Использование веб-ГИС-технологий для разработки информационно-вычислительных систем для анализа пространственно-привязанных данных

• Main Authors: Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Томский филиал Института вычислительных технологий СО РАН, Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS, Tomsk Branch of the Institute of Computational Technologies SB RAS, Гордов, Е. П., Окладников, И. Г., Титов, А. Г.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Новосибирский государственный университет 2011
• Subjects: программное обеспечение; информационные системы; веб-технологии; ГИС; изменения климата; climate change; GIS; web technologies; information systems; software; 004.9; Ajax; Canada; Davydov; Davydova; Kolyma; Lammers; Ramsay; kolyma river
• Online Access: http://www.nsu.ru/xmlui/handle/nsu/6934

In this paper the software framework being developed for creation of web mapping (Web-GIS) systems to support scientific research in the area of climate and ecological monitoring based on complex analysis of spatially distributed geophysical data obtained as results of meteorological observations, modelling, and remote sensing is presented. The software framework consists of 3 basic parts: computational kernel, a set of PHP-controllers run within specialized web portal, and JavaScript class library for development of typical components of web mapping application graphical user interface (GUI) based on AJAX technology. Описан создаваемый программный инструментарий для разработки геоинформационных веб-систем, обеспечивающих поддержку исследований в области климато-экологического мониторинга на основе комплексного анализа наборов пространственно-привязанных геофизических данных (метеонаблюдений, результатов моделирования, данных дистанционного зондирования). Программный инструментарий состоит из трех частей: вычислительного ядра, набора исполняемых в рамках специализированного веб-портала управляющих PHP-модулей и JavaScript-библиотеки для создания типовых элементов графического интерфейса веб-ГИС-приложений на базе технологии AJAX. Вычислительное ядро реализует базовую функциональность для работы с наборами данных. В качестве основы для представления картографической информации используется ПО GeoServer. JavaScript-библиотека, используемая для проектирования графического интерфейса, основана на продуктах ExtJS Framework и OpenLayers. Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ (контракт No 07.514.11.4044), проектов Программы исследований СО РАН IV.31.1.5 и IV.31.2.7, а также грантов РФФИ No 10-07-00547 и 11-05-01190-а. 1. Kalnay E. et. al. The NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project // Bulletin of the American Meteorological Society. March 1996. Vol. 77. No 3. P. 437–471. 2. Kanamitsu M. et. al. NCEP-DOE AMIP II Reanalysis (R-2) // American Meteorological Society. November 2002. P. 1631–1643. 3. Onogi K. et al. The JRA-25 Reanalysis // Journal of the Meteorological Society of Japan. 2007. Vol. 85. No. 3. Р. 369–432. 4. Kеllberg P., Simmons A., Uppala S., Fuentes M. ERA-40 Project Report Series // European Centre for Medium Range Weather Forecasts, 2007. URL: http://www.ecmwf.int/publications/ library/ecpublications/_pdf/era/era40/ERA40_PRS17_rev1.pdf 5. Steiniger S., Hunter A. J. S. Free and open source GIS software for building a spatial data infrastructure // Geospatial Free and Open Source Software in the 21st Century: Proceedings of the first Open Source Geospatial Research Symposium, 2009, LNG&C / Eds. E. Bocher, M. Neteler. Heidelberg: Springer, 2010. 6. Якубайлик О. Э. Геоинформационный интернет-портал // Вычислительные технологии. 2007. Т. 12, спец. вып. 3. С. 116–125. 7. Dragicevic S., Balram S., Lewis J. The Role of Web GIS Tools in the Environmental Modeling and Decision-Making Process // 4th International Conference on Integrating GIS and Environmental Modeling (GIS/EM4): Problems, Prospects and Research Needs. Banff; Alberta, Canada, 2000. 8. Frans J. M. van der Wel. Spatial Data Infrastructure for Meteorological and Climatic Data // Meteorol. 2005. Appl. 12. P. 7–8. DOI:10.1017/S1350482704001471. 9. Gupta A., Marciano R., Zaslavsky I., Baru C. Integrating GIS and Imagery through XMLBased Information Mediation // Integrated Spatial Databases: Digital Images and GIS, Lecture Notes in Computer Science / Eds. P. Agouris, A. Stefanidis. 1999. Vol. 1737. 10. Peng, Z.-R., Tsou M.