Динамический информационный Web-сервер многоцелевого назначения.

 

Беляков В.А. , ИПОС СО РАН, г.Тюмень

v_belyakov@chat.ru

 

Введение.

 

Тюменская область - уникальный по своим природным условиям и потенциалам край. На ее территории, площадь которой превышает 1435 тыс.км, представлены почти все природные зоны Западной Сибири: южная и северная лесостепь со злаково-разнотравными лугами и березовыми колками; своеобразная (аналога которой нет ни в европейской, ни в восточносибирской тайге) подтаежная зона мелколиственных березовых и осиновых лесов; южная средняя и северная тайга, в которых кедрово-елово-пихтовые леса сменяются темнохвойными и сосновыми и, наконец, редкостойными лиственничными, лиственнично-еловыми и лиственнично-сосновыми лесами; подзона редколесий на северном пределе распространения лесной растительности; со своеобразными моховыми и кустарниковыми растительными сообществами. На этой территории сосредоточены огромные запасы нефти и газа, торфа, богатые лесные ресурсы, ценные кормовые угодья и пашни. Сегодня Тюменская область-район активного хозяйственного освоения, связанного, прежде всего с разработкой нефтяных и газовых месторождений, строительством крупных промышленных комплексов.

При разработке любых  программных  документов,  концепций, стратегий развития территории, при подготовке проектов создания конкретных объектов,  выборе места их  размещения,  то есть при любых технико-экономических обоснованиях проектов важно определить изменения природных, социально-экономических и культурных характеристик  региона.

Промышленное освоение, в том числе разработка месторождений нефти и газа напрямую затрагивают интересы всех слоев населения и в первую очередь, представителей коренных народов. Глобальное техногенное воздействие приводит в последнее время к деградации их традиционной культуры, нарушению демографических и этноэволюционных процессов. В результате отторжения части земель из традиционного природопользования сокращаются возможности традиционных форм хозяйства - охоты, рыбной ловли, оленеводства. Ситуация осложняется ухудшением экологического состояния, поскольку традиционная культура коренных народов Севера напрямую связана с природой.

Научные наблюдения ведутся  исследователями по многим тематически дисциплинам, разделам. Многочисленные базы данных с материалами наблюдений, собираются отдельными учеными в тетрадках и только некоторые используют “настольные” базы данных и в большинстве на слабых/ устаревших компьютерах, что не позволяет корпоративное использование данных, не обеспечивает надежное их хранение. Базы создаются практически под характер научной деятельности конкретного исследователя, в результате возрастает дублирование информации и затраты по ее поддержанию. Уход исследователя из организации, часто приводит к невозможности дальнейшего использования накопленных данных.  Выход из этой ситуации, это создание  корпоративных баз данных многоцелевого назначения в сети Internet,  с интерфейсами представления данных в среду конечного пользователя (например: Microsoft Office2000, MapInfo Professional, ESRI ArcView, COREL).

 

 

 

1.Основные цели

 

           Динамический информационный Web-сервер

многоцелевого назначения,

обеспечит в сети Internet/Intranet общественность, структуры власти, оперативной комплексной информацией о пространственном, количественном и качественном состоянии региональных процессов. Обеспечит информационную поддержку общего образования, научных исследований, проектирования обустройств нефтяных и газовых месторождений. Позволит ускорить освоение и внедрение новых идей, приводящих к получению новых знаний. 

Web-сервер должнен обеспечить пользователям ввод, хранение, обработку удаленных баз данных и их аналитическую обработку на основе интеграции  с внешними Web, GIS, CAD/CAM … системами в сети Internet/Intranet(см.Рис.1).

Создание Web сервера включает:

1)     Разработка многомерной структуры баз данных многоцелевого назначения

2)     Создание универсального программного обеспечения ведения баз данных и программных интерфейсов для организации аналитической обработки данных в средах конечного пользователя.

3)     Создание  тематических баз данных в многомерном сервере баз данных

4)     Консалтинг по настройке БД, также сбору, вводу и обработки данных пользователями

5)     Администрирование  и системотехническое сопровождение Web-сервера.

 

Рис.1.

 

 

2.Концептуальная схема базы данных.

 

Один из наиболее эффективных способов повысить значимость Web-сайта в сети Internet/Intranet и в то же время значительно упростить работу по его поддержанию – это использование баз данных. В Web заложены возможности, которые позволяют перейти к такому способу распространения информации, когда страницы формируются динамически, на основе баз данных. Интересующая пользователя информация об “объекте” представляется с помощью комбинации запросов к базе данных и последующего динамического представления “привязанных” информационных совокупностей в виде текстово-графических документов/числовых таблиц/ математических моделей.

