ИСПОЛЬЗОВАНИЕ  КАРТОГРАФИЧЕСКИХ  ВЕБ-СЕРВИСОВ  ДЛЯ  ИНФОРМАЦИОННОГО  ОБЕСПЕЧЕНИЯ  ЗАДАЧ  РЕГИОНАЛЬНОГО  УПРАВЛЕНИЯ

Якубайлик  Олег  Эдуардович

канд.  физ.-мат.  наук,  с.н.с.  ИВМ  СО  РАН,  г.  Красноярск

E-mail: 

USING  WEB  MAPPING  SERVICES  FOR  INFORMATION  SUPPORT  CHALLENGES  OF  REGIONAL  MANAGEMENT

Oleg  Yakubailik

candidate  of  Science,  Senior  researcher,  Institute  of  Computational  Modelling,  Siberian  Branch  of  Russian  Academy  of  Sciences,  Krasnoyarsk

АННОТАЦИЯ

Рассматриваются  актуальных  задачи  и  направления  в  разработке  программно-технологического  обеспечения,  решение  которых  может  заметно  повысить  эффективность  выполняемых  работ  по  созданию  прикладных  региональных  геоинформационных  систем,  обеспечить  тиражируемость  отдельных  компонент  между  различными  системами.

ABSTRACT

We  consider  the  current  problems  and  trends  in  the  software  development  and  technological  support,  the  solution  of  which  can  significantly  improve  the  efficiency  of  works  on  creation  of  regional  applications  of  geographic  information  systems,  to  ensure  the  replicability  of  the  individual  components  between  different  systems.

Ключевые  слова:  веб-сервис,  геопортал,  веб-картография,  создание  архива  геоданных,  веб-ГИС,  пространственные  метаданные.

Keywords:  web  service,  geo-portal,  web  mapping,  spatial  data  archive,  web  GIS,  spatial  metadata.

Одной  из  ведущих  тенденций  в  развитии  геоинформационных  систем  в  последние  годы  стала  их  глубокая  интеграция  с  технологиями  Интернет.  Нужно  отметить,  что  представления  о  том,  какой  должна  быть  эта  интеграция  постоянно  меняются,  уточняются.  Представление  о  картографическом  веб-сайте  как  об  относительно  простом  средстве  для  визуализации  интерактивной  карты  и/или  мозаики  спутниковых  изображений  было  преобладающим  несколько  лет  назад.  Сегодня  обычно  рассматривают  более  сложные  модели  информационных  систем.  Как  правило,  говорят  о  геопорталах  и  комплексных  картографических  веб-приложениях,  инфраструктуре  пространственных  данных,  сервисах  для  создания  и  обработки  геоинформации  в  распределенной  среде.  Также  вносят  свой  вклад  в  развитие  постоянно  возрастающие  возможности  популярных  социальных  сетей  и  сервисов  облачных  вычислений,  появление  доступных  картографических  пространственных  данных,  в  том  числе  —  спутниковых  снимков  высокого  разрешения  [3,  4].

Эти  тенденции  не  остаются  без  внимания  научно-исследовательских  институтов,  органов  государственной  и  муниципальной  власти.  Во  многих  странах  мира,  в  том  числе  и  в  России,  начали  ставить  и  решать  задачи  формирования  информационной  инфраструктуры  пространственных  данных,  интеграции  разнородных  ресурсов.  Информационно-вычислительной  и  программно-технологической  основой  этих  масштабных  задач  как  раз  и  являются  рассматриваемые  технологии  —  гибрид  Интернет  и  веб-сервисов,  ГИС  и  баз  данных,  Data  mining  и  OLAP,  и  проч.  [1].

Картографические  веб-сервисы  и  основанные  на  них  приложения  становятся  все  более  популярными  и  востребованными  на  ведомственном  уровне.  Накопленный  за  последние  несколько  лет  опыт  взаимодействия  с  региональными  органами  власти  позволяет  с  уверенностью  утверждать,  что  программно-технологические  решения,  построенные  на  основе  упомянутых  подходов,  могут  заметно  повысить  эффективность  деятельности  ведомств,  и  вывести  ее  на  новый  уровень,  при  должной  организационной  поддержке  [4].

Будем  рассматривать  технологии  картографических  веб-сервисов  как  системообразующий  элемент  программного  обеспечения  распределенных  прикладных  информационно-аналитических  систем  регионального  уровня.  Анализ  возможностей  существующего  программных  систем  и  тенденций  в  развитии  технологий  в  рассматриваемой  предметной  области  позволил  выделить  несколько  актуальных  задач  и  направлений  в  разработке  программно-технологического  обеспечения,  решение  которых  может  заметно  повысить  эффективность  выполняемых  работ  по  созданию  прикладных  региональных  геоинформационных  систем,  обеспечить  тиражируемость  отдельных  компонент  между  различными  системами.  Было  выделено  четыре  основных  блока:

·     Подсистема  ведения  архива  базовых  геопространственных  данных.

Должна  обеспечивать  организацию  хранения  и  управления  данными,  средства  для  их  загрузки  и  удаления,  резервного  копирования,  и  т.  п.  Должна  быть  предусмотрена  возможность  регистрации  в  архиве  внешних  баз  данных,  в  т.  ч.  —  пространственных,  с  организацией  прозрачного  доступа  к  ним,  через  единый  программный  интерфейс  —  т.  е.  пользователь,  который  получает  данные  из  архива  базовых  геопространственных  данных  не  обязан  знать,  откуда  именно  берутся  геоданные  —  из  размещенного  на  этом  же  сервере  shp-файла  или  через  подключение  к  стороннему  серверу  ArcGIS.

·Система  прикладных  программных  (картографических)  веб-сервисов.

Предполагается  создание  набора  средств  для  различного  доступа  к  данным,  организации  запросов  к  ним,  в  том  числе  —  на  основе  стандартных  отраслевых  протоколов/интерфейсов  типа  широко  используемых  открытых  стандартов  консорциума  OGC  –  картографических  веб‐сервисов  WMS,  WFS,  и  т.  п.  Также  должна  быть  предусмотрена  возможность  организации  ресурсоемких  вычислений  на  стороне  сервера  —  сегодня  существует  несколько  альтернативных  решений  в  данном  направлении  —  WPS  (web  processing  service)  консорциума  OGC,  и  проч.

·Подсистема  управления  пространственными  метаданными.

Предназначена  прежде  всего  для  поиска  и  навигации  по  имеющимся  пространственным  данным,  в  том  числе  —  с  помощью  пространственных  запросов.  Подсистема  должна  предусматривать  возможность  работы  с  различными  классификаторами  данных,  быть  совместимой  с  существующими  стандартами  на  метаданные,  допускать  соответствующий  импорт/экспорт.  Основа  подсистемы  —  каталог  метаданных  —  должен  обеспечивать  весь  комплекс  задач  управления/администрирования  метаданными.  Предполагается  глубокая  интеграция  со  всеми  прочими  рассматриваемыми  здесь  компонентами  региональной  геоинформационной  системы.

·Региональный  геопортал.

Геопортал  —  централизованный  веб-интерфейс  с  инструментами  навигации  и  поиска  по  метаданным,  соответствующей  визуализации  и  загрузки  географической  информации,  доступа  к  имеющимся  прикладным  веб-сервисам.  Его  можно  рассматривать  как  разработанное  в  веб-интерфейсе  приложение,  которое  объединяет  указанные  выше  три  подсистемы,  предоставляет  конечному  пользователю  информацию  об  имеющихся  пространственных  данных  и  способам  доступа  к  ним.  Также  предполагается,  что  геопортал  обладает  собственными  средствами  визуализации  пространственных  (картографических)  данных,  с  развитыми  средствами  интерактивного  формирования  картографического  представления.  Очень  важно,  что  в  качестве  пользователей  портала  могут  выступать  также  сторонние  приложения,  работая  через  веб-сервисы.  Также  следует  отметь  возможности  персонального  раздела  портала  —  предполагается,  что  пользователь  должен  иметь  возможность  формирования  собственных  производных  наборов  данных,  по  аналогии  с  принципом  организации  «корзины»  Интернет-магазина,  с  сохранением  данных  в  персональном  разделе  портала  «Мои  документы».

Обобщая  приведенные  здесь  характеристики  четырех  программных  компонент  региональных  геоинформационных  систем,  хотелось  бы  отметь,  что  в  той  или  иной  степени  все  перечисленные  функции  присутствуют  в  любой  региональной  геоинформационной  системе.  Как  правило  —  это  составные  части  одной  разработки.  Однако  формальное  разделение  этих  составных  частей  в  самостоятельные  подсистемы  и/или  приложения  представляется  весьма  целесообразным  [2].

Представленное  логическое  разделение  региональной  ГИС  на  перечисленные  компоненты,  формализация  интерфейсов  ввода/вывода  данных  между  ними  может  заметно  улучшить  многие  характеристики  —  повысить  эффективность  процесса  создания  и  поддержания  системы  за  счет  декомпозиции  одной  «сложной»  системы  в  несколько  «простых»,  облегчить  тиражируемость  ее  элементов  в  новые  разработки,  и  проч.,  в  соответствии  с  модульным  принципом  разработки  программного  обеспечения.  Эти  элементы  становятся  как  бы  «кирпичиками»  для  новых  прикладных  информационных  систем,  в  этом  отличительная  их  особенность.

Практика  разработки  ряда  прикладных  региональных  ГИС  позволила  сформулировать  некоторые  особенности  реализации  веб-сервисов  геопортала,  которые  представляются  важными,  если  мы  рассматриваем  геопортал  не  только  как  самодостаточную  систему,  а  также  как  тиражируемый  элемент/компонент  для  сторонних  геоинформационных  приложений. 

Перейдем  к  содержательному  описанию  реализованной  системы  веб-сервисов,  которые  могут  служить  основой  для  построения  прикладных  геоинформационных  систем.  Можно  выделить  два  типа  веб-сервисов:

·Служебные  сервисы.

Модульная  архитектура  разработки  региональной  геоинформационной  системы  и  позиционирование  ее  компонент  как  «кубиков»  для  других  веб-приложений  сформировала  необходимость  строгой  формальной  спецификации  информационного  обмена  между  компонентами.  В  результате  был  сформирован  набор  веб-сервисов  для  приема/передачи  данных  внутри  системы.  Например,  модуль  «Геопортал»  с  помощью  реализованного  в  нем  интерфейса  пользователя  для  поиска  данных  формирует  запрос  в  «Каталог  метаданных»  для  получения  информации.  Далее  —  подсистема  «Каталог  метаданных»  обращается  к  модулю  «Архив  геоданных»  для  получения  списка  ресурсов  определенного  типа.  Ограничения  в  доступе  к  служебным  сервисам  связаны  с  тем,  что  с  их  помощью  можно  много  чего  сделать,  и  в  том  числе  —  нарушить  работоспособность  системы  в  целом  (при  неумелом  использовании).  Именно  поэтому  доступ  к  ним  ограничен  разработчиками.

·Публичные  сервисы.

В  отличие  от  упомянутых  выше  служебных  сервисов  —  эти  сервисы  являются  публично  доступными.  Их  рекомендуется  использовать  в  сторонних  разработках.  Технологически  они  практически  не  отличаются  от  служебных,  но  нарушить  работоспособность  системы  они  не  могут.  С  содержательной  точки  зрения  –  преимущественно  речь  идет  об  информационных  сервисах.  К  их  числу  относятся  сервисы  предоставления  картографической  основы,  геокодирования,  поиска  кратчайшего  маршрута,  водотока  по  речной  сети,  и  ряд  других.

Список  литературы:

1.Кадочников  А.А.  Формирование  геоинформационного  Интернет-портала  для  задач  мониторинга  состояния  природной  среды  и  ресурсов  /  А.А.  Кадочников  [и  др.]  //  Журнал  Сибирского  федерального  университета.  Техника  и  технологии.  —  2008.  —  Т.  1.  —  №  4.  —  С.  377—386.

2.Якубайлик  О.Э.  Геоинформационная  Интернет-система  мониторинга  состояния  окружающей  природной  среды  в  зоне  действия  предприятий  нефтегазовой  отрасли  //  Вестник  СибГАУ.  —  2010.  —  Т.  1(27).  —  С.  40—45. 

3.Якубайлик  О.Э.  Геоинформационный  Интернет-портал  //  Вычислительные  технологии.  —  2007.  —  Т.  12.  —  Вып.  3.  —  С.  116—125.

4.Якубайлик  О.Э.  Технологии  для  геоинформационных  Интернет-систем  /  О.Э.  Якубайлик,  В.Г.  Попов  //  Вычислительные  технологии.  —  2009.  —  Т.  14.  —  №  6.  —  С.  116—126.