Sokan találkoznak a GML betűszóval, de nem mindig tiszta, pontosan miről is van szó. A GML többféle jelentéssel is bírhat. Használják a játékfejlesztésben, a grafikonmodellezésben és a földrajzi adatoknál is. Ebben a cikkben a GML-t, mint „Geography Markup Language” mutatom be, mert ez az egyik legismertebb és legelterjedtebb jelentés. Ez egy szabványos nyelv a földrajzi adatok leírására, amelyet az Open Geospatial Consortium (OGC) dolgozott ki.
A cikkben végig igyekszem egyszerűen fogalmazni és nem használni túl sok szakkifejezést. Talán így könnyebb megérteni a lényeget. A GML célja, hogy egységes formátumot adjon a térbeli adatoknak. Gondoljunk csak a műholdképekre, digitális térképekre vagy a helyadatokkal kapcsolatos adatbázisokra. Ezeknek a rendszereknek szükségük van egy közös nyelvre, amelyben a különböző forrásokból származó adatok jól együttműködhetnek. A GML ezt a közös nyelvet biztosítja.
Nézzük meg lépésről lépésre, mi a GML, hogyan épül fel, miért fontos, és milyen gyakorlati módokon találkozhatunk vele. A cikk hossza talán hosszabb lesz a szokásosnál, mert sok részletet átnézünk. De ha türelmesen végigolvasod, remélhetőleg jobban átlátod majd, miről szól a GML és miért lehet hasznos különböző projektekhez.
Mi az a GML?
A GML (Geography Markup Language) egy XML alapú leíró nyelv. Az XML (Extensible Markup Language) egy olyan szabvány, amely lehetővé teszi az adatok struktúrált, jól érthető formában történő tárolását és továbbítását. A GML tehát ennek egy kiterjesztett változata, amely kifejezetten a földrajzi objektumokra és helyinformációkra koncentrál.
Ha egyszerűen akarjuk megfogalmazni, azt mondhatjuk, a GML egy olyan formátum, amellyel meg tudjuk mondani egy szoftvernek: „Van itt egy város, aminek van koordinátája, van hozzá kapcsolódó információ, és így tovább.” A GML lehetővé teszi, hogy ezt a városi objektumot más szoftverek is felismerjék, értelmezzék és megjelenítsék, ha ők is ismerik a GML szabályait.
A GML fontos jellemzője, hogy nyílt szabvány. Ez azt jelenti, hogy nem valamilyen cég saját, zárt formátuma, hanem bárki használhatja és építhet rá szoftvereket. Sok földrajzi információs rendszer (GIS) képes beolvasni és exportálni GML fájlokat, mert ezzel a megoldással megkönnyíthető az adatok cseréje.
Egy GML dokumentumban le lehet írni utak nyomvonalát, vasútvonalakat, tavak kontúrját, városok pontkoordinátáit és még sok más földrajzi adatot. A GML-en belül gyakran hivatkoznak úgynevezett geometriai objektumokra, mint például Point
, LineString
, Polygon
. Ezek a fogalmak a térbeli adatok leírásának alapjai. Egy „Point” például egyetlen koordinátapárból áll, míg egy „Polygon” több pontból, amelyek egy zárt sokszöget alkotnak.
A GML szabványosításának köszönhetően a rendszerek közötti átjárhatóság egyszerűbb, és kevesebb problémába ütközünk, amikor különböző GIS szoftverekből származó adatokat próbálunk összefésülni. Ez nagy előny például akkor, amikor várostervezéssel, erdőgazdálkodással vagy akár turisztikai projekttel foglalkozunk.
Hogyan épül fel a GML?
A GML alapjait az XML adja. Ez már eleve sokat segít, hiszen az XML egy elterjedt és jól dokumentált megoldás. Ha tudsz XML-t olvasni, akkor a GML sem lesz teljesen idegen. Vannak persze kifejezetten GML-specifikus elemek és attribútumok, de az XML-es gondolkodásmód jól használható.
