Высшее профессиональное образование основы геоинформатики вдвух книгах

Вид материала

Книга

Содержание Глава 13 гис и интернет Интеграция ГИС- и Интернет-технологий. Технологические стратегии Web-ГИС-серверов. Использование ГИС-апплетов Использование ГИС-апплетов и приложений типа 1. Серверы, передающие исходные данные на компьютер кли­ента. 2. Серверы, передающие статичные географические изображе­ния в растровом и реже в векторном формате Серверы, обрабатывающие запросы к метаданным и исполь­зующие картографическое изображение Серверы, формирующие карты в интерактивном режиме 5. Серверы, использующие конверторы данных «на лету» 6. Удаленные аналитические Интерактивный картографический Интернет-сервис. Интеграция интерактивного картографического сервиса в Интер­нет-порталы.

Подобный материал:

• Должностная инструкция менеджера по персоналу 00. 00. 0000, 61.54kb.
• Наименование реализуемых программ, 40.13kb.
• Учебное пособие практикум по конкурентным стратегиям, слияниям и поглощениям Кафедра, 1849.76kb.
• Утверждено ученым советом дгу 26 января 2012 г., протокол, 78.34kb.
• Программа вступительных испытаний по литературе на экзамене по литературе поступающий, 270.11kb.
• Апк агропромышленный комплекс; впо высшее профессиональное образование; гоу государственное, 760.98kb.
• Высшее экономическое образование за 3 года 4 месяца для лиц, имеющих среднее и высшее, 28.87kb.
• Учебно-тематический план для подготовки по специальности «Оператор ЭВМ с основами делопроизводства, 140.91kb.
• Учебно-тематический план для подготовки по специальности «Оператор ЭВМ с основами арм, 121.8kb.
• «Исследование природных ресурсов аэрокосмическими средствами», 30.45kb.

ГЛАВА 13 ГИС И ИНТЕРНЕТ

Современное состояние взаимодействия ГИС и Интернет. Офи­циальное определение Интернет (Internet) дано в Резолюции Федерального комитета по сетевому взаимодействию США (USA Federal Networking Committee) от 24 октября 1995 г. Оно гласит:

«Интернет означает глобальную информационную систему, которая:

1. Логически взаимосвязана путем использования уникального
   адресного пространства, основанного на IP (Internet Protocol)
   или его последующих модификациях.
   
2. В состоянии поддерживать сетевое взаимодействие, исполь­
   зуя набор Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)
   или его последующие модификации и/или иные IP-совместимые
   протоколы.
   
3. Обеспечивает и делает доступным как для общественных,
   так и для частных нужд высокий уровень информационных услуг,
   налагаемых поверх описанного здесь сетевого взаимодействия и
   соответствующей инфраструктуры».
   

Таким образом, несмотря на почти 30-летнюю историю разви­тия сетевых технологий вообще, можно считать, что только при­мерно с 1995 г. Интернет как «сеть сетей» стал занимать домини­рующее положение в вопросах информационного обмена, пре­вратившись к настоящему времени в неотъемлемую часть глобаль­ной культуры и продолжая охватывать все новые и новые области деятельности. Одной из таких областей стало создание и исполь­зование ГИС и геопространственных данных. Сегодня Интернет объективно рассматривается как средство экспоненциального ро­ста эффективности распространения, получения и использова­ния географической информации во всех ее формах, включая кар­ты, графику, тексты и т.д.

В настоящее время новое направление развития геоинформа­тики и ГИС, связанное с Интернет-приложениями, уже сформи­ровалось. Произошло это стремительно и масштабно и благодаря именно Интернет-технологиям. Действительно, в течение корот­кого периода времени была создана принципиально новая техно­логическая база развития телекоммуникаций, ориентированная на широкое привлечение непрофессиональных пользователей к формированию и развитию единой глобальной информационной сети. Эта технологическая база сыграла роль катализатора, в ре-

205

зультате чего в еще более короткие сроки, а точнее в последние три-четыре года были заложены основы создания многочислен­ных ГИС-Интернет-приложений. Появились и закрепились новые направления исследований, стала складываться новая термино­логия, например картографический Интернет-сервер {Internet Map Server — IMS), распределенная географическая информация {Distributed Geographic Information — DGI), сформировался ры­нок специализированных программных продуктов.

Конечно, и для Интернет появление интерактивных картогра­фических ресурсов также имело большое значение, поскольку они повысили долю так называемого «серьезного» контента глобаль­ной сети.

Но симбиоз ГИС- и Интернет-технологий стал исключитель­но полезен именно для первых. Впервые появилась реальная воз­можность организации и поддержки глобального обмена геогра­фической информацией. В свою очередь, такой обмен способству­ет популяризации и профессионализации применения традици­онных ГИС, вовлечению в активное использование накопленных и производству новых геоинформационных ресурсов. Перечень того, что дала интеграция ГИС- и Интернет-технологий геоинформа­ционной индустрии, можно было бы продолжить. Самым значи­тельным стало то, что благодаря Интернету геоинформатика су­щественно расширила рамки своего присутствия в повседневной жизни общества.

