Web CBS Yazılım Geliştirme Araçları

FlightRadar24 tüm dünya genelinde gerçekleşen canlı hava trafiğini anlık gözlemleyebileceğimiz web uygulamasıdır. 2007’de Svenska Resenätverket AB tarafından İsveç’te oluşturulmuş ve geliştirilmeye başlanmıştır. Ayrıca iOS ile Android uygulamaları aracılığıyla kullanıcılara hizmet vermektedir. Mobil uygulamalar veritabanına bağlı servislerle haberleşerek kullanıcının isteklerini karşılayacak verileri alarak arayüze yerleştirilen haritalar üzerinde göstermektedir. Bu servisler veri sağlama servisleri olarak adlandırılır. Veri toplama servisleri ise ADS-B, MLAT ve radar verileri dahil olmak üzere çeşitli veri kaynaklarından gelen verileri birleştirir ayrıca veritabanında ilgili tablolara kaydeder. ADS-B, MLAT, radar verileri, havayollarından ve havalimanlarından alınan program ile uçuş durumu verileriyle bir araya getirilerek benzersiz bir uçuş izleme deneyimi oluşturulur. Bu veriler web arayüzü aracılığıyla dünya haritası üzerinde gösterilir.

Temelde uçuş bilgilerini toplamak için kullanılan üç çeşit teknoloji mevcuttur. Bunlar:
• ADS-B: Otomatik bağımlı gözetleme - yayını (automatic dependent surveillance-broadcast), uçağın konum bilgisini gps aracılığı ile alıp hız, yön, uçuş numarası gibi bilgilerin de eklenmesiyle uçaklara yerleştirilen özel cihazlar aracılığıyla alıcılara iletmesiyle çalışır. Flightradar24, dünya çapında ADS-B cihazı ile uçaklardan uçuş bilgilerini alan ve bu bilgileri Flightradar24 sunucularına gönderen 20.000’den fazla ADS-B alıcısından oluşan bir ağa sahiptir.
• MLAT: Multilaterasyon (Multilateration), uçaklarda bulunan özel cihazlardan yayılan sinyallerin, 4 veya daha daha çok alıcı anten tarafından yakalanıp Ulaşım Zamanı Farkı (TDOA - Time Difference of Arrival) yöntemi kullanılarak uçak pozisyonunun bulunması temeliyle çalışan sistemlerdir.
• Radar Verileri: Kuzey Amerika’daki uçuşlar için canlı olarak alınan radar verileridir. Bu veriler radar verilerine (sadece ADS-B transponderleri ile donatılmış uçaklara değil) dayanmaktadır ve ABD ve Kanada hava sahasındaki ve ayrıca Atlantik ve Pasifik Okyanusu’nun bazı bölümlerindeki çoğu tarifeli ve ticari hava trafiğini içermektedir.

OSM XML dosyasında 3 temel etiket bulunmaktadır. Bunlar:
• Node (Düğüm): Enlem ve boylamı ile tanımlanan dünya yüzeyindeki belirli bir noktayı temsil
eder. Her düğüm (node), en az bir kimlik numarası (id) ve bir çift koordinat (lat ve long) içerir.
• Way (Yol): Bir çoklu çizgiyi tanımlayan 2 ila 2.000 düğümden oluşan sıralı bir listedir. Way (yol),
nehirler ve yollar gibi doğrusal özellikleri temsil etmek için kullanılır.
• Relation (İlişki): İki veya daha fazla veri öğesi (düğümler, yollar ve/veya diğer ilişkiler) arasındaki
ilişkiyi belgeleyen çok amaçlı bir veri yapısıdır.Bunlar:
• Node (Düğüm): Enlem ve boylamı ile tanımlanan dünya yüzeyindeki belirli bir noktayı temsil eder. Her düğüm (node), en az bir kimlik numarası (id) ve bir çift koordinat (lat ve long) içerir.
• Way (Yol): Bir çoklu çizgiyi tanımlayan 2 ila 2.000 düğümden oluşan sıralı bir listedir. Way (yol), nehirler ve yollar gibi doğrusal özellikleri temsil etmek için kullanılır.
• Relation (İlişki): İki veya daha fazla veri öğesi (düğümler, yollar ve/veya diğer ilişkiler) arasındaki ilişkiyi belgeleyen çok amaçlı bir veri yapısıdır.

OpenStreetMap, 3 temel API üzerinden hizmet vermektedir. Bunlar:
• API: Ana API, canlı veritabanındaki OSM verilerini değiştirmenin tek yöntemi olduğundan, editörler tarafından kullanılan OSM verilerini elde etme yöntemidir.
• Overpass API: OSM harita verilerinin özel seçilmiş kısımlarını sunan salt okunur (read-only) bir API’dir. Önceki API’de açıklanan düzenleme API’sinin aksine, Overpass API, anlık birkaç öğeye
veya birkaç dakika içinde yaklaşık 10 milyon öğeye ihtiyaç duyan veri kullanıcıları için optimize
edilmiştir.

