Особенности создания картографической информационно-поисковой системы для картфондов универсального профиля

УДК 528.9:025.3/4

Golyasheva M.A. METHODS OF CREATING A CARTOGRAPHIC INFORMATION RETRIEVAL SYSTEM FOR LIBRARY MAP COLLECTIONS. The paper presents the basic principles of the author's methods of creating a cartographic information retrieval system (CIRS): it defines the purpose and functions of CIRS, describes the requirements for its database, provides a set of retrieval functions; presents the map describing principles.

Key words: cartographic information retrieval system, archive maps, cartographic collection, methods, search, metadata.

Голяшева М.А., соискатель каф. картографии и геоинформатики географического факультета МГУ

им. М.В. Ломоносова, г. Москва, E-mail: marina.golyasheva@bk.ru

ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ПОИСКОВОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ КАРТФОНДОВ УНИВЕРСАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ

В работе приведены основные принципы авторской методики создания картографической информационно-поисковой системы (КИПС): определены назначение и функции КИПС; описаны требования к базе данных; осуществлен выбор поисковых функций; приведена методика описания картографических произведений.

Ключевые слова: картографическая информационно-поисковая система, архивные карты, картографические коллекции, методика, поиск, метаданные.

В последние годы заметно возрос интерес к использованию старых карт и атласов из библиотек и архивов в качестве источника для различных исторических, географических и экологических исследований. При этом особенно актуально для пользователей получение электронных копий картографических произведений.

Существует большое разнообразие как собственно сервисов, используемых для поиска архивных карт, так и их названий и определений. Сервис, основные принципы создания которого описываются в данной статье, наиболее полно и достоверно характеризуется термином «картографическая информационно-поисковая система» (КИПС). КИПС - это информационная система, предназначенная для сбора, хранения, поиска, отбора и выдачи информации о картографических произведениях, материалах, источниках и метаданных по заданному запросу (условию) [1].

Целью данной статьи является подробное описание авторской методики создания информационно-поисковой системы, предназначенной для обеспечения удаленного доступа пользователей к архивным картам, а именно их метаданным и цифровым изображениям.

Методика создания КИПС для картографических фондов (картфондов) универсального профиля включает в себя следующие основные этапы:

1) подготовительный этап (выбор коллекции картографических произведений, оцифровка (сканирование) карт, формирование базы данных цифровых копий карт, пространственная привязка архивных карт);

2) этап проектирования КИПС (выбор/разработка программного обеспечения, разработка принципов функционирования КИПС, обеспечение поиска картографических материалов (выбор и реализация поисковых функций), разработка принципов описания картографических произведений, формирование структуры базы данных КИПС, разработка профиля метаданных, создание справочного аппарата КИПС (тезауруса, контролируемых словарей), наполнение базы данных КИПС (описание картографических произведений));

3) этап внедрения КИПС в работу (внутреннее тестирование КИПС, публичное тестирование и отладка, оценка функциональности КИПС, использование КИПС для представления данных выбранного картфонда и параллельное пополнение базы данных КИПС новыми картографическими источниками, внесение изменений и дополнений, добавление новых функциональных возможностей).

Разрабатываемая КИПС предназначена для обеспечения доступа к метаданным и цифровым изображениям архивных карт, т.е. сочетает функции собственно информационно-поисковой системы (каталога метаданных с разнообразными возможностями поиска) и электронной библиотеки.

Картографическая информационно-поисковая система

о

Пользгтатрли

Картфонд

Клиентская часть

Серверная часть

Интерфейс пользователя:

- поиск

- просмотр информации и изображений

- загрузка файлов

СУБД

БД

- метаданные

- цифровые копии карт

Каталогизация, редактирование метаданных

Рис. 1. Схема функционирования КИПС

^Начало работы

»

Формирование

поискового запроса

>

Словари

Уточнение результатов запроса

_1_

Вывод результатов запроса

Нет

Да

Завершение работы Рис. 2. Схема выполнения запроса в КИПС

9

Рис. 3. Структура иерархической организации материалов в базе данных КИПС

Роль картографической информационно-поисковой системы:

- веб-доступ к библиографической информации о картографических произведениях;

- веб-доступ к цифровым копиям карт;

- обеспечение разнообразных поисковых возможностей;

- обеспечение сохранности картографических фондов благодаря предоставлению пользователям копий карт в цифровом виде вместо оригиналов;

- возможность интеграции данных из разных коллекций и фондов;

- функционирование в качестве справочного аппарата (ссылки на классификации карт, информацию об авторах, топонимах и пр.).

Функциональные возможности КИПС определяются набором операций, которые реализуют структурированное описание карт, хранение данных и метаданных, управление данными в базах данных, обеспечивают поиск картографических произведений по метаданным и пространственным характеристикам (рис. 1).

