Резюме и анализ современного состояния

Ключевые организационные проблемы, связанные с доступом к инфраструктурам пространственных данных (SDI), таковы:

· Привлечение к участию в создании национальных SDI всех основных государственных и частных поставщиков геопространственных данных и услуг

· Установление тесного сотрудничества с правительственными агентствами на базе скоординированной политики в области обеспечения доступа к геопространственным данным и их распространения, включая возможности получения бесплатных данных, установление ценовой политики, соблюдение авторских прав и использование средств электронной торговли

· Разработка такой политики доступа к данным инфраструктуры, которая не будет ущемлять интересы ее создателей и участников

· Создание многоуровневой структуры доступа к инфраструктуре для приобретения данных с низким барьером входа в эту систему

· Разработка устойчивых долгосрочных бизнес-моделей для участников инфраструктуры

· Заблаговременное и четкое определение роли частного сектора

· Предварительный маркетинг и анонсирование проекта создаваемой инфраструктуры

· Изучение и соблюдение международных стандартов.

Приведенная ниже таблица иллюстрирует процесс развития служб доступа к данным и связанных с ними сервисных функций. Переход по горизонтали (от «Классического» к «Поддержка инфраструктур…») необходим для создания национальных инфраструктуру пространственных данных.

Группа Интернет-проектирования – http://www.ietf.org/

За последние десять лет ГИС-технологии эволюционировали от традиционной модели автономных программных систем, в которых пространственные данные тесно связаны с системами, на которых они были созданы, ко все более распределенной модели, основанной на независимо предоставляемых, специализированных и взаимодействующих ГИС-услугах. Этот процесс определяется рядом факторов, в том числе, возрастающей ролью ГИС в современном обществе, облегчением доступа к пространственным данным, возможностями их многократного использования, развитием Интернета и распределенных технологий. ГИС будут играть ключевую роль на перспективном рынке LBS. До сих пор большинство пользователей традиционных ГИС используют лишь малую долю функциональных возможностей этих систем. Веб-службы способны в любое время предоставлять клиентам именно те функциональные возможности и данные, в которых они нуждаются, - без необходимости устанавливать, осваивать или оплачивать ненужные им функциональные возможности.

Веб-службы можно определить как совершенно самостоятельные модульные приложения, обеспечивающие выполнение ряда операций, доступных через их интерфейсы и позволяющих клиентам осуществлять нужные им операции. Пользователи могут обращаться к этим службам по сети, используя стандартизированные протоколы, независимые от платформы, языка или объектной модели.

Создание средств, дающих доступ к интерфейсам общего сервиса, позволяет формировать без априорных сведений о других приложениях и услуг и особенностей их работы. Приложения и услуги могут добавляться, модифицироваться или заменяться без влияния на остальные приложения. Кроме того, организацию процессов можно измерить «на лету», обеспечивая получение быстрых ответов в тех ситуациях, где время получения данных является критичным. Такой, основанный на стандартах подход к разработке позволяет создавать очень гибкие системы, которые могут быть легко адаптированы к постоянно изменяющимся требованиям и технологиям.

В предыдущих главах этой книги были рассмотрены три типа служб, которые являются основой любой инфраструктуры пространственных данных, а именно: службы каталогов данных, интерактивной визуализации и доступа. Как отмечается в документе OGC по структурам веб-служб (Service Framework), в инфраструктурах SDI может существовать и более широкий круг других геопространственных услуг. Структура служб OGC (см. рис. 7.1) идентифицирует услуги, интерфейсы и обменные протоколы, которые могут использоваться любыми приложениями. Структура, которая может быть реализована различными способами, обеспечивает основу для координированного развития новых видов продвинутых геопространственных услуг.

Предложенная консорциумом OGC структура геопространственных веб-служб (Service Framework) имеет пять категорий (см. ниже), соответствующие описанной в Технических требованиях OGC к архитектуре системы служб («Service Architecture Abstract Specification» - ISO 19119) классификации услуг доменов верхнего уровня. В этом параграфе мы кратко рассмотрим эти категории, чтобы лучше помочь в правильном выборе услуг, необходимых для конкретных приложений. Там, где это возможно, будут обсуждаться и соответствующие технические требования к этим услугам.

