Содержание к диссертации
Введение
1 Теоретический обзор и анализ состояния вопроса 12
1.1 Определение кадастра в литературе 12
1.1.1 Понятие и виды кадастров 12
1.1.2 Кадастр как система и как комплекс мер 14
1.1.3 Внутрихозяйственный кадастровый учёт 14
1.2. Геоинформационные технологии в кадастре 15
1.2.1 Геоинформационные системы и ГИС-технологии 16
1.2.2 Архитектура современных ГИС 19
1.2.3 Организация пространственных данных в ГИС 23
1.2.4 Цифровая картографическая основа кадастра 31
1.2.4.1 Понятие публичной кадастровой карты портала РОСРЕЕСТРА 33
1.3 Теоретико-множественное описание кадастровой информации 35
1.4 Современное состояние технологий сочетания государственного кадастрового учёта и внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости 40
Выводы по разделу 41
2 Разработка современной технологии сочетания государственного кадастрового учёта и внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости 42
2.1 Сочетание государственного кадастрового учёта и внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости 42
2.1.1 Общие формальные признаки кадастра как информационной системы. 42
2.1.2 Определение кадастра как информационной системы 46
2.1.3 Кадастровая система учёта пространственных объектов 48
2.1.4 Определения государственного и внутрихозяйственного кадастров 50
2.1.5 Принципы сочетания систем государственного кадастрового учёта и внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости 51
2.2 Методика реализации принципов сочетания систем государственного кадастрового учёта и внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости в едином информационном пространстве 52
2.2.1 Исходные данные и постановка задачи 53
2.2.2 Описание методики 53
Выводы по разделу 66
3 Реализация и апробация на примере программного обеспечения ЗАО КБ «Панорама» 67
3.1. Описание ПО 67
3.1.1 ГИС Карта 67
3.1.2 ГИС Сервер 69
3.1.3 ГИС «Панорама АГРО» 72
3.1.4 Panorama AGRO Service 75
3.1.5 GIS Webserver AGRO 75
3.1.6 GIS WebService SE
3.1.6.1 Получение данных из открытых источников 82
3.1.6.2 Протокол WMS 89
3.1.6.3 Протокол WFS 97
3.1.6.4 Протокол WCS 111
3.1.7 Система управления транспортными и другими техническими средствами, применяемыми в системе сельского хозяйства с использованием систем ГЛОНАСС/GPS 117
3.2. Реализация методики 118
3.2.1 «ЦАС «Белгородский» 129
3.2.2 Геопортал «Атлас тверской области» 134
3.2.3 ООО «Борисовская зерновая компания» 135
3.2.4 Агропортал 140
3.2.5 Проект «Нива-Авто» 141
3.3 Сравнение с аналогами 145
Выводы по разделу 151
Заключение 152
Список сокращений и условных обозначений 154
Словарь терминов 156
Список литературы 1
- Геоинформационные системы и ГИС-технологии
- Определения государственного и внутрихозяйственного кадастров
- Система управления транспортными и другими техническими средствами, применяемыми в системе сельского хозяйства с использованием систем ГЛОНАСС/GPS
- Сравнение с аналогами
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В связи с необходимостью иметь
информационное обеспечение деятельности различных структурных
подразделений предприятия хозяйствующие субъекты используют разнородные информационные системы учёта пространственных объектов.
Речь идёт о большом многообразии программных средств (ПС),
позволяющих реализовать различные технологии ведения
внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости. При этом различные ПС используют различную терминологию, различные форматы данных и структуры баз данных. Все это существенно затрудняет применение этих ПС при построении комплексного внутрихозяйственного учёта. Более того, организация внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости не может быть эффективной без интеграции с государственным кадастром недвижимости. А этот вопрос мало исследован и при современном уровне развития компьютерных технологий может быть существенно автоматизирован.
Эффективное управление предприятием и организация взаимодействия его структурных единиц предполагает наличие доступа ко всем информационным системам учёта пространственных объектов хозяйствующего субъекта, а так же ко внешним информационным системам, в том числе к государственному кадастру недвижимости. Для организации такого доступа необходимо формирование единого информационного пространства.
