Корпоративная океанологическая геоинформационная система ТОИ ДВО РАН (стр. 2 )

В предыдущем разделе перечислялись основные группы пользователей ОГИС: 1 – сотрудники ТОИ; 2 –сотрудники других институтов ДВО РАН; 3 – студенты вузов; 4 – пользователи сети Интернет. При этом первые три группы пользователей (интранет-пользователи ОГИС) должны быть обеспечены скоростями обработки ГИС-запросов, сравнимыми со скоростями обычных «настольных» ГИС. 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.

Отметим в качестве одного из важных преимуществ выбранной архитектуры ОГИС возможность достаточно быстро создать рабочий макет системы, снабдив его минимальным набором данных, интерфейсных и аналитических возможностей. Этот макет может быть выставлен в локальную сеть для пробной эксплуатации, а далее с учетом опыта использования макета, замечаний и пожеланий пользователей можно постепенно наращивать и совершенствовать все компоненты ОГИС, доведя со временем его до полнофункциональной версии.

В соответствии с разработанной на первом этапе проекта концепцией и выбранной архитектурой был создан рабочий макет ОГИС, который уже в 2001 году был выставлен в Интернете по адресу http://gis. poi. *****.

Интерфейс пользователя океанологической ГИС

Для начала работы с ОГИС, пользователь со своего компьютера, подключенного к локальной компьютерной сети ТОИ, должен загрузить начальную страницу http://gis. poi. ***** (рис.2). Здесь пользователю предлагается либо сразу начать работу с картографической информацией в режиме обычного пользователя, либо пройти авторизацию и получить расширенный доступ к информационным ресурсам и аналитическим средствам ОГИС в соответствии с соглашениями реализованной в системе политики доступа к данным.

Начинающие пользователи могут воспользоваться обучающей системой (http://gis. poi. *****/teach/), демонстрирующей в интерактивном режиме возможности ОГИС и порядок работы с ее основными компонентами. Для оказания оперативной методической помощи пользователям и организации обратной связи, позволяющей разработчикам оперативно получать и учитывать в последующих версиях ОГИС замечания и предложения от научных специалистов, организован специальный консультационный форум. ОГИС сопровождается электронной библиотекой полнотекстовых журнальных публикаций по проблемам океанологии, обработки данных и новых информационных технологий. Вход в библиотеку может быть осуществлен с начальной страницы ОГИС. Более подробно порядок работы пользователя с библиотекой будет пояснен позднее.

Основная работа с системой ведется в специальном информационном окне, в котором отображается картографическая информация из баз данных ОГИС. Пользователю предоставляются удобные средства навигации в картографическом окне, изменения масштабов, выбора требуемых географических регионов. Отображение информации осуществляется в виде накладывающихся информационных слоев, выбираемых пользователем. Слои сгруппированы в тематические группы. Имеется т. н. группа основных слоев (географические названия стран и морей, очертания берегов, батиметрия); климатология; геология и геофизизика, данные морских научных экспедиций, спутниковые данные по тепловой излучательности поверхности океана; данные спутниковой радиометрии поверхности океана. Большинство информационных слоев помимо пространственной привязки имеет временную привязку (т. е. слои представлены данными, изменяющимися по годам и месяцам, среднемесячными либо среднесезонными данными). Соответственно, в ОГИС реализованы механизмы организации запросов к этим слоям с учетом временных критериев. Всего в настоящее время в ОГИС поддерживаются 34 информационных слоя общим объемом около 500 Гб. Кроме этого для авторизованных пользователей имеется возможность организации и поддержки средствами ОГИС собственных информационных слоев. Права на просмотр этих слоев принадлежат их автору, но при необходимости могут передаваться другим пользователям ОГИС. Помимо визуального отображения пространственно-координированной информации пользователю предоставляется возможность получить атрибутивную информацию по любой географической точке региона в специальном информационном окне. При необходимости пользователь, обладающий соответствующими правами доступа, может получить требуемую информацию по указанному географическому региону в виде файла данных либо растрового изображения.

Проиллюстрируем интерфейсные и отобразительные возможности ОГИС. На рис. 3 представлено базовое картографическое окно ОГИС, появляющееся при его первоначальном вызове пользователем, не зарегистрированным в системе.

Поле базового картографического окна для отображения данных ОГИС ограничено размером – 480 x 480 пикселов. Пользователям доступна ограниченная группа основных слоев, включая данные по климатологии региона и спутниковые среднемесячные данные по излучательности морской поверхности. В данном случае в окне картографического отображения визуализируется весь район северо-западной части Тихого океана, нанесены названия морей и в полутоновой шкале представлены данные батиметрии.

