Курсовая работа по экологии на тему Обзор открытого программного обеспечения для создания геопортала

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОНЯТИЯ ГЕОПОРТАЛ

1.1. Понятие «геопортал»
Под геопорталом понимается программно-технологическое обеспечение для работы с пространственными данными.
Понятие «геопортал» можно рассматривать как в узком, так и в широком смысле. В случае узкого (упрощенного) восприятия термина, геопортал понимается как «средства веб-картографирования» (в т. ч. с применением спутниковых снимков, которые распространены в системах информационно-справочного типа (например, сервисы Google Maps и Яндекс Карты)). В широком смысле термин «геопортал» рассматривается как один из элементов инфраструктуры пространственных данных (ИПД).
Геопортал — «информационная система, выполняющая роль единого пункта доступа к сервисам инфраструктуры пространственных данных, интерфейс которой обеспечивает с использованием сети Интернет доступ пользователей к информации для поиска пространственных данных и геосервисов по их метаданным, а также выполнения других функций в соответствии с его назначением и целевой аудиторией» .
Инфраструктура пространственных данных (ИПД) — «информационно-телекоммуникационная система, обеспечивающая доступ граждан, хозяйствующих субъектов, органов государственной и муниципальной власти к распределенным ресурсам пространственных данных, а также распространение и обмен данными в общедоступной глобальной информационной сети в целях повышения эффективности их производства и использования» .
Во многих странах мира, в том числе и в РФ, уже достаточно давно ведется работа по созданию государственных ИПД, в состав которых входят геопорталы; постепенно формируется нормативно-правовая база, которая регламентирует эту деятельность (международные стандарты ISO, российские ГОСТы, и т.п.). Кроме того, постепенно создаются и развиваются региональные и ведомственные ИПД, которые предусматривают создание различного вида геопорталов (специализированных, отраслевых и тематических).
В контексте ИПД (то есть в широком смысле), геопортал — это программно-технологическое решение, функциональные возможности которого определяются его сервисами. Под сервисами геопортала понимают:
- сервисы визуализации, которые предоставляют возможность просмотра данных, навигации по изображениям, их скроллинга, масштабирования и графического оверлея данных, а также отображения легенд карт и соответствующей информации, содержащейся в метаданных;
- поисковые сервисы, которые позволяют искать наборы пространственных данных и геосервисы, работающие на основе соответствующих метаданных и способные отображать содержание метаданных;
- сервисы преобразования данных, которые дают возможность трансформировать наборы пространственных данных с целью обеспечения их интероперабельности;
- сервисы для скачивания информации, которые позволяют копировать наборы пространственных данных или их фрагменты и, по возможности, обеспечивающие прямой доступ к данным;
- сервисы для вызова других (удаленных) сервисов.
Основной задачей геопорталов считается обеспечение пользователя средствами и сервисами хранения и каталогизации, публикации и загрузки пространственных (географических) данных, поиска и фильтрации по метаданным, интерактивной веб-визуализации, прямого доступа к геоданным на основе картографических веб-сервисов.
Структура геопортала — это совокупность слоев, содержащих различную пространственную информацию.
Слой — «совокупность однотипных (одной мерности) пространственных объектов, относящихся к одной теме (классу объектов), в пределах некоторой территории и в единой системе координат» .
Структуру геопортала можно представить 2 крупными компонентами:
1) блоком взаимодействия, включающего в себя перечень интерфейсов, которые обеспечивают выполнение пользователем всех необходимых ему задач (от просмотра данных до выполнения пространственного анализа);
2) хранилищем информации, которое включают в себя как базовые пространственные данные, так и метаданные, при этом для обоих видов информации предусматривается наличие отдельных баз данных.
Классификация геопорталов представлена ниже.
По территориальному охвату: корпоративные, муниципальные, региональные, государственные, глобальные.
По назначению: общего назначения, отраслевые.
По режиму доступа: закрытые, публичные.
По цене: платные, бесплатные.
По функциональным возможностям: информационные (предоставляют в основном визуальный доступ к информации, реализуя функции просмотра) и сервисные (дают инструменты доступа к данным и/или сервисам, реализуя возможности использования данных).
Функциональные возможности геопорталов:
1. Управление картой: отображение многослойных изображений карты с web-геосервисов; перемещение карты; масштабирование карты; управление составом и порядком отображения слоёв; настройка прозрачности слоёв.
2. Поиск и отбор объектов карты:
- адресный поиск — отображение результатов поиска в виде точек на карте и в виде списка объектов в отдельной панели;
- отбор по атрибутам объектов — расширенный поиск объектов по индивидуальным характеристикам;
- пространственный фильтр:
• поиск по прямоугольной области, поиск внутри объекта, поиск в радиусе от точки;
• поиск объектов, координаты которых пересекаются с точкой;
• поиск объектов, координаты которых пересекаются с линией;
• поиск объектов, координаты которых пересекаются с площадью.
3. Редактирование карты: создание/редактирование/удаление метрики и атрибутов пространственных объектов.
4. Расчёты по карте: расстояния, площади, углы, буферные зоны.
5. Вычислительные операции с объектами: вычисление длины участка объекта; вычисление азимута участка объекта; вычисление дирекционного угла участка объекта; преобразование координат точки из метров в градусы; преобразование координат точки из градусов в метры; определение координат точки по точке, дирекционному углу и расстоянию.
6. Операции с объектами: копирование объектов между слоями; построение линии ортодромии между точками; построение линии локсодромии между точками; получение метаданных, атрибутов и координат объекта.
7. Визуальный анализ взаимного расположения объектов («шторка слоя»).
8. Отображение пространственных данных в виде трёхмерной модели местности.
9. Оверлейные операции с объектами: пересечение линейного и площадного объекта; пересечение двух площадных объектов; объединение двух площадных объектов; создание объектов пустот; построение соответствий между объектами двух карт в пределах заданной территории; построение пересечений объектов двух карт.
10. Аналитические операции со слоями: построение зоны затопления; построение зоны прямой видимости; построение поверхности уклонов; построение матриц высот; построение тепловых карты; построение тематических карт.