Копин Ю.Е., компания Esri CIS, e-mail: ykopin@esri-cis.ru
Cloud services – New Stage of ArcGIS Platform’s Evolution
В последние годы стала популярной тематика “облачной” инфраструктуры, “облачного” программного обеспечения. Под “облачной” инфраструктурой обычно понимают очень мощные сервера, которые пользователи или поставщики услуг арендуют у провайдера. Как правило, смысл такой аренды состоит в том, что клиент получает ровно столько аппаратных ресурсов, сколько ему нужно в данный момент, и при этом избавлен от необходимости поддержания собственной инфраструктуры (серверов, каналов связи, специалистов). Таким способом решается проблема избыточности инфраструктуры, которую часто содержат на случай пиковых нагрузок.
Постепенно понятие “облачных” решений расширилось и стало включать в себя не только упомянутую выше инфраструктуру, но и программное обеспечение. Развитие функциональных возможностей веб-интерфейсов, в сочетании с увеличением пропускной способности каналов связи, уже позволяет перенести в “облако” практически любое программное обеспечение. Такой подход может дать отдельным пользователям преимущества в виде экономии средств на покупку лицензий, а также то, что программное обеспечение не привязано к определенному компьютеру, для доступа к нему достаточно иметь браузер и подключение к интернету.
Компания Esri не могла остаться в стороне от этих тенденций и несколько лет назад выпустила свое “облачное” веб-приложение – ArcGIS Online. А также адаптировала серверное программное обеспечение ArcGIS for Server для использования в инфраструктуре провайдера Amazon. Первоначально ArcGIS Online был главным образом каталогом сервисов и карт с общей системой поиска и средствами разграничения прав доступа. Карту или сервис можно сделать публичной или доступной определенным пользователям. Это позволило облегчить и ускорить обмен ГИС-данными между пользователями программного обеспечения Esri. Также появилась возможность создавать группы по интересам, обмениваться не только картами, но и заархивированными наборами данных, инструментами для работы в среде ArcGIS.
Но это был только первый этап развития ArcGIS Online. Какие же дополнительные сервисы может предоставить облачная инфраструктура в разрезе ГИС? Один из ответов на этот вопрос можно сформулировать так – доступ к огромным массивам данных, в том числе коммерческим. К примеру, пользователи ГИС часто приобретают спутниковые изображения на определенные территории. Снимки, особенно оперативные, стоят достаточно дорого, но зачастую альтернатив просто нет. Некоторое время назад коммерческие провайдеры спутниковых изображений создали сервисы, благодаря которым можно не приобретать отдельные сцены, а подключаться ко всему архиву провайдера и пользоваться самыми свежими снимками. Точно так же в качестве сервиса могут предоставляться и любые другие данные, например, модель дорожной сети, статистические данные о численности населения, доходах домохозяйств и т.д. В случае работы с сервисом пользователю не нужно приобретать лицензию на все данные, не нужно приобретать обновления, он пользуется этими данными как услугой. А форма оплаты может быть самой разной: от годовой подписки до покупки сервисных кредитов, которые расходуются при каждом запросе к сервису. Все больше сервисов становятся доступны и на бесплатной основе.
На недавней ежегодной конференции пользователей Esri, которая прошла в июле в г. Сан-Диего, практически каждый доклад сопровождался демонстрацией веб-приложений или инструментов, использующих те или иные сервисы ArcGIS Online. На текущий момент на этом ресурсе доступны несколько групп сервисов, рассмотренных ниже.
Сервисы маршрутизации, предоставляющие следующие возможности: построение маршрутов, построение зон обслуживания, построение матрицы расстояний, решение транспортной задачи. Сервисы используют модели дорожной сети (Network Dataset), собранной на основе данных NAVTEQ и TomTom. Область покрытия включает многие страны мира, включая Россию (рис. 1).
Рис. 1. Отображение текущей ситуации на дорогах в ArcGIS Online.
Сервисы геокодирования. Глобальный сервис геокодирования доступен как в настольных продуктах, таких как ArcGIS for Desktop, так и через веб-интерфейсы. Геокодирование единичного адреса бесплатно, геокодирование наборов адресов требует подписки ArcGIS Online и потребляет сервисные кредиты.
