Международное рабочее совещаниеМеждународное рабочее совещание«Состояние и перспективы развития Государственного геологического «Состояние и перспективы развития Государственного геологического

картографирования территории Российской Федерации и ее картографирования территории Российской Федерации и ее континентального шельфа масштаба 1:1 000 000 и 1:200 000»континентального шельфа масштаба 1:1 000 000 и 1:200 000»

Методические принципы организации сетевого Методические принципы организации сетевого информационного ресурса геологическогоинформационного ресурса геологическогосодержания с применением современных содержания с применением современных

программно-технологических методов и средствпрограммно-технологических методов и средств

18 18 апреля 2013 г.,апреля 2013 г., Санкт-Петербург Санкт-Петербург

Всероссийский научно-исследовательскийВсероссийский научно-исследовательскийгеологический институт им. А.П. Карпинскогогеологический институт им. А.П. Карпинского

Арсеньев Б.П., Горностаев С.С. (ФГУП «ВСЕГЕИ»)Арсеньев Б.П., Горностаев С.С. (ФГУП «ВСЕГЕИ»)

Некоторые примеры и оценкиНекоторые примеры и оценки

1.1. Фактически безрезультатная деятельность в области разработки компонентов АСУ Фактически безрезультатная деятельность в области разработки компонентов АСУ одного из первых отечественных компьютерных центров в институте кибернетики одного из первых отечественных компьютерных центров в институте кибернетики (Киев, академик Глушко, 25-30 лет), и последующие попытки создания целого (Киев, академик Глушко, 25-30 лет), и последующие попытки создания целого семейства автоматизированных систем (АСУП, АСУТП, САПР и т.п.).семейства автоматизированных систем (АСУП, АСУТП, САПР и т.п.).

2.2. Концептуальные ошибки в отказе от перспективных отечественных разработок Концептуальные ошибки в отказе от перспективных отечественных разработок (например, от архитектуры системы БЭСМ, существенно опережающей западные (например, от архитектуры системы БЭСМ, существенно опережающей западные аналоги аналоги IBMIBM). В частности, принципы операционной системы были реализованы в ). В частности, принципы операционной системы были реализованы в системе БЭСМ на десятилетие раньше, чем в системах системе БЭСМ на десятилетие раньше, чем в системах IBMIBM-360, 370, 380.-360, 370, 380.

3.3. Малообъяснимый развал мощных групп отечественных разработчиков (например, Малообъяснимый развал мощных групп отечественных разработчиков (например, центра разработки методов и средств локальных вычислительных сетей под центра разработки методов и средств локальных вычислительных сетей под руководством академика Якубайтиса).руководством академика Якубайтиса).

4.4. Отсутствие единой терминологически-понятийной основы в области информатики. Отсутствие единой терминологически-понятийной основы в области информатики. Более того, на сегодняшний день еще не выработано академическое определение Более того, на сегодняшний день еще не выработано академическое определение информатики. Характерно, что наиболее приемлемый вариант определения информатики. Характерно, что наиболее приемлемый вариант определения информатики не содержит упоминания о компьютерных технологиях, которые информатики не содержит упоминания о компьютерных технологиях, которые являются лишь инструментом информатики, и т.п.являются лишь инструментом информатики, и т.п.

Типичные проблемы программно-технологических разработокТипичные проблемы программно-технологических разработок

Программно-технологические продукты не облегчают, а зачастую лишь усложняют Программно-технологические продукты не облегчают, а зачастую лишь усложняют жизнь пользователей. Вместо решения прикладных задач пользователи жизнь пользователей. Вместо решения прикладных задач пользователи вынуждены изучать специализированные возможности программ и систем, вынуждены изучать специализированные возможности программ и систем, которые, по оценкам специалистов, часто тратят гораздо больше времени на которые, по оценкам специалистов, часто тратят гораздо больше времени на обслуживание «себя любимых» вместо помощи в решении прикладных задач.обслуживание «себя любимых» вместо помощи в решении прикладных задач.

