Геоинформационная система города Краснознаменска (начало внедрения)

Александр Дзюба, Галина Емельянова, Игорь Захаров

В современных условиях становится все более очевидным, что гармоничное развитие города неразрывно связано с созданием единой геоинформационной системы (ГИС). В эволюции крупных, быстро развивающихся зарубежных городов четко прослеживается влияние геоинформационных технологий. И не случайно, что и в России все чаще поднимается вопрос создания муниципальных геоинформационных систем. Это связано с тем, что решение любой конкретной задачи городского хозяйства затрагивает интересы большинства муниципальных служб и предприятий.

В России первопроходцами в создании муниципальных ГИС стали те города, в которых располагались научные и производственные центры «оборонки». Это обусловлено тем, что, во-первых, в них компактно сконцентрированы финансовые, производственные и научные ресурсы. Во-вторых, система городского управления достаточно эластична по отношению к всевозможным изменениям и новшествам. В-третьих, создание муниципальной ГИС в этих городах не требует огромных капиталовложений. В-четвертых, вследствие компактности проживания в этих городах интенсивно развивается информационная инфраструктура.

Город Краснознаменск интересен тем, что при сравнительно небольшой площади (400 гектар) содержит в себе полный замкнутый цикл муниципальных предприятий, обеспечивающих его жизнедеятельность. Это ставит его в более выгодное положение по сравнению с крупными городами, поскольку при сравнительно небольших вложениях здесь имеется реальная возможность построить полнофункциональную геоинформационную систему, охватывающую все городские службы и весь город в целом, — подобного еще не было ни в одном городе нашей страны. Уверенности в положительном результате добавляет тот факт, что многие руководители из числа начальников управлений администрации и директоров муниципальных предприятий уже давно осознали необходимость инвестировать средства в программы, схожие с ГИС-приложениями, для решения своих внутренних задач при построении автоматизированных систем управления и систем диспетчеризации. Пионером в этой сфере деятельности стало муниципальное предприятие по добыче, очистке и транспортировке воды «Водозабор». Еще на ранних этапах внедрения автоматизированной системы диспетчерского контроля и управления водоснабжением предприятие столкнулось с проблемой привязки своих объектов — городской водопроводной сети, насосных станций, станций водоочистки и подкачки воды, зданий  — к точной топогеодезической основе. Чуть позже потребность в пространственных данных ощутило и другое муниципальное предприятие — «Теплосервис», участвующее в разработке системы диспетчеризации, автоматизации и управления тепловым хозяйством. Проблема возникла — ее надо решать. И каждое из этих предприятий, независимо от других, сделало попытку сформировать собственные, географически привязанные, пространственные данные.

Однако решение этой проблемы оказалось не столь простым, как представлялось изначально. Во-первых, встал вопрос об актуальности исходных данных, которым располагало каждое из этих предприятий. Во-вторых, необходимо было приобрести дорогостоящее оборудование и программное обеспечение для ввода и мониторинга этих данных. В-третьих, потребовалась точная цифровая топогеодезическая основа и последующее ее наполнение современной атрибутивной информацией. В-четвертых, следовало найти и обучить людей, способных все это осуществить, а также обеспечить последующее сопровождение такой системы.

Решение этих задач выходило за рамки целевых функций предприятий. Возникла необходимость привлечения специалистов в данной предметной области. Однако и в этом случае издержек стало не намного меньше. Кроме того, руководители этих предприятий понимали, что в недалеком будущем тематические электронные карты-слои будут создаваться и другими городскими организациями. Вот тогда и заговорили о ГИС-проектировании на муниципальном уровне. Экономическую целесообразность долевого участия всех заинтересованных сторон в ГИС-проекте уже мало кто оспаривал. Все понимали, что необходим комплексный подход к решению этой проблемы.

Дальнейшим толчком в деле продвижения ГИС-технологий послужило решение о создании координационного совета. Руководителем последнего стал сам глава города — А.В.Николаев. Был проведен ряд совещаний с директорами предприятий и начальниками управлений и служб города по перспективам использования ГИС с привлечением специалистов по информационным технологиям. В обсуждении проблем создания муниципальной ГИС приняли участие эксперты из таких компаний, как «ЭФФЕКТ ИНФОРМ», «Русская Промышленная Компания», «Цифровые Карты Местности», «ПАТРИС-ЭЛКАРТ». В результате проведенной работы была сформулирована цель муниципальной ГИС, определены ее задачи и направления реализации проекта.

Очень важно, что при определении цели муниципальной ГИС был выбран стратегический путь развития. Достижение будущего полезного результата системы виделось в объединении информационных ресурсов городских организаций, предприятий и служб для подготовки, обоснования и оценки вариантов решения экономических и социально-политических задач. При этом под информационными ресурсами подразумевались как географически привязанные пространственные данные с семантической информацией, так и совокупность документов различного характера, начиная от нормативных актов и финансовых документов и заканчивая справками о социальных льготах и медицинскими полисами жителей города. Это совпадало с целями Программы информатизации, разработанной Комитетом по экономике и инвестиционной политике города под руководством заместителя главы города И.В.Ситниковой, что и предопределило поддержку реализации ГИС-проекта со стороны городской администрации…

Первоочередным направлением в решении поставленных задач стала разработка технического задания на создание ГИС города Краснознаменска. В роли заказчика выступило Управление эксплуатации городского хозяйства. Головным исполнителем этой работы стало ЗАО «Цифровые Карты Местности».

