Геопортал как инструмент управления пространственными данными и геосервисами
Сообразно уровням ИПД, геопорталы принято делить на национальные, региональные и локальные. Среди них особое место занимают национальные геопорталы; они играют ту же роль, какую играли и продолжают играть национальные атласы в бумажном или электронном исполнении, роль атрибута государственности, «фасада» нации, свидетельства успехов в географическом изучении страны, свода ее национальных информационных ресурсов в части пространственных данных
А.В. Кошкарев (ИГ РАН)
А.В. Кошкарев
О термине «геопортал»
Слово «геопортал» в русском языке и термин «геопортал» в русскоязычной терминологии сконструированы по образу и подобию англоязычного оригинала незамысловатым приемом причленения морфемы «гео» к основе «портал». Точно так же в нашу терминологию вошли «геоинформационные системы», «геоданные» и «геообъекты», входят и, возможно, укоренятся «геометаданные», «геосервисы», «геовизуализация», «геоидентификаторы» и «геоонтологии».
Ключ к пониманию сути геопортала лежит в понятии «портал», который определяется как «исходная точка выполнения тематического поиска в распределенной сети» и «сервер, предоставляющий прямой доступ пользователям к некоторому множеству серверов, включая установленные на них информационные ресурсы, а также Web-приложения, которые реализуют Web-сервисы, соответствующие назначению портала» [1]. В проекции на проблематику ГИС и ИПД это означает доступ к распределенным сетевым ресурсам пространственных данных и сервисов (геосервисов), которые могут быть найдены на геопортале как исходной точке входа в сеть серверов.
Что обычно понимается под геопорталом в составе ИПД за рубежом, там, где они давно и успешно развиваются и множатся?
Напомним, что в английском языке термин «геопортал» употребляется в двух морфологических формах: «geoportal» и «geo-portal».
Википедия определяет геопортал как «веб-портал, используемый для поиска и доступа к географической (геопространственной) информации и связанные с этим сервисы (визуализации, редактирования, анализа и т. п.) в Интернете», при этом подчеркивается, что он является «важным и эффективным средством ГИС и ключевым элементом ИПД» [2].
Согласно авторам работы [3] , синтезирующей мнения ряда исследователей в области ГИС и ИПД, понятие «геопортал» означает «точку входа в Интернет или Интранет с инструментами просмотра метаданных, поиска географической информации, ее визуализации, загрузки, распространения и, возможно, поиска геосервисов».
Директива INSPIRE, как уже отмечалось [4], определяет геопортал через набор его функций как сайт или его эквивалент, перечень функций которого, реализованных в виде Web-сервисов (геосервисов), включает поиск наборов данных, их визуализацию (геовизуализацию), загрузку и трансформирование, а также вызов других сервисов.
Идея «геопорталостроительства» овладевает массами, а сам термин стал обычным для научных текстов и публицистики, проникнув в официальный лексикон: перечисляя на заседании коллегии Роскартографии 11 марта 2008 г. важнейшие текущие задачи, ее руководитель А.В. Бородко объявил, что «в 2008 году мы должны увидеть проект геопортала» [5] .
Этим можно было завершить краткое терминологическое введение в тему, если бы внимательный лексикограф не зафиксировал в своей электронной картотеке или базе данных другое значение слова «геопортал», уже не как научно-технического термина, а в качестве слова русского языка из актуальной лексики начала XXI в. Это геопортал в значении средства Web-картографирования (Интернет-картографирования) в расширенном его толковании как инструмента генерации геоизображений (геовизуализации), поскольку на практике речь идет о визуализации данных не только в картографической форме: к традиционным продуктам визуализации принадлежат карты, мозаики ортоизображений, их композиции (гибриды с картографическим изображением), трехмерные изображения на основе цифровых моделей рельефа. Как правило, эти средства предназначены для визуализации внутренних геоинформационных ресурсов обслуживающего сервера. Кроме традиционных визуализационных функций они могут предоставлять координаты интересующих объектов, возможность подсчета их площадей или периметров, прокладки маршрутов, печати карт. Однако в их задачи не входит поиск внутренних и тем более внешних распределенных ресурсов пространственных данных, а поиск в составе функций визуализаторов ограничен поиском «оффлайновых» объектов: домов и контор по их адресам, ближайших автозаправок и общественных туалетов, маршрутов передвижения и машин скорой помощи, наиболее близких к месту вызова к больному. Наличие функций ГИС, обеспечивающих такой поиск, ничего не меняет по существу: ищутся и находятся не информационные объекты, а объекты реального мира по их цифровым моделям.
Именно такими геопорталами, в большинстве своем с картами и планами городов, богат и продолжает богатеть Рунет. Эти системы исключительно информационно-справочного типа с недавних пор стали предметом обсуждения в рамках концепции «неогеографии», под которой понимается совокупность методов картографии и ГИС, а ее эталонами служат сервисы Google Earth и Google Maps [6]. Авторы обстоятельного обзора, выполненного экспертной группой электронного издания R&D.CNews, отмечают, что «продукты такого рода пока не получили устойчивого обозначения; обычно используются термины «геопорталы» или «геоинтерфейсы».
Наличие скромных, а иногда достаточно высокоразвитых возможностей визуализации данных (прежде всего картографической) на поисковых порталах в первом из анализируемых здесь значений не является достаточным основанием для квалификации их в качестве геопорталов. В «истинных» геопорталах баланс поисковых и визуализационных функций может быть различным. В практическом плане это приводит к недопониманию и трудностям типологии геопорталов. Например, вопрос о том, является ли портал Kosmosnimki.ru [7] геопорталом, а если является, то каким, остается открытым.
К типологии геопорталов
Сотни и тысячи реализаций «геопортальных» технологий и многообразие геопорталов в первом из упомянутых выше значений требуют осмысления и анализа этого феномена. Такие исследования известны; в качестве примера можно привести сравнительный анализ пяти избранных европейских национальных геопорталов, а именно ФРГ, Франции, Норвегии, Испании и Великобритании [3] , выполненный с целью поиска наиболее эффективных решений в рамках работ по Директиве INSPIRE [8] и Директиве PCI [9]. Анализ не касался технической и технологической стороны дела, авторов интересовали организационные аспекты проблемы и «архитектурные» решения: ведомственная или межведомственная принадлежность геопорталов, источники и модель финансирования, политика доступа (платный/бесплатный), генерализованные типы геосервисов, поддерживаемых геопорталом.
Сообразно уровням ИПД, геопорталы принято делить на национальные, региональные и локальные. Среди них особое место занимают национальные геопорталы; они играют ту же роль, какую играли и продолжают играть национальные атласы в бумажном или электронном исполнении, роль атрибута государственности, «фасада» нации, свидетельства успехов в географическом изучении страны, свода ее национальных информационных ресурсов в части пространственных данных. Опираясь на современные тенденции в деле развития российской ИПД и предвидя близкие и отдаленные их перспективы, следует ожидать формирования развитой системы геопорталов, представляющих и объединяющих геоинформационные ресурсы разного уровня и пространственного охвата от национальных до ультралокальных, различной предметной специализации и ведомственной принадлежности от тематически универсальных до специальных. И, наконец, тип геопортала определяется набором функций, которые он способен поддерживать, и балансом между ними.
Функции геопорталов
Обзор функциональных возможностей дан для шести зарубежных геопорталов. Все они, за исключением финского, могут быть названы «официальными».
Geospatial One-Stop (GOS) ИПД США NSDI (рис. 1) классический полнофункциональный геопортал, единая точка доступа к ресурсам NSDI, насчитывающим сотни тысяч наборов пространственных данных, зарегистрированных в службах каталогов NSDI на нескольких сотнях серверов, единый «прилавок» данных, что соответствует российскому принципу «одного окна». Проект GOS стартовал в июне 2003 г. как часть президентской программы «электронной администрации» (E-Government) в качестве одной из 24 ее инициатив. Геопортал существенно облегчил поиск пространственных данных, выполнявшийся ранее в службе каталогов («клирингхаузе») портала Федерального комитета по географическим данным США FGDC. GOS имеет встроенный онлайновый картографический визуализатор Map Viewer (подробнее см. в [10] ).
Discovery Portal ИПД Канады CGDI полнофункциональный геопортал, часть службы GeoConnections, выполняющей ту же роль, что и инициатива Geospatial One-Stop ИПД США (рис. 2). Для печати этикеток в небольшом магазине рекомендуется использовать принтер штрих кода настольного класса с возможнстью работать на самоклеющей этикетке. Проект CGDI стартовал в 1996 г. по инициативе Межведомственного комитета по геоматике IAGG и Канадского совета по геоматике CCOG. Главная страница геопортала содержит полный набор поисковых функций: поиск пространственных данных, организаций и сервисов, т. е. геоинформационных услуг по списку их функциональных типов и прикладным областям с рекомендуемым программным обеспечением [11] .
