close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Ястребков А. Е. Автоматизация процессов сбора и обмена геоинформацией в управлении городским хозяйством

код для вставки
2
Доклад по научно-квалификационной работе
аспиранта 4 года обучения
Ястребкова Артема Евгеньевича
Тема научно-квалификационной работе: “Автоматизация процесса
сбора, обмена и хранения геоинформации”
Автоматизация процессов сбора, обмена и хранения информации
позволяет решить следующий круг задач:
1. Создание геоданных и метаданных и поддержание их в актуальном
состоянии;
2. Стабильная доставка геоданных пользователям в реальном времени,
независимо от используемого теми ПО и платформ;
3. Организация эффективного обмена геоданными внутри организации
– независимо от ее структуры и географической распределённости;
4. Управление права доступа к данным;
5. Организация поиска геоданных пользователями;
6. Возможность настройки пользовательского интерфейса для доступа
к геоданным под конкретные задачи
Актуальность работы обуславливается:
1.
Необходимостью открыто обмениваться геоинформацией между
пользователями с удобным представлением информации на карте для всех
пользователей или для узкого круга лиц;
2.
Необходимостью
отслеживать
на
карте
геоинформации в виде истории изменений и в реальном времени;
изменения
3
3.
Необходимостью
сбора
геоинформации
от
различных
пользователей в геоцентры, которые отслеживают и решают проблемы
городского хозяйства;
4.
Необходимостью оперативной реакции на найденные проблемы
города с прозрачной процедурой общения между лицом, уведомовшим о
проблеме города, и лицами, их решающими;
Объектом исследования ​
в данной работе является городское
хозяйство.
В качестве ​предмета исследования ​
рассматривались подходы к
организации
взаимодействия
жителей
города
с
помощью
геоинформационных систем.
Цель и задачи исследования. ​
Целью настоящей работы является
повышение
качества
сбора,
обмена
и
распределенного
хранения
геоинформации для решения проблем ЖКХ.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решались
следующие ​основные задачи​
:
●
анализ проблем ЖКХ и их классификация;
●
выделение места информационных технологий для решения
проблем ЖКХ;
●
исследование
способов
сбора, обмена и распределенного
хранения для решения проблем ЖКХ;
●
проектирование
и
реализация
прототипа
информационной
системы для сбора, обмена и распределенного хранения геоинформации для
решения проблем ЖКХ;
Методы и средства исследований. ​
При решении указанных задач
использовались
методы:
теории
объектно-ориентированного
4
программирования
и
построение
графических
человеко-машинных
интерфейсов.
Достоверность
полученных
результатов
подтверждается
применением апробированных методик, сертифицированных приборов и
программного
обеспечения;
воспроизводимостью
и
согласованностью
данных, полученных в ходе имитационных и проверочных натурных
экспериментов; положительным внедрением результатов работы на ряде
предприятий
и
организаций;
свидетельствами
о
госрегистрации
программных комплексов.
Научная новизна ​заключается в следующем:
●
предложена модель представления геоинформации;
●
разработаны
алгоритмы
сбора,
обмена
и
хранения
геоинформации;
●
разработаны структуры данных для решения проблем ЖКХ;
●
разработана методика сбора, обмена и хранения геоинформации
для решения проблем ЖКХ;
Практическая значимость работы ​
заключается в следующем:
1.
В программном комплексе, автоматизирующим процессы сбора,
обмена и хранения геоинформации, позволяющем повысить качество
управления городским хозяйством.
2.
В
запуске
сделайгородлучше.рф,
и
эксплуатации
внедренных
систем:
сделайкурсклучше.рф, а также в деятельность
компании ООО “Экотранс”.
Таким
образом,
система
для
автоматизации
сбора и обмена
геоинформации, связанной с проблемами городского хозяйства, может:
5
1.
Предоставлять
жителям
возможность
подтверждать
достоверность существующей проблемы.
2.
Актуализировать проблемы городского хозяйства, предоставляя
жителям удобный инструментарий для получения и редактирования
информации о проблеме города.
3.
Предоставлять
возможность
ответственным
организациям
оценивать степень важности проблемы на основе анализа количества лиц,
заинтересованных в ее решении, и просмотре оставленных комментариев к
проблеме.
4.
Уведомлять заинтересованных жителей обо всех изменениях и
решениях проблемы городского хозяйства.
5.
Предоставлять жителям возможность публиковать информацию о
найденных проблемах в сети Интернет посредством новостных лент,
электронной почты, социальных сетей и т.д.
6.
Предоставлять жителям возможность указывать насколько верно
ответственная организация решила имеющуюся проблему с возможностью
информирования
этой
организации
о
необходимости
повторного
рассмотрения проблемы.
7.
Вести
учет
ранее
решенных
проблем
для
принятия
соответствующих решений по новым проблемам города.
8.
