CC BY
67
УДК 681.5 ББК 32.965 Х 98
Р.Д. Хунагов, Т.П. Варшанина, О.А. Плисенко,
С.Ф. Пикин, А.Ф. Кизянов
Проект электронного правительства Республики Адыгея
(Рецензирована)
Аннотация:
Проект электронного правительства Адыгеи предназначен для формирования единого информационного поля региона. Структура системы и возможности аналитической обработки накопленных и продуцируемых пространственных данных предназначены для разработки инструментария пространственно-временного анализа, а также решений в области различных аспектов природопользования и сбалансированного социальноэкономического развития региона.
Ключевые слова:
Электронное правительство региона, технология открытых систем, модель хранения данных в виде пирамиды детализации,
Стратегия развития информационно-коммуникационных технологий для качественного решения задач государственного управления и планирования на всех уровнях административной и ведомственной организации направлена на создание объемлющей все сферы деятельности общества системы автоматизированного сбора, обработки, обмена и вывода информации, поддерживаемой разветвленной Intranet/Internet сетью.
Полная реализация широкомасштабных проектов государственных информационных систем уходит в некоторую отдаленную перспективу, а ее успешность, как с позиции экономичности разработки, так и с позиции функциональности, определяется изначально заложенной идеологией.
В настоящее время в России интенсивно формируется вертикаль ведомственных и целевых информационно-коммуникационных потоков для государственного управления и планирования в приоритетных областях социально-экономического развития на всех уровнях административной организации. В то время как для поддержки сбалансированного социально-экономического развития на региональном уровне необходима
автоматизация взаимодействия всего многообразия горизонтальных потоков территориальной информации, существенная доля которой является координированной, так
как территориальная специфика по существу и определяет траектории регионального развития.
В сложившихся условиях системы электронных правительств субъектов
Федерации призваны сформировать единое координированное информационное
пространство региона, интегрирующее
наработанные ведомственные и
административные программные средства на основе технологии открытых систем (ТОС). ТОС поддерживают возможность работы под все широко распространенные платформы, в том числе бесплатные, возможность работы со всеми широко распространенными форматами обмена данными, эволюционное, помодульное развитие и, таким образом, обеспечивают экономичность разработки и эксплуатации региональных информационных систем.
Предложенный правительству Республики Адыгея проект информационной системы электронного правительства разрабатывается с учетом основных положений технологии открытых систем. На первом этапе построения системы формируется профиль электронного правительства, представляющий собой согласованный набор одного или более базовых стандартов на процессы, происходящие в системе, структуру информации, методологию, языки описания. На основе построенного профиля разрабатывается эталонная модель
системы, описывающая ее в терминах сущностей и служб. Общая структура системы
представлена на рис. 1.
Электронное правительство Республики Адыгея
го ^ s
^ 3
СО CD
:с
г,-
1Л
-Q s х I-
си к ш х о s
Ci. Π^ <=
Хранилище данных
(оперативные, трансформированные и агрегированные данные)
Система поддержки принятия решений
(анализ возможных сценариев, прогноз развития ситуации, экспертные оценки)
Состав: специализированное ПО, специализированная БД
Территориальный банк данных
Состав:
пространственная БД,
ПО для визуализации и редактирования ...
Данные:
пространственные, атрибутивные, статистические, проч. данные
S®
О s ^ °
ГИС-портал Республики Адыгея
Internet/Intranet сервисы (Web-интерфейсы пакетного и интерактивного обмена)
Интерфейсы взаимодействия
Интерфейсы взаимодействия
Интерфейсы взаимодействия
Ведомственная подсистема
Ведомственная подсистема
Ведомственная подсистема
CD
CÛ
о
Ш
Информационная
система
предприятия
Информационная
система
предприятия
Информационная
система
предприятия
Социально-экономический блок Природно-ресурсный блок
Рис. 1. Концептуальная схема «Электронное правительство Республики Адыгея».
Уровень анализа и принятия решений включает: центральный сервер с хранилищем данных и специализированным ПО (средства поддержки запросов для генерации отчетов, приложения извлечения данных и поддержки принятия решений); информационный сервер территориального банка данных.
Хранилище консолидированной
информации реализуется в виде центрального сервера в целях: интеграции текущих и
исторических значений данных; объединения данных из разрозненных источников; создания надежной платформы данных для аналитических целей; обеспечения
однородности данных; облегчения внедрения стандартов данных без изменения существующих операционных систем; обеспечения широкой исторической картины и возможностей для анализа тенденций. Доступ к информационному хранилищу организуется двумя способами: 1) по внутренней
межведомственной сети с обеспечением требуемой защиты для конфиденциальной информации; 2) через сеть Интернет для публикуемых данных.
Территориальный банк данных
представляет информационный сервер с комплексом интегрированных программных средств на геоинформационной основе, включающих средства визуализации, редактирования, анализа пространственных данных. Территориальный банк данных
работает как с собственной базой данных, так и с данными, поступающими из хранилища.
Результаты анализа используются в системах поддержки принятия решений.
Территориальный банк, хранилище данных, операционные системы дополняют друг друга, обеспечивая полный контроль и надежность данных.
На платформе информационного сервера территориального банка данных создается банк полномасштабного ряда электронной
картографической информации территории, банк базовых тематических данных по рельефу, гидрографии, почвам, климату, биоте, ландшафтами, общественно-хозяйственной сфере, материалы функционального зонирования территории. Информационный сервер играет роль интегратора отраслевых ГИС на единой основе тематических и
топографических материалов, что обеспечивает совместимость сведений, аккумулируемых в отраслевых базах данных. Основная задача такой платформы обеспечить эффективное взаимодействие между данными различных тематических блоков, комплексный совмещенный анализ, а также работу пользователей с данными в условиях разграниченного доступа. Предоставляются также средства для работы с данными хранилища. С использованием программного обеспечения территориального банка данных возможна оперативная обработка
пространственной информации:
пространственный анализ «на лету», генерация карт, функции 2D/3D редактирования и т.д.
Банк топографо-геодезических материалов, общегеографических и тематических карт, аэрофотоснимков, данных дистанционного зондирования организуется на платформе авторской (оригинальной) модели Terrain Server, концептуальная схема которой представлена на рис. 2, предназначенной для построения и хранения цифровой пространственной информации с применением модели хранения данных в виде пирамиды детализации. Предельный уровень детализации модели может различаться на разных участках территории в зависимости от потребности и наличия исходных данных. Распределённая геопространственная база данных содержит трёхмерную цифровую модель рельефа, включающую как растровые, так и векторные интерпретации. При этом цифровая модель рельефа, разработанная на основе авторской программы Gravity [6] с предельным разрешением порядка 10см, обеспечивает
точность передачи формы земной поверхности, адекватную любым задачам от авиационной навигации до архитектурного проектирования.
Уровень обмена обеспечивает связь между элементами уровня анализа и принятия решений и серверами электронных предприятий с применением
специализированной компьютерной сети, и Internet/Intranet сетей. На этом уровне
разрабатываются сетевые сервисы пакетного обмена информацией согласно структуре
метаданных хранилища.
Уровень обработки данных включает вторичные, ведомственные, сервера, которые
организованы в виде оперативных транзакционных систем (т.е. ориентированы на оперативную обработку информации),
выполняют консолидацию и коррекцию оперативных данных и поставляют их в хранилище. В то же время, они могут получать интересующую их ретроспективную
консолидированную информацию с центрального хранилища данных.
Клиентские информационные системы предприятий соединяются со своими серверами по локальной сети или ADSL-соединению.
Клиентские системы публичного пользователя (конечного клиента) получают доступ к данным с клиентского компьютера, подключённого к Шег^;.
Защита информации
Система обеспечивает защиту информации путем организации многоуровневого доступа к информационному хранилищу и серверам электронных предприятий, определяемого для каждого типа пользователя. При передаче конфиденциальной информации по сети используется протокол шифрования SSL.
5) Клиентские системы (потребители геопространственных данных)
Рис.2. Концептуальная схема Terrain Server.
Наполнение системы
Для хранилища данных используется модель многомерного куба, поддерживающая в качестве одного из измерений время, что позволяет выполнять ретроспективную выборку данных. Вторым основным измерением является местоположение в географическом координатном пространстве, описываемом стандартной системой координат. Вся некоординируемая информация группируется относительно объекта - источника данных, имеющего координаты. Хранилище поддерживает набор общероссийских классификаторов предметных областей (KLADR и др.), а также каталог электронных предприятий. Структура данных поступающих от различных ведомств описывается метаданными, на основе которых возможно выполнение многопараметрических нерегламентированных запросов. Основными задачами, решаемыми с помощью метаданных, являются: согласование концептуального, логического и физического уровня данных, поступающих от различных ведомств; обеспечение семантической прозрачности информационной инфраструктуры для пользователей; централизованное управление изменениями объектов метаданных. Метаданные включают: определения (стандартные определения, псевдонимы, взаимные ссылки); описание структуры хранилища (ключи, размерности, атрибуты); описание источников данных; график обновления; описание изменения в структуре хранилища; отношения в рамках моделей данных различного уровня абстракции; уровни доступа; лог изменений объектов метаданных и др.
Для реализации данной модели хранилища используется геоинформационная основа, т.е. специализированное ПО, ориентированное на работу с пространственной и временной информацией (например, модуль PostGIS для СУБД PostgreSQL).
Для решения задач быстрого поиска, а также выполнения многоуровневых пространственных запросов и анализа разрабатывается система пространственной индексации, на основе октарного дерева описывающего все уровни иерархии.
Актуализация и наполнение хранилища данных осуществляется заинтересованными ведомствами. Базовые слои могут быть предоставлены в свободном доступе.
В ГИС-центре Адыгейского госуниверситета в соответствие с принятыми ГОСТами и задачами ГИС-анализа разработаны электронные векторные карты Адыгеи и прилегающих территорий масштабов 1:200000 и 1:50000, традиционно используемых в региональном анализе, и комплект карт масштабов 1:25000 и 1: 10000, 1:2000. Банк электронных тематических карт республики в масштабе 1:200000, включающий все общепринятые картографические блоки для регионального анализа, содержит около 300 карт. Из них 110 карт представлены в изданном в 2005г. при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 02-05-78041) Атласе Республики Адыгея [1].
Банк фактологических данных разрабатывается на основе объектно-реляционной модели, в которой иерархия дискретных объектов представляет единицы природно-ресурсного и административного районирования с принадлежащими им атрибутами (рельеф, почвы, климат, ландшафты и т.д., территориальная организация хозяйства, пространственная дифференциация социально-экономической сферы [2,3,4,5,7], а точечные параметры континуального геопространства формируют реляционную часть модели.
Архитектура системы
В основе системы лежит клиент-серверная архитектура, поддерживающая доступ через Intranet/Internet каналы.
Серверное ПО включает: открытую объектно-реляционную СУБД PostgreSQL (свободно распространяется по лицензии GNU GPL), обеспечивающую гибкую систему разграничения прав пользователей, поддержку операционных систем Windows, Unix, MacOS, полноценную поддержку геопространственных данных (модуль PostGIS) в стандартных географических системах координат; специализированное ПО для анализа данных и принятия решений, на основе технологии DataMining, MOLAP.
Клиентское ПО представляет собой авторское (оригинальное) приложение на основе разработанного в ГИС Центре АГУ программного ядра OpenGISCore (распространяется по лицензии GNU LGPL), обеспечивающего поддержку сетевой пространственной СУБД,
высокопроизводительную визуализацию 2D/3D пространственных объектов с использованием OpenGL. Клиентское приложение поддерживает функции ГИС-анализа, редактирования пространственных данных, импорта и экспорта данных в распространенные форматы (GRD, SHP, TIFF, BMP и др.).
ГИС-портал Республики Адыгея представляет собой публичную (открытую) часть системы, целью которой является формирование информационного образа республики. Портал представляет собой объединение картографической информации по республике и каталога электронных предприятий со ссылками на их порталы и он-лайн сервисы, блоков дополнительной тематической информации. Портал содержит административно-туристскую карту Республики, включающую административные границы и расположения населённых пунктов; транспортную карту; схему расположения рекреационных объектов; подробные планы населённых пунктов, информацию для инвесторов. Также возможно платное размещение рекламной информации на карте.
В соответствие с общей концепцией создаваемой системы электронного правительства разрабатываемые решения оптимального структурирования и аналитической обработки накопленных и продуцируемых пространственных данных предназначены для:
— формирования единого информационного поля региона;
— создания на основе разрабатываемой ГИС оптимально организованного регионального информационного хранилища природно-ресурсных, социально-экономических данных и картографических материалов;
— разработки инструментария пространственно-временного анализа, а также решений в области различных аспектов природопользования и сбалансированного социально-экономического развития региона.
Проект предложен для обсуждения в правительство Республики Адыгея.
Примечания:
1. Атлас Республики Адыгея. Майкоп, 2005. 80 с.
2. Варшанина Т.П., Митусов Д.В. Климатические ресурсы ландшафтов Республики Адыгея. Майкоп, 2005. 237 с.
3. Варшанина Т.П., Плисенко О.А., Пикин С.Ф. Интегрированный территориальный банк данных информационной поддержки сбалансированного развития региона // Юг России: экология, развитие. 2007. № 2. - С. 12-22.
4. Объектно-ориентированная цифровая модель рельефа / Т.П. Варшанина, О.А. Плисенко, С.Ф. Пикин, И.В. Стародуб // Вестник Адыгейского госуниверситета. Майкоп, 2007. № 4. С. 216-222.
5. Мартыненко А.И., Варшанина Т.П., Плисенко О.А. Геоинформационное моделирование территорий Системы и средства информатики: геоинформационные технологии. М., 2004. С. 166-186
6. Пикин С.Ф. Гравитационно-кинетическая модель рельефа // Устойчивое развитие территорий: теория ГИС и практический опыт: материалы Международной конференции / ИнтерКарто-ИнтерГИС 11. Ставрополь, 2005. С. 228-231.
7. Хунагов Р.Д., Варшанина Т.П. Многоцелевая национальная Геоинформационная система Республики Адыгея // Вестник Адыгейского госуниверситета. Майкоп, 2006. № 1. С. 253-259.