Egy GML fájl jellemzően az alábbi elemeket tartalmazza:
- Deklaráció: Az XML szabványhoz hasonlóan a GML dokumentum elején megadjuk a verziószámot és a GML-hez tartozó névtereket (namespaces). Például:xmlCopy code
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <wfs:FeatureCollection xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml" xmlns:wfs="http://www.opengis.net/wfs" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/wfs http://schemas.opengis.net/wfs/1.1.0/wfs.xsd http://www.opengis.net/gml http://schemas.opengis.net/gml/3.1.1/base/gml.xsd">
Itt rögtön látjuk, hogy GML és más OGC szabványok is használhatók egymás mellett. - Feature (objektum) definíciók: A GML-ben a földrajzi objektumokat „feature”-nek nevezik. Ezeket a feature-öket különböző geometriai elemekkel írhatjuk le (mint a
gml:Point
,gml:LineString
vagygml:Polygon
). Ezenkívül metaadatokat is megadhatunk, például nevet, leírást, kategóriákat. - Koordináták és geometriák: A GML fájl szívét a geometriai információk adják. Az alábbi példa egy egyszerű pont definiálására használatos:xmlCopy code
<gml:Point> <gml:coordinates>19.040235,47.497913</gml:coordinates> </gml:Point>
Ez a példa Budapest közelében lévő koordinátákat adna meg. - Tulajdonságok (Properties): A földrajzi objektumokhoz tartozó kiegészítő információkat (például a város nevét, lakosságát, stb.) külön elemekben tárolhatjuk.
- Bezárás és záró tag-ek: Az XML szerkezetnek megfelelően a nyitó és záró elemeknek párosan kell megjelenniük.
A GML dokumentum szerkesztésekor fontos, hogy kövessük a sémákat, vagyis a GML-t leíró XSD fájlokat. Ezek a fájlok mutatják meg, hogy milyen elemeket és attribútumokat lehet vagy kell használni. Egyes esetekben a GML fájlok is elég bonyolultak lehetnek, mert sok rétegben és alstruktúrában írják le a környezeti, topológiai vagy egyéb földrajzi adatokat.
GML és más térinformatikai formátumok összehasonlítása
A GML nem az egyetlen szabvány, ami a földrajzi adatok megosztását célozza. Léteznek más formátumok is, például a Shapefile, a GeoJSON, vagy épp a KML. Érdemes áttekinteni, hogyan viszonyul hozzájuk a GML.
- Shapefile: Ez egy igen elterjedt bináris formátum, amelyet az Esri fejlesztett ki. Előnye, hogy sok régi GIS szoftver támogatja, és általánosan ismert. Hátránya, hogy több külön fájlból áll (például .shp, .shx, .dbf, .prj) és nem olyan rugalmas, mint az XML alapú formátumok. A GML-t szöveges formátumként használhatjuk, és könnyebb az adatok utólagos kézi módosítása, ha valaki nagyon ért hozzá.
- GeoJSON: Ez egy JSON alapú formátum, amely térinformatikai adatok tárolására szolgál. Nagyon elterjedt a webes alkalmazásokban, mert a JSON jól passzol a JavaScript környezethez. A GML-hez hasonlóan ez is nyílt szabvány. A különbség az, hogy a GML XML alapú, míg a GeoJSON JSON alapú. Mindenki másra esküszik, de mindkettő jól használható. A GML talán egy fokkal részletesebb és sokrétűbb, de cserébe bonyolultabb.
- KML (Keyhole Markup Language): Ezt a Google fejlesztette ki (eredetileg Keyhole Inc. volt, később Google tulajdon lett). A KML is XML alapú, és a Google Earth révén nagyon népszerű. Jól használható, ha a Google Earth-ben szeretnénk megjeleníteni földrajzi adatokat. A GML funkciói viszont szélesebbek, és nem függnek egy konkrét alkalmazástól.
A fenti formátumok mindegyike más előnyöket és hátrányokat mutat fel. A GML sokrétűsége miatt ideális lehet nagy, összetett projektekhez. Ha azonban egyszerűbb webes térképet készítünk, akkor gyakran a GeoJSON tűnik jobb választásnak. Szoftveres támogatottság szempontjából a GML egy igen erős versenyző, főleg a nagy, professzionális GIS szoftverek körében.