Вести учет работы ответственных организаций с возможностью
просмотра количества решенных и нерешенных проблем, а также просмотра
мнения жителей по решениям проблем города.
Исходя из сформированных требований к ГИС мониторинга проблем
городского хозяйства, система должна реализовывать следующие функции:
- Просмотр и редактирование геоинформации:
6
- Система должна предоставлять формы для заполнения и
просмотра
геоинформации
в
соответствии
с
форматами,
нужными пользователю;
- Система должна предоставлять пользователю возможность
задавать структуру и формат сохраняемых геоданных;
- Просмотр месторасположения геоинформации на карте:
- Система
должна
сохраненной
предоставлять
геоинформации
на
возможность
карте
с
отображения
возможностью
фильтрации и поиска нужного места по адресу;
- Актуализация геоинформации в реальном времени:
- Система должна предоставлять пользователю функционал по
доставке обновлений геоинформации до всех интересующихся
лиц в реальном времени;
- Необходим
функционал,
который
позволит
отметить
пользователю информацию в системе, обновления которой он
хочет получать;
- Публикация и обмен геоинформации:
- Для обеспечения актуальности представленной информации
данные должны храниться не централизовано в закрытой
системе, а распределенно у пользователей, что позволяет им
держать их в актуальном состоянии. Хранимые у пользователей
данные могут быть опубликованы в общий доступ или
отправлены конкретным пользователям;
- Согласно принципам построения социальных сетей, в системе
должен быть сформирован контакт-лист пользователей, с
которыми можно обмениваться информацией;
7
- Для обеспечения большей открытости данных и интеграции
системы с другими существующими ИС необходимо реализовать
функции экспорта данных;
- Разграничение прав доступа к геоинформации:
- Публикуемые
данные
могут
быть
просмотрены
и
отредактированы как всеми пользователями системы, так и лишь
узким кругом лиц, отбираемым автором, в зависимости от самой
геоинформации;
- Поиск геоинформации:
- Для
работы
в
системе
необходимо
организовать
поиск
геоинформации согласно ее структуре, категории или автору;
- Необходимо
предоставить
функционал
для
категоризации
публикуемой информации для ее поиска в системе другими
пользователями
информации
-
популярным
подходом
категоризации
в социальных сетях является формирование
сообществ, в которые вступают пользователи и в которых
публикуется информация определенного типа; сообщества могут
представлять как группу людей, свободно делящихся открытой
информацией, так и представлять узкий круг лиц (например,
организации), делящихся информацией, доступной лишь членам
сообщества.
Возможность управления геоинформацией и дополняющими ее
данными.
​Геоинформация
географические
актуализации,
может
включать
координаты,
масштаб,
идентификатор
данных.
дата
в
себя
–
получения
Дополняющие
например,
или
время
геоинформацию
данные могут содержать – ключевые слова, хештеги для контекстного
поиска, описание, аудио и видеоинформация. Без дополняющих данных
8
геоинформация сама по себе представляет намного меньше ценности и мало
где
может быть эффективно использована. Не обязательная часть
дополняющих
данных
обогащает
описательные
характеристики
геоинформации и, в зависимости от сферы ее применения, может
варьироваться.
В
отдельных
случаях
возможно
использование
дополнительных данных особой формы, позволяя вести учет ее параметров и
ключевых значений. Чем богаче, всестороннее и полнее дополняющие
данные, тем точнее и быстрее в процессе идентификации нужной
геоинформации будет осуществлён ее поиск. Поэтому-то и так важно иметь
возможность управления геоинформацией и дополняющими ее данными.
В независимости от рода деятельности, организации, работающие с
геоинформацией, обеспечивают процессы сборки, обработки, дополнения,
обновления и ее распространения. Геоинформация, на сегодняшний день,
востребована во многих сферах деятельности. Так, например, использование
геоинформации дает возможность бизнесу информировать своих клиентов о
поступлениях продукции в магазины. Дополнение геоинформацией заявок о
проблемах в городе позволит муниципальным службам, ЖКХ, ЖЭУ, и
другим обслуживающим организациям оперативно решать и устранять
возникающие
повысить
неудобства.
качество
Использование
оказываемых
услуг
геоинформации,
агентствам
позволит
недвижимости,
застройщикам, транспортным, монтажным службами и т.д. Агентствам
недвижимости, застройщикам, например, необходимы данные кадастра.
Транспортным и монтажным службам необходима информация о местах
прохождении других коммуникаций или трасс. Все это подтверждает тот
факт, что востребованность в геоинформации для городского планирования,
для обеспечения повседневной работы разнообразных служб – очевидна.
9
Геологоразведка, горнодобывающая промышленность, сельское хозяйство –
все они нуждаются в геоинформации.
В настоящее время, многообразие форм представления геоинформации
в информационных системах, а также требований к ней является одной из
причин существование множества способов и форм ее передачи, зачастую
противоречивых и несовместимых друг с другом. Эта гетерогенность
является источником существенных проблем при работе с геоинформацией.