В настоящее время наблюдается разрыв между государственным кадастром и внутрихозяйственным учётом объектов недвижимости. Главным образом он заключается в несоответствии координатного описания, сведений о владельцах и стоимости объектов учёта. Исходя из опыта общения с сельскохозяйственными товаропроизводителями автор смеет заявить, что велика потребность в соотнесении данных организаций о своих сельхозугодиях с данными государственных служб. Часто, люди не знают какая именно земля им принадлежит. Так же встаёт вопрос о статусе земель при межхозяйственном их перераспределении (купля/продажа, аренда).
Ситуация усложняется ещё и тем, что крупные предприятия ведут параллельно несколько учётных систем. Например, если говорить об агрохолдингах, то можно встретить ИС учёта земельных угодий в разрезе
агротехнологий, объектами учёта которых являются рабочие участки, а так же учёт в разрезе прав собственности, где объектом учёта является пай.
На сегодняшний день задача соотнесения данных ГКН и внутрихозяйственного учёта недвижимости решается хозяйствующими субъектами в частном порядке, бессистемно.
Разработанная автором технология сочетания государственного кадастрового учёта и внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости позволила создать соответствующие информационные системы. Такие системы, учитывающие особенности государственного кадастрового учёта и внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости, дают возможность проводить глубокий анализ несоответствия данных и выявлять его причины.
Задача разработки вышеозначенной методики встала ввиду практической необходимости интеграции внутрихозяйственных учётных систем между собой и с государственным кадастром недвижимости, что говорит об актуальности проблемы.
Решение проблемы сочетания государственного и внутрихозяйственного учёта позволило унифицировать механизмы учёта пространственных объектов. Подход с единых позиций к изучению государственного кадастра и внутрихозяйственного учёта имеет значение для развития кадастра, как отрасли знаний.
Степень разработанности темы изучена по опубликованным работам в области кадастра, землеустройства, мониторинга земель, геоинформатики, геодезии и картографии.
Диссертация опирается на труды А. П. Сизова, А. Е. Алтынова, С. А. Атаманова, С. А. Григорьева, Т. В. Илюшиной, Т. К. Колевид, А. М. Лелюхиной, О. В. Миклашевской, Т. Ф. Пушкиной, Е. В. Золотовой, В. Н. Баденко, А. А. Варламова, А. В. Севостьянова, С. Ю. Васютинской, В. А. Махта, В. А. Руди, А. В. Пылаевой посвященные теории кадастра недвижимости, работы С. Н. Волкова, В. П. Троицкого, А. А. Варламова, А. В. Хабарова, С. Н. Захаровой в области землеустройства и мониторинга земель, исследования В. С. Тикунова, Е. Г. Капралова, А. Д. Иванникова, В. А. Середовича, В. Я. Цветкова, П. А. Докукина, Л. М. Бугаевского по геоинформатике, работы Ю. К. Неумывакина, М. И. Перского, А. И. Павлова по геодезии, статьи П. Д. Кужелева и О. В. Зайцевой по геостатистике.
Особую роль при написании диссертации сыграли работы В. Я. Цветкова, П. А. Чекмарёва, С. В. Лукина, В. А. Железнякова, Е. Г. Шедий, В. Хаксхольд, В. Н. Темникова, А. В. Дубровского, П. М. Мазуркина, В. П. Мазалова, А. И. Иванова, А. Г. Юнусова, посвященные применению геоинформатики в кадастре, сельском хозяйстве, землеустройстве и мониторинге земель.
Из иностранных авторов следует отметить R. Hartman, A. Panagiotis, С. Portele, К. Pomakis, N. Juli, J. Mas, Alan G. Evans, Gavin Schrock.
Так же в работе использованы сведения из нормативно-правовых источников.
Цель исследования — разработка и практическая реализация технологии сочетания государственного кадастрового учёта и внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости.
Основные задачи исследования:
-
Формализация признаков кадастров как учётных информационных систем.
-
Формальное определение кадастра как учётной информационной системы.
-
Выработка требований к кадастрам как информационным системам учёта объектов недвижимости.
-
Определение принципов сочетания систем государственного кадастрового учёта и внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости в едином информационном пространстве.
-
Разработка методики реализации принципов сочетания различных информационных систем учёта объектов недвижимости в едином информационном пространстве.
-
Разработка и практическая реализация схемы информационного взаимодействия программных комплексов, обеспечивающей выполнение указанных принципов.
Объект исследования — информационные системы учёта объектов недвижимости.
Предметом исследования является информационное пространство, сочетающее государственный кадастровый учёт и внутрихозяйственный учёт объектов недвижимости.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
-
Предложен новый подход к изучению систем внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости и их сочетания с государственным кадастром.
-
Впервые произведено научно-теоретическое обобщение понятия кадастра как информационной системы.
-
Впервые предложено понятие «внутрихозяйственного кадастрового учёта».
Теоретическая значимость работы заключается в разработке методической основы сочетания государственного кадастрового учёта и внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости.
Практическая значимость. Результаты, полученные в ходе исследования, применяются при построении элементов инфраструктуры пространственных данных, обеспечивающей сочетание различных видов кадастрового учёта в едином информационном пространстве. Использовать разработанную технологию, можно как при создании новых информационных систем, так и для модернизации уже существующих. При этом технология имеет достаточную степень общности, что позволяет использовать её во множестве прикладных областей самой различной направленности: территориальное планирование, сельское и лесное хозяйство, транспорт, электросети, добывающая промышленность и многие другие, где необходима геопространственная привязка объектов учёта.
Методы исследования. Для достижения поставленной цели и решения определённого выше круга задач использовались методы идеализации, формализации, наблюдения, абстрагирования и индукции.
Научные положения, выносимые на защиту:
-
Принципы сочетания систем государственного кадастрового учёта и внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости в едином информационном пространстве.
-
Методика реализации принципов сочетания различных информационных систем учёта объектов недвижимости в едином информационном пространстве.
-
Технология сочетания государственного кадастрового учёта и внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости в едином информационном пространстве.
Работа выполнена на материале, полученном и обобщённом автором в ходе разработки геоинформационных систем для сельского хозяйства, кроме всего прочего учитывающих сочетание государственного кадастрового учёта и внутрихозяйственного учёта объектов недвижимости. В ряде случаев решению поставленных задач способствовало непосредственное знакомство автора с состоянием дел в части соотнесения данных государственного кадастра недвижимости и внутрихозяйственного учёта недвижимого имущества на предприятиях агропромышленного комплекса.
Обоснованность и достоверность выводов и рекомендаций подтверждается теоретическими решениями и экспериментальными данными, полученными в работе и не противоречащими известным научным положениям, а также результатами апробации разработанной методики, подтверждёнными справкой о внедрении и авторскими свидетельствами.
Помимо этого, положения, представленные в работе подтверждаются успешностью их применения для создания схемы взаимодействия программного обеспечения ГИС «Панорама-АГРО», «ГИС Сервер», «GIS Webserver AGRO», АРМ Агронома, «ГИС Карта 2011».
