CC BY
40
ОРГАНИЗАЦИИ БАЗ ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ РЕГИОНАЛЬНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ Макарьин Игорь Вячеславович, к.т.н., ведущий научный сотрудник 27 ЦНИИ МО РФ ([email protected]) 27 ЦНИИ МО РФ г.Москва, Россия Новиков Вадим Николаевич, аспирант кафедры информационных систем и технологий ЮЗГУ, (e-mail: [email protected]) Юго-Западный государственный университет, г.Курск, Россия Николаев Юрий Викторович, преподаватель кафедры физической подготовки ЮЗГУ, (e-mail: [email protected]) го-Западный государственный университет, г. Курск, Россия
Проанализированы условия использования геоданных в регионе. Сформулированы принципы построения БД развития территорий с учетом использования геопространственной информации и ДДЗ.
Ключевые слова. Базы геоданных, данные дистанционного зондирования, геопространственное информационное обеспечение, социально-экономическая организация, автоматизированная система.
Введение. В настоящее время развитие экономики характеризуется возрастающей потребностью применения новых информационных технологий и разнородных данных, при построении инфраструктуры современных объектов региональной инфраструктуры [1-3]. Информационные данные дистанционного зондирования (ДДЗ) и другие результаты космической деятельности в данной ситуации выступают в роли системообразующих факторов развития определяющих облик построения и применения региональных и муниципальных систем автоматизации [4-5].
В условиях значительного роста элементов региональной инфраструктуры важным и актуальным является обоснование принципов организации БД геопространственного информационного обеспечения (ГПИО) в социально-экономических организациях (СЭО) и применения различных видов информационного обеспечения (ИО) в автоматизированных системах (АС) обеспечения развития территорий [1-4].
Теоретическая часть. На основе выполненных исследований и с учетов внешних и внутренних условий функционирования объектов региональной инфраструктуры Курской области [6-8] организация БД на основе использования геоинформационных технологий (ГИТ) основывается на следующих принципах:
- ориентация на государственные и международные стандарты в области создания, хранения и распространения пространственных данных;
- ответственность за актуализацию, корректность и распространение некоторого набора пространственных данных, описывающих тот или иной
объект местности, того учреждения или организации, в чьем хозяйственном ведении или оперативном управлении находится соответствующий объект;
- обязательная идентификация набора пространственных данных описывающими их метаданными в целях унификации доступа к ним.
Проведенный на этапе предпроектного обследования анализ потребностей СЭО и ведомств Курской области в пространственных данных, информационных потоков, состава данных, необходимых для эффективного комплексного использования ГИТ, средств ДЗЗ и других результатов космической деятельности показал, что информационное обеспечение региональной инфраструктуры целесообразно организовать следующим образом [6-8].
Хранение наборов данных, представленных в векторно-атрибутивной форме, например, таких как банк топографо-геодезических данных или отраслевые тематические цифровые карты, организовывается в виде распределенного хранилища данных на базе реляционной или объектно-реляционной СУБД с поддержкой возможности хранения векторных пространственных данных. Такой тип размещения информации обеспечивает многопользовательский регламентированный доступ со стороны и регионального, и муниципального сегмента Курской области для своевременной актуализации и эффективного использования данных на всех уровнях управления.
Хранение наборов данных, представленных в растровой форме, а именно космических и аэрофотоснимков, организовывается в виде централизованного структурированного файлового хранилища с обеспечением механизмов доступа к данным пользователей посредством поиска информации по метаданным.
ЭБ-модели отдельных объектов и территорий создаются на локальных рабочих местах организаций, и реплицируются в централизованное структурированное файловое хранилище.
При загрузке данных из источников информации производится их верификация и преобразование к единому согласованному виду, соответствующему структуре хранилища. Источники данных и процесс преобразования описывается в метаданных.
Предоставление данных пользователям в СЭО осуществляется в соответствии с регламентами и правами доступа к информации также описываемых метаданными. Для конкретных целей и задач информация хранилища может быть предварительно преобразована к удобному для пользователя или приложения виду, в том числе с формированием на уровне хранилища подмножеств данных - представлений и тематических витрин данных. Эти подмножества и процессы их формирования также описываются метаданными. Подмножества могут быть сгруппированы по территориальным, тематическим, прикладным, функциональным или другим при-
знакам.
В качестве промышленной СУБД для организации распределенного хранилища координатно-привязанной информации на серверах СЭО, целесообразно использование СУБД PostgreSQL с модулем расширения PostGIS, обеспечивающей хранение и обработку пространственных данных.
СУБД PostgreSQL - это кросс-платформенная свободно распространяемая объектно-реляционная система управления базами данных, наиболее развитая из открытых СУБД в мире и являющаяся реальной альтернативой коммерческим базам данных [9-11].
Основные принципы построения СУБД вида PostgreSQL.
1. Надежность обеспечивается следующими возможностями: полное соответствие принципам теории СУБД; многоверсионность; наличие современного механизма протоколирования всех транзакций; возможность восстановления базы данных на любой момент в прошлом; репликации; обеспечение целостности данных; открытость кодов PostgreSQL.
2. Производительность PostgreSQL основывается на использовании индексов, интеллектуальном планировщике запросов, тонкой системы блокировок, системе управления буферами памяти и кэширования, масштабируемости при конкурентной работе.
3. Расширяемость PostgreSQL означает, что пользователь может настраивать систему путем определения новых функций, агрегатов, типов, языков, индексов и операторов. Объектно-ориентированность PostgreSQL позволяет перенести логику приложения на уровень базы данных, что сильно упрощает разработку клиентов, так как вся бизнес логика находится в базе данных. Функции в PostgreSQL однозначно определяются названием, количеством и типами аргументов. PostgreSQL предоставляет легкую возможность создания нового типа данных и индексных методов доступа.
4. Поддержка SQL. Кроме основных возможностей, присущих любой SQL базе данных, PostgreSQL обеспечивает высокий уровень соответствия современным стандартам ANSI SQL 92, ANSI SQL 99 и ANSI SQL 2003, и поддерживает все современные средства.
5. Набор типов данных PostgreSQL включает, кроме стандартных, и пространственные типы данных, что особенно важно при использовании СУБД в составе ГИС.
PostgreSQL имеет очень богатый набор встроенных функций и операторов для работы с данными. Обеспечивает функционирование 25 различных наборов символов (charsets), включая ASCII, LATIN, WIN, KOI8 и UNICODE, а также поддержка locale, что позволяет корректно работать с данными на разных языках. Обеспечивается поддержка NLS (Native Language Supporf) - документация, сообщения об ошибках доступны на различных языках, включая русский.
6. Интерфейсы в PostgreSQL реализованы для доступа к базе данных из ряда языков (C, C++, C#, python, perl, ruby, php, Lisp и другие) и методов доступа к данным (JDBC, ODBC).
7. Процедурные языки позволяют пользователям разрабатывать свои функции на стороне сервера, тем самым переносить логику приложения на сторону базы данных, используя языки программирования, отличные от встроенных SQL и C. К настоящему времени поддерживаются (включены в стандартный дистрибутив) PL/pgSQL, pl/Tcl, Pl/Perl и pl/Python. Кроме них, существует поддержка PHP, Java, Ruby, R, shell.
S. Простота использования обеспечивается наличием специальных утилит: утилита psql (входит в дистрибутив) предоставляет удобный интерфейс для работы с базой данных, содержит краткий справочник по SQL; phpPgAdmin (лицензия GPL) представляет возможность с помощью Web браузера администрировать PostgreSQL кластер; pgAdmin III (GNU Arfistic license) предоставляет удобный интерфейс для работы с базами данных PostgreSQL; PgEdit - программная среда для разработки приложений и SQL-редактор.
9. Безопасность данных является важнейшим аспектом любой СУБД. В PostgreSQL она обеспечивается 4-мя уровнями безопасности: PostgreSQL нельзя запустить под непривилегированным пользователем (системный контекст); SSL, SSH шифрование трафика между клиентом и сервером (сетевой контекст); сложная система аутентификации на уровне хоста или IP адреса/подсети; детализированная система прав доступа ко всем объектам базы данных.
Внутри СУБД наборы данных распределяются по различным логическим структурам («схемам базы данных») в зависимости от принадлежности данных тому или иному информационному ресурсу, что позволяет обеспечить целостность и непротиворечивость информации.
На базе СУБД ведутся также наборы данных служебной информации, а именно нормативно-справочная информация и метаданные.
Заключение. Таким образом, предложена принципы и схема организации БД СЭО на основе программно-информационного продукта PostgreSQL. Данную архитектуру можно использовать как типовое системное решение в системах автоматизации объектов регионального уровня использующих ГПИО [12-13].
Список литературы
1. Николаев В.Н., Потапенко А.М., Новиков В.Н., Макарьин И.В. Основные направления применения результатов космической деятельности в социально-экономических системах Курской области // Инновационная экономика: перспективы развития и совершенствования. 201б. № 8(18). С. 91-97.
2. Вертакова Ю.В., Николаев В.Н. Организация инфраструктуры системы управления инновациями высшего учебного заведения // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № б-1(39). С. 37-41.
3. Николаев В.Н. Технико-экономические модели геоинформационных систем на-
учно-производственных предприятий: монография. - Курск: Издательство ЮЗГУ, 2015.
- 220 с.
4. Николаев В.Н. Методология построения и использования инновационных геоинформационных систем: монография - Курск: Издательство ЮЗГУ, 2014. - 166 с.
5. Николаев В.Н. Управление жизненным циклом инновационной ГИС: монография.
- Саабрюкен: Palmarium academic publishing, 2013. - 374 с.
6. Николаев В.Н. Модель управления технико-экономическими ресурсами информационной системы инновационного предприятия // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 6-1(39). С. 68а-72.
7. Николаев В.Н. Выбор показателя качества функционирования системы обработки геопространственной информации с разнотипными распределенными ресурсам // Системы управления и информационные технологии. 2006. Т.23. № 1. С. 51-53.
8. Николаев В.Н. Модель процесса функционирования распределенной системы обработки геопространственной информации коллективного пользования с различными элементами // Системы управления и информационные технологии. 2006. Т.25. № 3. С. 19-22.
9. Николаев В.Н. Модель процесса функционирования иерархической многофазной геоинформационной системы // Системы управления и информационные технологии. 2005. Т.20. № 3. С. 70-74.
10. Вертакова Ю.В., Николаев В.Н., Макарьин И.В. Метод оценки стоимости транзакций при создании инновационной геоинформационной продукции // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 3-2(42). С. 112а-117.
11. Николаев В.Н., Дорохов Д.С., Толбин А.Э. Модель организации технико-экономических ресурсов инновационного предприятия // Инновационная экономика: перспективы развития и совершенствования. 2015. № 2(7). С. 192-195.
12. Новиков В.Н., Николаев Ю.В. Классификация систем автоматизации в составе социально-экономических предприятий и учреждений // Инновационная экономика: перспективы развития и совершенствования. 2016. № 8(18). С. 97-103.
13. Макарьин И.В., Новиков В.Н., Николаев Ю.В. Управление технико-экономическими ресурсами социально-экономической организации // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2016. Т.14. № 10. С. 66-69.
ORGANIZATION OF DATABASES GEOINFORMATIONAL SUPPORT OF SOCIOECONOMIC OBJECTS OF REGIONAL INFRASTRUCTURE
Makarin Igor Vyacheslavovich candidate of technical Sciences, leading researcher 27 TSNII MO RF ([email protected]) 27 TSNII MO RF, Moscow, Russia
Novikov Vadim Nikolaevich-postgraduate student of the Department of information systems and technology at SWSU, (e-mail: [email protected]) South-West state University, Kursk, Russia
Nikolaev Yury Viktorovich, the teacher of chair of physical training at SWSU, (e-mail: [email protected]) South-West state University, Kursk, Russia
Abstract. We analyze the conditions of use of GEODATA in the region. The principles of constructing a database of development of territories taking into account the use of geospatial information and remote sensing data.
Key words. Geodatabases, remote sensing data, geospatial information support, socioeconomic organization of the automated system.
