Что вначале: CAD или GIS? GEO+CAD!

Михаил Гуральник, Владимир Максимов

Новый облик ГИС-решений от Autodesk

Технологическая линия GEO+CAD

Решения для муниципальных ГИС на базе продуктов Autodesk

Заключение

Конечно, исторически вначале был CAD, хотя многие геоинформационные системы изначально «шли от картографии». И все же главное, что сегодня нет разумной альтернативы комплексному подходу — совместному использованию данных в задачах обработки изысканий, землеустройства и градостроительства, землепользования и управления инфраструктурой.

Именно в поддержку, а может, в чем-то и в развитие такого подхода написана эта статья. В ней мы постараемся:

• кратко рассказать о совершенно новом облике ГИС-решений компании Autodesk;
• осветить инициативу по созданию линии совместимых геоинженерных и ГИС-приложений для платформы AutoCAD — GEO+CAD;
• обсудить некоторые «философские» вопросы создания муниципальных ГИС.

Новый облик ГИС-решений от Autodesk

Так сложилось, что компанию Autodesk традиционно и по праву считают «королем CAD». В ответ на просьбу назвать великого русского поэта, фрукт и базовый пакет САПР вы наверняка услышите: «Пушкин, яблоко, AutoCAD».

У нас это — «народный» пакет, широко известный, эффективный, локализованный. Кстати, локализованы и основные приложения Autodesk для землеустройства и ГИС — Land Desktop и AutoCAD Map, содержащие встроенный AutoCAD.

Однако в качестве полноценных ГИС-решений они до настоящего момента не воспринимались, причем даже некоторыми поставщиками продукции Autodesk!

И хотя многие краеугольные камни уже были заложены — в частности, в журнале публиковались статьи о продуктах Autodesk для гибридного редактирования (Autodesk CAD Overlay), работы с трехмерным рельефом с выходом на планировочный САПР (Land Desktop), а также о решениях для мобильных компьютеров (OnSite), — все-таки оставалось ощущение незавершенности.

Что же изменилось? Разумеется, появилась новая версия — AutoCAD 2002 и серия продуктов на его основе уже известных (или похожих) наименований.

Программное обеспечение AutoCAD продолжает развиваться, идя в ногу с новым, XXI веком. И хотя детальное рассмотрение новых возможностей не является целью данной статьи, некоторые акценты все же необходимо расставить.

Теперь AutoCAD и его расширения (desktop) стали платформой, автоматизирующей все направления — от проектирования до последующей эксплуатации инженерно-строительных объектов, от обработки изысканий до решения кадастровых задач. Сами по себе процедуры разработки чертежей или проектирования, для которых и применяются средства автоматизации, занимают не более 5% общего объема работ. Тем не менее стоимость конструкторской документации составляет 95% капитала компании.

Чтобы сделать более полезными существующие проекты и миллионы ранее разработанных DWG-файлов, необходимы средства не только для создания проектной информации, но и для ее извлечения. Необходим продукт, интегрирующий результаты труда проектировщиков с более широкой инфраструктурой бизнеса. Задачей нового AutoCAD является реализация этих потребностей.

AutoCAD 2002 продолжает развивать новые средства для повышения эффективности работы, производительности и удобства использования, а также обеспечивает совместимость с ранее разработанной проектной документацией. AutoCAD помогает управлять стандартами организации и взаимодействовать с коллегами с целью заимствования части проектной информации.

С июля начались поставки новой версии флагманского продукта для ГИС — Autodesk Map 5 (обратите внимание: наконец без AutoCAD, хотя он и работает над АutoCAD 2002).

Главное в нем — импорт-экспорт в Oracle Spatial. На принципиально новом уровне решена работа с тематическими картами. Autodesk Map создает и поддерживает цифровую разработку и отображение данных или в DWG, или в Oracle Spatial, поэтому вы можете опубликовать ваши карты в Интернете, используя Autodesk MapGuide. Autodesk Map — эффективный инструмент создания для описания и формирования процесса обработки GIS-информации и сквозной работы с Autodesk MapGuide, Autodesk Land Desktop, Autodesk Civil Design, Autodesk Survey и Autodesk OnSite Enterprise, а также использования в качестве клиента с Autodesk GIS Design Server.

