Олег Беленков Конструкторско бюро „Панорама“ – Русия, Яна Ангелова „Геодетект“ ЕООД
Колкото е по-сложна структурата на данните и по-голям техният обем, толкова по-нагледно трябва да бъде визуалното представяне на графичната и аналитичната информация за потребителите. Със средствата на ГИС различни видове пространствено определени данни могат да бъдат нагледно представени като тематични карти на фона на картографска основа.
Картографската основа се формира от векторни данни (карти на местността и планове на населени места), растерни изображения (материали от космически и аероснимки), матрични данни (модели на релефа), наземни геодезически и навигационни измервания и други източници.
Елементите на картографската основа и различната тематична информация се събират и натрупват в бази от пространствени данни, по-голяма част, от които е представена във вид на таблици, съдържащи текстови и цифрови атрибути на обектите и списъци с техните координати. За да бъдат тези данни нагледно показани на геопортала и на компютъра на потребителя е необходимо те да бъдат обработени и представени в графични файлове в един от разпространените формати (JPEG, PNG, GIF, TIF).
За осигуряване на висока скорост на изобразяване на данните и едновременно обработване заявките на голям брой потребители, предварително се формират набори от тайлове (растерни квадрати, съответстващи на отделни фрагменти от изображенията).
На фиг. 1 са показани растерни, векторни и атрибутни данни, а на фиг. 2 – картографска основа и матрични данни.
Фиг. 1. Показване на растерни, векторни и атрибутни данни на геопортала.
Фиг. 2. Показване на картографска основа и матрични данни на геопортала.
Наборът от тайлове съдържа матрица на графичните изображения в стандартни размери, като правило във формат PNG. Размерът на изображенията обикновено е 256х256 точки. Обемът на отделния файл е 5-15 Кбайта.
За всеки мащаб на представяне на данните се строи отделна матрица от тайлове. Ако на потребителя е предоставена възможност да избира слоевете, които да се показват (снимки, карти, тематически слоеве), то за всеки слой във всеки мащаб се строи съответна матрица в границите на територията, за която има информация в слоя. Обединяването на тези слоеве се извършва в процеса на показване на данните на геопортала и на компютъра на потребителя, като се използва ефекта прозрачност на слоя.
Ако за една територия съществуват няколко източника с графична информация (например, карта на страната, карти на регионите, планове на градовете), то при увеличаване на изображенията се осъществява автоматичен преход към източника на данни (набор от тайлове), който представя нагледно най-добре местността в текущия мащаб. За това се използва технологията за построяване на атлас от карти.
Търсенето на информация за обекта на местността се осъществява от единна база от пространствени данни. При посочване от уеб-браузера (тънък клиент) на някой участък от изображението, съответстващо на текущото положение на курсора, се формира заявка към ГИС уеб-сървъра, който по координатите на точката избира нужната информация от базата пространствени данни и я предава на потребителя за изобразяване във вид на текстови справки, диаграми, мултимедия и др.
Данните, които по рано са били използвани от потребителя, не се предават повторно, а временно се съхраняват на компютъра му. По такъв начин, съществено се минимизира обемът на предаваните данни, а скоростта на работа практически не зависи от броя на включилите се потребители. На такъв принцип работи програмата GIS WebServer, разработена от Конструкторско бюро (КБ) „Панорама“.
За да се сформира набор от тайлове е необходима специална програма, която да обработва съществуващите данни, последователно да създава изображенията на всички тайлове в даден мащаб и да ги съхранява в графичен вид (фиг. 3).
Фиг. 3. Построяване на тайлове за дадени мащаби на изображението.
Ако обемът от данни не е голям (няколко десетки мегабайта), и те се променят рядко, е достатъчно само един път да се построят наборите от тайлове и да се поместят на геопортала. При изменение в базата пространствени данни е необходимо да се обновят тайловете. На практика базите с пространствени и тематични данни, които не трябва да се актуализират постоянно се срещат рядко, а техните обеми са десетки гигабайта. Заради това построяването на всичките набори от тайлове с една програма може да продължи от няколко часа до няколко денонощия.
За да се ускори построяването на тайлове, е необходимо да се разпредели работата на няколко компютъра в мрежа. Програмата ImageryCreator, разработена от КБ „Панорама“, позволява паралелно обработване на данни на няколко компютъра. На един компютър (процесор) може да се осъществи построяване на отделни редове от тайлове в даден мащаб. Работа на пет компютъра съкращава времето пет пъти. Програмата ImageryCreator позволява да се обновявават само тези тайлове, на територията, на която са настъпили изменения.
За проследяване на измененията в базата с пространствени данни се използва програма за мониторинг на базата данни и обновяване на карти DbMonitor. Тази програма може да обработва различни бази данни (Oracle, MS SQL Server, FireBird и др.). Поддържат се също и данни OpenGIS Spatial (стандарт Open GIS Consortium).
Например, на фона на картата на местността или на космически снимки е необходимо да се изобрази преместването на транспортни средства, местоположението и характеристиките, на които (скорост, курс, състояние на двигателя, готовност за работа на вспомагателните устройства и др.) постоянно се обновяват. Програмата автоматично избира от базата данни координатите на обектите и необходимите атрибути, съответстващи на изобразявания момент от време. По идентификатора за вида на обекта и комбинация от стойностите на атрибутите се избира условния знак на обекта и се извършва обновлението на картата (фиг. 4).
Фиг. 4. Мониторинг на пространствени обекти.
Паралелно в програмата ImageryCreator по резултатите от обновяването на координатите или условните знаци на отделните обекти се обновяват съответните тайлове. За ускоряване на търсенето на изменените обекти се използва журнал на транзакциите в специализирана база данни. Такъв подход практически позволява в режим на реално време да се обновява изображението на публикуваните данни.
Ако потребителят работи в ГИС (дебел клиент), поддържащ стандарти OGS Web Map Service Interface и OGS Web Feature Service Implementation Specification, то му се предоставя възможността да използва растерна или векторна графична информация, съхраняваща се в банките с пространствени данни, предоставящи такива услуги. Режимът за работа с уеб-услугите се поддържа в ГИС „Карта 2011″ и другите програмни средства на КБ „Панорама“. За предаване на данни по стандарта OGC WMS на геопорталите допълнително се инсталира програма GIS WebService, влизаща в състава на GIS WebServer.
Потребителите, работещи както с ГИС-приложения, така и с уеб-браузер, могат отдалеченo да редактират данните в съответствие със своето ниво на достъп. При това се осигурява контрол на достъпа и авторизация на потребителите с използване на средствата на ActiveDirectory или вътрешни средства за идентификация.
ГИС „Карта 2011“ е с разширена поддръжка на OGC протоколите, позволяваща включване на един слой данни от сървър WMTS. Достъпът до данните е в съответствие с OGC спецификацията за услугата Web Map Tile Service (OGC WMTS) – OGC 07-057r7 версия 1.0.0. Заявките за отделните тайлове се извършват в многопоточен режим и се кешират откъм клиента като при уеб-браузър. По този начин изобразяването на растри се ускорява многократно.
GIS WebServer успешно решава проблемите по предоставяне на достъп до геоданни през Интернет към уеб-браузър на мобилни и настолни устройства. На негова основа е създадена мобилната ГИС за управление на територията. Статия на тази тема ще бъде публикувана в следващия брой на списанието. Мобилната ГИС използва преимуществата на сензорните дисплеи и има функции за търсене и извеждане на информация за обектите с едно натискане. Процесът на обновление на данните е максимално автоматизиран, като участието на администратора в обслужването на ГИС е минимизирано.
