İçinde bulunduğumuz bilgi ve iletişim çağında, ülkelerin gelişmişlik seviyesi insanlığa hizmet seviyesinin kalitesi ile ölçülmektedir. Gelişmiş ülkeler üretimden ziyade, üretilen ürünün, insanlığa sağladığı hizmet kalitesini azami seviyelere getirerek, gelişmişlik çıtasını bir adım yukarıya taşımayı amaçlamaktadırlar. Bu amaçla gelişmiş ülkeler hizmet sektörüne yüksek bütçeler ayırmaktadır. Günümüz dünyasında ise bilişim sektöründeki hızlı gelişmelerden dolayı hizmet sektörüne en önemli katkılardan birini bilgi ve iletişim sektörü yapmaktadır. Üretim, haberleşme, ulaşım ve gündelik hayatta yaptığımız işlemler bilgi ve iletişim hizmetleri sayesinde kolaylaşmış böylelikle süreç ve işlerin daha hızlı ve az emek ile yapılması mümkün olmuştur. Bu avantajlarından dolayı gelişmişlik seviyesini yakalamak isteyen ülkelerin kamu ve özel, kurum ve kuruluşlarının her alanda kendi bilgi ve iletişim sistemlerini oluşturmaları artık kaçınılmaz olmuştur.
Şüphesiz bu gelişmelerden en çok etkilenen, bilgiye ulaşmada etkili küresel iletişim hizmet araçlarından birisi de Coğrafi Bilgi Sistemleri olmuştur. Kâğıt üzerinden tutulan haritaların ve ilgili coğrafi bilgilerin dijital ortama aktarılarak işlenmeye başlaması, CBS hizmetlerinin dijital ortamdaki ününü arttırmıştır. Savunma, ulaşım, şehir ve bölge planlama, meteoroloji, arkeoloji gibi birçok alan, bilimsel araştırmalar için CBS uygulamalarından hizmet almasıyla [1] , günler süren masraflı işlemler çok kısa sürede ve daha az maliyet ile yapılması sağlanmıştır.
CBS hizmetlerinin yaygınlaşması ve teknolojinin gelişmesi ile birlikte CBS alanındaki bazı problemleri de beraberinde ortaya çıkartmıştır. CBS hizmetlerinin dijital ortama ilk geçişi ile Coğrafi Bilgi Sistemlerini oluşturan “Bilgi”, başka bir deyişle veri, kısıtlı olduğundan dolayı uygulama ile birlikte sunulmaktaydı. Uydulardan elde edilen yüksek çözünürlüklü görüntülerin ve dijital ortamda hazırlanan detaylı sayısal coğrafi verilerin kullanımına başlanması, işlem gücü ve veri depolama kapasitesi yüksek bilgisayarlara ihtiyacı ortaya çıkartmıştır. Fakat depolanan verilerin her istemci bilgisayarında bulundurulması;
uygulamanın yer aldığı bilgisayarlarının belirli aralıklar ile yenilenmesi, yüksek depolama alanı gerektiren bu verilen güncellenmesi ve yedeklenmesi anlamına gelmekteydi. Ayrıca askeri ve ticari veriler gibi değerli coğrafi bilgilerin yetkisiz kullanıcılardan saklanması zorlaşmaktaydı.Coğrafi verilerin çok büyük boyutlarda olması ve bu verilerin sürekli güncellenme ihtiyacı, yönetilmesi, ortak erişiminin ve güvenliğin sağlanmasındaki
zorluklar sebebiyle, verilerinin harita sunucuları üzerinden kullanıcılara yayınlanması ihtiyacı ortaya çıkmıştır. CBS hizmetlerinin sunucular üzerinden belirli standartlar üzerinden yayınlanması amacıyla Servis Yönelimli Yaklaşım (SYM) üzerinde çalışmalar başlatılmıştır [2]. Bu çalışmalar sonucunda CBS verilerinin ağ üzerinden paylaşılması ve işlenmesine yönelik Open Geospatial Consortium tarafından OGC standartları oluşturtulurmuş ve tüm dünyada kabul görmüştür [3]. Ortaya çıkan OGC standartları sayesinde, gelecekte ortaya çıkabilecek yeni teknolojilere ve gereksinimlere uyum sağlayabilecek yetenekte, bakımı kolay ve tutarlı sistemler kurulabilmiştir.
Her ne kadar ortaya çıkan yenilikler ve standartlar CBS bilgi akışına ivme kazandırsa da, sektörün ihtiyaçları ve yakın gelecekteki gelişmeler göz önüne bulundurulduğunda istemci ve sunucunun haberleşmesi için gereken mimarinin optimizasyonu ile standardizasyonu kaçınılmaz bir ihtiyaç haline gelmiştir [4]. Bu ihtiyaçlar ve gelişmeler doğrultusunda çalışmada, askeri sistemler gibi hizmet sürekliliğinin ve anlık veriye ulaşmanın önem arz ettiği, harita servislerinin çoklu kullanıcılar tarafından yoğun olarak kullanıldığı ağlarda, CBS sunucularının üzerindeki yük dağılımının dengelenmesi, harita servisinin aralıksız ve etkin erişilebilir olması gayesiyle OGC mimarisi önerilmiştir. Mimarinin kurgulanması için istemci, sunucu, mekânsal veri ve haberleşmede ölçeklendirmeyi destekleyici iyileştirme yöntemleri uygulanmıştır.
