3 - 2016

Основы формирования единого геоинформационного пространства специального назначения с использованием web-технологий

Василий Иванов
Кандидат военных наук, Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого, МО РФ, доцент кафедры организации связи. Окончил Рязанское высшее военное командное училище связи в 1996 году; Военную академию связи — в 2007 году. Защитил диссертацию в 2010 году.
Никита Бородин
Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого, МО РФ, оператор научной роты. Окончил Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики 2015 году.

Основной целью создания единого геоинформационного пространства специального назначения (ЕГП СН) является формирование в едином информационном пространстве (ЕИП) разноведомственной (применение войск МО, МВД, ФСБ, МЧС) группировки войск (сил), элементов единой базы данных (рис. 1) и точек доступа к геоинформационной информации. ЕГП СН предназначено для получения пространственной информации о различных территориях разными категориями должностных лиц органов управления в процессе выполнения задач по боевому применению соединений и частей в ходе проведения мероприятий боевой подготовки и проведения операций.

Рис. 1. Структура единого геоинфрмационного пространства военного назначения

Рис. 1. Структура единого геоинфрмационного пространства военного назначения

Персональное использование геоинформационных систем имеет ряд недостатков:

  • необходимость выделения большого объема памяти для хранения векторных и растровых карт районов ведения специальных операций (боевых действий) и зон ответственности на персональных компьютерах (автоматизированных рабочих местах) должностных лиц;
  • сложность согласования электронных карт и их классификаторов между управлениями (отделами) и службами штаба и частями;
  • отсутствие единого классификатора нанесения оперативной обстановки и его совместного редактирования должностными лицами;
  • применение традиционных «бумажных» методик при работе с геоинформационными системами;
  • отсутствие единой базы геоинформационных данных.

При этом в некоторых силовых министерствах активно используются серверные ГИС и Web­GIS [1, 2] — рис. 2. В ГИС СН слои и другие данные поступают из разных источников (к источникам относятся данные, получаемые от должностных лиц отделов и служб штабов). Каждый пользователь (должностное лицо) разрабатывает ту часть информации, которой он пользуется и которая ему необходима для выполнения определенных задач, а не все информационное поле своей ГИС.

Слои с данными поступают из внешних источников, от других взаимодействующих пользователей ГИС (должностных лиц органов управления МО, ФСБ, МВД, МЧС и др.) посредством систем передачи данных. Потребность в данных является для пользователей стимулом получения новых данных наиболее эффективными и быстрыми способами, в том числе путем использования части баз данных для себя у других пользователей ГИС.

Рис. 2. Типы ГИС, используемые в силовых министерствах России

Рис. 2. Типы ГИС, используемые в силовых министерствах России

Таким образом, уже сегодня управление геоинформационными данными в органах управления осуществляется несколькими пользователями (должностными лицами). Распределенная работа с ГИС подразумевает широкие возможности для взаимодействия между многими пользователями (должностными лицами, работающими с геоинформационными системами) и информационными системами (информационно­справочными, системами поддержки принятия решения и др.). Совместная работа пользователей с ГИС показала свою эффективность при решении различных информационных и расчетных задач.

Рис. 3. Элементы ГИС-сети

Рис. 3. Элементы ГИС-сети

В настоящее время все узлы связи пунктов управления (штабов) оснащены серверами различной мощности, но их низкая загруженность требует поиска решений по их применению в интересах должностных лиц пунктов управления (штабов). Одним из таких решений является использование их в качестве ГИС­серверов на web­платформе.

Рассмотрим элементы распределенной геоинформационной сети, представляющей собой основу единого геоинформационного пространства специального назначения. В состав ГИС­сети входят следующие основные элементы (рис. 3):

  • ГИС­порталы с каталогами метаданных, где пользователи могут провести поиск и найти ГИС­информацию в соответствии с их потребностями;
  • ГИС­узлы, где пользователи компилируют и публикуют наборы ГИС­информации;
  • пользователи ГИС, которые ведут поиск, обращаются и используют опубликованные данные и сервисы.

Должностные лица, которые являются пользователями ГИС, взаимодействуют друг с другом с целью получения недостающих частей имеющихся у них ГИС­данных. Для этого они обращаются к ГИС­узлам через ГИС­порталы, которые представляют собой важный компонент сети с систематизированным реестром разнообразных мест хранения данных и информационных наборов. Часть пользователей действует в качестве распорядителей данных, компилируя и публикуя свои наборы данных для совместного использования. Они регистрируют свои информационные наборы в каталоге портала. Проводя поиск по этому каталогу, другие пользователи могут найти нужные им информационные наборы и обратиться к ним. ГИС­портал — это web­сайт, где пользователи могут искать и находить нужную им ГИС­информацию. Предоставляемые возможности зависят от комплекса предлагаемых сетевых сервисов ГИС­данных, картографических сервисов и сервисов метаданных [3]. Периодически сайт портала ГИС­каталога может проводить обследование каталогов связанных с ним сайтов­участников (GisWeb­серверов силовых министерств и ведомств страны) с целью опубликования и обновления одного центрального ГИС­каталога. Таким образом, ГИС­каталог может содержать ссылки на источники данных, имеющиеся как на этом, так и на других сайтах.

Перечень программных средств формирования единого геоинформационного пространства

Типы
программных средств

Наименования
программных средств

Программные средства предоставления пользовательского доступа к пространственным данным посредством использования единого информационного пространства (ЕИП)

ГИС «Оператор»

Программные средства для работы с медиаданными в ЕИП

ГИС­сервер

Геоинформационные web­сервисы для работы с пространственными данными

CIS Web server

Программные компоненты для ведения банка (базы) данных фотоснимков территорий различного разрешения и периодичности

Банк данных ЦК и данных ДЗЗ

Проведенный анализ ГИС, используемых в силовых министерствах и ведомствах, алгоритмов работы должностных лиц органов управления, программных средств позволил определить задачи (рис. 4), которые необходимо решить при разработке ЕГП [4, 5].

Рис. 4. Задачи, решаемые при разработке единого геоинформационного пространства военного назначения

Рис. 4. Задачи, решаемые при разработке единого геоинформационного пространства военного назначения

Для обеспечения взаимодействия и структурного единства всех элементов ЕГП СН необходимо иметь единые программные компоненты, представленные в таблице.

Подобно другим информационным технологиям, единое геоинформационное пространство должно обеспечивать простоту внедрения приложений, созданных на единой ее основе. Это достигается за счет создания единой базовой платформы программного обеспечения, поддерживающей разные типы наборов географических данных, развитые инструментальные средства управления данными, их редактирования, анализа и визуализации.

Существенной задачей является обеспечение доступа должностных лиц к web­ресурсу как со стационарных рабочих мест, так и с «поля», при этом пользователи должны иметь полный набор возможностей, даже при условии использования низкоскоростных каналов связи.

С целью обеспечения удаленного доступа необходимо обладать достаточно развитыми интерфейсами для работы с данными и различными информационными продуктами. Такие интерфейсы должны обеспечивать:

  • работу с многомерными архивами данных;
  • достаточно простое и понятное управление данными (выбор, поиск, включение для отображения нужных характеристик и т.д.);
  • быстрый выбор и отображение различных информационных продуктов из достаточно емких архивов, обеспечивающих хранение многомерных данных;
  • одновременное отображение различных видов информации и проведение их совместного анализа;
  • работу как с пространственной информацией, так и временными рядами различных информационных продуктов;
  • формирование комплексных продуктов на основе базовых по запросу пользователей (связано это в первую очередь с тем, что при расширении задач и возможностей систем мониторинга простое увеличение типов хранимых информационных продуктов приводит к неконтролируемому росту объемов архивов, поэтому часть продуктов приходится формировать только по запросам);
  • доступ к распределенным информационным ресурсам;
  • онлайн­импорт информации из различных сторонних информационных систем;
  • расширяемость функциональности, а также удобные и гибкие настройки для решения конкретных задач;
  • строгую, но гибкую систему авторизации пользователей для доступа к различным функциям и информационным продуктам, используемым в системе;
  • отображение данных на карте;
  • базовые функции рабoты с картoй;
  • поиск данных в каталoгах и их отображение;
  • экспорт данных.

Создание ЕГП СН уже сегодня позволит оптимизировать работу должностных лиц органов управления, иметь распределенный ресурс геоинформационных данных. А развитие систем связи и автоматизации в силовых министерствах позволит создать единое телекоммуникационное пространство и обеспечить доступ к единым ресурсам геоинформационного пространства в любой точке страны. 

Список использованной литературы:

  1. Иванов В.Г., Панихидников С.А., Немцев Е.А. Применение геоинформационного портала военного назначения как технологической платформы военно­технического сотрудничества должностных лиц объединенных штабов ОДКБ. «Военно­техническое сотрудничество России: история и современность» / Материалы работы научной конференции, 2012 г. — СПб: Политехника­сервис, 2013.
  2. Сайт «КБ Панорама», http://www.gisinfo.ru.
  3. Иванов В.Г., Панихидников С.А., Могиленко А.Н. Интерактивный банк данных картографической информации // В сб.: Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании. III Международная научно­техническая и научно­методическая конференция: сборник научных статей. 2014. С. 829­833.
  4. Горбунов А.А., Пономорчук А.Ю., Иванов В.Г. Использование геоинформационных систем при принятии управленческих решений в единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций // Научно­аналитический журнал «Вестник Санкт­Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России». 2015. № 2. С. 71­76.
  5. Сайт «ГИС Техник», http://gistechnik.ru.
  6. Иванов В.Г., Панихидников С.А., Королев К.В. Анализ современных геоинформационных систем для применения в системах военного назначения // В сб.: Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании. III Международная научно­техническая и научно­методическая конференция: сборник научных статей. 2014. С. 820­825.

САПР и графика 3`2016