Особенности и перспективы применения WEB- технологий построения многослойных векторных метеокарт с комплексированием входных форматов в оперативной деятельности подразделений Росгидромета. докладчик : Колкер Алексей Борисович к. т. н., доцент, заведующий лабораторией

Данная тематика выполняется как пункт ( п 5.2) темы НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ОПЫТНО - КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ РОСГИДРОМЕТА ДЛЯ ГОСУДАРСТВЕННЫХ НУЖД В ОБЛАСТИ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГА 2010 г.

Общие концепции Использование свободно распространяемых компонент для работ над проектами –Открытость –Переносимость между платформами –Преемственность версий и поколений –Документирование –Стандартизация

Предпосылки Опыт разработки, адаптации внедрения ИС Погода в реальном времени ( т ), т г. Собственные разработки в области веб - систем. Выполнение проектов НИР совместно с СОРАН

Конечная цель проекта Создать легко переносимый картографический сервис метеорологической направленности, который можно было бы легко развернуть в любом заинтересованном подразделении Росгидромета и интегрировать его в существующее веб - пространство.

Семейство проектов « Погода в реальном времени » Накопленный опыт при реализации проекта « Погода в реальном времени » планируется реализовать в виде модулей к системе

с Семафор метеобстановки – Автоматически возникающий «баннер», появляется на главной или иной Странице ресурса с Указанием причины «Шторма»: ветер, Температура, Гидрология и т.д. ОЯ НГЯ Спокойно

Графики Авиаметданные Блок усвоения информации Прогнозы погоды Шторма Прочие данные База данных быстрого доступа База данных длительного хранения Экспертная система Карты Таблицы Набл. станции Климатические данные, Пороговые значения ЧС, Дополнительная информация Гидрология Блок Контроля достоверности ГИС данные Блок автоматической коррекции Контроль доступа Канал связи внешний

Удобная платформа для расширения в будущем Представляет собой удобную платформу для дальнейшего совершенствования и расширения сервисов : –Используется открытый мультиплатформенный стандарт баз данных : SQL –Данные хранятся в распакованном виде –C оздана документация на формат баз данных – разработке используются системы с открытым кодом – База - свободно растространяемые модули и операционные системы

Платформа базирования комплекса : GNU Linux MySQL Apache Динамическая генерация страниц и потоков данных Векторные данные Adobe Action Script

Состав комплекса - усвоение Система усвоения информации кода : –КН 01 –КН 15 –TAF/METAR –КН 13 Система коррекции и отбраковки « на лету » Система усвоения штормовых данных Хранение данных – в SQL базе данных c горячим резервированием

Система управления доступом и разграничения прав Система управления доступом позволяет отображать только ту информацию, которая разрешена текущему сеансовому пользователю. Владелец привилегированного профиля доступа получает ПОЛНЫЙ доступ ко всей оперативной и справочной информации Владелец профиля с возможностью изменения данных имеет право вносить корректировки в информацию.

Внедрение в ЦГМС 1. Устанавливаем удаленный сервер в ЦГМСах –Ханты - Мансийск –Улан - Удэ –Иркутск –Чита

Сервер на открытых ИТ стандартах и web- технологиях для построения векторных метеокарт с комплексированием входных форматов, масшиабированием и адаптацией под различных клиентов п. 5.2

Предпосылки Повышение интереса пользователей к данным высокого разрешения ( МРЛ, снегосъемка, гидрологические данные с привязкой к профилю местности ), совмещенные с географической подложкой высокого разрешения Необходимость создания Web- сервиса

Аналогичные проекты Мир : –Яндекс Map –Google Map Гидрометеорология –Портал ЕСИМО, картографический сервис (MapServer + Java) –Картографический сервис собственной разработки СИБНИГМИ (Macromedia Flash).100% векторный сервис. Разработан в 2006 году. Используется по сей день в некоторых проектах. –Картографический сервис на базе GeoServer. Проект реализован СИБНИГМИ в 2009 году для ИВЭП СОРАН.

Обзорная карта – Flash-based 2006

Подробная карта Flash-based 2006

Преимущества : –Очень быстрый сервис –Изначально разрабатывался для комфортной работы в низкоскоростных сетях – 100 % векторный обмен данными –Обмен сжатыми данными Недостатки –Высокие затраты на совершенствование сервисов –Предельные ограничения, выставляемые языком ActionScript –Проект не основан на OpenSource Flash-based проект - свойства

Разработка систем на базе платформы Geoserver Geoserver является картографическим сервером с открытым исходным кодом, который среди многих прочих возможностей, реализует спецификации OGS: WMS, WFS, WCS. спецификации OGS: WMS, WFS, WCS Используя данный сервер имеется возможность легко совмещать различные слои : –ГИС слои ; –Спутниковые наблюдения ; –Программно - сгенерированные слои. Реализовывать распределенное редактирование карт ( например, наноску фронтов и. т. д. )

Проект для ИВЭП СОРАН 2009 год

Машина поиска

Подробная информация о посте наблюдений

GeoServer Преимущества : –Целостный проект, используемый в многих официальных порталах в мире –визуальная система управления файлами настроек и описания данных для проектов Недостатки : –Относительная сложность расширения сервисов –Недостаточная документированность сервисов ( фактически, поддержка на коммерческой основе ) –Сложность создания разветвленных сервисов.

Реализуемый проект

ВАЖНО : Требования, которые мы сформулировали к нашему продукту : ИСПОЛЬЗОВАНИЕ WEB- ТЕХНОЛОГИЙ Возможность работы пользователя с сервисом в любой ОС стандартной конфигурации ( без использования дополнительного ПО, например, Java- апплетов, различных плагинов и т. п.) Взаимодействие пользователя с сервисом посредством web- браузера Обеспечение безоговорочной совместимости со всеми популярными браузерами : Internet Explorer, Mozilla Firefox, Google Chrome, Opera

ВАЖНО : Требования, которые мы сформулировали к нашему продукту : ИНТЕРАКТИВНОСТЬ И МОДУЛЬНОСТЬ Возможность использования помимо стандартных функций навигации и масштабирования, дополнительных функций, таких как обеспечение возможности получения расширенной информации о объекте, посредством выбора оного на карте Использование модульной архитектуры, что позволяет использовать большое количество разработанных модулей, и облегчает создание и интеграцию новых

ВАЖНО : Требования, которые мы сформулировали к нашему продукту : « ЛЕГКОВЕСНОСТЬ » СЕРВИСА Комфортная и уверенная работа пользователей с сервисом на слабых каналах Использование современных подходов к построению интерактивного пользовательского интерфейса и грамотная оптимизация серверной части сервиса, сводят количество передаваемых данных пользователю к минимуму

ВАЖНО : Требования, которые мы сформулировали к нашему продукту : ПЕРЕНОСИМОСТЬ И ПРОСТОТА ЭКСПЛУАТАЦИИ Быстрое развертывание сервиса Возможность развертывания на любых платформах и свободных вычислительных ресурсах Легкое управление и обновление сервиса, в том числе, и с использованием технологий удаленного доступа

СОЗДАНИЕ ЛЕГКОПЕРЕНОСИМОЙ СРЕДЫ ВОПРОС : Интерактивный картографический сервис состоит из большого количества библиотек и модулей, для настройки которых необходимо обладать определенными знаниями и опытом ОТВЕТ : Поставлять настроенный образ виртуальной машины или традиционные пакеты ПО со сконфигурированным окружением под наиболее распространенные платформы

ПЛЮСЫ ВИРТУАЛИЗАЦИИ Независимость от архитектуры хостовой платформы и реализации платформы виртуализации, что делает возможным переносимость и простоту развертывания Возможность использования свободных вычислительных мощностей на любых серверах под любыми ОС (Windows, Linux, OS X, Solaris и т. д.) Простота наращивания мощности, возможность простой организации распределенной нагрузки, обеспечение отказоустойчивости и защищенности

SLB Маршрутизатор Распределение нагрузки web-трафика Сервер 1 Сервер 2 Сервер 3

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА НА БАЗЕ MAPSERVER Наиболее популярная среда для создания картографических web- сервисов Поддержка большого числа растровых и векторных форматов данных, создание высококачественного картографического результата Полное соответствие стандартам разработанными OpenGIS Consortium Возможность переконфигурирования и программирования с использованием Perl, PHP, Java, C, Python и др. Возможность интеграции с Oracle, Sybase, MySQL, PostgreSQL и другими СУБД

МОДУЛЬНАЯ СТРУКТУРА ПРОЕКТА MapServer Источники данных (СУБД, shp-файлы, и т.д.) Сервис-надстройка (Серверная часть) Web-Сервер Сервис-надстройка (Клиентская часть) Клиентский браузер MapScript

СТРУКТУРА ИС Поток GRIB, NET CDF KN01,KN15 PostGIS SQL MapServer Fusion (сервис-надстройка) Apache Linux в виде машины Virtualbox Библиотки распаковки данных Интеграция в существующие Web системы Метео данные Гео Данные

ЗАДАЧИ И ВОЗМОЖНОСТИ Задача создания картографического сервиса с описанными выше требованиями фактически сводится к разработке ( на базе существующей, или специализированной ) надстройки, и конфигурированию необходимого окружения В итоге, мы получаем картографический сервис, который предназначен для решения задач визуализации в гидрометеорологии, легко расширяемый и управляемый, а интеграция и соответствие стандартам, делают наш продукт Уникальным, перспективным и конкурентоспособным

В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ Создан и настроен образ виртуальной машины Функционирует система усвоения и хранения данных различных форматов : KN01, KN15, GRIB, GRIB2, NET CDF Хранилище данных на основе PostgreSQL и PostGIS Платформа MapServer и соответсвующие библиотеки Ведется доработка надстройки под нужды гидрометобеспечения Текущий размер образа виртуальной машины - 22 Гб

РАБОЧЕЕ ПРОСТРАНСТВО НАДСТРОЙКИ FUSION

РАБОЧЕЕ ПРОСТРАНСТВО НАДСТРОЙКИ PMAPPER

ИНФОРМАЦИЯ О ОБЪЕКТЕ В НАДСТРОЙКАХ FUSION И PMAPPER

ПРОБЛЕМЫ Подложка - существующая векторная ГИС - подложка масштаба 1:1 М покрывает только территорию России и приграничные районы. Нужна более обширная ( пусть даже менее подробная ) ГИС - подложка ( желательно полушария ) Более подробное описание планируемой проекции карты, желательно в одном из форматов Proj4 или.prj

Спасибо за внимание ! СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