Сервисы изображений в ArcGISOnline. Отдельно нужно остановиться на сервисах изображений. Сервис изображений, в отличие от кэшированного картографического сервиса, дает пользователю возможность работать с сервисом так же, как с хранящимся локально изображением. С изображениями, хранящимися в сервисе, можно делать практически все операции, которые доступны при работе с растрами в ArcGIS. Можно изменять комбинации каналов при отображении, вырезать фрагменты изображений, классифицировать, применять различные процессы обработки, использовать сервисы как входные данные в инструментах геообработки. В ArcGIS версии 10.0 также начата реализация концепции обработки изображений “на лету”. Ее суть в том, что операция производится не со всеми пикселами изображения, а только с тем экстентом, который пользователь запрашивает в данный момент. Вычислительные возможности современных компьютеров и серверов позволяют производить такие операции без заметного падения производительности. Например, с помощью этой технологии операция подсчета отмывки рельефа (Hillshade) для огромной ЦМР объемом в десятки гигабайт занимает доли секунды. При этом нет необходимости специально сохранять результат вычислений, он генерируется непосредственно во время запроса пользователя и хранится в оперативной памяти компьютера.
Сервисы изображений ArcGIS Online активно развиваются. Прежде всего, нужно отметить архив изображений Landsat, содержащий практически все сцены, накопленные за время существования программы. Более подробно ознакомиться с этими сервисами можно на esri.com/software/landsat-imagery/image-services. Сервисы бесплатны, содержат не только архивные, но и свежие изображения. В ближайшее время в архивах появятся данные со спутника Landsat 8.
Многим пользователям знаком бесплатный сервис World Imagery, представляющий собой кэшированную подложку из снимков высокого разрешения (рис. 2). Сервис постоянно пополняется новыми изображениями. Основным поставщиком данных выступает компания DigitalGlobe, которая недавно приобрела компанию GeoEye и фактически стала ведущим мировым провайдером снимков высокого разрешения (сенсоры Ikonos, WorldView, Quickbird, GeoEye). Для пользователей, которым нужны самые актуальные данные, скоро будут доступны платные сервисы ArcGIS Online, они позволят получать свежие снимки напрямую с серверов компаний DigitalGlobe и RapidEye.
Рис. 2. Сервис World Imagery, текущий уровень покрытия снимками высокого разрешения.
Сервисы LandscapeAnalysis. На конференции пользователей Esri 2013 года был представлен новый набор сервисов и приложений, объединенных общим названием Landscape Analysis (Ландшафтный анализ). Сервисы можно посмотреть в соответствующей группе на сайте ArcGIS Online (www.arcgis.com/home/group.html?owner=esri&title=Landscape%20Layers). Каждый сервис представляет собой очень большой растр с кодированными значениями, описывающими тот или иной показатель. Набор показателей достаточно широк – от таких как уклон поверхности и величина биомассы, до интегральных, таких как тип ландшафта. Поскольку все эти данные представлены в виде сервисов изображений ArcGIS, с ними можно работать так же, как с растрами, хранящимися локально.
Функциональные возможности ArcGIS последних версий позволяют моментально обрабатывать огромные объемы данных, хранящихся в сервисах изображений. Можно делать сложные запросы к нескольким сервисам, которые будут отбирать пикселы, удовлетворяющие определенным критериям. К примеру, пользователю нужно найти территории, которые покрыты лесами, расположены на определенной высоте и имеют определенный тип почв. Для этого с помощью комбинированного запроса к нескольким сервисам из группы Landscape Layers он может получить временный растр, который будет показывать, какие территории удовлетворяют заданным условиям. Благодаря технологии обработки изображений “на лету” (Image Server Extension for ArcGIS Server), процесс генерации такого растра занимает секунды. Несмотря на то, что объемы исходных данных измеряются десятками и сотнями гигабайт. На данный момент в сервисах содержатся данные на территорию США, но в будущем они будут распространены на весь мир. Для использования сервисов нужна подписка ArcGIS Online для организаций.
Веб-приложения, которые используют эти сервисы, также были показаны на конференции. На данный момент они находятся в стадии бета-тестирования. Запись презентации с демонстрацией этих приложений можно посмотреть по следующей ссылке: video.esri.com/watch/2167/new-landscape-data-and-apps.
