Распределённая геоинформационная система

1.Введение

Усложнение задач управления развитием территории города, хозяйственными процессами и комплексами объектов привело сегодня к необходимости обеспечить в городах сбор и обработку достоверной информации об объектах, размещенных на территории, в совместимых и взаимосвязанных базах данных. Так актуальными являются задачи информационного обеспечения процессов эксплуатации зданий и инженерных коммуникаций, процессов строительства и реконструкции кварталов, обеспечения рынка объектов недвижимости достоверной информацией об условиях использования земельных участков и их состоянии, состояния системы жизнеобеспечения города… Без привлечения информационных технологий эти и другие задачи повышения эффективности управления городской территории становятся неразрешимыми. Трудно обеспечить информацией и перспективные технологии оформления документов в городе по принципу «одного окна».

Во многих городах городские службы в последние годы овладели основами геоинформационных технологий, используя в своей работе геоинформационную систему (ГИС) «ИнГео». Созданы цифровые карты разных масштабов.

Однако, вследствие большого объема данных, отображаемых на этих картах, процесс их ввода в компьютеры и дежурства является весьма затратным как по времени, так и по финансам и неосуществим силами одной организации. Некоторая важная информация вообще не требует своего геодезически точного отображения на карте, что позволяет вводить ее даже нелицензированными организациями (например, маршруты городского транспорта).

Очень сильно усложняют процессы доступа разных организаций к единым картографическим ресурсам требования секретности картографической информации, что не позволяет в обозримом будущем надеяться, что все заинтересованные организации города смогут работать с цифровой картой в рамках единой компьютерной сети.

В то же время задача создания и коллективного ведения единой эталонной цифровой карты города должна быть решена, т.к. с ее помощью можно гораздо легче решать многие задачи по учету объектов и оформлению документации по эксплуатации объектов и передачи прав на них. В конечном счете это ведет к высокой управляемости территорией и серьезной оптимизации расходной части городского бюджета.

Для решения этих задач Центр системных исследований «Интегро» разработал на основе своей ГИС «ИнГео» систему ведения единой цифровой карты территории несколькими организациями, не обязательно связанными между собой электронными каналами связи. Такая система получила рабочее название «Распределенная ГИС «ИнГео»» (РГИС). Задачей РГИС является обеспечение регистрации изменений на различных копиях карт в разных организациях и корректное «сведение» их на эталонной карте с возвратом изменений на удаленные копии карт.

2. Цели создания распределённой геоинформационной системы

Целями создания РГИС являются:

  • снижение сроков подготовки градостроительной документации на территорию города;
  • снижение сроков подготовки разрешительной документации на строительство/реконструкцию объектов недвижимости.
  • снижение сроков подготовки документации для лотов на аукционы по передаче прав на объекты недвижимости (обеспечение наложения сервитутов);
  • моделирование физических процессов в инженерных сетях города;
  • снижение бюджетных затрат на капитальный ремонт инженерных сетей, объектов благоустройства, ремонта дорог;
  • и др.

3. Основные функции РГИС

Участниками РГИС могут быть различные организации города, работающие в рамках единой общегородской муниципальной информационной системы с ГИС-компонентой и выполняющих совместное ведение цифровых карт города.

РГИС можно применять в крупной организации (на заводе), где участниками РГИС могут являться подразделения и отделы, ведущие работы в рамках единого генплана предприятия и не связанные в единую компьютерную сеть.

Даже небольшая организация может использовать РГИС для ведения работ над единой картографической базой. При этом участниками РГИС могут быть отдельные сотрудники, ведущие работы вне зоны досягаемости локальной сети организации (например, на выезде или дома).

Пусть в городе имеется так называемая «эталонная карта», которая размещена на центральном компьютере в организации-Центре, уполномоченной быть «хранительницей» эталонной карты. Пусть создается несколько копий эталонной карты с какими-то ограничениями по сравнению с эталонной: в копии могут быть представлены не все картографические слои или всего лишь часть территории, ограниченная полигоном. Эти копии передаются в удаленные организации, которые называются далее «участниками РГИС».

ГИС_6.png

Участникам РГИС передается право редактированием своей «удаленной копии» в соответствии с установленными для них правами доступа к карте. РГИС запоминает все изменения на карте, вносимые пользователями удаленной организации. Эти изменения по заранее определенному регламенту (например, раз в неделю) копируются администратором удаленной системы на некоторый носитель информации, который переносится (пересылается) в организацию-Центр.

