О выборе базовой геоинформационной системы для Вооруженных Сил
НАУКА И ВОЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ № 2/2007, стр. 54-56
О выборе базовой геоинформационной системы для Вооруженных Сил
УДК 681.327
В.Л. ГРИГОРЬЕВ,
ведущий научный сотрудник
Научно-исследовательского института
Вооруженных Сил Республики Беларусь,
кандидат технических наук, доцент
Подполковник Р.В. МЛЯВЫЙ,
начальник научно-исследовательского (информационно-аналитического) центра
Научно-исследовательского института Вооруженных Сил Республики Беларусь
Геоинформационные системы (ТИС) представляют собой информационные системы, предназначенные для сбора, обработки, анализа и отображения данных о местности, любой другой геопространственной информации, а также решения различного рода прикладных задач. ТИС в вооруженных силах различных государств используются уже более 30 лет. В настоящее время они являются непременным атрибутом автоматизированных систем управления войсками и оружием во всех современных армиях. Интеграция ТИС с системами спутникового позиционирования, дистанционного зондирования, автономными сенсорными сетями позволяет создать картину боевой обстановки в режиме реального времени («электронное поле боя»), доступную командирам всех уровней. Анализ военных конфликтов последних лет позволяет утверждать, что ТИС превратилась в ключевую инфраструктуру, обеспечивающую органам военного управления информационное превосходство над противником.
В Республике Беларусь имеется большой опыт в области разработки отдельных геоинформационных технологий, однако работы по созданию полнофункциональной ТИС пока находятся на начальной стадии. По этой причине в стране нашли достаточно широкое распространение ТИС зарубежного производства, в том числе и российского. В частности в Вооруженных Силах в опытной эксплуатации находится российская «Панорама». Ее применяют для решения ряда прикладных задач, на основе «Панорамы» создаются специальные военные приложения, изучение «Панорамы» предусмотрено учебными программами Военной академии Республики Беларусь. Другими словами, в Вооруженных Силах сложились условия для выбора этой системы в качестве базовой ТИС военного назначения. В статье анализируется данный выбор и предлагается подход к его практической реализации.
ГИС, созданные иди адаптированные для применения в военной области, называют ГИС военного назначения (ГИС ВН). ГИС ВН в органах военного управления может использоваться для отработки документов по управлению войсками, выработки планов мобилизационного развертывания, отображения оперативной обстановки и другой тематической информации. Кроме того, она может применяться для оценки тактических свойств местности, организации и ведения боевых действий и выполнения специальных задач, проведения расчетов по боевому применению средств поражения и многих других.
В качестве базового информационного обеспечения в ГИС используются цифровые карты местности (ЦКМ). ЦКМ являются топографической основой, на которой средствами ГИС отображается тематическая информация, координатно связанная с местностью. ЦКМ позволяют автоматизировать с помощью программных средств ГИС выполнение всех традиционных топогеодезических расчетов (расчет расстояний, площадей, построения профилей, зон видимости и затопления), а также решать многие другие задачи.
ЦКМ имеют векторное, матричное или растровое представление. Наиболее полно возможности ГИС реализуются при использовании векторных карт местности. Векторные карты создаются и поддерживаются в актуальном состоянии с помощью специальных программных средств из состава ГИС. При этом используются тиражные экземпляры карт (диапозитивы постоянного хранения), результаты топографических съемок, данных аэрофотосъемок и снимков из космоса.
Тематическая информация в ГИС в общем случае представляет собой пространственно-распределенные данные из любой предметной области. Для ГИС ВН это, прежде всего, данные оперативной обстановки. Средствами ГИС эта информация наносится на пользовательские (оверлейные) слои, которые отображаются на фоне электронной карты, которая, как правило, представляет собой визуализированную на мониторе ЦКМ. Применительно к работе органов военного управления это означает, что оператор наносит обстановку на соответствующую тематическую карту непосредственно на своем автоматизированном рабочем месте. Нанесение обстановки может выполняться как в ручном режиме, так и автоматически из соответствующих баз данных. Все сделанные изменения немедленно отображаются на мониторах должностных лиц, занимающихся анализом обстановки и обоснованием принятия решений. Состав отображаемых тематических слоев может варьироваться в зависимости от специфики решаемых задач или информационных потребностей должностных лиц.
В армиях ведущих стран мира ГИС ВН используются уже более 30 лет и широко применяются как в повседневной деятельности, так и при подготовке и в ходе проведении военных операций.
Появление в 1993 г. системы спутниковой навигации GPS NAVSTAR (Global Positioning System Navigation Satellite with Time And Ranging) послужило мощным импульсом в создании новых геоинформационных приложений. Интеграция ГИС с системами GPS, дистанционного зондирования, автономными сенсорными сетями позволили создать картину боевой обстановки реального времени. В части касающейся она доводится до должностных лиц всех уровней управления. С появлением «тактического» Интернета эта информация стала доступна и для военнослужащих на поле боя. Так, с помощью мобильной защищенной системы FBCB2 (Force XXI Battle Command Brigade and Below), выполненной на базе переносного компьютера, в автоматическом режиме отслеживают точные координаты объекта, на котором установлена система. Кроме того, она дает графические ответы на вопросы: «Где я?», «Где мои товарищи?», «Где противник?», «Где опасные области?», то есть данные, необходимые для ситуационного анализа обстановки [1]. В настоящее время разработан карманный вариант FBCB2, который могут использовать военнослужащие при выполнении совместных действий в условиях городов, сильнопересеченной местности или плохой видимости.
Современные сетевые технологии, развитые и эффективные системы связи, унифицированные протоколы передачи данных позволяют интегрировать геопространственную информацию ГИС ВН коалиционных группировок войск при ведении боевых действий в любых регионах мира. Знание обстановки в режиме реального времени позволяет значительно повысить эффективность управления войсками и оружием, что в значительной мере определяет успех военных операций в целом.
В настоящее время признанной практикой создания военных приложений стали выбор и адаптация готовых технологий и программных средств, апробированных и стандартизованных на рынке гражданских приложений [2, 3]. Именно на таком принципе создаются и совершенствуются ГИС ВН в армиях западных стран. ГИС представляют собой характерный пример информационных систем двойного назначения [4]. Это означает, что они (то есть одно и то же программное обеспечение, технические средства и т.д.) с одинаковым успехом могут использоваться как в гражданской сфере, так и в военной области - в обоих случаях объекты, с которыми работает система, имеют пространственную компоненту, при этом сама природа объекта, его назначение являются несущественными для системы.
Высокий спрос на ГИС «гражданского» назначения, прогресс в области компьютерных технологий и связи стимулировали активную разработку новых геоинформационных приложений и продвижение ГИС в различные сферы жизнедеятельности общества. Ведущие мировые производители ГИС (например, ESRI, MAPInfo и др.) отказались от создания специализированных ГИС и перешли на разработку законченных программных модулей общего назначения, представляющих собой отдельные логически завершенные задачи. В своей совокупности такие модули образуют технологическую платформу полнофункционатьной ГИС. Создание конкретной ГИС (выбор необходимых программных модулей, их «сборка» в систему, разработка пользовательского интерфейса и др.) в соответствии с потребностями заказчика выполняют системные интеграторы. Такое разделение труда значительно сокращает сроки и стоимость создания ГИС любого назначения при гарантированном качестве функционирования конечного продукта и совместимости различных решений.
К сожалению, приходится констатировать, что в настоящее время в Республики Беларусь отсутствует полнофункциональная ГИС собственной разработки, на базе которой можно было бы построить ГИС ВН, соответствующую современным требованиям. Работы по созданию национальной ГИС ведутся, но находятся на начальной стадии. Зарубежный опыт показывает, что создание «с нуля» полнофункциональной системы требует не менее 7 - 10 лет и значительных материальных затрат [5, 6]. В этой связи в качестве паллиативной версии ГИС ВН можно использовать приемлемые для адаптации системы зарубежного производства. При выборе прототипа для ГИС ВН необходимо исходить из следующих основных общесистемных требований.
1. Возможность функционирования в составе АСУ ВС. Выполнение этого требования является ключевым, поскольку именно ГИС обеспечивает единую топогеодезическую основу системы управления и отображение оперативной обстановки.
2. Информационная и программная совместимость с другими, уже созданными подсистемами. Это условие предполагает возможность объединения геопространственных данных различных систем и однозначность результатов решения средствами ГИС всех прикладных задач.
3. Работа под управлением ОС с открытыми исходными кодами. Вопрос выбора операционной системы для использования в органах государственного управления и силовых ведомствах до настоящего времени остается открытым, однако есть основания полагать, что она будет создана на базе одной из ОС с открытыми исходными кодами.
4. Трехзвенная архитектура. ГИС ВН представляет собой многопользовательскую систему. При построении таких систем используется так называемая трехзвенная архитектура, которая предполагает наличие сервера базы данных, сервера приложений и пользовательских приложений. Трехзвенная архитектура позволяет уменьшить размер программного кода клиентских приложений, снизить сетевой трафик, обеспечить целостность базы данных, независимость приложений пользователей от конкретной СУБД и т.д.
5. Модульная структура программного обеспечения. Это требование дает возможность гибко формировать программное обеспечение автоматизированных рабочих мест в соответствии с их функциональным назначением, а также снизить его общую стоимость.
6. Наличие развитой библиотеки программных компонентов и средств создания приложений. Данные требования позволяют наращивать функциональность ГИС за счет создания специальных приложений. Они являются важными с точки зрения уменьшения технологической зависимости от производителя ГИС, а также сокращения сроков и стоимости создания этих приложений.
7. Полный комплект программной и эксплуатационной документации. Он, безусловно, необходим как для грамотной эксплуатации системы, так и для разработчиков специальных приложений, а также сопровождения системы научными подразделениями Вооруженных Сил.
8. Возможность сертификации по требованиям безопасности информации.
Состав функциональных требований к ГИС ВН достаточно обширен и выходит за рамки данной статьи. В обобщенном виде их можно свести к наличию развитых функций геообработки, визуализации и анализа геопространственной информации.
Наиболее приемлемым зарубежным аналогом для ГИС ВН, который удовлетворяет приведенным выше требованиям, являются ГИС и технологии ЗАО «КБ Панорама» (Россия). «КБ Панорама» имеет необходимый набор лицензий для разработки программного обеспечения для ГИС и работает в этой области с 1991 года [5].
В состав основных готовых продуктов «КБ Панорама» входят ГИС с различным набором функциональных возможностей и работающих как под управлением ОС Microsoft Windows, так и операционных систем с открытыми исходными кодами (Red Hat, Alt Uniix, ASP Finux). Наиболее близко по уровню функциональности для ГИС ВН подходит настольная ГИС, которая имеет базовые средства для создания и редактирования электронных карт, выполнения различных измерений и расчетов, работы с тематическими слоями, печати карт, а также инструментальные средства для работы с базами данных.
Для разработчиков специальных приложений «КБ Панорама» предлагает набор инструментальных средств (GIS ToolKit) визуального программирования, которому доступны более 1000 функций интерфейса «MapAPI». Визуальные компоненты поставляются в исходных текстах с примерами приложений и документацией.
Определенный интерес для специальных подразделений ВС РБ может представлять версия ГИС, предназначенная для карманных персональных компьютеров.
Дополнительным аргументом в пользу выбора «КБ Панорама» может служить тот факт, что создание векторных карт территории Беларуси и сопредельных территорий выполняется с помощью ее программных средств. Это означает, что их перевод во внутренний формат системы не потребует конвертации, то есть будет происходить без потерь или искажений информации, что является принципиально важным требованием для ГИС ВН.
Кроме того, на основе программных средств «КБ Панорама» в Военной академии Республики Беларусь проводятся работы по созданию специальных приложений военного назначения. Изучение программных продуктов «КБ Панорама» предусмотрено учебными программами Военной академии Республики Беларусь, а также различных курсов переподготовки офицерского состава.
Таким образом, де-факто программные продукты «КБ Панорама» получили достаточно широкое распространение в Вооруженных Силах, более того, подготовлены две (данные и персонал) из трех составляющих ГИС. Осталось выполнить последний шаг - добавить к этим компонентам программное обеспечение, необходимое для организации функционирования ГИС в составе АСУ ВС.
Следует понимать, что в данном случае речь не идет о принятии поспешного административного решения довольствующего органа на закупку определенного количества лицензий, например на настольную ГИС, с последующей инсталляцией программ на рабочие места должностных лиц. Обоснованный заказ необходимого программного обеспечения для ГИС ВН должен формироваться организацией, наделенной функциями системного интегратора АСУ ВС. Главной целью системного интегратора в данном случае является всестороннее и полное удовлетворение потребностей должностных лиц органов управления всеми видами необходимой геопространственной информации, обеспечение условий для эффективной ее работы в составе АСУ, а также обеспечение возможности наращивания функциональности ГИС ВН (сопровождение системы).
Системный интегратор выступает посредником между заказчиком системы и ее производителем. Работа с заказчиком сводится к выяснению его информационных потребностей и формирования списка решаемых задач (выполняемых работ) как на всех уровнях управления, так и на рабочих местах всех должностных лиц. В результате этой работы должно быть определено потребное количество унифицированных по составу функциональности программных комплексов. С другой стороны, изучение системным интегратором возможностей готовых программных модулей и инструментальных средств «КБ Панорама» дает возможность сделать обоснованный выбор тех из них, которые с минимальной избыточностью обеспечивают функциональность унифицированных комплексов. Системный интегратор должен также вести переговоры с ЗАО «КБ Панорама» с целью уменьшения общей стоимости заказа и условий дальнейшего сотрудничества. Таким образом, результатом этого этапа работы системного интегратора должен стать оптимизированный по функциональным требованиям и стоимости заказ программных модулей и продуктов у «КБ Панорама».
В дальнейшем системный интегратор должен выполнить (организовать) все работы по вводу в строй ГИС ВН, а также решение вопросов сертификации по требованиям безопасности информации и согласования с генеральным конструктором АСУ ВС.
ЛИТЕРАТУРА
1. A. Baddeley. BFT Lifts the Fog of War // Military Technology. - 2005. - Vol 2.
2. А Иванов. Информатизация Вооруженных Сил: проблемы и пути их решения// Военная мысль. - 2006. - № 3.
3. О.Синенко. Применение открытых COTS - технологий в военной сфере// Военный парад. - 2004. - № 1(61). -С. 96- 97.
4. GIS - A Critical Defense Infrastructure//An ESRI White Paper, July - 2005.
5. [Электрон, ресурс]. Режим доступа: http://www.gisinfo.ru
6. [Электрон, ресурс]. Режим доступа: http://www.esri.com