Такие службы устанавливаются на терминалах пользователя (например, РС, ноутбук, КПК и т.п.) или на серверах для обеспечения доступа к различным услугам, описанным далее. Они используются для обращения к службам каталогов, просмотра, обработки и передачи данных в зависимости от требований к конкретному приложению. Часто они обеспечивают нужные пользователю средства для просмотра геопространственных данных и интерактивные действия через пользовательский терминал.

Эти службы обеспечивают доступ к различным хранилищам геопространственной информации в распределенных архивах и базах данных. Среди таких служб можно указать следующие:

· Служба доступа к пространственным объектам (FAS - Feature Access Service). Применимые технические требования: OGC Web Feature Service (WFS) – см. http://www.OpenGIS.org/docs/02-058.pdf)

· Служба доступа к покрытиям (CAS - Coverage Access Services). Применимые технические требования: OGC Web Coverage Service (WCS) – см. http://www.OpenGIS.org/docs/03-065r6.pdf)

· Служба архива сенсоров (SCS - Sensor Collection Services) обеспечивает доступ и работу с наборами параметров различных сенсоров. Применимые технические требования: OGC Sensor Collection Services – см. http://www.OpenGIS.org/docs/02-028.pdf

· Служба архива снимков (IAS – Image Archive Service) обеспечивает доступ и управление большими коллекциями цифровых снимков и их метаданными.

Все эти службы также обеспечивают доступ к информационным услугам, основанным на местоположении, в перечисленных ниже формах (см. Технические требования OGC Location Services (OLS) - http://portal.OpenGIS.org/files/?artifact_id=3418):

· Служба директорий: интерактивный доступ к данным для поиска расположения конкретных или ближайших нужных объектов социального или иного назначения

· Служба геокодирования: преобразование описание положения объектов (по географическим названия или адресам) в нормализованную форму

· Навигационные услуги: определение и прокладка маршрутов движения между заданными точками

· Услуги локализации: определение местоположения мобильного устройства в сети.

Эти службы обеспечивают визуализацию геопространственной информации. По одному или нескольким запросам они выдают найденные изображения (карты, перспективы, аннотированные снимки и т.п.). Такие службы могут в различной степени быть связаны с другими; они также позволяют преобразовывать, комбинировать или создавать разные формы визуализации. Примерами этих услуг являются:

· Служба представления карты подробно описаны в пятой главе.

· Служба представления покрытий. Технические требования: OGC Coverage Portrayal Services (CPS; http://www.OpenGIS.org/docs/02-019r1.pdf).

В отличие от служб доступа, эти не связаны с определенными наборами данных. Они выполняют операции обработки или преобразования данных тем способом, который определяется заданными пользователями параметрами. Службы обработки могут быть в разной степени связаны с другими веб-услугами. Можно указать следующие из этих служб:

· Службы преобразования координат - выполняют конвертирование координат из одной системы в другую. Технические требования: OGC Coordinate Transformation Services (CTS: http:// www.OpenGIS.org/docs/01-009.pdf)

· Служба обработки изображений, подробно описанная в OGC Abstract Specification Topic 15, включает:

Служба манипуляции изображениями: изменение их размеров, цветовой гаммы и контрастов с использованием различных фильтров, разрешения изображения и т.п. Эти операции используются для проведения математического анализа характеристик изображений (вычисление гистограмм изображения, сверток и т.д.).

Служба использования изображений: поддерживает выполнение фотограмметрических операций с аэрокосмическими снимками и отсканированными изображениями, позволяет создавать отчеты и другие материалы по результатам выполненных действий.

Служба синтезирования изображений: дает возможность создавать или трансформировать изображения, используя компьютерные пространственные модели, выполнять преобразования перспектив, манипулировать характеристиками изображений для улучшения обзорности, настройки разрешения и снижения эффектов от облачного покрова, туманов и дымки.

· Служба геопространственного анализа – использование информации, доступную в объектах или их наборах, для получения проблемно-ориентированных количественных результатов, которые невозможно получить из необработанных данных.

