Джек Данджермонд, Президент Esri
Scaling Web GIS with Distributed GIS
Географические информационные системы (ГИС) доказали свою ценность в самых разных дисциплинах и организациях. Сегодня сотни тысяч организаций широко используют предоставляемые ГИС возможности для управления своими системами регистрации и учета, для создания карт и выполнения пространственного анализа. Уникальная сила ГИС опирается на способность интегрировать многочисленные источники информации, предоставляя общий визуальный язык понимания, общения и совместной работы.
Структура Веб-ГИС предоставляет повсеместный доступ к географической информации и значительно расширяет её охват и пользовательскую аудиторию. Технология ГИС вышла за пределы приложений с ограниченным доступом преимущественно для профессионалов и упростила взаимодействие с ее инструментами, абстрагируя географические данные в стандартные гео-пространственные сервисы. Компания Esri разработала концепцию Веб-ГИС на единой платформенной технологии, которая поддерживает как простую, так и продвинутую, но лёгкую в использовании интеллектуальную картографию, мощную аналитику, программные прикладные интерфейсы (API) и приложения, которые обеспечивают функциональность для мобильных устройств, веб- и настольных приложений. Платформа Веб-ГИС поддерживает широкий спектр пользователей – от частных лиц до рабочих групп, отделов и даже целых организаций и отраслей.
Эта платформа делает возможными более тесное взаимодействие и сотрудничество между множеством автономных развертываний ГИС в Интернете, масштабируя Веб-ГИС для реализации концепции «системы систем». Мы это называем распределённой ГИС (рис. 1). Взаимодействия в распределённой ГИС вращаются вокруг общих элементов (веб-карт, веб-сцен, слоёв, приложений, информационных и ситуационных панелей) с дополнительной автоматической репликацией в нескольких ГИС-системах, которые считают данные источником верной информации.
Рис. 1. Принципиальная схема распределённой ГИС.
Администраторы настраивают свои узлы в этой сети и создают правила вовлечения участников процесса, которые отражают взаимодействие частей их организации, включая определённые роли, которые могут разграничивать для отдельных лиц доступ, редактирование или создание данных. Полученная распределённая ГИС делает возможным двусторонний диалог между несколькими вхождениями в гораздо большем масштабе, чем виделось ранее.
Постепенный переход Веб-ГИС к распределённой ГИС вращается вокруг осознания важности сущности всего процесса. Сущностный подход позволяет администраторам сохранять разрешения на основе ролей, существующих в каждой организации и ее подразделениях. Пользователи получают мобильность с доступом к своим приложениям и картам, откуда бы они ни выполнили вход в систему. Организации могут использовать роли в настроенных приложениях, которые объединяют людей и процессы для решения как частных задач, так и общих сквозных проблем.
Множество систем
Функциональность ГИС уже легко интегрируется в любой рабочий процесс, для лучшего понимания которого используются карты и пространственная информация. Гибкая природа этой ГИС нового поколения позволяет внедрять новые интеграционные решения с неограниченной пропускной способностью облачных вычислений и постоянно растущим числом каналов датчиков из Интернета Вещей (IoT).
Эти новые модели развёртывания ГИС (веб и распределённые) предназначены для расширения всех ее аспектов, выводя ГИС за пределы офисных помещений для работы во всей организации, между организациями и гражданами (рис. 2). В настоящее время ГИС играет очень много ролей и внутри организаций.
Рис. 2. Система вовлечения, взаимодействия и сотрудничества.
Система регистрации, учета и публикации (System of record) – ГИС позволяет вести реестр и учет записей по имуществу и атрибутам всего, что связано с местоположениями. Она предоставляет авторитетную систему управления всеми географически привязанными сущностями и объектами: от земельных участков, трубопроводов и дорог до рабочих заказов, территорий продаж и точек обслуживания клиентов. Датчики теперь являются ключевым компонентом этой системы, добавляя отслеживание в реальном времени и обеспечивая возможность просмотра данных о местоположении в пространстве и во времени.