GML alkalmazási területek
A GML elsősorban földrajzi és térinformatikai feladatoknál játszik szerepet. Különösen fontos az alábbi területeken:
- Térképi adatcsere: Ha több szervezet együttműködik, és mindenkinek más a belső adatkezelési rendszere, a GML jó köztes formátum lehet. Így a településrendezési tervek, környezetvédelmi adatok, vagy épp turisztikai pontok mind közös nevezőre hozhatók.
- Várostervezés, építészet: Egy GML fájlban leírhatjuk a város utcahálózatát, zöldterületeket, épületeket, sőt még a terepszintre vagy a közművekre vonatkozó információkat is. Az építészek és tervezők így könnyebben megértik, hogyan illeszkedik egy új projekt a meglévő környezetbe.
- Környezetvédelem, erdőgazdálkodás: A természetvédelmi területeket, élőhelyeket, talajtani adatokat vagy épp védett erdősávokat egyszerűen lehet leírni GML-ben. Több szervezet dolgozhat ugyanazon az adatkörön, és a GML segít abban, hogy mindenki ugyanazt a szabványt használja.
- Katasztrófavédelem: Árvízi térképek, tűzveszélyes övezetek, vészkiürítési útvonalak és más kritikus információk leírhatók GML fájlokban. Ha valakinek át kell adni az adatokat, a formátum könnyen átvihető, és az integráció kevésbé macerás.
- Turisztikai szolgáltatások: Gondoljunk egy nagyobb utazási weboldalra vagy applikációra, amely folyamatosan frissíti az adatbázisát szállásokról, vendéglátóhelyekről, nevezetességekről. Ha ezeket az információkat GML-ben is közzéteszik, akkor mások is könnyedén fel tudják dolgozni a térbeli adatokat.
- Nemzetközi együttműködések: Az európai vagy világméretű projektek gyakran támaszkodnak nyílt szabványokra. A GML egyik erőssége, hogy nagyon részletesen lehet vele leírni a földrajzi objektumokat. Ezért az Európai Unió INSPIRE nevű kezdeményezése (Infrastructure for Spatial Information in the European Community) is nagyban támaszkodik a GML-re.
Hogyan kezeljük a GML fájlokat?
A GML fájlok megnyitásához és szerkesztéséhez nincs szükség egyetlen, konkrét programra. Több lehetőség is van:
- GIS szoftverek: Olyan programok, mint az Esri ArcGIS, a QGIS vagy a MapInfo, képesek importálni a GML fájlokat. Ha földrajzi elemzést akarunk végezni, vagy térképet szeretnénk készíteni, akkor ezek a szoftverek nagy segítséget nyújtanak.
- Szövegszerkesztők: Mivel a GML egy szöveges formátum, megnyithatjuk egyszerű szövegszerkesztővel is. Így kézzel is szerkeszthetünk adatokat, ha van rá okunk. Ez persze csak akkor hasznos, ha értjük, mit csinálunk, és nem túl nagy az adatállomány.
- XML editorok: Vannak kifejezetten XML-szerkesztésre specializált programok, például az Oxygen XML Editor. Ezekkel a GML szerkezete jobban áttekinthető, és a sémák alapján még hibát is jeleznek, ha valamit rosszul írtunk.
- Parancssori eszközök: Bizonyos nyílt forráskódú eszközökkel (például GDAL/OGR) konvertálhatjuk a GML-t más formátumokba. Ha van egy GML fájlunk, de szeretnénk Shapefile vagy GeoJSON formátumban dolgozni vele, akkor ezek a parancssori segédprogramok jól jöhetnek.
A GML kezelésekor érdemes odafigyelni a koordinátarendszerekre is. A GML támogatja a vetületek és koordináta-rendszerek megadását, de mindig figyeljünk oda, hogy a forrásadat milyen rendszerben készült. Ha hibásan kezeljük a koordináta-rendszert, könnyen pontatlan vagy értelmezhetetlen eredményeket kapunk.