Одно только перечисление этих компонентов говорит о мощи современного инструментария Autodesk для решения задач градостроительства, землеустройства и управления ресурсами (ГИС).

Особый интерес представляет решение для бурно развивающейся области корпоративных ГИС на основе Intranet/Internet (GEONET). Autodesk предлагает для таких задач мощную векторно-растровую ГИС Autodesk MapGuide 5. Система позволяет просматривать и запрашивать децентрализованно хранящуюся и ведущуюся пространственную информацию и связанную с ней семантическую информацию тысячам пользователей. Специальное разрешение в MapGuide 5 — Oracle extension — позволяет работать с пространственной информацией, хранящейся в Oracle Spatial.

Сегодня компаниям Autodesk на базе известных решений VISION* (управление национальными и транснациональными сетями, магистралями, территориями) создала сервер пространственных баз данных на основе Oracle Spatial — GIS Design Server. Речь идет о сверхбольших интегрированных БД (VLDB) уровня предприятия, корпорации, крупного города или, например, энергосистемы страны. С сервером могут быть связаны как обычные компьютеры с Autodesk Map в качестве клиента, так и пользователи Web — клиенты Autodesk MapGuide и мобильные устройства (карманные персональные компьютеры) с OnSite «на борту». Таким образом изменяется вся архитектура ГИС-решений Autodesk. Безусловно, основное ее применение — в системах класса AM/FM и в органах государственной власти (ОГВ).

Для освоения и успешного внедрения этого продукта на нашем рынке требуются коллективные усилия достаточно квалифицированных специалистов. Но продукт создан, и его широкое применение — только вопрос времени, а точнее, сформированного «социального заказа».

Тем самым Autodesk предлагает полный спектр продуктов для ГИС, куда можно включить AutoCAD 2002, Map 5, CAD Overlay 2002, Land Desktop 3 (с Civil Design и Survey), Volo, MapGuide 5, OnSite и GIS Design Server. С выходом сервера пространственных данных, интегрирующего все другие геоинформационные продукты, ГИС-решение от Autodesk вышло на качественно новый уровень, а сама компания Autodesk заняла прочные позиции в рядах ведущих «гисовских» фирм.

Технологическая линия GEO+CAD

Сущность AutoCAD заключается не в том, что это мощнейший графический редактор, а в открытости. Именно открытостью и тем, что система имеет собственную среду разработки и тысячи приложений для самых разных областей практики, в том числе электронной картографии, кадастра, AM/FM, ГИС, объясняется феноменальная популярность AutoCAD.

Понятно, что приложения отечественных разработчиков могут занять следующие ниши:

• где нет западных решений в принципе (например, они не применяют наших условных знаков, строят профили, а не картограммы и т.д.);
• где мы можем не хуже, чем они (например, у нас традиционно сильны математики, и мы можем поспорить даже в таких «интеллектоемких» областях, как построение трехмерного рельефа общего вида и решение различных задач геоматики);
• в целом ряде специальных областей;
• и, конечно, где наше — дешевле.

Однако мало просто иметь много продуктов «хороших и разных» — для создания комплексных технологических цепочек (а только такая информатизация дает эффект) необходима еще и «склейка».

Именно этим сложным процессом уже многие годы занимается компания INFARS, собирая разработчиков и координируя их действия, — по сути, организуя их и во многом определяя их приоритеты. Это позволяет ей поставлять комплексные, совместимые между собой решения, максимально приближенные к потребностям заказчиков, учитывающие отечественную специфику, ГОСТы, СНиПы и т.п.

Такой подход, к счастью, разделяют (и активно развивают) наиболее перспективные команды отечественных разработчиков.

Именно так и возникла технологическая линия GEO+CAD. Эта линия открыта для отечественных разработчиков геоинженерных и ГИС-приложений для платформы AutoCAD и других продуктов ГИС-решения компании Autodesk. «Автор» линии — неформальная ассоциация (виртуальная корпорация) разработчиков стран СНГ.