Внедрение результатов работы. Результаты использовались при построении геопортала «ПАС «Белгородский», Web-сервиса «Атлас Тверской области», а так же для интеграции программных продуктов «ГИС Карта 2011», «ГИС Сервер», «GIS Webserver AGRO», ГИС «Панорама-АГРО», АРМ Агронома. На базе этих программных продуктов построена геоинформационная составляющая проекта «Нива-Авто». Результаты работы подтверждаются справкой о внедрении и 2 свидетельствами о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Апробация результатов исследования. Основные положения работы докладывались на следующих мероприятиях: XVIII Всероссийского форум «Рынок геоинформатики в России. Современное состояние и перспективы развития» (Киров, 2011); Международная научно-практическая конференция «Геоинформационные технологии в сельском хозяйстве» (ОГАУ, Оренбург, 2013); совещание «Подведение итогов работы агрохимической службы Российской Федерации за 2013 год и стратегия её развития для обеспечения внедрения инновационных технологий в АПК» (ФГБУ ЦАС «Белгородский», Белгород, 2013); учебно-практический семинар «Практические проблемы мелиорации в сельском хозяйстве и пути их решения» (ФБГНУ ВНИИ
«РАДУГА», Коломна, 2014); собрание студенческого научного общества «Земледелец» (Университет имени Тимирязева, Москва, 2014), семинар «Применение ГИС в сельском хозяйстве» (ООО «Геодезический инновационный центр «Зенит», Казань, 2012); молодёжный форум — «Формула аграрного образования» (Российский союз сельской молодёжи, Москва, 2014).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 научных труда, 2 из которых включены в перечень изданий, рекомендованных ВАК России, а также автор имеет 2 свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Объём и структура диссертации. Работа состоит из введения, трёх разделов, заключения, списка сокращений и условных обозначений, словаря терминов и списка литературы из 109 наименований, их которых 10 публикаций на английском языке. Диссертация изложена на 142 листах машинописного текста и содержит 34 рисунка, 14 таблиц.
Диссертация соответствует следующим пунктам паспорта научной специальности 25.00.26 — Землеустройство, кадастр и мониторинг земель научной специальности:
5. Принципы сбора, документирования, накопления, обработки и хранения сведений о земельных участках. Разработка единой методики по ведению земельного кадастра;
7. Информационное обеспечение Государственного земельного кадастра.
29. Разработка земельно-информационной системы (ЗИС) как основной части геоинформационной системы (ГИС) на основе современных информационных и геоинформационных технологий.
Геоинформационные системы и ГИС-технологии
Геоинформационные технологии в кадастре и землеустройстве стали применяться с момента рождения геоинформационных систем. Первая ГИС, разработанная в 1963—1971 гг. в Канаде (Canadian GIS) под руководством Р. Томлинсона, была создана для решения задач рационального землепользования. Её назначение состояло в анализе информации, накопленной Канадской службой земельного учёта для получения статистических данных о земле, которые использовались при разработке планов землеустройства огромных площадей преимущественно сельскохозяйственного назначения.
Основные этапы развития ГИС индустрии с характерной периодизацией и предпосылками изложены в книге Тикунова B.C. «Современные средства исследования системы «общество — природная среда» 1989 г., где представлены и основные поставщики программного обеспечения этого класса.
Стремительное развитие геоинформационных технологий привело к тому, что общепризнанным в мировой практике инструментарием, обеспечивающим оперативность, результативность, а значит и эффективность управления земельными и природными ресурсами, являются автоматизированные информационно-управляющие системы с мощным сегментом управления пространственными данными на основе геоинформационных технологий. Современные ГИС-технологии позволяют создать единую оптимально организованную пространственную модель территории, предоставляют многопользовательский доступ к данным о ней и, наконец, дают возможность оперативно интегрировать информацию в научных и практических целях для хозяйственного и экономического развития территории. Развитие отрасли геоинформационных систем и геоинформационных технологий шагнуло в стадию, когда использование их потенциальных возможностей становится необходимым условием успешных решений большинства автоматизированных систем, связанных с территориальным управлением [55].
Приведём варианты определения ГИС. Традиционно, под термином ГИС (GIS — Geographic Information System) понимают аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, интеграцию данных и знаний о территории для их эффективного использования при решении научных и прикладных географических задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества (Кошкарев А.В. «Произведения автоматизированной картографии. Каталог карт и атласов, составленных при помощи ЭВМ», 1990). Это наиболее полное и, как мы считаем, корректное определение. В государственном стандарте «ГОСТ Р 52438-2005. Географические информационные системы. Термины и определения» это определение сократилось до неприличного минимума: «ГИС: Информационная система, оперирующая пространственными данными. Под операциями подразумеваются сбор, обработка, отображение и распространение, координация пространственных данных». В упомянутом ГОСТе указано, что такое пространственные данные в этом контексте. Это — {геоинформационные данные, геопространственные данные, географические данные, геоданные): Данные о пространственных объектах и их наборах. Другими словами, это данные, имеющие координатную привязку (на Земле, в космосе, на другой планете и т. д) [55].
С определением ГИС возникла путаница. В него пробрался корень «граф», хотя эти системы решают не только географические задачи, а так же геологические, геодезические, топографические, кадастровые и множество других, где в зачёт идёт пространственная привязка объектов. Подробно ситуация описана в [90]
Пока, автор этой работы предлагает совсем отказаться от корня «граф» в определении ГИС. То есть ГИС это не Географическая Информационная Система, а именно Геоинформационная Система.
В дальнейшем, по мере хозяйственного освоения других планет, их спутников и остального космического пространства придётся выбросить корень «гео» и ввести новое понятие, наиболее точно характеризующее будущие информационные системы с пространственной привязкой объектов.
Здесь мы будем придерживаться такого определения ГИС — аппаратно-программный человеко-машинный комплекс для сбора, отображения, хранения, моделирования, анализа геопространственных данных. Согласно этому определению геоинформационная система любой сложности должна включать компоненты, отображённые на рисунке 1.
Определения государственного и внутрихозяйственного кадастров
Множество МКИ включает однородные подмножества, образованные разными кадастровыми объектами (КО) или разными учётными единицами кадастра.
Для городского кадастра учётными единицами являются город (Г), район (Р), секция (С), квартал (К), перекрёсток (П), отрезок улицы (О), объект (ОБ) (строение, земельный участок). Такая совокупность описывается иерархической системой классификации. Объекты кадастра самого низкого уровня могут объединяться в более крупные подмножества. Каждому объекту соответствует некое метрическое подмножество. Кроме того, каждому объекту соответствует некое подмножество сведений. Аксиоматика кадастровых объектов может быть описана следующими теоретико-множественными соотношениями: Г = Р1 V Р2 V РЗ V Р1, (2) О = Р1 П Р2 П РЗ П Р1, (3) Г = К1 V К2 V КЗ V К11, (4) О = К1 П К2 П КЗ П К11, (5) К = V Ш V 01 V ОБ1 (6) Из выражения (2) следует, что пространство кадастрового объекта верхнего уровня (города — Г) состоит из объектов нижнего уровня (районов — Р). Между районами не должно быть перекрытий, Т.е. объединение подмножеств районов равно пустому множеству — 0. Это следует из выражения (3). Здесь 1 — число районов.
Из выражения (4) следует, что пространство кадастрового объекта верхнего уровня (города — Г) состоит также из объектов более низкого уровня (кварталов — К). Между кварталами не должно быть перекрытий, т.е. объединение подмножеств кварталов равно пустому множеству — 0. Здесь 11 — число кварталов. Квартал есть объединение кадастровых объектов низшего уровня (6).
На этих принципах можно и дальше строить аксиоматику кадастровой информации, используя теоретико-множественное описание. Такой подход удобен для алгоритмизации кадастровой информации. Эти процедуры упорядочивают метрическое множество кадастровой информации.
Процедура упорядочения метрического множества МКИ одновременно упорядочивает все остальные множества. Это соответствует идеологии ГИС, в которой метрическое множество связано с табличными значениями атрибутов, т.е. различных показателей объектов.
В ГИС пространственные объекты отображаются в точечных, линейных или ареальных формах (слоях). Кадастровая метрическая информация отображается в линейных или ареальных слоях. Теоретико-множественное описание позволяет учитывать такую двойственность отображения информации. В частности, метрическая кадастровая информация города может быть определена как «совокупность значений координат точек городской черты и всех кадастровых учётных единиц» или как «совокупность значений координат границ точек городской черты и всех границ кадастровых учётных единиц».
Кадастровая информация обладает свойством вложенности. Это означает вложенность кадастровых учётных единиц. В частности, для города это свойство выражается в том, что город могут составлять все его районы (выражение (2)), район — все кварталы, секции, отрезки улиц и перекрёстки (площади).
Отдельная кадастровая учётная единица (КУЕ) может быть описана значениями координат точек её границ (или площадей) и их топологическими связями, представляющими собой подмножества вида КУЕ] = {TyEj, Ху, Yy, 8ij}, (7) где КУЕ; — подмножества, описывающие кадастровые учётные единицы; Ху, Yy — координаты как элементы счётного множества, представленные значениями координат точек границ j-й кадастровой учётной единицы; TyEj — тип кадастровой учётной единицы (района, секции, отрезка улицы и перекрёстка); єц — вид топологической связи точек границ кадастровой учётной единицы в графической оболочке; і — количество точек j-й кадастровой учётной единицы.
Следует отметить, что координаты кадастровой учётной единицы могут быть элементами счётного множества при дискретном их задании или элементами множества мощности континуум. В последнем случае Xj , Yj — координаты как элементы множества мощности континуум.
Множество Г, описывающее город, может быть представлено как сумма или объединение КУЕ верхних уровней. В объединённое множество Г могут быть включены значения координат точек и топологические связи границ или контуров реальных объектов и т.д. Таким образом, аксиоматический подход, основанный на теоретико-множественном описании кадастровой информации, позволяет формализовать разнообразные характеристики и свойства кадастровых объектов. Все элементы кадастра при таком подходе описываются в виде подмножеств. Это позволяет строить упорядоченные системы, описывать вложения уровней и топологию [46].
Система управления транспортными и другими техническими средствами, применяемыми в системе сельского хозяйства с использованием систем ГЛОНАСС/GPS
Профессиональная ГИС Карта 2011 — универсальная геоинформационная система, включающая инструменты создания и редактирования электронных карт и планов местности, обработки данных дистанционного зондирования земли, выполнения всевозможных измерений, расчётов, оверлейных операций, построения трёхмерных моделей обстановки, обработки растровой информации, средства разработки графических документов в цифровом и бумажном виде, а также встроенные средства для работы с различными базами данных.
База данных электронных векторных карт построена по иерархическому принципу. В пределах самого нижнего уровня хранятся сведения об отдельных картографических объектах. Эти объекты объединяются в слои, а слои составляют листы карт. Листы карт одного вида и масштаба в совокупности представляют собой район работ — обособленную базу данных электронных карт. Картографическое описание каждого отдельного объекта включает в себя метрические данные (геометрию) и семантические атрибуты (свойства объекта), в том числе и уникальную идентифицирующую информацию об объекте, через которую осуществляется связь с внешними базами данных.
Совокупный размер отдельной БД электронных векторных карт может составлять несколько терабайт (ТЬ). Обновление данных выполняется в режиме выполнения транзакций. Это позволяет обеспечить восстановление карты при возможных ошибках и откат на любое число шагов назад. Подсистема управления оснащена высокопроизводительным алгоритмом индексации данных, который позволяет максимально повысить скорость отображения и поиска картографических объектов даже на бытовых ЭВМ.
Инструментарий управления электронными картами обеспечивает возможность запрашивать и изменять метрическое и семантическое описание отдельных объектов или их групп, выбранных по заданным критериям, выводить на экран карты с изменением масштаба, состава отображаемых данных и системы координат.
Программа максимально открыта для потребителей. Это достигается за счёт поддержки различных форматов обмена, обеспечения настройки библиотек условных знаков, поддержки всего многообразия систем координат и проекций карт, некоторые элементы системы представлены в исходных текстах.
Разработка программ для мобильных устройств поддерживается специальной версией библиотек и компактным форматом данных. Подготовка исходных данных и разработка тестовых проектов могут выполняться на настольных платформах, а выполнение готовых приложений на мобильных устройствах.
ГИС Карта 2011 — клиент распределённой системы обработки геопространственных данных, которая включает сервер картографических данных (ГИС Сервер), Internet-сервисы (GIS WebFeatureService и GIS WebService), работающие по протоколам Open GIS Consortium, программу мониторинга баз данных (в том числе, с поддержкой Oracle Spatial) и другие модули.
Panorama GIS Server (ГИС Сервер) — это служба, предназначенная для обеспечения удалённого доступа к геопространственной информации пользователей программ ГИС Оператор, ГИС Навигатор, ГИС Карта, ГИС Панорама Мини, Панорама-Редактор и других программ, разработанных на ядре «Панорама» версии 11 и новее (Рисунок 21). Рисунок 21 — Подключение к ГИС Серверу из ГИС Карта ГИС Сервер предоставляет удалённый авторизованный доступ к геопространственной информации: векторным данным, растрам, матрицам и документам. Соединение с сервером устанавливается по стандартным сетевым протоколам.
ГИС Сервер поставляется в трёх вариантах: - для платформы х64, без ограничения числа пользователей; - для платформы х64, до 25 клиентов; - для платформы х64, до 10 клиентов. Хранение данных на ГИС Сервере обеспечивает их защиту от несанкционированного изменения и копирования, увеличивает скорость коллективной работы с информацией. Пользователь может выбирать данные для обработки по их алиасам (условным именам). Векторные данные могут быть открыты с разными правами на просмотр и редактирование. Растровые и матричные данные доступны исключительно для просмотра и выполнения расчётов. Кроме этого, все виды данных могут быть открыты для копирования в буфер обмена, на другие карты или в обменные форматы.
ГИС Сервер поддерживает мониторинг изменения открытых матричных и растровых данных и их автоматическое обновление на клиенте. Автоматически, без ручных операций со стороны клиентов или администратора ГИС Сервера предоставляется доступ к свежим версиям матриц высот, векторных данных и ортофотопланов. Обеспечивается автоматическая проверка соответствия карты и библиотеки условных знаков при открытии карты, а так же автоматическая перекодировка объектов карты при смене библиотеки условных знаков. Такой подход позволяет обновлять классификаторы на сервере в автоматическом режиме с автоматическим их обновлением на рабочих местах клиентов и в подключённых Internet-сервисах.
ГИС Сервер поддерживает многоуровневое подключение ГИС Серверов между собой для распределённой обработки и хранения геопространственных данных с поддержкой автоматической репликации, резервного копирования и защиты данных (Рисунок 22). Такая архитектура в десятки раз снижает загрузку сети передачи данных, ускоряет доступ к данным и повышает надёжность работы. Снижение нагрузки на сети передачи данных достигается за счёт доступа отдельных групп пользователей через промежуточный ГИС Сервер, который кэширует запросы и выполняет автоматическую репликацию данных.
Для настройки параметров работы ГИС Сервера предназначена программа ГИС Администратор. Приложение даёт возможность определить список пользователей, список данных и их свойства. Это позволяет настроить сервер в соответствии с определёнными целями использования. Для всех групп пользователей формируются свои списки данных, которые им доступны. Права доступа к данным конечного потребителя определяются по его имени и паролю, или с использованием параметров его учётной записи в политике безопасности операционной системы локального компьютера или домена. Программа ГИС Администратор реализована в виде настольного Windows-приложения и в виде web-приложения, написанного на РНР. Для работы web-приложения на сервере должен быть установлен web-сервер с поддержкой РНР.
Списки данных и пользователей, а так же дополнительные параметры хранятся на сервере в специальном файле. Создание и редактирование этого файла выполняет исключительно администратор сервера. Все пароли хранятся в зашифрованном виде. Алгоритм шифрования — MD5.
Сравнение с аналогами
Web Feature Service (WFS) представляет собой географический протокол передачи информации, применяемый для обмена пространственными векторными данными в среде Интернет. Вместо обмена географической информацией на уровне файлов, использование протокола WFS предлагает прямой доступа к географической информации, а именно к объектам векторной карты. Данная веб-служба позволяет клиентам извлекать или изменять только те данные, которые они ищут, а не получать весь файл целиком, что значительно ускоряет обмен данными и работу с полученным файлом [98]. Полученные данные затем можно использовать для самых различных целей.
