|
| |||
| Л.Рейнгольд,
Пространственные данные в “электронном городе” Источник: статья предоставлена компанией РДТЕХ. Информационные технологии внедряются во все сферы жизни человека. В настоящее время появляются технические возможности для создания “электронного города”, в котором все обеспечение жизнедеятельности осуществляется в единой телекоммуникационной инфраструктуре. Функции муниципального управления, финансовых расчетов, система информации и технологии обучения опираются на единую информационно интегрированную технологическую среду. Одна из актуальных задач в такой среде – организация обработки и хранения пространственных данных. Для обработки этой информации эффективно применение технологий Oracle, причем не только собственно SDO и Oracle Locator, предназначенных для этой цели, а и других решений, которые обеспечивают разграничение доступа, непротиворечивое и эффективное совместное использование пространственных данных. В этой статье говорится о комплексе проблем и предлагаемых Oracle решений в области обработки пространственной информации. Житель современного города все более включается в “электронную” городскую среду, даже если у него нет компьютера. Любая деятельность все более подробно отражается в автоматизированных системах и поведение каждого отдельного человека все больше учитывается в организации работы городской инфраструктуры. В то же время, новые технологии делают данные о городской среде доступными для человека в любое время и в любом месте. Наряду с традиционными компьютерами в информационную среду включаются мобильные устройства и другие средства автоматизации, в том числе обеспечивающие дистанционное считывание данных. При этом все более актуальной задачей становится совместное и непротиворечивое использование данных о городской инфраструктуре, полученных из различных источников и их представление не только в традиционной числовой форме, а и в виде различных графических отображений. Пространственная информация в электронном виде все больше используется для решения традиционных задач различных городских служб: архитектурно-планировочных, землеустроительных, учета и управления недвижимостью. Еще совсем недавно применение пространственных данных (ПД) в государстве и на уровне города было ограничено относительно узкими областями. Основными поставщиками и потребителями такого рода данных были геодезисты, землеустроители, строители, военные, работники водного и воздушного транспорта. В быту ими пользовались лишь самые любопытные, да еще некоторые туристы. Однако теперь наблюдается взрывной рост рынка, связанного с ПД, расширяется круг их пользователей, сейчас это уже не только узкие специалисты. В ближайшее время каждому городскому жителю будут доступны средства точного определения собственного местоположения, а также информация о произвольных объектах в привязке к их расположению на поверхности Земли. Новые возможности массового применения ПД в условиях города ПД будут применяться для удовлетворения вполне повседневных потребностей, появление которых ранее было просто невозможно. Данные о местоположении объектов, полученные с использованием GPS-приемников, GSM сотовых телефонов, пунктов контроля RFID-меток могут быть наложены на базу ПД с целью решения различных практических задач: как бытовых, так и производственных. Так, для определения перемещений и местоположения людей в городе и внесения этой в систему хранения ПД уже доступны несколько технологий. Это, прежде всего, сотовые телефоны. В условиях города определение положения сотового телефона относительно недалеко расположенных друг от друга базовых станций может быть довольно точным – несколько десятков метров, что достаточно для работы многих практических приложений. Более точно местоположение в условиях города можно определять с использованием систем спутникового позиционирования – GPS-приемников, которые в дальнейшем еще чаще будут встраивать в различные мобильные устройства – сотовые телефоны, мобильные компьютеры, а также в транспортные средства. Кроме того, в течение нескольких ближайших лет станут коммерчески доступны альтернативные системы позиционирования – Российская Глонасс и Европейская Galileo. Использование этих систем эффективно в управлении городским транспортом для осуществления мониторинга его движения. Эти системы внедряются в общественном транспорте Москвы, Санкт-Петербурга и других городов. Появляются устройства, способные работать с несколькими системами спутникового позиционирования. Это позволит еще более увеличить точность и скорость позиционирования объектов, повысить надежность работы этих устройств в условиях города. В последние годы в городских службах распространились видеонаблюдение, при этом развиваются программные средства, осуществляющие автоматизированное распознавание объектов. Эта информация также может использоваться путем наложения на ПД для отслеживания перемещений объектов. Другой технологией, позволяющей осуществить ввод информации о расположении объектов в условиях города, являются RFID–метки. Это микропроцессоры, на которых в зашифрованном виде записана информация, идентифицирующая объект, а также некоторые сведения о свойствах самого объекта. RFID–метки встраиваются сейчас в транспортные и кредитные карты, товары, продаваемые в магазинах, используются для контроля багажа в аэропортах. За рубежом предлагается использовать вживляемые в тело человека RFID – метки. ПД в городе используются для отражения положения земельных участков, расположения объектов недвижимости, транспортной инфраструктуры, коммуникаций и др.