56. Телекоммуникации и гис

Телекоммуникационные сети

В 90-е годы XX в. стремительно развивающийся научно-техни-ческий прогресс привел к появлению новых средств коммуникации — глобальных компьютерных сетей, по которым с высокой скоростью движутся потоки цифровой информации, в том числе картографической.

Самая разветвленная и мощная планетарная компьютерная сеть Интернет (Internet) в короткий срок стала эффективным средством безбумажной передачи информации. Начало ее разработки относится к 50-м годам XX в., когда США создали сеть ARPANET — прообраз Интернета — для оповещения о возможной ядерной атаке. Вскоре эта сеть была поставлена на службу научному сообществу и коммерческим фирмам. А уже к началу 90-х годов Интернет превратился в «информационную супермагистраль», которая включала в себя около 5 тыс. сетей и свыше 700 тыс. компьютеров в 40 странах.

Развитию сети в решающей мере способствовала разработка протокола TCP/IP (Transmission Control Protocol Internet Protocol) — особой системы согласованных правил и способов обмена файлами в компьютерах. Все компьютеры, входящие в сеть, равноправны, что обеспечивает особую устойчивость системы и возможность практически неограниченного ее расширения.

В настоящее время сеть Интернет — основной канал международного общения, универсальное средство передачи коммерческой, научной и учебной информации.

Важная особенность компьютерной сети Интернет состоит в том, что она является, с одной стороны, высокоскоростной и эффективной транспортной средой, а с другой — совокупностью распределенных информационных ресурсов. С ее помощью реализуются услуги электронной почты, доступ к удаленным базам данных, различным научным документам, в том числе к картам и снимкам, электронным каталогам и библиотекам.

Специалисты в области наук о Земле и обществе, картографы и геоинформатики, будь то отдельные исследователи или организации, имеют возможность, пользуясь Интернетом, реализовать «три желания»:

- наладить оперативную передачу сообщений и изображений;

- получить доступ к глобальным геоинформационным ресурсам;

- ввести массивы собственных данных в международный оборот, заинтересовывая ими потенциальных партнеров и клиентов.

Общественный спрос на средства быстрого распространения географической информации, карт, данных дистанционного зондирования очень высок. Использование компьютеров в сетях телекоммуникации (появился особый термин — сетевой компьютинг) называют иногда пятой информационной революцией, имея в виду, что первые четыре были связаны с изобретением печатного станка, телефона, радиосвязи и персональных компьютеров. Коммуникация перестала зависеть от расстояний, пространственная информация циркулирует в сетях практически в режиме реального времени. Это заметно изменило стиль управления, характер научной и производственной картографической деятельности.

Произошло органическое соединение ГИС, геоинформационного картографирования и сетей телекоммуникации, развитие одной технологии повлекло новые разработки и решения в другой. Сформировалось глобальное геоинформационное пространство, т.е. среда, в которой функционируют цифровая геоинформация и изображения разных видов и назначения.

Глобальная компьютерная сеть безостановочно расширяется. По некоторым оценкам, к концу второго тысячелетия число компьютеров, подключенных к Интернету, достигло 300 млн. Рост идет стихийно и неограниченно, и это создает трудности при ориентировании в сети, отыскании в ней необходимых сведений.

Кроме глобальной существуют и другие сети: региональные (например, геонаучные сети для стран Европы), локальные (сети Новосибирского академгородка, Московского университета), специализированные, ведомственные, или корпоративные сети (земельные, учебные, академические и т.п.). Эти последние называют Интранет, и они как правило имеют выход в Интернет.

«Всемирная паутина»

Первые опыты использования компьютерных сетей быстро привели к выводу, что обилие обращающихся в них карт и других изображений — это не только благо, но и большая проблема для пользователя. Информация захлестывает его, в ней трудно ориентироваться и найти то, что нужно, графические документы избыточны и не всегда упорядочены. Поэтому важнейшей проблемой сразу стала разработка способов организации информационных массивов и создание «навигаторов» — программных средств, позволяющих ориентироваться и передвигаться в электронной сети по логически связанным путям в поисках требуемой информации.