РГИС Центра осуществляет перенос изменений из «удаленной карты» в эталонную. При этом системой полностью протоколируются все изменения, а также разрешаются «конфликты» с информацией, если сразу нескольким организациям определена возможность редактировать объекты одних и тех же картографических слоев на своих «удаленных картах». В некоторых случаях РГИС требует привлечения специалиста для разрешения наиболее сложных конфликтов и принятия решения.

После сбора на «эталонной карте» всех изменений с «удаленных карт» проводится обратная процедура: в соответствии с полномочиями «удаленных организаций» РГИС выполняет перенос соответствующих частей «эталонной карты» на носители, отсылаемые в «удаленные организации». Там проводится аналогичная операция – слияние изменений, сведенных в Центре на эталонной карте, с «удаленной картой» организации. Если за время между отсылкой изменений в Центр и приемом данных из эталонной карты, на карте, находящейся в удаленной организации, произошли изменения, то локальная компонента РГИС выполняет корректное совмещении данных с указанием в случае необходимости обнаруженных информационных конфликтов, которые могут быть скорректированы пользователями.

Таким образом, распределенная ГИС в соответствие с установленными правами доступа к данным обеспечивает:

а) информационно совместимое и согласованное ведение информации о территории города на основе единой информационной технологии;

б) совместное ведение цифровых карт всеми организациями, обеспечивающими проектирование, создание и эксплуатацию зданий и сооружений (в т.ч. инженерных коммуникаций), дорог, других объектов;

в) автоматизированный взаимообмен изменяющимися картографическими и семантическими данными между системами всех организаций-пользователей РГИС;

г) ведение и обновление эталонной цифровой карты города разных масштабов;

д) обеспечение необходимого уровня защиты режимной информации, концентрируемой в базах данных РГИС и передаваемой между ее подсистемами;

е) проведение обмена изменениями на карте путем переноса информации между организациями на CD ROM, по E-mail, в рамках единой компьютерной сети, между сетями по «мостам», на HDD и любым другим способом;

ж) каждая организация может вести на своей «удаленной карте» приватные картографические слои, не передаваемые в Центр, или «привязывать» к объектам на карте произвольную паспортную (семантическую) информацию, которая также не передается в Центр.

4.Принципы работы РГИС

Итак, основным звеном системы является Центр РГИС. Центр РГИС решает следующие задачи:

  • Содержание полной эталонной карты. Работа с эталонной картой ведется в Центре только в монопольном режиме при помощи специальных утилит РГИС. Изменения в эталонные данные могут производиться только на основе изменений, полученных от других участников РГИС и прошедших автоматическую или интерактивную (с участием специалиста) приемку в Центре.
  • Ведение реестра участников РГИС. В центральной РГИС содержится информация обо всех участниках РГИС. Для каждого участника метаадминистратором Центра определяется подмножество эталонной карты и права доступа пользователей организации к удаленной карте. Ограничить подмножество карты, которое перейдет в ведение удаленной организации, можно структурно (набором слоев) и территориально (контуром). Права доступа определяют уровень возможностей пользователя организации вносить изменения в удаленную карту.
  • Приемка изменений от уполномоченных участников РГИС. Удаленные организации регулярно поставляют в Центр изменения, производимые ими в удаленной карте. Такие изменения поступают в Центр в виде специальных обменных файлов, доставка которых может быть организована по электронной почте, протоколу FTP или просто на CD ROM или другом носителе при помощи курьера. Все изменения, поступившие в Центр, помещаются во временный накопитель и находятся там до начала приемки. В определенное время специалистами Центра осуществляется приемка данных в эталонную карту, поступивших от субъектов РГИС. Процесс приемки производится под наблюдением уполномоченного специалиста Центра. При обнаружении (автоматическом) конфликта принятых изменений между собой или при обнаружении некорректных данных специалист может принять решение об отклонении отдельных изменений. После завершения приемки, изменения применяются системой к эталонной карте (базе данных).
  • Рассылка обновлений эталонной карты участникам РГИС. Для содержания информации в актуальном состоянии Центр регулярно отправляет обновления данных всем удаленным организациям-участникам РГИС. Обновления формируются каждый раз после приемки изменений и помещаются в выходной накопитель. Как и в случае с принятием изменений, обновления представляют собой файлы, которые могут быть доставлены адресатам аналогичными способами.