Уровень автоматизации решения задач практически не растет. Максимум, который Уровень автоматизации решения задач практически не растет. Максимум, который сегодня более-менее достигнут – организация комплексов классов «каталог, сегодня более-менее достигнут – организация комплексов классов «каталог, библиотека», в которых, при наличии известного мастерства, можно что-то найти, и библиотека», в которых, при наличии известного мастерства, можно что-то найти, и не более того. Геологические задачи анализа и исследования элементарно не не более того. Геологические задачи анализа и исследования элементарно не охвачены автоматизацией вообще.охвачены автоматизацией вообще.

Катастрофическая разнородность применяемых программ и систем, форматов Катастрофическая разнородность применяемых программ и систем, форматов данных и пр. уже привели к созданию «завалов» цифровых материалов, данных и пр. уже привели к созданию «завалов» цифровых материалов, реанимация которых просто мало реальна. Такая ситуация характерна для очень реанимация которых просто мало реальна. Такая ситуация характерна для очень многих отраслей государственного хозяйства.многих отраслей государственного хозяйства.

Можно приводить сотни и тысячи такого рода примеров из практики.Можно приводить сотни и тысячи такого рода примеров из практики.

Создание цифровых материалов (векторные модели карт,

массивы и наборы данных, компьютерные образы

сопровождающих документов)

Организация цифровых материалов (варианты ГИС-проектов карт, базы данных,

галереи графических и растровых документов)

Разработка интуитивно понятной

пользователю программно-

технологической среды

оперативной работы с

цифровыми материалами

Вывод результатов, документов, публикация

Разработка доверительной среды интерактивной работы,

взаимодействия с другими системами и ресурсами, поддержка задач

управления, анализа и исследований

КлассификацияКлассификация программно-технологического обеспеченияпрограммно-технологического обеспеченияКаждый из представленных на схеме блоков технологически специализирован.Каждый из представленных на схеме блоков технологически специализирован. Поэтому, попытки перемешивания этих блоков в единые программно-Поэтому, попытки перемешивания этих блоков в единые программно-технологическиетехнологические компоненты грозят множеством неприятностей, и именно компоненты грозят множеством неприятностей, и именно пользователям. пользователям.

1. Создание цифровых материалов1. Создание цифровых материалов

Здесь программно-технологическая унификация просто неуместна. Именно здесь Здесь программно-технологическая унификация просто неуместна. Именно здесь должны работать отраслевые требования и рекомендации по составу и содержанию должны работать отраслевые требования и рекомендации по составу и содержанию создаваемых цифровых материалов. На логическом уровне, но никак не в виде программно-создаваемых цифровых материалов. На логическом уровне, но никак не в виде программно-технологических формулировок. Создаваемые разработчиками автоматизированные средства технологических формулировок. Создаваемые разработчиками автоматизированные средства – это помощь, но не условие.– это помощь, но не условие.

На этом уровне любое программно-технологическое «насилие» недопустимо. На этом уровне любое программно-технологическое «насилие» недопустимо. Авторов и создателей цифровых материалов надо убеждать, помогать им в переходе на более Авторов и создателей цифровых материалов надо убеждать, помогать им в переходе на более совершенные программно-технологические методы и средства. Типичный состав совершенные программно-технологические методы и средства. Типичный состав используемого сегодня программно-технологического обеспечения – используемого сегодня программно-технологического обеспечения – ARCGISARCGIS, , ARCVIEWARCVIEW, , MS MS OFFICEOFFICE ( (ACCESSACCESS, , EXCELEXCEL), разнообразные текстовые и графические редакторы. Например, при ), разнообразные текстовые и графические редакторы. Например, при создании векторных карт хорошей альтернативы «тяжелым» ГИС-ам типа создании векторных карт хорошей альтернативы «тяжелым» ГИС-ам типа ARCGISARCGIS пока просто пока просто нет.нет.

