1. Подготовка геоданных и их загрузка на геопортал

Основная задача геопортала – публикация пространственных данных в Интернет. Возможности по редактированию пространственных данных у него очень ограниченные; в первом приближении можно считать, что их в настоящее время вообще нет. Предполагается, что формирование данных происходит за рамками геопортала – с помощью стороннего программного обеспечения геоинформационных систем (ГИС).

Текущая версия программного обеспечения геопортала ИВМ СО РАН в своей основе использует геоинформационную платформу Mapserver. Это означает, что геопортал теоретически может напрямую работать с пространственными данными десятков различных векторных и растровых форматов ГИС. Однако острой необходимости (целесообразности) в этом нет. На уровне "стандартных интерфейсов", которые доступны авторизованным пользователям – редакторам карт геопортала, предусмотрена поддержка лишь небольшого подмножества из этих форматов.

Геопортал может работать с пространственными данными, хранящимися в СУБД (для этого используется программное обеспечение PostgreSQL/PostGIS), однако "публичных интерфейсов" для работы пользователей с данными такого типа на данный момент не предусмотрено.

1.1. Векторные геоданные, допустимые форматы

Основные форматы поддерживаемых данных –

  • Shape ArcView
  • MapInfo TAB
  • MapInfo MIF/MID

Лучше всего использовать формат Shape – с ним все работает "быстрее". Если ваши исходные данные в другом формате – настоятельно рекомендуется воспользоваться каким либо конвертером, например – бесплатной программой QGIS.

Если ваши файлы данных достаточно большие – рекомендуется также создать пространственные индексы (файлы .QIX), с помощью утилиты ShpTree из дистрибутива Mapserver. Создатели Mapserver утверждают, что использование пространственных индексов дает ощутимый вклад в повышение производительности (см. документацию).Загрузить Windows-версию утилиты ShpTree (файл .exe + DLL-ки) можно со страницы загрузки MS4W – найдите там zip-архив ms4w_3.0.6.zip. В какую-либо папку на диске скопируйте из этого архива файл ms4w\tools\mapserv\shptree.exe и все DLL-файлы из папки архива ms4w\Apache\cgi-bin\*.dll. После этого можно запускать исполняемый файл с параметром – именем индексируемого Shape-слоя. В результате для данного слоя будет создан .QIX-файл.

Для минимизации потенциальных проблем совместимости, в наименовании полей данных атрибутивной таблицы слоя настоятельно не рекомендуется использовать русские буквы. Поскольку в формате Shape для табличных данных используется стандартный DBF-файл – максимально допустимая длина наименования = 11 символов. Данное ограничение не является принципиальным – предусмотрена возможность создания пользовательских "описаний атрибутивных полей", которые отображаются в интерфейсе при визуализации веб-карты.

Если предполагается создание слоев геоданных, доступ к которым будет осуществляться по протоколу WFS из различных программ (в т.ч. из QGIS) – следует использовать в этих слоях кодировку символов UTF-8. Это связано с документированной ошибкой в текущей версии программы QGIS 2.2. См. подробности по данной теме в специальном разделе этой инструкции.

1.2. Растровые геоданные, индексированные изображения

Основные форматы поддерживаемых данных –

  • GeoTIFF
  • TIF / TFW
  • JPG / JGW
  • PNG / PGW

Чтобы программным обеспечением геопортала правильно выполнялось позиционирование/масштабирование растровых слоев пространственных данных, необходима геопривязка изображения одним из двух способов:

  • Растровое изображение – файл в формате GeoTFF.В файле этого формата содержатся сведения о картографической проекции изображения, его геопривязке.
  • Вместе с растровым изображением в одном из трех популярных графических форматов (TIF/JPG/PNG) хранятся еще два одноименных файла с предопределенными расширениями: файл картографической проекции *.PRJ и файл геопривязки (world-файл) *.WLD или *.TFW/*.JGW/*.PGW – в зависимости от формата изображения.

Все упомянутые файлы могут быть созданы с помощью ГИС.

Изображения в формате TIF/PNG поддерживают прозрачный фон (альфа-канал), JPG – не поддерживает.

Текущая версия программы ГеоЭкспресс не поддерживает редактирование/настройку растровых слоев геопортала, однако может их открывать на просмотр.

Индексированные растровые изображения – изображения, у которых цвет пикселей задается в соответствии с установленными правилами (условиями) в XML-описании слоя (подобно таблице цветов – палитре изображения). См. подробности по данной теме в специальном разделе этой инструкции.

Существует специальный механизм для работы с очень большими растровыми слоями – "мозаиками растровых изображений", которые состоят из набора отдельных небольших изображений – фрагментов большого растрового слоя (тайлов) и их индексного файла в формате Shape. См. подробности по данной теме в специальном разделе этой инструкции.

1.3. Рекомендации по использованию картографических проекций

Работа с картографическими проекциями в программном обеспечении геопортала ИВМ СО РАН основана на отраслевых технологических стандартах, и прежде всего – системе классификации систем координат European Petroleum Survey Group (EPSG), ставшей стандартом де-факто в современных ГИС. В частности, значение кода проекции EPSG является обязательным параметром при использовании популярных картографических сервисов WMS/WFS.

Наиболее распространенными проекциями в современной веб-картографии являются:

  • EPSG:3395 – Проекция Меркатора на эллипсоид. Эта проекция используется такими сервисами как Яндекс.Карты, Космоснимки, и проч.
  • EPSG:3857 (3785, 900913) – Проекция Меркатора на сферу. Эта проекция используется сервисами Google, Bing, OpenStreetMap, Yahoo, и др.

Недостатком перечисленных проекций при отображении Красноярского края и России в целом являются значительные искажения северных территорий. Альтернативы – основные проекции мелкомасштабных карт России и СССР – различные редакции нормальной конической равнопромежуточной, косой перспективно-цилиндрической проекций, и проч. – обычно не используются при создании веб-карт – для них не определены коды в системе классификации EPSG; поддержка их в популярных зарубежных ГИС носит ограниченный характер. Создание "определяемых пользователем проекций" тоже не решает проблемы – вследствие своей неуниверсальности.

Анализ всех доступных вариантов показал, что лучшим выбором среди проекций (имеющих код EPSG) для карт Красноярского края и России на геопортале является следующая проекция:

  • EPSG:3576 – Азимутальная равновеликая проекция Ламберта (Lambert Azimuthal Equal Area). (Описание проекции в формате Proj4: +proj=laea +lat_0=90 +lon_0=90 +x_0=0 +y_0=0 +datum=WGS84 +units=m +no_defs)

В настоящее время готовится набор базовых картографических подложек в этой проекции; предполагается что она будет "первой среди равных"... Достоинством этой проекции является меньшие искажения Красноярского края и северных территорий России (по сравнению с EPSG:3395, 3857), "приближенность" к основным проекциям мелкомасштабных карт нашей страны. Недостатком – невозможность визуализации всей карты мира – только Росиия и сопредельные территории.

Для "полноты картины" отметим здесь еще пару проекций, которые часто используются на геопротале при создании крупномасштабных карт:

  • EPSG:28416 – Гаусса-Крюгера (Пулково 1942), 16-я зона
  • EPSG:32646 – Универсальная поперечная Меркатора (WGS84), 46-я зона северного полушария

Пространственные данные можно сохранить в любой стандартной проекции – слой в формате Shape, например, включает отдельный файл *.PRJ, в котором записывается информация об используемой проекции; геопортал будет успешно работать с такими слоями.

Подведем итоги. Какую все-таки проекцию выбрать для пространственных данных, размещаемых на геопортале?Рекомендуется два варианта:

  • EPSG:4326 – Геодезическая система координат на эллипсоиде WGS 84 (Широта/Долгота)
    Использование этой проекции (географической системы координат – по осям прямоугольной системы координат расположены градусы широты/долготы) минимизирует вероятность возникновения ошибок, потенциальных проблем с совместимостью; она – самая распространенная и широко используемая.
  • EPSG:3576 – Азимутальная равновеликая проекция Ламберта
    Во-первых, визуализация ваших геоданных на базовой картографической подложке геопортала будет выполняться быстрее, т.к. не потребуется их преобразование в другую проекцию "на лету". Во-вторых, если ваш слой геоданных – масштаба Красноярского края или России – он "по умолчанию" будут выглядеть не такими искаженным, как в случае использования проекции с кодом epsg:4326 (поскольку при визуализации геоданных в подсистеме картографической веб-визуализации геопортала "по умолчанию" используется та проекция, в которой эти данные хранятся на геопортале).

1.4. Способы загрузки пространственных данных на геопортал

Одна из функций геопортала – хранение пространственных данных. Из соображений информационной безопасности на геопортале не предусмотрено использование таких механизмов удаленного доступа как FTP, WebDAV, и проч.

Используются два способа загрузки данных на геопортал –

  • Специальный веб-интерфейс для загрузки пространственных данных на геопортал (доступ к этому сервису в настоящее время ограничен)
  • Загрузка данных по протоколу SFTP (с помощью стороннего программного обеспечения)

Использование протокола SFTP для загрузки данных

Протокол SFTP (SSH File Transfer Protocol) – протокол прикладного уровня, предназначенный для копирования и выполнения других операций с файлами поверх надёжного и безопасного соединения.

Для доступа по этому протоколу на геопортале ИВМ СО РАН необходимы:

  • учетная запись на SFTP-сервере (не совпадает с учетной записью пользователя геопортала);
  • программа – клиент SFTP (например – WinSCP, плагин для FAR, и проч.).

Пользователь, имеющий права доступа к SFTP-серверу, копирует свои файлы геоданных на сетевой диск ("хранилище файлов геопортала"). После того, как файлы скопированы, их можно регистрировать в каталоге геопортала (создавать слои в программе ГеоЭкспресс).