О.Н.Коняев ,
Л.А.Рейнгольд ,
А.Ю.Скопинцев ,
компания РДТЕХ

Создание Российской инфраструктуры пространственных данных - возможности технологий Oracle при реализации пилотных проектов

Источник: компания РДТЕХ, http://www.rdtex.ru/win/root/article_spatial_4.html
Опубликаовано в журнале "Информационный бюллетень", № 5 (52), 2005

В 2005 г. планируется завершить разработку Концепции формирования Российской инфраструктуры пространcтвенных данных (РИПД) в рамках ФЦП "Электронная Россия 2002-2010 годы". В наступающем году речь пойдет уже о пилотных проектах, направленных на реализацию Концепции РИПД, в том числе о технологическом обеспечении. В связи с этим задача выбора комплекта базового программного обеспечения, используемого при разработке, становится особо актуальной. В предлагаемой статье рассмотрены возможности современных информационных технологий, предлагаемых Oracle для решения задач подобного класса.

В рамках Концепции РИПД сформулированы основные требования, предъявляемые к технологическому обеспечению: архитектуре системы и средствам хранения данных.

Анализ положений Концепции показывает, что базовое программное обеспечение должно:
   обеспечить хранение больших объемов территориально распределенных данных в современной СУБД, способной обрабатывать десятки ТБ данных;
   иметь различные варианты поставки для пользователей, которым подходят "облегченные" и недорогие версии;
   обеспечивать доступ к данным с помощью Интернет;
   свободно взаимодействовать с распространенными в России ГИС-средами при соблюдении всех необходимых ограничений доступа к данным;
   поддерживать международные стандарты, предоставлять возможность формировать собственные и обеспечивать их сопровождение.

С нашей точки зрения, технологии Oracle полностью отвечают предъявленным требованиям. Предлагается комплекс программных решений, которые могут быть использованы для технологического обеспечения реализации Концепции. К ним относятся СУБД, сервер приложений, различные расширения (опции), в том числе для обработки пространственных данных. При этом необходимо принять во внимание, что крупнейшие поставщики программного обеспечения ГИС (ESRI, Inc., Autodesk Corp., Intergraph Corp., Laser-Scan, MapInfo Corp.) и Oracle, которые являются активными членами Open Geospatial Consortium (OGC), разработали платформу для обеспечения взаимосовместимости пространственных данных и приложений, что позволяет пользователям сосредоточиться на вопросах обработки данных, не отвлекаясь на решение проблем, связанных с применением того или иного ГИС-приложения. В рамках статьи сложно раскрыть все возможности технологий Oracle, поэтому выделим основные, имеющие отношение к поставленной задаче.

СУБД Oracle10g

СУБД в целом обеспечивает:
   обеспечение хранения практически неограниченных объемов данных и их сохранности;

   обеспечение целостности данных и реализация бизнес-логики на уровне сервера;

   защита данных и разграничение доступа, включая встроенное шифрование на уровне полей базовых таблиц;

   поддержка объектных типов (в том числе ориентированных на хранение пространственных данных);

   встроенная поддержка XML и возможность хранения и обработки произвольных типов документов;

   встроенные средства для создания распределенных систем, систем повышенной отказоустойчивости и наличие кластерных решений для СУБД;

   ориентация на программное обеспечение с открытым кодом (поддержка операционной системы Linux), выпуск собственного релиза бесплатной СУБД - Oracle Database 10g Express Edition.

Oracle Spatial (дополнительный модуль для работы с пространственными данными, созданный на основе стандартов OGC):
   встроенная поддержка более 1000 систем координат с возможностью расширения;
   встроенная поддержка базовых геометрических примитивов и серверные пакеты работы с ними;
   встроенная поддержка топологической модели;
   геокодирование;
   обработка растровых данных практически неограниченного размера;
   обеспечение целостности пространственных данных на уровне сервера.

Oracle Application Server (сервер приложений, поддерживающий стандарт J2EE версии 4):
   мощная среда для построения корпоративных порталов;
   встроенное приложение для отображения векторных и растровых данных - MapViewer;
   поддержка Web-сервисов;
   высокая масштабируемость - динамическое изменение конфигурации кластеров серверов приложений, выполнение транзакций в распределенной среде хранения данных;
   встроенные средства интеграции с корпоративными системами ведущих производителей, открытый интерфейс API для подключения новых программных компонентов.

Средства разработки:
    собственные среды разработки, поддерживающие все расширения СУБД и серверов приложений Oracle;
   наличие plugins для наиболее популярных сред разработки третьих фирм (Visual Studio и т. д.);
   поддержка применения программных продуктов всех ведущих фирм-поставщиков программного обеспечения ГИС;
   поддержка технологий J2EE и .NET.

За последнее десятилетие за рубежом накоплен богатый опыт применения технологий Oracle в информационных системах, оперирующих пространственными данными, причем как в государственных, так и коммерческих организациях. В качестве примера можно назвать: British Telecom, Alaska Department of Natural Resources, California San Mateo County, NASA, U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey, Australian Bureau of Statistics и PSMA Australia Limited (Public Sector Mapping Agencies Australia).

Задача, аналогичная поставленной в Концепции РИПД, была решена Государственной топографической службой Великобритании (Ordnance Survey - OS). OS продает детальные пространственные данные, поступающие от геодезистов, работающих в 30 офисах службы по всей стране. Ordnance Survey - правительственная организация, но финансируется полностью за счет дохода, полученного от абонентской платы за предоставление данных и услуг, что составляет более 150 млрд. долларов в год.

Сервер Oracle Database и опция Oracle Spatial обеспечивают среду для прозрачного взаимодействия с инструментальными средствами сторонних производителей, собирающих, поддерживающих и публикующих самые разнообразные типы данных, включая геометрические характеристики точек, линий, связанных сетевых элементов, контуров и взаимосвязи между ними. Ordnance Survey централизовала свои пространственные данные, поэтому их можно использовать для большого числа услуг и продуктов. Система построена с применением серверов базы данных Oracle Database и приложений Oracle Application Server, опций Oracle Spatial и Oracle Partitioning.

В России использование технологий Oracle в системах обработки пространственных данных также не является экзотикой. Oracle широко применяется в муниципальных системах Москвы (Департамент земельных ресурсов, Мосгоргеотрест и ЦАО Москвы и др.), Санкт-Петербурга, Екатеринбурга, Таганрога, Владимира, Калининграда, в информационных системах МПР России, МЧС России, разработках РАН и РАЕН, в коммерческом секторе - в информационных системах РАО "ЕЭС России", крупнейших нефтегазовых и транспортных компаний России и т. д.

В основе создания РИПД - иерархическая структура: Российская Федерация - субъект Федерации - муниципальное образование. Для интеграции данных различных уровней и систем Oracle предлагает большой набор средств - прямые связи между БД разных уровней, интеграцию через серверы приложений, открытый интерфейс API и т. д. Для администрирования системы, в том числе территориально распределенной, Oracle предлагает Enterprise Manager 10g Grid Control - средство, позволяющее централизовано управлять всеми компонентами системы, а также выполнять ее мониторинг.

В качестве примера реализации РИПД можно предложить следующую структуру: (рис. 1)

Рисунок 1. Пример реализации РИПД

Отдельно можно привести пример решения для типовой структуры центра обработки информации РИПД (рис. 2).

Рисунок 2. Типовая структура обработки информации РИПД

В заключение хотелось бы еще раз сформулировать преимущества, предоставляемые технологиями Oracle для реализации РИПД. Это, прежде всего, возможность создания типового решения для всех уровней реализации компонентов РИПД. Наращивание потенциала конкретной системы (субъект РФ, муниципальное образование) возможно без изменения состава программного обеспечения благодаря использованию распределенных баз данных, кластерных решений для баз данных и серверов приложений, дополнительных опций и переходу на более функциональные версии. Решения Oracle отличают платформенная независимость; мощные средства защиты данных и приложений; возможность поэтапной разработки и внедрения; минимизация затрат на начальном этапе и распределение их по мере развития системы.

Oracle - эффективная среда хранения и обработки данных. Открытый интерфейс API дает возможность использовать разнообразные среды и языки программирования. Технологии Oracle широко используются в России, что говорит о большом числе высококвалифицированных специалистов в этой области.