CC BY
32
© В.В. Смирнов, И.А. Пестунов, Д.И. Добротворский,
Ю.Н. Синявский, 2009
УДК 004.75
В.В. Смирнов, И.А. Пестунов, Д.И. Добротворский,
Ю.Н. Синявский
КОРПОРАТИВНЫЕ КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ СЕРВИСЫ СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН
Представлены корпоративные картографические сервисы СО РАН, разрабатываемые в Институте вычислительных технологий СО РАН для задач поддержки междисциплинарных исследований. Рассматриваются основные решения и концепция построения системы сервисов.
Ключевые слова: геоинформационные технологии, пространственные данные, веб-сервисы,wms, ‘^^з.
~П ажнейшей составляющей информационного обеспечения
-Я-М современного общества являются данные дистанционного зондирования (ДДЗ). При исследовании труднодоступных территорий Западной и Восточной Сибири дистанционное зондирование Земли имеет особое значение, потому что ДДЗ - практически единственный источник независимой, объективной и актуальной информации.
В последние годы в области создания и развития средств и технологий дистанционного зондирования Земли наблюдается стремительный прогресс. Пространственное разрешение снимков повысилось до десятков сантиметров, спектральное разрешение -до сотен каналов. Кроме того, с каждым годом растет число запускаемых спутников высокого и сверхвысокого разрешения. Как следствие, лавинообразно растут получаемые объемы данных. В дополнение к этому накоплен достаточно большой объем атрибутивной информации, размещенной в тематических базах данных.
С другой стороны, сложность современных пакетов обработки данных, имеющих пространственную привязку (пространственных данных), их существенная стоимость и необходимость постоянного обновления значительно затрудняют их широкое использование рядовым потребителем.
Поэтому актуальной является задача разработки сервисов для организации доступа пользователей к распределенным
Клиенты
(веб-приложения, RIA-приложения, ГИС)
Frontend-сервер
(распределение запросов, аутентификация)
44 it
WMS-сервер £ Сервер PostgreSQL/PostGIS £ WFS-сервер
* т
Система хранения данных ИВТ СО РАН
Структурная схема картографического сервиса
хранилищам пространственных данных, а также наукоемким технологиям и современным вычислительным системам для их обработки.
В настоящее время на базе вычислительных ресурсов ИВТ СО РАН разработан и запущен в эксплуатацию сервис, предоставляющий доступ к картографическим данным по протоколам WMS/WFS. К его основным задачам относятся:
• обеспечение централизованного доступа к картографическим данным для организаций и сотрудников СО РАН;
• увеличение скорости работы с удаленными ресурсами;
• обеспечение кэширования данных, предоставляемых внутренними сервисами сети передачи данных СО РАН, с целью снижения нагрузки на серверы, выполняющие функции генерации данных;
• снижение загрузки внешних каналов связи.
Сервис предоставляет доступ к хранилищу пространственной информации, базирующемуся на системе хранения данных ИВТ СО РАН с общим объемом дисковой памяти около 70 Тбайт [1, 2]. Схема взаимодействия основных элементов сервиса представлена на рисунке.
Программная реализация серверной части системы выполнена на основе картографического сервера с открытым исходным кодом, распространяемого по лицензии GPL. Сервер обеспечивает доступ пользователей по протоколам WMS/WFS как через веб-интерфейс, так и с использованием подходящего программного обеспечения,
в том числе коммерческого (ArcGIS, ENVI и др.). Хранение атрибутивной (а также связанной пространственной) информации реализовано на платформе PostgreSQL/PostGIS, распространяемой по лицензии GPL. Использование данной СУБД позволяет развернуть полномасштабную систему для работы с пространственной информацией.
Важной составляющей в разрабатываемой системе сервисов является подсистема кэширования пространственных данных. Кэширование позволяет существенно уменьшить время доступа к данным, а также значительно снизить нагрузку на серверное оборудование. Более того, при использовании технологий обмена содержимым кэша, становится возможным создание распределенных по регионам систем кэширования, обеспечивающих оптимальный доступ пользователей к данным. Подсистема кэширования пространственных данных может работать по нескольким стратегиям:
• кэширование во время выполнения текущих запросов;
• кэширование дополнительных областей вокруг зон повышенного интереса;
• постепенное кэширование зон интересов по заказу.