Из длинного перечня задач муниципальной ГИС, решить которые требовалось для достижения поставленной выше цели, выделили список приоритетных. В этот список попали задачи мониторинга и планирования перспективного развития систем инженерной инфраструктуры и благоустройства территорий в пределах конкретных функционально-планировочных зон, а также прогнозирование ситуационной обстановки в городе. Одним из важных условий успешного функционирования ГИС была разработка методики объединения данных с уже имеющихся в городе автоматизированных систем управления в единое информационное поле.

В течение трех месяцев проводилась комплексная инвентаризация объектов, участвующих в создании и функционировании ГИС. В процессе инвентаризации уточнялись требования, предъявляемые к цифровой топогеодезической основе, сети, базам данных и программному обеспечению. При написании технического задания не могло не радовать, что все службы, участвующие в инвентаризации, были напрямую заинтересованы в создании такой информационной системы. Фактически в обсуждении технического задания приняли участие около 150 человек. В результате проведенной работы были получены следующие результаты:

1. Определены основные функции ГИС.
2. Сформирована архитектура ГИС.
3. Определены этапы создания ГИС.

К основным функциям ГИС были отнесены не только фиксация изменений ситуационной обстановки в городе, но и отслеживание тенденции подобных изменений. Учет условий функционирования сооружений и коммуникаций позволил уже на этапе проектирования ГИС формировать набор сценариев изменения и развития ситуаций. Основываясь на таких данных, в будущем можно будет прогнозировать аварийно-опасные места, оценивать риск аварий в тех или иных районах города. Экспертами в области градостроительства и геолого-минералогических наук была также отмечена необходимость разработки ситуационных моделей не только техногенных аварий, но и случаев природно-техногенных и природно обусловленных аварийных ситуаций.

Исходя из такого понимания функций ГИС была спроектирована ее архитектура. Ядром системы стал функциональный блок анализа информации и прогнозирования ситуаций, базирующийся на геоинформационном сервере. Требование ограничения хождения картографических материалов на бумажных носителях обусловило проектирование блока вывода информации, его программно-аппаратного и методического обеспечения. Было определено, что функциональный блок ввода информации должен удовлетворять требованию строгой регламентации доступа для ввода и редактирования данных, а также сохранности информации при преобразовании данных из одного формата в другой. Особое место в реализации подобной архитектуры ГИС занимает программное обеспечение (ПО).

Необходимо отметить, что выбор ПО для создания и эксплуатации ГИС играет очень важную роль. Ведь от этого выбора будет зависеть и качество представления картографического материала, и интеграция в единый проект существующих баз данных, и разграничение прав доступа к информации, и возможность аналитической обработки данных. Естественно, что ПО должно обладать возможностью создания собственных специализированных модулей и обеспечивать настройку интерфейса пользователя. Особые требования предъявляются к ПО в плане надежности работы в сетях Интернет/Интранет. Всем этим требованиям удовлетворяют программные продукты фирмы Autodesk. В качестве базового модуля создания и функционирования ГИС принят AutoCad Map, который успешно прошел тестирование специалистами. В среде AutoCad Map уже выполнен ряд локальных проектов. Для обмена данными в сетях Интернет/Интранет выбран программный продукт Autodesk MapGuide, обеспечивающий высокую скорость передачи геоинформационных данных и разграничение прав доступа.

С учетом вышесказанного были определены этапы реализации ГИС-проекта.

На первом этапе проводится топогеодезическая съемка местности и подземных коммуникаций, формируется база данных по объектам инвентаризации и создается точная современная цифровая картографическая основа масштаба 1:500 с учетом требований всех служб.

На втором этапе создается информационно-аналитический центр (ИАЦ) при главе города. Было установлено, что для реализации потенциальных возможностей всех функциональных блоков ГИС необходимо обеспечить ее сопровождение на всех этапах жизненного цикла. Эту функцию целесообразно передать одному из подразделений ИАЦ. Данное подразделение могло бы взять на себя целый ряд функций: от обновления и систематизации данных до разработки ситуационных моделей и организации обмена информацией с внешними абонентами — пользователями ГИС.

Механизм реализации последней может быть построен по принципу «одного окна» для пользователей. Например, физическое или юридическое лицо желает построить в городе магазин. Исходные данные для строительства передаются в службу согласования работ ИАЦ города. С этого момента означенное лицо получает статус пользователя ГИС. Далее все вопросы согласования архитектурной и инженерной части строительства берет на себя указанное подразделение. Пользователю остается только оплатить его услуги и получить разрешение на проведение строительных работ.

Закончен сложный этап сбора и анализа данных для построения муниципальной геоинформационной системы г. Краснознаменска. Сформированы основные требования для ее функционирования. Налицо хороший моральный настрой. Дело за малым — приступить к реальной работе по внедрению ГИС в городе. О следующих этапах этой сложной работы мы постараемся информировать вас в своих дальнейших публикациях.

В заключение авторы благодарят доктора технических наук И.В.Лазареву и доктора геолого-минералогических наук Ф.С.Ульмасвай — за участие в разработке концептуально новых положений ГИС городского хозяйства, кандидата технических наук В.Н.Шашукова, кандидата технических наук С.В.Стрежа и Е.А.Шилова — за огромный труд при составлении технического задания на ГИС города, а также советника главы г. Краснознаменска А.А.Макарова — за координацию работ и ценные замечания при подготовке материала к печати.

При подготовке статьи использован фотоматериал Александра Карташова

«САПР и графика» 8'2001