Данный сервис поддерживает не только получение пространственных данных, но и их редактирование. В отличие от WMS сервиса WFS сервис даёт доступ к векторным данным, имеющимся на сервере. WFS сервис содержит более расширенный ряд запросов [101]: - GetCapabilities (discovery operation); - DescribeFeatureType (discovery operation); - GetPropertyValue (query operation); - GetFeature (query operation); - GetFeatureWithLock (query & locking operation); - LockFeature (locking operation); - Transaction (transaction operation); - CreateStoredQuery (stored query operation); - DropStoredQuery (stored query operation); - ListStoredQueries (stored query operation); - DescribeStoredQueries (stored query operation). Данные объектов выводятся в соответствии с международным стандартом ISO 19136:2007, Geographic Information — формате GML (Geography Markup Language) [108, 107].
Использование этого формата позволяет передавать геопространственные данные по единому протоколу независимо от технологии их создания и способов хранения. Сервисом обеспечивается извлечение сведений об объектах из наборов данных, выполняется преобразование исходных географических координат объектов в указанные системы координат, а так же преобразование форматов хранения геопространственных данных.
Для получения данных GIS WebFeatureService поддерживает операции (запросы):GetCapabilities, GetFeature, DescribeFeatureType, ListStoredQueries, DescribeStoredQueries, что соответствует классу Simple WFS OGC. Запросы кодируются в соответствии с HTTP протоколом и вводятся в виде URL: http://host[:port]/path[?{name=[value]&}], где http://host[:port]/path — адрес сервера (URL префикс); name=value& — множество параметров запроса в виде пар имя = значение. Перечень возможных параметров определяется для каждой операции сервиса. Ответ операций GIS WebFeatureService выводится в формате XML/GML. Ответ (response) операций GIS WebFeatureService — файл, который передаётся клиенту через Интернет. Текстовый вывод выполняется в XML (метаданные сервиса или сообщения об ошибках), векторные данные выводятся в формате GML 3.2. Векторные данные объектов запрашиваются из базы пространственных данных. Основными операциями для доступа к пространственным данным являются GetCapabilities — получение метаданных с сервера и GetFeature — получение векторной информации [28].
Операция GetCapabilities генерирует документ метаданных об имеющихся типах объектов в базе пространственных данных и доступных операциях сервиса. Операция GetCapabilities выполняется, если в запросе параметр REQUEST принимает значение GetCapabilities.
Параметры запроса GetCapabilities Параметры запроса GetCapabilities представлены в таблице 3. Таблица 3 — Параметры запроса GetCapabilities Параметр Значение Краткое описание параметра ACCSEPTVERSION 2.0.0 Версия запроса SERVICE WFS Тип сервиса REQUEST GetCapabilities Имя операции (запроса) OUTPUTFORMAT GML/XML Выходной формат операции ACCEPTVERSION — дополнительный параметр, если используется должен иметь значение 2.0.0. SERVICE — обязательный параметр. Указывает тип сервиса. Должен иметь значение WFS. REQUEST — обязательный параметр, указывает тип операции сервера объектов. Чтобы выполнить операцию GetCapabilities, REQUEST должен иметь значение «GetCapabilities». 100 OUTPUTFORMAT — дополнительный параметр, устанавливает формат ответа. Должен принимать значение "application/gml+xml; version = 3.2". Другие значения параметра сервис не поддерживает. GetCapabilities ответ (response) В ответ на запрос GetCapabilities Gis WebFeatureService формирует XML документ метаданных сервера для версии 2.0.0 WFS OGC. XML документ выводится в web-браузер клиента. Операция DescribeFeatureType Операция DescribeFeatureType предназначена для получения информации об источнике данных пространственных объектов, например имена полей и типах их данных. Операция DescribeFeatureType возвращает XSD-схему описания типов объектов, предоставляемых сервисом Gis WebFeatureService. Описание типов объектов в схеме указывает как экземпляры объектов будут кодироваться при выводе, например, при выполнении операции GetFeature. DescribeFeatureType операция выполняется, если параметр REQUEST принимает значение DescribeFeatureType.