Балашов А.Д., Филонов А.Н. Институт космических исследований РАН
(095)3331234

Содержание :

1. ВВЕДЕНИЕ
Успех постоянного глобального спутникового мониторинга поверхности Земли во многом зависит от развития стандартов и технологии Электронных Библиотек [1-4]. Представление разнородной информации, централизованно- распределенное хранение данных; согласование используемых стандартов хранения и представления информации и метаданных играют определяющую роль.
Существующие архивы данных содержат, как правило, информацию по одному научному проекту. Огромное количество и разрозненность серверов Баз данных осложняют поиск полной информации по интересующей тематике [5,6]. Для получения наиболее полной информации по конкретной проблеме необходим поиск по каждому серверу-архиву, что требует немало времени и не гарантирует получения ожидаемого результата.
Перспективность единой системы автоматической обработки информации и распределенного поиска по всем национальным архивам космической информации не вызывает сомнений. Однако развитию единой системы препятствуют разнородность применяемого программного обеспечения для реализации хранилищ и организации их внутренней структуры, разнообразие интерфейсов и моделей данных. Рассмотрим европейскую распределенную систему INFEO, объединеняющую информационные ресурсы Международных Программ исследования Земли из космоса.

2. ЕВРОПЕЙСКАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА INFEO
В системе INFEO для хранения коллекции используются архивы спутниковых данных (репозитарии), представленные локальными системами. Архивы данных могут, в общем случае, использовать различные модели представления данных, способы доступа к ним и т.д.
В задачу интеграции космической информации входит создание следующих уровней взаимодействия между отдельными репозитариями: Обмен данными; Совместный поиск данных; Единообразный доступ к информационным ресурсам вне зависимости от конкретных репозитариев, в которых располагаются коллекции данных, и базовых протоколов доступа, используемых внутри локальной системы, функционирующей у отдельных репозитариев на различных платформах.
Система INFEO оьеспечивает возможность доступа к спутниковым данным, службам и каталогам данных международных Центров космической информации. Информационная система INFEO включает в себя Узлы доступа – Middleware Nodes (MWNDs); значение Middleware Nodes состоит в том, что они определяют распределенную иерархию коллекций данных.
Каждая коллекция определяется дескриптором, который описывает данные, содержащиеся в коллекции, посредством метаданных и типично представляет тему, т.е. коллекцию данных от соответствующего спутника или сенсора после обработки. Каждая терминальная коллекция в иерархии представляет собой данные, доступные через Gateway– шлюз частного провайдера или сервера.
Алгоритм взаимодействия с INFEO состоит в том, что пользователь проводит поиск коллекции интересующих его данных, основанный на метаданных, через Узел доступа MWND, или проводит перебор иерархии коллекции и потом находит требуемые в запросе данные внутри отобранной коллекции (выполняя поиск информационных продуктов).
Информационная система INFEO представлена на рис.1.


Рис.1. Система INFEO.



3. Структура системы INFEO

Международная Информационная система INFEO (Information of Earth Observation), разработанная Европейским Космическим Агентством (ESA) и ориентированная на работу со спутниковыми данными, объединяет архивы данных, расположенные в различных частях земного шара. Система INFEO, являясь активным многоцелевым Архивом космических данных, предоставляет пользователям специализированные интерфейсы доступа к данным, обеспечивает долговременное хранение данных и позволяет производить поиск спутниковых снимков и коллекций данных. Основными компонентами системы INFEO являются Узлы доступа (MWND), Шлюзы (GW) и сами сервера данных.
Используемая в распределенной системе INFEO модель данных понимает под Узлом – физическую единицу, обеспечивающую единообразное хранение информационных ресурсов архива (репозитария). Пользователь посредством Web-интерфейса формирует критерий отбора в Узле доступа, который после преобразования по протоколу CIP (Catalogue Interoperability Protocol) передаётся всем остальным Узлам (MWND) доступа. Далее он передаётся соответствующим шлюзам по тому же протоколу CIP. Протокол Z39.50 был выбран как основа для CIP, исходя из предъявляемых требований и анализа существующих стандартов связи. CIP – профиль Z39.50, то есть определение используемых средств Z39.50 для поиска и представления информации ДЗЗ. CIP использует средства Z39.50 для распределенного поиска, позволяющего выстроить иерархию Коллекций Данных и осуществлять по ней поиск данных.
GW (Gateway) является шлюзом в международную систему обмена космической информацией CEOSnet, что обеспечивается операционной совместимостью Архива с национальными (NASA DAACs) и международными (CEOS IDN) центрами космических данных.
В Шлюзе (GW) происходит его преобразование в непосредственный запрос к серверу баз данных. Шлюз, как показано на рис. 2, состоит из двух компонент): Брокер (Retrieval Manager) и Переводчик (Translator).
Брокер (Retrieval Manager) на основании полученного критерия формирует запрос, который переводчик преобразует в SQL-запрос к базе, используя конфигурационные файлы. В данных файлах детально описывается внутренняя структура базы данных.



