Геопортал Уральского федерального округа как прототип узла РИПД
Потенциальными пользователями геопортала Уральского федерального округа видятся органы государственного управления и местного самоуправления, подчиненные им хозяйствующие субъекты, которым выгодно использование интегрированных ресурсов геопортала для принятия оперативных и стратегических решений по различным направлениям региональной политики
Геопортал Уральского федерального округа (УрФО)создается по заказу Роскартографии и является подсистемой автоматизированной информационно-аналитической системы «Банк пространственных данных УрФО», реализуемой в качестве базового узла регионального сегмента Инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации (РИПД).
В связи с появлением на мировом рынке значительного объема открытой геоинформационной продукции актуальными стали вопросы ее упорядочения, взаимной увязки и стандартизации, внедрения и поддержки сервисов интеграции. Стремительное развитие информационных и коммуникационных технологий привело, с одной стороны, к повсеместному использованию географических информационных систем (ГИС), с помощью которых пространственная информация приобретает объектный вид и загружается в промышленные СУБД, обладающие мощными инструментами обработки и анализа, а с другой — к необходимости использования глобальных коммуникационных сетей (Интернет) с целью мониторинга и репликации пространственных данных.
Многие развитые страны (в том числе и Россия) создают национальные и региональные инфраструктуры пространственных данных, для которых геопорталы играют роль единых точек доступа к распределенным геоинформационным ресурсам. Очевидно, что наиболее массовое и дешевое сетевое решение — Интернет, а важнейшая задача геопорталов — интегрировать различные сетевые геосервисы в распределенную систему узлов.
Многолетний международный опыт, накопленный в области геоинформатики, послужил основой для формирования новых форм и эффективного механизма управления пространственными данными — инфраструктуры пространственных данных (ИПД). Основные мотивы создания ИПД — обеспечение простоты доступа к пространственной информации для государственных, коммерческих организаций и индивидуальных клиентов, а также удобства информационного взаимодействия держателей и потребителей данных; разрушение ведомственных информационных барьеров; устранение дублирования сбора пространственных данных и их эффективное использование. ИПД охватывает информационные ресурсы (в том числе в виде базовых пространственных данных и метаданных), сервисы визуализации, поиска, доступа и обмена, вызова других сервисов и предполагает стандартизацию пространственных данных и каталогов.
Единого общепринятого определения термина «геопортал» в настоящее время не существует [1, 2], поэтому процитируем авторитетное мнение авторов работы [3], которое совпадает с нашим интуитивным представлением о сути рассматриваемого предмета: геопортал является «точкой входа в Интернет или Интранет с инструментами просмотра метаданных, поиска географической информации, ее визуализации, загрузки, распространения и, возможно, поиска геосервисов».
Основные задачи геопортала — организация и поддержка распределенных пространственных данных с помощью привычного Web-браузера, предоставление интегрирующего интерфейса для доступа к разнородным массивам информации.
Общемировой тенденцией является заметное отставание нормативно-правовой базы в сфере геоинформационных технологий и организационных усилий по их внедрению от стремительного развития национальных инфраструктур пространственных данных и геопорталов в качестве их внешнего компонента. Как правило, сложившиеся общепринятые стандарты, начиная от спецификации «Эталонная архитектура геопортала» Open Geospatial Consortium, Inc. (США), в которой рассмотрены лишь общие классы (домены) сервисов и определенные ранее моделью среды открытых систем (OSE), и заканчивая Директивой INSPIRE Европейского парламента и Совета Европы, в которой минимальный набор портальных сервисов прописан в явном виде, узакониваются задним числом.
