Архитектура и примеры реализации информационной платформы для создания и предоставления тематических сервисов с использованием данных дистанционного зондирования Земли
Ключевые слова:
данные дистанционного зондирования Земли, информационная платформа, тематический сервис, сервис-ориентированная архитектура, междисциплинарностьАннотация
В статье описаны основы построения и примеры практической реализации систем (платформ) для создания и предоставления тематических сервисов с использованием данных дистанционного зондирования Земли. Принципиальными особенностями таких систем должны являться, во-первых, возможность интеграции территориально распределенных информационных ресурсов, включающих разнородные наземно-космические данные и расчетно-аналитические модули, во-вторых, максимально полная автоматизация этих процессов, обеспечивающая взаимодействие с неподготовленным (в смысле информационных технологий) пользователем. Показано, что базовым подходом для создания таких систем может являться сервис-ориентированная архитектура. На основе сравнительного анализа существующих и перспективных информационных технологий проведен выбор необходимого состава компонентов информационной платформы для создания и предоставления тематических сервисов (ИПТС). Конструктивность и реализуемость предложенного подхода демонстрируется на примерах практической апробации ИПТС при создании тематических сервисов.Литература
1. Геоаналитика агро. URL: http://agro.geoanalitika.com/ru/ (дата обращения: 25.08.2017).
2. КосмосАгро. URL: http://new.scanex.ru/geo-service/kosmosagro/ (дата обращения: 25.08.2017).
3. ВЕГА-PRO. URL: http://pro-vega.ru/ (дата обращения: 25.08.2017).
4. Copernicus Land Monitoring Service. URL: http://copernicus.eu/main/land-monitoring (accessed: 25.08.2017).
5. Copernicus Emergency Management Service. URL: http://emergency.copernicus.eu/ (accessed: 25.08.2017).
6. Copernicus Marine Environment Monitoring Service. URL: http://marine.copernicus.eu (accessed: 25.08.2017).
7. Copernicus Atmosphere Monitoring Service. URL: http://atmosphere.copernicus.eu (accessed: 25.08.2017).
8. Copernicus Climate Change Service. URL: http://climate.copernicus.eu (accessed: 25.08.2017).
9. DigitalGlobe EnhancedView Web Hosting Service. URL: https://www.digitalglobe.com/products/enhancedview-web-hosting (accessed: 25.08.2017).
10. Fire Information for Resource Management System. URL: https://earthdata.nasa.gov/earth-observation-data/near-real-time/firms (accessed: 25.08.2017).
11. Официальный сайт лаборатории информационных технологий в системном анализе и моделировании. URL: http://litsam.ru/index.php/ru/homepage-ru/projects-ru/ (дата обращения: 25.08.2017).
12. Микони С.В., Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Применение алгебраического подхода в квалиметрии моделей и полимодельных комплексов // Имитационное моделирование. Теория и практика (ИММОД-2013). Сб. докладов VI научно-практической конференции. Казань: Фэн, 2013. Т. 1. С. 68–79.
13. Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Неокибернетика в современной структуре системных знаний // Робототехника и техническая кибернетика. 2014. №2. С. 3–11.
14. Official Thematic Exploitation Platforms website. URL: https://tep.eo.esa.int/ (дата обращения: 25.08.2017).
15. Советов Б.Я., Водяхо А.И., Дубенецкий В.А., Цехановский В.В. Архитектура информационных систем // М.: Издательский центр «Академия». 2012. 288 с.
16. Гринфилд Дж. и др. Фабрики разработки программ: потоковая сборка типовых приложений, моделирование, структуры и инструменты: пер. с англ. // М.: ООО "И.Д. Вильямс". 2007. 592 с.
17. Gouigoux J. P., Tamzalit D. From Monolith to Microservices: Lessons Learned on an Industrial Migration to a Web Oriented Architecture // Proceedings of IEEE International Conference on Software Architecture Workshops (ICSAW’2017). 2017. pp. 62–65.
18. Календарев А. Современная веб-архитектура. От монолита к микросервисам // Системный администратор. 2017. № 1-2. С. 80–83.
19. Richards M. Software Architecture Patterns // O'Reilly Media, Inc. 2015. 47 p.
20. Oluwatosin H.S. Client-Server Model // IOSRJ Comput. Eng. 2014. vol. 16. no. 1. pp. 2278–8727.
21. Paik H. et al. Web Service Implementation and Composition Techniques // Springer International Publishing. 2017. 256 p.
22. Ньюмен С. Создание микросервисов // СПб.: Питер. 2016. 304 с.
23. Kwan A., Jacobsen H.-A., Chan A., Samoojh S. Microservices in the modern software world // Proceedings of the 26th Annual International Conference on Computer Science and Software Engineering (CASCON '16). 2016. pp. 297–299.
24. Bakshi K. Microservices-based software architecture and approaches // Proceedings of the IEEE Aerospace Conference. 2017. pp. 1–8.
25. Артамонов Ю.С., Востокин С.В. Разработка
распределенных приложений сбора и анализа данных на базе микросервисной архитектуры // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. № 4-4. С. 688–693.
26. Сысолетин Е.Г., Аксенов К.А., Круглов А.В. Интеграция гетерогенных информационных систем современного промышленного предприятия // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-1. С. 335.
27. Кочанов П. А., Кадиров Р. В., Надвоцкая В. В. Построение общего информационного пространства предприятия // Ползуновский альманах. 2016. № 2. С. 157–159.
28. He W., Xu L.D. Integration of Distributed Enterprise Applications: A Survey // IEEE Transactions on Industrial Informatics. 2014. vol. 10. no. 1. pp. 35–42.
29. Wang Y. A formal model of QoS-aware web service orchestration engine // IEEE Transactions on Network and Service Management. 2016. vol. 13. no. 1. pp. 113–125.
30. Ting-Huan K., Chi-Hua C., Hsu-Yang K. Applications of the web service middleware framework based on the BPEL // Proceedings of the IEEE 5th Global Conference on Consumer Electronics. 2016. pp. 1–5.
31. Некрасов М.В., Белов В.В. Формирование требований к информационной системе предприятия // Cloud of Science. 2015. Т. 2. № 2. С. 282–301.
32. Dai Y., Feng Y., Zhao Y., Huang Y. A method of UDDI service subscription implementation // Proceedings of the 5th IEEE International Conference on Software Engineering and Service Science (ICSESS’2014). 2014. pp. 661–666.
33. Польская О.В., Кудерметов Р.К., Шкарупило В.В. Обнаружение и выбор Web-сервисов // Электротехнические и компьютерные системы. 2015. № 19. С. 169–173.
34. Никитюк В. А. Усовершенствование модели реестра web-сервисов // Вісник Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського. 2014. № 5. С. 98–104.
35. Gustafson A. Adaptive web design: crafting rich experiences with progressive enhancement // New Riders. 2015. 264 p.
36. Тоноян С.А., Сараев Д.В. Темпоральные модели базы данных и их свойства // Электронный журнал: наука и инновации: Электронное научно-техническое издание. 2014. № 12. С. 36.
37. LISPFLOOD-FP. University of Bristol, School of Geographical Sciences, Hydrology Group. URL: http://www.bristol.ac.uk/geography/research/hydrology/models/lisflood/ (дата обращения: 06.04.2017).
38. Sokolov B.V. et al. Operational flood forecasting as a web-service // Proceedings of the 29-th European conference on modelling and simulation (ECMS 2015). 2015. pp. 364–370.
39. Беликов В.В., Кочетков В.В. Программный комплекс STREAM_2D для расчета течений, деформаций дна и переноса загрязнений в открытых потоках. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2014612181. Российское агентство по интеллектуальной собственности. 2014.
40. Алабян А.М. и др. Создание интеллектуальных информационных систем оперативного прогнозирования речных наводнений // Вестник Российской академии наук. 2016. Т. 86. № 2. С. 127–137.
41. Patni S. Pro RESTful APIs // Apress. 2017. 126 p.
42. Samer B. Learning GraphQL and Relay // Packt Publishing. 2016. 218 p.
43. Liyang Yu. A Developers Guide to the Semantic Web: 2nd edition. // Springer Publishing Company, Incorporated. 2014. 608 p.
44. A JSON-based Serialization for Linked Data. URL: https://www.w3.org/TR/json-ld (дата обращения: 24.04.2017).
45. W3C and OGC to Collaborate to Integrate Spatial Data on the Web. URL: https://www.w3.org/2015/01/spatial.html (дата обращения: 24.04.2017).
46. Publishing and Using Earth Observation Data with the RDF Data Cube and the Discrete Global Grid System. URL: https://w3c.github.io/sdw/eo-qb (дата обращения: 24.04.2017).