Перечисленные выше задачи решаются специалистами Центра при помощи программного обеспечения управления Центром РГИС.

Для функционирования РГИС каждая организация-участник устанавливает программное обеспечение РГИС для выполнения следующих задач:

  • Отслеживание изменений общих данных. Любая попытка внесения изменений в общие данные автоматически проверяется на допустимость (согласно правам доступа участника). Если изменения нарушают права, то измененный объект автоматически возвращается системой в исходное состояние. Если же изменения допустимы, то запись об этих изменения помещается в специальный журнал, на основе которого впоследствии будут формироваться файлы с изменениями для отправки в Центр.
  • Отправка изменений в Центр. Регулярно участник формирует файлы изменений для отправки в Центр. При формировании производится анализ журнала изменений общих данных и информация из журнала перемещается в файл изменений. Сформированный файл помещается в выходной накопитель. В определенное время файлы из выходного накопителя доставляются на сервер одним из способов, описанных выше. Затем на сервере производится приемка этих изменений.
  • Приемка обновлений из центра. По мере изменения данных в эталонной карте, из Центра поступают обновления данных. Все поступившие обновления помещаются во входной накопитель участника. В определенное время уполномоченный специалист организации  производит приемку обновлений в удаленную карту участника РГИС. Обновления данных от Центра производятся полностью в автоматическом режиме.

Перечисленные выше задачи решаются при помощи программного обеспечения управления субъектом РГИС.

5. Предметные задачи, решаемыев организациях-участниках РГИС

Организации-участники РГИС могут эффективно использовать цифровую карту М1:500 и карты других масштабов для решения, например, следующих задач:

Главархитектура:

  1. Быстрая подготовка качественной разрешительной документации для инвесторов при оформлении разрешительной документации на проектирование объектов строительства (например, с помощью системы «Мониторинг» ЦСИ «Интегро»).
  2. Снижение затрат на дежурство топоосновы в цифровой форме.
  3. Снижение на 25-30% затрат на разработку и корректировку градостроительной документации (генпланов, концепций развития районов и др.).
  4. Снижение затрат на градостроительное проектирование.
  5. Выдача справок руководству города с достоверной информацией о состоянии произвольного участка территории.
  6. Практически мгновенная и точная градостроительная оценка любого участка территории (необходимо создание соответствующей программной системы).
  7. Оценка потребностей в инженерных ресурсах в каждом проектируемом квартале.
  8. Оценка эффективности планируемых градостроительных изменений на территории города.
  9. Градостроительная оценка эффективности вариантов реконструкции инженерных сетей города.

Комитет по управлению муниципальным имуществом (КУМИ):

  1. Оформление документации для сделок с муниципальными объектами недвижимости.
  2. Ведение реестра объектов муниципальной собственности (земельные участки, муниципальный жилой и нежилой фонд, инженерные коммуникации).
  3. Объективная оценка объектов недвижимости, в т.ч. массовая (включая построение зон дифференцированных арендных ставок), а также разработка ценовых зон.
    (Рекомендуется в связке с ГИС «ИнГео» использовать систему «Имущество» ЦСИ «Интегро», автоматизирующую все основные технологические процессы в КУМИ).

Инженерные предприятия:

  1. Учет и паспортизация инженерных сетей.
  2. Сокращение времени согласования теухсловий.
  3. Сокращение времени согласований при разрытиях.
  4. Моделирование физических процессов в коммуникациях.
  5. Автоматизация процесса определения затрат на ремонт и реконструкцию инженерных сетей.

Управление жилищного хозяйства (УЖХ):

  1. Паспортизация жилого фонда и информационное обеспечение процессов эксплуатации зданий.
  2. Определение мест аварий в квартальных сетях.
  3. Автоматизированная оценка капитальных затрат на ремонт внутриквартальных сетей.
  4. Учет и выдача заданий ремонтным бригадам и др.

Управление коммунального хозяйства (УКХ):

  1. Автоматизированное определение затрат, требуемых на асфальтирование дорог.
  2. Паспортизация дорог.

Проектные организации:

Генпланы проектируемых объектов недвижимости.