УДК 004.41

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭКОЛОГО-ГЕОБОТАНИЧЕСКИМИ И ПРОСТРАНСТВЕННЫМИ ДАННЫМИ

Щукова Кристина Борисовна
Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Аннотация
В данной статье рассмотрены вопросы разработки информационной системы для управления данными в области экологии и геоботаники с помощью ГИС технологий. Предложен алгоритм локального геосервера для адаптации плагина Google Maps. Разработанная система обеспечивает не только централизованное хранение пространственных данных, но и решение задач картографирования.

Ключевые слова: ГИС, задачи картографирования, информационная система управления, пространственные данные


INFORMATION MANAGMENT SYSTEM OF ECOLOGICAL, GEOBOTANICAL AND SPATIAL DATA

Shchukova Kristina Borisovna
National Research Tomsk Polytechnic University

Abstract
The paper considers the issues relating to the development of the information system for managing datf in the Vegetation Science via GIS. The algorithm of a local geoserver has been developed in order to adapt Google Maps Plugin. The system developed ensures both centralized storage of spatial data.

Библиографическая ссылка на статью:
Щукова К.Б. Информационная система для управления эколого-геоботаническими и пространственными данными // Современная техника и технологии. 2015. № 12 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/12/8841 (дата обращения: 28.05.2017).

Введение

В результате изучения ландшафта местности накапливаются большие объемы текстовых, графических, а также пространственных данных.

В связи с этим в последнее время наблюдается возрастающий интерес к ГИС-технологиям, как инструменту, позволяющему осуществлять картирование растительного покрова для мониторинга и оценки его состояния [1], составление ландшафтных и лесных карт, а также планов лесонасаждений, в том числе на основе данных дистанционного зондирования Земли из космоса, 2D и 3D-моделирование ландшафта местности и пространственный анализ разнородных данных [2].

В [3] описана структура ранее разработанной базы данных и функциональные возможности информационной системы (ИС) для ведения базы данных (БД) геоботанических описаний при изучении ландшафта.

Цель работы

Целью работы является модернизация структуры базы эколого-геоботанических данных для работы с пространственными объектами, расширение функциональных возможностей информационной системы, представленной в [3], и реализация локального геосервера для интеграции веб-сервисов Google Earth и Google Maps в разработанную ИС.

Методы решения поставленных задач

Для проектирования информационной системы использован нисходящий метод функционального моделирования в нотации IDEF0, для формирования структуры концептуальной модели данных – объектный подход, для интеграции разнородных данных – метод федерализации и распространения данных, для реализации системы – методы объектно-ориентированного программирования.

При разработке ИС использованы современные технологии, такие как языки программирования С#, JavaScript, HTML и CSS, СУБД – MS SQL Server 2008, технология доступа к данным – ADO.NET, среда проектирования физической и логической модели БД – Toad Data Modeler 5.2, платформа – .NET Framework 4.5.

Описание полученных результатов

Исследованы эколого-климатическая и геоботаническая области знаний с позиции информационного обеспечения деятельности этих сфер. На этапе проектирования БД определены взаимосвязи и семантика между геоботаническими объектами, а также выявлены типовые структуры в их описании.

Разработанная БД содержит 41 таблицу, среди которых 22 справочника. Справочники предназначены для хранения часто вводимых названий, что облегчает работу пользователей и позволяет избежать разночтений при дальнейшем анализе данных. БД позволяет хранить не только эколого-геоботанические, но и пространственные характеристики объектов.

Для хранения геометрии пространственных объектов и географических координат использованы типы данных – geometry и geography, поддерживаемые в выбранной СУБД.

Разработанная ИС включает следующие основные подсистемы:

  1. Подсистема сбора, обработки и загрузки данных.
  2. Подсистема управления данными.
  3. Подсистема формирования отчетности.
  4. Подсистема визуализации данных.
  5. Подсистема резервного копирования.
  6. Подсистема картографирования.

В подсистеме картографирования интегрированы ГИС Google Earth и Google Maps.

ИС обладает клиент-серверной архитектурой под управлением реляционной БД.

Добавлены следующие функциональными возможности в ИС, описанную в [3]:

  1. импорт/экспорт данных из GPS-файлов и MS Excel в реляционную БД;
  2. функции управления эколого- геоботаническими и пространственными данными (добавление, удаление, обновление, поиск, фильтрация);
  3. ведение эколого-геоботанических бланков с сохранением данных в БД;
  4. многопользовательский доступ к данным;
  5. генерация отчетов в формате MS Word и Excel;
  6. валидация данных, в том числе проверка орфографии;
  7. резервное копирование БД и восстановление БД из резервной копии;
  8. создание меток, 2D и 3D-моделей местности, смешанных геометрических слоев (полигональный, точечных, полилинейных), тематических карт, путей, маршрутов наземных исследований на картах Google Earth и Google Maps с сохранением в БД.

Поддержка многопользовательского доступа к БД обеспечивает параллелизм работы и целостность данных.

Предложен принцип интеграции пространственных данных с эколого-геоботанической информацией, а также взаимодействия системы информационного обеспечения с ГИС Google Earth и Google Maps посредством разработки алгоритма локального геосервера.

Заключение

Результатом выполненной работы является информационная система, включающая модернизированную базу эколого-геоботанических и пространственных данных и позволяющая автоматизировать традиционную работу с большими объемами разнородных данных, а также процессы картографирования и моделирования. Следует отметить, что на данный момент продукт выпущен в тестовую эксплуатацию для Института степи УрО РАН.

Автор выражает благодарность сотруднику Института степи Уральского отделения РАН, Калмыковой О. Г., за предоставленные эколого-геоботанические материалы, а также обсуждение функциональных возможностей ИС.


Библиографический список
  1. Зверев А.А. Информационные технологии в исследованиях растительного покрова: Учебное пособие. – Томск: ТМЛ-Пресс, 2007. – 304 с.
  2. Попов С.Ю. Геоинформационные системы и пространственный анализ данных в науке о лесе. – Санкт Петербург: Интермедия, 2013. – 400 с.
  3. Щукова К.Б., Токарева О.С., Мирошниченко Е.А. Информационная система для ведения базы данных геоботанических описаний при изучении ландшафта // Современная техника и технологии. 2015. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/10/8022 (дата обращения: 09.11.2015).


Все статьи автора «Щукова Кристина Борисовна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: