Пространственные данные: бум на рынке не за горами
Совсем недавно применение пространственных данных (ПД) было ограничено относительно узкими областями. Основными их поставщиками и потребителями были геодезисты, землеустроители, строители, военные, работники транспортных систем, слабо привязанных к дорогам – водного и воздушного транспорта, и некоторые другие. Потребителями этой информации на бытовом уровне были любознательные граждане и продвинутые туристы.
Однако теперь наблюдается взрывной рост рынка, связанного с ПД – все, а не только узкие специалисты, становятся их пользователями. Уже сейчас получают все более широкое распространение, а в ближайшее время каждому будут доступны средства точного определения собственного местоположения, а также информация о произвольных объектах в привязке к их расположению на поверхности Земли. Пространственные данные будут удовлетворять вполне утилитарные, повседневные потребности, 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. К ним относятся, например, поиск близлежащих предприятий обслуживания для населения, информация о перемещениях транспорта, регламентирование доступа по пространственным критериям, различные виды платежей «без привязки» к конкретному пункту расчетов. То есть, вместе с возможностью роста доступности ПД и повышением их качества, логично ожидать взрывного роста объема связанной с их применением смысловой, семантической информации, содержащей специфические сведения об объектах. К точке земной поверхности окажется "привязанной" масса различных событий, связанных с решением различных задач.
Потребность в интеграции ПД различных приложений
Традиционно для обработки ПД создавались специальные программные продукты – геоинформационные системы (ГИС). В зависимости от области применения и возможностей применяемых технических средств они были ориентированы преимущественно на обработку растровой, а затем и векторной картографической информации. Использовались эти продукты в специализированных применениях и имели собственные системы хранения данных. Затем среди множества специализированных разработок, учитывающих особенности конкретной предметной области, выделились системы, получившие широкое распространение и развитие. К ним можно отнести ArcInfo, Intergraph, MapInfo, AutoCad и другие. Они вытесняют специализированные системы в профессиональных применениях. В то же время, развитие рынка, востребованность ПД в различных, в том числе и нетрадиционных применениях, делают актуальной задачей унифицированное представление ПД. Унификация должна обеспечивать развитые функции по осуществлению распределенного хранения, контролю непротиворечивости и разграничению доступа к ПД. Как профессиональные ГИС, так и производственные приложения должны иметь возможность обратиться к актуальной геоинформации и получить ее в соответствии со своими потребностями и полномочиями.
ПД должны эффективно интегрироваться, использоваться совместно с семантической информацией об объектах. Это непростая проблема. Данные, полученные из различных источников, сформированы с различных концептуальных позиций и с разной жесткостью (с использованием различных требований к их точности, достоверности, защищенности, использованием различных ограничений для допустимых значений и пр.). Однако необходимо обеспечить их комплексное многоплановое применение в приложениях.
Кроме того, ПД и связанные с ними семантические данные начинают все чаще использоваться в приложениях реального времени, в критичных приложениях, связанных, например, с обеспечением безопасности и навигацией, что повышает требования к их достоверности и актуальности. Так, устройства, использующие GPS навигацию, все чаще применяются для определения местоположения воздушных и морских судов, регистрации местоположения объектов в системах безопасности. Примером является использование данных, получаемых от приемников GPS в противоугонных системах транспортных средств.
Хранение ПД
Новые возможности предъявляют и новые требования к хранению ПД. Традиционно пространственные данные размещаются в файлах геоинформационных систем, разрабатываемых такими компаниями, как ESRI, Intergraph, Mapinfo.
Разнообразие форматов хранения данных и недостаточный учет особенностей их использования в многопользовательской, распределенной и мультиплатформенной среде требуют использования подходов к хранению данных, принятых в полнофункциональных СУБД. Необходима обработка транзакций, в том числе и в распределенных системах, динамическая реорганизация данных, наличие механизмов, позволяющих разграничивать доступ к данным и обеспечивать бесперебойную работу системы по формуле 24/7. Разные организации используют различные ГИС, а также средства отображения и хранения графической информации. В то же время данные в новых задачах начинают использоваться совместно и не обязательно в рамках традиционных полноформатных ГИС-систем, а в приложениях, полученных с использованием самых разных средств разработки. Это требует обеспечения непротиворечивого доступа к одним и тем же данным из всех систем – как распространенных на рынке, так и используемых небольшими группами разработчиков, обеспечения согласованного хранения различных версий данных, например полученных из различных источников.
То есть массовое внедрение приложений, работающих с ПД, нуждается в новых подходах к организации их хранения. Базы данных, хранящие ПД, должны быть оптимизированы для решения этой задачи. Учитывая рассмотренные выше тенденции, группа известных поставщиков ГИС-систем, в том числе ESRI, Autodesk, Intergraph, Laser-Scan, MapInfo, совместно с поставщиком СУБД – корпорацией Oracle в рамках Open Geospatial Consortium (OGC) предложили платформу для обеспечения взаимосовместимости пространственных данных и приложений.
В настоящее время из всех ведущих поставщиков СУБД только Oracle в своих продуктах осуществила встроенную поддержку ПД, которая учитывает их особенности, ограничения обработки и специфические алгоритмы работы с ними. Появился новый тип данных, специальные механизмы индексирования, контроля целостности данных, специфическая функциональность на стороне сервера, обеспечивающая эффективную работу с ПД. Эта возможность называется SDO (Spatial Data Option) и поставляется как опция СУБД Oracle Enterprise Edition. Для приложений, не требующих функциональности на уровне профессионала-геодезиста, где все же необходим эффективный доступ к ПД, предлагается более доступное решение – Oracle Locator, включаемый в состав СУБД Oracle Standard Edition.
Наличие в СУБД встроенных средств хранения ПД переводит использующие их ГИС-системы в новое качество. Хранение и доступ к данным становятся существенно эффективнее. ПД могут быть размещены в едином хранилище с данными других типов и в необходимой степени интегрированы с ними. Разработка приложений, обрабатывающих ПД и связанную с ними семантику, становится менее трудоемкой, более быстрой и качественной.
Перспективные приложения могут требовать совместного использования как пространственных, так и других специфических данных. Так, например, Oracle обеспечивает специфическую функциональность для реализации других технологий, связанных в практических приложениях с обработкой ПД. В частности, в эту СУБД встраивается функциональность, обеспечивающая поддержку RFID устройств. То есть функциональность по обработке пространственных данных может в рамках одной среды хранения данных совмещаться с данными, поступающими от устройств дистанционной идентификации объектов и использоваться в различных задачах мониторинга перемещений объектов.
Следует ожидать, что вслед за лидером рынка поддержку ПД включат в состав собственных СУБД другие крупные поставщики, такие как Microsoft и IBM.
Проблемы в использовании ПД
Обработка ПД кроме технических имеет и другие ограничения. В частности, традиционно доступ к ПД высокой точности ограничивался соответствующими службами государства. Сейчас в обществе формируется понимание архаичности подобных ограничений. Действительно, ограничения по доступу потенциального противника к ПД общего назначения, которые государство в современных технологических условиях способно реализовать, оказываются символическими. Однако эти ограничения существенно мешают экономическому развитию и ограничивают комфортность жизни граждан в таком государстве.
Широкое распространение и рост функциональности применения ПД приводит к появлению новых проблем, связанных, в частности, с обеспечением приватности и юридической защищенности граждан в условиях применения новых видов информации. Очевидна необходимость формирования адекватного правового поля для бесконфликтного встраивания новых видов работы с данными в деятельность предприятий и повседневную жизнь. Существует также проблема повышения технической компетентности специалистов в вопросах формирования, использования и хранения ПД.
Сейчас в России появляется интерес к различным аспектам применения ПД. Заметную роль в решении проблем, связанных с формированием инфраструктуры ПД в России, играет ГИС-ассоциация, консолидирующая деятельность как государственных, так и коммерческих организаций в направлении повышения эффективности их использования. Что касается технических аспектов разработки инфраструктуры хранения пространственных данных на платформе СУБД Oracle, то на российском рынке отмечена активность компании РДТЕХ, в которой образована группа по работе с пространственными данными и начато сертифицированное обучение соответствующим программным решениям. Однако, в связи с рассмотренным выше качественным изменением рынка ПД, следует ожидать повышения внимания как к концептуальным, так и к технологическим аспектам этой области и других участников отечественного ИТ-рынка.
Следует ожидать, что в обозримом будущем существующие правовые и технические проблемы, связанные с обработкой ПД, будут решены. Рост соответствующих технологических возможностей, выльется в появление новой сферы услуг и промышленных решений, существенно повышающих информированность человека об окружающей его наземной инфраструктуре и увеличивающих эффективность его деятельности, в которой необходим учет местоположения и состояния объектов на поверхности Земли.
Поделиться