• XAPI: OSM verilerinin dünyanın belirli bir bölgesi için etikete göre filtrelenerek XML biçiminde indirilmesine izin verir. Hizmetin yerini yakın zamanda Overpass API aldı.

Veriye kimlerin ulaşabileceği, verinin güvenliği, ham veri üzerinde yapılacak işlemlere karar verme, gösterilecek verinin filtrelenmesi gibi işlemler yazılım kontrolü ile gerçekleşmektedir. 

Dış dünyadan toplanan verinin veritabanı formatına uygun hale getirilmesi, verinin doğruluğunun tespiti, alakasız verilerin ayıklanması gibi işlemler de yazılımlar aracılığı ile yapılmaktadır. 

Veritabanına bağlanma, kullanıcı işlem kayıtlarının tutulması gibi sık sık kullanılan işlemler için her defasında aynı evrelerden geçmek yerine hazır nkütüphaneler kullanmak hem hız kazandıracak, hem de hata yapma riskini azaltacaktır.

WMS (Web Map Service): 1999 yılında Open Geospatial Consortium tarafından internet üzerinden coğrafi referanslı harita görüntüleri sunmak için geliştirilmiş standart bir protokoldür. Bu görüntüler tipik olarak bir harita sunucusu tarafından bir CBS veritabanı tarafından sağlanan verilerden üretilir.

WFS (Web Feature Service): Harita verilerini güncellemek, sorgulamak, silmek, vektör verileri web üzerinden paylaşmak için kullanılan protokoldür. Temelde CBS verilerinin web üzerinden düzenlenmesini amaçlar. İstenilen nesneleri her türlü coğrafi analizde kullanılabilecek şekilde geometri ve öznitelikleri ile döndürür.

DBMS (Database Management System): Veritabanı yönetim sistemi, veritabanlarını tanımlamak, yaratmak, kullanmak, değiştirmek ve veritabanı sistemleri ile ilgili her türlü işletimsel gereksinimleri karşılamak için tasarlanmış sistem ve yazılımdır.

MySQL veritabanı Avantajları;
• Ücretsizdir.
• Bir çok işlevsellik sunulmuştur.
• DB2, Oracle gibi veritabanları da dahil olmak üzere birçok veritabanı ile birlikte çalışmak üzere yapılandırılabilir.

Dezavantajları
• Yedek alma gibi diğer veritabanlarının otomatik olarak yaptığı işler için oldukça fazla vakit harcanır.
• OLAP ve XML desteği yoktur.
• Destek için ödeme yapılması gereki

Microsoft SQL Server avantajları;
• Çok hızlı ve sağlamdır.
• Kaynak kullanımı azaltabilecek performans izleme yeteneği mevcut.
• Diğer Microsoft ürünleriyle çok iyi çalışır.

Dezavantajları;

• Kurumsal fiyatlandırma yüksektir.
• Veritabanı üzerinde yapılan performans ayarlama gibi işler çok fazla kaynak tüketir.
• Entegrasyon ürünleri hata oluşturabilir.

MariaDB veritabanı avantajları;
• Veritabanı sistemi hızlı ve stabildir.
• Genişletilebilir mimarisi ve eklentiler sayesinde ihtiyaca göre şekillendirilebilir.
• Ağ, sunucu ve uygulama seviyelerinde şifreleme mevcuttur.

Dezavantajları
• Veritabanı motoru yeni olduğu için oldukça fazla güncelleme gelir.
• Bir çok ücretsiz veritabanında olduğu gibi destek için ödeme yapılması gerekir

PostgreSQL veritabanı avantajları
• TB düzeyinde veri kolayca işlenebilir.
• Veritabanı yönetim motoru ölçeklenebilir.
• Oldukça fazla arayüz sunar.

dezavantajları
• Dokümantasyon bazı konularda yeterli
olmayabilir.
• Yapılandırma kafa karıştırıcı olabilir.
• Toplu işlemlerde ve kapsamlı sorgularda performans düşebilir.

MongoDB veritabanı avantajları
• Hızlı ve kullanımı kolaydır.
• JSON ve NoSQL belge desteği vardır.
• Yazma işlemi herhangi bir kesinti olmadan gerçekleştirilebilir.

dezavantajları
• Sorgu dili olarak SQL kullanılmaz.
• Kurulumu uzun bir süreçtir.
• Varsayılan ayarlar güvenlik ön planda tutulmadan yapılandırılmıştır

Oracle veritabanı avantajları

• Daha sık yenilik ve özellikler eklenmektedir.
• Yönetim araçları fazladır.

dezavantajları
• Kullanım maliyeti ve lisans ücreti oldukça fazladır.
• Sistem gereksinimleri fazladır

PostGIS tarafından aşağıdaki özellikler sağlanmaktadır (PostGIS, 2022).
• SQL’in gücüyle hem vektör hem de raster verileri için birleştirme (splicing), dilimleme (dicing),
toplama/birleştirme (collecting/unioning) gibi fonksiyonlar sunar.
• Raster haritalar için matematiksel işlemler sunar.
• Hem vektör hem de raster verileri için coğrafi yeniden oluşturma SQL fonksiyonları sunar.
• ESRI shapefile vektör verileri için içe aktarma/dışa aktarma (import/export) desteği sunar.

• GeoTiff, NetCDF, PNG, JPG gibi standart formatlardan raster veri içe aktarımı için komutlar
içerir.
• SQL kullanarak KML, GML, GeoJSON, GeoHash ve WKT gibi standart metin formatları vektör
veri olarak içe aktarılabilir ve işlenebilir.
• 3D nesne desteği ve geometrik indeksleme vardır.
• Geospatial Data Abstraction Library (GDAL), GeoKettle, Safe FME, pgRouting gibi bir çok gelişmiş coğrafi veri yükleme ve dışa aktarım aracı bulunmaktadır.

HARİTALAMA SUNUCU YAZILIMLARI
Sunucu yazılımları, veritabanında yer alan coğrafi verilerin, kaynakların veya dosyaların web uygulamalarına ulaştırılması için kurgulanmış yazılımlardır.

Ağ üzerinden iletilen verilerin standart formatta olması kritik önem taşımaktadır. Bu standardizasyon sayesinde her kullanıcı her zaman verilere aynı formatta ulaşabilir. OGC (Open Geospatial Consortium) tarafından belirlenen, harita sunucularının destekledikleri standartlardan en yaygın kullanılanları aşağıda
verilmiştir.
• WMS (Web Map Service): OpenGIS Web Harita Servisi, bir veya daha fazla dağıtılmış coğrafi veritabanından coğrafi olarak kayıtlı harita görüntülerini istemek için basit bir HTTP arabirimi sağlar. Bir WMS talebi, işlenecek coğrafi katman(lar)ı ve ilgi alanını tanımlar. İsteğe yanıt, bir tarayıcı uygulamasında görüntülenebilen bir veya daha fazla coğrafi kayıtlı harita görüntüsüdür (JPEG, PNG, vb. olarak döndürülür). Arayüz ayrıca, birden çok sunucudan gelen katmanların birleştirilmesi için döndürülen görüntülerin şeffaf olup olmayacağını belirleme yeteneğini de destekler (OGC Standarts and Resources, 2022).
• WFS (Web Feature Service): Web Detay Servisi, coğrafi bilgilerin internette oluşturulma, değiştirilme ve değiş tokuş edilme biçimindeki değişikliği temsil eder. Örneğin, Dosya Aktarım
Protokolü’nü (FTP) kullanarak dosya düzeyinde coğrafi bilgileri paylaşmak yerine, coğrafi bilgilere doğrudan ayrıntılı erişim sunar (OGC Standarts and Resources, 2022).
• WFS-T (Web Feature Service-Transaction): Web İşlemsel Detay Servisi, sunuluşu WFS tarafın dan gerçekleştirilen verilerin güncellenmesine, yenisinin yaratılmasına, silinmesine olanak sağlar.
• WCS (Web Coverage Service): Web Kapsama Servisi, internet üzerinden erişim için çok boyutlu kapsama verileri sunar. WCS Core, bir WCS uygulamasının yerine getirmesi gereken bir temel
gereksinimler kümesini belirtir (OGC Standards and Resources, 2022).
• WPS (Web Processing Service): Web İşleme Servisi, çokgen yerleşimi gibi jeo uzamsal çözümleme hizmetleri için girdilerin ve çıktıların (istekler ve yanıtlar) nasıl standartlaştırılacağına yönelik
kurallar sağlar. Standart ayrıca bir müşterinin bir sürecin yürütülmesini nasıl talep edebileceğini ve süreçten elde edilen çıktının nasıl işlendiğini tanımlar. Jeo uzamsal çözümleme süreçlerinin yayınlanmasını ve müşterilerin bu süreçleri keşfetmesini ve bunlara bağlanmasını kolaylaştıran bir arayüz
tanımlar. (OGC Standards and Resources, 2022).
• WMTS (Web Map Tile Service): Web Haritası Döşeme Servisi, temel olarak internet üzerinden harita döşemeleri sunmak için oluşturulmuş standart bir protokoldür (OGC Standards and Resources, 2022)

Jeo Uzamsal: İstatistiksel çözümlemeler yapmak için ve bir coğrafi veriye başka bilgilendirme teknikleri ile ulaşmada uygulanan tekniklerdir. Jeoloji, epidemioloji ve ekoloji alanlarında yaşam ve çevre bilimleri sorunları için geliştirilmiştir.

GeoJSON
Coğrafi veri aktarımı için kullanılan, JSON temel alınarak oluşturulan veri aktarım formatıdır. Nokta, çizgi, çokgen gibi coğrafi elemanları destekler. Göller, akarsular, binalar, yollar gibi nesnelerin tanımlanması ve aktarılması için kullanılır.

GeoTIFF
Platformdan bağımsız TIFF dosya biçimi kullanılarak geliştirilmiştir. Gereken meta verileri ekleyerek coğrafi görüntü verilerini tanımlamak ve kullanmak için oluşturulmuş dosya formatıdır. Bu format coğrafi ngörüntü verilerini paylaşmak için jeo-uzamsal ve yer bilimleri topluluklarında kullanılır. Meta verileri, GeoTIFF formatındaki verinin kullanılması için gerekli olan verileri içerir (Şekil 6.17)

GML
Coğrafi işaretleme dili kullanılarak oluşturulmuş XML temelli coğrafi özellikleri ifade etmek için kullanılan veri formatıdır. İnternette yer alan coğrafi işlemler için açık bir veri alış-veriş biçimidir.

KML
Anahtar deliği biçimlendirme dili olarak oluşturulmuş XML temelli iki ve üç boyutlu haritalar içerisinde görselleştirme ifade etmek için oluşturulmuş veri formatıdır. Başlangıçta Google Earth ile kullanılmak üzere geliştirilmiştir, sonrasında uluslararası standart haline gelmiştir.

QGIS Server sunucu yazılımında kullanılabilecek standartlar ve bu standartlara ait örnek metotlar aşağıda verilmiştir.
WMS (Web Map Service): WMS standardı kullanılarak yapılandırılmış QGIS Server, QGIS projesinden oluşturulan harita veya gösterge görüntülerini talep etmek için bir HTTP arabirimi sağlar. Tipik bir WMS talebi, kullanılacak QGIS projesini, oluşturulacak katmanları ve oluşturulacak görüntü formatını tanımlar (QGIS Server Guider/Manuel, 2022). Örnek standart istekler:
• GetCapabilitites: Sunucu hakkında meta veri içeren XML verisi dönülür.
• GetMap: QGIS ile oluşturulmuş harita dönülür.
• GetFeatureInfo: Piksel lokasyon için veri (geometri ve değer) dönülür.
WFS (Web Feature Service): WFS standardı kullanılarak yapılandırılmış QGIS Server, QGIS projesinden coğrafi özellikleri sorgulamak için bir HTTP arabirimi sağlar. Tipik bir WFS talebi, kullanılacak QGIS projesini ve sorgulanacak katmanı tanımlar (QGIS Server Guider/Manuel, 2022).
Örnek standart istekler:
• GetCapabilities: Sunucu hakkında meta veri içeren XML verisi dönülür.
• GetFeature: İstek seçilmiş özellikleri döner.
• DescribeFeatureType: Özellik tiplerininin ve bu özelliğe ait özelliklerin açıklamalarını döner.
• WCS (Web Coverage Service): WCS standardı kullanılarak yapılandırılmış QGIS Server, QGIS projesinden raster verilere erişmek için bir HTTP arabirimi sağlar (QGIS Server Guider/Manuel, 2022). Örnek standart istekler:
• GetCapabilities: Sunucu hakkında meta veri içeren XML verisi dönülür.
• DescribeCoverage: Raster veri hakkında ek bilgiler içeren XML verisini döner.
• GetCoverage: Raster veriyi döner.
• WMTS (Web Map Tile Service): WMTS standardı kullanılarak yapılandırılmış QGIS Server, QGIS projesinden döşemeli harita görüntülerini istemek için bir HTTP arabirimi sağlar. Tipik bir
WMTS talebi, kullanılacak QGIS projesini, oluşturulacak katmanlar gibi WMS parametrelerini ve döşeme parametrelerini tanımlar (QGIS Server Guider/Manuel, 2022). Örnek standart istekler:
• GetCapabilities: Sunucu hakkında meta veri içeren XML verisi dönülür.
• GetTile: Döşeme verisini döner.
• GetFeatureInfo: Piksel lokasyon için veri (geometri ve değer) döner.

Bilgisayar Tabanlı Görüntü CGI: Görsel oluşturmak için kurgulanmış bilgisayar grafik uygulaması. Videolarda, simülatörlerde, sanatta, basılı medyada ve bir çok alanda kullanılmaktadır.