Система вовлечения, взаимодействия и сотрудничества (System of engagement) – ГИС также предоставляет систему для привлечения людей внутри организации и за её пределами, используя общедоступные карты, истории на картах, информационные инструментальные панели и приложения. Предоставление каждому пользователю возможности удобного доступа к единому источнику информации на всех устройствах в любое время и в любом месте. Эта платформа – не просто система связи, она предоставляет приложения для облегчения двустороннего сотрудничества и массового сбора информации (краудсорсинга).
Система исследования, глубокого понимания и всестороннего анализа (System of insight) – ГИС дает представление о сути ваших данных через их визуальное отображение, а также более глубокие аналитические инструменты для их изучения. Карты всегда предоставляли понятный для всех язык, способствующий быстрой передаче сложной информации. Умная картография, 3D-сцены и визуализации развиваются в русле этой богатой традиции, предоставляя новые способы более глубокого понимания. Но не всё нюансы и аспекты можно понять при простом визуальном рассмотрении. Поэтому ГИС предоставляет богатый набор аналитических инструментов для выявления закономерностей и типичных примеров, чтобы их легче было выделить и глубже понять.
Система геодизайна (System for geodesign) – ГИС все чаще используется в сценариях проектирования для оценки потенциальных воздействий и интеграции данных проектов. Геодизайн позволяет проектировщиках и дизайнерам объединить все чертежи и модели САПР-данных, инфраструктуру города, границы землепользования и зонирования, а также аэрофотоснимки, создавая среду, поддерживающую итеративную обратную связь с дизайном.
Масштабирование Веб-ГИС для распределённой ГИС объединяет все типы геопространственных данных, сохраняя качество и средства обслуживание данных в руках автора без изменений. Это позволяет всем пользователям не только находить и получать данные, но и использовать данные напрямую, обращаясь к данным как к сервису. В результате те пользователи, которые развёртывают распределённые ГИС, могут сосредоточиться на своей основной работе, привнося геопространственную информацию в свою организацию, а не тратя ресурсы на управление данными или их поиск.
Цифровая трансформация
Многие организации стремятся к цифровым преобразованиям своей деятельности, преобразуя глубокое понимание данных в усовершенствованные рабочие процессы. Распределённая ГИС помогает им трансформироваться несколькими способами: предоставляя инфраструктуру для модернизации систем регистрации и учета, преобразуя сотрудничество и осведомлённость, используя систему взаимодействия и вовлечения, извлекая новые черты и важную информацию из массивов больших данных, используя систему взгляда изнутри, понимания и всестороннего анализа, и, наконец, новые способы подхода к проектированию с использованием принципов геодизайна.
Данные и аналитика в режиме реального времени, основанные на общем местоположении, помогают модернизировать бизнес-системы предприятия. Распределённая ГИС позволяет выводить цифровое преобразование на новый уровень: от записи к мониторингу в реальном времени и, в конечном счёте, к прогнозированию действий. Организации добиваются значительного увеличения производительности за счёт автоматизации действий с прогнозируемыми, основанными на правилах реакциями. Геопространственная информация и технологии позволяют организациям включать в свои рабочие процессы аналитику больших данных в реальном времени, предоставляя возможности для значительных цифровых преобразований.
Преобразователи в действии
Организации и правительственные ведомства, которые масштабируются от Веб-ГИС к распределённым ГИС, внедряют прозрачные, ориентированные на данных стратегии, которые преобразуют их операции на современный лад. Ниже приведены некоторые примеры того, как распределённая ГИС используется в различных отраслях и секторах экономики.
Инженерные сети и ЖКХ – электроэнергетика уже давно находится на передовых рубежах использования ГИС в полевых условиях. Распределённая ГИС позволяет коммунальным предприятиям и сетевым распределительным компаниям расширять возможности полевых бригад по сбору и доступу к данным, автоматизировать ввод данных из своей сети с помощью сенсорных систем SCADA, моделировать эффективность их систем, чтобы знать текущую нагрузку, прогнозировать дополнительные потребности и управлять персоналом службы клиентской поддержки для быстрого реагирования в случае отключений. Добавление данных в реальном времени о погоде, бригадах, потребностях и отключениях помогает персоналу сохранить подачу электроэнергии. Распределённая ГИС позволяет коммунальным предприятиям масштабировать безопасное совместное использование активов в пределах обширных географических регионов или для событий, которые охватывают несколько развертываний Веб-ГИС. Результатом является такая среда, в которой все сотрудники могут визуализировать и предоставлять информацию для достоверного информирования и быстрого реагирования, для принятия эффективных решений.
Города – города используют распределённые ГИС и движение открытых данных как средство повышения прозрачности и взаимодействия с гражданами. Многие выходят за рамки открытых данных, переходя к открытым сервисам. Веб-ГИС позволяет сотрудникам городской администрации, предприятиям, разработчикам приложений, некоммерческим организациям и общественности создавать и получать доступ к динамическим приложениям «на лету». Распределённая ГИС расширяет Веб-ГИС, позволяя связывать экземпляры Веб-ГИС в пределах нескольких областей городского хозяйства. Теперь общественная безопасность, общественные работы, парки и отдых, планирование, транспорт, водоснабжение и т.д. имеют доступ ко всем данным города, о каждом конкретном месте, в любое время и откуда угодно.
Природные ресурсы и недропользование – глобальная компания по природным ресурсам недавно улучшила свою эффективность и продуктивность, перейдя от разрозненных ГИС-развертываний с различными версиями программного обеспечения, подходами и уровнями подготовки сотрудников к распределённой ГИС, которая объединяет многие веб-ГИС-платформы. Распределённый подход к ГИС включает в себя все рабочие процессы и бизнес-процессы, устраняя дублирование данных, которые часто не позволяют воссоздать обновленную карту, поскольку исходные данные невозможно найти. Возможность массовой публикации сервисов для поддержки разных задач и сценариев была воспринята на ура. Сотрудничество внутри большого коллектива существенно увеличилось за счёт создания высоко-доступной системы, в которой официально проверенные данные выкладываются только один раз и хранятся совместно. Совместное использование информационных продуктов охватывает и экспертные знания, раскрывая информацию для всех.
Быстрое реагирование на происшествия и стихийные бедствия – в области безопасности термин «общая операционная платформа» (common operating platform, COP) используется для описания единственной «точки правды», где все заинтересованные стороны имеют общую точку зрения. Подход на основе распределенной ГИС близок к управлению событиями, когда несколько городских департаментов и федеральные агентства могут открывать доступ к своим Веб-ГИС, которые содержат инвентаризацию их активов и персонала, масштабируя части в целом, что позволяет всем участникам согласованно реагировать. Добавление ситуационной обстановки в реальном времени гарантирует, что каждый знает о происшествиях и реагирует по мере того, как они происходят. Действия служб быстрого реагирования при недавнем урагане Харви во Флориде является хорошим примером пользы распределённой ГИС. Национальное агентство геопространственной разведки США и многие местные агентства организовали свои данные в качестве сервисов и предоставили их другим федеральным агентствам, государственным и местным органам власти и таким заинтересованным сторонам, как Американский Красный Крест. Этот прозрачный и более связанный подход позволил всем службам использовать эти высококачественные геопространственные разведданные по мере развёртывания событий. Более 300 элементов и наборов данных использовалось одновременно несколькими агентствами, а более 12 тысяч пользователей получили доступ к этим сервисам и делились информацией, незамедлительно получая помощь по мере необходимости.
Таких примеров применения развитых распределенных ГИС накопилось уже много и их число постоянно растет.
Организации и правительства уже осознают ценность масштабирования Веб-ГИС к структуре распределённой ГИС. И они все чаще стремятся использовать системы системного подхода распределённой ГИС для решения своих самых больших проблем. Карты и ГИС предоставляют общий язык для решения местных, национальных и глобальных задач, Веб-ГИС предоставляет платформу, а распределённая ГИС позволяет всё это масштабировать, настраивать и обеспечивать плодотворное взаимодействие.
Данное изложение основано на статье в журнале GeospatialWorld (www.geospatialworld.net).