-H. Internet GIS-Distributed Geographic Information Systems for the Internet and Wireless Networks. N. Y.: John Wiley & Sons, 2003. 11. Vatsavai Ranga Raju, Thomas E. Burk, B. Tyler Wilson, Shashi Shekhar. A Web-Based Browsing and Spatial Analysis System for Regional Natural Resource Analysis and Mapping // Proc. of the 8th ACM Int. Symp. on Advances in Geographic Information Systems. Washington, D. C., 2000. P. 95–101. 12. Шапарев Н. Я., Кадочников А. А., Гостева А. А., Якубайлик О. Э. Проблемы реализа ции геоинформационной интернет-системы природно-ресурсной тематики // Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф. Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного ха рактера: Тр. науч. конф. Красноярск, 2003. T. 1. С. 244–250. 13. Якубайлик О. Э., Кадочников А. А., Попов В. Г., Токарев А. В. Формирование геоин формационного интернет-портала для задач мониторинга состояния природной среды и ресурсов // J. of Siberian Federal University. Engineering & Technologies. 2008. № 1 (4). С. 375–384. 14. Добрецов Н. Н., Потатуркин О. И., Чубаров Л. Б., Шокин Ю. И. О проекте распреде ленной информационно-вычислительной системы сбора, хранения и обработки данных дис танционного зондирования Земли для регионов Сибири и Дальнего Востока // Вычислитель ные технологии. Т. 13; Вестн. Казан. нац. ун-та. № 3, ч 1. Совместный выпуск по материалам Междунар. конф. «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и обра зовании», 10–14 сентября, 2008. 15. Шокин Ю. И., Жижимов О. Л., Пестунов И. А., Синявский Ю. Н., Смирнов В. В. Распре деленная информационно-аналитическая система для поиска, обработки и анализа пространст венных данных // Вычислительные технологии. 2007. Т. 12, спец. вып. 3. С. 108–115. 16. Refik Samet, Serhat Tural. Web Based Real-Time Meteorological Data Analysis and Mapping Information System // International Journal of Education and Information Technologies. 2010. Vol. 4. Is. 4. P. 187–196. 17. GIOVANNI: GES-DISC (Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center) Interactive Online Visualization ANd aNalysis Infrastructure. URL: http://daac.gsfc.nasa.gov/ techlab/giovanni/. 18. Leptoukh G., Berrick S., Rui H., Liu Z., Zhu T., Shen S. NASA GES DISC On-Line Visualization and Analysis System for Gridded Remote Sensing Data // Proc. of the 31th International Symposium of Remote Sensing of the Environment. St. Petersburg, Russia, 2005. 19. Gerlach R., Schmullius C., Frotscher K. Supporting NEESPI with Data Services – The SIBESS-C e-Infrastructure // Geophysical Research Abstracts. 2009. Vol. 11. EGU2009-13591. 20. Shea F., Ramsay C., Cutter Blades S. Learning Ext JS. Packt Publishing, 2008. 299 p. 21. Proussevitch A., Vorosmarty C., Glidden S., Fekete B., Green P., Lammers R. GlobalRIMS A Global Rapid Integrated Mapping System for Hydrology Visualization and Analysis // Computers and Geosciences (in review 2009). 22. Welp L. R., Randerson J. T., Finlay J. C., Davydov S. P., Zimova G. M., Davydova A. I., Zimov S. A. A High-Resolution Time Series of Oxygen Isotopes from the Kolyma River: Implications for the Seasonal Dynamics of Discharge and Basin-Scale Water Use // Geophysical Research Letters. 2005. Vol. 32. L14401, DOI:10.1029/2005GL022857. 23. Anderson B., Deoliveira J. Mapserver vs Geoserver. URL: http://www.slideshare.net/ novum.limitis/mapserver-vs-geoserver. 24. Richardson L., Ruby S. Restful Web Services. First ed. O'Reilly, 2007. 446 p. 25. Deegree iGeoPortal. Standard Edition v2.4. URL: http://download.deegree.org/ deegree2.4/docs/igeoportal/deegree_igeoportal_documentation_en.pdf 26. Titov A., Gordov E., Okladnikov I., Shulgina T. Web-System for Processing and Visualization of Meteorological Data for Siberian Environment Research // International Journal of Digital Earth. April 2009. Vol. 2. Is. S1. P. 105–119. DOI:10.1080/17538940902866187. 27. Gordov E. P., Lykosov V. N., Fazliev A. Z. Web Portal on Environmental Sciences «ATMOS» // Advances in Geosciences. 2006. Vol. 8. P. 33–38. 28. Shea F., Ramsay C., Cutter Blades S. Learning Ext JS. Packt Publishing, 2008. 299 p. 29. Miler M., Odobasic D., Medak D. Efficient Web-GIS Solution Based on Open Source Technologies: Case-Study of Urban Planning and Management of the City of Zagreb, Croatia // Proceedings of the XXIV FIG International Congress – Facing the Challenges – Building the Capacity / Ed. by Dr.-Ing. Rudolf Staiger. Sydney, Australia: International Federation of Surveyors, 2010. 30. Peterson T. C. Climate Change Indices // WMO Bulletin. 2005. Vol. 54 (2). P. 83–86.