Автором выделены следующие функции КИПС:

1) каталогизация (структурированное описание) картографических произведений, редактирование записей;

1) хранение метаданных карт, предоставление к ним доступа;

2) создание и хранение в базе данных контролируемых словарей, используемых для классификации и поиска;

3) хранение электронных копий карт, а также копий дополнительных материалов (текст, рисунки, таблицы и пр.);

Рис. 4. Схема метаданных

4) обеспечение поиска картографических произведений по метаданным и пространственным координатам;

5) обеспечение просмотра метаданных (библиографических описаний) картографических произведений;

6) визуализация электронных копий карт, навигация по изображениям, масштабирование и скроллинг;

7) поддержка визуализации и наложения пространственно-координированных данных на основы в виде интерактивных веб-карт, растровых изображений;

8) взаимодействие с приложениями для работы с цифровыми копиями карт;

9) обеспечение загрузки (скачивания) цифровых копий карт.

В связи с тем, что разрабатываемая КиПс должна обеспечить удаленный доступ пользователей к метаданным и электронным копиям архивных карт, она должна иметь две составные части: серверную и клиентскую.

Серверная часть представляет собой файлы, содержащие в себе исходный код, который обрабатывает данные, полученные от пользователя, проверяет эти данные, и, в зависимости от результатов, выполняет основные функции КИПС. Серверная часть отвечает за создание веб-страниц и их участков; одной из основных ее составляющих является база данных. Клиентская часть - это веб-сайт, интерфейс, с которым работают пользователи. Необходимое условие создания клиентской части - одинаковое и корректное отображение страниц веб-сайта во всех современных браузерах.

Центральное звено КИПС - это база метаданных (или, точнее, база данных, которые представляют собой метаданные картографических произведений). Помимо метаданных в БД КИПС должны также храниться цифровые копии карт и сопутствующих материалов (сканированные изображения в растровых форматах). БД цифровых копий карт создается и пополняется благодаря сканированию картографических материалов выбранных коллекций.

Для работы с базой данных используется система управления базами данных (СУБД). Основные функции СУБД заключаются в выполнении операций над базами данных (транзакций), описании структуры БД, обеспечении надежности хранения данных, поддержке языка управления БД. Для КИПС была выбрана реляционная модель СУБД, которая имеет табличную структуру. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив, где каждый элемент таблицы — один элемент данных. Все элементы в столбце таблицы имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т. д.), каждый столбец имеет уникальное имя. Среди преимуществ СУБД реляционного типа - простота организации, удобное хранение информации в системе связанных таблиц, наличие стандартного языка запросов SQL, возможность манипулирования данными без необходимости знания конкретной физической организации БД.

Поиск материалов в КИПС выполняется с помощью запросов к базе метаданных (рис. 2). Контролируемые словари с возможностями тезауруса позволяют использовать в процессе поиска синонимы к ключевым словам запроса.

Принципы организации БД КИПС основываются на выделении трех уровней для описания картографических произведений. Основной единицей для описания и поиска в КИПС должна выступать карта, вне зависимости от того, издана она как самостоятельное произведение или является частью атласа, комплекта или серии карт. Поэтому именно отдельная карта должна иметь в своем описании наиболее полный набор метаданных (описание основного уровня). Атласам, комплектам и сериям карт соответствуют описания сводного уровня, где приводятся преимущественно общие для всех входящих в них карт признаки. Отдельными единицами для поиска выступают также карты-врезки и дополнительные карты, которым соответствуют сокращенные описания с минимумом необходимых характеристик -описания аналитического уровня. Таким образом, каждому картографическому произведению (любого уровня) соответствует отдельное описание в базе метаданных. Дополнительные некартографические материалы (текст, таблицы, графики, иллюстрации и т.п.) прилагаются без отдельных описаний (рис. 3).

Главными идентифицирующими признаками архивных карт, являющимися основой структурированного описания в базе данных КИПС, должны служить территориальный охват, масштаб, тематика (содержание), год издания (или иная дата, характеризующая картографическое произведение).

Автором были выделены наиболее важные функции поиска архивных карт, которые используются в картографической информационно-поисковой системе:

1) поиск по ключевым словам:

- ввод ключевых слов в отдельные поля для поиска: по наименованию, географическому названию, персоналиям, организациям, проекции карты и др.;

- ввод ключевых слов общего вида в поле стандартного поиска;

- выбор значений из фиксированных списков

2) поиск по датам (году издания, дате составления, временному периоду, отображенному на карте), в том числе:

- с помощью ввода одного значения даты (года);

- по диапазону дат путем задания начальной и конечной точки диапазона;

3) поиск по числовому значению масштаба:

- путем ввода в соответствующее поисковое поле одного значения знаменателя масштаба;

- путем задания начальной и конечной точки диапазона масштабов;

4) поиск с использованием пространственных координат:

- визуальный поиск «по карте» (картографическому изображению с элементами карты-основы, интерактивным веб-картам, ортомозаике и т.д.), в т.ч. в пределах ограничивающей рамки, с возможностями скроллинга, масштабирования, изменения размеров ограничивающей рамки, отображения текущих координат;

- путем ввода географических координат (долготы и широты) в соответствующие поля.

Методика описания картографических материалов для КИПС базируется на правилах, указаниях и методических разработках по библиографии, применяемых при обработке географических карт в РГБ, но при этом существенно изменяет и дополняет их. Методика разработана специально для поиска карт с помощью автоматизированных систем, что позволяет учесть многие из требований к характеристикам архивных карт, добавить новые характеристики, практически не использовавшиеся ранее в явном виде и сделать многие из полей описания поисковыми.

Описание картографического произведения в КИПС представляет собой совокупность полей (метаданных). Часть полей - поисковые (т.е. к ним делаются запросы), остальные не используются при поиске, только для просмотра и получения сведений. Каждый запрос относится к конкретному поисковому полю.

Профиль метаданных для КИПС был разработан с учетом следующих нормативных и методических документов:

- Правила библиографического описания картографических произведений, приведенные в Российских правилах каталогизации и ГОСТ 7.1-2003;

- Правила составления библиографического описания старопечатных картографических произведений XVI-XVIII вв.;

- Библиографический формат MARC21;

- Стандарт метаданных для информационных ресурсов Dublin Core;

- Стандарт пространственных метаданных CSDGM Федерального комитета по географическим данным США.

Совокупность терминов и установленных значений для определенных полей описания в информационно-поисковой системе должна быть структурирована и представлена с помощью контролируемых словарей или тезаурусов, которые составляют основную часть информационно-справочного аппарата КИПС. Для описания и поиска архивных карт должны быть использованы следующие контролируемые словари: классификация карт по содержанию, географические названия, составители (персоналии и организации), элементы общегеографического и тематического содержания, проекции, страны издания, языки издания.

Ниже представлена схема метаданных КИПС, включая используемые контролируемые словари (рис. 4).

Для оценки функциональности КИПС должны применяться методы оценки релевантности информационного поиска (т.е. соответствия результатов поиска исходному запросу) по полноте и точности поиска [2].

Описанная в статье авторская методика создания КИПС позволяет обеспечить доступ пользователей к картографическим материалам библиотек и архивов с помощью метаданных, описывающих семантические и позиционные характеристики архивных карт. В 2012-2014 гг. данная методика апробирована при создании картографической информационно-поисковой системы Российской государственной библиотеки.

Библиографический список

1. Берлянт, А.М. Картографический словарь. - М., 2005.

2. Маннинг, К. Введение в информационный поиск / К. Маннинг, П. Рагхаван, Х. Шютце. - 2011. Bibliography

1. Berlyant, A.M. Kartograficheskiyj slovarj. - M., 2005.

2. Manning, K. Vvedenie v informacionnihyj poisk / K. Manning, P. Ragkhavan, Kh. Shyutce. - 2011.

Статья поступила в редакцию 18.07.14

УДК 631.4; 504.054

Puzanov A.V., Baboshkina S.V., Saltykov A.V., Alekseev I.A., Schiptzova E.A. CHEMICAIL COMPOSITION OF GARDEN SOILS IN TOWNS AND VILLAGES NEAR THE VOSTOCHNY COSMODROME (ZEYA R. BASIN, AMUR REGION). The content sand spatial distribution of priority heavy metals and arsenic in vegetable soils of the gardening plots near the Vostochny Cosmodrome is studied. The ecological and health-related assessment of the garden soil is given. It is revealed that the total contents of Cu, Zn, Ni, Pb in soils are directly related to the humus contents, whereas a direct positive relation with the soil pH is revealed only for typomorphic elements (Fe and Mn).

Key words: microelements, vegetable soil, Amur Region, Zeya River, Vostochny Cosmodrome, environmental monitoring.

А.В. Пузанов, д-р биол. наук, проф., зам. директора ИВЭП СО РАН, г. Барнаул, E-mail: puzanov@iwep.ru; С.В. Бабошкина, канд. биол. наук, с.н.с. ИВЭП СО РАН, г. Барнаул, E-mail: svetlana@iwep.ru; А.В. Салтыков, н.с. ИВЭП СО РАН, г. Барнаул; И.А. Алексеев, канд. географ. наук, доц., проф. каф. географии Благовещенского гос. пед. ун-та, г. Благовещенск, E-mail: alexeyev@bgpu.ru; Е.А. Щипцова, аспирант каф. географии Благовещенского гос. пед. ун-та, г. Благовещенск, E-mail: alexeyev@bgpu.ru

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ОГОРОДНЫХ ПОЧВ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ РАЙОНА КОСМОДРОМА «ВОСТОЧНЫЙ»

Исследовано содержание и особенности пространственного распределения приоритетных тяжелых металлов и мышьяка в огородных почвах населенных пунктов, расположенных в районе строительства космодрома «Восточный». Дана эколого-биогеохимическая и санитарно-гигиеническая оценка огородных почв. Выявлено, что валовое содержание Cu, Zn, Ni, Pb в почвах напрямую зависит от содержания гумуса, тогда как прямая положительная связь со значением рН среды установлена только для типоморфных элементов - Fe и Mn.

Ключевые слова: микроэлементы, огородные почвы, Амурская область, р. Зея, космодром «Восточный», экологический мониторинг.

Анализ влияния ракетно-космической деятельности на ок- те воздействия на природные ландшафты процессов функцио-ружающую среду, в т.ч. и на здоровье человека, основан на уче- нирования объектов наземной космической инфраструктуры,