Дальневосточное отделение (стр. 2 из 5)

- данным, находящимся в информационных базах океанологических данных, организованных в отдельных подразделениях ТОИ и других институтов ДВО РАН ;

- данным, выставляемым отечественными и зарубежными организациями в сети Интернет для свободного либо авторизованного доступа.

С учетом проблемы защиты авторских прав на данные, выставляемые в ОГИС, разработана и реализована специальная политика разграничения прав доступа пользователей к различным видам данных. Наивысший приоритет имеют пользователи из ТОИ ДВО РАН.

2.1.2 Система отображения данных

ОГИС, являясь геоннформационной системой, обеспечивает совместную картографическую визуализацию на компьютере пользователя данных, имеющих координатную привязку. Кроме этого, при необходимости применяются другие способы визуального представления научных данных – графики, диаграммы, спектрограммы, вейвлетограммы, изображения и т.д.

2.1.3 Система аналитической поддержки

ОГИС предоставляет пользователям возможность эффективной обработки и анализа запрошенных ими данных. Для этого системой будут поддерживаться:

- классические методы обработки и анализа (корреляционно-спектральный анализ сигналов и полей, распознавание образов, методы многомерного статистического анализа и т.д.);

- современные методы и технологии обработки и анализа данных (вейвлет-анализ, технологии искусственных нейронных сетей, морфологический анализ изображений и т.д.);

- предметно-ориентированные методики моделирования и анализа океанологических данных, разрабатываемые специалистами ТОИ и других институтов ДВО РАН.

Разрабатываемые средства встраиваются в систему аналитической поддержки ГИС и вызываются при работе с соответствующими типами данных. В настоящее время в систему аналитической поддержки ОГИС включены около 10 программ обработки данных и моделирования.

2.1.4 Пользователи ОГИС

Во-первых, это сотрудники ТОИ ДВО РАН - пользователи локальной сети института. Во-вторых, сотрудники других институтов ДВО РАН – пользователи корпоративной компьютерной сети ДВО РАН (прежде всего ИАПУ, ИБМ, ИПМТ). В-третьих, это студенты «океанологических» специальностей вузов Владивостока (ДВГУ, ДВГТУ, Дальрыбвтуз). В-четвертых, это все заинтересованные лица, имеющие доступ к сети Интернет (они имеют наименьшие права доступа к ресурсам ОГИС).

Вся функциональность технологии в основном основана на использовании различных программных продуктов, включенных в технологию.

2.2 Объекты автоматизации

К объектам автоматизации технологии относятся:

- программные средства, как коммерческого происхождения, так и специально разработанные для нужд технологии, осуществляющие обработку запросов пользователя базовым сервером ОГИС, выборку данных из БД, их обработку и передачу пользователям в виде HTML-страниц;

- обеспечение удаленного доступа к ресурсам корпоративной сети;

- обеспечение мониторинга океанологических ресурсов Интернета;

- организация доступа к оперативным данным удаленных мониторинговых экспериментов;

3 Описание технологии

3.1 Общая схема функционирования технологии

ОГИС – геоинформационная система, основанная на применении Web-технологий. С формальной точки зрения архитектура ОГИС - архитектура типа "клиент-сервер". На стороне сервера имеется базовая СУБД и ядро (enginе) - основной механизм, осуществляющий обработку запросов пользователя, выборку данных из БД, их обработку и передачу пользователям в виде HTML-страниц. На стороне пользователя должна быть стандартная программа навигатор (например, MS Internet Explorer) и, возможно, специализированные аналитические средства, осуществляющие особо сложную обработку запрашиваемых пользователем данных.

На рис.1 представлена принципиальная схема разрабатываемой системы, увязывающая основные группы пользователей, источники данных и информационные потоки в ОГИС. Основной сегмент ОГИС (на рисунке вверху слева) расположен в здании ТОИ, где базовый ГИС-сервер с использованием стандартных средств языка HTML (HyperText Markup Language) обеспечивает работу с ОГИС специалистов института непосредственно со своих рабочих мест с помощью персональных компьютеров, подключенных к локальной сети.

Справа на схеме условно представлены два сегмента пользователей ОГИС, подключенных к локальным сетям других научных институтов ДВО и сетям учебных учреждений Владивостока. Учитывая высокую скорость соединений между всеми учреждениями, пользователей этих сегментов можно считать полноценными Интранет-клиентами ОГИС. В данных сегментах выделены удаленные серверы, которые помимо стандартных функций управления локальной сетью могут брать на себя некоторые функции ОГИС и управления данными, принадлежащими соответствующим организациям. При этом взаимодействие базового ГИС-сервера с этими удаленными серверами будет осуществляться с использованием языка XML (eXtensible Markup Language).

Внизу на схеме условно представлены Интернет-клиенты ОГИС - пользователи мировой компьютерной сети, желающие воспользоваться сервисами и ресурсами ОГИС, предоставляемыми им по обычным Интернет-каналам. Очевидно, информационные обмены ГИС-сервера с Интернет-клиентами происходят во много раз медленнее, поэтому такой режим работы мало похож на обычную работу с ГИС. Тем не менее, необходимые ресурсы могут быть запрошены клиентом у сервера и спустя некоторое время получены и отображены в нужных видах на компьютере клиента.

Также в зоне Интернета на схеме представлены т.н. "хранилища данных" - расположенные в мировой сети информационные ресурсы по океанологии дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана. В настоящее время ведется разработка универсального интерфейса ОГИС с такими удаленными информационными ресурсами, позволяющего пользователям в единообразном стиле организовывать запросы и получать из различных источников в Интернете требуемые данные в виде файлов или их графических отображений. Учитывая низкую скорость обмена данными при работе непосредственно в Интернете, разработана специальная подсистема кэширования в ОГИС удаленных данных, к которым наиболее часто обращаются пользователи. В частности, сейчас кэшируются ежедневно обновляемые данные по давлению и скорости ветра в Японском море, представляемые в Интернете японскими организациями.

Рисунок 1. Архитектура ОГИС

3.2 Базовый сервер данных ОГИС

Основной массив данных ОГИС физически располагается на главном ГИС-сервере в отделе Информационных технологий ТОИ ДВО РАН и находится под управлением СУБД MS SQL-server 2003. Данные сгруппированы в тематические слои, для каждого слоя обычно присутствует пространственно-координированная информация, представленная в соответствии с ГИС-стандартами в виде точек, линий, полилиний, полигонов, а также атрибутивная информация в том виде, в каком принято представлять информацию в соответствующей предметной подобласти океанологии. Помимо картографической привязки большинство данных имеет временную координату, фиксирующую момент проведения измерений. В основную БД ОГИС помещаются данные, предоставляемые научными подразделениями для открытого либо ограниченного использования. Каждый слой данных сопровождается метаинформацией, включающей помимо пространственно-временных координат и некоторого описания методик проведения измерений, данные о владельце данных и предлагаемых им условиях использования его данных. Поскольку, как правило, данные отдельных владельцев первоначально представлены в самых разнообразных форматах (текстовых файлах, бинарных файлах, таблицах Excel и т.д.), то практически для каждого случая разрабатываются соответствующие программные утилиты конвертирования данных для помещения их в общую БД. Некоторые массивы океанологических данных, помещаемые в ОГИС, получены не самими специалистами ТОИ, а переданы другими организациями по условиям соответствующих соглашений, либо скачаны из открытых источников в Интернете. В этих случаях также разрабатываются соответствующие утилиты конвертирования данных, причем, эта задача осложняется тем, что, как правило, форматы хранения исходных данных не известны. Такие данные также сопровождаются информацией об их владельце, для Web-ресурсов указывается их адрес в Интернете.

Как ранее упоминалось, данные сгруппированы в тематические слои, для каждого из которых с помощью стандартного Web-интерфейса организуется окно организации запросов к данным. Пространственные ограничения в запросах устанавливаются естественным образом – в БД запрашиваются только те данные, которые могут присутствовать в текущем представлении картографического окна. Часто данные имеют временную привязку, в этом случае в окне запроса можно указать с помощью специального интерфейса время начала и конца временного интервала, в течение которого были измерены необходимые пользователю данные. В некоторых случаях интерес представляет не конкретный временной интервал, а сезон, например, могут потребоваться данные о температуре морской поверхности, которая была во все годы в июне месяце. В некоторых случаях может потребоваться более сложный запрос, для этого из формы стандартного запроса можно вызвать режим «расширенного фильтра» и в отдельной форме более детально установить требования к запрашиваемым данным.

3.3 Удаленный доступ к ресурсам корпоративной сети

В ряде научных подразделений ТОИ и других институтов ДВО РАН накоплены значительные массивы экспериментальных данных, ориентированных на соответствующие классы научных задач. Чаще всего эти информационные ресурсы располагаются на рабочих компьютерах, подключенных к сетям институтов, и потенциально могут быть доступны с других рабочих мест в сети. При этом многие владельцы данных не приветствуют создание полномасштабных копий этих данных на основном сервере ОГИС, тем не менее, не возражают против того, чтобы их данные были все-таки «видны» в ОГИС ограниченному кругу пользователей. Это дает возможность совместного использования этих данных и любых других данных из ОГИС, важную, прежде всего, для самих владельцев, либо для коллег, которым владельцы готовы передать особые права на работу с данными. Другой причиной отказа от хранения данных на ГИС-сервере является то, что некоторые информационные хранилища чрезвычайно объемны (например, хранилища спутниковой информации в лаборатории спутниковой океанологии ТОИ занимают десятки гигабайт памяти на дисковых носителях). В связи с этим нами исследовались возможности реализации в ОГИС технологии распределенного хранения информации на серверах отдельных научных групп в сети ДВО РАН.