В Уральском федеральном округе в соответствии с Положением о Федеральной службе государственной регистрации, кадастра и картографии (утв. постановлением Правительства РФ от 1 июня 2009 г. № 457) в целях реализации:
— Концепции использования информационных технологий в деятельности федеральных органов государственной власти до 2010 года (одобрена распоряжением Правительства РФ от 27 сентября 2004 г. № 1244-р);
— Концепции административной реформы в Российской Федерации в 2006–2010 годах (одобрена распоряжением Правительства РФ от 25 октября 2005 г. № 1789-р);
— Концепции формирования в Российской Федерации «электронного правительства» до 2010 года (одобрена распоряжением Правительства РФ от 6 мая 2008 г. № 632-р);
— Концепции создания и развития инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации (одобрена распоряжением Правительства РФ от 21 августа 2006 г. № 1157-р);
— Федерального закона «О геодезии и картографии» от 26 декабря 1995 г. № 209-ФЗ (в ред. федеральных законов от 10 января 2003 г. № 13-ФЗ, 10 января 2003 г. № 15-ФЗ, 22 августа 2004 г. № 122-ФЗ, 3 июня 2005 г. № 57-ФЗ, 26 июня 2007 г. № 118-ФЗ) и во исполнение:
— приказа Роскартографии от 16 октября 2006 г. № 75-пр «Об организации ведения федерального картографо-геодезического фонда»;
— Указа Президента Российской Федерации от 25 декабря 2008 г. № 1847 «О федеральной службе государственной регистрации, кадастра и картографии», а также согласно рекомендациям Межрегиональной общественной организации содействия развитию рынка геоинформационных технологий и услуг (ГИС-Ассоциация) ФГУП «Уралгеоинформ» организует работы по созданию и ведению первого прототипа инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации на территории УрФО, в рамках которого реализует автоматизированную информационно-аналитическую систему «Банк пространственных данных УрФО», состоящую из четырех интегрируемых подсистем (рис. 1):
— «Архив» (база готовой продукции);
— «Хранилище пространственных объектов» (база пространственных объектов);
— «Сервер метаданных»;
— «Геопортал УрФО».
Рис. 1. Банк пространственных данных УрФО
Политика организации, внедрения и развития геопортала УрФО базируется на его неразрывной связи с подсистемами ИПД, интегрирующими ведомственные информационные ресурсы, реализуя тем самым концепцию предоставления сервисов и услуг в режиме «одного окна» для всех заинтересованных потребителей. Как и многие отечественные и зарубежные геопорталы (поисковые или визуализационные), прототип геопортала УрФО сбалансированно сочетает поисковые сервисы и сервисы визуализации геоинформации, поддерживая в целом функционал, предписанный Директивой INSPIRE [4], а также обладает дополнительными возможностями.
При разработке геопортала используется гибкая технология с модульной структурой, позволяющая публиковать без дополнительной модификации данные ГИС «Панорама» (КБ «ПАНОРАМА»), ГИС «ИнГео» (ЦСИ «Интегро», Уфа), ArcGIS (ESRI, Inc., США), MapInfo (MapInfo Corp., США), поддерживающая протоколы WхS.
Инструменты реализации прототипа геопортала:
— операционная система: Microsoft Windows 2003;
— серверное ПО: Internet Information Service 6.0, ArcGis 9.3, Oracle DB 11g, ESRI ArcGis
Server 9.3.1, Panorama 9.0, NHibernate 1.25GA;
— программная платформа: .NET Framework 3.5;
— технология: ASP.NET 2.0, MVC Framework;
— язык программирования серверных компонентов: C#;
— язык структурных запросов к БД: SQL-99;
— язык программирования клиентских компонентов
JavaScript;
— клиентская часть: Microsoft Silverlight 2.0, ExtJS 2.0, JQuery 1.2.3;
Со стороны пользователя — браузеры Microsoft Internet Explorer, Opera, Mozilla Firefox или специальные клиентские приложения (рис. 2).
В качестве поискового и описательного сервиса используется подсистема «Сервер метаданных». Метаданные хранятся в базах метаданных и связаны с соответствующими базами пространственных объектов и базами публикаций. Структура записей базы метаданных полностью соответствует ГОСТ Р 52573–2006 «Географическая информация. Метаданные», который введен в действие 1 января 2007 г. в качестве российского профиля стандарта ISO 19115:2003 (о системе управления метаданными см. подробней в работе [5]).
