По статье в ArcNews, весна 2002 года
В 2001 году в ESRI начали говорить о g.net — новой архитектуре для распространения и использования ГИС- информации из распределенных источников. В этой статье архитектура g.net рассматривается более подробно — от ее истоков до взаимосвязи с Инфраструктурой пространственных данных (Spatial Data Infrastructure, сокращенно SDI), говорится о ее преимуществах и применении в программном обеспечении ArcIMS 4 и ArcGIS.
ArcGIS, ArcIMS, и другое программное обеспечение ESRI может использоваться для взаимодействия с любым из трех функциональных узлов Инфраструктуры пространственных данных. Эта архитектура теперь известна как географическая сеть g.net.
Подоплека
Уже давно ГИС рассматривается в качестве интегрирующей технологии, которая обеспечивает возможность представить даже на первый взгляд несопоставимые данные в объединяющем их виде. Наложение друг на друга слоев данных разной тематики и направленности в едином географическом пространстве позволяет реально их объединить и извлечь из них новую информацию, что помогает в решении разнообразных задач и в более эффективном, рациональном и осмысленном выполнении работы.
ГИС становится незаменимым инструментов, когда интеграция информации критически важна. Эта технология работает с географической информацией из многих источников и поддерживает широкий спектр прикладных направлений и задач. ГИС способна перенацелить информацию для новых приложений, выходящий за пределы ее исходного назначения. Например, информация по регистрации земель может быть использована для природоохранных приложений, в сфере инженерных коммуникаций, в службах быстрого реагирования на чрезвычайные ситуации, при обеспечении общественной безопасности и во многих других приложениях.
Существует общее мнение, что слои данных и таблицы в большинстве ГИС приложений могут поступать из разных организаций. В одной организации могут быть созданы некоторые из наборов данных, но не все из полезных для работы пространственных данных. Хотя бы некоторые из слоев будут иметь внешнее происхождение, будут поступать извне. То есть, управление данными в ГИС, по своей природе, распределено между многими пользователями. И в ГИС необходима концепция системы распределенной информации для управления и обмена географическими данными.
Карточный каталог является ключевым компонентом в каждой библиотеке. В нем организовано и описано собрание материалов, хранящихся в библиотеке. Читатели могут использовать карточный каталог для удобного поиска нужной книги или другого документа. Каталог содержит «метаданные» — записи о содержании каждого документа и месте его расположения на полках хранилища библиотеки, все они организованы в соответствии с библиотечными стандартами.
Поскольку пользователям ГИС постоянно требуется качественная географическая информация, возникает актуальная потребность в налаживании обмена данными. Сегодня тысячи организаций во всем мире ежегодно вкладывают миллиарды долларов в создание и накопление картографической информации для частных, выполняемых ими ГИС проектов. Потребность в обновленной корректной географической информации стимулирует развитие общей структуры, обеспечивающей взаимодействие пользователей на уровне обмена данными и их предоставления на разных уровнях.
Поиски общей структуры
В то время как потребность обмена такой информацией очевидна, большинство наборов географических данных остается недоступным для внешних пользователей по ряду причин. Одна из основных — отсутствие общей базовой структуры для обмена информацией о пространственных данных.
Представьте себе большую публичную библиотеку без карточного каталога или другой системы организации материалов. Это будет просто кипа книг — набор неизмеримой ценности без реальных средств поиска нужной вам информации.
Пользователи могут авторизовать и управлять метаданными с помощью приложения ArcCatalog, стандартно входящего в состав ArcGIS (ArcView, ArcEditor и ArcInfo). При его использовании вместе с новым сервером метаданных пользователь может создать каталог метаданных, который открыт для поиска по всемирной паутине World Wide Web.
Многие организации стоят перед одной и той же дилеммой — имеется много доступных ресурсов географической информации, но для того, чтобы найти точно ту информацию, которая вам нужна и чтобы получить сведения о ее точности и стоимости, необходимо затратить неоправданно большие усилия.
Новый сервер метаданных в ArcIMS 4
Для современных ГИС необходим механизм распространения и обмена географической информации, во многом похожий на деятельность библиотеки. Для этого необходимы инструменты и методы каталогизации ГИС информации, а также средства публикации такого каталога с функциями быстрого поиска в нем нужных сведений и просмотра их содержания.
Функциональность такого каталога включена в новый программный модуль ArcIMS Metadata Server. Он обеспечивает работу с метаданными в каталоге и поиск географической информации. Сервер метаданных Metadata Server входит в состав новой версии Интернет-ГИС ArcIMS 4, которая появилась весной 2002 года.
Инфраструктура пространственных данных
Те, кто активно работает с ГИС, понимают все преимущества, предоставляемые Инфраструктурой пространственных данных (SDI). SDI разрабатывалась совместными усилиями специалистов из США и других стран. Она предоставляет видение общей структуры, обеспечивающей удобные открытые пути обмена географической информацией между пользователями ГИС. SDI предназначена для связывания ГИС пользователей через Интернет (и, во многих случаях, через защищенные сети) с целью обмена информацией с использованием общими усилиями выработанных стандартов.
Что такое NSDI и GSDI
Многие знакомы с термином NSDI, Национальной инфраструктурой пространственных данных, — концепцией, определяющей технологии, общую политику и людей, которые в комплексе необходимы для распространения и обмена геопространственными данными на всех правительственных уровнях, в частном и некоммерческом секторах, а также в научных кругах в пределах США.
Теперь ведется широкая дискуссия вокруг GSDI, Глобальной инфраструктуры пространственных данных, в которой описывается концептуальная основа для обеспечения обмена данными на глобальном уровне.
Инфраструктура пространственных данных (SDI) связывает узлы мировой сети World Wide Web с целью обеспечения доступа к информации и обмена данными. Концептуально SDI призвана сплести воедино многие ГИС узлы Сети в свободно формирующиеся информационные сети.
Базовые блоки SDI
Инфраструктура пространственных данных строится на основе трех базовых блоков.
- Пользователи -Широкий спектр пользователей, обращающихся к каталогу, проводящих поиск полезной для них географической информации и, затем, связывающихся с порталами, обеспечивающими доступ к этой информации.
- Каталоги -Серия хорошо организованных каталогов, в которых описывается географическая информация и даются ссылки на узлы, через которые к ней можно обратиться.
- Портал -ГИС портал, обеспечивающий доступ к FTP сайтам для загрузки данных, карт, отчетов, обращение к Интернет ГИС службам и т.д.
На практике, каждый из узлов SDI создается для предоставления одной или нескольких таких возможностей. Например, город может предоставить каталог ссылок на доступные данные и услуги на его веб-сайте, а также на серии данных и картографических служб. Небольшой виртуальный ГИС- магазин может предоставить доступ к этим службам и использовать их на местах с установленным ArcView через сеть Интернет. В ином варианте, региональное правительство может предоставить каталог метаданных с описанием имеющихся служб, а также данных и служб других ГИС порталов этого региона. Оно также может опубликовать ГИС Web службы в виде набора клиентских HTML приложений для обращения к разных картам и службам предоставления данных через Интернет.
На базовом уровне, Инфраструктура пространственных данных реализуется через каталог, содержащий метаданные о доступных наборах данных и услуг (служб). По мере роста числа организаций — участников и пользователей в каталог могут быть добавлены новые элементы и ссылки, комплексность каталога метаданных будет возрастать. Роль сервера метаданных и инструментов поиска становится все более важной.
Что же такое g.net?
g.net — это видение ESRI архитектуры, на основе которой пользователи этой компании могут создавать свои части, фрагменты общего здания и участвовать в построении Инфраструктуры пространственных данных. g.net описывает, как могут использоваться технология ESRI и реализующие ее программные продукты, такие как ArcGIS, ArcIMS и другие.
- Клиентский доступ -Любой ГИС пользователь, который хочет получить удаленный доступ к информации или службам, может соединиться с серверами метаданных и ГИС порталами и использовать имеющиеся на них службы. Предлагаемые ESRI клиентские приложения (ArcView, ArcEditor, ArcInfo, MapObjects for Java Standard Edition, ArcPad, ArcIMS клиенты, и т.д.) поддерживают возможность открытого обращения к этим порталам.
