CC BY
414
УДК 528: 004.738.5
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО ПОДХОДОВ К ФОРМИРОВАНИЮ ИНФРАСТРУКТУР ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ
Алексей Викторович Шевин
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, аспирант, тел. (961)872-80-86, e-mail: ashevin92@gmail.com
Представлен анализ отечественного и зарубежного опыта в области проектирования инфраструктур пространственных данных. В качестве зарубежных аналогов рассматривались Национальная ИПД США и инфраструктура пространственных данных Европейского союза. Рассматривается текущий ход работ в Российской Федерации, указываются достоинства и недостатки отечественного подхода в данной сфере деятельности.
Ключевые слова: инфраструктура пространственных данных, пространственные данные, геоданные, геопортал.
A COMPARATIVE ANALYSIS OF RUSSIAN AND FOREIGN APPROACHES TO THE FORMATION OF SPATIAL DATA INFRASTRUCTURES
Alexey V. Shevin
Sibirian State University of Geosystems and Technology, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., graduate student, tel. (961)872-80-86, e-mail: ashevin92@gmail.com
Presents an analysis of Russain and foreign experience of the design of spatial data infrastructures. As foreign counterparts was considered the US national SDI and spatial data infrastructure of Europe. Discusses the current state of issue in the Russian Federation, identifies the strengths and shortcomings of the national approach in this field of work.
Key words: spatial data infrastructures, spatial data, geodata, geoportal. ВВЕДЕНИЕ
Современное общество все больше и больше нуждается в применении пространственной информации. Главная проблема, которая возникает у рядового пользователя - это наличие свободного доступа к необходимым наборам данных. До середины 90-х годов прошлого столетия широким доступом к пространственной информации обладали специалисты научной сферы и силовых структур. Их инструментами в работе с данными являлись ГИС - географические информационные системы. Однако, начиная с 1994 года [1] и по сегодняшний день, во всем мире наблюдается стремительный рост числа пользователей пространственной информации. Обеспечение свободного доступа к наборам геоданных стало возможным за счет создания особых инструментов - инфраструктур пространственных данных (ИПД). Согласно ГОСТ Р 52438-2005 [2], инфраструктура пространственных данных - это «информационно-телекоммуникационная система, обеспе-
чивающая доступ граждан, хозяйствующих субъектов, органов государственной и муниципальной власти к распределенным ресурсам пространственных данных, а также распространение и обмен данными в общедоступной глобальной информационной сети в целях повышения эффективности их производства и использования». Как видно из определения, инфраструктура пространственных данных решает две основных задачи:
- обмен пространственной информацией через Интернет;
- обеспечение массового доступа к геоинформации.
На сегодняшний день многие страны либо имеют собственную государственную ИПД, либо ведут активные работы по их проектированию. Каждая ИПД проектируется, опираясь на ряд различных факторов, от территориального устройства до дополнительных целей и задач, которые должны решаться с помощью инфраструктуры пространственных данных. Целью данной статьи является рассмотрение и сравнение наиболее известных зарубежных разработок и отечественного опыта в области проектирования инфраструктур пространственных данных.
ПОДХОДЫ К ФОРМИРОВАНИЮ ИНФРАСТРУКТУР ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ
Первой в мире разработанной ИПД является Национальная инфраструктура пространственных данных США (NSDI), работы над которой начались с указа бывшего президента Б. Клинтона «Координация в области получения и доступа к данным: национальная инфраструктура пространственных данных» [3, 4]. Согласно данному указу, инфраструктура пространственных данных - это совокупность политики, стандартов, технологий и трудовых ресурсов, требуемых для сбора, хранения, обработки, распространения и совершенствования использования пространственных данных. Координировал программу проекта ИПД Федеральный комитет по географическим данным США, созданный в 1990 году. В состав проекта входил ряд федеральных агенств, специализирующихся в области географических данных. На сегодняшний день число ведомств, участвующих в работе по развитию национальной США, постоянно растет. Этот рост обуславливается все большей необходимостью в применении геопространственной информации в решении собственных задач. Концепция инфраструктуры пространственных данных США строится на партнерском взаимодействии всех существующих в стране структур, занимающихся созданием и распространением геопространственной информации. Данный подход позволил создать единый уровень базовых пространственных данных, включающий в себя пакеты информации различного территориального охвата. Национальная ИПД США является частью системы государственного управления и предоставляет единую точку доступа к геоданным по всей территории страны, которая вступает в виде геопортала Data.gov (https://www.data.gov/). На сегодняшний день, наиболее крупной проблемой национальной ИПД США является гетерогенность (разнородность) данных, обу-
словленная тем, что разные производители ГИС-систем создают данные на основе собственных форматов хранения информации. В течение последних 10 лет в США ведутся работы по созданию ИПД второго поколения, именуемой «семантической сетью» [5,6]. Данные работы направлены на решение ряда задач:
- преодоление разнородности данных;
- формирование единой базы знаний в области наук о Земле, представленной в виде онтологии;
- создание технологии запросов данных по их взаимосвязям, а не только ключевым словам.
Проектирование инфраструктуры пространственных данных в странах Европейского союза (ЕС) началось с разработки Директивы INSPIRE, нормативно-правового документа, утвержденного 14 марта 2007 года [7]. Данный документ определяет инфраструктуру пространственных данных, как «метаданные, наборы и сервисы пространственных данных; сетевые сервисы и технологии; соглашения о доступе, использовании и распространении данных; механизмы мониторинга и координации действий; процессы и процедуры, описанные в данной Директиве — применяемые или доступные». Основная и единственная цель Директивы - обеспечение охраны окружающей среды. Данная Директива четко определяет положения и требования к формированию инфраструктуры пространственных данных. Например, работы по формированию европейской ИПД не могут быть выполнены силами какой-либо одной из стран-участниц ЕС, так как сама инфраструктура носит межнациональный характер. Так же, Директива INSPIRE не устанавливает конкретных требований к технологиям сбора данных и их распространению, аргументируя это тем, что данные вопросы находятся в области ответственности других законодательных актов. Отдельное внимание уделяется вопросу интеропе-рабельности геопространственных данных и сервисов. Опираясь на американский опыт формирования ИПД, Директива определяет необходимость создания общих правил реализации интероперабельности, включающие интеграцию специальных технических средств и стандартов данных специализированными организациями. Сказано, что данные правила реализации должны распространятся на описание и классификацию пространственных объектов и их географическую привязку. Так же, данная Директива требует от стран-участников разработки правил распространения и совместного использования данных различными управляющими органами для принятия общих решений по охране окружающей среды. В вопросах стандартизации Директива INSPIRE опирается на международные разработки, такие как стандарты серии 19000 технического комитета ISO/TC 211 «Географическая информация/Геоматика» и Открытого геопространственного консорциума (Open Geospatial Consortium).
Статья 15 Директивы определяет, что на уровне Европейского союза должен быть создан геопортал INSPIRE. Каждая страна-участник ЕС обязана обеспечить
доступ к собственным данным и сервисам посредством данного геопортала. Однако, в Директиве не обозначено требование странам-участника создавать собственные геопорталы.
Работы по формированию отечественной инфраструктуры пространственных данных начались с утверждения правительством РФ Концепции создания и развития инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации [8]. Согласно данному документу, основной целью создания ИПД РФ является создание условий для свободного доступа к наборам пространственной информации и ее эффективного использования как для органов государственного управления, так и для обычных граждан. Данная Концепция так же определяет ряд проблем, влияющих на использование пространственных данных:
- недостаточная проработка законопроектов в области геодезии и картографии;
- низкий уровень доступа и наличие ограничений в распространении пространственной информации;
- потеря актуальности данных фонда геодезии и картографии.
Решение данных проблем обуславливало необходимость создания государственной инфраструктуры пространственных данных.
На сегодняшний день работы по формированию ИПД РФ активно ведутся. Особенно выделяются работы по созданию региональных инфраструктур пространственных данных, как узлов государственной ИПД. В ряде субъектов РФ, среди которых Архангельская, Белгородская, Владимирская, Калужская, Кировская, Нижегородская, Саратовская и ряд других областей, а так же республики Коми, Бурятия, Татарстан, Чувашия ведутся работы по развитию собственных инфраструктур пространственных данных. Подтверждением этого является наличие на просторах отечественного сегмента всемирной Сети соответствующих геопорталов. Объяснить подобную ситуацию можно тем, что органы регионального управления проявляют повышенный интерес в вопросе использования пространственной информации для более качественного управления собственными территориями.
Особая роль в процессе формирования государственной инфраструктуры пространственных данных отводится научно-академической сфере. Последние несколько лет ведутся работы по формированию академической инфраструктуры пространственных данных [9] как типового узла государственной ИПД. Данная работа направлена на создание и утверждение единых средств проектирования узлов ИПД, создание типовых архитектур серверов баз данных и создания общей технологии проектирования геопорталов. Научно-академическая сфера обладает богатой теоретической базой, позволяющей осуществить системный подход к формированию ИПД и реализовать имеющийся информационный потенциал в области наук о Земле. По заверениям научных специалистов, отечественная наука не
испытывает недостатка в технологических средствах, однако несовершенство соответствующих законодательных актов замедляет работы по созданию национальной ИПД в целом.
С учетом мирового опыта в области проектирования инфраструктур пространственных данных, в 2011 году в Москве по заказу Росреестра группой специалистов на базе ФГУП «Госцентр ПРИРОДА» была выполнена научно-исследовательская работа «Разработка системного проекта создания инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации» [10]. В отчете по данной НИР детально отражены все требования к составным частям разрабатываемой инфраструктуры пространственных данных. Описана аппаратно-техническая архитектура узлов ИПД, указана необходимые стандарты и форматы пространственных данных, метаданных и сервисов. Так же, описаны стандарты и нормы внедрения в ИПД технических компонентов обеспечения информационной безопасности для выявления угроз, эффективного противостояния и ликвидации факторов, нарушающих функционирование ИПД РФ.
В данном отчете уделено внимание вопросу проектирования геопорталов. Вводится понятие «эталонной архитектуры геопортала», основанной на международных стандартах OGC, имеющей полную совместимость с ИПД РФ и предоставляющей свободный доступ к геопространственным данным и сервисам. Выделяются составные части геопортала, подробно описываются требования к их функционалу.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Несмотря на явное отставание нашей страны в области проектирования национальной инфраструктуры пространственных данных, сегодняшняя ситуация имеет ряд положительных сторон. Во-первых, изучение зарубежного опыта позволило сформировать обширную теоретическую базу, выявить проблемы, которые были присущи западным аналогам. Во-вторых, построение региональных инфраструктур в некоторых субъектах РФ позволило обобщить собственный опыт, выявить достоинства и недостатки опробованных методик проектирования узлов ИПД. В-третьих, большое количество примеров проектирования геопорталов в зарубежных странах позволяет вычленить те особенности, которые помогут решить ряд сопутствующих данному направлению проблем при создании типовых методик проектирования:
- обеспечение высокого уровня юзабилити, как общего коэффициента таких показателей, как производительность геопортала, его эффективность и удовлетворенность пользователей;
- применение таких методик и средств проектирования, которые обеспечат максимальное снижение технических требований и ограничений в работе системы, что позволит создавать оптимизированные интерфейсы как для геопорталов, так и для их сервисов.
С учетом данного положения, отечественная научно-академическая сфера должна разработать и повсеместно внедрить типовые решения для проектирования локальных ИПД и средств их взаимосвязи, что должно обеспечить формирование единой государственной инфраструктуры пространственных данных.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Европейская программа INSPIRE и российские инициативы в области ИПД: критический анализ / А.В. Кошкарев // Институт географии РАН - 2015. - 12 с.
2. ГОСТ Р 52438-2005 ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ: нац. стандарт РФ. - Введ. 30.06.2006.
3. Инфраструктуры пространственных данных в экологии и безопасности жизнедеятельности / Н.С. Бергенева, Б.Ж. Бекмурзаев, А.С. Сатарбаева // Вестник КазНТУ. - 2016. - Вып. 1 (113). - С. 28-34.
4. Лисицкий Д.В. Геоинформатика // Учебное пособие. Новосибирск: СГГА. - 2012. -
115 с.
5. Enabling the Geospatial Semantic Web with Parliament and GeoSPARQL [Electronic resource] / R. Battle, D. Kolas - Англ. - Режим доступа: http://www.semantic-web-joumal.net/sites/default/files/swj176_3.pdf
6. Geospatial Data Sharing Based on Geospatial Semantic Web Technologies [Electronic resource] / C. Zhang, W. Li, T. Zhao - Англ. - Режим доступа: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.467.1092&rep=rep1&type=pdf
7. Директива 2007/2/ЕС Европейского парламента и Совета Европы от 14 марта 2007 г. по созданию инфраструктуры пространственной информации ЕС (INSPIRE). Акты, принятые по условиям соглашений EC Treaty/Euratom Treaty, публикация которых обязательна [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://gisa.ru/file/file1120.doc
8. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 21.08.2006 № 1157-р «Концепция создания и развития инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.gisa.ru/file/file780.doc
9. Инфраструктура распределенной среды хранения, поиска и преобразования пространственных данных / А.В. Кошкарев // Открытое образование. - 2010. - № 5 - С. 61-73.
10. Отчет по НИР «Разработка системного проекта создания инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.mapservis.ru/docs/Sist_proekt_RIPD.pdf
© А. В. Шевин, 2016
