ОБЛАЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
Достоинством облачного подхода является возможность использования различных источников, интегрируемых в рамках информационного облака. В качестведругого примера рассмотрим технологию реализации информационно-аналитической системыгеоэкологического мониторинга для любого горнопромышленного региона, в котором проводится разработка месторождений полезных ископаемых открытым способом. Эти системыимеют, как правило, в своей основе разные источники информации, такие, например, как:
· горно-технологическая информация по разрабатываемому участку;
· экспериментальные данные по оценке состояния водной, воздушной среды и почвы;
· технологические карты, отражающие динамику ведения горных работ;
· cейсмические данные для оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород;
· данные по состоянию биоценоза;
· данные по социально-экономической обстановке в районах области и т. п.
Эти информационные данные могут располагаться в различных местах и иметь собственные структуры хранения, что не имеет существенного значения в технологиях облачных вычислений. Для каждого набора данных имеются свои специализированные программные модули для численного расчета соответствующих параметров, связанных с оценкой состояния окружающей среды. В рамках классического геоинформационного подхода требуется разработкав модели “клиент – сервер” соответствующего программного обеспечения, что сопряжено созначительными трудозатратами. Кроме этого, понадобились бы программная стыковка науровне создания соответствующего хранилища данных, интегрирующего источники геоинформации, и организация программных интерфейсов для работы с расчетными модулями.
|
|
|
Предлагаемая концепция разработки прикладных систем для решения задач горнойгеоинформатики на основе облачного подхода позволяет не только существенно упростить ихсоздание, но и расширить круг решаемых проблем. Как пример реализации предлагаемого подхода, рассмотрим созданую систему геоэкологического мониторинга на основе облачных сервисов для одного из угольных предприятий Кузбасса.
Для достижения целей, поставленных в данном проекте, необходимо было разработать современную распределенную информационно-вычислительную среду, которая позволила быобеспечивать сбор и актуализацию разнообразных геоданных, а также использовать имеющиеся математические модели для анализа и интеграции формируемых с ее помощью информационных потоков в целях принятия оптимальных управленческих решений, в том числе и связанных с оценкой геоэкологического состояния в районе проводимых горных работ. Общая схемаразработанного прототипа системы на основе облачного сервиса представлена на рис. 2.
|
|
|
Облачный сервис представляет собой особую клиент – серверную технологию — использование клиентом ресурсов (процессорное время, оперативная память, дисковое пространство,сетевые каналы, специализированные контроллеры, программное обеспечение и т. д.) группысерверов в сети, взаимодействующих таким образом, чтобы:
— для клиента вся группа выглядела как единый виртуальный сервер;
— клиент мог прозрачно и с высокой гибкостью менять объемы потребляемых ресурсов вслучае изменения своих потребностей (увеличивать/уменьшать мощность сервера с соответствующим изменением оплаты за него).
При этом наличие нескольких источников используемых ресурсов, с одной стороны, позволяет повышать доступность системы клиент – сервер за счет возможности масштабирования приповышении нагрузки (увеличение количества источников данного ресурса пропорциональноувеличению потребности в нем и/или перенос работающего виртуального сервера на более мощный источник, “живая миграция”), а с другой — снижает риск неработоспособности виртуального сервера в случае выхода из строя какого-либо из серверов, входящих в группу, обслуживающую данного клиента, так как вместо вышедшего из строя сервера возможно автоматическоепереподключение виртуального сервера к ресурсам другого (резервного) сервера.
|
|
|
Технологическим ядром информационной системы служит среда GoogleAppEngine, позволяющая создавать web-приложения с помощью стандартных технологий Java и выполнятьих на масштабируемой инфраструктуре Google. Среда Java представляет виртуальную машинуJava 6 (JVM), интерфейс Java-сервлетов и поддержку стандартных интерфейсов для масштабируемого хранилища данных и служб AppEngine, таких как JDO, JPA, JavaMail и JCache. Поддержка стандартов упрощает разработку приложения и делает понятным портирование приложения как из собственной среды сервлетов, так и вне ее.
Картографический сервис дает возможность визуализировать предметную информациюна картах-подложках Google и программно разделен на две части: публичную и закрытую. Впубличном доступе используется технология GoogleMaps API, предоставляющая открытыйинтерфейс функций по работе с картами Google. Данный функционал используется для картографических расчетов и координатной привязки закрытой информации как из данного сервиса,так и из сервисов баз данных и расчетных. Эта технология позволяет связать карты Google сконкретным web-сайтом посредством уникального API-ключа. Объекты прикладного интерфейса содержат методы для подгрузки сторонних карт в формате KML/KMZ, что позволит использовать уже имеющуюся у заказчика картографическую информацию. Хостинг KML/KMZ-ресурсов расположен на web-сервере Apache.
|
|
|
В описываемой системе разработаны и представлены следующие тематические карты:
• мониторинг поверхностных вод;
• мониторинг подземных вод;
• мониторинг снегового покрова;
• типы ландшафтов (совмещенные с растительным покровом);
• типы почв;
• нарушенные земли;
• редкие и исчезающие виды растительности.
Сервис баз данных полностью базируется на компонентной модели используемых СУБД.
Предлагается два открытых продукта: MySQL — для хранения и доступа текстовой информации, в том числе и расчетной, и PostgreSQL с поддержкой объектной модели PostGIS — дляхранения картографической информации.
В данной системе разработаны и представлены базы данных: почвенного и растительногопокрова; водных ресурсов; объектов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
Расчетные сервисы содержат программную логику математических моделей предметной области, реализованной на базе технологий RPC, и разрабатываются в виде Java-сервлетов. Этопозволяет интегрировать их с любым из вышеописанных сервисов системы.Рассмотрим некоторые примеры реализации различных элементов интегрированной информационно-вычислительной системы для динамической оценки экологического состоянияугледобывающего района Кузбасса. На рис. 3 приведено общее меню интегрированной информационной вычислительной системы геоэкологического мониторинга конкретного горногопредприятия, разработанной на основе описанного подхода.
На рис. 4 и 5 представлены примеры расчетов и карт для динамической оценки экологического состояния угледобывающего района Кузбасса (п. Костенково). Так, на рис. 4 показанпример оценки выбросов и распространения загрязняющих веществ в атмосферу при промышленных взрывах с учетом реальной розы ветров, на рис. 5 — данные расчета пылевого загрязнения от промышленного взрыва, совмещенные с космическим снимком района исследований.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 170; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!