Сервисы LocationAnalytics. Они используются в продуктах Esri Maps for Office (рис. 3), Esri Maps for Share Point, Esri Maps for Dynamics CRM. В данном случае “облачная” инфраструктура и ПО Esri позволяют вам получить в свое распоряжение достаточно мощные инструменты бизнес-анализа. К статистическим и производственным показателям, которые обычно хранятся в таблицах баз данных, можно добавить пространственные координаты и проанализировать зависимость определенных показателей (объем продаж, количество пользователей и т.д.) от их географического местоположения. Также можно “обогатить” имеющиеся данные за счет добавления информации, хранящейся в сервисах ArcGIS Online. Например, ответить на вопрос, сколько человек живет в пяти минутах езды или ходьбы от определенного магазина и какое распределение доходов у соответствующих домохозяйств (семей). А в предлагаемых приложениях есть инструменты для построения отчетов. Если раньше системы геомаркетинга относились к “тяжелым” бизнес-приложениям, требующим покупки профессионального программного обеспечения, коммерческих данных, оплаты услуг по разработке и внедрению, то теперь легкий “облачный” клиент доступен всем пользователям Excel, SharePoint и Dynamic CRM. Для выполнения работы пользователю не нужно приобретать коммерческие данные, строить свой геокодер, создавать свои базовые карты – данные и карты уже есть в ArcGIS Online. Достаточно приобрести подписку ArcGIS Online и скачать бесплатный легкий клиент для Excel. Уже имеются и бета-версии приложений для IBM Cognos, SAP и MicroStrategy. Статистические данные на Россию пока не представлены в сервисах ArcGIS Online, но они активно закупаются Esri и в ближайшие году станут доступны пользователям.
Рис. 3. Esri Maps for Office – отображение и анализ данных непосредственно в MS Excel.
Новые возможности ArcGISOnline
ГИС-ресурс ArcGIS Online – это не только набор сервисов, но и веб-приложение, через которое пользователи могут искать нужные им сервисы, создавать собственные карты, делиться своими данными. Веб-клиент ArcGIS Online постоянно обновляется и превращается в полноценную облачную ГИС, позволяющую всем желающим публиковать сервисы и проводить анализ данных без приобретения соответствующего профессионального программного обеспечения. На данный момент вы можете создать собственный сервис объектов на основе шейп-файла, таблицы или проекта ArcMap. Также можно сгенерировать кэш картографического сервиса на основе загруженных в ArcGIS Online данных. Фактически, ArcGIS Online постепенно становится “облачным” вариантом ArcGIS for Server. Использование возможностей публикации сервисов на платформе ArcGIS Online может быть выгодно с точки зрения затрат, если сервисы используются не столь часто или если пользователь по каким-то причинам не хочет приобретать ArcGIS for Server и поддерживать собственную серверную инфраструктуру.
Активно развиваются и возможности анализа данных на уровне веб-приложения. В ArcGIS Online последней версии можно добавлять к feature service (векторные объекты) атрибуты из других сервисов, суммировать атрибутивные значения по площадям, производить статистический анализ данных (Hot Spots), строить зоны транспортной доступности и многое другое (рис. 4). Список имеющихся аналитических инструментов постоянно пополняется.
Рис. 4. Построение зон транспортной доступности в ArcGIS Online.
Заключение
Подводя итог, отметим, что ArcGIS Online для пользователей ГИС, это:
- возможность использования коммерческих данных без приобретения дорогостоящих лицензий;
- возможность оплаты данных в зависимости от количества обращений к сервису;
- возможность публикации и анализа собственных данных без приобретения серверного программного обеспечения;
- возможность бесплатного или недорогого доступа к огромным массивам данных, которые пользователь никогда не соберет своими силами или не сможет приобрести на рынке по причине нецелесообразности соответствующих финансовых и временных затрат.
ArcGIS Online для разработчиков, это:
- возможность предоставлять и, при желании, продавать свои данные в виде платного сервиса или веб-приложения.
Часть сервисов и функций ArcGIS Online доступна бесплатно всем желающим, часть – только по подписке для разработчиков или организаций. На сайте ArcGIS.com можно оформить бесплатный тестовый аккаунт для организаций, который будет работать 30 дней.
За последние годы компания Esri кардинально улучшила функциональные возможности ArcGIS Online и намерена и в дальнейшем активно развивать эту платформу. Идет процесс добавления новых данных в глобальные сервисы. Разрабатываются легкие клиентские приложения, работающие с сервисами ArcGIS Online. Сейчас уже трудно представить себе геоинформационную систему без возможности загрузки базовых карт и поиска адресов. Скорее всего, в недалеком будущем столь же привычным станет массовое использование других функций и сервисов ArcGIS Online. Во всяком случае, статистика обращений к этому ресурсу и количество создаваемых на его основе карт и других продуктов убедительно свидетельствует о растущем интересе и потребностях в таких услугах.