2. КосмосАгро. URL: http://new.scanex.ru/geo-service/kosmosagro/ (дата обращения: 25.08.2017).
3. ВЕГА-PRO. URL: http://pro-vega.ru/ (дата обращения: 25.08.2017).
4. Copernicus Land Monitoring Service. URL: http://copernicus.eu/main/land-monitoring (accessed: 25.08.2017).
5. Copernicus Emergency Management Service. URL: http://emergency.copernicus.eu/ (accessed: 25.08.2017).
6. Copernicus Marine Environment Monitoring Service. URL: http://marine.copernicus.eu (accessed: 25.08.2017).
7. Copernicus Atmosphere Monitoring Service. URL: http://atmosphere.copernicus.eu (accessed: 25.08.2017).
8. Copernicus Climate Change Service. URL: http://climate.copernicus.eu (accessed: 25.08.2017).
9. DigitalGlobe EnhancedView Web Hosting Service. URL: https://www.digitalglobe.com/products/enhancedview-web-hosting (accessed: 25.08.2017).
10. Fire Information for Resource Management System. URL: https://earthdata.nasa.gov/earth-observation-data/near-real-time/firms (accessed: 25.08.2017).
11. Официальный сайт лаборатории информационных технологий в системном анализе и моделировании. URL: http://litsam.ru/index.php/ru/homepage-ru/projects-ru/ (дата обращения: 25.08.2017).
12. Микони С.В., Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Применение алгебраического подхода в квалиметрии моделей и полимодельных комплексов // Имитационное моделирование. Теория и практика (ИММОД-2013). Сб. докладов VI научно-практической конференции. Казань: Фэн, 2013. Т. 1. С. 68–79.
13. Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Неокибернетика в современной структуре системных знаний // Робототехника и техническая кибернетика. 2014. №2. С. 3–11.
14. Official Thematic Exploitation Platforms website. URL: https://tep.eo.esa.int/ (дата обращения: 25.08.2017).
15. Советов Б.Я., Водяхо А.И., Дубенецкий В.А., Цехановский В.В. Архитектура информационных систем // М.: Издательский центр «Академия». 2012. 288 с.
16. Гринфилд Дж. и др. Фабрики разработки программ: потоковая сборка типовых приложений, моделирование, структуры и инструменты: пер. с англ. // М.: ООО "И.Д. Вильямс". 2007. 592 с.
17. Gouigoux J. P., Tamzalit D. From Monolith to Microservices: Lessons Learned on an Industrial Migration to a Web Oriented Architecture // Proceedings of IEEE International Conference on Software Architecture Workshops (ICSAW’2017). 2017. pp. 62–65.
18. Календарев А. Современная веб-архитектура. От монолита к микросервисам // Системный администратор. 2017. № 1-2. С. 80–83.
19. Richards M. Software Architecture Patterns // O'Reilly Media, Inc. 2015. 47 p.
20. Oluwatosin H.S. Client-Server Model // IOSRJ Comput. Eng. 2014. vol. 16. no. 1. pp. 2278–8727.
21. Paik H. et al. Web Service Implementation and Composition Techniques // Springer International Publishing. 2017. 256 p.
22. Ньюмен С. Создание микросервисов // СПб.: Питер. 2016. 304 с.
23. Kwan A., Jacobsen H.-A., Chan A., Samoojh S. Microservices in the modern software world // Proceedings of the 26th Annual International Conference on Computer Science and Software Engineering (CASCON '16). 2016. pp. 297–299.
24. Bakshi K. Microservices-based software architecture and approaches // Proceedings of the IEEE Aerospace Conference. 2017. pp. 1–8.
25. Артамонов Ю.С., Востокин С.В. Разработка
распределенных приложений сбора и анализа данных на базе микросервисной архитектуры // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. № 4-4. С. 688–693.
26. Сысолетин Е.Г., Аксенов К.А., Круглов А.В. Интеграция гетерогенных информационных систем современного промышленного предприятия // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-1. С. 335.
27. Кочанов П. А., Кадиров Р. В., Надвоцкая В. В. Построение общего информационного пространства предприятия // Ползуновский альманах. 2016. № 2. С. 157–159.
28. He W., Xu L.D. Integration of Distributed Enterprise Applications: A Survey // IEEE Transactions on Industrial Informatics. 2014. vol. 10. no. 1. pp. 35–42.
