Олександр Мацібора. Палео веб ГІС: архітектура веб-орієнтованої геоінформаційної системи на основі Drupal CMS
“Paleo Web GIS” – універсальна багатокористувацька веб-орієнтована геоінформаційна система (веб ГІС) для зберігання і виконання операцій з палеогеографічними даними про давні та сучасні ґрунти, а також інші геологічні відклади четвертинного періоду (від 2.5 млн років тому до сьогодення). Основна ідея веб ГІС полягає в збереженні вичерпної інформації про розрізи ґрунтів в уніфікованій структурованій формі та забезпеченні оперативного доступу до неї засобами SQL-запитів на основі зручного веб-інтерфейсу користувача. Різні джерела інформації та формати вимагають єдиної структури бази даних не лише для зберігання атрибутів, а й для вивчення просторового розподілу досліджуваних об’єктів і ключових ділянок. Критично важливою особливістю веб ГІС у нинішніх умовах є багатокористувацька модель роботи з контентом, заснована на системі ролей користувачів з ієрархічно розділеними повноваженнями та правами доступу. Пропонований підхід гарантує можливість незалежного управління вмістом багатьма користувачами в паралельному режимі.
Серверна частина веб ГІС розроблялась у відповідності до порівняно жорстких технічних та організаційних вимог. Проектування бекенду виконувалось з метою зробити його надійним з точки зору безпеки, стабільним в умовах навантажень, якомога дешевшим для розгортання на серверній інфраструктурі, передбачуваним в контексті циклів оновлення програмного забезпечення і достатньо гнучким для реалізації специфічних функцій. Саме тому за основу була взята система керування контентом Drupal CMS, базована на програмному двигуні, ядро якого розроблено за допомогою мови PHP.
До основних переваг Drupal CMS можна зарахувати:
PHP-двигун з відкритим програмним кодом, який доступний безкоштовно для будь-яких цілей (приватних, комерційних, наукових, тощо)
стабільність роботи і достатній рівень захищеності для більшості випадків використання
регулярні оновлення, які охоплюють виправлення безпеки та покращення продуктивності (швидкодії)
наявність широкого спектру базового вбудованого функціоналу (CRUD-операції, групова політика користувачів та їхніх ролей, користувацькі типи контенту, автоматична оптимізація медіа та веб-компонентів, тощо)
можливість розгортання системи практично на будь-якому розподіленому UNIX веб-хостингу*, що є одним із найбільш фінансово оптимальних варіантів з підтримкою PHP та SQL баз даних
величезний список модулів для розширення функціональності, які перевірені спільнотою розробників і на які офіційно поширюється “політика безпеки CMS Drupal”
підтримка різних типів геометрії (точки, полігони, полілінії) і форматів (широта-довгота, WKT, geoJSON)
Розробка бази даних (БД), з метою подальшого збереження значною мірою розрізненої інформації з багатьох джерел, вимагала певного спрощення розуміння природних об'єктів. Тому було створено декілька абстрактних сутностей: “розріз_ґрунту”, “генетичний_горизонт”, “публікація”, а також ряд словників термінів таксономії. На даному рівні абстракції “розріз_ґрунту” розглядається як вертикальна група хронологічно упорядкованих “генетичних_горизонтів”, пов’язаних унікальним ідентифікатором (ID). Словники таксономії представлені стандартизованими повторюваними даними, наприклад “адміністративні_області”, “природні_зони”, “геологічні_періоди”, тощо.
Користувацький інтерфейс веб ГІС був розроблений за допомогою фронтенд фреймворку Bootstrap, картографічної бібліотеки Leaflet.js і плагіна Leaflet.markercluster для кластерного відображення точкових даних. Названі вище засоби розробки забезпечують базовий функціонал сучасного веб-інтерфейсу:
адаптивний дизайн для різних пристроїв (настільних, портативних);
генерацію веб-сторінок з необхідною інформацією на стороні сервера;
візуалізацію даних у форматі таблиць, інтерактивних карт, списків, карток, блоків, тощо.
Ключовою особливістю веб-інтерфейсу “Paleo Web GIS” є можливість комплексного пошуку даних на основі групи різних параметрів (фільтрів). Впроваджений підхід дозволяє виконувати оперативний пошук генетичних горизонтів, ґрунтових розрізів на основі атрибутивної інформації, яка має значення для здійснення палеогеографічних реконструкцій. Фільтри можуть бути застосовані як разом, так і окремо, чим досягається більш гнучкий підхід для пошуку необхідної інформації. Доступні пошукові атрибути (як для табличного відображення, так і веб-карти):
власна назва ґрунтового розрізу
адміністративна область
природна зона
геологічний період
етап плейстоцену
етап голоцену
археологічний період
дослідники (прізвище)
рік дослідження
Кожен ґрунтовий розріз і генетичний горизонт мають окремі виділені веб-сторінки з усіма доступними атрибутами, згрупованими в таблиці, списки, картки та блоки.
Станом на сьогодні, до палеогеографічної бази даних додано понад 180 ґрунтових розрізів (голоцену, плейстоцену) з генетичними горизонтами та атрибутивною інформацією, яка активно використовується кількома науковими установами України.
“Paleo Web GIS” доступна за посиланням: https://paleo.geohub.org.ua
* CMS Drupal також може бути розгорнута на виділеному сервері або AWS EC2, але в умовах обмеженого бюджету дослідницького проекту, розподілений веб-хостинг виглядає як найбільш оптимальний тип інфраструктури
Для цитувань:
Matsibora, O. (2025). Paleo Web GIS: an alternative architecture using PHP content management systems. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.14859658