Staré mapy online

S rostoucím počtem online publikovaných starých map ale jednak
přestávají stačit standardní nástroje pro jejich vyhledávání (tedy fulltextové
vyhledávače typu Google, prohledávající textové seznamy map) a zároveň roste
poptávka po nástrojích umožňujících se starými mapami dále pracovat. Projekt
Staré mapy online vznikl jako odpověď na tyto požadavky.

Cílem projektu Staré mapy online je vývoj technologie
umožňující zpřístupňovat na internetu kvalitně georeferencované mapy a další
dokumenty grafické povahy. Vyvinuté nástroje tak umožní uživatelům co
nejpřesnější online georeferenci předloh velkých rozměrů, což mimo jiné umožní
vyhledávání digitalizovaných map a dalších grafických dokumentů s vazbou k
určitému místu s komfortním využitím geografických a časových informací.
Zároveň bude vypracována metodika obsahující doporučení jak online zpřístupňovat
digitalizované staré mapy (zejména mapy velkých rozměrů) tak, aby s nimi bylo
možné dále pracovat v systémech třetích stran. Vzhledem k cílům projektu budou
vyvinuté nástroje provozovány buď jako volně dostupná služba, nebo volně dostupný
open source software. Pro propagaci výsledků projektu byly zřízeny webové stránky OldMapsOnline.org, které informují o všech
výsledcích projektu. Vzhledem k tomu, že výsledky projektu přesahují národní
rámec, jsou tyto stránky v anglickém jazyce. Informace v češtině pak jsou
pravidelně publikovány na stránkách Moravské zemské knihovny ve formě výročních
zpráv projektu a stručně i na portálu StareMapy.cz.

Web OldMapsOnline.org pokrývá celý proces digitálního
zpřístupnění starých map od skenování přes úpravy obrazu, tvorbu metadat a online
zpřísnění až po nástroje dále pracující s takto publikovanými mapami.

V oblasti digitalizace samotné se doporučení omezují na několik
zajímavých scannerů využitelných při digitalizaci starých map, ale vzhledem k tomu,
že jednotliví majitelé nebo správci sbírek budou využívat spíše jim dostupné
technologie, soustředíme se na doporučení nástrojů na další zpracování
naskenovaných map. Předpokládáme totiž, že ve velké většině případů bude
skenování map probíhat na zařízeních, která nedovolí naskenovat celou mapu
najednou a přinejmenším část digitalizovaných map bude tak nutné před dalším
zpracováním „slepit“ z více částí. K této činnosti je možné použít
nástroje komerční (typicky např. Adobe Photoshop), v případě jejich nedostupnosti
pak doporučujeme volně dostupný program NIP2, který umožňuje velmi efektivně
pracovat s libovolně velkými grafickými předlohami.

Jádro projektu Staré mapy online však spočívá až v
následných operacích, tedy v online publikování a tvorbě metadat. Vzhledem k
velikosti výsledných rastrových obrázků nepředpokládáme přímé publikování
celých map ve formě jednoho souboru ke stažení, ale zpřístupnění s využitím
dlaždic, analogické službám typu Google Maps. Jako výchozí strukturu pro online
publikování map používáme strukturu dlaždic používanou produkty firmy Zoomify,
která se díky volné dostupnosti nástrojů pro tvorbu a zpřístupnění dlaždic v
posledních letech velmi rozšířila.

Pro Zoomify jsou volně dostupné nejen aplikace pro generování
dlaždic, ale i open source prohlížečky jak ve formátu flash, tak v jazyce javascript.
Přínosem projektu Staré mapy online je zde zejména úprava volně dostupné
prohlížečky digitálních map OpenLayers, přidávající podporu Zoomify a
usnadňující implementaci podpory dalších na dlaždicích založených struktur.

Jednou vygenerované statické dlaždicové struktury  
společně s vhodnou prohlížečkou je možné snadno publikovat online pouhým
přesunutím na webový server. Na takto publikované staré mapy lze pak odkazovat z
webových stránek nebo z databází, problém však nastává v okamžiku, kdy je
potřeba publikovat mapy velkých rozměrů nebo rozsáhlejší mapové sbírky.
Jednotlivá mapa normální velikosti (délka strany 5-10 tisíc bodů) se totiž při
publikování prostřednictvím Zoomify skládá ze stovek až tisíců jednotlivých
dlaždic, tedy obrázků ve formátu jpg o velikosti 256 x 256 bodů. Celkové množství
souborů, které je tak nutno spravovat, může pak snadno přesahovat řád statisíců
nebo milionů, což je i případ Mollovy mapové sbírky, kterou nyní digitalizuje
Moravská zemská knihovna. Správa a manipulace s takovým množstvím souborů je
obtížná a pomalá, zvyšuje se riziko ztráty jednotlivých dlaždic a proto je nutné
separátně archivovat ještě původní, „nerozsekané“ obrazové soubory, což dále
zvyšuje nároky na úložnou kapacitu a správu dat.

Řešením tohoto problému jsou image servery. Image server je
aplikace, která z velkého rastrového obrázku dynamicky extrahuje a zpřístupňuje jen
ty dlaždice, o které byla v daném okamžiku požádána. Rastrový obrázek může sice
teoreticky být uložen v libovolném formátu, z důvodu rychlosti výsledné aplikace je
však výhodnější použít některý z formátů optimalizovaných pro použití s
image servery. Příkladem takových formátů jsou například pyramidový TIFF, tedy
TIFF kontejner obsahující jpg dlaždice zobrazující jednotlivé části obrázku v
různých zvětšeních, nebo formát jpeg2000, který může být pro použití s image
servery optimalizován. Právě jpeg2000 je také formátem, který zvolila Moravská
zemská knihovna v Brně jako formát pro archivaci svých rastrových obrazových dat.
Podrobné informace o tom, jak vytvořit obrázek ve formátu jpeg2000 vhodný pro
použití s image serverem je možné najít na stránkách projektu OldMapsOnline.org.

