2.8. Программный комплекс управления пространственными данными об обстановке в Мировом океане
Должен быть усовершенствован программный комплекс подготовки, накопления, предоставления и распространения пространственных данных и сопутствующей информации об обстановке в Мировом океане с учетом сетевой архитектуры ЕСИМО (полнофункциональная версия) и требований прикладного обеспечения морского модуля Ситуационного центра Росгидромета.
Программное обеспечение и другие средства программного комплекса должны быть основаны на существующей версии комплекса, и включать дополнительные и модифицированные средства следующих компонентов:
ГИС-сервер ЕСИМО;
приложение пользователя.
2.8.1. Функциональные требования
2.8.1.1. ГИС-сервер должен выполнять следующие функции:
1) Взаимодействие с распределенными источниками данных об обстановке в Мировом океане:
источниками данных СРБД ЕСИМО для получения метаданных, фактографических и пространственных данных через базу интегрированных данных (БИД) ЕСИМО;
удаленными WMS/WFS/WCS серверами для получения и представления пространственных данных в интерфейсах приложения пользователя;
локальными и удаленными системами файлов данных в формате шейп-файлов, GeoRSS и KML для загрузки в файловое хранилище ГИС-сервера и последующего отображения в приложении пользователя.
2) Обработка и публикация данных:
назначение и реализация процессов автоматизированного создания унифицированных по стилям, идентификации, гранулированию, классификации и кодированию пространственных данных, включая изолинии, изоповерхности, векторное отображение, знаковое отображение, на основе оперативных и статических данных БИД ЕСИМО;
назначение и реализация процессов загрузки в базу пространственных данных (БПД) в составе БИД статических пространственных данных Электронного морского атласа (ЭМА), электронной карты-основы (ЭКО) ЕСИМО, оперативных пространственных данных, включая спутниковые данные и продукцию в виде гепривязанных растров и шейп-файлов;
индексирование обработанных данных с целью ускорения доступа к ним приложения пользователей;
создание унифицированных легенд и публикация WMS/WFS/WCS на основе данных БПД.
3) Управление пользователями:
идентификация и ведение ролевой информации пользователей (операторов ГИС-сервера, конечных пользователей приложения) на основе единой политики доступа к данным и сервисам ЕСИМО;
создание и ведение профилей пользователей с назначением доступных им информационных и функциональных возможностей - доступные функции приложения, ресурсы БПД и другие источники, район интересов, размеры окна и др. характеристики применения приложения;
мониторинг процессов работы пользователей и формирование отчетов об использовании ГИС-Сервера.
4) Аудит и контроль:
ведение стандартизированного журнала работ, детализирующих выполнение этапов загрузки и обработки данных;
оповещение о процессах ведения БПД, включая нештатные ситуации, передача журнала работы посредством вызова Сервисной Шины ЕСИМО для последующей консолидации информации;
формирование отчетов о содержании БПД и процессах работы ГИС-сервера.
5) Интерфейсные функции:
представление интерфейсов пользователя – администратора/оператора:
для управления настройками ГИС-сервера для развертывания на узле ЕСИМО;
для назначения, редактирования и удаления процессов загрузки статических, периодической генерации и загрузки оперативных пространственных данных, планировщиков времени, параметров публикации гео-сервисов и других процессов ведения БПД;
управления ролевой информацией и профилями пользователей;
визуализация:
справок о состоянии БПД, включающие идентификацию и другие метаданные по ресурсам;
журналов процессов и транзакций, планировщиков времени операций;
отчетов по процессам загрузки и обработки данных;
отчетов по использованию ГИС-сервера.
ГИС-сервер должен обеспечивать взаимодействие с общесистемными компонентами ЕСИМО:
компонентом БИД для получения метаданных, фактографических и пространственных данных СРБД ЕСИМО;
компонентом Безопасность для обеспечения авторизации и аутентификации пользователей ЕСИМО;
компонентом Сервисная Шина для организации взаимодействия на уровне узла и межузловом уровне, обмена с удаленными программными комплексами расчетов и моделирования, оповещения о состоянии и трансляции журналов процессов ГИС-сервера для их последующей консолидации;
компонентом Портал для организации доступа к приложению пользователя ГИС-сервера.
Презентационная часть ГИС-сервера должна быть оформлена в виде АРМ Администратора/Оператора сервера и обеспечивать выполнение вышеуказанных интерфейсных функций.
2.8.1.2. Приложение пользователя должно выполнять следующие функции:
1) Настройка пользователя и сохранение настроек:
доступные инструменты;
состав отображаемых данных (район, ресурсы БИД ЕСИМО и других опубликованных источников пространственных данных);
состав получаемой дополнительной информации о визуализируемых объектах по выбранным атрибутам объектов и связанных с ними атрибутов метаданных по ресурсу;
индикация значений по заданному размаху (по мин./макс. слоя) и закраска;
проекция отображения (географическая, стереографическая для арктического региона до 30-го градуса широты), определяемая выбранной картографической основой.
настройка дерева слоёв;
характеристики отображения (размер окна и др.).
2) Аутентификация пользователя – разграничение доступа пользователей к пространственным данным ЕСИМО функциональным возможностям приложения (например, редактирование).
3) Отображение информации:
динамическое отображение информации на электронной карте (увеличение/уменьшение, включение/отключение слоев и изменение статуса активности, поиск данных по выбранному району на карте, отображение значений и др.);
отображение дополнительной информации в виде метаданных и данных, а также изображений, документов и других информационных объектов, имеющих стандартный url- адрес или содержащихся в ВБД;
отображение значений атрибутов выбранных объектов и связанных с ними элементов данных в виде заданного набора таблиц и графиков;
построение запросов к пространственным данным с индикацией выбранных объектов на карте;
изменение закраски и стилей слоя интерактивно, включая индикацию значений по заданному размаху (по мин./макс. слоя);
анимация слоев по времени и по глубине (высоте), объектов слоев согласно списка слоев и объектов, согласуемого на этапе подготовки технической спецификации на модернизацию проекта.
4) Пространственная обработка и анализ:
измерение и отображение координат курсора, значений атрибутов выбранного геообъекта с использованием описателей элементов данных общих кодов и классификаторов ЕСИМО;
измерение и отображение расстояний и площадей произвольное и по заданным полигонам и полилиниям;
оценивание и отображение статистики по атрибутам объектов назначенных слоев в площади, задаваемой произвольно;
вычисление элементарных статистик атрибутов (среднее, среднеквадратичное отклонение, минимум, максимум) по заданным слоям.
5) Динамическая визуализация процессов:
динамическое обновление данных, изменяющихся во времени, по запросу пользователя, расписанию и событию в течение сеанса работы пользователя;
добавление маркеров (точка, полигон и др.) и пиктограмм из библиотеки ЕСИМО с надписями и другой атрибутикой, перемещение маркеров и подписей интерактивно;
подгрузка слоев и цифровой информации, опубликованных другими узлами ЕСИМО;
интерактивный запуск расчетно-модельных комплексов (Метеограмма, Волнограмма, Экспресс-анализ аварийных разливов нефти) и отображение результатов моделирования для прогнозирования соответствующих ситуаций при представлении результатов моделирования в виде геопривязанного растра или геосервиса;
применение индикации цветом и техники маркеров (выделение опасных зон, трассировка гидрометеорологических процессов и явлений, и т.п.) по сценариям отображения, предоставляемых Заказчиком;
динамическая корректура выделенных для редактирования слоев удаленными экспертами узлов разного уровня с синхронизацией ГИС-представления в узле лидере обсуждения ситуации;
оперативная публикация геосервисов, а также файлов GeoRSS, KML, ASCII файлов, файлов документов посредством их размещения в хранилище файлов ГИС-сервера, содержание информацию для совместного обсуждения ситуации несколькими узлами ЕСИМО и (или) пользователями приложения, демонстрации продукции потребителям или разъяснения выработанных позиций;
сохранение ГИС-представлений в виде статичных документов для предоставления конечным пользователям.
6) Управление:
поиск слоя в дереве; фильтрация слоёв; автоматическое обновление слоёв, добавление в дерево дополнительных слоёв из WMS-сервисов;
сохранение карты и дерева слоев с легендой и идентифицирующим текстом с возможностью воспроизведения во время текущей и новой сессии;
сохранение и печать карты и слоев с легендой и идентифицирующим текстом, лого ЕСИМО и сведениями об авторе ресурса;
контекстная помощь, отображение объема занимаемой памяти, отображение процессов выполнения операций, мониторинг обмена данными с СРБД;
настройка и подключение к порталу ЕСИМО портлета, обеспечивающего ГИС-представление пользователя согласно заданному профилю.
ГИС Сервер и приложение должны обеспечивать динамическое создание ГИС-представления ситуаций согласно формам и сценариям отображения, заданные паспортами обстановок, для мониторинга соответствующих ситуаций экспертом ситуационного центра Росгидромета.
2.8.2. Технические требования
Разработка должна выполняться в рамках следующих технических условий:
использование следующих программных компонент с открытым исходным кодом:
Система управления базой данных (СУБД) PostgreSQL 8.4;
Пространственный расширитель PostGIS;
Ядро геообработки GRASS GIS;
Геосервер Geoserver 2;
Сервер приложений Tomcat;
Web-сервер Apache.
применение стандартов и спецификаций: Java Platform Enterprise Edition (Java EE) [JSR-151, 244, 313], Java Architecture for XML Binding (JAXB) [JSR-222], клиентские веб-приложения: JavaServer Faces (JSF) [JSR-252, JSR-303], Portlet 2 [JSR-286], JSF Portlet Bridge [JSR-301], JBoss Seam;
применение стандартов и спецификаций OGC (Open GIS Consortium) по метаданным и гео-сервисам;
обеспечение встраивания программного комплекса в процессы распределенной обработки данных на основе применения технических спецификаций и средств Сервисной Шины СОИ единой системы;
обеспечение диагностики состояния и работоспособности программного комплекса в соответствии с техническими спецификациями по мониторингу взаимодействия компонент ЕСИМО;
использование стандартных условных знаков в виде библиотеки стилей 5000000_ESIMO.STYLE;
применение общесистемных кодов и классификаторов.
ГИС Сервер должен обеспечивать обработку, анализ и отображение информации об обстановке в Мировом океане без ограничений тематики, предоставляемой в виде:
метаданных и данных БИД ЕСИМО;
геосервисов WMS, WFS и WCS доступа к ЭКО и ЭМА ГИС-Сервера ЕСИМО, и предоставляемых другими источниками сервисов в стандарте OGC;
c локальными и удаленными системами файлов данных в форматах шейп-файлов, GeoRSS и KML, загружаемыми интерактивно в файловое хранилище на ГИС Сервере.
БПД ГИС Сервера должна быть построена в качестве элемента БИД узла ЕСИМО в одной логической схеме в единой физической базе данных на основе СУБД PostgreSQL. Для формирования базы пространственных данных в составе БИД должны быть осуществлены:
перенос имеющейся модели пространственных данных с платформы Oracle/ ArcSDE на PosgreSQL/ PostGIS;
загрузка статических данных ЭКО и ЭМА в базу пространственных данных; формирование моделей обработки оперативных данных БИД и загрузка производных данных (изолиний, поверхностей) в базу пространственных данных согласно регламенту поступления данных в БИД;
разработка легенд для оформления карт ЭКО, ЭМА и оперативных данных БИД, их подготовки к публикации (sld).
Cостав и последовательность загрузки статических пространственных данных, состав и периодичность генерации оперативных пространственных данных, набор разрабатываемых стилей пространственных слоев согласуется с Заказчиком. Статические данные ЭМА предоставляются Заказчиком в подготовленном для загрузки виде.
Презентационная часть ГИС Сервера и приложения должна обеспечивать интерфейс пользователей по применению функций, картографические, таблично-графические формы выдачи информации, настройки слоев пользователей согласно «Техническим спецификациям графических интерфейсов пользователей ЕСИМО (полнофункциональная версия)».
Презентационная часть приложения быть оформлена в виде портлета согласно требований «Технических спецификаций программных компонент портала ЕСИМО» и работать в браузерах IE 6.0+, FF 2+, Opera 9.0+, Chrome.
Портлет должен обеспечивать многократное использование приложения ГИС Сервера в соответствии с настройками пользователя согласно п.2.4.1. Должны быть настроены экземпляры портлета для обработки, анализа и отображения информации об обстановке в Мировом океане по регионам Мирового океана и с учетом специфики использования комплекса в морском модуле Ситуационного центра Росгидромета. Перечень ресурсов, регионов и другие параметры настройки экземпляров портлета согласуются с Заказчиком.
Для согласования решений должна быть разработана техническая спецификация ГИС Сервера и приложения пользователя (портлета).
Все изменения в программном коде комплексов должны отражаться в виде версий программного обеспечения.
ГИС Сервер ЕСИМО и приложение пользователя должны быть мобильными и унифицированными в плане установки в узлах ЕСИМО, обслуживания и обновления. Должен быть разработан и внедрен механизм уведомления о новых версиях программного обеспечения, а также репозиторий дистрибутивов для их загрузки, установки и обновления.
ГИС Сервер ЕСИМО и приложение пользователя должны быть представлены Заказчику в виде программного обеспечения и конфигурационных файлов с загруженной базой данных (ЭМА, включая оперативные слои и ЭКО ЕСИМО), экземпляров портлета для развертывания на сервере приложений Jboss 4.2.3 в составе портала Jboss Portal 2.7.2.
ГИС Сервер и приложение должны быть внедрены в центральном распределенном (г.Москва и г.Обнинск), региональных (г.Санкт-Петербург и г.Владивосток) и специализированном (г.Санкт-Петербург, военная подсистема) узлах полнофункциональной ЕСИМО.
Должно быть разработано одностраничное описание (лифлет) и постер по технологии ГИС Сервера в соответствии с форматом и стилями, задаваемыми центром по методическому и техническому сопровождению ЕСИМО.
Должна быть обновлена техническая документация согласно таблице 4. Модернизированный ГИС Сервер ЕСИМО и приложение пользователя должны быть введены в постоянную эксплуатацию.
2.9. Распределенный центральный информационно-технологический узел ЕСИМО (полнофункциональная версия) и прикладное обеспечение морского модуля Ситуационного центра Росгидромета
Должен быть усовершенствован посредством использования общесистемных компонентов ЕСИМО нового поколения и введен в постоянную эксплуатацию распределенный центральный информационно-технологический узел ЕСИМО (полнофункциональная версия), действующий на площадках г.Обнинска и г.Москвы (РЦИТУ) и направленный на обеспечение приоритетных задач ЕСИМО согласно требований п.2.1., включая прикладное обеспечение морского модуля Ситуационного центра Росгидромета.
2.9.1. Функциональные требования
РЦИТУ должен обеспечивать выполнение нижеследующих функций.
1) Загрузка ресурсов ЕСИМО:
регистрация источников ресурсов (информация и сервисы) и сбор метаданных СРБД ЕСИМО согласно зоне ответственности;
динамическое создание тематических слоев и геосервисов на основе информации, доступной РЦИТУ, и их публикация;
публикация общих кодов и классификаторов, электронной карты-основы для использования другими узлами единой системы;
выполнение процедур “кэширования” заданной информации, включая ресурсы других узлов ЕСИМО, для выполнения оперативных задач ЕСИМО, обеспечение ее хранения и восстановления при аварийных состояниях.
2) Регистрация и идентификация пользователей:
регистрация пользователей и назначение им ролей на доступ к ресурсам системы согласно единой политике;
ведение баз учетной и ролевой информации пользователей по зоне ответственности;
обеспечение доступности к ресурсам с учетом прав пользователей по механизму единого входа и авторизации пользователя, перехода пользователя на экземпляр узла РЦИТУ, а также на другие узлы ЕСИМО при необходимости.
3) Управление метаданными:
формирование и поддержка актуальности наборов метаданных по зоне ответственности;
синхронизация наборов метаданных с другими узлами ЕСИМО, обеспечение их хранения и восстановления в случае аварий;
консолидация и публикация общесистемных наборов метаданных.
4) Доставка информации пользователям:
распространение ресурсов СРБД ЕСИМО по подписке (“puch”) авторизованным (внутренним и внешним) пользователям согласно каталогу распространения ресурсов и заданных в нем условий;
предоставление ресурсов СРБД ЕСИМО по запросу (“pull”) авторизованным (внутренним и внешним пользователям) по заданным on-line критериям (география, время, источник ресурсов и др.).
5) Обработка, анализ и представление информации:
картографическое и таблично-графическое представление информации, в том числе для реализации прикладных задач КИО ЕСИМО и морского модуля Ситуационного центра Росгидромета в области ответственности РЦИТУ.
6) Управление работой узла единой системы:
администрирование работы узла ЕСИМО с учетом функций и ответственности РЦИТУ;
мониторинг технических, информационных и программных ресурсов узла и присоединенной сети источников ресурсов единой системы, контроль их статуса и организация обеспечения их работоспособности;
ведение стандартизированной отчетности о состоянии и производительности РЦИТУ и присоединенной сети источников ресурсов СРБД ЕСИМО, а также ЕСИМО в целом.
Должно быть обеспечено ведение синхронизированных информационных и программных объектов центрального узла ЕСИМО на площадках в г.Обнинск и г.Москва в виде экземпляров РЦИТУ ЕСИМО. Экземпляры РЦИТУ ЕСИМО должны функционировать на основе следующего разделения ответственности:
доступ пользователей к средствам информационного обслуживания пользователей ЕСИМО через экземпляр узла в г.Москва;
обеспечение информационной и сервисной поддержки работы морского модуля Ситуационного центра Росгидромета через экземпляр узла в г.Москва;
доступ пользователей к общесистемным технологиям информационного взаимодействия и администрирования ЕСИМО через экземпляр узла в г.Обнинск;
сохранность экземпляров центрального узла ЕСИМО и восстановление информационных и программных объектов экземпляра узла в случае нештатных ситуаций на основе содержимого другого экземпляра узла;
визуальное представление сведений о статусе компонент любого экземпляра РЦИТУ, процессах обмена данными, включая стандартизированные отчеты, в автоматизированных рабочих местах (АРМ) Администратора/Оператора любого экземпляра РЦИТУ ЕСИМО.
Должны быть разработаны предложения по изменениям Порядка и регламента деятельности центра ЕСИМО по методическому и техническому сопровождению ЕСИМО в связи с обеспечением работы РЦИТУ ЕСИМО.
2.9.2. Технические требования
2.9.2.1. Требования к информационному обеспечению
Информационное обеспечение РЦИТУ ЕСИМО должно включать общесистемные информационные объекты, создаваемые в этом и других проектах подпрограммы ЕСИМО:
технические спецификации информационного взаимодействия;
общая система классификации и кодирования;
база метаданных;
ЭКО ЕСИМО масштабов 1:10000000 на Мир, 1:1000000, 1:500000 на Мир и Российскую Федерацию.
2.9.2.2. Требования к программному обеспечению
Программные средства РЦИТУ ЕСИМО должны состоять из:
1) Общего программного обеспечения (ОПО):
операционная система RedHat Enterprise Linux 5 и Windows (для работы АРМов Администраторов/Операторов компонентов);
среда программирования и программной среды промежуточного слоя - Java 2EE (пакет Java2, сервер приложений Jboss 4.2.3);
HTTP сервер - Apache Web сервер 2.2.х или выше.
портальная технология - JbossPortal 2.7.2;
система управления базами данных (СУБД) – PostgreSQL 8.4 ,
сервер пространственных данных - открытый GeoServer 2.x;
среда ГИС-приложений – открытый OpenLayers.
Детализация характеристик технических средств РЦИТУ должна быть произведена на этапе разработки технических спецификаций узла ЕСИМО.
2) Специализированного программного обеспечения (СПО).
В состав СПО должно входить программное обеспечение общесистемных компонент ЕСИМО (таблица 1), разрабатываемое в рамках этого и других проектов подпрограммы.
Таблица 1
Наименование
|
Назначение
|
Интеграция и доставка информации
|
Поставщик Данных
|
Интерфейс с локальными системами данных, включая пространственные данные, генерация метаданных и данных для интегрированного использования во взаимодействии с СИ.
|
Cервер Интеграции
|
Взаимодействие, распространение и предоставление метаданных и данных, включая интерфейсы с внешними системами и приложениями – приемниками данных по pull/push.
|
База метаданных
|
Ведение ОКК, баз системных метаданных и баз условно-постоянных характеристик объектов
|
Внутренняя база данных
|
Кэш-система структурированных данных для внутреннего (получение новой продукции) и внешнего (информационные системы ведомств) применения.
|
Хранилище данных
|
Резервное копирование системных метаданных и данных, предназначенные для хранения 24 часа (или другие условия) и восстановление:
|
ГИС-сервер
|
Ведение базы пространственных данных, создание совместных оперативных карт, публикация гео-сервисов:
|
Обработка, анализ и представление информации для принятия решений
|
Портал – базовая технология
|
Среда функционирования портала и базовые настройки. Административная, информационная и презентационная службы.
|
Приложения – Метаданные/Данные
|
Доступ и просмотр каталогов метаданных, сопутствующей информации, тематических метаданных и данных.
|
Расчетно-модельные комплексы
|
Интерактивный расчет метеорологических условий, состояния ветрового волнения, распространения аварийных разливов нефти
|
ГИС-приложение Оператора
|
ГИС-представление ситуаций - картографическое отображение геоданных, удаленный запуск РМК и анализ данных. Динамическое создание тематических слоев, корректура карт удаленным персоналом МСЦ разного уровня; Публикация информации, трансформация ГИС-представлений для предоставления конечным пользователям.
|
ГИС-приложение Пользователя
|
ГИС-представление ситуаций - картографическое отображение геоданных, удаленный запуск РМК и анализ данных
|
Диспетчеризация рассмотрения ситуаций
|
Диспетчер ситуаций
|
Ведение базы паспортов ситуаций, рассылка извещений, рекомендаций, продукции в процессе сопровождения ситуации.
|
Управление работой системы
|
Диспетчер взаимодействия
|
Сервисная шина - диспетчеризация взаимодействия компонент, доставки информации.
|
Безопасность
|
Реализация единой политики доступа к технологическим и информационным ресурсам системы. Авторизация, идентификация и учет пользователей.
|
Мониторинг ресурсов и сервисов
|
Мониторинг вычислительных и телекоммуникационных ресурсов, отчетность о работе системы
|
Отчетность
|
Отчетность о работе системы
| |