Так если муниципальные службы собирают геоинформацию в одном
формате,
а
обслуживающие
организации хранят ее в другом, то
взаимодействие между ними, вероятнее всего будет затруднено, или даже не
возможно. Иногда такие проблемы оказываются неразрешимыми, особенно в
ситуациях, когда требуется создание автоматической, человеко-независимой
системы для достижения оперативности принятия решений, например, при
создании электронной услуги быстрого реагирования.
Неоднородность и разнообразие геоинформации и дополняющих ее
данных является источником еще одной проблемы – сложность в поиске и
отслеживании наиболее важной информации среди всего ее многообразия.
Эта проблема тем ощутимее, чем с большим массивом данных приходится
иметь дело. Например, в задачах решения проблем городского хозяйства и
приема заявок от населения, чем крупнее город и чем активнее электронной
услугой быстрого реагирования пользуются его жители, тем сложнее будет
выявить наиболее важные и первостепенные проблемы. Для решения этого
вопроса
предлагается
использовать
дополняющие
данные
или,
так
называемые, метаданные, позволяющие быстро идентифицировать нужную
информацию с помощью специальных запросов. Пользователь должен уметь
быстро находить именно то, что ему сейчас нужно.
10
Актуализация
геоинформации
в
реальном
времени.
​Для
распространения, передачи и хранения геоинформации используются
средства и способы характерные обычным базам данных. В качестве средств
хранения и распространения геоинформации могут использоваться такие
носители как, бумага, CD, DVD, HDD, flash-память, внутренние или
общедоступные ftp-сервера, общедоступные хранилища данных и т.д.
Использование подобных средств доставки и хранения приводит к
необходимости
регулярной
проверки
достоверности
и актуальности,
хранимой геоинформации. Зачастую, если актуальность утратила какая-либо
часть хранимой и передаваемой таким образом геоинформации, то
использование
затруднительным
всей
или
остальной
даже
геоинформации
невозможным.
В
уже
является
действительности,
геоинформация постоянно изменяется и требует регулярной актуализации и
подтверждения достоверности. Востребованность в оперативной, актуальной
и достоверной геоинформации есть и нарастает с каждым днем.
Скорость, с которой геоинформация актуализируется и доставляется
конечному потребителю, в настоящее время приобретает все большее
значение. Вполне допустима ситуация, когда важные изменения, требующие
актуализации геоинформации или дополняющих данных, случаются во время
ее доставки. Например, в случае обрыва трассы электропередач в результате
обледенения, в реальном времени может меняться как количество
обесточенных объектов, так и важность этих объектов с точки зрения
приоритетности устранения последствий аварии. Вполне очевидно, что
восстановление электроснабжения детского сада или школы – более
приоритетная задача чем, например, жилого дома. Поэтому возможность
актуализации геоинформации в реальном времени очень важна.
11
Сложные и неуклюжие способы актуализации приводят к большому
количеству ошибок, что в свою очередь создает серьезные сложности
использования геоинформации. Это приводит к увеличению времени и
стоимости доставки геоинформации и дополняющих ее данных конечным
потребителям, в качестве которых могут выступать как жители, так и
организации города. Возникновения тех или иных, пусть даже мелких
ошибок порождает недоверие ко всему массиву данных, что негативно
сказывается на качестве принимаемых управленческих решений.
Развитие информационных технологий позволяет использовать для
распространения, передачи и хранения геоинформации, а также ее
актуализации и подтверждения достоверности современные средства
коммуникации, такие как сеть интернет. Для этого необходимо организовать
доступ к геоинформации потребителям, посредством сети интернет с
возможностью дополнять ее, актуализируя, на базе системы прав доступа.
Это
позволит
обеспечить
процесс
подтверждения
достоверности
и
актуализацию геоинформации в реальном времени.
Унифицированный обмен геоинформацией. ​
На сегодняшний день,
существует огромное количество ГИС, имеющих сложную, зачастую,
неоднородную структуру. При использовании разными потребителями
геоинформации на базе той или иной ГИС, возможны проблемы,
обусловленные их несовместимостью. Могут не совпадать форматы
представления данных, системы координат, прорисовка отдельных областей
карт их детализация и т.д. Необходимость устранения этих несовместимостей
требует огромных временных и финансовых затрат и ведет к росту стоимости
услуг, оказываемых с применением ГИС, увеличению времени их оказания,
возникновению юридических и прочих конфликтов.
