Стратегия развития информационно

ПРОЕКТ ЭЛЕКТРОННОГО ПРАВИТЕЛЬСТВА РЕСПУБЛИКИ АДЫГЕЯ
Р.Д. Хунагов, Т.П. Варашанина, О.А. Плисенко, Пикин С.Ф., Кизянов А.Ф.
Адыгейский госуниверситет, г. Майкоп, gic-info@yandex.ru
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.
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.
2
Э л е ктр о н н о е п р а в и те л ь с тв о
Р е с п у б л и ки А д ы ге я
принятия решений
С остав:
п р о с тр а н с тв е н н а я Б Д ,
П О д л я в и зу а л и за ц и и
и р е д а кти р о в а н и я ...
Данны е:
С истем а поддерж ки принятия реш ений
п р о с тр а н с тв е н н ы е ,
а тр и б у ти в н ы е ,
с та ти с ти ч е с ки е ,
проч. данны е
(а н а л и з в о зм о ж н ы х с ц е н а р и е в, п р о гн о з р а зв и ти я
с и ту а ц и и , э кс п е р тн ы е о ц е н ки )
С о с т а в : с п е ц и а л и зи р о в а н н о е П О ,
с п е ц и а л и зи р о в а н н а я Б Д
обмена
Уровень
Уровень обработки
Территориальны й
банк данны х
(о п е р а ти в н ы е , тр а н с ф о р м и р о в а н н ы е и а гр е ги р о в а н н ы е д а н н ы е )
Г И С -п о р та л
Р е с п у б л и ки А д ы ге я
данных
Уровень анализа и
Хранилищ е данны х
In te rn e t/In tra n e t с е р в и с ы
(W e b -и н те р ф е й с ы п а ке тн о го и и н те р а кти в н о го о б м е н а )
И н те р ф е й с ы в за и м о д е й с тв и я
И н те р ф е й с ы в за и м о д е й с тв и я
И н те р ф е й с ы в за и м о д е й с тв и я
В е д о м с тв е н н а я п о д с и с те м а
(In te rn e t+ in tra n e t)
В е д о м с тв е н н а я п о д с и с те м а
(In te rn e t+ in tra n e t)
В е д о м с тв е н н а я п о д с и с те м а
(In te rn e t+ in tra n e t)
Б а за
данны х
П о р та л
О н -л а й н
сервисы
Б а за
данны х
Б а за
данны х
П о р та л
И нф ормационная
с и с те м а
п р е д п р и я ти я
О н -л а й н
сервисы
С о ц и а л ь н о -э ко н о м и ч е с ки й б л о к
П о р та л
И нф ормационная
с и с те м а
п р е д п р и я ти я
О н -л а й н
сервисы
И нф ормационная
с и с те м а
п р е д п р и я ти я
П р и р о д н о -р е с у р с н ы й б л о к
Р и с .1 К о н ц е п т у а л ь н а я с х е м а « Э л е к т р о н н о е п р а в и т е л ь с т в о Р е с п у б л и к и А д ы г е я »
3
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 Internet.
Защита информации:
Система обеспечивает защиту информации путем организации многоуровневого
доступа к информационному хранилищу и серверам электронных предприятий,
4
определяемого для каждого типа пользователя. При передаче конфиденциальной
информации по сети используется протокол шифрования SSL.
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.
5
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 природноресурсного 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 административнотуристскую 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,
социальноэкономических данных и картографических материалов;
6
— 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.
ЛИТЕРАТУРА
1. Атлас Республики Адыгея. Майкоп: ЗАО «Ассоциированный картографический
Центр-М». 2005. 80 с.
2. Варшанина Т.П., Митусов Д.В. Климатические ресурсы ландшафтов Республики
Адыгея. Майкоп: Изд-во АГУ, 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. Варшанина, О.А. Плисенко, С.Ф. Пикин, И.В. Стародуб. Объектноориентированная цифровая модель рельефа. Вестник Адыгейского госуниверситета.
Майкоп: Изд-во АГУ. №4(28), 2007. С.216-222.
5. Мартыненко А.И., Варшанина Т.П., Плисенко О.А. Геоинформационное
моделирование территорий Системы и средства информатики: Геоинформационные
технологии. – М.: ИПИ РАН. 2004. С. 166-186
6. Пикин, С.Ф. Гравитационно-кинетическая модель рельефа / С.Ф. Пикин //
ИнтерКарто / ИнтерГИС 11: Устойчивое развитие территорий: Теория ГИС и
практический опыт: Материалы Международной конференции / – Ставрополь: Изд-во
СГУ, 2005. – С. 228-231.
7. Хунагов Р.Д., Варшанина Т.П. Многоцелевая национальная Геоинформационная
система Республики Адыгея. Вестник Адыгейского госуниверситета. Майкоп: Изд-во
АГУ. №1(20), 2006. С. 253-259.