Австралийский каталог пространственных данных ASDD (Australian Spatial Data Directory), созданный в 1998 г. в составе ИПД Австралии ASDI (Australian Spatial Data Infrastructure) [12] , также реализует все функции полноценного поиска (рис. 3).
Рис. 3. Поиск данных каталога пространственных данных ASDD ( http://asdd.ga.gov.au )
Геопортал ИПД Франции IFDG Geoportail торжественно открыт 23 июня 2006 г. (рис. 4). Его примечательной особенность является сбалансированное сочетание поисковых и визуализационных функций [13].
Портал MapSite ИПД Финляндии NSDI пока замещает «официальный» национальный геопортал (рис. 5). Он содержит два самостоятельных блока, обслуживающих интересы широкой публики и профессионалов, интерфейс дублируется на финском, шведском и английском языках [14] .
Национальный Geo-Portal ИПД Испании IDEE открыт в июне 2004 г. (рис. 6). Наряду с ним, согласно трехуровнему устройству ИПД Испании, разрабатываются или реализованы более десяти региональных ИПД с геопорталами. Из них особого внимания заслуживает геопортал ИПД провинции Каталония IDEC [15, 16]. В условиях автономности и относительной независимости от федерального центра региональные испанские ИПД и их геопорталы отличны от общенациональных.
За основу перечня функциональных возможностей геопорталов может быть взята глава IV Директивы INSPIRE [8] , где они объединены в пять групп: поисковые сервисы, сервисы визуализации, загрузки («скачивания») данных, трансформирования данных и вызова других сервисов. С учетом общей практики «геопорталостроительства» перечень может быть расширен, но для целей настоящего анализа ограничимся первыми двумя группами, дополнив их функциями поддержки стандартов и управления метаданными.
Поисковые функции. Поиск пространственных данных по метаданным образует ядро группы функций поиска. Согласно Директиве INSPIRE геопортал должен обеспечивать поиск пространственных данных по ключевым словам, классификаторам данных и геоинформационных услуг (геосервисов), названиям уполномоченных органов, критериям качества и достоверности данных, географическому положению, в соответствии с условиями доступа и использования данных, а также по правилам реализации. Оставляя пока без внимания не столь значимые поисковые функции и сервисы, к которым можно отнести поиск организаций и персон (поставщиков данных, разработчиков программных средств, других действующих лиц ИПД и т. п.), внешних Web-сервисов, ПО ГИС, обратимся к табл. 1.
Таблица 1. Поисковые функции
Почти все геопорталы обеспечивают возможность простого (быстрого) поиска, обычно по географическому названию и/или ключевому слову из перечня тем, заданных пользователем или выбираемых им из выпадающего списка или тезауруса. Расширенный поиск, включающий возможности простого поиска, позволяет искать данные по их пространственно-временным характеристикам, соответствующим пакету Extent Information стандарта ISO 19115:2003 «Geographic information Metadata». Временной интервал (охват), в котором локализованы данные, может быть задан периодом времени или глубиной ретроспективы. Поиск по пространственному охвату (экстенту) реализован, помимо указания географического названия, путем задания числовых значений географических координат углов ограничивающего прямоугольника или по ограничивающей рамке в окне поиска по картографическому изображению. Возможности поиска в пределах границы произвольного полигона или их набора считаются излишними. Среди других признаков можно назвать поиск по «геоидентификатору» (geographic identifier в ИСО 19115:2003), который используется для поиска данных по любым символьным (обычно буквенно-цифровым) кодам, например, по номенклатурам листов топографических карт. Искать можно не только топографические карты, но и иные данные с полистной нарезкой на блоки, наследующей их разграфку: ортоизображения, геологические и другие тематические карты, полученные в результате съемок.
