Исаев Б.А., директор; Андреев А.А., начальник отдела ГИС, e-mail: Aleksey_andreev@iac.spb.ru, СПб ГУП «Санкт-Петербургский Информационно-Аналитический Центр», г. Санкт-Петербург, тел.: (812) 576-60-48, факс: (812) 764-95-48, Резина Н.В., генеральный директор, ЗАО «Неолант Запад», г. Санкт-Петербург
On the formation of uniform geoinformation space for the government of St.-Petersburg
Basic approaches for the development of geoinformation system of the territorial branch of regional information system created using Esri technologies are considered. This system is proposed as a basis for geoinformation space formation for public authorities of Saint Petersburg city.
Сегодня мало кого надо убеждать в необходимости широкого использования геоинформационных технологий в государственном и муниципальном управлении. В числе прочего, это обусловлено стремительным развитием информационных технологий и постоянным ростом объемов накапливаемой информации, около 80% которой, как известно, имеет прямую или опосредованную пространственную составляющую. В связи с этим ростом и необходимостью взаимодействовать с массивами накопленных данных и эффективно их использовать возникает ряд проблем и все более четко обрисовывается круг задач, которые требуется решать для перевода деятельности правительственных структур на современный уровень информационно-аналитической поддержки.
В органах государственной власти Санкт-Петербурга создаются ведомственные базы пространственных данных и разрабатываются информационные системы, использующие эти данные: ГИС Ситуационного Центра Санкт-Петербурга, Региональная геоинформационная система, Экологический паспорт Санкт-Петербурга, ИСОГД и т.д.
В этой ситуации задача межведомственного взаимодействия в части пространственных данных чаще всего решается путем заключения соглашения об информационном обмене, регламентирующего процессы информационного партнерства между различными ведомствами. Существуют и другие способы информационного взаимодействия: интеграция между ведомственными информационными системами на уровне данных и сервисов, а также предоставление различных геосервисов (ГИС-сервисов) для заинтересованных пользователей. Часть информационных систем публикует геосервисы, ориентированные на пользователей Internet.
В органах государственной власти функционирует единая мультисервисная телекоммуникационная сеть, доступ к которой возможен только пользователям, имеющим соответствующие электронные ключи. При этом пользователи ЕМТС ограничены в доступе к сервисам, публикуемым в Internet.
Трудности и подходы к их решению
Описанные способы взаимодействия имеют ряд недостатков.
Во-первых, данные, когда-то выгруженные из базы пространственных данных, устаревают и чем дольше интервалы между регламентными выгрузками этих данных из базы данных владельца, тем менее актуальными они становятся. Информационный обмен, связанный с выгрузкой, трансформацией и загрузкой пространственных данных, предъявляет высокие требования к персоналу, поскольку связан с необходимостью разработки скриптов, макросов, конверторов и специального программного обеспечения.
Во-вторых, зачастую потребители пространственных данных в различных ведомствах просто не знают, где им искать необходимые наборы данных, и не знают о существовании многих полезных ресурсов. Эта проблема обусловлена тем, что перечни ресурсов пространственных данных ведутся далеко не во всех исполнительных органах государственной власти (ИОГВ), а существующие реестры не в полной мере структурированы и не системны.
В-третьих, растет потребность внедрения и использования геосервисов в различных ведомственных информационных системах. Но в настоящий момент нет перечня существующих геосервисов, которые можно было бы использовать в разных системах. Также существуют проблемы интероперабильности пространственных данных и совместимости геосервисов.
Понимание этих и других проблем, связанных с созданием, ведением и предоставлением пространственных данных в органах государственной власти Санкт-Петербурга, помогло сформулировать основные принципы формирования общего геоинформационного пространства города.
Основной целью формирования геоинформационного пространства органов государственной власти Санкт-Петербурга является обеспечение условий для создания регионального сегмента инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации.
Основные принципы формирования геоинформационного пространства сформулированы, исходя из концепции создания Российской инфраструктуры пространственных данных (РИПД), а также на основе изучения международного опыта по созданию региональных инфраструктур пространственных данных (ИПД) и анализа Российского опыта в данной области. Эти принципы включают:
- обязательность использования базовых пространственных данных при выполнении государственных функций;
- распределение ответственности за ведение базовых пространственных данных;
- централизованное предоставление пространственных данных и метаданных для всех заинтересованных пользователей в ИОГВ;
- централизованное предоставление пространственных данных и геосервисов для информационных систем в ИОГВ.
ГИС ТОРИС
Реализация этих принципов в геоинформационной системе «Территориальная отраслевая региональная информационная система» (ГИС ТОРИС) позволяет пользователям этой системы в органах государственной власти принимать решения по управлению региональным развитием, основываясь на пространственных данных с определенным правовым статусом.
Первая очередь системы была создана в 2009г. и позволила публиковать пространственные данные для пользователей ТОРИС. В настоящий момент идут работы по созданию ее второй очереди. Функциональные возможности ГИС ТОРИС обеспечиваются двумя приложениями: АРМ пользователя, функционирующее в составе системы ТОРИС, и АРМ администрирования, представляющее собой отдельное приложение.
АРМ пользователя обеспечивает следующие возможности для авторизованных пользователей ТОРИС:
- получать доступ к метаданным пространственных данных, соответствующим современным стандартам метаданных;
- искать пространственные данные по метаданным;
- произвольно наполнять содержание текущей карты как пространственными данными ГИС ТОРИС, так и на основе использования внешних геосервисов;
- выгружать пространственные данные на компьютер пользователя в требуемом формате, системе координат, экстенте;
- сохранять и загружать пользовательские карты.
В системе реализованы различные механизмы поиска пространственных данных. Среди них – поиск по различным характеристикам и поиск в каталоге ресурсов.
В системе содержатся сведения как о пространственных данных, содержащихся в базе геоданных ГИС ТОРИС, так и о внешних пространственных данных, содержащихся в ведомственных хранилищах пространственных данных органов государственной власти Санкт-Петербурга.
Данные, которые пользователь находит с помощью механизмов поиска метаданных, могут быть добавлены к текущей карте при условии, что с этими данными сопоставлены картографические геосервисы. Таким образом, пользователи могут самостоятельно формировать содержание текущей карты. При этом, благодаря возможности просмотра метаданных, пользователи могут просматривать сведения о пространственных данных текущей карты.
Сформированные пользовательские карты могут быть сохранены и впоследствии загружены пользователем, создавшем карту, или любым другим пользователем при условии, что при сохранении карты была выбрана опция доступности карты для других пользователей.
Дополнительные возможности администрирования позволят:
- создавать и редактировать метаданные;
- контролировать качество пространственных данных и формировать соответствующие отчеты;
- обновлять пространственные данные и метаданные;
- управлять доступом к пространственным данным.
Контроль качества данных
Одной из ключевых задач оператора ИПД должен являться контроль качества пространственных данных (рис. 1). Поэтому система должна обеспечивать выполнение следующих процессов:
- проверка качества пространственных данных;
- формирование отчета о качестве пространственных данных;
- формирование рекламаций поставщикам пространственных данных в случае их неудовлетворительного качества;
- обновление пространственных данных в базе геоданных ГИС ТОРИС;
- обновление метаданных в ГИС ТОРИС.
Рис. 1. Функциональные возможности системы: контроль качества и обновление данных.
Инструменты контроля качества пространственных данных позволяют сопоставлять с метаданными исполняемые проверки с целью тестирования пространственных данных. В результате выполнения тестов формируются отчеты о качестве пространственных данных. Реализуются исполняемые проверки с помощью специальных сервисов геопроцессинга (геообработки). Данные сервисы создаются на основе предоставляемого ArcGIS инструментария визуальных построителей Model Builder и Spatial ETL Tool.
Геосервисы
Обновление пространственных данных реализуется с помощью специализированных сервисов геообработки, основанных на Spatial ETL Tool. Сервисы обновления разрабатываются на основе шаблонов, позволяющих создавать такие сервисы для различных данных по единым правилам.