Так, по некоторым оценкам западных специалистов, в настоя­щее время интерактивный картографический сервис и геопрост­ранственная информация уже заняли значительный сегмент дея­тельности в области информационных технологий вообще. Они активно внедрились в общий перечень Интернет/Интранет-услуг; в прикладные коммерческие и некоммерческие пакеты программ­ных средств, реализующие подобные услуги; в базовые техноло­гии и стандарты, обеспечивающие эту реализацию; в организа­ции, творческие коллективы и инициативные группы, которые разрабатывают и совершенствуют эти технологии и стандарты, наконец, в научные исследования социальных, когнитивных, правовых, технических проблем, которые возникают в процессе такого масштабного и повсеместного использования новых ин­тегрированных технологий и геопространственных данных.

Среди современных проблем интеграции ГИС- и Интернет-технологий следует выделить следующие:

1. Проблемы развития технологий работы с геоинформацией, которые включают создание специализированных программных средств для серверов, где она хранится и обрабатывается, для клиентских мест, где эта информация используется и анализиру­ется, для сетевых коммуникаций, где контролируются потоки гео­информации между серверами и клиентами.

206

2. Проблемы разработки стандартов, обеспечивающих полно­
   ценный и эффективный сетевой обмен весьма разнородной гео­
   графической информацией, поддерживаемой не менее разнород­
   ными технологическими платформами и системами.
   
3. Проблемы проведения исследований по повышению скорос­
   ти обработки запросов, формирования и передачи картографи­
   ческих изображений, повышения функциональности предлагае­
   мых сервисов, совершенствования способов хранения больших
   объемов географической информации, повышения качества кар­
   тографической визуализации и многое-многое другое, включая
   проблемы обеспечения доступа различных групп пользователей к
   различным видам данных и сервисов.
   

Интеграция ГИС- и Интернет-технологий. Интернет-услуги в области геоданных постоянно расширяются и технологически со­вершенствуются, затрагивая все более глубокие пласты геоинфор­мационной деятельности: производство и распространение циф­ровых геоданных, их стандартизацию и классификацию, созда­ние ГИС с возможностями удаленного доступа для широкого кру­га пользователей посредством «открытых» сетей (т.е. не требую­щих создания особых информационно-технологических инфра­структур), осуществление комплексных научно-исследовательских ГИС-проектов, подготовку профессиональных кадров в области ГИС. Можно говорить о формировании в сети Интернет мощного геоинформационного «пласта», который уже сейчас оказывает существенное влияние на развитие ГИС и геоинформационных наук в мире.

Ключевой проблемой дальнейшего совершенствования «интер­нетовского направления» развития ГИС-индустрии является со­здание специализированных ГИС-технологий. Уже сейчас пред­лагаемые и реализованные технологические решения достаточно разнообразны. Это разнообразие диктуется желанием учесть, по возможности, широкий спектр функциональных и пользователь­ских требований, предъявляемых к интернетовским ГИС-прило-жениям, таких, как скорость формирования, передачи и выпол­нения запросов, набор геоинформационных услуг, предоставляе­мых сервером, возможность доступа и обработки больших масси­вов географической информации, удобство и легкость работы кли­ента и т.д.

Несмотря на такое разнообразие требований, фирмы-произ­водители программного обеспечения ГИС, исследовательские и университетские коллективы, работающие в этой области, в пос­ледние годы предлагают и разрабатывают практически только одно принципиальное решение, основанное на интеграции ГИС- и WWW-технологий.

Web-сервер (World Wide Web) уже давно стал своеобразной «визитной карточкой» и символом глобальной сети Интернет.

207

Простота общения с ним, внешняя легкость поиска необходимой информации, привлекательный и логически понятный даже но­вичку пользовательский интерфейс, основанный на гипертексто­вом представлении информации, — все это снискало Web-техно­логии всемирное признание и популярность. Достаточно сказать, что общее количество HTML-страниц, составляющих информа­ционную начинку Web-серверов сети Интернет, к настоящему времени по некоторым оценкам превысило 50 млрд единиц. При­общившись к Web-серверам и освоив навигацию по Мировой па­утине, сотни тысяч пользователей сети Интернет уже не пред­ставляют себе иного способа общения с базами данных и инфор­мационными системами любого назначения и содержания, кроме как с помощью специальных Web-браузеров — просмотровщиков гипертекстовых страниц. Поэтому в настоящее время все серьез­ные разработчики программного обеспечения в области ГИС, СУБД, офисных технологий и т. д. в обязательном порядке снаб­жают свои продукты программными модулями, поддерживающи­ми так называемую технологию «клиент/сервер», при которой пользователь имеет дело именно с гипертекстовыми (HTML) стра­ницами, не задумываясь при этом, каким образом организованы данные, как обрабатываются запросы и представляются их ре­зультаты.

