В едином окне: как ЦНИГРИ собрал данные из разных источников в единой Веб ГИС

ФГБУ «ЦНИГРИ» – Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов – одна из ведущих отраслевых организаций России в области геологии рудных месторождений. В соответствии с текущим Государственным заданием и регламентирующими документами, ЦНИГРИ выполняет тематические и опытно-методические работы, связанные с геологическим изучением недр в рамках комплекса процессных мероприятий «Государственное геологическое изучение недр и обеспечение эффективной реализации государственных функций в сфере недропользования» государственной программы Российской Федерации «Воспроизводство и использование природных ресурсов», руководствуясь стратегическими направлениями развития минерально-сырьевой базы Российской Федерации, определёнными государственной программой Российской Федерации «Воспроизводство и использование природных ресурсов», утверждённой постановлением Правительства Российской Федерации от 15.04.2014 № 322.

Тематические и опытно-методические работы, связанные с геологическим изучением недр, закрепленные за ЦНИГРИ, разделены на четыре задачи:

Задача 1. Тематические исследования по оценке состояния, изменения, воспроизводства и использования МСБ алмазов, золота, серебра, МПГ, меди, свинца, цинка, никеля и кобальта (далее АБЦМ) с подготовкой сводных обобщающих материалов по АБЦМ Российской Федерации, включая сравнительные исследования в сфере воспроизводства МСБ АБЦМ Российской Федерации и зарубежных стран, в том числе с участием в мероприятиях на территории Российской Федерации и в рамках международного сотрудничества, обеспеченности минеральным сырьём, потребления и конъюнктуры рынка минерального сырья, перспектив и тенденций развития недропользования.

Задача 2. Выполнение опытно-методических работ, связанных с апробацией, методическим сопровождением и внедрением новых методов и технологий изучения вещественного состава и свойств минерального сырья, разработкой прогнозно-поисковых моделей и совершенствованием прогнозно-поисковых комплексов, выявлением и уточнением поисковых критериев и признаков рудных объектов и методов их оценки, включая прогнозные, лабораторно-аналитические, геофизические, геохимические, минералогические, изотопно-аналитические, геолого-экономические и другие специализированные исследования, в том числе на зарубежных месторождениях нетрадиционных для Российской Федерации типов с целью их использования в качестве объектов-аналогов для расширения МСБ АБЦМ Российской Федерации.

Задача 3. Выполнение работ, связанных с обоснованием приоритетных направлений геологического изучения недр, воспроизводства МСБ АБЦМ, оценкой ожидаемых геологических результатов, в том числе непосредственно в субъектах Российской Федерации, включая прогнозную оценку перспективности территорий на выявление месторождений полезных ископаемых, оценку состояния и достаточности геолого-геофизической изученности территорий, минерально-сырьевое районирование, прогнозно-ревизионные работы на рудоперспективных площадях.

Задача 4. Геолого-методическое обоснование, сопровождение, оценка результатов работ (в т.ч. в части апробации материалов по оценке прогнозных ресурсов) по воспроизводству МСБ АБЦМ и региональному геологическому изучению недр, в том числе непосредственно на объектах госзаказа; разработка геолого-экономических и технологических решений и рекомендаций по планированию и развитию работ по геологическому изучению, воспроизводству и освоению МСБ АБЦМ.

Также институт готовит оперативные материалы в рамках текущих запросов Федерального агентства по недропользованию (Роснедра), сопровождаемые картографическими материалами и пространственно-атрибутивными данными, формирует научную основу для принятия решений о проведении геологоразведочных работ.

Перечень задач, стоящих перед организацией, показывает разнонаправленность и объёмность массивов информации и пространственных данных, вовлечённых в рабочие процессы (анализ МСБ, выделение перспективных площадей, сопровождение геологоразведочных работ, полевые исследования, апробация материалов оценки ПР и т.п.). Для решения поставленных задач в рабочие процессы вовлекаются материалы и данные из большого количества источников (официальные документы, стратегии, геологическая информация, данные отраслевых ИС, баз и банков данных и др.).

