CC BY
47
Д.А. Семанов, П.П. Сенаторов, Г.Н. Булатова, Ю.А. Сочалов, Л.П. Лашкова Сетевая реализация пространственно-привязанных данных ...
gri
УДК553.4/.6+681.142:651.8(084.3)(470.41) „ * ^ ^ ^
Д.А. Семанов, П.П. Сенаторов,
Г.Н. Булатова, Ю.А. Сочалов, Л.П. Лашкова
ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых», г. Казань
e-mail: [email protected]
Сетевая реализация пространственно-привязанных данных на примере Республики Татарстан
Разработан программный пакет для работы с сетевыми тематическими геоинформационными базами данных через интернет (интранет), который позволяет обеспечить специалистов-геологов простым и удобным в пользовательском отношении инструментом для оперативного извлечения и просмотра фактографической и картографической информации по объектам недр нерудных полезных ископаемых. Информационную основу фактографического банка данных составляют геологические данные об объектах неметаллических полезных ископаемых России. Картографический банк данных включает в себя слои и проекты карт различного содержания и назначения. Для управления базами данных выбрана свободная система PostgreSQL с расширением PostGIS, в качестве картографического веб-сервиса используется Web Map Service QGIS Server. В статье показаны возможности организации работы с пространственно-привязанными данными на примере объектов минерально-сырьевой базы твердых нерудных полезных ископаемых Республики Татарстан.
Ключевые слова: база данных, карта, нерудные полезные ископаемые, Республика Татарстан.
В современных условиях одной из эффективных форм централизованного хранения и просмотра пространственных данных (географических, геологических, экономических и др.) является система, которая позволяет хранить в базе данных и использовать не только обширный массив информации о состоянии объектов, но и их географические пространственные параметры (геометрию объектов). При создании такой системы специалистами ФГУП «ЦНИИгеолнеруд» особое внимание обращается на организацию хранения пространственных характеристик объектов в базах данных (БД), которые составляют информационную основу любой геоинформационной системы. Одним из определяющих факторов выбора программного продукта, с которыми работают пользователи, является возможность работы с базами данных без дополнительных установок. Поэтому выбор был сделан на свободную систему управления базами данных PostgreSQL с расширением PostGIS.
PostGIS является свободным программным продуктом с открытым исходным кодом и предназначен для хранения
в базе географических данных. Основным достоинством PostGIS является возможность использования языка программирования SQL (Structured Query Language) совместно с пространственными операторами и функциями. Кроме простого хранения данных, PostGIS позволяет осуществлять любые виды операций над ними, обладает достаточно хорошей возможностью конфигурирования и не привязан жёстко к какой-либо структуре БД. Также одним из плюсов является открытость проекта и возможность многопользовательской работы с одним и тем же слоем карты.
В качестве картографического веб-сервиса используется QuantumGIS-сервер (QGIS). Он также является свободным программным продуктом с открытым исходным кодом. Удобство работы с ним обеспечивается возможностью подготовки картографических материалов в программе QGIS. В качестве веб-сервера используется свободный веб-сервер Apache. Он позволяет подключать внешние модули для предоставления данных, использовать сервер QGIS и другие инструменты для передачи информации через сети интернет (интранет).
Структура организации хранения и использования пространственных данных «Неметаллы России» приведена на рисунке 1, где I - блок подготовки данных, предназначенный для ввода, корректировки и формирования фактографических (ФактБД) и картографических баз данных (КартБД); II - блок администрирования данных, предназначенный для формирования пространственных и фактографических баз данных PostgreSQL; III - блок работы с базами данных, который предоставляет пользователю возможность получать оперативную справочную инфор-
Рис. 1. Структура организации пространственных данных.
НАУЧНО-ТЕХН№ЕСКИЙ ЖУРНАЛ ----<
4(63) 2015, т.1 ГЕРРЕСУРСЬ1
D.A. Semanov, P.P. Senatorov, G.N. Bulatova, Yu.A. Sochalov, L.P. Lashkova Network Implementation of Geographically Referenced Data
мацию в виде стандартных отчетных документов, паспортов объектов, карт и других справочных материалов с сервера по сети.
Информационную основу фактографического банка данных (ФБнД) составляют геологические данные об объектах неметаллических полезных ископаемых России, их ресурсные характеристики по годам, технологические и экономические данные по объектам недр, технические показатели объекта (объемы добычи, производства, номенклатуратоварной продукции и т.д.), данные о лицензиях на право пользования объектами недр, характеристики конъюнктуры, потребления, импорта, экспорта видов минерального сырья.
Фактографический БнД представляет собой систему, которая позволяет осуществлять централизованное хранение и анализ геолого-экономической информации, доступ к ней пользователей, формирование и обеспечение данными текущих работ, выполняемых в институте, на основе накопленной информации.
Картографический банк данных (КБнД) представляет собой сложную системухранения картографических материалов - это слои и проекты карт различного содержания и назначения (бланковые, общегеографические, геологические, геолого-экономические, прогнозно-минерагенические и прочие тематические карты).
Подготовка и оформление карт осуществляется в QGis. Тематические слои месторождений и объектов прогнозных ресурсов, горнодобывающих, горно-обогатительных и горно-перерабатывающих предприятий созданы на основе фактографического банка данных. Пространственно привязанные данные хранятся неспроецированными в универсальной проекции десятичных градусов в PostGis на сервере.
Для создания единого информационного пространства при работе с фактографическими и картографическими базами данных создана программа просмотра информации по объектам недр совместно с картой (TnpiMaps). Интерфейс данной программы иллюстрирует рис. 2.
(SCIENTIFICAND TECHNICAL JOURNAL
GEORESURSY
4|631 2015, Vol.i
Рис. 2. Интерфейс программы TnpiMaps. 1 - панель управления данными, 2 - окно обзора карты, 3 - окно управления слоями карты и легенда, 4 - окно просмотра данных на карте, 5 - окно просмотра данных по выбранным объектам.
Рис. 3. Работа с картографическим банком данных. 1 - выбор карты из списка, 2 - выбор слоя, 3 - выбор группы месторождений, 4 - добавить выбранные объекты на карте в таблицу, 5 - просмотр данных по выбранным объектам, 6 - выбор объекта из таблицы, 7 - получить полную информацию об объекте.
Д.А. Семанов, П.П. Сенаторов, Г.Н. Булатова, Ю.А. Сочалов, Л.П. Лашкова Сетевая реализация пространственно-привязанных данных ...
Рис. 5. Работа с фактографической базой данных. 1 - поиск объектов в БД, 2 - выбор месторождений по административно-территориальному делению и виду полезного ископаемого, 3 - просмотр данных по выбранным объектам.
Рис. 6. Вывод оперативной справочной информации. 1 - выбор стандартного отчета, 2 - просмотр отчетного документа по выбранным объектам.
Интерфейс программы (TnpiMaps) содержит необходимые элементы для управления данными и картой (1). Активное окно обзора карты (2) позволяет легко менять масштаб и выбирать область показа карты. Окно управления слоями (3) позволяет включать/отключать картографические слои. Окно карты (4) также активно к масштабированию, смещению с указанием нового центра карты. Окно выбранных объектов (5) не только позволяет получить краткую информацию по объекту, но и менять центрирование карты относительно этого объекта, показывать только выбранные объекты, получать дополнительную информацию по отдельным объектам и отчетную по всем выбранным объектам.
Работа с базами данных (фактографическими, картографическими и документами к объектам недр) более детально демонстририруется на примере объектов минерально-сырьевой базы твердых нерудных полезных ископаемых Республики Татарстан (МСБ ТНПИ РТ) (Рис. 3-7).
МСБ ТНПИ РТ представлена преимущественно общераспространенными полезными ископаемыми (378 месторождений). Это строительные камни, песчано-гравийные материалы, строительные пески, кирпичные, керамзитовые глины, карбонатные породы для химической мелиорации кислых почв и др. Набор полезных ископаемых, имеющих федеральную значимость, в республике узок и представлен немногочисленными месторождениями бентонитоподобных глин, а также единичными месторождениями гипса, стекольных и формовочных песков.
При работе с картографическим банком данных (Рис. 3), пользователь имеет простую и удобную форму для просмотра и выбора карт, как по масштабу, так и по региональному признаку (1); включения и отключения слоев или группы слоев (2); выбора объектов с карты (3) в таблицу выборки (5) с помощью кнопки (4). Пользователь имеет возможность по-
Рис. 7. Просмотр документов по выбранному объекту. 1 - выбор объекта из таблицы, 2 - показ имеющихся документов по выбранному объекту, 3 -окно доступа к имеющимся документам по выбранному объекту, 4, 5 - просмотр документов.
НАУЧНО-ТЕХН№ЕСКИЙ ЖУРНАЛ --]
4(63) 2015, Т.1 ГЕРРЕСУРсы
D.A. Semanov, P.P. Senatorov, G.N. Bulatova, Yu.A. Sochalov, L.P. Lashkova Network Implementation of Geographically Referenced Data
лучить первичную геологическую информацию о выбранном объекте недр (6). Вывод информации о выбранном объекте осуществляется кнопкой (7).
Форма вывода информации об объекте (географическое положение, принадлежность к фонду недр, сведения о лицензиях, геолого-промышленные характеристики, запасы по годам и т.д.) представлена на рисунке 4.
Работа с фактографическими базами данных (Рис. 5) обеспечивается с помощью удобной поисковой системы, которая позволяет выбрать объекты (месторождения, объекты прогнозных ресурсов, горнодобывающие и горнообогатительные предприятия) непосредственно из базы данных (1) как по виду сырья и местоположению (2), так и по отдельным объектам (3). Система может оперативно создавать тематические выборки из баз данных. Запрос по выбранным объектам поступает в построитель стандартных отчетов. Пользователю предлагается список заранее разработанных запросов различного содержания -это сведения о состоянии запасов полезных ископаемых по федеральным округам, по субъектам федерации на определенный период времени, по виду сырья и др.
Формирование отчетного документа происходит автоматически. Затем, пользователь получает по выбранному запросу готовый отчетный документ в формате html, который сохраняется на машине пользователя или выводится на печать для дальнейшего анализа (Рис. 6). Использование стандартных отчетных документов существенно облегчает анализ данных, экономит время специалистов на составление и оформление таблиц. В процессе работы с данной системой, пользователь имеет также возможность получить дополнительную информацию по выбранному объекту как в виде текстового документа (паспорта, экспертного заключения), так и графического представления (карты, схемы, разрезов и т.д.) (Рис. 7). Данная информация хранится в виде отдельных файлов формата PDF, оптимального для предоставления как документальной, так и графической информации в специально организованной системе каталогов на файл-сервере ЦНИИгеолнеруд.
Так как вся первичная геологическая и экономическая
информация по объектам нерудных полезных ископаемых хранится на сервере, она требует ежегодной актуализации и корректировки. Поэтому с помощью данного программного обеспечения можно легко следить за наполнением фактографических баз данных, проверять местоположение (размещение) объектов на карте.
Таким образом, специализированный программный пакет для работы с сетевыми тематическими геоинформационными базами данных через интернет (интранет) позволяет обеспечить специалистов-геологов простым и удобным в пользовательском отношении инструментом для оперативного извлечения и просмотра фактографической и картографической информации по объектам нерудных полезных ископаемых. Кроме того, он также является эффективным средством контроля за достоверностью и актуальностью имеющейся информации в базах данных.
Сведения об авторах
Дмитрий Александрович Семанов - канд. хим. наук, старший научный сотрудник отдела экономики и информационного обеспечения недропользования
Павел Петрович Сенаторов - канд. геол.-мин. наук, заведующий отделом экономики и информационного обеспечения недропользования, почетный разведчик недр России, заслуженный геолог Республики Татарстан, лауреат Государственной премии Республики Татарстан
Гульнара Нуровна Булатова - канд. геогр. наук, старший научный сотрудник отдела экономики и информационного обеспечения недропользования
Юрий Анатольевич Сочалов - инженер 1 категории отдела экономики и информационного обеспечения недропользования
Любовь Петровна Лашкова - заместитель заведующего отделом экономики и информационного обеспечения недропользования
ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых» («ЦНИИгеолнеруд»)
420097, г. Казань, ул. Зинина, 4. Тел. (843) 236-38-62
Network Implementation of Geographically Referenced Data
D.A. Semanov, P.P. Senatorov, G.N. Bulatova, Yu.A. Sochalov, L.P. Lashkova
Central Research Institute of Geology of Non-metallic Mineral Resources (FSUE «TsNIIgeolnerud»), Kazan, Russia e-mail: [email protected]
Abstract. Software package is developed for working with network thematic geo-information databases via Internet (Intranet) that provide geologists with simple and convenient tool for quick retrieval and viewing of factual and cartographic information on the objects ofnon-metallic minerals. Geological data about non-metallic minerals in Russia are the informational basis for factual databank. Cartographic database includes layers and projects of maps of various content and destination. For database management PostgreSQL free system with the extension PostGIS is chosen, as a cartographic web service Web Map Service QGIS Server is used. The article shows work organization with geographically referenced data objects on the example of non-metallic mineral resource base of Tatarstan.
Keywords: database, map, non-metallic minerals, the Republic of Tatarstan.
Information about authors
Dmitriy A. Semanov - PhD (Chem.), Senior Researcher Pavel P. Senatorov - PhD (Geol. and Min.), Head of the Department
Gul ’nara N. Bulatova - PhD (Geogr.), Senior Researcher Yuriy A. Sochalov - Engineer
Lyubov’P. Lashkova - Deputy Head of the Department
Department of Economics and Information Support of Subsurface Use, Central Research Institute of Geology of Non-metallic Mineral Resources (FSUE «TsNIIgeolnerud») 420097, Russia, Kazan, Zinina str. 4. Phone: (843)236-38-62
GEDRESURSY 4(63) 2015, voi.i
66
