Из материалов международной конференции " Интеркарто - 6 " ( г. Апатиты, 22-24 августа 2000 г.).

Бычков И.В., Кухаренко Е.Л., Федоров Р.К.
Иркутский региональный центр геоинформационных технологий Сибирского отделения Российской Академии наук, Институт динамики систем и теории управления Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
e-mail: bychkov@icc.ru

Abstract. Implementation problems of data visualizer for GIS of ISC SB RAS is considered. The visualizer is build on basis of OLE-server of GIS MapInfo and DCOM technology. The system architecture is described, novelty and necessity of such approach have been substantiated.

С бурным развитием сетевых технологий и Интернет многие программы, первоначально предназначенные исключительно для работы в автономном режиме, перерабатываются для функционирования в локальных и глобальных сетях. Геоинформационные системы не являются исключением, и поэтому появилось новое направление в ГИС-технологии - технология «ГИС-по-Интернет», которая предполагает предоставить возможность работы ГИС в Интернет. Уже сейчас имеется большое число различного вида визуализаторов (в основном используя броузер), но у них имеется существенный недостаток - пользователь работает с определенным набором данных, поставляемым ГИС-сервером. До сих пор пользователь не имеет возможности просмотреть локально размещенные на своем компьютере данные в совокупности с данными, размещенными на сервере. Поэтому, очевидно, назрела необходимость в разработке системы визуализации данных, которая использует данные не только сервера, но и самого клиента. Принципы такой системы были разработаны в Иркутском региональном центре геоинформационных технологий СО РАН.

Рис. 1. Схема взаимодействия множества клиентов и серверов

Предлагаемая система позволит оптимальным образом использовать ресурсы: исчезает необходимость закупки дорогостоящих ГИС для каждого рабочего места либо еще более дорогих сетевых версий, размещения сертифицированных данных на каждом локальном рабочем месте. В результате появляется возможность «просмотра» клиентом своих данных (например, с топоосновой при ее наличии на сервере и/или тематическими картами на других клиентах) без инсталляции ГИС на рабочем месте. При этом возможно не только использование бинарной связи «клиент-сервер», но и многоуровневой модели «клиент клиент- -клиент-сервер». Такой подход, по нашему мнению, является новым в технологиях «ГИС-по-Интернет», предоставляет возможность использования данных, распределенных по клиентам.

Кратко опишем принципиальную структуру и механизмы межобъектного взаимодействия в рассматриваемой системе (рис. 1).

За основу взята настольная ГИС MapInfo, которая применяется в ряде институтов ИНЦ СО РАН при решении научно-исследовательских задач и является сервером OLE-автоматизации, предоставляя интерфейс для внешнего взаимодействия.

На сегодняшний день выделяются три различные технологии, поддерживающие концепцию распределенных объектных систем - RMI, CORBA и DCOM. В качестве средства коммуникации была использована технология распределенных вычислений DCOM многокомпонентная модель, реализующая уровень поддержки связи между объектами, находящимися на различных компьютерах как локальных, так и глобальных сетей и обеспечивает поддержку низкоуровневых элементов сетевых протоколов и сетевого взаимодействия. Также важно для работы в сети, что DCOM использует архитектуру повышенной безопасности, которая предусматривает набор встроенных «провайдеров» безопасности, поддерживающий многочисленные механизмы идентификации и аутентификации. Рассматриваемая система визуализации данных состоит из двух частей: серверной и клиентской.

Серверная часть включает ГИС MapInfo которая генерирует картографическую информацию и программу сервера, являющуюся как бы посредником между ГИС и клиентом. Задача клиентской части состоит в передаче данных к серверной части и визуализации данных, приходящих от сервера, т.е. от клиента идет набор таблиц, а от сервера изображение карт в формате WMF.

Взаимодействие между сервером и клиентом происходит с помощью DCOM. Все данные (таблицы и карты) передаются в параметрах функций в виде массивов. Для каждого клиента сервер создает экземпляр класса, реализующего все эти функции, и каждый класс работает в отдельном потоке.

Схема использования данных выглядит следующим образом. После подключения и прохождения процедуры аутентификации клиент получает список таблиц, расположенных на сервере. Сервер для каждого клиента создает уникальный на данный момент времени каталог, куда записывает все файлы клиента. Каждой таблице клиента сервер при открытии ее в MapInfo добавляет префикс USER<номер клиента> для того, чтобы полностью исключить совпадение имен таблиц разных пользователей.

Каждый клиент сам является DCOM-сервером и предоставляет интерфейс для использования собственных данных другим клиентам. Таким образом, создается общее информационное пространство данных. Так, после соединения с сервером клиент регистрируется на сервере как источник данных (фиксируется его сетевой адрес и описание сервера данных клиента). Другие клиенты, в соответствии с правами доступа, получают список доступных серверов данных и далее формируют запросы на получение данных.

Получение и использование клиентом картографической информации происходит следующим образом:

Ї клиент, используя список открытых таблиц (слоев), формирует удаленный запрос;

Ї сервер, на этапе инициализации запроса, создает дочернее окно, переподчиняет вывод ГИС MapInfo в это окно и с помощью команд MapBasic отрисовывает в соответствии со списком открываемых таблиц карту, преобразует ее в формат WMF-файла и возвращает файл клиенту;

Ї клиент, используя функции Zoom, Move, MapLayer, перемещает, увеличивает, уменьшает карту и т.д.

Для добавления, удаления или изменения порядка слоев, вывода информации по объектам, расположенным на карте, клиент формирует дополнительные запросы, которые отрабатываются по той же схеме. Так как основные вычисления происходят на сервере, то требования к программно-аппаратному обеспечению для клиента минимальные.

В заключение заметим, что в настоящее время в ИНЦ СО РАН реализована оптоволоконная сеть с пропускной способностью до 100 Мбит/с. Использование такой высокоскоростной сети позволяет без больших задержек генерировать картографическую информацию.

Литература

1.Бычков И.В., Кухаренко Е.Л. Разработка распределенной ГИС ИНЦ СО РАН // Вычислительные технологии. Новосибирск, 1998. Т. 3, №5. С. 18-22.
2.Бычков И.В., Кухаренко Е.Л., Ступин Г.В. WWW-доступ к ресурсам ГИС MapInfo // Программные продукты и системы. Тверь, 1999. №2. С. 20-23.
3.Бычков И.В., Васильев С.Н., Кузьмин В.А., Ступин Г.В. Проект интегрированной геоинформационной системы ИНЦ СО РАН для поддержки фундаментальных исследований // Вычислительные технологии. Новосибирск, 1998. Т. 3, №5. С. 11-18.