В условиях интеграции в одной системе баз данных информации из различных дисциплин, большое значение приобретают технологии информационной совместимости и взаимодействия объектов с существующими системами сбора данных. Основу взаимодействия составляют справочники-классификаторы. Предлагаемая методология определяет единый подход к структуре баз данных и к классификации хранимой информации/материалам (M) по различным тематическим разделам ( см. Рис.2). 

 Рис.2

 

 

Согласно этой методике индекс местонахождения записи об  информационном материале (М) определяется тремя составляющими (X*Y*Z). Функция обработки данных F(M) определяется составным индексом с учетом ссылки на источник информации. Любой уровень (0-3) индекса массивов X/Y/Z определяется 2 литерами, что достаточно для перекрытия адресного поля в практически рассматриваемых  задачах (индекс информационного материала будет определяться 24 литерами (3*(2+2*3))). Дескриптор или описатель каждого уровня массивов (X/Y/Z/B) входит составной частью в 3 уровневую иерархию  запроса. Количество уровней внутри раздела может быть переменным (от 1 до 3). Информация привязывается к любому уровню. Алгоритм формирования иерархии запроса определен структурой индекса.

 

4.Концептуальная схема прикладного математического обеспечения

 

Прикладное программное мат.обеспечение Web-сайта разрабатывались в Internet технологии Microsoft Back Оffice 4.0 на основе сервера ASP приложений (см.Рис.3).

 

 

Рис.3.

 

Программный комплекс подсистемы баз данных АДМИНИСТРАТОР  включает программные модули:

1)     “Пользователи/Темы”, включающий учет тематических разделов, пользователей, прав доступа.

2)     “Классификаторы”, включающий средства формирования классификаторов: ‘Объекты, ‘Параметры’, ‘Задачи’, ‘Источники’.

3)     “Материалы”, обеспечивающий учет и поиск  информационных материалов. Включает  средства “привязки” к классификаторам  HTML-документов,  табличных  данных с динамически формируемым  рангом таблицы и средства построения графиков/математических моделей.

4)     Обеспечивает формирование отчетов статистических данных по заполнению базы данных:

общие итоги, итоги по операторам, итоги по пространственным данным, итоги по электронной библиотеке.

 

Программный комплекс аналитической  подсистемы

 CLIENT (Рис. 4-5) обеспечивает:

 

Рис. 4                                                          Рис. 5

 

1)     Формирование запроса к базе данных и представление информации об объекте (модули  M1, M2) в виде текстово-графических документов, табличных данных, графиков/ математических моделей и выполняемые при гиперссылке на страничке Web-сайта  (Рис.4). Модуль М1* представляет информацию с двумя окнами запросов - “объект”, “параметр” и при наличии на входе одной переменной – “задачи”. Модуль M2* представляет информацию с одним окном запроса - “объект”  и  при наличии на входе две переменных –  “задачи”, “параметр”.

 

2) Формирование запроса к серверу баз данных и представление информации об объекте обеспечивают программные модули M3, M4 (см.Рис.5). Информация предоставляется из существующих геоинформационных систем (MapInfo/ArcView..) в виде текстово-графических документов, табличных данных, графиков/ математических моделей и выполняются при инициализации геообъекта тематической карты. Модуль М3* представляет информацию при наличии на входе кодов – “объект”, “задача”, “параметр”. Модуль M4* представляет информацию с одним окном запроса - “параметр”  и  при наличии на входе кодов –  “объект”, “задача”.

 

4. Тематические базы данных ИПОС СО РАН

 

Данная методология и предлагаемые подходы использовались при создании  динамического Web-сайта ИПОС СО РАН (http://www.ipdn.tmn.ru) и региональной базы данных природных и социальных условий Ямало-Ненецкого округа (заказчик РАО ГАЗПРОМ и Администрация Ямало-Ненецкого округа).

База данных ведется по тематическим направлениям: АРХЕОЛОГИЯ, ЭТНОГРАФИЯ,  БИОРАЗНООБРАЗИЕ, ЗАГРЯЗНЕНИЕ и представляет:

·       сведения о распространении  видов биоразнообразия по районам округа, включающие описания видов птиц, млекопитающих, рептилий, наземных и водных беспозвоночных, грибов, мхов, лишайников, цветковых;

Данная методология использовалась для формирования страничек на сайте института в разделах “Новости”, “Наш институт”, “Персонал”, “Эл.библиотека”.

 

5. Администрирование динамического информационного Web-сервера.