Geçmiş çalışmalar incelendiğinde , yapılan iyileştirmelerin tek bir katman veya bileşende gerçekleştirildiği, OGC sorguları , veri yapısı ve sunucuların uyumunun dikkate alınmadığı tespit edilmiştir. Geçmiş çalışmalarda özellikle önbellek sunucusu kullanımı ve performans iyileştirmelerine yönelik çalışmalarda bulunulmuştur. Diğer araştırmacılar ise OGC performansı ölçümünü sunucu ve tarayıcı üzerinde deneyimleyerek kıyaslama yapmışlardır. Bu araştırmaların dışında güvenlik , mobil ,web veya özel bir alana yönelik CBS mimarisi araştırmaları da geçmiş çalışmalarda sıklıkla rastlanmaktadır. Ayrıca eşzamanlı kullanıcılar ile yapılan yük testlerinin , endüstriyel ortamda kullanılan CBS sistemlerine benzerliği birçok çalışmada dikkate alınmamıştır. Eşzamanlı kullanıcıların, ölçeklendirilebilir bir sistemde performanslı ve kesintisiz olarak OGC servislerinden hizmet alabilmesi için çalışma yapılmamıştır.
Çalışma endüstriyel bir problemin giderilmesini vaad ettiğinden dolayı kullanılacak haritalar uydulardan elde edilmiş gerçek bir alanı temsil etmektedir. Temsil edilen alan 3
derecelik enlem ve 8 derecelik boylam arasında kalan Ameika Birleşik Devletleri’ndeki Washington eyaletini kapsamaktadır. Dünyanın her bölgesinin detaylı çözünürlükte elde edilmesindeki maddi ve gizlilik kıstıları sebebiyle bu bölge test için seçilmiştir. Çalışma sadece bu alanın verileri ile gerçekleştirilmiş olup erişimi ve yük testleri için bu çalışma kapsamında programlanmış olan CBS yük test robotları kullanılmıştır. Endüstriyel CBS çözümlerinde, istemci sunucu mimarisi coğrafi olarak dağıtık olduğundan dolayı, benzer problemleri ortaya çıkarılabilmesi ve çözülmesi amacıyla, yurtdışı ve yurtiçinden sunucular ölçüm için kullanılmıştır.
Tezin birinci bölümünde uygulanacak performans iyileştirme adımlarını, mekânsal veri iletişiminin ve standartların anlaşılabilmesi gayesiyle CBS kavramları hakkında kısa bilgi verilmiştir. Bu bölüme öncelikle sistemin kullanım alanları ve gerekliliği ile giriş yapılmıştır. Devam eden kısımda sektörde kullanılan veri tipleri ve bu verilen OGC standartları üzerinden haberleşme yöntemleri anlatılmıştır.
Çalışmanın ikinci bölümde geçmiş çalışmalar araştırılarak sunucu, istemci mekânsal veri ve ağ mimarisinde yapılan iyileştirmelerden ve yeni yaklaşımlardan bahsedilmiştir.
Literatürde istemci ve sunucu haberleşmesindeki performans kaygısı üzerine birçok çalışma yapılmıştır. Ancak çalışmalarda CBS bileşenlerinin sadece bir parçası üzerine iyileştirmeler yapıldığından dolayı ölçeklendirilebilir OGC mimarisi üzerine bir çözüm getirilmediği tespit edilmiştir.
Üçüncü bölümde önerilen mimarinin bileşenleri ve performans iyileştirme adımları anlatılmıştır. Sunucu, istemci, mekânsal veri ve haberleşme standartı kullanımında asgari düzeyde verim alabilmek için iyileştirmeler ve yöntemler kıyaslamaya tabi tutulmuştur.
Optimizasyon sonrası önerilen mimari oluşturularak yük testlerine tabi tutulmuştur.
Oluşturulan mimari kıyaslama sonucunda ortaya çıkan bulgular ışığında, istemci sunucu arasındaki haberleşme hızı, hizmet sürekliliği ve veri kayıpları ölçütleri incelenmiştir.
Eşzamanlı kullanıcılar ile yapılan yük testlerinde hedeflenen 2 saniye cevap süresi ve cevap hata oranları incelenerek ortaya konulan mimarinin ölçeklendirilebilirliği tartışılmıştır.2 saniye eşik süresi seçiminde geçmiş çalışmalardaki [76,78], CBS kullanıcı deneyimleri dikakte alınmıştır.