Для получения доступа к средствам настройки системы отображения и к более широкому набору данных необходимо пройти процедуру регистрации в системе. Регистрация проводится автоматически для пользователей компьютерной сети ТОИ ДВО РАН, решение о регистрации внешних пользователей принимается после согласования с администратором системы и руководителем проекта. На рис. 4 приведена типовая конфигурация окна картографического отображения при работе с ОГИС зарегистрированных пользователей. В данном случае размер базового картографического окна был увеличен пользователем до 640 x 640 пикселов, в области формирования запросов на выборку данных видны дополнительные тематические слои данных. В картографическом окне отображены: среднеиюньское распределение температуры поверхности воды в регионе; местоположение выполненных в научных рейсах ТОИ ДВО РАН гидрологических станций с данными по вертикальному распределению температуры и солености воды; карта разломов фундамента в Охотском море; маршруты тайфунов, прошедших в регионе в 2002 году.

Организация работы с данными в океанологической ГИС

В соответствии с основной концепцией ОГИС разрабатываемая система должна предоставлять пользователям по возможности все потенциально полезные данные по состоянию морского дна, водной среды и атмосферы на акваториях дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана. Должен обеспечиваться эффективный доступ: 1 - к данным ТОИ и других океанологических организаций, специально собираемым на основном сервере данных ОГИС, 2 – к данным из хранилищ океанологической информации, физически расположенных на серверах баз данных в других подразделениях ТОИ и ДВО РАН, 3 - к актуальным океанологическим данным, размещаемым в Интернете; 4 – к оперативным данным мониторинговых экспериментов, выполняемых на морских экспериментальных станциях института. Ниже описывается реализация доступа к данным в соответствии с перечисленными выше способами доступа.

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. Примеры «расширенных фильтров» будут рассмотрены позже в связи с задачами анализа данных спутниковых наблюдений и данных сейсмоакустических экспериментов.

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 (Голик, 2004а).

Для пользователей ОГИС, обладающих правами доступа к таким данным, интерфейс запросов остается стандартным. ГИС-сервер при получении запроса от пользователя, формирует XML-запрос на получение данных с компьютера владельца. Наиболее часто такие данные представляются научными специалистами института в виде набора файлов, рассредоточенных в специально организованной системе вложенных папок, облегчающих для пользователя процесс поиска нужных данных. В этом случае по согласованию с административной группой ОГИС проводится дополнительная установка и настройка специальных программных компонент на удаленный компьютер. В результате удаленный компьютер начинает функционировать в режиме файл-сервера, обслуживающего формируемые ГИС-сервером XML-запросы на выборку из файловой системы и пересылку нужных файлов данных.

Если хранилища данных удаленных пользователей организованы в виде баз данных, то должно производиться согласование схемы запросов ГИС-сервера и структуры данных, используемых в соответствующей БД на стороне хранилища данных. После этого запросы пользователя транслируются ГИС-сервером в запросы для удаленной СУБД, найденная информация пересылается ГИС-серверу, где она обрабатывается и предоставляется в нужном виде пользователю.

Мониторинг океанологических ресурсов Интернета. Эффективность океанологических исследований в большой мере зависит от полноты сведений об объекте исследования, имеющихся в распоряжении научных специалистов. Как правило, помимо данных, получаемых непосредственно организацией, где работает специалист, имеется значительное число данных, полученных другими отечественными и зарубежными организациями. Часто эти данные выставляются в Интернете и могут быть доступны заинтересованным специалистам. Однако, невысокая пропускная способность отечественных интернет-каналов, зачастую недостаточная подготовка пользователей к работе в Интернете, многократное дублирование в пределах одной организации информационных поисков и запросов приводят в целом к невысокой эффективности использования информационных ресурсов Интернета. Учитывая перечисленные выше соображения, была принято решение в рамках проекта ОГИС разработать систему автоматизированного сбора и мониторинга выставляемой в Интернете океанологической информации по северо-западной части Тихого океана. Такая система, названная (Remote Data Searcher), была создана в 2003 году (Голик, 2003а).