Администрирование Web-сервера включает:

1)     Системотехническое сопровождение

2)     Администрирование Web-сайта

3)     Администрирование Базы Данных

4)     Управление безопасностью Web-сервера

5)     Консалтинговое сопровождение

 

 

 

В качестве базовой архитектуры информационно-вычислительной сети  предлагается следующее решение:

-                      Сервер БД/WWW : Dual pghjwtccjhпentium III/850, 512Mb RAM, 18*2Gb HDD, CD ROM, ethernеt 100*2, Microsoft: Windows NT, SQL_Server, Internet Information Server; ASP Server application  (Ms.Visual Studio: ASP, C++, Java, HTML). Примечание:    наиболее оптимальный вариант, это физическое разделение DB и Web .

-                      Клиент: PC Pentium III/850,64-128Mb RAM, 10 Gb HDD, Ethernet 100, MS.Windows98/00, Ms.Internet Explorer5.0+.

-                      Сетевые решения (8User): 3COM OfficeConnect Dual Speed Switch 8, ethernet (AUI), маршрутизатор CISCO 1601R, Modem для выделенной линии 128кb/s (2)

 

 

Заключение

 

Опыт эксплуатации Web–сайта ИПОС СО РАН показал необходимость интеграции в распределенной сети Internet функциональных сайтов.

Так при ведении раздела местообитаний видов биоразнобразия рационально использовать ссылки на базы знаний видов биоразнообразия, например в рамках  распределенного банка знаний "Биоразнообразие планеты" ("Биоразнообразие животного и растительного мира Сибири" (http://www-sbras.nsc.ru/win/elbib/bio/ ).

В разделе “археологические памятники” систематизация представляемых сведений по Ямало-Ненецкому округу принята, как в институте археологии и этнографии РАН (ИАЭТ СО РАН www.archaeology.nsc.ru ). Методология по представлению сведений в разработанна директором этого института, руководителем сектора палеолита академиком РАН А.П.Деревянко. Необходимо разработать правила представления археологической отчетности на Web-сайтах и формы стимуляции  научных работников по представлению своих трудов в сети Internet.

Развитие геоинформационных технологий в сети Internet требует развитие и распространение интегрированных решений в институтах СО РАН. Необходимо опробировать централизованные подходы (создание единого геоинформационного пространства)использования  корпоративных ГИС, например на базе геоинформационного центра СО РАН (ESRI ArcIMS) .

 

Проект с предлагаемой методологией создания  динамического геоинформационного Web-сайта многоцелевого назначения был представлен в  европейской программе IST-2000. (4-вызов, RU52, http://www.ideal-ist.net/ISTcall/Ps4thcall/actline141/RU52.htm). Реализация проекта основывалась на совместной  работе с российским партнером Infa-soft, г.Ставрополь, ведущей разработку глобальной ГИС map+ (http://www.infa.ru/map/ ).  В ходе процесса поиска партнеров, автору данного проекта поступило предложение об участии в международном  консорциуме по разработке проекта “Прогнозирование чрезвычайных ситуаций в прибрежных территориях Англии и Франции” (http://www.ideal-ist.net/ISTcall/Ps4thcall/actline141/UK62.htm).

Основные идеи данного подхода  в формировании Weв- сайтов на различных стадиях своего развития отражались в статьях и докладах (см.Л1-Л6).

 

 

 

Публикации

 

1.Беляков В.А. Интегрированная информационная система ИПОС СО РАН // Проблемы взаимодействия человека и природной среды. Тюмень. Издательство ИПОС СО РАН, 2000 - с.129.

2.Цибульский В.Р., Беляков В.А. Информационно-аналитическая система природных и социальных условий полуострова ЯМАЛ//Информационный бюллетень ГИС ассоциации №2(9)1997г,-с. 64.         

3.Беляков В.А. Региональная геоинформационная система устойчивого развития на примере Тюменской области, Материалы международной конференции “ENVIROMIS 2000”, г.Томск, Институт оптики атмосферы, 23-28 октября 2000, с 61

4. Беляков В.А. “ Региональная Web-геоинформационная система устойчивого развития на примере Тюменской области. Материалы международная конференция “Новые Internet технологии”. г.Петрозаводск 25-29 июня 2000.

5. Цибульский В.Р.,Беляков В.А. Динамический геоинформационный WWW сайт природных и социальных условий Тюменской области.Электронные библиотеки | 1999 | Том 2 | Выпуск 4 |

6. Беляков В.А. Динамический геоинформационный Web-сервер многоцелевого назначения./ IV Всероссийская учебно-практическая конференция . Геоинформатика в нефтегазовой и горной отраслях ,  Гипротюменьнефтегаз, Тюмень, 2-4 апреля 2001 г.