Рис. 2. Схема Gateway Шлюза.


4. ИНСТАЛЯЦИЯ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКОВ В ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ
После предоставления FTP-доступа к установочному файлу и копированию его на сервер необходимо разархивировать его в нужную директорию. Самым трудоёмким моментом на пути инсталяции данного программного продукта является написание файла с необходимыми переменными окружения системы и параметрами программных пакетов, которые также необходимо установить на сервере.
Одним из таких пакетов является ODBC (Open Database Connectivity) - Открытый интерфейс взаимодействия с базами данных. Это предложенный корпорацией Microsoft стандарт, регулирующий доступ приложений к базам данных. Однако проблема его установки связана с необходимостью получения лицензии на данный вид продукта. Для публикации БД из CGI-модуля на HTML-документ применяются различные интерфейсы доступа к БД.
ODBC представляет собой программный интерфейс для доступа к реляционным БД. Он организован в виде библиотеки функций, используемых для доступа к БД на языке SQL.Использование этого интерфейса предполагает установку драйвера ODBC для конкретного типа СУБД. При конфигурации Gateway на сервере необходимо описать схемы таблиц данных, по которым предполагается проводить поиск. С этой целью составляются конфигурационные файлы, описывающие таблицы и их связи между собой, а также непосредственно каждое поле используемых таблиц и его предназначение в общей схеме описания данных ДЗЗ.
МОДЕЛЬ КОЛЛЕКЦИЙ ДАННЫХ (COLLECTIONS DATA MODEL)

Модель представления данных в системе INFEO основана на понятии Коллекций. Каждая коллекция, как показано на рис. 3, может содержать: атрибуты непосредственных данных (product descriptors) или
атрибуты других Коллекций (collection descriptors).
Ниже на рисунке 3 представлена иерархическая схема модели Коллекций Данных. Терминальные (terminal) коллекции (с номерами ''1.x'') группируются по соответствующим атрибутам непосредственных данных. Также есть нетерминальные (non-terminal) коллекции, как группа любого числа других колллекций.





Рис. 3. Схема модели представления данных в системе INFEO


Все коллекции поддерживают определенные механизмы поиска. Особенностью COLLECTIONS DATA MODEL в системе INFEO является то, что
в системе разделяются механизмы Поиска Коллекции (Collection Search)– ищет только интересующие Коллекции, и Поиска Данных (Product Search): ищет непосредственно данные ДЗЗ.






ЛИТЕРАТУРА


1. Efim B. Kudashev. From Data Bases to Digital Library of Remote Sensing Data // Proceedings 23 EARSeL Symposium. Univ. of Ghent. 2003.
2. А.Д. Балашов, Д.П. Грицив, Е.Б.Кудашев, А.Н. Филонов. Электронная Библиотека исследования Земли из космоса // Ломоносовские чтения 2003. – Изд. МГУ. 2003 г. // Научная конференция. Ломоносовские чтения.Секция механики. 17-27 апреля 2003, Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова. –С.23- 24 - М.: Изд-во Московского университета, 2003.
3. Арманд Н.A., Кравцов Ю.А., Кудашев Е.Б., Мясников В.П., Саворский В.П., Смирнов М.Т., Tищенко Ю.Г. On-Line Электронная Библиотека космической информации для экологических и природо-ресурсных программ //Труды 1 Всероссийской научной конференции «Электронные Библиотеки», С. 229 – 235. – Изд. СПБ Университет. С.-Петербург, 1999.
4. Мясников В.П., Арманд Н.A., Кравцов Ю.А., Кудашев Е.Б. и др.
Информационные технологии и информационные ресурсы
космического экологического мониторинга // Вестник РФФИ. 2000. №
2, С. 30 –37.

5. Кудашев Е.Б. Электронная библиотека аэрокосмического образования
// Электронные библиотеки: перспективные методы и технологии,
электронные коллекции. Труды Четвертой Всероссийской научной
конференции. RCDL’2002. Т. 1. С. 65-74 – Изд. Объединенного
Института ядерных исследований. 2002.

6. Е. Б. Кудашев, А.Д. Балашов, Д.П. Грицив, А.Н. Филонов. Интеграция
российских спутниковых данных в мировую систему центров
космической информации – Труды 10 Всероссийской научно-
методической конференции Телематика 2003. Информатизация
образования и науки. Т. 1. С. 235- 238.– Изд. ЛИТМО. СПБ. 2003.