Servizio di osservazione dei sensori

Il Servizio di osservazione dei sensori ( SOS ) è un servizio Web per l'interrogazione di dati dei sensori in tempo reale e serie temporali di dati dei sensori. I dati dei sensori offerti includono, da un lato, le descrizioni dei sensori stessi, che sono codificati nel Sensor Model Language ( SensorML ), e i valori misurati, che sono codificati nel formato Observations & Measurements ( O&M ). Il servizio web ed entrambi i formati di file sono standard aperti e sono definiti nelle specifiche omonime dell'Open Geospatial Consortium (OGC). Se l'SOS è transazionale ( SOS-T), è possibile registrare nuovi sensori tramite l'interfaccia di servizio e quindi inserire i valori misurati. L'SOS può offrire dati da sensori di rilevamento sia in loco che a distanza. Inoltre, i sensori possono essere sia mobili che fissi.

L'SOS è uno standard ufficiale OGC dal 2007. Il vantaggio di SOS è che i dati dei sensori, indipendentemente dal tipo, sono disponibili in un formato uniforme e tramite operazioni standardizzate su Internet, semplificando così l'accesso ai dati dei sensori basato sul web. Poiché SOS è uno standard OGC, consente anche una semplice integrazione nelle infrastrutture di geoservizi esistenti o nei sistemi informativi geografici generali.

Operazioni

L'SOS ha tre cosiddette operazioni principali che devono essere offerte da ogni implementazione di SOS. L'operazione GetCapabilities consente di interrogare una descrizione del servizio con informazioni sull'interfaccia del servizio e sui dati del sensore offerti. La funzione GetObservation è probabilmente la più importante per le operazioni in corso. Questo può essere usato per interrogare i valori misurati dai sensori. La funzione DescribeSensor restituisce informazioni dettagliate su un sensore o un sistema di sensori, i dati forniti e i processi che elaborano i dati.

Operazioni principali (profilo principale):

  • GetCapabilities - restituisce una descrizione del servizio XML che contiene informazioni sull'interfaccia (operazioni offerte) e sui dati del sensore offerti, come B. Periodo di tempo per il quale sono disponibili i dati dei sensori, dei sensori che producono i valori misurati o dei fenomeni osservati (es. temperatura dell'aria).
  • GetObservation - query basata su pull di valori di osservazione con metadati; i valori misurati e i relativi metadati vengono restituiti nel formato Osservazioni e misurazioni (O&M).
  • DescribeSensor: restituisce i metadati del sensore codificati in SensorML. Il record di dati SensorML di solito contiene l'ID del sensore, la posizione e i fenomeni osservati. Ulteriori informazioni, come ad es. B. Vengono descritti i dati di calibrazione.

Operazioni transazionali (profilo transazionale):

  • RegisterSensor: consente di registrare un nuovo sensore in un SOS in esecuzione
  • InsertObservation - consente l'inserimento dei dati di misurazione per i sensori registrati nell'SOS

Operazioni avanzate (profilo avanzato):

  • GetResult - offre la possibilità, con metadati costanti (es. sensore, oggetto osservato) per una serie di valori misurati, di interrogare solo il valore misurato senza i metadati
  • GetFeatureOfInterest - restituisce l'oggetto territoriale, le cui proprietà sono monitorate da sensori, codificato nel Geography Markup Language (GML)
  • GetFeatureOfInterestTime - fornisce i periodi di tempo in cui i valori misurati per un oggetto osservato sono disponibili nell'SOS.
  • DescribeFeatureType - restituisce il tipo dell'oggetto territoriale osservato (schema XML)
  • DescribeObservationType - restituisce il tipo di osservazione (XMLSchema, ad es. om: Measurement)
  • GetObservationById: consente di interrogare un'osservazione tramite ID
  • DescribeResultModel - fornisce lo schema XML del valore misurato; questo è particolarmente importante per valori misurati complessi, come ad es B. i dati multispettrali sono importanti.

Usando i metodi

Oltre alle operazioni principali, esistono operazioni aggiuntive che non devono necessariamente essere implementate. In molti progetti, oltre alle funzioni di base, viene inizialmente utilizzato solo il metodo InsertObservation. Ciò consente di inserire dati dall'esterno nel servizio di osservazione dei sensori in corso. I dati sono incorporati in un file XML e trasferiti all'SOS rigorosamente in conformità con le specifiche O&M.

Trovare servizi e sensori

Se un potenziale utente è alla ricerca di sensori, di solito lo fa con un alto livello di astrazione. La ricerca viene effettuata o da un punto di vista sensoriale oppure in base all'osservazione. Un utente generalmente cerca in relazione ai sensori se ha già conoscenza dei sensori in un'area e ora vuole interrogare i loro valori misurati. Un utente cerca sempre l'osservazione quando desidera ricevere i dati del sensore in una determinata area. Tutte le misurazioni che appartengono a un determinato fenomeno dovrebbero quindi essere mostrate a lui.

Procedura per il servizio di osservazione dei sensori
Figura 1 - Procedura di un utente nella ricerca dei dati del sensore

Mondo concettuale intorno al servizio di osservazione dei sensori

L'OGC ha, non solo nell'ambito dell'SOS, un proprio mondo di termini ben definito. Per una migliore comprensione, ecco alcuni termini importanti:

termine descrizione
Caratteristica di interesse (FOI) Il ~ rappresenta il geo-oggetto a cui si applicano i valori misurati e che viene misurato dai sensori. Il FeatureOfInterest viene solitamente utilizzato per individuare (georeferenziare) i punti di misurazione, ad es. h. l'oggetto territoriale ha coordinate (ad esempio lunghezza/larghezza e altezza sul livello del mare). La definizione del FOI dipende molto dal progetto e va scelta in base alla struttura.
Osservazione A ~ fornisce un valore misurato (Result) per la proprietà (Phenomenon) di un oggetto osservato (FeatureOfInterest). Il valore stesso è generato da un sensore o da procedure (procedura). Inoltre, il fenomeno è stato registrato in un determinato momento (SamplingTime) e il valore generato in un determinato momento (ResultTime). I valori spesso coincidono, motivo per cui in pratica il SamplingTime viene utilizzato come momento temporale dell'osservazione.
Offerta Un ~ è un raggruppamento logico di osservazioni correlate che vengono offerte insieme da un servizio.
Fenomeno Un ~ (fenomeno) rappresenta una proprietà ( quantità fisica ) di un oggetto geografico (temperatura dell'aria, velocità del vento, concentrazione di inquinanti nell'atmosfera, radiazione riflessa in una certa banda di frequenza, ecc.)
Procedura Una ~ (procedura) genera il valore misurato di un'osservazione. Questo può essere fatto leggendo un sensore, simulando o anche un processo numerico.
Sul posto ~ è il termine latino per "sul posto".

Software

L'SOS è uno standard dell'OGC e in definitiva definisce solo l'interfaccia del servizio, ma non il modo in cui il servizio viene implementato. Attualmente esistono diverse implementazioni open source del servizio:

  • Implementazione Java -SOS da 52° Nord
  • Implementazione Java SOS all'interno del framework deegree da lat / lon
  • l' implementazione C++ SOS in MapServer
  • Implementazioni SOS Java, Perl e Python del progetto OOSTethys

link internet