Для реализации функций непространственного поиска по имеющимся картографическим данным в сервис интегрирован поисковый интерфейс GeoNetwork, который позволяет организовать распределенную сеть поисковых узлов, взаимодействующих по протоколам Z39.50 и SOAP.
Для поддержки ряда проектов в ИВТ СО РАН запущены в эксплуатацию несколько клиентских приложений, использующих реализованный сервис. В первую очередь это - Каталог спутниковых данных СО РАН (http://catalogue.ict.nsc.ru), являющийся интерфейсом системы поиска по каталогу данных SPOT 2/4 .
Клиентское приложение WMSBrowser (http://gis-app.ict. nsc. ru/ /wmsbrowser/wmsbrowser.html), реализованное на платформе Flash/Flex для работы с различными картографическими слоями сервиса, предоставляет веб-интерфейс для доступа к набору базовых слоев на основе данных LandSat, полученных от лаборатории JPL NASA, а также картам, созданным в Институте географии им. В.Б. Сочавы СО РАН (карта растительности Западной Сибири и ландшафтная карта Иркутской области).
Приложение «АкадемКарта» - совместная разработка Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН (картографическая основа, созданная под руководством заведующего лабораторий, к.г.-м.н. Н.Н. Добрецова) и Института вычислительных технологий СО РАН (публикация и обеспечение доступа к данным). Это приложение предоставляет авторизованный доступ к пространственным данным на территорию Новосибирского научного центра, а также к набору сопряженных тематических слоев, представляющих различные уровни организации территории ННЦ СО РАН.
Одно из направлений дальнейшего развития системы сервисов - организация аналогичных сервисов на уровне структурных подразделений СО РАН и объединение их в единую распределенную систему кэширования с возможностью обмена содержимым кэша, что в конечном итоге позволит значительно оптимизировать как внутренний, так и внешний трафик.
Кроме этого, в ИВТ СО РАН ведутся работы по созданию комплекса наукоемких веб-сервисов для обработки пространственных данных. Данный комплекс позволит конечным пользователям получать доступ к современным алгоритмам и высокопроизводительным вычислительным системам, а разработчикам алгоритмов анализа пространственных данных - к платформе для внедрения результатов своих исследований в виде веб-сервисов.
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант № 09-07-12087-офи_м).
---------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шокин Ю.И., Пестунов И.А., Смирнов В.В., Синявский Ю.Н., Скачкова А.П., Дубров И.С., Левин В.А., Алексанин А.И., Алексанина М.Г., Бабяк П.В., Громов А.В, Недолужко И.В. Распределенная информационная система сбора, хранения и обработки спутниковых данных для мониторинга территорий Сибири и Дальнего Востока // Журн. Сибирского федерального ун-та. Техника и технологии. - 2008. - Т. 1. - Вып. 4. - С. 291-314.
2. Шокин Ю.И., Пестунов И.А., Смирнов В.В., Синявский Ю.Н., Скачкова А.П., Дубров И.С. Система сбора, хранения и обработки данных дистанционного зондирования для исследования территорий Западной и Восточной Сибири // Сб. материалов V междунар. научн. конгресса «ГЕ0-Сибирь-2009» (Новосибирск, Россия, 20-24 апреля 2009). - Новосибирск. - Т. - Ч. - 2009. - С. 165-170. ЕШ
Smirnov V. V., Pestunov I.A., Dobrotvorskiy D.I.,
Sinyavskiy Yu.N.
CORPORATE CARTOGRAPHICAL SERVICES OF SB RAS.
Corporate cartographical services of SB RAS developed at Institute of Computational Technologies SB RAS for tasks of interdisciplinary researches support are presented. Main solutions and the system of services construction concept are considered. Key words: gis technologies, spatial data, web-services, wms, wfs.
— Коротко об авторе ---------------------------------------------------
Смирнов Валентин Валентинович - инженер-исследователь, Учреждение Российской академии наук Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск, E-mail: [email protected]
Пестунов Игорь Алексеевич - кандидат физико-математических наук, ученый секретарь, Учреждение Российской академии наук Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск, E-mail: [email protected]
Добротворский Дмитрий Игоревич - аспирант, Учреждение Российской академии наук Институт вычислительных технологий СО РАН, Email: [email protected]
Синявский Юрий Николаевич - младший научный сотрудник, Учреждение Российской академии наук Институт вычислительных технологий СО РАН, E-mail: [email protected]