С помощью «Мастера метаданных» пользователь геопортала может найти необходимые метаданные и просмотреть их частичное или полное содержимое, а держатели материалов Федерального картографо-геодезического фонда или производители картографической продукции, имея авторизационную роль в качестве автора метаданных, — зарегистрировать метаданные на свою продукцию. «Мастер метаданных» существует в трех версиях, две из которых являются оффлайновыми. Оффлайновые версии — «коробочные» варианты для серверной или локальной версии мастера в среде Windows, с помощью которых потребители могут создавать собственные базы метаданных и обмениваться ими через XML-формат. Онлайновая версия (Web-версия) позволяет зарегистрировать метаданные через интерфейсы геопортала в удаленном режиме во время Интернет-сессии.
База метаданных (рис. 3), призванная объединить региональных производителей и ведомственных фондодержателей картографической продукции, содержит полную информацию о картографическом фонде ФГУП «Уралгеоинформ» на зону ответственности предприятия.
Рис. 3. Общая архитектура подсистемы «Сервер метаданных»
Согласно приказу Роскартографии, в перечень материалов и данных федерального картографо-геодезического фонда, находящихся на хранении и предоставляемых в пользование ФГУП «Уралгеоинформ» по закрепленной территории, входят:
— цифровые топографические планы на электронных носителях масштабов 1:2000, 1:5000, 1:10 000;
— цифровые топографические карты на электронных носителях масштабов 1:10 000, 1:50 000, 1:100 000, 1:200 000, 1:500 000,
1:1 000 000;
— база данных модели;
— ортофотоматериалы;
— дежурные, справочные карты, формуляры к ним, дежурные экземпляры справочников административно-территориального деления субъектов РФ;
— технические отчеты о выполненных работах по обновлению топографических карт и планов, в том числе по объектам цифрования;
— материалы и данные по созданию ГИС регионального значения.
На этапе прототипирования подсистемы «Геопортал УрФО» планируется реализация системных и коммуникационных сервисов, сервисов интеграции, логики, совместной работы, интеллектуальной обработки сервисов.
Поисковые сервисы обеспечивают:
— индексацию информационных ресурсов портала;
— навигацию пользователей по доступным (в соответствии с установленными правами доступа) информационным ресурсам;
— сквозной полнотекстовый поиск по информационным ресурсам портала;
— поиск географических объектов по ключевым словам или их части;
— отображение текущих координат;
— идентификацию выбранных географических объектов;
— поиск в пределах границы произвольного полигона.
Гибкие инструменты идентификации и выборки облегчают поиск и анализ интересующей пространственной информации. Результаты поиска объектов или их идентификации можно сохранить в разделе «Выбранное» для быстрого доступа к ним в следующих сеансах работы с порталом.
Функционал визуализационной составляющей сервисов геопортала шире минимального набора функций, определенного Директивой INSPIRE. Реализованы следующие возможности:
— скроллинг (сдвиг) карты по всем направлениям;
— увеличение или уменьшение масштаба (выбранному полигону предоставляется полный экстент);
— возвращение в режим показа всей карты (целиком) в пределах окна;
— навигатор по карте (overview);
— оверлей данных;
— метаописание структуры и состава информации;
— отображение легенды;
— печать содержимого окна просмотра.
Каталогизация и структуризация хранимых ресурсов реализованы в виде дерева с возможностью построения произвольного числа иерархий (рис. 4).
Рис. 4. Выбор ресурса из каталога
Сервисы загрузки данных предназначены для сбора пространственной информации, контроля ее полноты, анализа, обработки и оценки качества:
— загрузка и прикрепление файлов любых форматов;
— управление оптимизацией загрузки;
— контроль состояния и производительности программно-технических средств портала;
— кэширование данных, извлекаемых из хранилища;
— кэширование данных удаленных сегментов портала;
— мониторинг объектов портала;
— построение отчетов о состоянии и производительности средств портала.
На данном этапе в качестве сервисов вызова других сервисов реализованы:
— просмотр выбранного участка карты на Google Maps, «Яндекс. Карты» и kosmosnimki.ru (ИТЦ «СканЭкс»);
— сбор метаданных (harvesting).