«Всемирная паутина» — точный перевод английского словосочетания World Wide Web (WWW, 3W или Web - (Веб)) — название системы, обеспечивающей поиск и обмен информацией в компьютерных сетях. Она была создана в 1989 г. для упрощения компьютерного обмена научными сведениями и вскоре широко распространилась в Интернете. С 1993 г. Веб стала основным средством сетевого компьютинга, в том числе поиска и передачи изображений.

На самом деле Веб — не только система, но и способ получения и доставки необходимой информации, протокол поиска и передачи данных. Она опирается на язык HTML (HyperText Markup Language — язык гипертекстовой разметки), который позволяет удобно кодировать текстовые файлы. Благодаря этому любой элемент одного документа можно связать с другими документами, что обеспечивает достаточно простое передвижение — «навигацию» — по системе логических связей в Интернете. Иными словами, с помощью Веб согласуют коды и адреса поставщиков и пользователей услугами электронных сетей. Благодаря этому HTML используется не только в Интернете, но и в других сетях, и на компакт-дисках (CD-ROM).

Кроме единого гипертекстового языка HTML, Веб использует еще и единый протокол обмена гипертекстами — HTTP (HyperText

Transfer Protocol) и общий интерфейс. Таким образом, Веб является общедоступной системой, пригодной для любых компьютерных систем и не зависящей от программного обеспечения.

Работа с Веб напоминает работу с энциклопедией, тексты снабжены системой перекрестных ссылок к тем или иным выделенным словам. Это позволяет отыскивать дополнительные сведения в другом месте; достаточно лишь нажать клавишу, чтобы перейти от выделенного слова к другому документу. Все это обеспечивает удобство и скорость поиска нужной информации. Язык HTML быстро развивается, в него инкорпорируются другие языковые средства, появляются новые версии. Образ «всемирной паутины» оказался довольно удачным, карты словно вплетены в сеть линий связи, опутывающих земной шар.

Интернет-ГИС

Широкая экспансия Интернета значительно изменила ГИС-технологии. Здесь обнаружилась любопытная диалектика. Вначале развитие ГИС закономерно привело к сетевым технологиям. Они, как было показано выше, позволили интегрировать многие источники информации, обновлять их в оперативном режиме, а главное — пользоваться распределенными базами данных. Но затем оказалось, что одиночные ГИС, создаваемые отдельными лицами (или коллективами исследователей), становятся малоэффективными, если они не интегрированы в компьютерные сети.

Во всяком случае по мере развития Интернет все более отчетливо приобретает черты глобальной ГИС. В самом деле, всемирная компьютерная сеть, подобно огромной ГИС, обеспечивает сбор и хранение данных, доступ к ним клиентов, передачу и обмен информацией, ее программную обработку и анализ, а в итоге — представление результатов (часто новых карт) широкому кругу пользователей.

Картографирование в Интернете

Картографирование в Интернете или, точнее, с помощью Интернета имеет три аспекта:

- получение информации для составления карт;

- сам процесс интерактивного картографирования;

- презентация картографических произведений.

Возможности интерактивного составления карт в Интернете весьма разнообразны. Один из самых доступных вариантов — построение картограмм и картодиаграмм по статистическим данным (с этого начиналась вся автоматизированная картография). Это своеобразная «интерактивная композиция карт», которая не предполагает какой-либо сложной обработки исходной информации. Достаточно иметь базы цифровых статистических данных и картографическую основу с сеткой административных районов.

Более сложные тематические карты требуют обращения в Веб для целенаправленного поиска источников, подбора слоев, их последующего совмещения и комбинирования, управления разными базами данных, выполнения процедур генерализации и классификации, выбора способов изображения и т.п., включая оформление страницы в Интернете.