Следует отметить, что ГИС-специалистами и пользователями геоданных появление и становление Web-технологии было встре­чено с энтузиазмом и сопровождалось бурными дебатами о том, сможет ли последняя быть интегрирована с ГИС на профессио­нальном уровне или останется только привлекательной игруш­кой, иллюстрирующей то, как здорово управляются ГИС с разно­образными геоданными. Время быстро расставило все на свои ме­ста, показав, что в современном развитии ГИС одним из самых привлекательных и полезных направлений является их интегра­ция с Web-технологией.

Все это привело к формированию нового технологического направления работы с геопространственными данными в сетевом режиме, получившее название Web-GIS-системы, а разрабатыва­емые интегрированные информационно-технологические реше­ния все чаще называют Web-GIS-технологиями.

Главное достоинство Web-GIS-технологии заключается в том, что эта технология «связывает» между собой и делает доступной для широкого и совместного использования геоданные, рассре­доточенные по различным точкам земного шара. Именно для обо­значения таких данных Брэндон Плеве (Brandon Plewe) предло­жил термин «распределенная географическая информация» (distributed geographic information). Важнейшим свойством разра­батываемых в настоящее время Web-GIS-технологий является то, что, применяя их, пользователи Интернет получают возможность

208

активной работы с геоданными (вплоть до реализации собствен­ных ГИС-проектов), не приобретая для этого геоинформацион­ные программные средства (ГИС-оболочки). Основным инстру­ментом работы остаются только Интернет-навигаторы/браузеры, оснащенные некоторыми стандартными или специализированны­ми программными приложениями, распространяемые, как пра­вило, в сети Интернет бесплатно.

Таким образом, Web-GIS-технологии позволяют практически добавить геоинформационные функции широкому спектру при­ложений, основанных на сетевом доступе и используемых в биз­несе, управлении, образовании. Ряд подобных технологических решений разрабатывается одновременно и как Интернет-прило­жения, расширяя таким образом возможности локальных сетей, функционирующих во многих организациях в части работы с гео­данными.

Некоторые экспериментальные работы посвящены использо­ванию Web-GIS-технологий для создания Интернет-серверов ин­терактивного картографирования, включая и такие инновации, как организация геоинформационных и картографических услуг на основе все более популярного интернетовского принципа «рау-for-use» (плати за использование).

Основное направление исследований в области технологиче­ских Web-GIS-приложений касается создания систем программ­ного обеспечения, которые являлись бы платформно-независи-мыми и выполнялись бы на открытых TCP/IP-сетях, что обеспе­чивает подключение к Интернету любого компьютера с помощью стандартного Web-браузера.

В Интернете уже имеется немало ресурсов в виде Web-серве­ров, где такие решения реализованы с помощью различных, в первую очередь специализированных, программных средств. При­чем уже сейчас можно выделить несколько различных направле­ний их функционального применения:

• справочно-информационное картографическое обслуживание;
  
• справочно-аналитическое картографическое обслуживание;
  
• тематико-картографическое обслуживание;
  
• визуально-картографическое представление цифровых баз
  геоданных в интересах их распространения.
  

Как видно, все перечисленные направления в любом случае опираются на картографическое представление запроса или его результата, что позволяет считать практически все Web-GIS-cep-веры «Картографическими Интернет-серверами».

Технологические стратегии Web-ГИС-серверов. Существуют раз­личные технологические стратегии, с помощью которых геоин­формационные функции встраиваются в Web-технологии. Напри­мер так называемые «серверосторонние» (server-side) стратегии позволяют пользователям (клиентам) посылать запросы, касаю-

209

щиеся геоданных, их анализа и представления на Web-сервер. Сер­вер обрабатывает запросы и возвращает результаты их выполне­ния (геоданные или полученные решения) удаленному клиенту. В этом случае клиент считается «тонким».

«Клиентосторонние» {client-side) стратегии позволяют пользо­вателям выполнять некоторое манипулирование геоданными и их анализ «на месте», т.е. на собственном компьютере, при этом сам клиент считается «толстым».

Возможности сервера и клиента могут комбинироваться в гиб­ридных стратегиях, которые оптимизируют функциональные воз­можности конкретных технологических решений и отвечают ка­ким-либо особым потребностям пользователя. При этом разработ­чики либо сами разрабатывают геоинформационные модули (ядра), используя собственные или коммерческие ГИС-оболочки и су­ществующие программные библиотеки и языки программирова­ния, которые затем интегрируются в Web-сервер, либо (что встре­чается все чаще) приобретают специализированные модули у про­изводителей программного обеспечения ГИС. В любом случае до настоящего времени нетривиальной задачей остается проектиро­вание и программная реализация образного (графического) ин­терфейса Web-GIS-сервера, обеспечивающего эффективное вы­полнение им различных геоинформационных функций.

