php Skripta pomiče prikaz mape na zadane koordinate i zumira na zadanu razinu.

56

CSS skripte unutar /lls/scripts/styles/ direktorija koje služe za oblikovanje prikaza HTML stranica:

1) globalstyle.css 2) otherstyle.css

6.2.5. Generiranje novih podataka

Kako nije poznato na koji način će LINET sustav isporučivati podatke, napravljen je generator u obliku PHP skripte. Parametri za spajanje na Oracle bazu definirani su u oracle_config.php datoteci u /lls/scripts/ direktoriju. Za potrebe generiranja slučajnih vrijednosti značajki udara munja i njihovo unošenje u bazu podataka koriste se skripte unutar lls/scripts/new_data/ direktorija. Skripte simuliraju podatke koje isporučuje LINET sustav.

Skripte su:

1) task_pane.php

Izbornik (Slika 52) u kojemu se pozivaju skripte za: - generiranje značajki udara - unos značajki u bazu podataka

Slika 52 Izbornik za unos novih podataka o udarima

2) generate.php Skripta generira tisuću vrijednosti značajki udara za zadani datum te ih sprema u tekstualni dokument u direktorij /lls/scripts/new_data/udari.

3) insert_into_oracle.php

Skripta čita zapise iz zadane tekstualne datoteke te unosi značajke u Oracle bazu.

57

4) oracle_functions.php Skripta sadrži jednostavne funkcije za izvršavanje upita nad Oracle bazom podataka: - function close_db($conn) - function create_table($conn, $create_query) - function drop_table($conn, $drop_query) - function insert_data($conn, $insert_query) - function delete_data($conn, $delete_query) - function commit($conn) - function rollback($conn) - function select_data($conn, $select_query) - function connect($db_username, $db_password, $db_name)

6.2.6. Pomoćne funkcije

Pomoćne funkcije koje prikazuju neke informacije o prikazanoj mapi:

1) display_spatial_reference.php skripta u /lls/scripts/hello_map direktoriju Skripta prikazuje informacije o referentnomo geodetskom koordinatnom sustavu mape.

2) layer_visibility.php skripta u /lls/scripts/interacting_with_layers direktoriju

Skripta prikazuje popis slojeva pridruženih mapi i njihovu trenutnu vidljivost u prikazu mape.

58

7. Zaključak

Geografski informacijski sustavi pokazali su se kao vrlo dobra platforma za pohranu, prikaz i analiziranje podataka o atmosferskim pražnjenjima u korelaciji s elektroenergetskim sustavom.

Sustav LINET predstavlja efikasno sredstvo za registraciju pojave atmosferskih pražnjenja, nudi veliku pouzdanost i točnost pri otkrivanju lokacije i vremena atmosferskih pražnjenja.

Geoprostorne osobine GIS podataka omogućuju jasan prikaz podataka u prostoru i izvođenje potrebnih prostornih analiza. AutoCAD Map 3D 2009 se pokazao kao moćan alat za izradu i uređivanje geoprostornih podataka te nudi korisniku velik izbor u odabiru načina pohrane podataka. Pored toga, mogućnost izravnog rada nad podacima u bazi podataka korisna je dobrodošla funkcija. Također, mogućnost objavljivanja podataka na webGIS poslužitelju u samo nekoliko kratkih koraka uštedit će vrijeme za usmjeravanje na druge poslove.

Geoprostorna baza podataka predstavlja mozak cjelokupnog sustava, predstavlja jake temelje te otvara brojne mogućnosti od kojih je ovdje iskorišten samo mali dio njih. Prava snaga geoinformacijskog sustava leži u iskorištavanju potencijala geoprostorne baze podataka.

WebGIS poslužitelj Mapguide Enterprise 2009 omogućuje jednostavan prikaz geoinformacijskih sadržaja u obliku web stranica. Preuzimajući punu funkcionalnost GIS sustava omogućuje korisnicima da s bilo kojeg mjesta, bez potrebe za instalacijom dodatnih alata i posjedovanja podataka na klijentskoj strani, dobiju prikaz geoinformacija i obave željene upite i analize. Mogućnost dohvata podataka iz Oracle baze te integracija s AutoCAD Map 3D ga čini idealnim izborom za izradu potrebnog geoinformacijskog sustava. Izrada korisničkih aplikacija u PHP, JAVA i .NET programskim jezicima te njihova integracija u Mapguide poslužitelju predstavlja dobru osnovu za razvoj vlastite funkcionalnosti webGIS sustava.