12
Несмотря на все возникающие сложности обеспечить возможность
обмена геоинформацией – необходимо. Сделать это в ситуации сплошного
разнобоя в структурах данных, системах координат, интерфейсах обмена
данными и т.д., представляется технически очень сложной, трудоемкой
задачей. В этом случае говорить о регулярном обмене геоинформацией
между потребителями не приходится. При таком подходе, когда разные
потребители использует разные форматы представления и хранения
геоинформации, обмен возможен только на нерегулярной основе, после
сопряжения форматов представления данных и приведения их к единому
формату и виду. Это, в свою очередь, может привести к ситуации, когда
геоинформация по мере ее доставки, потеряет свою актуальность. Возникает
ситуация, при которой актуальная геоинформация будет недоступна
потребителю, а когда она станет доступна, то уже потеряет свою
актуальность. Это будет приводить к накоплению разных версий вроде бы
одной и той же геоинформации, но при этом не соответствующей друг другу.
То же самое относится и к достоверности геоинформации.
Каждый
возможность
поставщик
геоинформации
актуализации
участка
может
геоинформации
и
должен
за
иметь
который
он
ответственен, при этом неразрывность, целостность и связность всего набора
нарушаться не должны. Выполнение этого требования можно достичь с
помощью унификации, обеспечив совместимость различных форматов
представления геоинформации, а также способов и технологий обмена ею.
Исходя из этого, с целью обеспечения свободного обмена геоинформацией,
на
регулярной
основе,
необходимо позаботиться об использовании
поставщиками и потребителями либо единой, общей для всех ГИС, либо
использованием ГИС обладающей однородной структурой во всех ее частях.
13
Разграничения доступа к геоинформации. ​
Одним из важнейших
аспектов работы с геоинформацией является многообразие возможных ее
потребителей, со своими задачами и интересами. На сегодняшний день,
геоинформация востребована во многих отраслях деятельности человека,
поэтому необходимо обеспечить доступ к ней, как можно большему
количеству пользователей. Размещение объектов городской инфраструктуры,
маршрутов движения и остановок автотранспорта, природо- и водоохранные
зоны,
различные
достопримечательности,
объекты
культурного
и
архитектурно-исторического наследия – это все это характерные примеры
геоинформации, которая может быть доступна каждому пользователю. В то
же самое время существует множество примеров геоинформации не
доступной для всех, и требующей разграничения прав доступа к ней,
например, объекты военного и оборонного назначения, военные части,
электростанции и т.д.
Многообразие геоинформации, а также и категорий ее потребителей
требует использования надежной, но и гибкой системы разграничения прав
доступа. Информация определенного характера, должна быть недоступной
для некоторой части пользователей и, в то же самое время, доступной для
другой части. Различные возникающие ситуации зачастую требуют
незамедлительного изменения доступа потребителей к геоинформации.
Огромное количество поступающих сигналов, например, о какой-либо
крупной аварии, может парализовать работу сервиса. В этом случае, было бы
целесообразно, отправив на устранения последствий аварии ремонтную
бригаду, больше не принимать о ней сигналы от населения. В тоже самое
время, необходимо иметь возможность принимать сигналы по этой аварии от
ремонтной бригады, с целью корректирования работы или подключения, в
случае
необходимости,
дополнительных
специальных
средств
или
14
ремонтных бригад. Исходя из этого необходимо, обеспечить разграничение
доступа пользователей к геоинформации ее фильтрацию при визуализации и
сопровождении.
Обеспечение поиска геоинформации. ​
Поиск геоинформации должен
быть не просто унифицированным и доступным как потребителям, так и
поставщикам. Важным элементом здесь выступает возможность настройки
поиска
геоинформации.
Это
необходимо
для
обеспечения
поиска
геоинформации как по всему ее многообразию, так и по отдельным ее
составляющим. Доступ ко всей собираемой и хранимой геоинформация
должен быть простым и понятным вне зависимости от реальной структуры
хранимых данных. Все это в целом должно облегчить циркуляцию
геоинформации,
упростит
ее
встраивание
в
«повседневные»
информационные потоки с которыми взаимодействует потребитель. В тоже
время, поставщику геоинформации должны быть доступны механизмы,
способствующие
упрощению хранения и каталогизации создаваемой
геоинформации.
С
этой
целью
можно
использовать
механизмы
«маркирования» геоинформации, например, хеш-тегами или ключевыми
словами. На сегодняшний день это достаточно распространенные, понятные
и популярные механизмы, позволяющие категоризировать геоинформацию,
дополняя ее дополнительными идентифицирующими признаками. Это
позволит
обеспечить
реализацию
эффективного и удобного поиска
каталогизированной таким образом геоинформации.
Удобство
пользовательского
интерфейса.
С
развитием
информационных технологий и средств коммуникации, все большее
количество людей и организаций используют геолокацию в повседневности.
Как отмечалось ранее для потребителя геоинформации важно не только ее
количество и скорость доступа к ней, но и ее качество – актуальность,
15
достоверность, оперативность доставки изменений, форма представления и
способы доступа. Сегодня потребителям геоинформации, зачастую, уже мало
просто знать местоположение того или иного объекта. Потребителей все в
большей степени интересует подробная характеристика, описание свойств
объекта геолокации, возможность поделиться этой информацией или
сохранить ее для личного использования. Все это требует развитых средств
доставки геоинформации и способов взаимодействия с ней, обеспечивающих
все возрастающие запросы потребителей.
