Игорь Петров, фирма VGIS, Воронеж
Тел/Факс: (0732) 727-157, E-mail: vgis@vmail.ru
ПГИС — новое направление использования ГИС, предназначенное, в первую очередь, для интеграции различных баз данных (БД) предприятий. Благодаря однозначной идентификации объектов предприятий, имеющих территориальную привязку, появляется возможность осуществлять по запросам выборку по объектам из разрозненных БД и выполнять управление (автоматизация процесса инвентаризации основных фондов, складской учет, движение грузов, задачи диспетчеризации, бухгалтерский учет).
Пример ПГИС
Рассмотрим ПГИС на примере действующей первой очереди ГИС-порт. После тщательного поиска подходящей ГИС были выбраны программные продукты ESRI, позволяющие не только создавать геоинформационные базы данных, но и, с появлением MapObjects и ArcIMS, осуществлять формирование единого информационного пространства предприятия. При хорошо развитой компьютерной сети (оптимальным является наличие технологии IntraNet) на рабочих местах руководителей и пользователей достаточно просто создавать интерфейсы для работы с различными БД, благодаря уникальной идентификации объектов предприятия, взятой из геоинформационной базы.
Формирование единого информационного пространства преследует следующие основные цели:
- обеспечение информационной основы для реализации функций управления портовым хозяйством как в отдельных районах, так и порта в целом;
- упорядочение источников основных видов информации;
- формирование организационно-хозяйственной структуры, обеспечивающей функционирование и развитие системы.
Таким образом, назначение спроектированной системы состоит в создании условий для информационного обслуживания органов управления и других заинтересованных структур с целью качественного информационного обеспечения решений оперативных и стратегических задач развития порта, а также в создании условий для формирования и поддержки потока информационных ресурсов, услуг, технологий и средств их обеспечения.
Сфера действия информации, как специфического вида ресурсов, является информационным пространством порта, имеющим свою структуру. Центральное место в этой структуре должно занять информационное пространство геоинформационных систем, имеющее иерархическое строение с наличием определенных горизонтальных информационных связей. ГИС-порт включает в себя множество баз данных разного уровня агрегирования информации — в зависимости от области их использования и характера решаемых задач. Структуризация информационного пространства полностью соответствует иерархии формирования информации, как ресурса, при движении ее до органов управления и включает в себя три уровня:
- Нижний, производственный уровень включает оперативную тематическую информацию;
- Средний уровень, ему соответствует агрегированная производственная или тактическая информация;
- Верхний уровень. Этому уровню соответствует более высокоагрегированная и интегрированная, или стратегическая, информация для руководства, на основании которой принимаются управленческие решения.
Элементы горизонтальной структуры на любом уровне иерархии информационного пространства по выполняемым функциям можно подразделить на 3 группы блоков, таких как источники информации, центры обработки и потребители информации.
Источниками информации являются хозяйствующие субъекты. Источником информации могут быть различные держатели специальных информационных ресурсов.
Центры обработки информации выполняют функции по обеспечению получения необходимых данных, заключающиеся в сборе и подготовке информации в необходимом разрезе, передаче ее потребителям, организации хранения информации.
Потребителями информации выступают органы и подразделения управления на каждом уровне. Определение доступа к информации осуществляется сверху вниз, исходя из потребности в информации органов управления и ГИС — объектов.
Эта модель является повторяемой, т.е. каждый из уровней может иметь такую же информационную иерархию. Также повторяются и горизонтальные связи на каждой ступени иерархии. Техническая связь между элементами как вертикальной, так и горизонтальной структуры осуществляется на базе компьютерных сетей.
Информационный банк данных системы ГИС-порт представляет собой специальным образом организованную совокупность баз данных, в основании которых лежат информационные слои, представляющие собой множество информации об объектах одной природы, описываемых одним набором характеристик. Информационные слои объединяются в информационные карты.
Единую государственную топографо-геодезическую основу геоинформационного пространства составляют фундаментально-базовые слои (ФБС), включающие в себя различные элементы общегеографического содержания. Перечень и характеристики фундаментально-базовых слоев приведены ниже. ФБС содержат наименее изменяемые во времени и пространстве данные, и назначение их заключается в создании предпосылок для организации и поддержки информации в базах данных в актуальном состоянии.
Тематические слои включают в себя информацию для различных служб порта. Они используются при решении задач на различных уровнях иерархии. Требования к тематическим слоям определяются характером решаемых задач. Тематические слои должны содержать информацию, необходимую для решения как своих собственных задач, так и для задач органов управления.
Тематические карты получаются путем наложения тематических слоев на фундаментально-базовые. Таким образом, ФБС являются той единой основой, которая увязывает все информационное пространство в единую информационно-логическую структуру.
Ввиду особого статуса ФБС формирование и ведение их должно осуществляться централизованно и находиться в «одних руках».
Несмотря на относительную стабильность, периодически ФБС подвергаются изменениям. Эти изменения происходят с разной степенью интенсивности — в зависимости от назначения и специфики слоя. Каждое изменение любого из базовых слоев влечет за собой целый каскад изменений в базах данных всех ГИС — объектов. Обеспечить своевременное, актуальное и одновременное поступление изменений по ФБС буквально в каждую БД возможно только при наличии единого «хозяина» этих слоев. Он производит эти изменения, несет ответственность за полноту, точность, корректность и актуальность ФБС и по каналам связи экспортирует их одновременно всем владельцам БД ГИС — объектов в виде обновленной базовой основы для актуализации ими тематических карт путем наложения своих тематических слоев на эту обновленную базовую основу.
Формирование, актуализация, хранение тематических слоев (карт) осуществляется только юридически ответственными за свои предметные области подразделениями порта. Владелец соответствующей карты следит за актуальностью содержащейся в ней информации и предоставляет ее пользователям, использующим эту информацию в своей деятельности. Вносить изменения в эти карты и передавать их для использования в другие службы имеет право только их владелец. Внеся изменения, происходящие по тематическим слоям, владелец такого слоя передает обновленные данные в интегрированный Банк данных порта, не согласовывая их при этом с держателем базовых слоев. Каталог всех тематических карт с указанием их владельцев должен находиться в интегрированном Банке данных порта.
Порядок обмена информацией между уровнями и составными частями системы может быть определен только при разработке технических проектов на соответствующие ГИС — объекты, согласно требованиям и задачам, определенным в техническом проекте на систему поддержки принятия решений органов управления порта.
Важным моментом в проектировании геоинформационного пространства является выбор базового масштаба при формировании фундаментально-базовых слоев. Эти масштабы были определены на основании проведенного анализа использования картографического материала различными пользователями.
Для всей территории порта, таким масштабом стал М 1:500. Более мелкие масштабы должны быть получены путем генерализации картографического материала, заключающейся в отборе показываемых на карте предметов и явлений, обобщении их начертаний (контуров), а также качественных и количественных характеристик с целью отображения наиболее существенных, типичных свойств и характерных особенностей местности.
Стадии и этапы работ
- Приобретение необходимого программного, методического и технического обеспечения для создания ПГИС предприятия (ПГИСП).
- Создание электронной сетки планшетов на территорию предприятия.
- Выбор и утверждение фундаментально-базовых векторных слоев электронной карты предприятия в соответствии с отображенными слоями на планшетах. Их список может, например, быть следующим.
- Линейные покрытия: линии рельефа, линии электропередачи, газопроводы, нефтепроводы, трубопроводы, кабели связи, наземные линейные объекты, линии прочие.
- Точечные покрытия: точечные объекты, комментарии, отметки высот рельефа, отметки высот рельсов.
- Полигональные покрытия: наземные полигональные объекты, наземные полигональные объекты с линиями замыкания, сетка планшетов.
- Создание геоинформационной базы данных предприятия.
Технологический процесс создания ПГИСП
В процессе создания ПГИСП используется следующая последовательность работ:
- сканирование картографического материала;
- подготовка структур баз данных;
- векторизация;
- построение корректных покрытий с различной топологией;
- привязка к графике семантической информации (баз данных);
- получение базовой электронной карты;
- сохранение целостности БД и поддержание информации в актуальном состоянии.
Результаты работ
- Создание топологически верной цифровой карты.
- Привязка данных служб предприятия к векторным слоям для оперативного решения задач.
- Планирование строительства.
- Выдача точных карт на проведение различного вида работ.
- Определение зон обслуживания пожарных бригад, станций скорой помощи, охраны.
- Оценка состояния окружающей среды.
- Планирование мероприятий по охране воздуха и вод.
Создание ГИС-порт проводилось группой специалистов фирмы VGIS (город Воронеж) с ноября 2000 года по февраль 2001 г. Все специалисты имеют сертификаты от ESRI (разработчика программного обеспечения для создания и ведения ГИС) и пяти-семи летний опыт работы по созданию геоинформационных систем.
Рис. 1. Фрагмент векторной карты территории порта.
Для создания базовой цифровой карты (см. рис. 1) применялось следующее программное обеспечение:
- Продукты ESRI: ArcInfo 8.0.2, ArcView GIS 3.2, ArcView 3D Analyst, PC ARC/INFO 3.5.2.
- EasyTrace — векторизатор.
- Разработки фирмы VGIS:
- VGIS-Cadastr — программный комплекс создания и ведения кадастровых систем;
- UtilytisSet.avx — расширение ArcView для создания твердых копий базовой электронной карты;
- Crebat.sml, Creset.sml, Gencov.sml, Realkr.sml — набор программ для автоматизации создания базовой электронной карты.
Проект выполнялся в соответствии с разработанная фирмой VGIS «Методикой создания и ведения кадастровых систем с использованием ГИС ArcInfo».
Развитие ПГИСП
Предполагается развитие созданной системы по следующим направлениям:
- Связь с БД АСУ порта
- Доступ к системе ГИСП служб порта
- Автоматизация процесса актуализации базовой электронной карты порта
- Автоматизация процесса инвентаризации основных фондов порта
- Внедрение автоматических систем слежения за движущимися объектами и персоналом
- Совместное использование ГИСП и системы управления портом
- Моделирование трехмерной поверхности порта (рис. 2).
Рис. 2. Обзорный 3D Вид района порта.
Фирма VGIS готова осуществить предконтрактное решение конкретных проблем предприятий по подготовке и созданию ПГИСП совместно с их специалистами и сформировать на этой основе законченное решение для создания ПГИСП.
Выражаю признательность за подготовку статьи Н.Н. Федоровой (ЦЧОНИИ гипрозем)
