litceysel.ru
добавить свой файл
1

Программные средства подготовки Интернет публикаций на основе данных с пространственной привязкой



Н.А. Богомолов, А.Д. Ковалев, М.Н. Синицын

НИВЦ МГУ, г.Москва


Визуализация данных с пространственной привязкой весьма актуальна для широкого круга социально-экономических, управленческих и экологических задач. Понятие "данные с пространственной привязкой" относится прежде всего к данным об объектах, нанесенных на географическую карту, однако, все нижесказанное в большой мере справедливо также и для данных об объектах, присутствующих на любом графическом изображении. Например, данные о единицах оборудования задействованных в некоторую изображенную на схеме технологическую цепочку или изображенных на схеме размещения этого оборудования.

Трудность задач визуализации данных с пространственной привязкой связана, прежде всего, с необходимостью одновременного использования средств визуализации числовых, текстовых и картографических данных. Наиболее продвинутые программные средства решения этих задач присутствуют в инструментальных пакетах, предназначенных для создания геоинформационных систем (ГИС). Недостатками Интернет решений, основанных на имеющихся в настоящее время ГИС пакетах, являются дороговизна серверного программного обеспечения (десятки тысяч долларов) и сложность подготовки данных для визуализации (для такой подготовки, как правило, требуется одновременное привлечение высококвалифицированных программистов и специалистов в области ГИС технологий).

Для решения задачи визуализации данных с пространственной привязкой, на взгляд авторов, возможно создание специализированного программного обеспечения, использование которого возможно специалистами прикладниками без привлечения высококвалифицированных программистов и специалистов в области ГИС технологий. Доклад посвящен описанию разработанных авторами подобных программных средств.

Анализ задачи визуализации данных с пространственной привязкой привел к формулировке следующих требований, которым должны удовлетворять обсуждаемые программные средства:


  • обязательное использование картографических материалов, как для наглядного представления числовой информации, имеющей территориальную привязку, так и для навигации по имеющимся данным;

  • повышение наглядности представлении числовой информации за счет использования наряду с табличной формой средств деловой графики (гистограмм, графиков и т.д.);

  • использование многооконного режима, позволяющего одновременно отображать несколько информационных "срезов";

  • гибкая индивидуальная настройка пользовательского интерфейса, с учетом как требований и особенностей восприятия конкретного потребителя, так и возможностей используемого аппаратного обеспечения (пропускная способность каналов связи, быстродействие компьютера, разрешение монитора и т.д.).

Предлагаемая технология подготовки Интернет публикаций состоит в преобразовании на инструментальной машине необходимой для пользователей информации в специализированные файлы данных, содержащие все необходимое для работы клиентского пользовательского приложения, осуществляющего визуализацию подготовленной информации. Просмотр подготовленной Интернет публикации осуществляется средствами стандартного Интернет браузера за счет программных модулей на Java и JavaScript, входящих в состав подготовленных файлов. Предлагаемое решение не требует никакого специализированного серверного программного обеспечения и может быть использовано для работы на автономных (не подключенных к сети Интернет) компьютерах.

Разработанное на Java и JavaScript программное обеспечение, работающее на клиентской машине, обладает следующими основными функциональными возможностями:
  • чтение с Интернет сервера специально подготовленных файлов данных, содержащих описание пользовательского интерфейса, бизнес логику приложения, векторную картографическую основу и всю необходимую для построения изображений информацию;


  • реализация на клиентской машине пользовательского интерфейса и бизнес логики в соответствии с полученной от Интернет сервера информацией.

Картографический пользовательский интерфейс основывается на следующих возможностях разработанного Java апплета:

  • построение изображений на основе "удобного" для широкого класса задач набора базовых графических примитивов;

  • отслеживание перемещения курсора в реальном времени с целью создания "интерактивных" изображений, изменяющихся в зависимости от текущего положения курсора без нажатия кнопок мыши;

  • динамическое генерация изображений, в том числе для создания анимационных эффектов;

  • работа с массивами данных (операции над векторами чисел для вычисления производных векторов данных на основе базовых).

Особенностью реализации чтения файлов данных с сервера является их кэширование и возможность упреждающего чтения. Во время одного сеанса работы пользователя данные читаются с сервера и распаковываются только один раз. При повторном обращении к этим данным они берутся из уже запомненных в оперативной памяти клиентской машины объектов. Это существенно уменьшает трафик и повышает скорость реакции программы на действия пользователя. При необходимости, апплет может заранее читать файлы данных в фоновом режиме, во время просмотра пользователем уже построенных изображений.

Подробное описание разработанного апплета и интерактивный электронный учебник по его использованию расположены на Интернет сайте НИВЦ МГУ (www.srcc.msu.su/viz). Описываемые программные средства использовалась, в частности, при подготовке "Атласа "Регионы России"", являющегося фрагментом Интернет сайта "Природные ресурсы" (http://www.priroda.ru), который ведется Национальным информационным агентством "Природные ресурсы" для отображения информации о природных ресурсах и охране окружающей среды в субъектах Российской Федерации. На рисунках приведены примеры организации пользовательского интерфейса и форм представления разнородной территориально привязанной информации в Атласе "Регионы России".

Доклад подготовлен при поддержке РФФИ грант № 02-07-90236.