Открывает линию пакет RGS (разработка московской фирмы «Румб») — решение геодезических задач с плотной интеграцией с AutoCAD (разрабатывается и версия непосредственно под AutoCAD).

Одной из первых отечественных фирм, которая вот уже более двенадцати лет работает в области создания геоинженерных AutoCAD-приложений и ГИС-проектов для различных муниципальных служб на основе базовых продуктов Autodesk, является киевская фирма ГЕОКАД. Нельзя здесь не пошутить, что они пошли в ГИС от Autodesk намного раньше, чем сама Autodesk. В линейку ГЕОКАД входят следующие продукты:

• CAD RTR — устранение искажений в полученных методом сканирования растрах. На входе программы — растр и точки привязки, на выходе — максимально достоверно трансформированный растр;
• ТОПОКАД — создание в среде AutoCAD 2000 цифровых моделей местности (ЦММ) и крупномасштабных топографических планов масштабов 1:500-1:5000. Содержит все отечественные стандартные условные топографические знаки — точечные, линейные и площадные. Включает средства получения карты в условных знаках непосредственно в процессе дигитализации или путем накладки (картирования) на контуры, полученные после векторизации. Пакет снабжен встроенной справочно-нормативной базой знаний гипертекстового типа, а также имеет специализированные средства редактирования топографических планов. В пакете реализована обработка полярной съемки (подсистема CAD RGS). Кроме того, имеется модуль CAD PROTECTOR, который обеспечивает защиту передаваемых клиентам DWG-файлов для AutoCAD 2000 с помощью электронного ключа;
• ИКГС — инструментальный пакет, предназначенный для связывания примитивов AutoCAD с формами MS Access 2000 и создания на этой основе гипертекстовых, информационно-картографических систем, делает AutoCAD аналогичным широко применяемым ГИС-вьюверам. Применяется как для организации простых систем типа «карта—БД», так и для привнесения картографических возможностей в сложные системы с базами данных;
• ЗЕМКАД — пакет, предназначенный для раздела полей на участки равной стоимости (паи). Уже на подходе он реализует базовые процедуры САПР землеустроителя, землеустроительного проектирования, присущий ГИС механизм пространственного анализа, выполняя раскрой с учетом неоднородности почв и позволяя находить необходимое решение в интерактивном, человеко-машинном режиме;
• CAD RELIEF — построение трехмерных моделей рельефа поверхности в виде трехмерных граней и карт в изолиниях в среде AutoCAD. Особенности пакета — моделирование нерегулярных поверхностей со структурными линиями и многосвязными границами. Пакет позволяет дополнять цифровые модели местности (ЦММ) моделями рельефа (ЦМР), осуществлять построение профилей и картограмм, определять пути стока жидкостей. На выходе — максимально достоверная для данной входной информации трехмерная поверхность в виде 3D-граней AutoCAD и размещенные на соответствующих уровнях сглаженные изолинии, а при взгляде сверху — высококачественная карта в изолиниях;
• CAD GEO — пакет прикладных программ для обобщения, анализа, интерпретации, текстового, табличного и графического представления результатов инженерно-геологических изысканий и исследований на платформе Windows и AutoCAD (включает модули «Лаборатория», «Зонд-Статика», «Зонд-Динамика», «Каротаж», «Карты фактических данных», «ГеоКолонка», «Разрез», «Гео-3D», «Тренд», «Статистика» и др.). Тестирование данного пакета в базовых организациях уже завершается;
• ПЛАНИКАД — система проектирования генеральных планов и вертикальной планировки объектов промышленного назначения, городской застройки, специальных объектов в среде пакета AutoCAD 2000 и выше. Основные подсистемы: горизонтальная планировка, организация рельефа (вертикальная планировка и построение картограммы земляных работ), сводный план инженерных сетей, благоустройство и озеленение;
• PVS… (разработка фирмы «Когра», Рига) — комплект пакетов: AutoCAD-приложения по проектированию различных инженерных сетей на основе данных о рельефе и о «пересечках» в плане сетей различного вида с заданными профилями.

При необходимости по просьбе заказчика в линейку могут быть включены и другие пакеты — это с одной стороны, а с другой — инициатива может исходить и от разработчиков, желающих обрести уверенность в совместимости своих программ с существующими технологическими линейками. Кроме того, сотрудничество с компанией «ИнфАрС», членом Ассоциации разработчиков корпорации Autodesk, позволяет получать самую свежую информацию, а следовательно, работать на опережение, развивая свои продукты.

Решения для муниципальных ГИС на базе продуктов Autodesk

Специфика муниципальных ГИС по сравнению с мелкомасштабными общеизвестна. Помимо всего прочего, это — насыщенная, интенсивно изменяемая, редактируемая подоснова; взаимосвязанность и децентрализация субъектов ведения геоинформационного ресурса и его пользователей; огромное разнообразие взглядов на городскую реальность (водоканал видит ее по-своему, милиция по-своему, органы архитектуры, земельный комитет… — все по-своему).

Сейчас идет активный процесс создания муниципальных ГИС, в основном для целей кадастра, а в конечном счете — налогообложения. Впрочем, все активнее поднимается вопрос именно комплексных ГИС — общего ядра муниципальной информатики. Достигнуты значительные результаты. Идет вал публикаций.

И все-таки по прочтении многочисленных статей о городских ГИС остается какая-то неудовлетворенность и никак не удается избавиться от ощущения, что зачастую упускается нечто очень существенное, принципиально важное.

В основном муниципальные ГИС строятся не как ГИС инженерного назначения, а именно как управленческие, «для руководителей». На первый взгляд это вполне объяснимо: нужны они одним — проектантам, инженерным службам, реально обеспечивающим жизнедеятельность города, а деньги платят другие — разного рода руководители, в крайнем случае — «фискальщики», удерживающие земельный, например, налог. Отсюда и справедливость стишка: «В ГИС географы в почете, инженеры же — в загоне».

По общепринятому мнению, ГИС нужна сегодня для управления территорией, для развития этой самой территории. А каким путем идет процесс развития? Правильно — путем проектирования. Отсюда простой, банальный, тривиальный — как хотите! — вывод: именно проектировщики являются одними из основных потребителей «гисовской» информации. Они же являются и ее поставщиками. Вывод-то простой, но почему-то постоянно нарушаемый. И очень редко где есть безотказно действующий процесс ГИС-САПР-ГИС-САПР-ГИС…, то есть реальный «кругооборот геоинформации в природе».

В реальных же ГИС одинаково важна, «равностатусна» и топографическая, и проектная информация. Таким образом, и GEO, и CAD. Так что GEOCAD — это фактически связь настоящего, существующего начала (GEO) и будущего, проектного, конструктивного начала (CAD). А применительно к геоинженерному проектированию GEOCAD — это, по сути, в некотором смысле аналог известной аббревиатуры CALC, то есть комплексный подход — от проектирования до сопровождения на всех этапах жизненного цикла.

Следовательно, между ГИС и САПР не существует никаких «перегородок» — они диффузно проникают друг в друга. И в конце концов неважно, на каком инструменте все сделано, — важна легкость, «бесшовность» интеграции.

Однако инструмент все-таки тоже важен. Сегодня CAD-технология как бы переросла себя и смело осуществила экспансию в область ГИС. И это правильно.

Журнал «САПР и графика» уже много сделал для преодоления бытующих и даже преобладающих стереотипов и предубеждений относительно того, что ГИС — это ГИС, а САПР — это САПР. Видимо, сама популярность AutoCAD сыграла здесь злую шутку: крайне трудно идет процесс отказа от стереотипов. (Кстати, то, что в названии продукта пропало слово AutoCAD — теперь он называется просто Autodesk Map 5, — это шаг в верном направлении.)

Рамки журнальной публикации и ее «затравочно-методологический» характер не позволяют даже просто перечислить множество интересных проектов, выполненных в России и СНГ на основе ГИС-продуктов Autodesk. Их слишком много — от ведения дежурного плана, систем для различных инженерных служб (назовем все-таки систему для Киевгаза и созданный на основе выполняемого проекта продукт ГАЗКАД фирмы ГЕОКАД, Киев) до корпоративных ГИС на основе MapGuide (например, фирмы ГРАНИТ, Москва, или ГЕОКАД, Киев).

Но в целом в России — в области ГИС вообще и муниципальных ГИС в частности — продукты Autodesk в силу ряда причин занимают явно не соответствующее их уровню место. Хотя, учитывая технические и внетехнические достоинства ГИС-решения Autodesk — с одной стороны, и жгучие потребности реальной практики (например, просто обеспечения жизнеспособности инженерной инфраструктуры городов) — с другой, должна была сложиться совершенно противоположная ситуация.

Не берясь за перечисление всех достоинств CAD-систем, нельзя все-таки не отметить ее беспрецедентные возможности редактирования, истинную трехмерность, удобство вычерчивания, проверенное и подтвержденное миллионами создателей чертежей, а также бесшовную стыковку с САПР…

AutoCAD поддерживает основные виды топологии и позволяет легко встраивать вычислительные модули третьих фирм (например, в упомянутом пакете ГАЗКАД реализована многоуровневая модель газовой сети крупнейшего города, а в качестве вычислительных модулей используются сертифицированные программы гидравлического расчета).

На сегодня беспрецедентная открытость AutoCAD перешла на качественно другую ступень: теперь можно создавать собственные объекты со своими видом и поведением, в том числе с учетом контекста. При этом работа с ними ничем не отличается от привычной работы со встроенными примитивами AutoCAD. Все это делает современный AutoCAD полноценной графической объектной СУБД.

По мере создания всей линии базовых продуктов Autodesk появилась возможность создавать на их основе все главные ГИС-подсистемы в муниципальных ГИС — от ведения насыщенной подосновы (дежурный план) до системы информирования руководства и жителей города (на основе MapGuide).

При выборе базовых платформ для ГИС нельзя не учитывать и экстратехнические факторы, такие как массовое знание продукта, наличие кадров и литературы и т.д.

Необходимы активная работа ведущих российских фирм-дистрибьюторов и диверсификация их бизнеса — не только комплексные поставки, но и разработка, внедрение и сопровождение ГИС-проектов, то есть в определенном смысле полный цикл бизнеса. Разумеется, это требует гораздо больших трудозатрат, нежели простое продвижение продуктов. Но сегодня это уже очевидная для всех необходимость, которая должна быть реализована.

Нужна инфраструктура — консалтинг, специализация фирм; нужен обмен опытом разработчиков и заказчиков

и т.д. Надеемся, что все это осуществится в самое ближайшее время.

Думаем, что вскоре в журнале появятся публикации об опыте разработки и эксплуатации реализованных ГИС-проектов на основе решений Autodesk.

Заключение

Итак, существуют первоклассные базовые ГИС-продукты компании Autodesk, а многие отечественные разработчики уже создали и готовы впредь создавать необходимые нашим пользователям приложения для открытых платформ AutoCAD, Map, Land Desktop, MapGuide. Остается только скоординировать их так, чтобы они без проблем стыковались между собой. Это отвечает интересам пользователей, а именно в этом и заключается идея открытой линии GEO+CAD.

Есть потребность в реальных муниципальных ГИС-проектах — не только в учетно-регистрирующих, но и в ГИС, завязанных на инженерную, проектную деятельность. Уже имеется значительный — правда, пока разрозненный — опыт отечественных разработчиков по созданию ГИС-проектов на основе ГИС-решения Autodesk.

Но, видимо, — все только начинается. Лозунг Autodesk мы переводим просто: сделаем наконец область ГИС такой же массовой, эффективной и результативной, как область САПР; приблизим решения к земле, реальности. В общем, геоинформатику — в жизнь!

Мы твердо убеждены, что для наших ГИС необходим именно CAD-подход — как приближенный к повседневной проектной практике и реально работающий. Это наше кредо.

Итак, есть все предпосылки, чтобы на деле показать преимущества CAD-подхода в муниципальных ГИС. Надо только, чтобы заработал в полную силу этот самый «+» в формуле GEO+CAD.

Для этого нужны коллективные усилия тех, кто в принципе разделяет мысль о необходимости самой тесной интеграции САПР и ГИС. Именно поэтому мы и решились напечатать эти несколько эмоциональные заметки в «САПР и графике».

«САПР и графика» 8'2001