В качестве дополнительных сервисов на этапе прототипирования реализован расширенный набор функций визуализации, например, расчет расстояний, привязка к объекту местности табличных данных с возможностью динамического построения по ним графиков и диаграмм.
Для удобства пользователей реализовано управление видимостью (включение/отключение) не только картографических изображений целиком, но и отдельных слоев.
Допустимо интегрировать в пользовательскую карту слои географических объектов из разных пространственных источников (цифровые топографические карты, тематические карты, ортофотопланы и др.), т. е. конструировать произвольный пользовательский картографический контент, комбинируя доступные слои (рис. 5).
Рис. 5. Комбинация слоев из различных источников: ЦТК, созданной в ГИС «Панорама»; карты радиационной обстановки, созданной в ArcGIS; карты границ водоохранных зон, созданной в MapInfo
Планируется дополнить интерфейс сервиса «Расчеты» средствами проведения расчетов площадей полигонов, а также высотных расчетов с использованием цифровой модели рельефа, например, для прогноза зон затопления при наводнениях.
Реализована операция динамического сопоставления пространственных объектов и сторонней табличной цифровой информации (например, в формате Exсel) с последующим выводом графиков, гистограмм и диаграмм различного вида (рис. 6).
Рис. 6. Картодиаграмма населения административно-территориальных образований Свердловской области
С помощью инструментов «точка», «линия», «полигон», «рисование от руки», «редактировать геометрию», «загрузить» пользователю предоставляется механизм создания и добавления к уже имеющимся картографическим материалам собственных слоев с загрузкой и прикреплением дополнительной информации в виде текстовых, фото-, аудио-, видеоматериалов (рис. 7).
Рис. 7. Создание пользовательских объектов
Подсистема безопасности геопортала, базирующаяся на управлении доступом на основе ролей, включает в себя авторизацию и аутентификацию, использующие матрицу доступа (централизованное хранение списков контроля доступа — ACL (Access Control List)):
— регистрация пользователей на портале;
— единая аутентификация и авторизация пользователей на портале;
— централизованное назначение привилегий группам пользователей по доступу к сервисам и ресурсам портала;
— контроль соблюдения прав доступа;
— ведение протокола доступа, регистрация и контроль событий, возникающих в результате действий пользователей (в том числе попыток несанкционированного доступа), формирование отчетов об этих событиях;
— аппаратная защита и использование защищенных каналов связи.
В подсистеме администрирования реализована возможность создания администратором портала или владельцами картографических ресурсов готовых картографических материалов (в том числе интегрированных с другими картографическими материалами) с заранее определенным набором слоев и атрибутов, допускающих изменение названий, условий видимости и участие в поиске, с последующим кэшированием этих данных на серверах ФГУП «Уралгеоинформ» (рис. 8).
Рис. 8. Назначение администратором портала условий видимости (слоев и атрибутов) публикуемым ресурсам
Геопортал, рассчитанный на перспективу, должен быть «столь же открытым, как сам Web» [6], иметь механизмы монетизации контента и предоставляемых сервисов, платное API, интерфейсы онлайнового предоставления данных, мобильные сервисы, геосервисы для социальных сетей, геонавигацию, геотаргетинг, разработки для встраивания сервисов в приложения и создания комплексных (гибридных) сервисных приложений (mashups), поддержку протоколов KML, WxS, UGC, IM, IMS, LBS и многое другое, чтобы соответствовать требованиям быстро развивающегося мира Web-картографии и информационных технологий.
На геопортале УрФО планируются:
— создание развитой системы персонификации пользователя, включая сохранение его рабочих настроек и контента (не только сконструированных карт, но и различной некартографической информации с привязкой к пространственным объектам);
— организация «личных кабинетов» центров корпоративных топ-пользователей для делегирования ими полномочий по корректуре контента нижестоящим организациям;
— внедрение навигационных мобильных сервисов (LBS), базирующихся на GPS и ГЛОНАСС;
— интегрирование с аналитическими системами;
— унификация геоинформационных ресурсов вне зависимости от форматов публикуемых пространственных данных;
— формирование сервисов по ведению и наполнению баз пространственных данных на уровне субъектов Российской Федерации;
— выявление потребностей Интернет-пользователей пространственных данных и оптимальной ценовой политики (в целях дальнейшего расширения сервисов без лишних затрат на обследование рынка);
— реализация в полном объеме коммуникационных сервисов и сервисов, взаимодействующих с внешними ресурсами;
— реализация подсистемы управления информационной безопасностью для предотвращения несанкционированного доступа;
— выявление механизмов и способов монетизации предоставляемых сервисов и услуг;
— объединение в рамках уральского сегмента РИПД ведомственных геоинформационных ресурсов;
— интеграция с функционалом уже реализованных ФГУП «Уралгеоинформ» геоинформационных систем и сервисов, в частности, «Историко-культурное наследие Свердловской области», «ИАС управления рисками чрезвычайных ситуаций Свердловской области», «Социально-гигиенический мониторинг Свердловской области», «Автодороги ХМАО — Югры» и др.
Потенциальными пользователями геопортала Уральского федерального округа видятся органы государственного управления и местного самоуправления, подчиненные им хозяйствующие субъекты, которым выгодно использование интегрированных ресурсов геопортала для принятия оперативных и стратегических решений по различным направлениям региональной политики. При этом геопортал должен обеспечить их информационную поддержку в различных сферах деятельности и предметных областях, среди которых:
— народонаселение и социальная сфера (демографическая ситуация, медицинское обслуживание, жилой фонд, коммунальное хозяйство и т. д.);
— промышленный потенциал (производственные и социальные показатели, сырьевая база, водные и лесные ресурсы и т. д.);
— сельское хозяйство (урожайность, валовой сбор, кормовые ресурсы и т. д.);
— минерально-сырьевая база (месторождения полезных ископаемых и их характеристики, горнодобывающие предприятия и т. д.);
— лесное хозяйство и лесная промышленность (характеристики лесного фонда, размещение лесосырьевой базы, размещение лесозаготовительных предприятий и т. д.);
— водные ресурсы и водное хозяйство (запасы водных ресурсов, размещение гидромелиоративных систем, водопотребление и водоотведение и т. д.);
— экономические связи (производственная кооперация, инвестиции и т. д.);
— капитальное строительство (строительная индустрия, ее сырьевая база и т. д.);
— транспорт (транспортные сети и предприятия, транспортные (грузовые и пассажирские) потоки, оптимальные маршруты, потенциально опасные участки транспортной сети и т. д.);
— связь (линии связи, размещение сети радио- и телепередающих станций и т. д.);
— экология (источники и зоны загрязнения природной среды, особо охраняемые природные объекты и т. д.);
— особые (чрезвычайные) ситуации природного и антропогенного характера (сейсмоопасные территории, особо опасные техногенные объекты и т. д.).
В перспективе, являясь разработчиком прототипа региональной ИПД, ФГУП «Уралгеоинформ» предполагает тиражировать комплексные «коробочные» решения в целях взаимодействия с партнерами в других регионах России для создания и развития национальной ИПД.
Список литературы
1. Кошкарев А.В. Геопортал как инструмент управления пространственными данными и геосервисами // Пространственные данные. — 2008. — № 2. — http://gisa.ru/45968.html . 2. Аш Е.В. Что называть геопорталом? // Пространственные данные. — 2008. — № 2. — http://gisa.ru/46031.html . 3. Giff G., Loenen B. van, Crompvoets J., Zevenbergen J. Geoportals in selected Europeans states: A non-technical comparative analysis. — http://.gsdi.org/gsdi10/papers/TS41.3paper.pdf . 4. 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. — 2007. — L 108. 5. Анисимова О.Л., Пестов И.Д., Серебряков С.В. и др. Информационное и программное обеспечение управления метаданными на базе регионального центра Уральского федерального округа // Пространственные данные. — 2009. — № 2. — С. 22–30. 6. Geospatial Portal Reference Architecture, 2004-07-02, OGC 04-039. — http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=6669 .
RSS
Реклама