«Серверосторонние» стратегии. Эти стратегии ориентируются на предоставлении геоданных или результатов их анализа в режи­ме «по требованию» от специализированного сервера, имеюще­го, в свою очередь, доступ к базам геоданных и программным средствам их обработки. Такая стратегия в значительной мере на­поминает традиционные «terminal-to-mainframe» модели, исполь­зуемые для обеспечения работы ГИС в локальной сети. В этом слу­чае клиенту необходимы незначительные мощности собственного компьютера (в традиционных сетевых моделях его называют «dumb terminal» — немым терминалом). От клиентского компьютера тре­буется только обеспечить возможность составить запрос и пред­ставить ответ. Для такой стратегии характерна следующая после­довательность процедур:

• пользователь составляет запрос с помощью окна Web-брау­
  зера;
  

• запрос посылается по сети Интернет на сервер;
  
• сервер обрабатывает запрос;
  

• ответ возвращается по сети Интернет пользователю и визу­
  ализируется с помощью Web-браузера.
  

К такому виду серверной конфигурации часто применяется термин «картографический сервер»: запросы пользователя на ту или иную карту «обслуживаются» головным компьютером. Програм­мы, которые обслуживают запросы клиента, могут быть написа­ны на различных языках программирования и с помощью раз-

210

личных инструментальных сред, включая Perl, VisualBasic, C++, Delphi. Для того чтобы Web-сервер мог взаимодействовать с ГИС-приложениями, используются различные интерфейсные стандар­ты, такие, как CGI (Common Gateway Interface), Java, ISAPI (Internet Server Application Programming Interface) или NSAPI (Netscape Server Application Programming Interface).

К преимуществам «серверосторонней» стратегии организации Web-GIS-сервера можно отнести следующие:

• при условии использования быстродействующего сервера
  клиент может получить доступ к большим и комплексным базам
  геоданных, которые трудно передать в сети Интернет и обрабаты­
  вать на месте из-за их существенных объемов;
  
• при условии использования быстродействующего сервера
  даже клиентами, у которых нет доступа к мощным компьютер­
  ным системам, могут эффективно использоваться сложные ана­
  литические процедуры обработки геоданных;
  
• возможно обеспечение надлежащего контроля за тем, как
  соблюдается режим доступа к геоданным, а главное — корректно
  и методически правильно ли использует клиент эти геоданные.
  

К недостаткам этой стратегии можно отнести следующее:

• согласно организации работы клиента, каждый его запрос,
  независимо от того, насколько он мал и даже незначителен, дол­
  жен обязательно быть передан серверу и обработан, а результаты
  обработки обязательно возвращены клиенту по сети Интернет;
  
• эффективность работы зависит от пропускной способности
  и уровня трафика сети Интернет между клиентом и сервером, что
  становится особенно критичным, когда ответы на запрос содер­
  жат большие по объему файлы;
  
• прикладные программы сервера не предоставляют преиму­
  щества в работе тем клиентам, которые имеют мощное техничес­
  кое оснащение своего локального компьютера и не используют
  его для повышения эффективности работы сервера.
  

Таким образом, при работке с Web-GIS-сервером мощный ком­пьютер клиента используется неэффективно.

Вообще, представляется, что такая стратегия лучше всего под­ходит для решения задач, когда требуется реализовать ограничен­ный перечень геоинформационных функций Web-GIS-сервера од­новременно для очень широкого круга пользователей (порядка нескольких тысяч).

«Клиентосторонние» стратегии. Приложения, реализующие эти стратегии, пытаются «нагрузить» часть обрабатываемых запросов на компьютер пользователя, сделать его «толстым клиентом».

Вместо того чтобы постоянно заставлять сервер выполнять боль­шинство работ, некоторые программно реализованные геоинфор­мационные процедуры передаются на компьютер клиента по сети Интернет при каждом сеансе с сервером или постоянно находятся

211

на клиентском рабочем месте. Они управляются через Web-браузер клиента и обрабатывают геоданные на месте, т.е. локально.

К преимуществам «клиентосторонней» стратегии организации Web-GIS-сервера можно отнести следующее:

• прикладные программы сервера используют при обработке
  геоданных преимущества мощного технического оснащения ло­
  кального компьютера клиента;
  
• пользователь получает больший контроль над процессом ана­
  лиза данных;
  
• после получения от сервера ответа на свой запрос, клиент
  может работать с данными без необходимости вновь посылать и
  получать информацию по сети Интернет.
  

К недостаткам этой стратегии можно отнести:

• ответ сервера может включать пересылку на клиентский ком­
  пьютер большого количества геоданных, а также файлов программ­
  ных приложений, вызывая задержки продуктивной работы;
  
• при условии наличия у клиента недостаточно мощного ком­
  пьютера обработка больших и комплексных наборов данных будет
  значительно затруднена;
  
• сложные аналитические геоинформационные процедуры на
  недостаточно мощном компьютере клиента могут выполняться
  чересчур медленно;
  
• клиенты могут не обладать навыками и знаниями, которые
  необходимы для эффективного и корректного применения про­
  цедур и функций работы с геоданными и их обработки.
  

Соответственно такие стратегии представляются наиболее удоб­ными для организации работы служб, состоящих из относительно небольшого числа хорошо подготовленных в геоинформационном отношении пользователей, и могут применяться, например, в сети Интернет.

Можно выделить как бы две разновидности «клиентосторон­ней» стратегии.

Использование ГИС-апплетов (applets), поставляемых клиен­ту по его требованию. При этом геоинформационные процедуры реализуются в виде относительно небольших по размеру программ, или апплетов, которые запускаются и выполняются на компью­тере клиента. Апплеты передаются клиентскому компьютеру по его требованию, когда необходимо выполнение тех или иных про­цедур или поддержка определенных ГИС-функций.

После того как геоданные и апплеты были переданы с сервера на компьютер клиента, последний получает возможность рабо­тать с ними независимо от сервера, а файлы запросов и ответов не передаются по сети Интернет.

Апплеты могут реализовываться на языках Java, " onclick="return false">
212

Трансляторы для программ Java и " onclick="return false">
Использование ГИС-апплетов и приложений типа Plug-in, по­стоянно размещаемых на компьютере клиента. Как уже отмеча­лось выше, «клиентосторонние» стратегии основаны на подклю­чении дополнительных геоинформационных функций к Web-бра­узерам, которые передаются им от сервера.

Пересылка необходимых геоданных и апплетов по сети Интер­нет может потребовать очень много времени в особенности, если приложения используются часто. Поэтому в качестве альтернати­вы существует стратегия, по которой ГИС-апплеты передаются и физически устанавливаются на компьютер клиента на постоян­ной основе, в результате чего отпадает необходимость их пере­сылки с сервера каждый раз, когда они могут понадобиться для обработки геоданных.

Так называемые геоинформационные «Р11щ-т»-приложения могут быть инсталлированы в среде Web-браузера, расширяя воз­можности последнего. С другой стороны, уже «Plug-ir-приложе-ния, реализующие функции Web-браузера, могут быть инсталли­рованы в программной среде ГИС, также расширяя возможности последней. В настоящее время для любого программного пакета ГИС, который имеет встроенный язык прикладного программи­рования или библиотеку программных модулей с возможностью формирования обращений к внешним файлам или их структурам, могут быть созданы приложения, осуществляющие загрузку гео­данных с сервера на компьютер клиента по сети Интернет.

Таким образом, используя такую стратегию, пользователи мо­гут выбрать (и программно обеспечить) те сетевые связи, кото­рые им могут потребоваться для доступа к источникам геодан­ных, размещенных в Интернет. Серверы же будут востребованы клиентами лишь для того, чтобы передать геоданные, необходи­мые для выполнения конкретной процедуры. При этом клиент осуществляет полный контроль за геоданными, которые он ис­пользует и анализирует.

Отметим, что на использовании «клиентосторонней» стратегии в настоящее время разрабатываются ГИС, которые должны обра­батывать геоданные в режиме реального времени, т.е. поступаю­щие непосредственно от постоянно действующих датчиков или от служб, обеспечивающих оперативное обновление информации. К ним относятся системы мониторинга местонахождения транс­портных средств или интенсивности транспортных потоков, мони­торинга погодных или гидрологических условий, миграции живот-

213

ных и т.д. Привлекательность создания подобных систем на основе Web-GIS-технологий заключается в том, что геоданные из многих источников могут передаваться по открытым сетям Интернет без необходимости создания специальных каналов связи, а пользоваться информацией с подобных серверов могут практически все пользо­ватели Интернет.

Выше отмечалось, что и «серверосторонняя», и «клиентосто-ронняя» стратегии имеют свои преимущества и недостатки. На практике обе стратегии, как правило, комбинируются в так на­зываемые гибридные технологические решения, «настраиваемые» на определенный круг геоинформационных задач, которые дол­жен уметь решать Web-GIS-сервер. Разумеется, гибридные реше­ния должны опираться на учет и анализ различных сторон функ­ционирования Web-GIS-сервера, включая возможную аудиторию пользователей, уровень оснащения их клиентских мест, типовые запросы, и пр.

В зависимости от используемых технологических стратегий и платформ все существующие Web-GIS-серверы можно разделить на несколько групп.