· Географические справочники - доступ к геопространственным данными, индексированным по географическим названиям, а не по координатам. Технические требования приведены в разделе Gazetteer service profile документа OGC WFS (http://www.OpenGIS.org/docs/02-076r3.pdf).

Организация цепочки услуг может рассматриваться как один из вариантов комплексного сервиса обработки, который позволяет комбинировать различные операции или создавать средства для последовательного получения результатов обработки данных различными службами по требованиям клиента.

Построение эффективных сервисных цепочек чрезвычайно важно для расширения возможностей комплексного использования информации из различных источников и от разных поставщиков данных и услуг. Ключевым фактором при этом является применение стандартных интерфейсов и систем кодирования при разработке базовых служб. Формирование таких цепочек совершенно необходимо в тех случаях, когда поставленную клиентом задачу невозможно решить посредством какой-либо одной службы, а только путем комбинирования услуг или создания каналов обмена (pipelines) результатами обработки между различными службами. Действительно, большинство приложений ГИС требует возможности доступа к нескольким геопространственным услугам. На рис. 7.2 показан типичный сценарий организации цепочки, при котором служба CPS выбирает несколько ГИС-покрытий на различных WCS -серверах и собирает их в мозаику для создания композитного изображения. Службы обработки выполняют преобразование в другую систему пространственных координат. Затем, Служба оверлеев дополняет покрытие объектами, извлеченными из WFS, и выдает результат клиенту в виде карты.

Рисунок 7.2 Пример формирования цепочки информационных услуг

Возможные подходы и технологии построения эффективных и удобных цепочек геопространственных услуг являются сейчас предметом активных исследований. Кроме того, имеется ряд перечисленных ниже вопросов, связанных с их созданием и отслеживанием выполнения операций по всей цепочке типа той, которая представлена на рис. 7.2:

· Прозрачность: Насколько клиенту потребуется вникать во все сложности формирования цепочки услуг? Насколько он должен вовлекаться в проектирование и проверку надежности таких цепочек, их реализацию и управление ими?

· Отслеживание: Каким образом можно обеспечить мониторинг прохождения данных по всей сервисной цепочке и сообщать клиенту обо всех выявленных источниках географических данных и выполненных преобразованиях? Отслеживание метаданных имеет особое значение, поскольку пользователь вполне справедливо не доверяет данным без наличия информации об их разрешении, ДЗ-сенсорах, параметрах трансформирования изображений и т.п. Такая информация также крайне важна для оценки пригодности предлагаемых данных для различных клиентских приложений.

· Информирование о сбоях: Как службы сервисной цепочки должны реагировать на возникающие ошибки и сообщать о них клиенту? Точное указание причин ошибки особенно критично в случае синхронизированных сервисных цепочек.

На данный момент согласно ISO 19119 предусмотрено три общих подхода к созданию сервисных цепочек:

· Определяемая клиентом прозрачность цепочки. При этом пользователь имеет возможность определять порядок операций и управлять выполнением персонализированных услуг. Такой подход предусматривает очень значительную роль различных клиентов, что может серьезно препятствовать широкому внедрению геопространственных веб-услуг.

· Непрозрачность цепочки. В этом случае формирование сервисной цепочки выполняется специальной службой. Все элементы сервисной цепочки при этом выглядят единым блоком, который координирует все отдельные операции под управлением такой службы. Комплекс услуг в этом случае состоит из цепочки предопределенных услуг, и для клиента выглядит как единое целое. Однако, клиент при этом не имеет никаких средств управления процессами.

· Полупрозрачная цепочка под управлением посреднической службы. Работа в сервисной цепочке при этом управляется службой брокера геопространственных услуг. Такая служба может действовать как шлюз для скоординированного доступа к другим услугам без необходимости ведения баз собственных данных [Alameh, 2003]. Брокерские услуги сочетают в себе простоту использования комплексной службы с гибкостью управления процессами, свойственной управляемой клиентом формированию сервисной цепочки (см. первый подход). Эти услуги могут учитывать заданные клиентом преференции для поиска нужных данных и услуг их обработки. С учетом широкого круга ГИС-приложений и различной семантики, содержащейся в различных полях, вполне вероятно, что брокерские услуги будут настраиваться на конкретные приложения. Подобный подход, скорее всего, будет способствовать появлению ряда целого ряда поставщиков посреднических услуг на ГИС-рынке.

Формирование цепочки геопространственных услуг (возможно, и в сочетании с другими видами веб-сервиса) является областью активных исследований, как концептуальной, так и с прикладной точки зрения.

Хотя пакеты ГИС-программ предлагают одну или несколько геопространственных услуг в рамках своих возможностей, пока имеется мало стандартов и протоколов для поддержки различных доменных услуг взаимосовместимым образом. Следовательно, если нужно получать какие-либо из услуг в вашей профессиональной среде, то желательно, прежде всего, попробовать использовать по максимуму уже существующие интерфейсы. Рекомендуется также пообщаться с коллегами и организациями, разрабатывающими стандарты, для того чтобы корректно спроектировать стандартные интерфейсы, наилучшим образом отвечающие поставленным задачам. Обеспечив соответствие новых услуг описанной выше структуре служб OGC и непротиворечивость существующим стандартам и Техническим требованиям, Вы гарантируете устойчивость и наращиваемость архитектуры, основанной на этой структуре. Кроме того, это даст возможность более легко реагировать на новые требования и быстро внедрять новые приложения для обеспечении нужд более широкого круга пользователей, предоставляя им средства для гибкого комбинирования предлагаемых услуг при создании и настройке их собственных приложений.

Консорциум OGC уже ведет работы по определению набора интерфейсов веб-служб, которые имеют явные связи с HTTP GET и POST (например, Технические требования WMS, WFS и WCS). XML при этом играет важнейшую роль, поскольку обеспечивает расширяемость системы и привлечение новых поставщиков, необходимую платформу и независимость языка, что является ключевым моментом для обеспечения взаимодействия различных стандартов. XML также используется для определения ряда методов кодирования (например, SLD и GML).

Что касается проблем формирования сервисной цепочки, то в этом направлении работа еще продолжается с тем, чтобы использовать существующие и вновь возникающие, основанные на XML, технологии, такие как:

· Язык описания веб-служб (WSDL - http://www.w3.org/TR/wsdl), который обеспечивает способ описания сообщений и выполняемых службой операций, а также связь с конкретным протоколом и форматом сообщений. Технические требования к службе WSDL позволяет программам, которые называют прокси-генераторами, автоматически формировать запрос к этой службе, не требуя от абонента (клиентской или другой службы) априорного знания интерфейса служб, основанных на требованиях WSDL. WSDL также обеспечивает более простое формирование операционных цепочек как прозрачного для клиента, так и брокерского типа. Однако, следует отметить, что для ГИС-услуг только наличие описания сервисных интерфейсов на всегда является достаточным. В таких областях как ГИС, где многое сосредоточено на геопространственных данных, требуется также и определенный механизм описания их характеристик, которые должны поддерживаться и обрабатываться различными ГИС-услугами. В консорциуме OGC в настоящее время эту проблему предлагается решать, требуя от каждой веб-службы ГИС поддерживать запрос GetCapabilities, в ответ на который, помимо прочей информации, выдаются сведения о поддерживаемых в этих службах типах данных.

· Протокол универсального описания, поиска и интегрирования информации (UDDI - http://www.uddi.org). Он позволяет быстро и находить нужные бизнес-контакты и заключать сделки. Главным препятствием для принятия UDDI ГИС-сообществом является то, что UDDI пока не поддерживает никакой из типов геопространственных запросов. Поскольку такие запросы лежат в основе любого ГИС-приложения, то способность отвечать на них является критически важной для поиска услуг и доступа к данным. Остается надеяться, что в будущих версиях UDDI появятся такие функциональные возможности.

· Протокол SOAP (http://www.w3.org/TR/SOAP/) обеспечивает простой и легкий механизм обмена структурированной и другой информацией между равными по положению субъектами децентрализованной распределенной среды.

· Протокол DAML-S (http://www.daml.org/services) предоставляет поставщикам веб-услуг основной набор языковых конструкций для описания свойств и возможностей предлагаемого ими сервиса в однозначно интерпретируемой компьютерами форме. DAML-S поддерживает автоматический выбор, сочетание и взаимодействие разных веб-услуг, что очень важно для формирования эффективной сервисной цепочки. Это возможно благодаря тому, что DAML-S предъявляет технические требования к способам получения услуг от конкретной службы, соблюдение которых является необходимым для автоматического комбинирования услуг и их взаимодействия. Эти технические требования имеют потенциал для динамического определения того, какие услуги могут быть выстроены в одну цепочку, а какие из них должны быть заменены на другие для создания ответа на конкретный запрос.

· Язык BPEL4WS (http://www-106.ibm.com/developerworks/webservices/library/ws-bpel/) определяет систему обозначений для определения свойств бизнес-процессов, основанных на веб-услугах. Он используется в Microsoft, IBM, Siebel, SAP и BEA для координирования действий своих департаментов, отделов и филиалов. Процессы, описанные на языке BPEL, позволяют экспортировать и импортировать разные функциональные возможности исключительно через интерфейсы веб-служб. BPEL предоставляет все необходимые средства для формального описания требований к бизнес-процессам и протоколам взаимодействия. Это расширяет рамки моделей взаимодействия веб-служб и способствует развитию бизнеса.

Пока остается только ожидать, как перечисленные выше (а также другие) технологии смогут быть усовершенствованы для использования их в службах описания, поиска данных и формирования сервисной цепочки для геопространственных приложений. Чем скорее будут разработаны надежные способы тестирования, тем быстрее можно ожидать выгод от системы геопространственных услуг. Взаимодействующие геопространственные услуги будут особенно полезны для научного сообщества и решения инженерных задач, а также для центральных и местных органов власти, где жестко обусловленные иерархические системы вряд ли способны обеспечить необходимый диапазон возможностей и достаточную гибкость. Веб-службы должны позволять клиентам свободно комбинировать различные услуги для создания настроенных под их потребности решений с минимальными усилиями на программирование, интегрирование и ведение данных.

Рисунок 7.3 Модель сервисных цепочек для ГИС-рынка

Подобная сервисная среда, при наличии профессионального опыта в конкретных областях вполне может обеспечить значительные преимущества в разработке решений, настроенных под нужды ваших партнеров и клиентов. Как видно на рис. 7.3, в такой среде компаниям нет никакой необходимости в формировании собственных всеобъемлющих систем для завоевания своей доли рынка, что особенно важно для фирм, претендующих на сравнительно маленькие рыночные ниши со своими специализированными приложениями, для осознания потребностей своей отрасли.

Учитывая описанные выше подходы к организации и реализации веб-служб и важность обеспечения взаимодействия в рамках SDI, авторы данной книги рекомендуют следующее:

· При разработке геопространственного сервиса необходимо применять существующие стандартные интерфейсы и методы кодирования для обеспечения надежного доступа к данным и услугам;

[1] Alameh, Nadine. Chaining Geographic Information Web Services, IEEE Internet Computing (2003), Volume 7, Number 5

[2] Percivall, George (ред), OpenGIS Abstract Spec Topic 12: OpenGIS Service Architecture, v 4.3 (2001): http://www.opengis.org/docs/02-112.pdf

[3] Kottman, Cliff (ред), OpenGIS Abstract Spec Topic 15: Image Exploitation Services, v. 5 (2000): http://www.opengis.org/docs/00-115.pdf

[4] Kottman, Cliff (ред), OpenGIS Abstract Spec Topic 16: Image Coordinate Transformation Services, v 4 (2000): http://www.opengis.org/docs/00-116.pdf

[5] Daly, Martin (ред), Coordinate Transformation Services, version 1 (2001): http://www.opengis.org/docs/01-009.pdf

[6] Mabrouk, Marwa (ред), OpenGIS Location Services (OpenLS): Core Services, v. 1(2003): http://portal.opengis.org/files/?artifact_id=3418

[7] Buehler, Kurt (ред), OpenGIS Reference Model (ORM), version 0.1.2 (2003): http://www.opengis.org/docs/03-040.pdf

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: