3. Гис-технологии в навигации

В рамках многолетней Федеральной целевой программы “Мировой океан” создается Единая система информации ЕСИМО. Предусматривается создание единой нормативно-методической, организационной, метрологической и технологической основы ведения информационных ресурсов по Мировому океану в Российской Федерации, интеграция ведомственных информационных систем и центров данных, обеспечение пользователей данными и информационной продукцией о состоянии и загрязнении океанов, морей России и прибрежных территорий. Система ЕСИМО базируется на современных информационных технологиях (СУБД, ГИС, телекоммуникации и др.) и использовании распределенных баз данных. Информацию, такую как маршруты научно-исследовательских судов, размещение гидролого-гидрохимических станций, буев и измерительных комплексов, пространственное распределение гидрофизических параметров на поверхности и в глубинах морей и океанов и т.п. удобно представлять в виде карт, что предопределило широкое использование в системе ГИС технологий. С их помощью в системе создаются такие, например, информационные продукты как карты разливов рек и водоемов, зон затопления территорий, обзорные карты ледовой обстановки по морям, карты гидрометеорологических условий, схем течений, характеристик приливных и суммарных течений на поверхности и в глубинах, концентрации гидрохимических, биогенных и микробиологических соединений, содержания загрязняющих веществ в воде и другие. Структуру ЕСИМО можно представить в виде набора информационно-технологических модулей, в каждом из них применяются специализированные проблемно-ориентированные ГИС- и СУБД-приложения. Говоря о ГИС, следует отметить, что с середины 90-х годов геоинформационные системы приобрели статус серьезного стратегического резерва в экономике развитых стран. Эффективность такого подхода подчеркивается, например, в Указе президента США "О создании национальной инфраструктуры данных с пространственной привязкой", опубликованном в апреле 1994 г.: "В конечном счете, именно географическая информация становится критичным компонентом в задачах содействия экономическому развитию, умелого природопользования и защиты среды обитания". Современные ГИС представляют собой новый тип интегрированных информационных систем, которые, с одной стороны, включают традиционные методы обработки данных, а с другой обладают спецификой в организации, обработке и отображении пространственно-временных данных. На практике, это определяет использование ГИС в качестве многоцелевых, многоаспектных систем. Вместе с тем, правильнее говорить не о ГИС в “чистом” виде, а о ГИС-технологиях, интегрирующих работу СУБД, мощного аналитико-моделирующего аппарата обработки данных и собственных возможностей проведения пространственного анализа для получения новой информации.

Пожалуй, наиболее показательным примером применения ГИС-технологий в ЕСИМО могут служить электронные справочники по морской природной среде. В современном понимании, режимно-справочное пособие в электронном виде (ЭСП) должно включать в себя не только информационную базу (исходные, расчетные, модельные и справочные данные), но и расчетно-модельный комплекс программ получения режимных характеристик и результатов гидродинамического и вероятностного моделирования. Основа ЭСП - это программно-технологическая среда для хранения, управления и обработки данных, формирования выходной продукции в виде картографического, текстового, табличного и графического материалов.

Рис. 2. Виды рабочих панелей ЭСП, реализованного с применением MapObjects.

В ЕСИМО реализуется два варианта ЭСП с применением пакетов MapObjects и ArcView с дополнительным модулем Spatial Analyst. ЭСП на основе MapObjects (виды рабочих панелей показаны на рис. 1) реализован в распределенной среде и состоит из программы-оболочки, базы данных, модуля поисковой функции, расчетно-модельного блока, средств визуализации пространственной информации на картографической основе, средств визуализации в отдельных окнах текстовых, табличных и графических файлов, средств подготовки и отображения отдельных страниц в отчетной форме и модуля Справки. При реализации применена архитектура клиент-сервер. Сервер - СУБД Oracle и программная поддержка обеспечения ЭСП необходимыми данными. Клиент - программная оболочка в среде Delphi с инструментами MapObjects для работы с картографическими материалами, которая управляет работой функциональных блоков статистической обработки данных, визуализации и сохранения результатов расчетов. ЭСП на основе ArcView с модулем Spatial Analyst выполнено в виде ГИС-приложения и позволяет объединять на функциональном уровне базы данных, модели и методы расчетов, стандарты и руководства, системные и прикладные программы в виде интегрированной информационной среды для получения комплексной информации. Продукт состоит из программы-оболочки, базы данных, средств навигации данных, расчетно-модельного блока, средств визуализации в отдельных окнах текстовых, табличных и графических файлов, широкого набора средств подготовки и визуализации пространственной информации на картографической основе (рис. 3).

Рис. 3. Виды панелей ЭСП, созданного в виде ГИС-приложения.

Следующая задача - создание Интернет/Интранет варианта ЭСП для обслуживания удаленных пользователей. В схеме создания распределенного ЭСП выделены узловые точки технологии:

1. Распределенное отображение данных будет применяться при передаче данных к удаленному приложению от СУБД на уровне сформированных view-представлений;

2. Удаленное представление (отображение данных) будет использовано в приложениях прикладного характера (локальный мониторинг ресурсов, реализуемый в виде связки настольной СУБД и прикладной программы);

3. Отдельные приложения вычислительного характера в рамках ЭСП будут работать в режиме распределенных приложений;

4. Ряд приложений (фрагмент динамической части ЭСП, статический раздел ЭСП, подготовка специализированных массивов данных для работы удаленных клиентов в своей локальной среде и др.) должны работать в режиме мультипользовательских приложений с использованием Internet/intranet;

5. Локальные приложения, связанные с получением конечной продукции, будут реализовывать доступ к удаленной базе данных (ядро СУБД будет функционировать на сервере БД, а протокол обмена будет обеспечиваться с помощью SQL).

6. Для уменьшения нагрузки на сервер БД и сохранения первичной информации за фондодержателем необходимо выделение ряда серверов БД для обеспечения доступа (в ряде случаев - удаленного) к распределенной базе данных;

7. Наличие возможности доработки отдельных узлов, создания новых и замена за короткий срок элементов, не удовлетворяющих систему.

Новые программные продукты ESRI полностью обеспечивают решение этой задачи. В мире накоплен большой опыт внедрения решений по работы с картографическими объектами в Интернет на базе, например, ArcIMS. Каким будет вариант решения для ЕСИМО еще не решено, так как немаловажна финансовая сторона - стоимость основы, базовых компонент и т.д.