Геоинформации
сложна
и
многомерна,
поэтому,
средства
предоставления доступа к ней, должны быть знакомы и понятны
потребителю. В то же самое время необходимо обеспечить такие средства
взаимодействия с геоинформацией, обращения с ней, чтобы она была удобна
для использования. Потребителям необходимо предоставлять удобные в
повседневной
работе,
интуитивно
понятные,
хорошо
знакомые
пользовательские интерфейсы, которые должны сопровождаться подробной
и легкодоступной помощью, подсказками по использованию, полезными
советами.
Интерфейсы должны строиться исходя из соображений, что для
решение различных задач требуется построение разных по структуре,
компоновке, функциональности и набору доступной геоинформации,
интерфейсов. Так, например, для обеспечения взаимодействия серверной
части
с
мобильными
разрабатываемыми
приложениями
сторонними
быстрого
реагирования
разработчиками, может потребоваться
разработка средств взаимодействия с внешними приложениями или API.
Использование API облегчит модификацию существующих или добавление
новых пользовательских интерфейсов. Это позволит сделать электронную
услугу и предоставляемую ею геоинформацию более востребованной, а это в
16
свою
очередь
положительно
скажется
на
количестве
и
качестве
представленной в электронной услуге геоинформации.
В рамках данной работы были рассмотрены следующие аналоги и
прототипы
крупных
картографических
сервисов,
позволяющие
пользователям добавлять свои данные на карту, в которых в большей или
меньшей степени реализованы функции персонализации. Представленные
сервисы считаются лидерами российского картографического рынка, потому
что позволяют огромному числу потребителей экономить свое время при
поиске различных мест и жить качественнее.
FourSquare ​(или сокращенно 4sq) – социальная сеть с функцией
геопозиционирования,
предназначенная
в
основном
для
работы
с
мобильными устройствами, позволяет пользователю соединяться с друзьями,
обновлять своё и узнавать их местоположение.
Сервис в основном
направлен на предпочтения и рекомендации пользователя заведений города,
учитывая его вкусы и предпочтения. Пользователь получает рекомендации,
основанные на его вкусах, оценках аналогичных мест, а также мнениях
друзей и экспертов, которым он доверяете больше всего. Осуществляет поиск
заведений, находящихся ближе всего к пользователю.
Altergeo ​– геосоциальный сервис, который помогает ориентироваться в
современном городе. С ним легко выбрать место для отдыха поблизости,
получить полезные рекомендации, скидки и бонусы в городских заведениях.
Определив местоположение, AlterGeo покажет, какие кафе, бары, клубы,
магазины, музеи и другие места находятся рядом, где бывают друзья
пользователя и где они сейчас. Существует возможность отмечаться в
посещаемых местах, делиться отзывами и фотографиями с друзьями,
17
планировать встречи в новых интересных местах города, участвовать в
мини-играх и геоконкурсах — и узнавать больше о посещаемых заведениях.
Likengo ​– это рекомендательный проект, на котором можно делиться
своими впечатлениями о различных местах и событиях, делать обзоры
лучших мест и узнавать, что рекомендуют друзья. Likengo полезный
Интернет-ресурс для потребителей.
Яндекс.Карты – это поисково-информационный сервис, с помощью
которого можно: посмотреть подробные карты крупных городов, а также
спутниковые снимки разных точек всего мира, получить актуальные данные
о пробках на дорогах, найти нужную организацию, построить оптимальный
маршрут на автомобиле или на общественном транспорте, создать свои
метки на карте и поделиться ссылками на них. Яндекс.Карты показывают
детальные схемы большинства городов и стран мира, предоставляют
детальную справочную информацию об организациях в городе, строят
маршруты на машине и общественным транспортом в объезд пробок.
GoogleMaps
–
картографический
сервис,
предоставляющий
спутниковые интерактивные карты онлайн. Сервис представляет собой карту
и
спутниковые
снимки
планеты
Земля.
С
сервисом интегрирован
бизнес-справочник и карта автомобильных дорог, с поиском маршрутов.
OpenStreetMap - некоммерческий веб-картографический проект по
созданию
подробной
силами
сообщества
свободной
и
участников-пользователей
бесплатной
географической
Интернета
карты
мира.
OpenStreetMap создан сообществом картографов, которые добавляют и
поддерживают данные о дорогах, тропах, кафе, вокзалах и многих других
объектах по всему миру. На основе собранных в рамках проекта данных
можно создавать карты различного вида и другие сервисы.
18
Несмотря на достаточно бурное развитие сервисов и средств
геолокации в последнее время, отсутствие возможности у пользователей
существующих сервисов обмениваться собственными метками на карте, а
также формировать группы отметок и объединять их по определенному
критерию, не дает в полной мере использовать подобные сервисы в
повседневности. Ни один из вышеперечисленных сервисов не реализует в
своих приложениях функционал, позволяющий создать группу из уже
отмеченных на карте мест для более быстрой и удобной работы с ними, а
также поделиться отдельными метками или группой меток с другими
зарегистрированными в сервисе пользователями. Группировать метки можно,
исходя из их товарных категорий, бренда, марки, уровня обслуживания
посетителей и т.д., при этом одному месту на карте можно присвоить
несколько меток. Подобные метки могут иметь различные настройки
приватности,
что
позволяет
варьировать
контингент
пользователей,
имеющих доступ к метке, в зависимости от желания пользователя
поставившего эту метку.
Согласно представленным функциональным требованиям к системе,
были выделены следующие подсистемы:
-
Подсистема формирования профиля пользователя - обеспечивает
регистрацию и аутентификацию пользователей в системе, а также
предоставляет функционал для заполнения персональных данных;
-
Подсистема формирования и представления геоинформации -
реализует функции для внесения геоинформации в системы согласно
структуре и формату, описанным пользователем, а также предоставляет
функции для поиска, отображения и экспорта сохраненной геоинформации;
19
-
Подсистема группирования и категоризации геоинформации -
предоставляет функционал для формирования сообществ для обмена и
публикации
геоинформации
и
обеспечивает
возможность
поиска
информации по определенной тематике;
-
Подсистема
социализации
пользователей
и
актуализации
геоинформации - обеспечивает обмен информацией между пользователями
системы, предоставляя функции для поиска пользователей, формирования
контакт-листа, публикации геоинформации как внутри, так и вне системы;
предоставляет средства для оповещения пользователей об обновлении
опубликованной информации;
Каждая
указанная
подсистема
отвечает
за
бизнес-логику
взаимодействия с заданными сущностями системы, предоставляет методы
доступа к указанной информации с помощью веб и программных
интерфейсов и обеспечивает целостность хранения данных в БД.
Структура каждой подсистемы представляет из себя:
1.
Набор классов-сущностей бизнес логики, называемых моделями,
описывающих структуру используемой в подсистеме информации, и
реализацию логики выдачи соответствующих прав доступа на эти структуры.
2.
Набор обработчиков событий создания экземпляров моделей, их
изменения или удаления из БД, представляющих из себя реализацию
бизнес-логики.
3.
Набор сериализаторов, определяющих каким образом модели
должны передаваться другим системам и как они должны быть представлены
в соответствующих программных интерфейсах приложения (API).
4.
Набор API-методов для взаимодействия с другими системами,
реализованных в соответствии с REST-архитектурой и зарегистрированных
по специальным URL. Данные методы принимают информацию в различных
20
форматах от конечного пользователя и, используя соответствующие
сериализаторы, преобразуют ее в сущности бизнес-логики, а, в случае
запроса данных пользователем, с помощью сериализатора преобразуют
сущности бизнес-логики в формат, требуемый пользователем (JSON, XML).
5.
Модульные и интеграционные тесты подсистемы.
В качестве концепции построения базы данных выбрана концепция
реляционных баз данных.
Исходя из смысла решаемых задач, сформулированы следующие
требования к СУБД:
−
поддержка реляционной модели данных;
−
многопользовательская архитектура;
−
защита данных;
−
поддержка современных стандартов языков управления данными
(в частности наиболее распространенного языка SQL);
−
доступность и свободное использование.
В качестве СУБД использовалась MariaDB, ответвление от MySQL.
Толчком к созданию стала необходимость обеспечения свободного статуса
СУБД, в противовес политике лицензирования MySQL компанией Oracle.
Основателями проекта выступили первоначальные разработчики MySQL.
Система лицензирования MariaDB обязывает участников, желающих
добавить свой код в основную ветку СУБД, обмениваться своими
авторскими правами с MariaDB Foundation для охраны лицензии и
возможности создавать критические исправления для MySQL. MariaDB
намерен поддерживать высокую совместимость с MySQL, обеспечивая
точное соответствие с API и командами MySQL.
21
Используемая СУБД MariaDB позволяет обрабатывать свыше 5 млн.
запросов
в
секунду,
что
является
достаточным
условием
для ее
использования в разрабатываемой геосоциальной сети в частности для
реализации
взаимодействия
пользователей
с
интерактивной
картой,
обеспечения доступа для запросов к ней и хранения необходимых данных.
Это позволит пользователям геосоциальной сети взаимодействовать с
интерактивной картой в реальном времени создавая и удаляя метки или
целые группы меток. Разработка структур данных велась с учетом специфики
описания модели данных фреймворком Django, позволяющим хранить
модель данных и использовать, в случае необходимости, различные СУБД,
такие как PostgreSQL, MySQL, Oracle и т.д.
Важно отметить также, что для работы с картами использовались
современные, наиболее популярные среди пользователей общедоступные
ГИС – Яндекс.Карты, Google Maps, OpenStreetMaps. Так, в версии
геосоциальной сети доступной для открытого тестирования по адресу
http://yougid.ru, для взаимодействия с картой используется Яндекс.Карты, как
наиболее подробные и известные пользователям русскоязычного сегмента
сети интернет.
Для
реализации
сервисно-ориентированной
веб-сервера
архитектуры
было
с
использованием
принято
решение
об
использовании подхода REST и его реализации с помощью библиотеки
Django Rest Framework. Данный принцип построения веб-служб позволяет
использовать
обычные
HTTP-запросы
для
получения
доступа
к
предоставляемым удаленным ресурсам для операций создания, чтения,
редактирования и удаления сущностей бизнес-логики, а также для доступа к
операциям над ними. RESTful-службы имеют унифицированный интерфейс,
абстрагированный от реализации веб-сервера и предоставляющий результаты
22
в форматах JSON, XML, WSDL и др., что позволяет реализовывать клиенты
веб-служб,
реализованные
с
помощью
любых
средств
и
языков
программирования.
В рамках данной работы были реализованы RESTful веб-сервер и два
веб-клиента - общий веб-клиенты, предоставляющий доступ ко всем
функциям системы, и веб-клиент, настроенный под работу с одним заранее
созданным сообществом. Узкоспецифированный веб-клиент для работу с
одним сообществом не предоставляет пользователю всех возможностей
системы, а лишь предоставляет функции по работе с сообществом, такие как:
-
Администрирование сообщества
-
Публикация меток
-
Комментирование меток
-
Подписка на уведомления об изменении меток
Веб-клиент для одной группы предназначен для установки на
отдельные выделенные виртуальные сервера с уникальным доменом.
В рамках дальнейшего исследования могут быть созданы мобильные
приложения для быстрого реагирования жителей города на проблемы
городского хозяйства.
Для стилизации гипертекстовой разметки необходимо применить
каскадные таблицы стилей. ​CSS – (Cascading Style Sheets) каскадные таблицы
стилей являют собой простую технологию определения и присоединения
стилей к HTML документу. Стиль – это все то, что определяет внешний вид
документу при его отображении в окне браузера: шрифт, цвет, границы
таблиц, их цвет, позиционирование объектов и др. Таблица стилей – это
шаблон, который руководит форматированием HTML тэгов в веб-документе.
При разработке веб-клиентов был выбран язык программирования
TypeScript, который используется в основном для проверки данных
23
пользователя и реализации интерактивности веб-приложений. Скрипт
выполняется со стороны клиента. Его синтаксис во многом схож с языком
Java. Для построения веб-интерфейсов была выбрана библиотека React,
позволяющую
быстро
реализовывать
прототипы
веб-приложений,
реализованных с помощью компонентного подхода.
Для реализации приложения необходим HTTP-сервер, выбор пал на
бесплатный Nginx, который зарекомендовал себя как безопасный, надежный,
быстрый сервер с возможностью подключения модулей расширения.
Отправка данных на сервер необходимо осуществлять с помощью
технологии
AJAX.
пользовательских
​AJAX
–
​
подход
интерфейсов
к
построению
веб-приложений,
интерактивных
заключающийся
в
«фоновом» обмене данными браузера с веб-сервером. В результате, при
обновлении данных, веб-страница не перезагружается полностью, и
веб-приложения становятся более быстрыми и удобными. Асинхронные
запросы осуществляются с помощью встроенных в стандарт HTML 5
функций fetch.
В качестве формата передачи данных могут использоваться Multipart,
JSON или XML.
В данной информационной системе используются два формата для
обмена данными с сервером – Multipart и JSON для приема статусов
выполнения скриптов.
Таким
образом,
для
разработки
веб-сервиса
использовались
технологии, обеспечивающие подобный режим функционирования. Front-end
часть разработана с использованием технологий TypeScript, HTML 5 и CSS 3,
для разработки back-end части сервиса применялся язык программирования
Python версии 3.6 в рамках фреймворков Django и Django Rest Framework.
24
В результате работы была спроектирована и реализована база данных
для сбора, обмена и хранения геоинформации, выделены и спроектированы
программные модули, созданы программные интерфейсы приложения (API)
для доступа к функциям системы и реализованы два веб-клиента - общий
веб-клиент,
реализованный
пользователям
формировать
в
виде
социальной
сообщества
и
сети,
позволяющий
свободно
обмениваться
геоинформацией в заданном ими формате, и узкий веб-клиент для
централизованной публикации геоинформации о проблемах города, который
может быть развернут в качестве сайта ведомства или ответственной за
проблемы города организации.
Основные выводы и предложения
По результату работы были сформулированы следующие выводы:
1.
Подходы, применяемые в социальных сетях, эффективны для
сбора и обмена геоинформацией между жителями города.
2.
Применяя данные подходы для решения проблем городского
хозяйства, можно добиться быстрого и простого взаимодействия между
жителями
города
и
ведомствами,
ответственными
за
решение
соответствующих проблем городского хозяйства, скрывая бюрократические
сложности от жителей города.
3.
Совместив подходы для поиска информации в ГИС и поиска
информации в социальных сетях, в конечном итоге получен простой
апробированный механизм, позволяющий жителям города легко найти
интересующую их геоинформацию, связанную с проблемами городского
хозяйства.
25
4.
Широкий доступ в созданной системе к геоинформации по
проблемам городского хозяйства позволяет подчеркнуть актуальность и
достоверность проблем механизмами комментирования, оценки меток на
карте и подписки на уведомления об обновлении геоинформации.
5.
Представление проблем ЖКХ в виде меток на карте позволяет
пользователю быстро найти или расположить информацию по нужному ему
адресу.
Основные публикации по теме исследования
Статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК России:
1.
Анализ возможностей совместного использования социальных
сетей и геоинформационных сервисов при оказании электронных услуг
населению [Текст] / В.Н. Волков, Р.А. Лунёв, А.А. Стычук, А.Е. Ястребков,
А.С. Бычкова, А.Б. Нечаева // Информационные системы и технологии. –
Орел: Госуниверситет - УНПК, 2015. – №5/91. Сентябрь – октябрь 2015. –
151 с. – С. 53-61. [0.83пл/0.13пл]
2.
Лунев Р.А. и др. Анализ проблем и задач управления городским
хозяйством и технологий «умного города» / Р.А. Лунев, А.С. Бычкова, А.Б.
Нечаева, О.Н. Лунева, А.А. Стычук, А.Е. Ястребков // Информационные
системы и технологии, 2016. – № 2(94). – С. 59-65. [0.63пл/0.1пл]
3.
Лунев, Р.А. Использование информационных технологий для
решения проблем городского хозяйства [Текст] / В.А. Зубарева, Р.А. Лунев,
И.И.
Пятин,
Д.В.
Рыженков,
А.А.
Стычук,
А.Е.
Ястребков
//
Информационные системы и технологии. – Орел: ПГУ, 2016. – №4/96. Июль
– август 2016. – 120 с. – C. 51 – 57. [0.61пл/0.1пл]
4.
Андреенков А.Б., А.С. Бычкова, С.А. Забелин, А.Б. Нечаева, В.А.
Паршина, И.И. Пятин, И.С. Стычук, А.Е. Ястребков. Анализ требований к
26
геоинформационным системам мониторинга проблем городского хозяйства /
Андреенков А.Б., А.С. Бычкова, С.А. Забелин, А.Б. Нечаева, В.А. Паршина,
И.И. Пятин, И.С. Стычук, А.Е. Ястребков // Информационные системы и
технологии. - Орел: ОГУ им. И.С. Тургенева, 2017. - №4(102). - 126 с. - С.
22-28 [0.64пл/0.08пл]
5.
Лунев Р.А. и др. Подсистема создания структуры для сбора,
обмена и распределенного хранения геоинформации / Р.А. Лунев, Д.С.
Сезонов, И.С. Стычук, А.Е. Ястребков // Информационные системы и
технологии. – Орел: ОГУ им. И.С. Тургенева, 2017. – № 5(103). – 124 с. – С.
33-38. [0.52пл/0.26пл]
6.
Авдеев А.В., Афанасов А.Л., Валухов В.В., Емельянова Е.П.,
Загородних Н.А., Коврижкин А.С., Лунев Р.А., Поляков Р.Г., Сезонов Д.С.,
Стычук А.А., Ястребков А.Е.. Механизм валидации создаваемых структур
данных для сбора, обмена и распределенного хранения геоинформации /
Авдеев А.В., Афанасов А.Л., Валухов В.В., Емельянова Е.П., Загородних
Н.А., Коврижкин А.С., Лунев Р.А., Поляков Р.Г., Сезонов Д.С., Стычук А.А.,
Ястребков А.Е. // Информационные системы и технологии. - Орел: ОГУ им.
И.С. Тургенева, 2017. - №6(104). - 131 с. - С. 51-57. [0.61пл/0.3пл]
7.
Афанасов А.Л., В.А. Валухов, К.А. Гладков, Е.П. Емельянова,
С.А. Забелин, Р.А. Лунев, А.Б. Нечаева, Д.С. Сезонов, А.Е. Ястребков.
Анализ технологий приема заявок от населения при решении проблем
управления городским хозяйством / Афанасов А.Л., В.А. Валухов, К.А.
Гладков, Е.П. Емельянова, С.А. Забелин, Р.А. Лунев, А.Б. Нечаева, Д.С.
Сезонов, А.Е. Ястребков // Информационные системы и технологии. - Орел:
ОГУ им. И.С. Тургенева, 2018. - №2(106). - 121 с. - С. 36-41. [0.51пл/0.05пл]
27
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа