Научно-методическая конференция
«ИНТЕРНЕТ И СОВРЕМЕННОЕ ОБЩЕСТВО»

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА «БЕЛОЕ МОРЕ»

В.В. Растоскуев

Научно-исследовательский Центр экологической безопасности РАН
Санкт-Петербург

Информационная система «Белое море» создается в рамках проекта «WHITESEA - ICA2-2000-10014 «Sustainable Management of the Ecosystem and Marine Living Resources in the White Sea»». Разрабатываемая система ориентирована на комплексное использование собранной информации, обеспечивая возможность ее применения на разных уровнях за счет преобразования первичных результатов измерений в форму, пригодную для распространения в средствах массовой информации, поддержки принятия решений, образования и т.п. В создаваемой информационной системе можно выделить три уровня использования информации, ориентированных на решение различных задач и отличающихся методами работы с предоставляемой информацией. Их можно описать как модули данных, информации и знаний о состоянии Белого моря. Оптимальной средой для размещения подобной информационной системы является Интернет [1]. На языках программирования HTML, JavaScript, Java сравнительно легко реализовать иерархическую модель мультимедийных данных, установив, при необходимости, гипертекстовые связи и обеспечив удобный доступ ко всей или к части имеющейся информации для широкого круга пользователей. Таким образом, кстати, реализованы многочисленные серверы, нацеленные на распространение естественнонаучной информации, в частности - Агентства по охране окружающей среды (US EРА - the United States Environmental Protection Agency, http://www.epa.gov/) [2]. Основой разрабатываемой системы являются данные, которые накапливались участниками упомянутого проекта (NERSC, Bergen, Norway; FIMR, Helsinki, Finland; Нансен-Центр, С.Петербург; НИЦЭБ РАН, Санкт-Петербург; ИВПС РАН, Петразаводск, ММБИ, Мурманск) в рамках других, уже завершенных проектов, касавшихся изучения Белого моря и прилегающих к нему территорий.

На первом этапе собранные данные, разносторонне описывающие регион Белого моря, интегрируются в хранилище данных. На втором этапе данные анализируются с помощью стандартных пакетов, реализующих те или иные методы интеллектуального анализа данных. Результирующий этап состоит в преобразовании всего накопленного материала в web-документы, которые должны быть размещены в сети Интернет. В качестве пакетов для анализа данных в нашем случае используются узкоспециальные пакеты для решения конкретных научных задач, климатические модели, пакеты MATLAB, STATISTICA и другие подобные, а также географические информационные системы (ГИСы).

Данные, используемые для создания описываемой системы, чрезвычайно разнообразны и, как и в случае многих других информационных систем, ориентированных на размещение естественнонаучной информации, включают:

• данные дистанционного (спутникового) мониторинга,
• данные подспутниковых наблюдений, полученных с помощью локальных методов мониторинга, с борта исследовательского судна и т.п.,
• климатические и архивные данные,
• данные математического моделирования.

Такая сложная структура данных вынуждает на настоящем этапе развития информационных систем разделить стадии анализа данных и представления результатов анализа в сети Интернет. Это связано с тем, что средства для анализа данных, в том числе и средства интеллектуального анализа данных, - это большие пакеты сложных прикладных программ, которые не могут работать в режиме on-line. Стадия анализа данных оказывается, таким образом, за рамками системы (что, впрочем, вполне согласовывается с понятием «информационная система») и вслед за модулем, содержащим данные, в системе следуют модули, представляющие результаты анализа и разделенные между собой в соответствии со степенью обобщения полученной информации. В результате, пользователю, в зависимости от уровня его подготовки, предоставляются следующие возможности: ознакомиться с самыми общими выводами проведенного анализа, расположенными на верхнем уровне, оценить результаты научных исследований, представленные на среднем уровне и, наконец, самостоятельно включиться в исследования, используя данные нижнего уровня.

При интеграции исходных данных, описанных выше, в хранилище данных должны решаться следующие задачи:

• разработка структуры хранилища данных,
• географическая и временная привязка данных,
• оценка достоверности данных мониторинга,
• определение метаданных, полноценно описывающих накопленные данные,
• приведение данных к согласованным единицам измерения и форматам, описание их в соответствии с рекомендованным списком метаданных,
• проверка согласованности данных.

На начальной стадии формирования информационной системы достаточно удобно размещать ее на компакт-дисках (CD R). При этом во многих случаях оправдана разработка специальных пакетов прикладных программ, ориентированных на интеграцию собранных в хранилище данных. Дело в том, что форматы исходных данных, как правило, чрезвычайно разнообразны и зачастую плохо описаны. Кроме того, большое разнообразие существует не только в форматах исходных данных, но и в форматах входных данных для пакетов анализа. Поэтому возникает проблема конвертирования исходных данных в ограниченное число стандартных форматов. В качестве таких форматов в разрабатываемых нами экоинформационных системах используются обменные форматы, импорт которых предусмотрен во многих пакетах для анализа данных. Основным форматом для таблиц данных выбран формат DBF, а для текстовой информации - формат HTML. Кроме того, для пространственных данных используются форматы ГИС ARC\INFO (векторные данные), IDRISI (растровые данные), а также универсальное ASCII-представление. Для конвертирования исходных данных в эти форматы, при необходимости, разрабатываются специальные программные модули. Для управления временными базами данных, возникающими при разработке конечного продукта, и для интеграции результатов климатического анализа в хранилища данных создается специальное программное обеспечение. Пакет прикладных программ, обеспечивающий управление хранилищем данных, разрабатывается на языках программирования C\C++ и Visual BASIC. На языке программирования Visual BASIC разработан графический пользовательский интерфейс и модули, обеспечивающие поиск информации в хранилище данных. На языке программирования C\C++ написаны программы, обеспечивающие конвертирование данных мониторинга и климатических данных в единые форматы и отображение растровых данных.

Описанная информационная система призвана представить в сети Интернет данные, относящиеся к региону Белого моря и примыкающим к нему областям. Один из важных аспектов построения системы состоит в том, что наполнение системы и структура размещения информации призваны решить проблему максимального увеличения пользователей системы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Kondratyev K.Ya., Rastoskuev V.V., Shalina E.V. Web mapping. A new dawn in St. Petersburg // GIS Europe. 2000. Vol. 9. N. 9. P. 44-45,

2. Растоскуев В.В. Доступ к экологической информации на web-серверах US EPA // Тезисы докладов Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика - 2000», Санкт-Петербург, 05-08 декабря 2000 г. Часть 2. С. 108.

3. Johannessen O.M., Petterson L.H., Bobylev L.P., Rastoskuev V.V., Shalina E.V., Volkov V.A. The slumbering bear of the Kara Sea // GIS Europe. 1997. Vol. 6. N. 5. P. 20-22.

[Аннотация на английском языке]