Визуализация данных. Минимальный набор визуализационных функций, определенный, например, Директивой INSPIRE, включает собственно визуализацию данных (необязательно картографическую), навигацию по изображению, скроллинг, масштабирование, графическое наложение (оверлей) слоев изображения, отображение легенд. Должен быть обеспечен просмотр содержания метаданных визуализируемого набора данных. В табл. 2 помимо минимально необходимого набора операций по генерации и преобразованию изображения приводятся другие возможности. Теоретически визуализационные возможности геопорталов почти не ограничены и приближаются к функциональности «оффлайновых» картографических визуализаторов в исполнении desktop mapping. Каждая из «элементарных» функций при этом может быть реализована по-разному, например, масштабирование может выполняться плавно или пошагово перемещением движка масштабной линейки, заданием численного значения знаменателя масштаба, инструментом «лупа» «инкрементно» с неизвестным коэффициентом масштабирования и т. п. В категорию «другие» объединены некоторые из простых операций, которые могут быть выполнены визуализаторами на множестве анализируемых геопорталов: изменение параметров визуализации, заданных по умолчанию (цвет заливки, стили линейных графических элементов и т. п.), расчет расстояний по заданной ломаной линии, подсчет площадей полигона, снятие высотной отметки точки или построение вертикального высотного профиля. Детали реализации визуализационных функций геопорталов в целом требуют отдельного рассмотрения. Анализ содержания табл. 2 свидетельствует, что большинство геопорталов обеспечивает набор визуализационных функций сверх минимума, определенного Директивой INSPIRE. Лишь австралийский каталог ASDD лишен их вовсе, являясь исключительно поисковым.
Таблица 2. Функции визуализации
Анализ содержания табл. 1 и 2 наводит на мысль о том, что по соотношению «поиск/визуализация» все перечисленные геопорталы можно назвать поисковыми, а к гибридному визуализационно-поисковому типу приближаются лишь французский Geoportail, американский GOS и испанский Geo-Portal, предоставляющие широкие возможности визуализации, в том числе трехмерной.
Управление метаданными. Ядро системы управления метаданными служба каталогов, обычно обеспечивающая онлайновую регистрацию данных пользователя в виде их метаописаний. Возможен другой вариант, когда подготовка метаданных ведется с использованием оффлайновых программных средств с последующим их импортом службой каталогов, как правило, в формате языка XML (см. табл. 3). Например, для испанских ИПД традиционен второй вариант, при этом используется широко распространенное программное средство с открытым кодом CatMDEdit. В обоих случаях предусмотрена система верификации метаданных. Просмотр метаданных предполагает вывод на экран списка найденных ресурсов (названия и/или элементы аннотации), возможно, отсортированных по релевантности, датам, пространственному охвату и снабженных дополнительными характеристиками (например, платный/бесплатный), а также просмотр выбранного элемента списка с той или иной степенью полноты вплоть до выдачи полного текста метаданных ресурса. Геопортал может поддерживать подготовку и отображение пространственных метаданных в нескольких стандартах.
Таблица 3. Управление метаданными
Обеспечение интероперабельности как важного условия успешного функционирования систем управления распределенными ресурсами пространственных данных и сервисов подразумевает тотальное использование стандартов и стандартизованных спецификаций. Часть из них неспецифична и «разумеется сама собой». Для обеспечения эффективного функционирования геопортала, прежде всего его поисковых и визуализационных функций, важна поддержка стандартов ISO 19100 и спецификаций Open Geospatial Consortium, Inc. (OGC, США). Не вдаваясь в детали и не повторяя обзор правил цифрового описания метаданных и конструирования национальных или международных стандартов на метаданные [17], отметим общеевропейскую и глобальную тенденцию строить национальные системы управления метаданными на основе стандартов ISO 19115:2003 и ISO 19139:2007 (национальные профили стандарта ISO 19115:2003) или, если ранее применялись другие, чисто национальные стандарты, переходить к ним. Исследования показывают [18], что ни в одной национальной ИПД стандарт ISO 19115:2003 не реализован в «чистом» виде, а разумное изъятие некоторых пакетов метаданных и дополнение национальных профилей другими, важными с точки зрения разработчиков, элементами было и остается нормой.
Из спецификаций консорциума OGC ( http://www.opengeospatial.org ), число которых составляет многие десятки, упомянем лишь те, которые реализованы или планируются к реализации в обозримое время, обеспечивая поиск и визуализацию данных: WMS (Web Map Service), WFS (Web Feature Service), WCS (Web Coverage Service), WMC (Web Map Context), CSW (Catalogue Service Web), Gaz (Gazetteer Service) и WCTS (Web Coordinates Transformation Service). При этом использование спецификаций интерфейсов WMS и WFS практически стало нормой.
Другие функции. Из других разнообразных и многочисленных функций назовем, оставив их детальное рассмотрение на будущее, сервисы загрузки данных, если такой режим предоставляет их владелец и это возможно и целесообразно, сервисы трансформирования данных в широком понимании этого слова, не ограничивая его полезными, но простыми функциями преобразования систем координат и трансформирования картографических проекций, и сервисы удаленного вызова других сервисов, которые, возможно, размещены на удаленных серверах независимых поставщиков услуг.
В заключение можно порекомендовать читателю познакомиться со всеми перечисленными выше и пропущенными (за неимением места) функциями и полезными свойствами современных геопорталов «вживую», воспользовавшись их перечнем в табл. 4.
Таблица 4. Зарубежные национальные, региональные и ведомственные геопорталы, порталы и сайты
Таблица 4. Зарубежные национальные, региональные и ведомственные геопорталы, порталы и сайты. Продолжение
Список литературы 1. Воройский Ф.С. Информатика. Энциклопедический систематизированный словарь-справочник (Введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах). М., 2007: http://slovari.yandex.ru/dict/informatica. 2. Geoportal: http://en.wikipedia.org/wiki/Geoportal . 3. Giff G., Loenen B. van, Crompvoets J., Zevenbergen J. Geoportals in selected European states: A non-technical comparative analysis: http://www.gsdi.org/gsdi10/papers/TS41.3paper.pdf . 4. Кошкарев А.В. Эффективное управление пространственными метаданными и геосервисами в инфраструктурах пространственных данных // Пространственные данные. 2008. № 1. http://www.gisa.ru/44539.html 5. Бородко А.В. Доклад на расширенном заседании коллегии Федерального агентства геодезии и картографии 11 марта 2008 г. «Итоги выполнения плана работ по топографо-геодезическому и картографическому обеспечению территории Российской Федерации в 2007 году и задачи Роскартографии на 2008 год»: http://www.gisa.ru/file/file1202.doc . 6. Неогеография: смена вех: http://rnd.cnews.ru/reviews/index_science.shtml?2007/12/03/277809_1 . 7. Аш Е.В. Геопортал как инструмент управления территориями. Kosmosnimki.ru первый отечественный прототип региональных и ведомственных геопорталов // Управление развитием территории. 2007. № 4. http://www.gisa.ru/43435.html 8. Directive 2007/2/EC of the European Parliament and of the Council of 14 March 2007 establishing an Infrastructure for Spatial Information in the European Community (INSPIRE) // Official Journal of the European Union, L 108, 25.4.2007. 9. Directive 2003/98/EC of the European Parliament and of the Council of 17 November 2003 on the re-use of public sector information // Official Journal of the European Union, L 345, 31.12.2003. 10. Кошкарев А.В. США национальная инфраструктура пространственных данных // ГИСинфо. 2005. № 4(10). С. 27 30. 11. Кошкарев А.В. Канада национальная инфраструктура пространственных данных // ГИСинфо. 2005. № 5(11). С. 30 33. 12. Кошкарев А.В. Австралия национальная инфраструктура пространственных данных // ГИСинфо. 2005. № 6(12). С. 27 29. 13. Кошкарев А.В. Инфраструктура пространственных данных Франции // Пространственные данные. 2007. № 1. http://www.gisa.ru/36706.html 14. Кошкарев А.В. Инфраструктура пространственных данных Финляндии // Пространственные данные. 2008. № 1. http://www.gisa.ru/44536.html 15. Spatial Data Infrastructures in Spain: State of play Autumn 2006. Marco Fritz (SADL) & Peter Beusen (ICRI). 2002-11-05. INSPIRE State of Play. 16. The socio-economic impact of the Spatial Data Infrastructure of Catalonia / M. Craglia (Editor) // JRC Scientific and technical Reports. 2008. 62 p. 17. Андрианов В.Ю., Кошкарев А.В., Кузнецов В.М. Структура, правила и порядок цифрового описания пространственных метаданных // Пространственные данные. 2007. № 1. http://www.gisa.ru/36697.html 18. Динь Ле Дат. Разработка и реализация формальных онтологий пространственных данных и сервисов: Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. М., 2008. 20 с.
RSS
Реклама