Карты и атласы в компьютерных сетях

Все карты, атласы, аэро- и космические снимки, обращающиеся в Интернете, подразделяются на четыре большие группы:

- статичные изображения — карты, атласы, снимки, полученные путем цифрования и сканирования или поступившие в цифровом формате;

- интерактивные изображения, составляемые и обновляемые по запросам пользователей;

- картографические анимации, фильмы, мультимедийные продукты, виртуальные модели;

- карты, атласы, снимки в ГИС.

«Публикация (размещение) карт и атласов в Интернете» оказалась более простым и дешевым делом, чем их полиграфическое издание. Она к тому же не требует дополнительных затрат на распространение продукции (перевозка, продажа и др.). В этом одна из причин превращения Интернета в важный канал картографической коммуникации, даже несмотря на то, что преобразование в цифровую форму и последующее воспроизведение карт несколько понижает их качество.

Число карт и атласов, существующих в Интернете, исчисляется сотнями тысяч. Одна только Международная служба погоды регулярно посылает в Интернет метеорологические фотокарты разных районов планеты, каждые 15 минут обновляя их по космическим данным. Существует целая телекоммуникационная индустрия создания карт погоды. Ряд серверов содержат тематические карты населения, транспорта, климата, растительности, ландшафтов и др. Для вызова их на экран достаточно указать тематику карты и название региона, интересующего пользователя.

Наибольшим спросом в Интернете пользуются следующие группы карт:

- обзорные справочные карты;

- карты погоды, опасных атмосферных явлений (ураганов, циклонов), наводнений и т.п.;

- карты состояния окружающей среды и природных катастроф;

- карты транспорта, навигационные, условий проезда по дорогам;

- карты туристские, отдыха, путешествий;

- карты текущих политических событий, «горячих» точек планеты и др.;

- учебные карты и атласы.

Особый интерес представляет публикация в электронных сетях национальных атласов. Это обеспечивает оперативное и, главное, экономичное обновление карт по мере поступления новой информации, например от государственной статистической или земельной службы. Тем самым осуществляется постоянное «дежурство» по атласу или своеобразный мониторинг. По существу, формируются национальные атласные информационные системы, которые могут использовать учреждения и частные лица.

Приходится, однако, принимать во внимание, что растровые и векторные картографические изображения образуют огромные массивы цифровой информации, на их передачу затрачивается очень много времени. Приемные каналы среднего пользователя не всегда соответствуют огромности информационных ресурсов, содержащихся в Интернете. Для упрощения процесса обновления картографической информации создают так называемые гибридные атласы, когда фундаментальные базовые карты хранят в Интернете постоянно, а быстроменяющиеся изображения оперативно пересоставляют. Например, в атласе периодически актуализируются социально-экономические карты и метаданные, описывающие вновь поступившую информацию.

В Интернет попадают не только национальные атласы. На картографических серверах размещают справочные региональные, городские, туристские, учебные электронные атласы и др. Есть атласы, пользуясь которыми читатель может самостоятельно выбирать масштабы и способы картографического изображения, создавать по одним и тем же данным несколько вариантов карт. Число атласов разного типа и назначения, размещенных в Интернете, уже с трудом поддается учету.

Перспективы взаимодействия

Соединение картографии, ГИС-технологий и телекоммуникационных сетей закономерно ведет к формированию особого научного направления — геотелекоммуникации как дисциплины, изучающей обращение геоинформации в компьютерных сетях. При этом взаимодействие происходит по двум главным направлениям:

- использование телекоммуникационных сетей (Интернета и др.) как средства распространения картографической информации;

- развитие телекоммуникационного картографирования как особого направления картографии, опирающегося на ГИС-и Интернет-технологии.

Развитие первого направления предполагает решение технических и организационных проблем, и прежде всего повышение пропускной способности и расширение каналов связи, совершенствование средств навигации в сетях и упрощение интерфейса. Для второго направления необходима разработка теории картографического моделирования в компьютерных сетях, средств и языка представления геоинформации, новых методов пространственно-временного анализа, способов визуализации. Таким образом, в первом случае внимание акцентируется на технических и технологических аспектах, а во втором — на проблемах методологического характера.

Источник: Берлянт, «Картография»