Система действует в составе разрабатываемой в ТОИ ОГИС и обеспечивает выполнение следующих функций: 1 - создание и пополнение списка актуальных для пользователей ОГИС океанологических ресурсов в Интернете; 2 - выполнение с заданной периодичностью, либо по требованию пользователя запросов на получение данных с удаленных источников; 3 - контроль актуальности удаленных данных и организация системы кэширования наиболее часто запрашиваемых данных на внутреннем сервере; 4 - выполнение поисковых запросов по базе зарегистрированных информационных ресурсов.

В настоящее время с помоощью системы RDS осуществляется мониторинг шести океанологических ресурсов Интернета. Так, например, по заказу лаборатории Физики геосфер был организован пробный мониторинг трех информационных ресурсов. С сайта Японского метеорологического агентства http://www. imoc. co. jp/wxfax. htm с периодичностью 2 раза в сутки скачиваются в БД ОГИС факсимильные карты приземного давления атмосферы в регионе. С сайта http://JPL/POO. DAAC. SeaWinds ежедневно скачиваются оперативные данные по характеристикам ветра над северо - западной частью Тихого океана. С сайта http://www. jma. go. jp/JMA_HP/en/typh/typh. all. html осуществляется мониторинг наиболее мощных тайфунов и тропических циклонов в Тихом океане, способных оказать воздействие на фон микросейсмических колебаний в районе сейсмоакустических исследований, проводимых ТОИ ДВО РАН. С использованием системы автоматического мониторинга в 2004 году блок гидрологических данных ОГИС был пополнен двумя новыми крупными массивами данных. В частности, в БД ОГИС был внесен фрагмент банка океанографических данных WOD-2001 Национального центра океанографических данных США. Этот банк включает наиболее полный массив данных вертикальных CTD - зондирований океана, осуществленных океанографическими организациями разных стран мира за период с 1804 по 2001 год. Основная версия банка распространялась в виде комплекта из девятнадцаити компакт-дисков. На сайте НЦОД http://www. nodc. noaa. gov/OC5/WOD01/pr_wod01.html выставлены данные этого банка, которые время от времени пополняются и корректируются с учетом найденных несоответствий. Система автоматического мониторинга океанографических Интернет-ресурсов, встроенная в ОГИС, проверяет регулярно сайт НЦОД на наличие обновлений в банке, которые автоматически скачиваются в ОГИС. Последующее преобразование данных и их встраивание в основной блок CTD-данных ОГИС производится администратором либо оператором системы, обычно не позднее недели-двух с момента появления обновлений банка WOD-2001. Таким образом, практически в каждый момент времени в ОГИС поддерживается наиболее полная и правильная версия банка WOD-2001. При работе с этими данными научным специалистам нет необходимости знать используемые в WOD-2001 форматы хранения данных, местоположение нужных данных на конкретных CD-дисках, достаточно воспользоваться стандартными формами пространственно-временных запросов к ОГИС и получить на своем компьютере либо визуальные образы данных либо сами данные в цифровой форме. Второй крупный массив океанологических данных, внесенных в 2004 году в ОГИС - данные буйковых и попутных судовых измерений параметров состояния морской среды и атмосферы в приводном слое. Эти данные по региону северо-западной части Тихого океана собираются странами - участниками международного океанографического проекта NEAR GOOS (Япония, Корея, Китай, Россия) и выставляются для участников проекта на сайте http://near-goos1.jodc. go. jp/. С помощью системы автоматического мониторинга ОГИС новые поступления данных буйковых и судовых наблюдений автоматически считываются в основную БД ОГИС и становятся доступными ее пользователям.

Работы по организации доступа к оперативным данным удаленных мониторинговых экспериментов. В 2006 году были начаты работы по включению в ОГИС информационных ресурсов двух морских экспериментальных станций ТОИ – на м. Шульца и о. Попова. На МЭС м. Щульца развернута первая очередь локальной компьютерной сети. В настоящее время высокоскоростными оптоволоконными каналами (скорость 1 Гб/сек, общая длина – более 1 км) соединены компьютеры, расположенные в нескольких рабочих помещениях. Сеть МЭС по радиоканалу соединена с сетью ДВО РАН, что обеспечивает научным специалистам на МЭС практически все те же возможности, которые они имеют в здании ТОИ (Интернет, электронная поста, доступ к информационным ресурсам сети ДВО РАН). Для управления сетью МЭС организован постоянно действующий сервер. С его помощью организована служба синхронизации времени на всех рабочих компьютерах МЭС, созданы FTP-сервера общего пользования для хранения данных сейсмоакустических и акустических экспериментов, данных видеомониторинга близлежащих акваторий. Начаты работы по организации оперативного доступа к информационным ресурсам МЭС для пользователей ОГИС, что позволит реализовать в системе концепцию оперативного научного мониторинга важных океанологических и иных природных процессов и явлений. На МЭС о. Попова также осуществлено развертывание первой очереди локальной компьютерной сети. Сеть основана на радиосоединениях, она объединяет два лабораторных корпуса, несколько мест проживания научного персонала и администрации МЭС. Сеть станции подключена к сети ДВО РАН и, соответственно, к сети Интернет. Организован FTP сервер для приема оперативной информации с рабочих мест МЭС, сервер доступен из сети ДВО, что позволит впоследствии развернуть на МЭС ряд систем оперативного научного мониторинга с предоставлением информации пользователям ОГИС.

Разработка и реализация политики разграничения прав доступа к информационно-аналитическим ресурсам ОГИС. При разработке концепции океанологической ГИС в качестве важного аргумента принималась во внимание возможность более свободного по сравнению с обычным океанологическими Интернет-проектами предоставления корпоративным клиентам ДВО РАН океанологических данных и программных методик анализа этих данных. Тем не менее, вопрос о необходимости разграничении прав доступа различных групп пользователей к ресурсам системы ставился с самого начала разработки, и на первоначальном этапе он был разрешен следующим образом. Все данные, хранящиеся в базах данных ОГИС, разделяются на «открытые данные» и «данные с ограниченным доступом». Как правило, открытыми объявлялись в ОГИС океанологические данные, свободно распространяемые некоторыми океанологическими организациями (в основном зарубежными) на электронных носителях либо в Интернете. Обычно, в подобных случаях владельцами данных оговаривается запрет на коммерческое использование данных и необходимость ссылки на владельца при их использовании, например, в научных публикациях. В составе ОГИС такие данные делаются открытыми для всех групп пользователей - и корпоративных (интранет-пользователей), и внешних (интернет-пользователей), данные сопровождаются ссылкой на адрес владельцев данных и на текст оговариваемых владельцами условий использования данных. Данные, являющиеся собственностью научных подразделений ТОИ ДВО РАН, по соглашению с этими подразделениями предполагалось делать либо «открытыми», либо с доступом в пределах или всей сети ДВО РАН или только сети ТОИ. Для программных методик анализа и интерпретации данных, сопровождающих в ОГИС соответствующие типы данных, также осуществлялась подобная политика разграничения прав доступа. Основная цель применения политик – вовлечь в корпоративный научный проект как можно большее число специалистов вместе с их собственными данными и оригинальными методиками анализа и интерпретации этих данных.

Реализация описанной системы разграничения прав доступа достаточно легко осуществлялась на основе проверки принадлежности IP-адресов пользователей подсетям ТОИ либо других институтов ДВО РАН. Однако в процессе пробной эксплуатации рабочего макета ОГИС выяснилась ограниченность реализованной схемы политик разграничения доступа. Так, например, практически сразу возникла потребность в выделении дополнительного уровня доступа, который предоставляется исключительно владельцам данных. В частности, такая потребность возникает при внесении в ОГИС данных океанологических экспедиций. Как правило, по окончании рейса его участникам предоставляется преимущественное право на использование полученных в рейсе данных в течение некоторого промежутка времени, обычно, одного-двух лет. Предполагается, что за это время данные будут обработаны, интерпретированы, а основные результаты опубликованы в тех или иных изданиях. После этого «опубликованные» данные передаются в библиотеку и архив института, и соответственно могут быть востребованы и использованы любыми сотрудниками института. Вопрос о возможности использования оригинальных данных другими научными институтами решается в особом порядке. Тем не менее, потребность внесения этих данных в ОГИС потенциально существует с момента их получения, поскольку уже при проведении первичного анализа данных может оказаться полезным их сравнение с другими видами данных, либо с подобными данными, полученными в предыдущих экспедициях или в других географических районах. Таким образом, «неопубликованные» данные ОГИС на начальном этапе должны быть персонально «закреплены» только за рабочими местами собственников данных - участников экспедиции, а спустя некоторое время переведены в разряд разрешенных к использованию сотрудникам ТОИ либо ДВО РАН в целом. В связи с проблемой «опубликованности» данных возникла также потребность различения уровней доступности для разных уровней абстракции данных. Наиболее критичны требования к доступу к оригинальным данным, которые могут предоставляться пользователям в виде файлов данных. Менее критичны требования к защищенности картографических образов данных. Последние могут быть легко считаны пользователем в виде графических файлов, однако, эти образы уже являются результатом некоторой обработки - интерпретации данных системой. Как правило, оригинальные данные по таким визуальным образам в полном объеме восстановлены быть не могут. Тем не менее, даже здесь иногда возникает потребность провести разграничение прав доступа к изображениям, предоставляемым с максимально подробным разрешением, и к Preview-образам, отображаемым с преднамеренно огрубленным разрешением.

В целом, оказалось, что проблема разграничения прав доступа к ресурсами корпоративной научной сети не менее сложна, чем для «обычных» Интернет-проектов. При этом она имеет собственную специфику, обусловленную необходимостью учета не только существующих нормативных документов о порядке опубликования материалов исследований, но и систему неформализованных этических норм научного сообщества. От того, насколько деликатно эта проблема будет разрешена, в большой мере зависит уровень доверия к системе научных специалистов, их желание полноценно, вместе со своими данными и научными методиками участвовать в коллективном научном интернет/интранет проекте.

В результате первоначальная схема регулирования доступа к информационно-аналитическим ресурсам была существенно модернизирована (Голик, 2004б). Была введена система персональной регистрации пользователя, при которой пользователь предварительно подтверждает готовность следовать установленным правилам использования информационных и аналитических ресурсов системы. Незарегистрированный пользователь может ознакомиться с системой, ее возможностями, но реального доступа к данным получить не может. В отношении зарегистрированного пользователя в зависимости от его ведомственной принадлежности на начальном этапе применяется одна из четырех базовых политик.

Политика 1 – предназначена для внешних интернет-пользователей, предоставляет доступ только к «открытым» данным.

Политика 2 – предназначена для сотрудников «дружественных» по отношению к ДВО РАН организаций, список таковых устанавливается администратором ОГИС по согласованию с ведущими специалистами, об изменениях в списке информируются владельцы данных (сейчас это институты РАН и вузы Владивостока).

Политика 3 – для сотрудников институтов ДВО РАН.

Политика 4 – для сотрудников ТОИ ДВО РАН.

В каждый момент времени пользователь может проверить «профиль» своей персональной политики. Последний представляет собой список всех информационных слоев ОГИС с указанием уровня доступа к слою на различных уровнях абстракции данных (считывание данных, редактирование данных, просмотр картографических проекций с максимальным разрешением, просмотр Preview-образов), а также электронные адреса владельца данных (рис. 5). При желании получить расширенный доступ к некоторым данным пользователь может напрямую электронным письмом обратиться к владельцам данных. Для последних в ОГИС реализован специальный интерфейс, позволяющий просматривать статистику обращений к персональным данным и возможность редактирования уровня доступа к ним для зарегистрированных в системе пользователей. Таким образом, базовый профиль персональной политики пользователя со временем может трансформироваться, причем, как правило, в сторону увеличения прав доступа.

В отношении программных средств аналитической поддержки ОГИС, придаваемых различным видам данных, реализуется подобная же система разграничения прав доступа.

Реализация картографического сервиса и аналитической поддержки ОГИС

В настоящем разделе описываются детали реализации системы картографического отображения информации, хранящейся в ОГИС, а также организация аналитической поддержки в ОГИС.

Картографический сервис. Как отмечалось выше, одним из основных элементов ОГИС является окно картографического отображения, в котором пользователь может послойно в произвольном порядке визуализировать запрашиваемые данные. Такая возможность исключительно полезна для первичного восприятия информации, обнаружения каких-либо закономерностей и особенностей в пространственном распределении различных типов данных, обнаружения взаимосвязей между данными пользователя и данными, полученными другими специалистами. Ранее в статье приводились иллюстрации возможностей различных компонентов ОГИС, демонстрирующие также и возможности системы картографического отображения данных. В настоящем разделе кратко поясняются особенности реализации картографического сервиса в ОГИС.

После авторизации пользователя в системе формируется т. н. активный профиль пользователя, содержащий информацию о доступных ему в данный момент информационных слоях при текущем уровне доступа. Также для каждого пользователя в его профиле формируется набор стилей для рисования отдельных слоев и последовательность их отображения.

С помощью веб-интерфейса системы пользователь может указать текущий географический регион просмотра и масштаб, включить/выключить отдельные слои, задать фильтр по времени и иным характеристикам объектов некоторого слоя. Для некоторых информационных слоев данных (спутниковые снимки, сейсмоакустические сигналы, траектории океанических штормов - тайфунов) предоставляется возможность перейти к специализированному каталогу с расширенным фильтром запросов для более четкого задания критериев выбора данных. Выбранные данные можно как отобразить на карте, так и перейти в раздел скачивания данных и получить их в желаемом формате при наличии соответствующих прав доступа.

Информация о запрашиваемых информационных слоях и используемых фильтрах также хранится в рабочем профиле пользователя на сервере, создаваемом при каждом входе пользователя в систему. При каждом запросе на визуализацию данных картографический модуль на основе данных профиля обращается в БД за данными, формирует их изображение в виде растрового графического файла, который затем отправляется клиенту в браузер. После этого пользователь имеет возможность перемещать и масштабировать карту, не уточняя каждый раз текущие фильтры данных и выбранные слои.

Всякий раз картографическое изображение составляется из примитивов нескольких базовых типов.

Точечные объекты. Имеют географические координаты объекта (широту и долготу), а также атрибутивную информацию. Пример: землетрясения (каждый раз происходят в разных местах в определенное время и имеют атрибутивные характеристики – магнитуду и глубину очага).

Линейные объекты или совокупность линейных объектов. Имеют последовательность географических координат опорных точек объекта, а также атрибутивную информацию для всего объекта. Примеры: слой «Реки» (каждый объект состоит из основного русла и множества притоков); слой «Разломы фундамента»; слой «Батиметрия в изолиниях».

Площадные объекты. Имеют последовательность географических координат, задающих опорные точки контура объекта, а также атрибутивную информацию объекта. Пример: слой «Береговая линия» (все объекты заведомо замкнуты и может быть вычислена их площадь).

Линейно-точечные объекты. Имеют последовательность географических координат, а также атрибутивную информацию для каждой точки. Примеры: слой «Тайфуны» (линия - последовательность координат положения тайфуна, в каждой точке заданы - время, скорость ветра, атмосферное давление, направление движения); слой «Маршрут судна» (линия - последовательность координат положения судна, в каждой точке фиксируются время, скорость, направление движения судна).

Точечно-пространственные данные. Имеют географические координаты, время, «стандартную» атрибутивную информацию и атрибутивную информацию о вертикальном распределении (по высоте над точкой, или глубине под точкой) неких параметров состояния объекта. Пример: CTD-данные, измеренные на гидрологической станции (хранятся координаты станции, время проведения измерений, идентификатор морского судна, набор результатов измерений температуры, солености, проведенных на разных глубинах).

Точечно-временные данные. Имеют координаты широты и долготы, а также помимо стандартной атрибутивной информации еще набор атрибутивной информации о состоянии объекта в разные периоды времени. Пример: слой «Записи сейсмоакустических сигналов» (есть координаты станции, время начала измерений, есть набор значений нескольких физических параметров, измеренных в разные моменты времени – многоканальный временной цифровой сигнал); слой «Метеоданные» (есть координаты метеостанции и значение ряда метеорологических показателей, измеренные в различные моменты времени).

Равномерные сетки на прямоугольных объектах. Имеют географические координаты широты и долготы в углах прямоугольного объекта, размерность и шаг сетки, а также атрибутивную информацию в каждой точке сетки. Пример: слой «Среднемесячная климатология» (есть двумерный массив значений некоторого параметра среды - температуры воды, облачность, давление и т. д. - в узлах градусной сетки, различные диапазоны значений параметра в узлах сетки могут кодироваться цветом либо специальными условными знаками – например, «стрелочками» для отображения направления и силы ветра); слой «Батиметрия» (есть двумерный массив значений глубины в узлах градусной сетки).

Неравномерные сетки. Имеют координаты широты и долготы в каждой точке, а также атрибутивную информацию в каждой точке. Пример: спутниковые снимки, произведенные с помощью радиометра AMSR-E (для каждой точки цифрового снимка хранятся координаты и значения 12 яркостных температур, измеренные в 12 информационных каналах радиометра).

Растровые изображения в равноградусной проекции. Имеют координаты широты и долготы в углах региона, размерность изображения (количество строк и количество столбцов), значения зарегистрированного поля в узлах равноградусной сетки, и цветовую палитру - таблицу соответствия “количественное значение отображаемого поля - цвет”. Пример: «Спутниковый снимок MODIS» (вычисляются координаты углов прямоугольной области в картографическом окне, и в этой области визуализируется исходное изображение спутникового снимка с использованием операций равномерного сжатия/растяжения).