GML felépítése és példa
Ahhoz, hogy ne legyen túl elméleti a cikk, nézzünk egy rövid, kitalált példát. Tegyük fel, hogy egy kisváros turisztikai pontjait szeretnénk leírni. Az egyszerűség kedvéért csak két pontot veszünk fel a GML-ben.
xmlCopy code<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<gml:FeatureCollection
xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/gml
http://schemas.opengis.net/gml/3.1.1/base/gml.xsd">
<gml:featureMember>
<gml:Feature>
<gml:name>Régi Városháza</gml:name>
<gml:Point>
<gml:coordinates>19.032,47.492</gml:coordinates>
</gml:Point>
<gml:description>A város egyik legrégebbi épülete.</gml:description>
</gml:Feature>
</gml:featureMember>
<gml:featureMember>
<gml:Feature>
<gml:name>Főtér</gml:name>
<gml:Point>
<gml:coordinates>19.035,47.495</gml:coordinates>
</gml:Point>
<gml:description>Központi találkozóhely, nyári fesztiválok színtere.</gml:description>
</gml:Feature>
</gml:featureMember>
</gml:FeatureCollection>
Ebben az egyszerű példában két objektumot (feature) rögzítünk. Mindkettőnek adunk nevet, koordinátát, és egy rövid leírást. Az igazi GML fájlok sokkal összetettebbek lehetnek, például több száz, több ezer vagy akár millió földrajzi objektumot is tartalmazhatnak. Az adatok mennyisége attól függ, milyen projektre használjuk.
Példák a GML mindennapi használatára
Nem is gondolnánk, de a GML megjelenik mindennapi alkalmazásokban is, még ha nem is mindig látjuk a fájlokat közvetlenül. Például:
- Online térképek: Bizonyos térképszolgáltatók a háttérben GML-ben tárolják és cserélik az adatokat. A felhasználók persze csak böngészik a térképet, de a motor valójában GML-et is használhat.
- Földhivatali rendszerek: Ha egy ingatlant regisztrálunk vagy telekkönyvi adatokat kérünk le, előfordulhat, hogy a rendszer GML fájlokat generál a telekhatárokról és a kapcsolódó adásvételi információkról.
- Közműhálózatok modellezése: A vízművek, áram- vagy gázszolgáltatók térképei is tartalmazhatnak GML struktúrákat. Itt az egyes csővezetékek, kábelek, szivattyútelepek helye, nyomvonala is GML-ben lehet leírva.
- Városi közlekedési hálózatok: Amikor tömegközlekedési vonalakat és útvonalakat terveznek, a GML szabvány hasznos lehet az adatok összehangolására különböző rendszerek között.
- Környezeti monitoring: A légszennyezettségi mérések, zajterhelési térképek, biodiverzitási adatbázisok mind megoszthatók GML formátumban, hogy különböző intézmények egyformán értelmezhessék őket.
Ezek a mindennapos példák jól mutatják, hogy bár a GML egy alapvetően szakmai nyelv, a hatása és jelenléte sokszor rejtve marad a végfelhasználók előtt.
Bonyolultabb GML szerkezetek és topológia
A GML egyik erőssége, hogy nem csak egyszerű pontokat vagy vonalakat tud leírni. Képes kezelni összetettebb topológiai kapcsolatokat is. Ez azt jelenti, hogy meg tudjuk adni, melyik objektum érintkezik egy másikkal, vagy például egy folyó hova torkollik, vagy egy útszakasz melyik másik útra csatlakozik.
Ezek a topológiai információk akkor válnak igazán fontossá, ha például részletes közműhálózati térképet szeretnénk készíteni. Sokat segít abban, hogy ne legyenek ellentmondások (például egy folyó nem folyhat a semmibe), vagy hogy megértsük, hogyan függnek össze a különböző térbeli objektumok.
Természetesen minél bonyolultabb a GML dokumentum, annál nehezebb emberi szemmel áttekinteni. Itt jönnek képbe a professzionális GIS szoftverek és az XML alapú validáció, amellyel kiszűrhetők a hibák.
A GML előnyei és hátrányai
Minden formátumnak megvannak a maga előnyei és esetleges hátrányai. A GML sem kivétel.
Előnyök:
- Nyílt szabvány: Nincs licencdíj, nincs kötöttség egy céghez.
- Részletgazdag leírás: Sokféle földrajzi objektum és topológiai kapcsolat megadható.
- Rugalmasság: XML-re épül, így összekapcsolható más XML-alapú rendszerekkel.
- GIS támogatás: Sok professzionális GIS program ismeri, így a használata elterjedt.
Hátrányok:
- Bonyolultság: Az XML szintaxis és a GML sémák részletei miatt nem mindig könnyű benne dolgozni.
- Nagy fájlméret: Szöveges formátum lévén egy nagy mennyiségű adatot tartalmazó GML fájl jóval nagyobb lehet, mint a bináris alternatívák.
- Sebesség: Egyes alkalmazásoknál lassabb lehet beolvasni vagy feldolgozni egy GML fájlt, mint például egy Shapefile-t vagy egy bináris formátumot.
A választás mindig attól függ, milyen projektet viszünk, és milyen célra kell a térbeli adat.
A GML jövője
Az idő előrehaladtával egyre fontosabbá válnak a térbeli adatok. Ma már nemcsak a hagyományos térinformatikai rendszereknek van szüksége földrajzi adatokra, hanem a mobilappoknak, az okoseszközöknek, az IoT (Internet of Things) megoldásoknak is. A drónfelvételek és műholdas távérzékelés szintén rengeteg adatot termel.
Felmerül a kérdés: vajon a GML kitart a jövőben is, vagy átveszik a helyét más formátumok?
- A GML létrehozói és fenntartói, vagyis az OGC, folyamatosan frissítik a szabványt.
- A modern webalkalmazások körében a JSON alapú formátumok (mint a GeoJSON) nagyon népszerűek, mert egyszerűbben integrálhatók JavaScript környezetbe.
- A GML viszont részletesebb, és olyan helyzetekben verhetetlen, ahol bonyolult topológiai vagy tematikus adatokat kell leírni.
Valószínűleg a GML és más formátumok hosszú ideig egymás mellett fognak létezni. Mindegyiknek megvan a saját előnye, és a fejlesztők, adatgazdák mindig az adott projekthez választják ki a megfelelőt.
Hogyan kezdjünk hozzá a GML tanulásához?
Ha valaki komolyabban szeretne a GML-lel foglalkozni, akkor az alábbi lépéseket érdemes követni:
- XML alapok elsajátítása: Érdemes megtanulni, hogyan működik az XML. Ha valaki ismeri a tag-ek, az attribútumok és a névterek (namespaces) fogalmát, akkor a GML felépítése is könnyebben érthető lesz.
- GML séma és dokumentáció tanulmányozása: Az OGC weboldalán elérhetők a GML szabványdokumentumok és sémafájlok. Ezeket áttanulmányozva megtudjuk, milyen elemeket használhatunk, és hogyan épülnek fel.
- Gyakorlás: Egy kisebb projekt során érdemes kipróbálni, hogyan tudunk kézzel GML fájlt írni, és azt mondjuk QGIS-ben megnyitni. Így láthatjuk, hogy a szoftver mit jelenít meg, és milyen hibákat dob, ha valamit rosszul csinálunk.
- Konverzió más formátumokkal: Hasznos, ha megtanuljuk, hogyan konvertálhatunk GML-t Shapefile-ra, GeoJSON-ra vagy KML-re. Erre a GDAL/OGR eszközkészlete kitűnő, és ingyenesen használható.
- Tanfolyamok, online anyagok: Számos GIS-tematikus képzés foglalkozik a GML-lel, és rengeteg oktatóvideó is elérhető.
Minél több gyakorlati példát látunk, annál jobban megértjük, miért hasznos a GML.
Alapvető tippek GML használatához
- Mindig tartsuk be a sémákat: Az XML alapú validáció segít, hogy ne legyenek szintaktikai hibák.
- Tervezzük meg előre a felépítést: Ha nagy mennyiségű adatot kell kezelni, gondoljuk át, hogy milyen objektumtípusokat és mezőket (attribútumokat) fogunk használni.