К этой основе “привязывается” более изменчивая информация. Это семантическое описание объектов (собственники, состояние, финансовые вложения и др.), а также сведения о “мобильных” объектах – людях, транспортных средствах. Основная тенденция развития таких информационных систем в том, что пространственные данные и семантические будут использоваться связанно во все большем числе различных приложений. Можно выделить следующие основные типы приложений, в которых применяются ПД. Это, в первую очередь, формирование и сопровождение ПД в рамках соответствующей предметной области – традиционная картография, инвентаризация земельных ресурсов населенного пункта и пр. Другая важная задача, для которой необходимы ПД, - мониторинг состояния инфраструктуры для избранных категорий объектов – размещение транспортных средств, дежурных машин, патрулей на городской территории. Развиваются бизнес-приложения реального времени – поиск интересующих объектов на плане или карте, выбор маршрута движения, информация о препятствиях в движении и пр. Эти приложения могут быть рассчитаны как на организации, так и на бытовые нужды и существенно повышают комфортность жизни в городе. С помощью пространственных данных удобно отображать и анализировать такие параметры городской жизни, как заселенность, заболеваемость, загрязненность и подобные. Мониторинг состояния инфраструктуры с использованием мнемосхем на основе ПД удобен для различных городских служб, облегчая принятие решений в оперативном режиме. Пространственные данные применительно к задачам информатизации города имеют следующие особенности:
Направления использования пространственной инфраструктуры в условиях города Однако, кроме очевидных выгод, широкое внедрение технологий обработки пространственных данных может повлечь за собой ряд проблем. Перечисленные технологии могут сделать жизнь удобнее, облегчить работу сферы обслуживания, повысить качество управления городом. Однако они также могут стать причиной проблем, связанных с возможностью тотального контроля государства над человеком. Сейчас на Западе активно обсуждают границы деятельности спецслужб в этой среде. Не будут ли в перспективе в переходах с лотка продаваться диски с траекториями перемещения людей? Где границы деятельности спецслужб в этой среде? Что является достаточным основанием для раскрытия приватной информации? Пока на эти вопросы нет исчерпывающего ответа. Однако этот вопрос лежит не в технической плоскости, поскольку имеющиеся технологии Oracle позволяют решить эту задачу. Решение этой проблемы больше зависит от принятия соответствующих законодательных норм и политических решений. Перечисленные выше приложения ПД требуют различной точности и “жесткости” контроля информации. Необходим регламент, позволяющий в нужной степени как “помнить” так и “забывать” информацию. Он должен быть нормативно закреплен как для ПД, так и для связанной с ними семантики, Однако во всех случаях целесообразно “общее основание”, наличие согласованности для ПД с соблюдением интересов всех заинтересованных в использовании этих данных сторон. Это достижимо при наличии единой инфраструктуры их формирования, хранения и применения обеспечивающей необходимое соответствующему приложению их отображение. Следует отметить, что всегда существовали ограничения в получении и тиражировании ПД. Однако традиционные ограничения, выработанные государственными институтами, становятся в новых условиях архаичными и ненужными. В то же время возникают новые проблемы, связанные с ПД, которые требуют решения, как на техническом, так и на организационном уровнях. Принятые ранее ограничения на доступ к ПД, связанные с внешним выражением точности – не имеют смысла. Они легко преодолеваются современными техническими средствами. Что касается полноты информации о свойствах объектов, их семантике, внутренней структуре – здесь все не так однозначно. Есть скрытые, неизвестные посторонним свойства объектов – такие как особенности конструкции зданий, расположение коммуникационных сетей и другие, которые нужно скрывать, например, для уменьшения террористической угрозы. Необходимо защищать также