U radu postavljenog webGIS sustava uočena su ograničenja koje predstavljaju Mapguide, odnosno PHP poslužitelj pri izvršavanju analiza s većim brojem kompleksnih podataka. Dohvatom podataka iz baze, PHP podatke sprema u radnu memoriju. Gomilanjem podataka povećava se vrijeme potrebno za procesiranje analiza. To dovodi do prekoračenja vremena i memorijskog prostora koje je PHP sposoban koristiti za izvršavanje skripti. Budući da je poznata činjenica da će zapisa o udarima munja biti jako velik broj, logično se nameće da bi izvršavanje upita i analiza bilo pametnije smjestiti unutar baze podataka. Geoprostorne baze podataka posjeduju svu potrebnu funkcionalnost za izvršavanje prostornih i ne-prostornih analiza te su u stanju bolje baratati velikim količinama podataka.

Iz svega navedenoga nameće se zaključak da je ostvareni sustav dobar temelj, no samo vršak onoga što bi se moglo postići daljnjim razvojem, implementacijom dodatnih metoda i povezivanjem sa sustavima kontrole i zaštite elektroenergetskih sustava.

59

8. Literatura

1. Uglešić, Ivo; Milardić, Viktor; Mandić, Milivoj; Filipović-Grčić, Božidar: „Praćenje atmosferskih pražnjenja za potrebe vođenja EES-a“, Fakultet elektrotehnike i računarstva, Hrvatska, 2007.

2. Betz, H. D.; Schmidt, K.; Oettinger, W. P.; Defer, E.; Laroche, P.; Blanchet P.: „LINET – A new Lightning Detection Network in Europe“, 13. internacionalna konferencija o atmosferskim pražnjenjima, Kina, 2007.

3. Autodesk, Inc.: „Autodesk Map 3D 2006 and Oracle Spatial Basics“, U.S.A., 2005.

4. Oracle Corporation: „Oracle Spatial User's Guide and Reference 10g Release 2 (10.2)“, U.S.A., 2006.

5. Oracle Corporation: „Oracle Spatial Topology and Network Data Models 10g Release 1 (10.1)“, U.S.A., 2003.

6. Autodesk, Inc.: “Autodesk MapGuide Enterprise Implementation Best Practices“, U.S.A., 2007.

7. Autodesk, Inc.: „Autodesk MapGuide Enterprise 2009 Developer's Guide“, U.S.A., 2008.

8. Jones, C.; Holloway, A.: „The Underground PHP and Oracle Manual, Release 1.4“, U.S.A., 2007.

9. Galić, Z.: „Geoprostorne baze podataka“, Fakultet elektrotehnike i računarstva, Hrvatska, 2007.

10. Autodesk, Inc.: „FDO Data Access Technology – How to add new data sources with Third Party and Open Source FDO Providers“, U.S.A., 2007.

11. Autodesk, Inc.: „AutoCAD Map 3D and Autodesk MapGuide Enterprise: Powerful, Affordable, and Open GIS“, U.S.A., 2007.

12. Oracle 2 Day DBA Course, s Interneta, http://www.oracle.com/technology/obe/2day_dba/index.html, 4. studenoga 2008.

13. Open Geospatial Consortiom, s Interneta, http://www.opengeospatial.org/, 4. studenoga 2008.

14. Autodesk, Inc.: Autodesk AutoCAD Map 3D, s Interneta, http://usa.autodesk.com/adsk/servlet/index?siteID=123112&id=3081357, 4. studenoga 2008.

15. Škrlec, D.: „Geografski informacijski sustavi – Kartografska podloga“, Fakultet elektrotehnike i računarstva, Hrvatska, 2006.

16. Wikipedia, Raster graphics, s Interneta, http://en.wikipedia.org/wiki/Raster_graphics,

4. studenoga 2008.

17. Wikipedia, Vector graphics, s Interneta, http://en.wikipedia.org/wiki/Vector_graphics,

4. studenoga 2008.

18. Wikipedia, World Geodetic System, s Interneta, http://en.wikipedia.org/wiki/WGS84,

4. studenoga 2008.

primjena geoinformacijskog sustava za analizu atmosferskih

Documents