Работа с отраслевыми, геологическими и пространственными данными в таких организациях – это не просто набор карт. Это постоянный поток информации из разных источников: государственных баз, результатов собственных исследований, международных наборов данных, архивных источников, отчётных материалов. Всё это нужно хранить, обновлять, разграничивать по уровню доступа и использовать для подготовки актуального картографического материала.

Именно эту задачу в ЦНИГРИ постарались решить с помощью серверной Веб ГИС NextGIS Web.

Отправная точка: локальная база и её пределы

Следует отметить, что до сих пор в организации и отрасли в целом очень популярен стандарт shape-файла ввиду того, что огромное количество материалов накоплено и представлено в нём (с использованием ГИС ПО ArcView и ArcGIS). Также получение пространственных материалов, например, из ФГИС АСЛН – завязано на shape-файлы (выгружаются в этом формате). Использование протоколов OGC, в особенности WFS, а также более современных – практически отсутствует для отраслевых источников данных. До сих пор shape-стандарт является преобладающим для обмена информацией в организации и отрасли.

В рамках внутренних задач для учёта имеющихся геологических материалов и отдельных информационных слоёв (объекты ГРР, ПР, листы ГГК) была предпринята попытка создания интерактивного внутреннего ресурса, отображающего их пространственную привязку на веб-карте с отсылкой на файловые источники хранения (сетевые папки). Она опиралась на использование свободного ПО, СУБД Postgres с расширением PostGIS. Картографическое представление было реализовано на Leaflet, а элементы управления и интерфейса – на JS и специализированных библиотеках.

Система работала, но имела принципиальное ограничение: данные были доступны только внутри института, а организация совместной работы и разграничение прав доступа требовали значительных усилий. Также добавление нового слоя (источника) требовало переписывания кода системы, что существенно затрудняло её оперативное наполнение данными. При этом отсутствовали возможности выгрузки данных из системы в ГИС-форматах, их редактирования через интерфейс и т.п. Фактически реализован был только просмотр и базовый поиск.

Параллельно шла масштабная работа по оцифровке архивных материалов – в институте накоплен огромный массив данных в электронном и бумажном виде, и задача состояла в том, чтобы собрать всё это в едином фонде геологической информации с пространственной привязкой.

Также происходило получение и накопление данных из иных доступных источников. Особенно стоит отметить, что материалы, доступные для получения из иных систем, в большинстве случаев требуют глубокой переработки для их интеграции в рабочие процессы: обогащение дополнительными атрибутами, исправление, увязка между собой и т.п.

В итоге, наблюдалась большая дискретность данных и их источников, дублирование одних и тех же материалов в папках/файлах и разных форматах. Сложно было понять, какие данные являются актуальными и проверенными, а какие нет. Отсутствовал централизованный учёт многих важных ГИС-материалов. Права доступа фактически регулировались в ручном режиме, по запросу руководства о передаче материалов.

Многие вышеуказанные проблемы и задачи были решены внедрением NextGIS Web: данные мигрировали со связки Leaflet + PostgreSQL, разрозненных хранилищ и форматов на веб-платформу, которая сразу закрыла несколько потребностей – централизованное хранение, гибкое управление доступом и удобные инструменты для оформления карт. Также внедрение данной платформы является важным этапом импортозамещения, так как подразумевает и переход на десктопное отечественное ПО – NextGIS QGIS.

Наверное, следует отметить, что в современных реалиях, когда пространственная информация стала неотъемлемой частью рабочих процессов организации, ГИС-системы не только для специалиста, но и для геолога, становится как бы «вторым Word’ом». Мы же в работе уже не можем обойтись без текстового редактора. Так и для работы с пространственными данными требуется что-то достаточно простое, не требующее запредельных знаний и умений. Иногда просто «посмотреть», в других случаях – получить информацию для дальнейшего использования в настольных ГИС.