информацию личного характера и экономические параметры объектов, ассоциированные с пространственной информацией. То есть, необходимо устранение старых ограничений, и в то же время – формирование новых. В любом случае, востребованы технические решения, способные обеспечить установленный регламент хранения и использования ПД, обеспечить быстрый и распределенный доступ к ним, эффективное и согласованное их ведение. Проблема согласованности ПД Одна из основных проблем формирования инфраструктуры ПД и связанных с ними приложений - обеспечение согласованности пространственной информации, формирующейся в муниципальных и коммерческих структурах современного города. ПД при этом формируются в различных геоинформационных системах и прикладных приложениях. Информация различных систем оказывается несовместимой концептуально и технологически, трудно обеспечить контроль ограничений в ее использовании. Координация и взаимодействие всех заинтересованных сторон, формирующих и применяющих ПД, выработка типовых программно-технологических решений позволят получить новое качество в решении традиционных задач и внедрить новые приложения. Необходим такой механизм коммерциализации пространственной информации, который учтет интересы как жителей города, так и служб безопасности. Решить задачу создания такого механизма может единая концепция ПД. Такой концепцией, находящейся в стадии формирования, можно считать Российскую инфраструктуру пространственных данных (РИПД). Разработку концепции выполняет ГИС-Ассоциация – общественная организация, объединяющая поставщиков и потребителей геоинформационных решений и отстаивающая их интересы. Можно надеяться, что концептуальные вопросы, связанные с ПД будут решены на профессиональном уровне. Однако должны быть эффективно решены и технические задачи, к которым относятся:
Всем перечисленным требованиям отвечают технологии компании Oracle. Они включают и специализированные средства для работы с ПД. Такие средства сейчас входят во все релизы Oracle. Кроме чисто технических причин, использование СУБД Oracle для хранения ПД обосновано в России чисто экономически. Дело в том, что, по независимым экспертным оценкам, Oracle сейчас занимает около 70% отечественного рынка СУБД. Следовательно, внедрение новой концепции хранения пространственных данных с использованием Oracle кроме чисто технических причин, является более дешевым и безболезненным, чем с помощью систем других производителей. Кроме собственно средств обработки ПД имеются и другие программно-технические решения, которые, должны применяться в обработке ПД. Примеры применения технологий хранения ПД Примером эффективного использования СУБД Oracle для объединения и реализации совместного доступа к ПД является инфраструктура, сформированная в Нью-Йорке. Все службы города вносят свой вклад в ее формирование, а их данные являются основой для реализации различных бизнес-приложений. Еще в 2001 году Департамент информационных технологий и телекоммуникаций этого города начал использовать одно из крупнейших в мире хранилищ пространственной информации от Oracle. Причем именно использование Oracle Spatial позволяет всем желающим просматривать карту через Интернет (карта размещена на официальном сайте Нью-Йорка: http://gis.nyc.gov/doitt/mp/Portal.do). По мысли создателей этой электронной карты, она должна помогать бизнесменам, чиновникам и просто городским жителям более эффективно работать и экономить деньги. Помимо чисто географической информации, электронная карта сообщает, например, о рыночной стоимости того или иного здания и о его владельце. Данные для карты предоставляются всеми городскими службами Нью-Йорка.
Совместный доступ к ПД городских служб Нью-Йорка Кроме обработки собственно картографической информации, технологии для работы с пространственными данными могут быть применены в самых неожиданных приложениях информационных технологий, требующих хранения и обработки информации о произвольных объемных объектах. В частности, одним из таких необычных, но актуальных применений в области здравоохранении является использование соответствующих технологий Oracle для хранения результатов томографического сканирования головного мозга человека. Впрочем, применение технологии Spatial кажется неожиданным в медицине только на первый взгляд: ведь сканирование, по существу, создает подробную карту мозга. Данные от сканирования одного пациента – это 4 миллиона точек. Поскольку каждый пациент проходит сканирование дважды, таблица, в которой хранится информация по нему, содержит до 8 миллиардов строк. Так что использование СУБД Oracle здесь вполне уместно. Кстати, с помощью Spatial решаются такие задачи как поиск больных со схожими симптомами или прогнозирование вероятности заболевания.
Применение Oracle Spatial для хранения информации о сканировании мозга пациентов
Продолжение следует
|
|
|
|
