Технология организации доступа к геопространственным данным в World Wide Web.
Геопространственные данные с самого начала развития Internet органично вписались в его информационное наполнение. Это стало возможным благодаря не только их потенциально высокой востребованности со стороны разнообразных пользователей, но и тому, что геоинформатика и ГИС своевременно подготовили для использования в Internet структурированные массивы цифровой информации, разнообразные методические и технологические решения их представления, обработки и перестройки. На ранних стадиях развития информационных технологий в WWW картографическая информация предоставлялась клиенту в виде предопределенного перечня доступных для выгрузки карт. Масштаб, покрываемая территория, тематическое наполнение и полнота покрытия были четко определены и не могли быть изменены. Такой подход не мог претендовать на комплексность решения; к тому же он мало подходил для поддержки возможностей анализа геоинформационных данных. Современная методика отображения геопространственных данных в Internet основывается на предоставлении пользователю возможности динамически менять центральную точку и масштаб изображения, управлять видимостью отдельных информационных слоев, строить различного рода тематические карты, осуществлять сложные варианты пространственного поиска, комбинировать объекты с помощью операций булевой алгебры. Обеспечение подобных функциональных возможностей накладывает серьезные требования к системам публикации данных. При построении таких систем в WWW, на предоставляющем динамические геопространственные данные сервере должен выполняться набор сервисов, обеспечивающих поддержку всевозможных запросов клиента и посылающих ему очередную порцию информации в соответствии с текущим состоянием параметров проекта.
Сложность и комплексность систем во многом определяется данными, с которыми они работают, а также теми задачами, которые необходимо решить, чтобы преобразовать входные данные в иной, необходимый пользователю формат. Исходным для ГИС является набор векторных и ассоциированных с ними атрибутивных данных, а конечное представление должно отвечать потребности пользователя в получении твердой копии документа. Реализовать подобную технологическую цепочку в Internet можно двумя способами:
· Растрирование и преобразование вектора в изображение на сервере. Этот способ наиболее прост в реализации и позволяет клиенту увидеть данные на странице в виде картинки (image) или элемента формы ввода типа изображение (input image).
· Пересылка клиенту векторной информации как таковой. В этом случае клиентская сторона должна быть оснащена специальным программным обеспечением, позволяющим отображать данные этого векторного формата.
Каждый из этих методов используется в настоящее время различными системами публикации геоданных в WWW. Безусловным преимуществом первого из них является то, что он позволяет клиенту обойтись без процедуры установки дополнительных модулей визуализации данных специфического векторного формата. С другой стороны стандартные элементы гипертекстовой разметки не позволяют в полной мере обеспечить потребности, возникающие при визуализации геопространственных данных. Необходимо также отметить, что размеры векторных файлов, как правило, существенно меньше размеров растрированных изображений, покрывающих ту же самую территорию. Кроме того, географические объекты в векторном формате могут легко быть ассоциированы с атрибутивной информацией.
Рассмотрим подробнее первый способ: для обеспечения возможности удаленного доступа к геопространственным данным в Internet необходимо преобразование этих данных в формат, удобный для передачи в сети и визуализации на клиентской стороне Internet браузером. Такими форматами в настоящее время являются графические растровые форматы gif, jpeg, png. Информация, представленная в одном из этих форматов это графическое изображение, которое может быть легко помещено на WWW-страницу путем добавления стандартного тэга. Параметры отображаемой геопространственной информации, такие как масштаб карты, ее центральная точка, тематическое наполнение, количественный состав информационных слоев могут быть динамически изменены пользователем, что приводит к необходимости использования не просто статической растровой картинки, а элемента формы типа изображение - тэг. Это позволяет отследить последовательность действия пользователя на клиентской стороне и преобразовать его взаимодействие с элементами формы в запросы к серверу на получение нового варианта растровой картинки в соответствие с новыми требуемыми значениями параметров отображения. Так при задании в качестве активного инструмента процедуры перемещения центра и уменьшения масштаба в два раза, нажатие пользователем на клавишу мыши при положении курсора в пределах изображения карты приводит к посылке на сервер события обработки формы. При этом координаты пикселя элемента, на котором было произведено нажатие, передаются в качестве параметров события. Сервер преобразует полученные координаты нажатия в реальные географические координаты на земной поверхности в соответствие с текущей установленной проекцией. После чего происходит операция повторного растрирования векторных данных, но уже с использованием новых параметров для центра отображаемой зоны и масштаба. Затем новое полученное изображение предается клиенту и подменяет собой старое на HTML-странице. Подобным образом реализуется динамика отображения данных.
Сам геоинформационный сервер при получении запроса на отображение конкретной области интереса пользователя производит операцию растрирования векторной геопространственной информации. Осуществление подобной операции основывается на взаимодействии Internet-сервера со специальным программным обеспечением, отвечающим за выдачу определенного участка данных по заданным параметрам запроса. Такое ПО может функционировать как на локальном, так и на удаленном по отношению к серверному компьютере. Функционально оно обычно строится на основе элементов управления ActiveX. ActiveX элементы интегрируются в операционную систему и предоставляют программный интерфейс в виде определенного набора методов для организации повторного использования некоторого куска программного кода, представленного как OLE-объект. Разработка управляющих элементов ActiveX для их реализации в области ГИС представляется крайне эффективным решением. Потребность в интегрировании картографической информации возникает при решении широкого круга задач в сфере информационных технологий: от использования офисных приложений до организации систем слежения за военными объектами в реальном времени. На сегодняшний день функциональные возможности ActiveX-элементов ничуть не уже возможностей окончательно законченных комплексных ГИС. Этот факт позволяет разработчикам создавать специализированные приложения, в наилучшей мере учитывающие особенности предметной области и имеющие возможности для вывода и проведения анализа по геопространственным данным. ActiveX-элементы легко встраиваются в приложения, написанные с использованием Visual Basic, Delphi, Visual C++ или других объектно-ориентированных языков. Интегрирование таких элементов возможно также и в системы управления базами данных для организации совместного использования данных из различных источников. При этом управление выборкой данных осуществляется с помощью языка скриптов.
Литература
1. Основы геоинформатики: В 2-х кн. Кн. 1: Учеб. пособие для студ. вузов / Е.Г.Капралов, А.В.Кошкарев, В.С.Тикунов и др.; под ред. В.С.Тикунова. – М.: Изда-тельский центр "Академия", 2004.
2. Основы геоинформатики: В 2-х кн. Кн. 2: Учеб. пособие для студ. вузов / Е.Г.Капралов, А.В.Кошкарев, В.С.Тикунов и др.; под ред. В.С.Тикунова. – М.: Изда-тельский центр "Академия", 2004.
3. Майкл де Мерс, Географические информационные системы. М.: "Дата+", 2000.
4. А.М.Берлянт. Геоинформатика: наука, технология, учебная дисциплина. -- Вестник Моск. ун-та. Сер. географич., 1992, 2, с. 16--23.