- Figyeljünk a koordinátarendszerre: Jegyezzük fel, hogy a forrásadatok milyen koordinátarendszerben készültek (például WGS84, EOV stb.). A GML támogatja a definíciót, de mi is legyünk tisztában ezzel.
- Egyszerűsítsünk, ahol lehet: Nem muszáj minden topológiai részletet GML-be zsúfolni, ha nincs rá szükség. A bonyolultság nőhet, és nehezebb lesz kezelni a fájlokat.
- Használjunk megfelelő eszközöket: GIS szoftver, XML editor, validátor – mind segíthet megelőzni a hibákat.
Összegzés
A GML (Geography Markup Language) egy sokoldalú, XML alapú szabvány a földrajzi adatok leírására. Használata jelentős azoknak a szervezeteknek és projekteknek, amelyeknek szükségük van egységes, részletes és nyílt formátumra. Sok GIS szoftver támogatja, így a kompatibilitás biztosított.
A formátum előnye, hogy részletesen és szemantikusan képes modellezni a térbeli objektumok tulajdonságait, beleértve a topológiai összefüggéseket. Hátránya lehet a viszonylag nagy fájlméret és a bonyolult XML szintaxis, ami időnként nehezíti a használatot.
Míg a webfejlesztésben és a mobilalkalmazásoknál sokszor a GeoJSON és más könnyebb formátumok kerülnek előtérbe, a GML-t semmiképp sem szabad leírni. Nagy, összetett, több szervezetet is érintő térinformatikai projektekben gyakran ez a legjobb választás.
A GML sikerének kulcsa az, hogy egy nyílt, folyamatosan fejlődő szabvány, amely mögött komoly nemzetközi szervezet áll (OGC). Emellett jól illeszkedik a professzionális GIS rendszerekbe, és sok olyan eszközzel használható, ami a földrajzi adatcserére specializálódott.
Ha valaki most ismerkedik a térinformatikával, a GML ismerete előbb-utóbb hasznos lesz. Nemcsak a „papíron” (vagy képernyőn) lévő definíciók miatt, hanem mert a gyakorlatban is sok helyen belefuthatunk GML fájlokba. Legyen szó várostervezésről, közműhálózatok modellezéséről, turisztikai térképfejlesztésről vagy környezetvédelmi projektekről, a GML ott lehet a háttérben.
Az, hogy egy projektben végül GML-t vagy valamilyen alternatívát választunk, függ a csapat szakértelmétől, a rendszerkövetelményektől, és attól, mennyire fontos a szabványosság, illetve a részletes adatleírás. Egy jól felépített GML dokumentum hosszú távon megkönnyítheti az adatok karbantartását és újrafelhasználását. Ha pedig valaki egyszerű, gyors webes megoldást keres, lehet, hogy inkább a GeoJSON-t vagy a KML-t részesíti előnyben.
A lényeg, hogy a GML nem csodafegyver, de egy hasznos eszköz a földrajzi adatok világában. A mai GIS technológiában, ahol a nyílt adatcsere egyre nagyobb szerepet kap, jó tudni róla és érteni, mikor, hogyan érdemes használni.
Végül fontos megemlíteni, hogy a GML fejlesztésében az OGC és a különböző munkacsoportok rendszeresen publikálnak frissítéseket. Ha valaki naprakész akar maradni, érdemes követni az OGC híreit és a legújabb GML verziókkal kapcsolatos dokumentációkat. De a gyakorlati életben még a régebbi GML specifikációkkal is sokat lehet kezdeni, mert a szoftverek jellemzően széles körben támogatják őket.
Ezzel a hosszabb írással remélem, sikerült betekintést adni abba, hogy mi is az a GML, miért lehet fontos, és hogyan használható. Nem kell minden részletet fejből tudni, de jó, ha tisztában vagyunk vele, hogy létezik, és számos téren nyújthat segítséget a térinformatikai adatok tárolásában és megosztásában. Ha egy nagyobb projekt során előkerül, már nem lesz idegen kifejezés, és talán bátrabban nyúlunk majd hozzá. Így könnyebben készíthetünk igényes, jól strukturált, és más rendszerekkel kompatibilis térinformatikai adatokat.