Сервис-ориентированная архитектура, на основе которой создается ГИС ТОРИС, позволяет расширять функциональность системы путем добавлением новых сервисов, а визуальные инструменты создания геосервисов (Model Builder и Spatial ETL Tool) позволяют неограниченно расширять функциональность системы без использования программирования.
Рис. 2. Функциональные возможности системы: реализация средств геопроцессинга.
Реализация функциональных возможностей системы, связанных с выгрузкой, трансформацией, верификацией, загрузкой и обновлением пространственных данных, обеспечивается соответствующими геосервисами (рис. 2). Для создания геосервисов используются визуальные построители инструментов геопроцессинга Model Builder и Data Interoperability. При этом для обеспечения совместимости с системой эти сервисы разрабатываются на основе заранее подготовленных шаблонов, обеспечивающих соблюдение бизнес-логики системы. Затем разработанные инструменты геопроцессинга публикуются в виде геосервисов, которые могут быть сопоставлены с конкретными данными или наборами пространственных данных.
Структура и функционирование системы
Информационное обеспечение ГИС ТОРИС состоит из базы пространственных данных и базы метаданных (рис. 3).
Рис. 3. Информационное обеспечение: работа с пространственными данными.
В базе пространственных данных ГИС ТОРИС хранятся базовые и тематические пространственные данные. Производятся регулярный информационный обмен с внешними ведомственными базами пространственных данных, а также он-лайн репликация. Эти данные публикуются в ГИС ТОРИС в виде геосервисов (на основе ArcGIS Server и WMS). Кроме того, для пользователей доступны внешние геосервисы, зарегистрированные в системе. К ним могут относиться геосервисы ведомственных ГИС, а также открытые геосервисы в Internet: OpenStreetMap, Росреестр и др.
Как частный случай тематических данных в системе могут публиковаться и аналитические данные. К аналитическим данным относятся геокодированные статистические и комплексные показатели развития региона, а также аналитические данные из базы данных ТОРИС и других информационных систем, входящих в систему ТОРИС.
В основе информационного обеспечения ГИС ТОРИС лежит модель базы данных, основанная на Российском профиле метаданных, а также база геоданных, которая имеет распределенный характер.
В настоящий момент нет необходимости строго соответствия определённым стандартам, поэтому модель базы метаданных разрабатывается в соответствии с текущими функциональными требованиями к системе. При этом основная модель базы метаданных позволяет хранить следующие виды информации:
- информация о качестве пространственных данных – содержит сведения, формируемые в результате выполнения исполняемых проверок качества пространственных данных;
- информация о распространении – содержит сведения о распространении пространственных данных, включая порядок получения доступа к пространственным данным, шаблоны документов (например, соглашения об информационном обмене) и т.д.;
- информация об обновлении – сведения об обновлении пространственных данных, включая периодичность обновления и сведения о последнем обновлении;
- информация о пространственно-временных характеристиках – содержит сведения, формируемые автоматически при загрузке/обновлении пространственных данных в базу геоданных ГИС ТОРИС.
Ядро ГИС ТОРИС строится на базе трехзвенной архитектуры и является сервисно-ориентированным (рис. 4). Компонентами системы являются экземпляры базы геоданных и метаданных, СУБД (Oracle), а также сервер приложений (ArcGIS Server). Сервер приложений публикует различные сервисы: картографические, геокодирования, выгрузки, тестирования, обновления и т.д. Клиентская часть представлена двумя компонентами – каталогом пространственных данных и геосервисов и картографическим вьюером, которые, в свою очередь, являются частью портального решения ТОРИС (рис. 5).
Рис. 4. Архитектура ГИС ТОРИС.
Рис. 5. Интерфейс ГИС ТОРИС.
Таким образом, система ГИС ТОРИС является очередным шагом на пути формирования единого геоинформационного пространства органов государственной власти Санкт-Петербурга, обеспечивающего условия для формирования регионального узла Российской инфраструктуры пространственных данных.