1. Серверы, передающие исходные данные на компьютер кли­
ента. Это, пожалуй, наиболее простой тип организации взаимо­
действия клиента и сервера. Он подразумевает организацию на
сервере архива файлов в форматах, поддерживаемых различными
ГИС-оболочками. Как правило, эти файлы размещаются на FTP
или HTTP-серверах, а для того чтобы они были видны клиенту
«извне», организуется какая-либо навигация по этим файловым
структурам. Лучший результат в этом случае достигается с исполь­
зованием обоих типов серверов: HTTP — для навигации по архи­
ву и описания карт; FTP (как более быстрый протокол передачи
данных) — для их передачи по сети Интернет.

Далее эти файлы обрабатываются ГИС-приложением, имею­щимся на компьютере клиента. В данном случае сетевое программ­ное обеспечение позволяет только пересылать файлы данных, глав­ным образом, цифровых карт, с сервера на компьютер клиента. Данный тип Web-GIS-сервера обходится лишь стандартными FTP и Web-программными средствами.

2. Серверы, передающие статичные географические изображе­
ния в растровом и реже в векторном формате. Для растровых обычно
используются GIF- или JPEG-форматы, для векторных — CGM-,
DXF- или Shockwave-форматы. В последнем случае на компьютере
клиента должны быть установлены соответствующие «Plug-in» при-
ложения-визуализаторы. Технология изготовления подобных сис­
тем мало чем отличается от обычного Web-проектирования. В пер­
вую очередь с помощью какой-либо ГИС-оболочки подготавли­
вается набор карт, который затем сохраняется в графическом файле.
После этого формируются Web-страницы, в которые эти файлы

214

встраиваются. Такие серверы не обрабатывают запросы к геогра­фическим или метаданным. В них иногда применяется псевдомас­штабирование, при котором растровое изображение растягивает­ся за счет повторения пикселов.

3. Серверы, обрабатывающие запросы к метаданным и исполь­
   зующие картографическое изображение. Эта технология похожа на
   предыдущую тем, что карты, предоставляемые пользователю, также
   находятся в статичном (растровом) формате и обрабатываются тех­
   нологией imagemaps. Отличие состоит в том, что после выбора опре­
   деленного региона запрос пересылается серверному приложению,
   которое связывается с базой метаданных (она может физически рас­
   полагаться совершенно в другом месте, нежели сервер) и в качестве
   ответа передает клиенту, как правило, адреса Интернета, где может
   быть найдена интересующая его информация.
   
4. Серверы, формирующие карты в интерактивном режиме. Это,
   пожалуй, самый популярный способ передачи геоизображений.
   Карта, приходящая к клиенту, создается «на лету» в процессе фор­
   мирования HTML-страницы в результате работы специального
   программного обеспечения, имеющегося на сервере. Формирова­
   ние HTML-страницы и карты происходит в зависимости от пара­
   метров запроса, таких, как масштаб, местоположение, тематика
   и т.д. Карты могут формироваться как стандартными программ­
   ными средствами ГИС (ArcView, Maplnfo и др.) посредством не­
   больших управляющих специализированных программ сервера, так
   и специально созданными для этой задачи приложениями. В лю­
   бом случае карты формируются на основе одной или более баз
   геоданных. Сервер «на лету» формирует растровое изображение,
   которое затем передается на компьютер пользователя и показыва­
   ется ему с помощью Web-браузера. Когда пользователь хочет что-
   либо изменить (сместить карту, увеличить или уменьшить масш­
   таб, включить/выключить тематическую раскраску и т.д.), на сер­
   вер передается новый запрос, по которому немедленно формиру­
   ется новая карта с новыми параметрами. Она также передается
   пользователю, замыкая цикл.
   

При использовании подобной технологии карты получаются полностью интерактивными, отвечающими любым запросам пользователя в рамках предоставляемых ему возможностей. Одна­ко в этом случае на сервер ложится большая нагрузка, поскольку он должен иногда формировать много карт для разных пользова­телей одновременно. Поэтому на Web-GIS-серверах данной груп­пы могут использоваться специализированные Web-браузеры (или специализированные «Plug-in»-приложения для широко распрос­траненных Web-браузеров), которые сами формируют карты на компьютере клиента по геоданным, переданным сервером.

5. Серверы, использующие конверторы данных «на лету». По­
добные системы мало распространены в сети Интернет. Многие

215

настольные ГИС-оболочки не имеют развитых возможностей кон­вертирования баз геоданных из других форматов в тот, с которым они способны работать, и именно для пользователей подобных ГИС эта технология очень полезна. Функция подобных серверов похожа на функцию серверов первой группы, т.е. они также дос­тавляют пространственные данные клиенту, и эти данные затем обрабатываются ГИС-приложением на компьютере пользователя.

Отличие их состоит в том, что пользователь может выбрать удобный (или необходимый) для него формат представления данных, нужную проекцию и ряд других параметров. Далее сер­верное приложение «на лету» делает нужные изменения, кон­вертирует данные и передает их пользователю в виде, соответ­ствующем запросу.

6. Удаленные аналитические Web-GIS-серверы. Это — один из самых сложных в исполнении и использовании типов Web-GIS-систем. Серверы этой группы предоставляют пользователю самые широкие возможности. Последний может получать картографи­ческие изображения, сформированные «на лету» по результатам его запроса, текстовую информацию по объектам на карте, вклю­чать и выключать слои. Может проводить тематическое картогра­фирование, строить буферные зоны, находить кратчайший путь и многое другое, вплоть до редактирования позиционных и атрибу­тивных данных.

Пользователь осуществляет полный контроль над всеми опера­циями визуализации геоданных так же, как будто эти данные на­ходятся на его локальном диске. Нередко подобные серверы пре­доставляют пользовательский интерфейс в виде Java-апплетов, что довольно сильно «утяжеляет» клиента, но дает большую гиб­кость и удобство в управлении запросами и визуализацией полу­ченных геоданных.

Интерактивный картографический Интернет-сервис. Интерак­тивный картографический Интернет-сервис (ИКС) в настоящее время является одним из обязательных и популярных разделов основной линейки сервисов крупнейших Интернет-порталов.

Под интерактивным картографическим Интернет-сервисом понимается формирование документов, содержащих изображения справочных или тематических карт различного содержания и на­значения, полученные в результате взаимодействия пользователя Web-сайта со специализированным картографическим сервером.

Главными компонентами принципиальной схемы организации ИКС являются компьютер клиента с установленным на нем Web-браузером и специализированный сервер с соответствующим про­граммным обеспечением.

Согласно представленной схеме (рис. 41), запрос от пользова­теля передается через Интернет-сети на сервер, где он предоб-рабатывается специализированной программой (CGI-скриптом).

216




WWW-

Компьютер пользователя

Запросы клиента

Карты, HTML, текст

HTML-сервер

СЕРВЕР

CGI-

скрипт

Специальные команды

Карты, данные и т.д.

• включение-выключение отображаемых на карте базовых и
  тематических слоев;
  
• получение информации по объектам, попавшим в заданный
  радиус от места «клика» пользователем по участку карты, в от­
  дельном информационном окне;
  
• центрирование карты по месту «клика» по карте;
  
• обработка запроса к базе данных, результатом которого явля­
  ется список объектов, удовлетворяющих запросу. Например, функ­
  ция поиска объектов по географическому названию, по справоч­
  ной информации, по статистическим показателям;
  
• позиционирование найденного объекта или группы объек­
  тов на карте в укрупненном (подробном) масштабе;
  
• формирование тематических карт с показом различий в ка­
  чественном состоянии объектов на текущий момент с помощью
  разных картографических способов изображения: значкового, кар­
  тограмм, картодиаграмм;
  
• нанесение пользователем на карту собственных знаков с под­
  писью. Набор знаков согласовывается с требованиями соответству­
  ющих учебных курсов и предметов среднего и профессионального
  образования;
  
• подготовка макета печати карты;
  
• сохранение растрового картографического изображения и
  уникальной URL-ссылки на него;
  
• отсылка карты по e-mail (электронной почте) в виде уни­
  кальной URL-ссылки и комментированного текста.
  

Технология, функции и интерфейсы основных карт и вспо­могательных страниц ИКС должны обеспечивать возможность со­хранения любого количества картографических изображений и организации любого количества URL-ссылок на любые картог­рафические темы и сюжеты (спозиционированные карты с оп­ределенно настроенным тематическим содержанием), которые могут размещаться на Web-pecypcax зарегистрированных пользо­вателей для интеграции ИКС в их логическую и информацион­ную среду.

ИКС должен обладать оригинальным графическим дизайном, соответствующим требуемой функциональности пользовательских интерфейсов и общему стилю портала. Необходимо использовать набор уникальных элементов фирменного стиля и визуальной идентификации: знак, логотип, цветовое решение, условные знач­ки для элементов интерфейса.

ИКС реализует образный (интуитивный) интерфейс, способ­ный предоставить возможности полнофункциональной работы с картой неподготовленному пользователю. Для этого используются графические элементы и вспомогательные текстовые сообщения и ссылки. Основными элементами страницы являются фрагмент картографического изображения, настроенного пользователем с

218

помощью функций и сервисов, а также навигатор (уменьшенная копия карты), показывающий местоположение фрагмента отно­сительно всей карты.

Дизайн должен обеспечивать соответствие следующим основ­ным требованиям:

• графические элементы выполнены с учетом специфики пред­
  ставления графической информации на Веб-страницах;
  
• внимание пользователя сконцентрировано на наиболее важ­
  ных навигационных элементах;
  
• основная информация, меню и другие элементы навигации
  доступны без горизонтального прокручивания полностью откры­
  того окна браузера при базовом видеорежиме 800x600x256; для
  видеорежима 640x480x16 сохранена возможность чтения кон­
  тента и различения элементов навигации;
  
• использование фреймов сведено к минимуму;
  
• применение HTML-кода с использованием вставок " onclick="return false">для организации пользовательского интерфейса и удобства рабо­
  ты с картой;
  
• поддерживаемые типы браузеров: Internet Explorer v. 3.0. и
  выше, Netscape Navigator v. 3.0 и выше;
  
• страницы администраторского интерфейса выполнены с ми­
  нимальным использованием декоративных графических элемен­
  тов и должны обеспечивать наглядное представление имеющейся
  информации и быстрый переход к основным разделам и функци­
  ям системы;
  
• страницы ИКС используют общие перевязки, колонтитулы,
  заголовки и прочие элементы, определенные как общие универ­
  сальные атрибуты всех страниц портала.
  

Интеграция интерактивного картографического сервиса в Интер­нет-порталы. Правомерность включения ИКС в линейку общих Интернет-сервисов крупных Интернет-порталов обусловлена его высокой универсальностью как по отношению к другим Интер­нет-сервисам (линейкам новостей, поисковым машинам, систе­мам организации опросов и статистики посещений и т.д.), в кон­тенте которых присутствует территориально координированная ин­формация, так и по отношению к образовательно-предметным областям знаний, для которых карты являются одним из обяза­тельных или рекомендуемых учебно-методических материалов.

С другой стороны, как показывает мировой и отечественный опыт создания картографических Интернет-ресурсов, разработ­ка, создание и поддержка ИКС является достаточно сложной ин­формационно-технологической проблемой, решение которой тре­бует особого опыта и навыков работы с Интернет- и ГИС-техно-логиями, цифровыми картографическими материалами. Именно поэтому этот сервис все чаще развивается в Интернете главным образом в виде ASP-услуг (Application Service Provision).

219

В Интернет-порталах ИКС способен эффективно выполнять следующие функции:

1. информационно-справочные услуги, касающиеся образно-
   картографического отражения местоположения отдельных объек­
   тов или инфраструктуры в целом. Сервис сопрягается со справоч­
   ными базами данных, имеющими адресную (географическую)
   привязку к картографическим основам. По результатам поиска
   найденные объекты или группы объектов отображаются на инте­
   рактивной карте;
   
2. услуги по тематическому картографическому моделирова­
   нию и анализу геоинформационных ресурсов;
   
3. услуги по организации взаимодействия посетителей порта­
   ла с базами данных и хранилищами документов, в том числе,
   распределенными, имеющими в качестве одного из атрибутов их
   описания пространственную привязку (образно-картографический
   интерфейс пользователя);
   
4. услуги по повышению эффективности работы средств по­
   иска информации (машин поиска) в части учета пространствен­
   ных свойств запрашиваемой информации, например местополо­
   жения или географических названий с возможностями картогра­
   фического представления результатов поиска.
   

Как правило, ИКС разрабатывается, позиционируется и под­держивается как автономный картографический сервер, состоя­щий из «машины» по генерации картографических изображений, средств управления «машиной», баз позиционных и атрибутив­ных данных, типовых шаблонов выходных документов, средств сопряжения сервера с другими сервисами и базами данных пор­талов.

С учетом роста потребностей пользователей Интернет прежде всего в картографических материалах (актуальных, качественных и интерактивных), вызванного общим повышением мобильности людей, усложнением территориальной инфраструктуры сред оби­тания (городов, местностей), картографические Интернет-ресур­сы и сервисы (в количественном и качественном отношении) должны развиваться более быстрыми темпами, нежели другие информационные ресурсы глобальной сети.

Это означает переход от представления и интерпретации карт как статичных документов к получению географической ин­формации в процессе интерактивных запросов в различной фор­ме. В технологическом аспекте будет наблюдаться переход от час­тичной к более глубокой взаимной интеграции элементов ГИС и Интернет-технологий и сервисов. Такая интеграция может разви­ваться в нескольких направлениях и будет связана с встраиванием картографического сервиса в тематические базы данных для обес­печения и визуализации географических запросов, в поисковые системы для обеспечения поиска с учетом географических пред-

220

почтении, в системы обработки текстов, например новостей, для обеспечения дополнительного картографического представления содержания.

Контрольные вопросы

1. Что означает термин «распределенная географическая информа­
   ция»?
   
2. Перечислите основные направления функционального применения
   Web-ГИС-технологии.
   
3. В чем различия «серверосторонней» и «клиентосторонней» техно­
   логических стратегий реализации Web-ГИС-серверов?
   
4. Опишите две разновидности «клиентосторонней» технологической
   стратегии реализации Web-ГИС-серверов.
   
5. Дайте определение интерактивного картографического интернет-
   сервиса картографирования.
   
6. Опишите принципиальную схему функционирования интерактив­
   ного картографического Интернет-сервиса.
   
7. Перечислите основные функциональные требования, предъявляе­
   мые к интерактивному картографическому Интернет-сервису.