2. Организация цифровых материалов

Этот блок характеризуется Этот блок характеризуется профессиональнымипрофессиональными требованиями к его реализации. В требованиями к его реализации. В первую очередь, такие требования касаются систем ГИС и СУБД первую очередь, такие требования касаются систем ГИС и СУБД (ГИС-серверы и (ГИС-серверы и SQLSQL-серверы).-серверы).Необходимо решать проблемы проектирования схем БД вместо концентрации прямых таблиц Необходимо решать проблемы проектирования схем БД вместо концентрации прямых таблиц с атрибутивными описаниями объектов. Схемы БД предпочтительно проектировать в с атрибутивными описаниями объектов. Схемы БД предпочтительно проектировать в объектной модели (опыт разработок ВСЕГЕИ и его МФ).объектной модели (опыт разработок ВСЕГЕИ и его МФ).

На этом этапе должны создаваться и использоваться профессиональные ГИС-На этом этапе должны создаваться и использоваться профессиональные ГИС-серверы, базы данных в их классическом понимании (а не просто наборы таблиц), серверы, базы данных в их классическом понимании (а не просто наборы таблиц), автоматизированные инструменты работы с графикой, растрами и документами. Все автоматизированные инструменты работы с графикой, растрами и документами. Все внутреннее устройство цифровых материалов должно быть скрыто от пользователя.внутреннее устройство цифровых материалов должно быть скрыто от пользователя.

С учетом специфики автоматизируемых задач, фактически речь идет о разработке С учетом специфики автоматизируемых задач, фактически речь идет о разработке полномасштабного сервера приложений, состоящего из базовых разделов.полномасштабного сервера приложений, состоящего из базовых разделов.

11. . Сервер приложений работы с лексическими и атрибутивными БД. Пример Сервер приложений работы с лексическими и атрибутивными БД. Пример реализации такого сервера приложений был приведен в докладе Мазуркевича К.Н. реализации такого сервера приложений был приведен в докладе Мазуркевича К.Н. по разработке интернет-представления ГИС – Атласа «Недра России» по разработке интернет-представления ГИС – Атласа «Недра России» (сайт опубликован в локальном варианте во ВСЕГЕИ).(сайт опубликован в локальном варианте во ВСЕГЕИ).

2. 2. Картографический сервер приложений.Картографический сервер приложений.

Картографический сервер приложенийКартографический сервер приложений

Возможные варианты реализации:Возможные варианты реализации:

- с использованием языка программирования с использованием языка программирования PHP (PHP (фреймворк фреймворк Yii);Yii);

- с использованием платформенно-независимого объектно-с использованием платформенно-независимого объектно- ориентированного ориентированного языка программирования языка программирования JavaJava и среды разработки и среды разработки Google Web Toolkit;Google Web Toolkit;

- С использованием многофункционального объектного С использованием многофункционального объектного фреймворка для разработки веб-приложений от фреймворка для разработки веб-приложений от MicrosoftMicrosoft – –

..NETNET Framework (ASP.NET, Silverlight, XAML);Framework (ASP.NET, Silverlight, XAML);

- с использованием среды разработки с использованием среды разработки Ruby on RailsRuby on Rails, основанной на языке, основанной на языке программирования программирования Ruby Ruby и реализующей шаблоныи реализующей шаблоны MVC MVC-архитектуры-архитектуры;;

- - с использованием с использованием Node.jsNode.js – свободно распространяемого – свободно распространяемого программного программного каркаса для разработки веб-приложений, основанного на парадигме каркаса для разработки веб-приложений, основанного на парадигме асинхроннойасинхронной обработки данных.обработки данных.

ГИС - серверГИС - сервер

Для публикации картографических (геопривязанных) данных в глобальных компьютерных сетях наиболее Для публикации картографических (геопривязанных) данных в глобальных компьютерных сетях наиболее распространенным решением является использование возможностей т.н. ГИС-сервера. Этот компонент отвечает распространенным решением является использование возможностей т.н. ГИС-сервера. Этот компонент отвечает за обработку и внутреннее перераспределение поступающих от сервераза обработку и внутреннее перераспределение поступающих от сервера приложений запросов на получение приложений запросов на получение пространственных данныхпространственных данных; ; используя параметры поступившего запроса, он формирует участок карты, используя параметры поступившего запроса, он формирует участок карты, подлежащий отображению и передаче через сеть, или выдает атрибутивную информацию, соответствующую подлежащий отображению и передаче через сеть, или выдает атрибутивную информацию, соответствующую пространственным координатам запрашиваемого участка.пространственным координатам запрашиваемого участка.

Примеры существующих решений:Примеры существующих решений:Проприетарное (платное) ПОПроприетарное (платное) ПО -- ArcGIS ServerArcGIS Server + + НадежностьНадежность

- - ЦенаЦена

Бесплатное ПО Бесплатное ПО -- MapServer, GeoServer MapServer, GeoServer + + ГибкостьГибкость-- Отсутствие типовых решений Отсутствие типовых решений- Сложность в масштабировании- Сложность в масштабировании

Одним из типовых и общепринятых механизмов работы с картографическими данными является Одним из типовых и общепринятых механизмов работы с картографическими данными является использование протокола использование протокола WMSWMS (протокол передачи картографических данных в растровом формате). Основные (протокол передачи картографических данных в растровом формате). Основные его характеристики включают следующие ключевые позиции:его характеристики включают следующие ключевые позиции:-- Вся ресурсозатратная обработка картографических данных для представления в сети Вся ресурсозатратная обработка картографических данных для представления в сети

происходит на сервере, не создавая лишней нагрузки на компьютер пользователяпроисходит на сервере, не создавая лишней нагрузки на компьютер пользователя- - Пользователь получает растр с требуемыми параметрами (экстент, проекция и т.п.)Пользователь получает растр с требуемыми параметрами (экстент, проекция и т.п.)

Хотя определенный функционал (такой как, например, динамическое выделение участка карты, Хотя определенный функционал (такой как, например, динамическое выделение участка карты, определение пересекающихся областей и пр.), не может быть напрямую осуществлен через определение пересекающихся областей и пр.), не может быть напрямую осуществлен через WMSWMS, данный , данный пробел может быть ликвидирован за счет реализации богатых возможностей ГИС-сервера пробел может быть ликвидирован за счет реализации богатых возможностей ГИС-сервера MapServerMapServer, , работающего под управлением сервера приложений.работающего под управлением сервера приложений.

3. Организация среды работы с цифровыми материалами

На этом этапе создается программно-технологическая среда, удобная для работы с На этом этапе создается программно-технологическая среда, удобная для работы с цифровыми материалами во всех режимах доступа – чтения, модификации, апробации и т.п.цифровыми материалами во всех режимах доступа – чтения, модификации, апробации и т.п.

На наш взгляд и на основании опыта на этом уровне наиболее целесообразно На наш взгляд и на основании опыта на этом уровне наиболее целесообразно использовать современные системы объектно-ориентированного программирования, такие, использовать современные системы объектно-ориентированного программирования, такие, как как VISUAL STUDIO 2010VISUAL STUDIO 2010 с базовым языком с базовым языком C#C#. Пример построения такого продукта был . Пример построения такого продукта был продемонстрирован в докладе Карпузовой Н.У. по тематике серийных легенд. Основная продемонстрирован в докладе Карпузовой Н.У. по тематике серийных легенд. Основная причина такого выбора – точное следование современным тенденциям развития программно-причина такого выбора – точное следование современным тенденциям развития программно-технологических методов и средств, в частности – базирование на технологии технологических методов и средств, в частности – базирование на технологии DOTNET 4DOTNET 4..

Пользовательская операционная среда. Никакой компьютерной специфики здесь не должно быть в принципе. Пользователю не должен быть интересен, например, SHAPE формат, или правила формирования SQL-запросов. Интуитивно понятный, предметный интерфейс и полный, необходимый пользователю-администратору, набор автоматизированных функций и операций.

4. Разработка доверительной среды интерактивной работы, взаимодействия с другими системами и ресурсами, поддержка

задач управления, анализа и исследований

Поддержка решения задач управления, анализа, исследований. Поддержка решения задач управления, анализа, исследований. Реализацию этого блока еще предстоит наработать. Безусловно, способности Реализацию этого блока еще предстоит наработать. Безусловно, способности человека позволяют ему результативно ориентироваться даже в кипах человека позволяют ему результативно ориентироваться даже в кипах разнородных бумажных материалов. Но нужны реальные автоматизированные разнородных бумажных материалов. Но нужны реальные автоматизированные средства оказания помощи пользователям всех рангов при решении собственно средства оказания помощи пользователям всех рангов при решении собственно ключевых предметных задач.ключевых предметных задач.

Построение доверительной среды осуществляется полностью методами и Построение доверительной среды осуществляется полностью методами и средствами средствами WEBWEB-технологий (трехзвенная архитектура, «тонкий» клиент).-технологий (трехзвенная архитектура, «тонкий» клиент).

-- Для работы необходим лишь любой из стандартных веб-браузеров (Для работы необходим лишь любой из стандартных веб-браузеров (Opera, Opera, Chrome, Chrome, Firefox, Safari, Internet Explorer)Firefox, Safari, Internet Explorer)

-- Не требуется установка никакого дополнительного программного Не требуется установка никакого дополнительного программного обеспеченияобеспечения

Пример оформления сайта «ГИС-Атлас России»

Пример представления карт в веб-форме (с элементами ЭБЗ)

Пример представления карт в веб-форме (с элементами топоосновы)

5. Вывод результатов, документов, публикация5. Вывод результатов, документов, публикация

По темам публикации материалов и издания картографических материалов было По темам публикации материалов и издания картографических материалов было сделано несколько интересных и содержательных докладов. Этот уровень программно-сделано несколько интересных и содержательных докладов. Этот уровень программно-технологического обеспечения не рассматривается в данном докладе.технологического обеспечения не рассматривается в данном докладе.

Хочется отметить следующее. Наверно, уже давно прошло время представлять, Хочется отметить следующее. Наверно, уже давно прошло время представлять, например, данные об объекте в виде фрагмента атрибутивной таблицы. Пользователю например, данные об объекте в виде фрагмента атрибутивной таблицы. Пользователю привычно работать с отчетами, оформленными таблицами, графиками, диаграммами и пр. привычно работать с отчетами, оформленными таблицами, графиками, диаграммами и пр. Вряд ли пользователю комфортно разбираться в системного вида таблице, пытаться Вряд ли пользователю комфортно разбираться в системного вида таблице, пытаться реагировать на сложные системные сообщения, и т.п.реагировать на сложные системные сообщения, и т.п.

ЗаключениеЗаключение

1.1. Точная классификация, ранжирование и адекватный выбор программно-технологических Точная классификация, ранжирование и адекватный выбор программно-технологических методов и средств – залог успеха построения систем, приложений и программ, реально методов и средств – залог успеха построения систем, приложений и программ, реально обеспечивающих автоматизацию решения прикладных задач в интересах пользователей, а обеспечивающих автоматизацию решения прикладных задач в интересах пользователей, а не ради обслуживающих программно-технологических компонентов.не ради обслуживающих программно-технологических компонентов.

2.2. Методически выверенные программно-технологические решения – наиболее эффективный Методически выверенные программно-технологические решения – наиболее эффективный путь перехода от ручных технологий (с элементами компьютерных вставок) к построения путь перехода от ручных технологий (с элементами компьютерных вставок) к построения реально автоматизированных технологических участков и информационных технологий в реально автоматизированных технологических участков и информационных технологий в целом.целом.

3.3. Современный уровень отечественных разработок (ВСЕГЕИ, МФ ВСЕГЕИ, ГЕОСИСТЕМ и др.) Современный уровень отечественных разработок (ВСЕГЕИ, МФ ВСЕГЕИ, ГЕОСИСТЕМ и др.) уступает западным разработкам только в программно-технологической целостности и уступает западным разработкам только в программно-технологической целостности и адекватности разработок решаемым задач, но зачастую превосходит западные образцы в адекватности разработок решаемым задач, но зачастую превосходит западные образцы в аспектах проектно-инженерных решений и ориентации на реальных предметных аспектах проектно-инженерных решений и ориентации на реальных предметных пользователей.пользователей.

Спасибо за внимание.Спасибо за внимание.