29. Wang Y. A formal model of QoS-aware web service orchestration engine // IEEE Transactions on Network and Service Management. 2016. vol. 13. no. 1. pp. 113–125.
30. Ting-Huan K., Chi-Hua C., Hsu-Yang K. Applications of the web service middleware framework based on the BPEL // Proceedings of the IEEE 5th Global Conference on Consumer Electronics. 2016. pp. 1–5.
31. Некрасов М.В., Белов В.В. Формирование требований к информационной системе предприятия // Cloud of Science. 2015. Т. 2. № 2. С. 282–301.
32. Dai Y., Feng Y., Zhao Y., Huang Y. A method of UDDI service subscription implementation // Proceedings of the 5th IEEE International Conference on Software Engineering and Service Science (ICSESS’2014). 2014. pp. 661–666.
33. Польская О.В., Кудерметов Р.К., Шкарупило В.В. Обнаружение и выбор Web-сервисов // Электротехнические и компьютерные системы. 2015. № 19. С. 169–173.
34. Никитюк В. А. Усовершенствование модели реестра web-сервисов // Вісник Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського. 2014. № 5. С. 98–104.
35. Gustafson A. Adaptive web design: crafting rich experiences with progressive enhancement // New Riders. 2015. 264 p.
36. Тоноян С.А., Сараев Д.В. Темпоральные модели базы данных и их свойства // Электронный журнал: наука и инновации: Электронное научно-техническое издание. 2014. № 12. С. 36.
37. LISPFLOOD-FP. University of Bristol, School of Geographical Sciences, Hydrology Group. URL: http://www.bristol.ac.uk/geography/research/hydrology/models/lisflood/ (дата обращения: 06.04.2017).
38. Sokolov B.V. et al. Operational flood forecasting as a web-service // Proceedings of the 29-th European conference on modelling and simulation (ECMS 2015). 2015. pp. 364–370.
39. Беликов В.В., Кочетков В.В. Программный комплекс STREAM_2D для расчета течений, деформаций дна и переноса загрязнений в открытых потоках. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2014612181. Российское агентство по интеллектуальной собственности. 2014.
40. Алабян А.М. и др. Создание интеллектуальных информационных систем оперативного прогнозирования речных наводнений // Вестник Российской академии наук. 2016. Т. 86. № 2. С. 127–137.
41. Patni S. Pro RESTful APIs // Apress. 2017. 126 p.
42. Samer B. Learning GraphQL and Relay // Packt Publishing. 2016. 218 p.
43. Liyang Yu. A Developers Guide to the Semantic Web: 2nd edition. // Springer Publishing Company, Incorporated. 2014. 608 p.
44. A JSON-based Serialization for Linked Data. URL: https://www.w3.org/TR/json-ld (дата обращения: 24.04.2017).
45. W3C and OGC to Collaborate to Integrate Spatial Data on the Web. URL: https://www.w3.org/2015/01/spatial.html (дата обращения: 24.04.2017).
46. Publishing and Using Earth Observation Data with the RDF Data Cube and the Discrete Global Grid System. URL: https://w3c.github.io/sdw/eo-qb (дата обращения: 24.04.2017).
Architecture and Examples of Implementing the Informational Platform for Creation and Provision of Thematic Services Using Earth Remote Sensing Data
Abstract
The article describes the basics of the design and examples of practical implementation of systems (platforms) for creating and providing thematic services using Earth remote sensing data. The principal features of such systems should be, firstly, the possibility of integrating territorially distributed information resources, including heterogeneous ground-space data and calculation and analysis modules, and secondly, the fullest possible automation of these processes, ensuring interaction with untrained (in the sense of information technologies) user. It is shown that a service-oriented architecture can be the basic approach to creating such systems. Based on a comparative analysis of existing and promising information technologies, the necessary components of the Thematic Services Information Platform (TSIP) were selected. The constructiveness and feasibility of the proposed approach is demonstrated on the examples of practical testing of TSIP when creating thematic services.
Опубликован
2017-12-04
Как цитировать
Зеленцов, В. А., & Потрясаев, С. А. (2017). Архитектура и примеры реализации информационной платформы для создания и предоставления тематических сервисов с использованием данных дистанционного зондирования Земли. Труды СПИИРАН, 6(55), 86-113. https://doi.org/10.15622/sp.55.4
Раздел
Методы управления и обработки информации
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу (Смотри The Effect of Open Access).