Специалист ГИС также не является (и не должен) быть разработчиком ПО, но при этом должен иметь возможность работать с данными в привычной системе, сохранять и получать требуемые материалы оперативно. Его основная задача – аналитика, подготовка данных, материалов на их основе. Создание специализированной ИТ-инфраструктуры и разработка ПО, по моему мнению, выходит за рамки задач отдела ГИС. Однако, с этим пришлось столкнуться ввиду ограниченных возможностей ИТ-сектора предприятия (кадровые вопросы). Реализация первоначального проекта была долгой и трудной, а уход ключевых сотрудников, её реализовавших (сложно удержать квалифицированного программиста), фактически прекратило её дальнейшее развитие.

При этом ещё и фактор закрытого контура предприятия… В данном ключе NextGIS Web стала прекрасным решением – разворачивается на мощностях организации, обновляется, дорабатывается, имеет понятный интерфейс, позволяет работать с хранящимися на сервере данными в настольной ГИС.

Андрей Вахрушев,
начальник отдела геоинформационных систем ЦНИГРИ

Структура Веб ГИС: от конфиденциальных данных до публичных (в рамках контура предприятия) ресурсов

Прежде всего следует отметить, что информация, хранящаяся в Веб ГИС, не выходит за пределы внутреннего контура предприятия, не публикуется в интернете. Это связано как с регламентированными видами деятельности предприятия, регулируемыми, в том числе, Государственным заданием, так и тем, что данные являются чувствительными для деятельности предприятия. Также отдельные информационные массивы формируются на основе переработанных сведений из отраслевых источников и ИС, доступ к которым изначально ограничен.

В общем виде геоинформационная система ЦНИГРИ устроена как многоуровневая структура с чётким разделением по характеру данных и кругу пользователей. Все, что описано ниже, будет касаться именно внутреннего контура, с разделением по уровням доступа уже в его рамках.

Конфиденциальный контур (высшее руководство)

Часть данных доступна только ограниченному кругу сотрудников. Сюда входят чувствительные данные и данные ограниченного доступа, формируемые по запросам высшего руководства и необходимые им для выполнения отдельных поручений. Они не будут перечислены в данном материале.

Рабочий контур (верифицированные пользователи)

Самая живая и активная часть системы – рабочие данные, которые постоянно обновляются и используются в текущей деятельности института.

Изученность территорий. Геохимическая, геофизическая и геологическая изученность. Это переработанная выборка на основе материалов, публикуемых Росгеолфондом и его Сибирским отделением в виде shape-файлов. Данные материалы необходимы для анализа ретроспективной информации перед планированием новых работ. При этом массив сокращён до трёх основных типов изученности, как указано выше.

Рабочие данные и сводные карты на их основе. Отдельные ресурсы, сопровождаемые веб-картой, либо веб-карты, объединяющие данные из разных групп ресурсов, в том числе: объекты работ по Государственному заданию ЦНИГРИ, лицензии на недропользование, границы ООПТ, прогнозные ресурсы, инфраструктурные данные по территории РФ, контуры объектов по приказам Роснедр. Принципиально важно, что каждый слой хранится централизованно и используется в нескольких веб-картах одновременно – обновления и изменения данных в слое автоматически отражаются на всех картах, которые его используют.

Данные ЦНИГРИ. В том числе результаты собственных учётов и исследований: контуры прогнозных ресурсов, завершённые и сопровождаемые геологоразведочные работы (ГРР), выделенные минерально-сырьевые центры (МСЦ).

Именно данные двух вышестоящих пунктов чаще всего используются при формировании ответов на запросы Роснедр.

Тематические ресурсы. Специализированные веб-карты и данные, посвящённые определённой тематике. Например, информационный ресурсы по Байкало-Амурской магистрали, на основе геологической растровой привязанной карты 1977 года и современных сведений о прилегающей инфраструктуре.

Проект «Геологические объекты АБЦМ». Данный ресурс находится на стадии концепта. Основной задачей была попытка реализации описаний геологических объектов и сопровождающей их информации в рамках вики-системы (базовое ПО – BookStack). Это позволило бы централизованно сохранять актуальную информацию и редактировать её в многопользовательском режиме, учитывая историю правок. На NextGIS Web в данном контексте возлагался функционал интеграции интерактивных карт в интерфейс вики-системы и переход к отдельным объектам на картах. На текущий момент его реализация отложена по причине как ресурсных (время на ведение вики-страниц), так и технических ограничений (доступность ПО, необходимость обеспечения защищённого межресурсного взаимодействия, SSL). Но на этапе определена такая возможность взаимной интеграции.

Публичный контур

Раздел с публичными данными находится в разработке. Предполагается, что там будут размещены пространственные данные, доступные как всем желающим (например, студентам), так и профильным специалистам компаний для использования в коммерческой деятельности.

Источники данных: откуда берётся информация

Геологические данные в России сосредоточены в нескольких крупных государственных ресурсах. ЦНИГРИ работает с большинством из них.

Цифровой двойник недр России. Структурированный массив цифровой геологической информации «Национальный геолого-картографический ресурс «Цифровой двойник недр России»» формируется Институтом Карпинского в рамках выполнения государственного задания Федерального агентства по недропользованию на 2025 год и на плановый период 2026 и 2027 годов (Приказ Роснедр от 23.12.2024 № 854). Государственное задание Федерального агентства по недропользованию от 25.12.2024 № 049-00004-25-00.НГКР. Объединяет различные геологические, геофизические, геохимические, отраслевые данные. Информация с данного ресурса востребована и используется для актуализации Веб ГИС ЦНИГРИ. Требует регистрации и разрешения на доступ.

Ресурсы Росгеолфонда. Один из основных источников геологической информации (отчёты, изученность, ЕФГИ, АСЛН). Материалы из РФГФ служат основой для формирования множества информационных и пространственных ресурсов в рамках Веб ГИС. Доступ к ресурсу также ограничен.

Данные по техногенным объектам. Множественные источники данных (в большинстве – ретроспективные, уже не доступные): Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского РАН, Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского и др. В ЦНИГРИ эти сведения уточняются и перерабатываются в соответствии с производственными задачами (запросами Роснедр).

Публичная лесная карта (ФГИС ЛК). Сведения о лесничествах, участковых лесничествах, кварталах. Используется для отслеживания пересечения геологических объектов с лесными территориями – это важно при подготовке материалов по запросам Роснедр и планирования работ в рамках возможных ограничений.

Отдельно стоит отметить, что законодательство в сфере распространения геологической информации в России меняется часто. Часть ресурсов, которые ещё недавно были в открытом или условно открытом доступе, сегодня закрыты. Так, Государственный кадастр месторождений (ГКМ) был доступен на сайте Росгеолфонда в виде shape-файлов, а сейчас этот ресурс закрыт. ЦНИГРИ работает с последней актуальной выгрузкой, в отдельных случаях обновляя материалы на основе поступающих новых отраслевых сведений и данных. Подобная ситуация требует от организаций, работающих с геологическими данными, гибкости: система должна позволять оперативно обновлять источники и переключаться между ними.

Как устроена работа с данными

Связка Веб ГИС NextGIS Web и настольной QGIS

Часть сотрудников ЦНИГРИ работает с данными через браузер:

просмотр карт;
выполнение пространственных запросов;
подготовка картографических табличных, справочных материалов на основе имеющихся геоданных для предоставления в Роснедра.

Другая часть предпочитает (в основном сотрудники профильного отдела ГИС) привычную среду настольной программы QGIS.

Эти два режима работы объединяет NextGIS Connect – модуль для QGIS, который позволяет загружать данные из Веб ГИС в настольное приложение, редактировать их и сразу отправлять обновлённые версии обратно. Изменения немедленно отображаются на всех веб-картах, использующих эти данные. Модуль в автоматическом режиме обновляет данные, никакого ручного экспорта и импорта.

Гибкое управление доступом

В Веб ГИС ЦНИГРИ настроена многоуровневая система прав доступа. Пользователи разделены на группы – руководство, отделы, (в будущем – внешние пользователи) – и каждой группе открыт доступ только к тем данным, которые необходимы для её работы.

Это особенно важно для организации, которая одновременно хранит конфиденциальные служебные данные и готовит материалы для внешних структур. NextGIS Web позволяет настроить такое разграничение один раз и не возвращаться к нему при каждом новом запросе, либо быстро корректировать доступы в соответствии с поручениями руководства.

Оформление карт и подготовка материалов

В ЦНИГРИ отмечают широкие возможности NextGIS Web по оформлению веб-карт: гибкая настройка стилей слоёв, управление легендой, возможность использовать собственные шрифты. Для геологических карт это принципиально важно – стандартные условные знаки и специализированная типографика являются частью отраслевых требований.

На основе веб-карт и отдельных ресурсов NextGIS Web посредством настольных ГИС (QGIS, NextGIS QGIS) готовятся проекты и макеты иллюстративных материалов для предоставления в Роснедра, профильные структуры, картографические материалы для докладов и презентаций. Примеры таких карт по Сибирскому федеральному округу – «Действующие обогатительные и металлургические предприятия», «Месторождения твёрдых полезных ископаемых и минерально-сырьевые центры на геологической основе».

Простые PDF-макеты с легендой можно готовить прямо в NextGIS Web, без дополнительных инструментов.

Пространственные запросы

Одна из регулярных прикладных задач – проверка пересечений. Например, попадают ли конкретные месторождения, площади геологоразведочных работ (ГРР), объекты с оценёнными прогнозными ресурсами в определенные границы (единицы административно-территориального деления, заповедные участки, их охранные зоны и т.п.). Часто такого рода задачи приходится решать в рамках официальных запросов Федерального агентства по недропользованию (Роснедра), по которым ЦНИГРИ готовит ответный картографический материал. Наличие всех необходимых слоёв в единой системе существенно ускоряет этот процесс.

Также в институте отмечают удобный поиск по ресурсам Веб ГИС – при большом количестве слоёв и групп это становится важной функцией, которую не всегда оценивают до тех пор, пока данных не становится действительно много.

Используемое программное обеспечение

Продукт	Роль в проекте
NextGIS Web	Централизованная ГИС, хранение и публикация данных, управление доступом
NextGIS Connect	Синхронизация данных между настольным QGIS и Веб ГИС
NextGIS QGIS	Настольная обработка и редактирование геологических данных

Система развёрнута на собственном сервере ЦНИГРИ – это позволяет полностью контролировать инфраструктуру и соответствовать требованиям по работе с данными ограниченного доступа.

Итог

Веб ГИС на базе NextGIS Web в ЦНИГРИ – это не просто картографический инструмент. Это централизованная система управления пространственной информацией, которая объединила данные из множества источников, обеспечила разграничение доступа между подразделениями и систематизировала подготовку картографических материалов в рамках основной деятельности учреждения.

Ключевой эффект – сотрудники института могут сосредоточиться на профильной научной и аналитической работе, не тратя время на логистику данных: поиск актуальной версии, согласование файлов, ручной экспорт для передачи коллегам.

С внедрением NextGIS Web начал меняться принцип работы с пространственной информацией. Постепенно переходим от разрозненного хранения к одному ресурсу. В большей степени это касается, конечно, отдела ГИС, но и в рамках работ других отделов также происходят постепенные изменения. Конечно, в систему попадают не все данные, существующие в отрасли и имеющиеся в организации, но значимая часть уже сохранена. Теперь наиболее востребованные пространственные слои собраны в системе, символизированы и готовы для быстрой интеграции в ГИС-проекты. Мы на основе веб-карт стали «видеть» данные, без необходимости запускать настольные ГИС. В отделах также постепенно привыкают брать данные через веб-интерфейс, хотя пока в виде shape-файлов. Такова специфика – внутренние процессы других подразделений мы не можем регулировать. Но упростить получение информации стремимся.

С NextGIS Web очень удобно работать в связке NextGIS QGIS с модулем Connect, что пока применяется в отделе ГИС. В геологических отделах такая концепция приживается с трудом, ввиду ориентированности сотрудников на другое ПО и другие задачи. Но тенденция положительная – геологи постепенно осваивают QGIS.