Rozhodnutí používat pro archivaci jpeg2000 na straně jedné a
dlaždicové struktury Zoomify na straně druhé vedlo k potřebě vyvinout image server
podporující oba tyto standardy. Jako vhodný základ pro plánovaný vývoj byl zvolen
image server IIPImage, jehož výhodami jsou mimo jiné velká rychlost a volná
dostupnost. IIPImage byl postupně doplněn o řadu vlastností: mimo podpory dlaždic
Zoomify je implementována i podpora dlaždicových struktur DeepZoom. Na straně serveru
je podporován formát jpeg2000 a dokončuje se podpora volitelného watermarkigu a
optimalizace práce s již jednou vygenerovanými dlaždicemi, která by měla přinést
další zlepšení výkonu. IIPImage byl úspěšně testován na barevném obrázku o
rozměrech 123710 na 119260 bodů, jehož velikost před konverzí do jpeg2000 byla ve
formátu png cca 20 GB.

Zpřístupněním na Internetu práce s digitalizovanou starou mapou
nekončí, ale teprve začíná. Pro její další využití je nutné vytvořit metadata
popisující tuto mapu. Mimo běžná bibliografická metadata je vhodné každou mapu
vybavit i geografickými metadaty. To umožní jednak snadnější vyhledání mapy
pomocí nástrojů využívajících pro vyhledávání geografické souřadnice a v
případě kvalitnějších geometadat i například srovnávání několika map
navzájem, kartografické analýzy starých map apod.

Základními a také v metadatech nejčastěji zastoupenými údaji,
usnadňujícími geografické vyhledávání jsou samozřejmě geografické názvy a
údaje o měřítku a skutečném rozměru mapy. Tyto údaje jsou obvykle dostatečné pro
alespoň přibližný odhad polohy a rozsahu území na zemském povrchu, které mapa
zobrazuje, samozřejmě za předpokladu, že jsme schopni identifikovat použitý
geografický název a přiřadit mu jednoznačně geografické souřadnice, ať už
souřadnice definující střed daného místa nebo ještě lépe jeho hranice. Je
zřejmé, že takto určené umístění mapy může trpět značnými nepřesnostmi.
Proto je velmi vhodné doplňovat již při bibliografickém zpracování bibliografický
záznam popisující mapu o tzv. bounding box, tedy souřadnice hranic obdélníka,
ohraničujícího území zobrazené na mapě. Pro usnadnění vkládání těchto
souřadnic do záznamu vyvinula Moravská zemská knihovna nástroj pracovně nazvaný
GeoMARC (http://www.oldmapsonline.org/boundingbox/). Tento nástroj také řeší
problémy, které by tvůrce metadat mohl mít s určením správné pozice nultého
poledníku, který různí tvůrci map v různých dobách umisťovali do různých míst.
Pro vyhledávání starých map jsou důležité i chronologické údaje, pro účely
vyhledávání samozřejmě nejlépe v počítačem vyhodnotitelné podobě.

Tyto základní údaje již dostačují pro alespoň přibližné
vyhledání staré mapy, v žádném případě však nejsou dostatečné pro další
práci se starou mapou. Proto se vývoj v rámci projektu Staré mapy online soustřeďuje
zejména na vývoj online nástroje pro georeferencování rastrových map. Tento
nástroj, přístupný na adrese GeoReferencer.org,
je založený na technologii OpenLayers a umožňuje tak georeferencovat rastrové mapy,
publikované online ve formě statických souborů nebo prostřednictvím řady image
serverů. Podporovány tak jsou mimo jiné i MrSID   image server použitý v
Manuscriptoriu nebo Aware image server používaný v aplikacích firmy ExLibris
(DigiTool, Rosetta).

GeoReferencer je provozován jako volně dostupná centralizovaná
služba, koncipovaná tak, aby ji mohl využít kdokoli. To je důležité zejména pro
instituce, které zpřístupnily online vlastní rozsáhlejší mapovou sbírku, nemají
ale dostatečné vlastní kapacity na její georeferencování. Díky GeoReferenceru mohou
do procesu tvorby geometadat zapojit dobrovolníky z řad veřejnosti, kteří mohou
georeferencovat jednotlivé mapy nebo zlepšovat metadata již existující. Georeferencer
pracuje na principu wiki, je tedy možné kontrolovat i kvalitu vytvářených metadat a
případně selektivně odstranit metadata nízké kvality.

Výstupem georeferenceru jsou pak metadata umožňující mapu
přesně umístit na zemský povrch buď s využitím afinní transformace (posun, rotace,
změna velikosti) nebo i warpování, tedy deformace mapy tak, aby co nejpřesněji
kopírovala skutečné pozice jednotlivých míst na mapě zobrazených.

Výše popsané nástroje umožňují již nyní realizovat celý
řetězec publikování digitalizované staré mapy a vytvoření příslušných metadat.
Další vývoj v rámci projektu bude zaměřen na jejich dokončení, optimalizaci a
těsnější vzájemné provázání.