- Серверы метаданных -С помощью ArcGIS пользователи могут создавать и изменять метаданные. Используя сервер метаданных ArcIMS и ArcSDE, пользователи могут работать с каталогами метаданных через локальные сети, защищенные сети и всемирную паутину World Wide Web.
- ГИС данные и службы -Пользователи ГИС могут создать картографические службы с использованием ArcGIS и ArcIMS, создать данные и другую информацию, а также службы для прямого обращения к ним.
Что вы можете делать посредством g.net?
Концепции g.net и SDI играют важную роль на всех уровнях ГИС сообщества. g.net достаточно гибкая структура. Составляющие ее блоки можно компоновать в разных комбинациях. Ниже представлены некоторые варианты взаимодействия с g.net и использования предоставляемых этой архитектурой возможностей.
- Быть Пользователем -Индивидуальные пользователи могут развить свои ГИС приложения, обратившись к веб-сайтам, предлагающим обновленную информацию и дополнительные услуги в области ГИС. Пользователи смогут провести поиск и соединиться с ГИС порталами, предоставляющими нужные им данные и службы.
- Создать ГИС организацию -На основе строительных блоков SDI в g.net можно создать свою корпоративную ГИС. Многие крупные предприятия и организации смогут принять предлагаемые концепции порталов метаданных и ГИС служб.
Подобно стандартным службам Web, архитектура g.net достаточно гибкая и может быть быстро встроена в компьютерную среду организации. Компьютерные службы могут быть централизованными или могут быть распределены между подразделениями, и g.net может быть адаптирована под потребности всей корпоративной системы информационной поддержки. Например, каждое подразделение может предоставить разграниченный доступ сотрудников к своей информационной базе. Корпоративные пользователи смогут объединять свои информационные ресурсы с данными и службами от других подразделений.
- Выставлять и рекламировать Набор ГИС данных и услуг -ГИС магазин через веб-сайт может обеспечить доступ к файлам данных (напр., FTP), онлайновым картам, другим ГИС службам и ресурсам. g.net можно использовать для информирования об этих порталах и предоставления метаданных с описанием ГИС данных и услуг, предлагаемых на каждом из таких сайтов.
- Создать клиринговый узел -Посредством g.net можно создать основанную на открытой технологии структуру типа расчетной палаты, такой как Федеральный комитет по географической информации (FGDC) в США, для обслуживания всех ГИС пользователей.
Многие ГИС пользователи хотят открыть информационные порталы для публикации каталогов метаданных по имеющимся у них наборам ГИС данных и услуг. Некоторые сайты, выполняющие роль расчетных палат, имеют намерение создать каталоги информационных наборов, опубликованных многими пользователями. Иногда данные и службы будут доступны только для конкретного ГИС узла, а в другое время каталог будет содержать описание данных и служб по многим ГИС сайтам. Доступ к такому клиринговому узлу можно открыть для обращения по сети World Wide Web, но можно его ограничить (запаролить) выбранной аудиторией.
- Быть участником Географической Сети -Пользователи, которые хотят открыть свой ГИС портал, могут его зарегистрировать и выставить свои данные и предлагаемые услуги с помощью Географической Сети по адресу www.geographynetwork.com.
- Сформировать ГИС сообщество путем создания собственной Географической сети — Многие сфокусированные на работе с ГИС группы пользователей хотят участвовать в информационном обмене между членами сообщества. Эти группы пользователей могут сформировать сообщество на основе порталов для публикации и обмена географической информацией друг с другом. Это сотрудничество может принять форму не жестко связанных между собой порталов или единого централизованного портала.
С помощью нового сервера метаданных, появившегося в ArcIMS 4, пользователи могут совместно участвовать в создании и внедрении однотипных строительных блоков сети, разработанных ESRI, для создания своих собственных поисковых порталов, таких как Географическая Сеть. Целью запуска каждого из порталов по типу Географической Сети является распространение идеи обмена ГИС информацией и услугами, предоставление удобных и быстро реализуемых базовых структур для поиска и обращения к нужной информации.
