Интернет-ГИС;
Широкая экспансия Интернета значительно изменила ГИС-технологии. Здесь обнаружилась любопытная диалектика. Вначале развитие ГИС закономерно привело к сетевым технологиям. Они, как было показано выше (см. разд. 14.1), позволили интегрировать многие источники информации, обновлять их в оперативном режиме, а главное — пользоваться распределенными базами данных. Но затем оказалось, что одиночные ГИС, создаваемые отдельными лицами (или коллективами исследователей), становятся малоэффективными, если они не интегрированы в компьютерные сети.
Во всяком случае по мере развития Интернет все более отчетливо приобретает черты глобальной ГИС. В самом деле, всемирная компьютерная сеть, подобно огромной ГИС, обеспечивает сбор и хранение данных, доступ к ним клиентов, передачу и обмен информацией, ее программную обработку и анализ, а в
286 Глава XV. Картография и телекоммуникации
Перспективы взаимодействия 287
итоге — представление результатов (часто новых карт) широкому кругу пользователей.
Сочетание ГИС и Интернет-технологий позволяет исследователю отыскивать нужные ему карты и далее работать с ними в интерактивном режиме, как с обычными настольными ГИС. Такой процесс реализуют двумя способами: либо «обучают» Веб-сервер, на котором располагаются интерактивные карты, основным функциям ГИС, либо создают специализированное программное обеспечение, поддерживающее функции настольной ГИС. В этом случае Веб-сервер обеспечивает только коммуникацию.
Сходство геоинформационных и сетевых технологий привело к их соединению, созданию Интернет-ГИС и формированию интегральной сетевой геоинформационной среды.
Интернет-ГИС — это геотелеинформационная система, использующая телекоммуникационные сети как средство передачи информации, доступа к удаленным базам данных и программным модулям для анализа, принятия решений и презентации результатов, включая карты.
Интернет-ГИС воспринимает и воспроизводит в расширенном виде все функции обычных ГИС, а к тому же обеспечивает доступ и обмен прикладными программами. Таким образом, исследователи получают возможность пользоваться программным обеспечением, которое необязательно инсталлировано в их персональных компьютерах. При этом Интернет-ГИС обеспечивает распределенность пространственных данных и средств анализа, которые могут быть размещены в разных точках сети, оперативное обновление информации и программного обеспечения.
Интернет-ГИС реализует две технологии картографирования. В одном варианте карты полностью создаются на удаленном сер вере по запросу пользователя и затем передаются ему, в другом — к пользователю поступают лишь файлы исходных данных, и он самостоятельно выполняет их обработку и составление карт в ин терактивном режиме. Обе технологии предполагают достаточно вы сокую картографическую культуру пользователей в сочетании с хорошим знанием возможностей электронных сетей. !
Виды и варианты пользовательских Интернет-ГИС весьма разнообразны по назначению и функциям. Одни из них позволяют только находить, визуализировать и обрабатывать необходимую информацию, другие, кроме того, осуществляют оперативное слежение за ресурсами пространственными данными, а третьи’,
наиболее развитые системы, обеспечивают еще и обмен данными с другими серверами.
Функционирование картографических Интернет-ГИС потребовало определенной перестройки системы хранения цифровой информации, большей ее концентрации, централизации фондов и совершенствования системы доступа для максимального количества пользователей. Ряд стран создают государственные библиотеки цифровых данных, располагающие миллионами единиц хранения аэро- и космических снимков. Такие библиотеки содержат доступные всем клиентам компьютерной сети описания (метаданные) различных фондов и коллекций цифровой геоинформации. Доступ к базам данных ограничен, он открыт только для зарегистрированных государственных ведомств и лиц, владеющих соответствующими паролями.
Многие страны предпринимают усилия для создания единых региональных инфраструктур пространственных данных. Так поступили западноевропейские государства, страны Азии и Тихого океана. Идеи формирования подобной инфраструктуры прорабатывают и картографо-геодезические службы стран СНГ, ощущающие необходимость сотрудничества в этой сфере.
15-6. Перспективы взаимодействия
Геоинформация составляет обширную часть информации, жизненно необходимой современному обществу. Экономика, культура, наука и образование, средства массовой информации, экологическая обстановка, внутренняя, внешняя политика и оборона, а в конечном счете — роль страны в мировом сообществе во многом зависят от качества и доступности геоинформации. Поэтому разработка средств и методов передачи геоинформации является одним из приоритетных научных направлений.
Соединение картографии, ГИС-технологий и телекоммуникационных сетей закономерно ведет к формированию особого научного направления — геотелекоммуникации как дисциплины, изучающей обращение геоинформации в компьютерных сетях. При этом взаимодействие происходит по двум главным направлениям:
♦ использование телекоммуникационных сетей (Интернета и др.) как средства распространения картографической информации;
288 Глава XV. Картография и телекоммуникации
♦ развитие телекоммуникационного картографирования как особого направления картографии, опирающегося на ГИС-и Интернет-технологии.
Развитие первого направления предполагает решение технических и организационных проблем, и прежде всего повышение пропускной способности и расширение каналов связи, совершенствование средств навигации в сетях и упрощение интерфейса. Для второго направления необходима разработка теории картографического моделирования в компьютерных сетях, средств и языка представления геоинформации, новых методов пространственно-временного анализа, способов визуализации. Таким образом, в первом случае внимание акцентируется на технических и технологических аспектах, а во втором — на проблемах методологического характера.
Геоинформационные системы применяют в целом ряде сфер: от сельского хозяйства и до планирования туристических маршрутов. Р БК Тренды рассказывают, как работает технология и почему она важна
Геоинформационные системы в наши дни помогают решать ряд важных задач — от определения оптимального маршрута и до анализа проблем экологии и перенаселения. Р БК Тренды объясняют, что это за технологии, как они работают и где используются.
Геоинформационные системы (ГИС, географическая информационная система) — это компьютерные технологии, которые применяют для создания карт и оценки фактически существующих объектов, а также происшествий. Такие системы собирают, хранят и анализируют информацию, а также обеспечивают ее графическую интерпретацию. Подобные инструменты позволяют пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также находить дополнительную информацию об объектах на них.
ГИС начали разрабатывать в 1960-х годах, когда появились компьютеры и пространственный анализ с визуализацией. Первой ГИС считается Канадская географическая информационная система, которая позволила стране запустить программу управления землепользованием. В 1970-е начали появляться ГИС, которые обеспечивали навигацию, вывоз городских отходов и мусора, движение транспорта в чрезвычайных ситуациях. В 1980-е годы ГИС начали применять в коммерческих сферах, так как их стали объединять с базами данных компаний. В настоящее время доступность программных средств позволяет модифицировать эти системы под самые разные задачи.
С помощью ГИС можно сравнивать и противопоставлять много разных типов информации. Система может включать данные о людях, такую как численность населения, доход или уровень образования. Она может также объединять информацию о ландшафте, например о местонахождении ручьев, различных видах растительности и почвах. Г ИС может включать данные о местонахождении заводов, ферм и школ, ливневых канализаций, дорог и линий электропередач.
Данные в системах ГИС обычно отображаются на карте. Технология позволяет пользователям искать разные виды данных в определенной географической области. Например, ГИС-карта одного города или района может содержать такую информацию, как средний доход, уровень продаж книг или итоги голосования. Любой слой данных можно как добавить, так и удалить, что делает обновление таких карт гораздо проще. Человек может указать место или объект на цифровой карте, чтобы найти информацию о нем. Например, пользователь может щелкнуть на значок школы, чтобы узнать, сколько учеников в ней занимается.
Существуют также ГИС-модели. С их помощью исследователи отслеживают изменения с течением времени. Так, они могут использовать спутниковые данные для изучения наступления и отступления льда в полярных регионах, а также оценивать, как объем этого покрова изменился с течением времени. Г ИС-модели позволяют создать покадровые снимки, которые показывают процессы, происходящие на больших площадях и в течение длительных периодов времени. Например, визуализация данных о течениях в океане помогает ученым лучше понять, как тепло перемещается по земному шару. Г ИС-системы часто используются для создания трехмерных изображений. Это полезно, например, для геологов, изучающих сейсмические разломы.
Виды ГИС
Географические информационные системы классифицируют по-разному в зависимости от масштабности и функционала, а также других признаков.
По территориальному охвату ГИС бывают:
По уровню управления:
По предметной области:
Если в ГИС присутствуют возможности цифровой обработки изображений, то такие системы называются интегрированными ГИС (ИГИС). Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС обеспечивают графическое или картографическое воспроизведение данных в любом масштабе с наибольшим разрешением. Пространственно-временные ГИС работают с данными во времени.
Назначение ГИС
В наши дни географические информационные системы применяются широко.
Окружающая среда
Экологи и предприятия используют ГИС для изучения изменений климата, подземных вод и оценки человеческого воздействия на природу. Так, в 2021 году «Росатом» разработал систему «Логос Гидрогеология», с помощью которой можно оценивать воздействие техногенных объектов на подземные воды и грунт как для штатного режима работы предприятий, так и для вероятных аварийных ситуаций. Модель прогнозирует уровень затопления территорий, риски прорыва плотин, подъем или понижение уровня воды от строительства плотин, дамб и каналов.
Военная сфера
ГИС помогает оценивать ситуацию в зоне тактической операции, проводить операции на суше (показывает условия местности, высоты, маршруты, растительный покров, объекты и населенные пункты), в воздухе (передает данные о погоде и видимости пилотам; направляет войска и снабжение) и на море (показывает течения, высоту волн, приливы и погоду). Российская компания КРЭТ в 2021 году представила навигационную систему для беспилотников, которая позволяет дронам летать автономно даже при отсутствии наземных, морских или космических ориентиров. Таким образом, она не требует работы GPS или «Глонасс».
Сельское хозяйство
Фермеры используют ГИС для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Данные поступают из различных источников: метеорологических станций, наземных датчиков, образцов почвы, спутников и беспилотников. В СПбГУ в 2021 году разработали геоинформационную систему для виноделов. Она позволяет оценить пригодность планируемых под посадки земель и соотнести ее с сортами винограда.
Лесное хозяйство
Лесники с помощью ГИС отслеживают вырубку и проводят инвентаризацию лесных насаждений. В 2020 году Минприроды и «Роскосмос» объявили о создании системы цифрового космического мониторинга. Она предназначена для эффективного контроля лесопользования, обращения с отходами и экологического контроля с помощью дистанционного зондирования Земли из космоса.
Бизнес
Геопространственные данные охватывают связанные с конкретным положением данные, такие как демографические характеристики покупателей или информацию о том, где в магазине люди проводят больше всего времени. Информацию можно использовать при выборе места для магазина, определении набора товаров и их выкладки и так далее. Так, группа компаний «МЫ!» развивает сеть гастрономов в формате «у дома», выбирая подходящие локации с помощью инструментов геоанализа ГИС Atlas и Geonet. А банк «Открытие» управляет продажами с помощью решения MLead российской компании-разработчика Marketing Logic. Новая платформа автоматизировала работу выездных сотрудников департамента корпоративных продаж банка: она ставит и контролирует задачи, предлагает оптимальные маршруты встреч, отправляет необходимую информацию клиентам и готовит отчеты.
Общественная безопасность
ГИС позволяют организовать охрану объектов, координировать оборону, реагировать на природные катастрофы, координировать действия правоохранительных органов, органов национальной безопасности и экстренных служб. В 2020 году Google разработала сервис по оповещению о землетрясениях Earthquake Alerts System. Она, по сути, превращает обычный смартфон на Android в мини-сейсмометр. Google получает данные с 700 сейсмометров и заранее предупреждает пользователей о толчках.
Презентация работы Earthquake Alerts System
Здравоохранение
ГИС помогают выявить проблемы с медобслуживанием в конкретном регионе, а также спрогнозировать распространение эпидемий.
Промышленность
ГИС помогают отслеживать производительность предприятий и работы строек в реальном времени. В настоящее время «Терра Тех» (входит в госкорпорацию «Роскосмос») создает технологию мониторинга с использованием дистанционного зондирования Земли и беспилотников для контроля строительства на БАМе и ТрансСибе.
Федеральная и местная власть
ГИС помогает управлять транспортной инфраструктурой, сельским и лесным хозяйством, горнодобывающей промышленностью, водными ресурсами. Местные органы власти широко применяют ГИС для наблюдения за дорожным движением и условиями, качеством окружающей среды, распространением заболеваний, распределением предприятий коммунального хозяйства, чтобы своевременно реагировать на запросы населения. « Ростелеком» начал внедрять в Анапе геоинформационную платформу РусГИС, которая оцифрует и объединит в единую систему всю информацию о муниципальной собственности, транспорте, пляжных территориях и других социально и экономически значимых объектах. Это поможет оптимизировать издержки на эксплуатацию городской инфраструктуры, принимать эффективные управленческие решения и повысить инвестиционную привлекательность курорта.
Страхование и недвижимость
В данных сферах ГИС позволяют принимать решения о застройке площадей, выполнять их зонирование, а также выстраивать тарифную политику в зависимости от рисков. Росреестр в декабре 2021 года представил сервис «Умный Кадастр», который помогает вовлекать в оборот неиспользуемые объекты недвижимости. А «Росгосстрах» уже внедрил аналитическую геосистему с интерфейсом «умных карт» в помощь страховым агентам. Она отражает актуальную картину по страхованию объектов в масштабе отдельного населенного пункта.
Программы для ГИС
ГИС-приложения включают в себя как аппаратную, так и программную составляющие. Они объединяют различные типы информации, среди которых:
Технология ГИС позволяет накладывать все типы информации, независимо от их источника или исходного формата, поверх друг друга на одной карте. Г ИС использует местоположение в качестве ключевой переменной, чтобы связать эти, казалось бы, несвязанные данные.
Ввод информации в ГИС называется сбором данных. Информацию, которая уже находится в цифровой форме, можно просто загрузить в систему. Однако сначала карту необходимо отсканировать или преобразовать в цифровой формат.
Географические информационные системы включают три компонента:
В ГИС информация со всех различных карт и источников должна соответствовать одному масштабу — соотношению между расстоянием на карте и фактическим расстоянием на Земле. При этом разные карты имеют разные проекции. Чтобы перенести изогнутую трехмерную форму на плоскую поверхность, неизбежно требуется растяжение одних частей и сжатие других. Так, на карте мира могут быть показаны либо страны правильного размера, либо их правильные формы, но нельзя отобразить эту информацию одновременно. Г ИС берет данные с разных карт мира и объединяет ее, чтобы отобразить в одной общей проекции.
Примеры программ
Mapinfo. С помощью этой программы можно создавать тематические карты, а также строить 3D-ландшафты. Mapinfo включает инструмент оцифровки материала и его обмена с другими организациями. Рабочее окно можно сохранять в разных форматах: bmp, tif, jpg и wmf.
DataGraf. Данный инструмент предназначен для пространственной визуализации и моделирования ситуаций. Программа позволяет создавать векторные карты, привязывать к каждому их элементу неограниченное число данных, копировать эти данные в другой файл и вручную изменять характеристики объектов и их местоположения.
NextGIS. Бесплатный облачный продукт от российских разработчиков. С помощью него можно создавать веб-карты с произвольными настройками и стилями слоев, а также рассматривать и анализировать эти карты. Также можно встраивать карты в веб-сайты.
Работа в ГИС
Геоинформатика считается уже сложившейся отраслью, в которой работают крупные компании с миллиардными оборотами по всему миру, в том числе Яндекс и Google. Как правило, в наши дни во всех крупных компаниях, связанных с пространственной информацией, есть картографический и ГИС-отделы. В отрасли, помимо специалистов, востребованы сотрудники для базовых задач по сбору данных и оцифровке. На такие позиции часто берут студентов-практикантов.
Специалисты по ГИС-технологиям работают в разных направлениях. Выделяют несколько основных специальностей:
За рубежом средняя зарплата в ГИС составляет от $40 000 до $100 000 в год. Картографы обычно зарабатывают меньше всего, а самые большие заработки — у старших инженеров-программистов.
В России зарплаты специалистов сферы ГИС также варьируются. Картограф может претендовать на зарплату от ₽80 тыс., тогда как ведущие разработчики зарабатывают от ₽200 тыс. По направлениям, связанным с ГИС, специалистов обучают все ведущие и региональные российские вузы, в том числе Московский государственный университет геодезии и картографии, МИРЭА — Российский технологический университет, НИУ ВШЭ, Государственный университет по землеустройству и другие. Кроме того, в интернете есть онлайн-курсы по этому направлению.
Библиографическое описание
Миронова, Ю. Н. Геоинформационные системы и интернет / Ю. Н. Миронова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 12.1 (92.1). — С. 39-42. — URL: https://moluch.ru/archive/92/17769/ (дата обращения: 19.08.2023).
В данной работе рассматриваются геоинформационные системы, их связь с развитием интернета. В связи с этим возникают проблемы интеграции и защиты информации. Эти проблемы делятся на общие для информационных сетей, а также на конкретные, связанные с ГИС.
Ключевые слова:геоинформационные системы, ГИС, веб-ГИС-серверы, веб-картографирование, геопозиционирование.
В данной работе рассматривается развитие геоинформационных систем в контексте развития интернета, возникающие при этом проблемы интеграции и защиты информации, а также возможные пути решения этих проблем.
Примерно с 1995 года интернет стал занимать доминирующее положение в вопросах информационного обмена, превратившись в настоящее время в неотъемлемую часть информационных технологий.
В настоящее время веб-ГИС-сервисы всё более вовлекают географические данные в глобальный информационный обмен, поддерживаемый с помощью интернета. Причем делается это сравнительно легко, только за счет использования стандартных веб-браузеров.
Благодаря интернет-технологиям, были заложены основы создания многочисленных ГИС-интернет-приложений. Появились новые направления исследований, сформировался рынок специализированных программных продуктов. Появилась реальная возможность организации и поддержки глобального обмена географической информацией.
Для сети интернет появление интерактивных картографических ресурсов также имеет большое значение, так как они повысили долю «серьёзного» содержания глобальной сети.
На рисунке 1 можно увидеть фрагмент карты Казани, полученный с помощью сервиса Яндекс. Карты. Такие простые формы гис-навигации можно использовать при передвижении по незнакомому городу (), просто распечатав нужный фрагмент карты.
Уже имеется немало ресурсов в виде Веб-серверов. Можно выделить несколько направлений их функционального применения:
— справочно-информационное картографическое обслуживание;
— справочно-аналитическое картографическое обслуживание;
— тематико-картографическое обслуживание;
Веб-ГИС-серверы постоянно развиваются и совершенствуются. Их общее количество постоянно увеличивается, процессы их создания и использования становятся всё более простыми и доступными. Веб-картографирование в составе веб-ГИС-серверов становится всё более интерактивным процессом. Всё чаще предоставляются услуги по геопозиционированию самих пользователей или интересующих их объектов на электронной карте или непосредственно на местности.
В зависимости от используемых технологических стратегий и платформ веб-ГИС-серверы можно разделить на несколько групп:
1. Серверы, передающие исходные данные на компьютер клиента (FTP, HTTP-серверы). Далее файлы обрабатываются ГИС-приложением, имеющимся на компьютере клиента.
2. Серверы, передающие статичные географические изображения в растровом или векторном формате.
3. Серверы, обрабатывающие запросы к метаданным с использованием картографического изображения.
4. Серверы, формирующие карты в интерактивном режиме. Это самый популярный способ передачи геоизображений. Применение подобной технологии позволяет получать интерактивные карты, отвечающие любым запросам пользователя в рамках предоставляемых ему возможностей.
Существуют и другие, более сложные технологии обработки геопространственных данных. В настоящее время происходит интеграция веб-ГИС-серверов в веб-ГИС-порталы.
Особенно остро стоит проблема обеспечения безопасности функционирования ГИС в интернете.
Рассмотрим возможные угрозы интернет ГИС.
Во-первых, это атака через интернет с целью несанкционированного получения, изменения или удержания информации.
Во-вторых, несанкционированное использование данных, полученных в результате легального использования ГИС.
Таким образом, можно выбрать следующие направления защиты:
1. максимальная защита интернет-сервера от несанкционированного доступа, изменения и удержания данных;
1. Модернизация программного обеспечения веб-сервера.
2. Использование узкоспециальных серверов.
3. Удаление лишних приложений.
4. Внешний Firewall.
5. Опасность удаленного администрирования.
6. Использование маршрутизаторов с фильтрацией пакетов.
7. Обучение персонала.
8. Разделение привилегий.
9. Апаратные решения.
10. Системы обнаружения вторжений.
В то же время при всем удобстве использования специализированных картографических интернет серверов выявлен ряд недостатков, затрудняющих их использование в качестве серверов интернет ГИС для публикации открытой информации. К примеру, применение стандартных интернет-серверов возможно только в том случае, если компания имеет свой собственный интернет сервер и может себе позволить оплату лицензии за использование картографического сервера. Возникают проблемы высокой стоимости лицензии продукта и проблемы совместимости различных платформ.
В таком случае имеет смысл создание собственного картографического интернет-сервера. Можно выделить два направления реализации картографического интернет-сервера:
— с использованием стандартных ГИС;
— самостоятельная реализация элементов ГИС в интернет-сервере.
Таким образом, мы рассмотрели возможные пути решения проблемы безопасности веб-сервера, геоинформационной системы, а также направления дальнейших исследований по данной тематике.
3. Фэрроу Р., Пауэр Р., Защита сервера Web.http:/www.osp.ru/lan/1998/07–08/133608
4. Мэлл П., Фэрреро Д. Обеспечение безопасности web-серверов. http:/www.i2r.ru/article.shtml?id=10605
Основные термины (генерируются автоматически): данные, интернет, FTP, HTTP, время, географическая информация, геоинформационная система, защита информации, компьютер клиента, проблема интеграции, сервер.
