Виртуальный глобус WorldWind: От NASA к открытому исходному коду

Введение

Виртуальный глобус с открытым исходным кодом

NASA WorldWind – это виртуальный глобус с открытым исходным кодом (распространяемый под лицензией NOSA и лицензией Apache 2.0). Согласно веб-сайту (https://worldwind.arc.nasa.gov/), "WorldWind – это API виртуального глобуса с открытым исходным кодом. WorldWind позволяет разработчикам быстро и легко создавать интерактивные визуализации 3D-глобуса, карт и географической информации. Организации по всему миру используют WorldWind для мониторинга погодных условий, визуализации городов и местности, отслеживания движения транспортных средств, анализа геопространственных данных и обучения человечества о Земле". Он был впервые разработан NASA в 2003 году для использования на персональных компьютерах, а затем с 2004 года его разработка продолжалась совместно с сообществом открытого исходного кода. По состоянию на 2017 год доступна веб-версия WorldWind. Также существует версия для Android. Изначальная версия была основана на .NET Framework, которая работала только на Microsoft Windows. Более поздняя Java-версия, WorldWind Java, является кроссплатформенной, это набор средств разработки программного обеспечения (SDK), предназначенный для разработчиков, и, в отличие от старой .NET-версии, не является самостоятельным виртуальным приложением в стиле Google Earth. Версия WorldWind Java была удостоена награды «Программное обеспечение года NASA» в ноябре 2009 года. Программа накладывает спутниковые снимки NASA и USGS, аэрофотосъемку, топографические карты, файлы Keyhole Markup Language (KML) и Collada.

Обзор

Хотя WorldWind широко доступен с 2003 года, он был выпущен под лицензией NASA Open Source Agreement в 2004 году. Последняя версия на основе Java (2.1.0) была выпущена в декабре 2016 года. По состоянию на 2015 год веб-версия WorldWind находится в разработке и доступна в сети Интернет. Также доступна версия для Android. Предыдущая версия на базе .NET была приложением с обширным набором плагинов. Помимо Земли, доступны и другие миры: Луна, Марс, Венера, Юпитер (с четырьмя галилеевыми спутниками – Ио, Ганимедом, Европой и Каллисто) и SDSS (изображения звезд и галактик). Пользователи могут взаимодействовать с выбранной планетой, вращая её, изменяя угол обзора и масштабируя изображение. Можно отображать пять миллионов названий географических объектов, политических границ, линии широты и долготы, а также другие данные. WorldWind .NET предоставлял возможность просматривать карты и геопространственные данные в Интернете, используя серверы WMS OGC (версия 1.4 также использует WFS для загрузки названий географических объектов), импортировать файлы shape ESRI и файлы kml/kmz. Это пример того, как WorldWind позволяет любому пользователю предоставлять собственные данные. Другие возможности WorldWind .NET включали поддержку моделей X (трехмерные полигональные сетки DirectX) и продвинутых визуальных эффектов, таких как атмосферное рассеяние или затенение от солнца. Разрешение внутри территории США достаточно высокое, чтобы отчетливо различать отдельные здания, дома, автомобили (слой USGS Digital Ortho) и даже тени людей (в городских районах на слое USGS Urban Ortho). Разрешение за пределами США составляет не менее 15 метров на пиксель. Microsoft разрешила WorldWind использовать данные высокого разрешения Virtual Earth для некоммерческого использования. WorldWind использует данные цифровой модели рельефа (DEM), полученные в ходе миссии NASA Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), Национального набора данных высот (NED) и Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER). Это позволяет просматривать топографические объекты, такие как Большой Каньон или гора Эверест, в трехмерном изображении. Кроме того, WW располагает батиметрическими данными, позволяющими пользователям видеть подводные объекты, такие как впадины и хребты, в 3D. Многие пользователи приложений добавляют собственные данные и делают их доступными через различные источники, такие как WorldWind Central или блоги, упомянутые в разделе ссылок ниже. Все изображения и видео, созданные с помощью WorldWind с использованием данных Blue Marble, Landsat или общедоступных данных USGS, могут быть свободно изменены, распространены и использованы на веб-сайтах, в том числе в коммерческих целях.

Though widely available since 2003, WorldWind was released with the NASA Open Source Agreement license in 2004. The latest Java based version (2.1.0), was released in December 2016. As of 2015 a web based version of WorldWind is under development and available online. An Android version is also available. The previous NET based version was an application with an extensive suite of plugins. Apart from the Earth there are several worlds: Moon, Mars, Venus, Jupiter (with the four Galilean moons of Io, Ganymede, Europa and Callisto) and SDSS (imagery of stars and galaxies). Users could interact with the selected planet by rotating it, tilting the view, and zooming in and out. Five million place names, political boundaries, latitude/longitude lines, and other data can be displayed. WorldWind. NET provided the ability to browse maps and geospatial data on the internet using the OGC's WMS servers (version 1.4 also uses WFS for downloading place names), import ESRI shapefiles and kml/kmz files. This is an example of how WorldWind allows anyone to deliver their data. Other features of WorldWind. NET included support for X (DirectX 3D polygon mesh) models and advanced visual effects such as atmospheric scattering or sun shading. The resolution inside the US is high enough to clearly discern individual buildings, houses, cars (USGS Digital Ortho layer) and even the shadows of people (metropolitan areas in USGS Urban Ortho layer). The resolution outside the US is at least 15 meters per pixel. Microsoft has allowed WorldWind to incorporate Virtual Earth high resolution data for non commercial use. WorldWind uses digital elevation model (DEM) data collected by NASA's Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), National Elevation Dataset (NED) and Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER). This means one can view topographic features such as the Grand Canyon or Mount Everest in three dimensions. In addition, WW has bathymetry data which allows users to see ocean features, such as trenches and ridges, in 3D. Many people using the applications are adding their own data and are making them available through various sources, such as the WorldWind Central or blogs mentioned in the link section below. All images and movies created with WorldWind using Blue Marble, Landsat, or USGS public domain data can be freely modified, re distributed, and used on web sites, even for commercial purposes.

WorldWind Java (ВерлдВинд Ява)

Первоначальная версия WorldWind была ограничена платформой Windows и использовала библиотеки .NET и DirectX. Новая версия SDK была разработана на Java с использованием JOGL и называется WorldWind Java. Последняя версия (2.2.0) вышла в августе 2020 года. Эта новая версия имеет архитектуру, ориентированную на API, с функциональностью, перенесенной в модульные компоненты, оставляя API в ядре. Это позволяет рассматривать сам WorldWind как плагин, обеспечивая максимально возможную взаимозаменяемость (например, через Python). Благодаря этой реструктуризации WorldWind можно использовать в браузере как Java Applet. Предварительная версия WorldWind Java SDK была представлена 11 мая 2007 года на ежегодной конференции JavaOne компании Sun Microsystems. Поскольку WWj является SDK, не существует единого приложения; вместо этого существует множество приложений, использующих WWj, каждое из которых обладает различными функциями и создано государственными учреждениями и коммерческими разработчиками по всему миру. Эти приложения включают в себя простые виртуальные глобусы, трекеры спутников, ГИС-платформы, фоторедакторы, симуляторы F-16, программное обеспечение для планирования миссий и многое другое.

Android и Интернет

С тех пор NASA выпустило WorldWind Android и Web WorldWind — два комплекта разработчика (SDK) для операционной системы Android и веб-приложений, созданных на JavaScript. Подобно WWj, для этих версий не существует единого приложения.

Учебные пособия

NASA WorldWind SDK Tutorial: Это руководство было разработано Институтом геоинформатики Университета Мюнстера (Германия). Оно содержит учебные материалы, начиная с настройки среды Eclipse с использованием API WorldWind и заканчивая созданием полигонов на основе географических наборов данных Linked Open Data. В нем представлены полезные советы для разработчиков любого уровня, от начинающих до опытных.

Вилки и клоны

WorldWind Earth — это сообщество, поддерживающее дружественные ответвления трёх текущих релизов WorldWind SDK. Эти ответвления предоставляют канал выпуска для сборок, основанных на последних исправлениях и функциях из разрабатывающей ветви WebWorldWind, а также несколько выборочных улучшений от сообщества WorldWind. Проект WorldWindJS доступен на GitHub, а релизы — на NPM. Проект Geoforge содержит ответвление проекта NASA WorldWind. Geoforge предоставляет программное обеспечение с открытым исходным кодом и является платформой для управления данными гео наук, использующей функции WorldWind для отображения геопривязанных гео научных объектов. Dapple — это ответвление проекта NASA WorldWind, проект с открытым исходным кодом, созданный разработчиками Geosoft. Dapple предназначен для профессионалов в области гео наук и имеет функции, ориентированные на них, такие как простое добавление WMS-серверов и упрощённый пользовательский интерфейс, очень похожий на Google Earth. SERVIR VIZ — это настроенная версия WorldWind, разработанная IAGT для проекта SERVIR. WW2D — это кроссплатформенное, бесплатное и открытое приложение, основанное на технологиях Java и OpenGL, которое может работать на Microsoft Windows, Mac OS X, Linux (x86 и x86 64) и Solaris на SPARC. WW2D использует изображения с серверов WorldWind. WW2D Plus One — это обновление WW2D, обеспечивающее трёхмерный вид. Punt — это ответвление проекта .NET NASA WorldWind, начатое двумя участниками сообщества свободного программного обеспечения, которые внесли вклад в WorldWind. Punt основан на коде WorldWind 1.3.2, но его первый релиз содержит функции, отсутствующие в WorldWind 1.3.2 или 1.3.3 (например, поддержку нескольких языков). В настоящее время Punt доступен только для Windows, но долгосрочные цели включают переход к кроссплатформенному решению.

Доступные наборы данных

Низкоразрешающие наборы данных Blue Marble включены в первоначальную загрузку; при увеличении масштаба пользователем в определенных областях дополнительные данные высокого разрешения загружаются с серверов NASA. Общий объем всех доступных на данный момент наборов данных составляет приблизительно 4,6 терабайта.

Возраст

Некоторые аэрофотоснимки, сделанные Геологической службой США (USGS), были получены в начале 1990-х годов. Все изображения со спутника Landsat 7 датированы периодом после 1999 года (за исключением Geocover 1990).