По материалам ArcNews, осень 2001 г.
Город Колорадо-Спрингс, шт. Колорадо, расположен у подножия пика Пайк на высоте около 2 км. Основными источниками доходов являются туризм и спорт, высокие технологии, промышленное производство и военная отрасль. Население города недавно превысило 500 тыс., он вошел в число 100 самых больших городов США и стал 18-м в рейтинге по темпам развития.
Работа отдела ГИС коммунальной службы Колорадо-Спрингс с 1988 базируется на программном обеспечении ArcInfo. Система на основе векторных карт используется, прежде всего, для идентификации и отображения границ участков, зданий и сооружений, улиц, а также для отображения объектов коммунального хозяйства.
Топографическая основа для ГИС была создана сторонними фирмами, имеющими лицензии на использование аэрофотосъемки и ортофотоснимков. Она быстро устаревала, и летом 1999 года стала очевидной перспектива многомиллионных затрат на покупку новых точных карт, создаваемых на основе аэрофотосъемки высокого разрешения на два водосборных бассейна: на район с комплексом очистки воды и по маршруту двух трубопроводов, протянувшихся на 180 миль через Скалистые горы.
После всесторонней оценки проектных требований и сроков, было принято решение о создании карт собственными силами с использованием решений на основе продуктов ERDAS по обработке ортофотоснимков, созданию трехмерных карт и их интеграции в ГИС на базе ArcInfo (рис. 1).
Рис. 1. Созданная в ArcInfo карта района насосной станции Сэнд Крик с подложкой из обработанных в ERDAS IMAGINE оротофотоснимков.
Теперь отдел водных ресурсов коммунальной службы Колорадо-Спингс имеет набор ортофотопланов с разрешением 200 футов в одном дюйме, которые детализируют расположение трубопроводов, водоразделов, резервуаров и гидроэлектрических объектов, а также подробную информацию о параметрах этих объектов (рис. 2). На их основе рассматриваются варианты расширения инфраструктуры комплекса водоснабжения северной части Колорадо-Спрингс.
Рис. 2. Окно ERDAS IMAGINE. Координаты любой точки трубопровода Хомстейк могут быть получены и проверены с помощью инструментария IMAGINE OrthoBASE. По этим точкам в IMAGINE VirtualGIS можно задать маршрут пролета над местностью.
Что не менее важно, завершив два проекта по созданию собственных карт, отдел водных ресурсов сохранил отведенные на них $1,8 млн. Полученные навыки по обработке снимков с высоким разрешением помогут коммунальной службе Колорадо-Спингс рентабельно и эффективно поддерживать ГИС. Это позволит оперативно принимать решения в условиях постоянно меняющихся законов по охране окружающей среды и правил безопасности работ с коммуникациями по очистке воды и поставке природного газа.
Проект прокладки трубопровода в горах Колорадо
Трубопроводы общей длиной более 200 миль доставляют воду из горных коллекторов в предгорные озера. Получение точных сведений о детальных особенностях рельефа по маршрутам трубопроводов и о состоянии инфраструктуры по каждому участку трубопровода (землевладелец, автодороги, ограждения, озера и потоки, близость населенных пунктов) — первоочередная потребность для отдела водных ресурсов Колорадо-Спрингс.
Используя ERDAS IMAGINE и модуль Stereo Analyst, отдел водных ресурсов получает данные о состоянии трубопроводов, создает на их основе базовую карту, интегрирует их с данными GPS и метаданными для создания более детальных карт. В этой деятельности очень важное значение имеет практически полная совместимость программных продуктов ERDAS и ESRI. Последние позволяют в полной мере использовать карты, созданные на основе снимков, создавать по ним различные диаграммы, такие, например, как диаграмма степени достижимости трубопроводов, эксплуатационной хронологии, а также графиков будущих потребностей в водных ресурсах. Карты будут также использоваться для контроля землепользования и проведения работ в полосе отчуждения водопроводов.
«Наличие точной топографической информации реально помогает нашим ремонтным бригадам при устранении утечек и проведении планового технического обслуживания трубопроводов», — объясняет Майк Вайт, старший аналитик центра ГИС отдела водных ресурсов. «Они должны знать, с какими землевладельцами входить в контакт при проведении работ на трубопроводе, где проходит полоса отчуждения, границы участка, где находятся подсобные помещения, как удобнее всего добраться до трубопровода».
Рис. 3. Ортофото насосной станции Сэнд Крик после обработки в ERDAS IMAGINE и ArcInfo.
Применение высококачественных ортофотоснимков (рис. 3) позволило коммунальной службе Колорадо-Спрингс снизить стоимость проекта на 90% и завершить его на несколько месяцев быстрее. «Использование программных продуктов ERDAS позволило нам вести контроль качества каждого картографического проекта в соответствии с заданными требованиями», — подчеркивает Вайт.
Судя по имевшемуся опыту, выполнение такого картографического проекта при условии создания векторных карт сторонними организациями потребовало бы $2 млн. инвестиций. Затраты на разработку такого проекта своими силами с использованием решения от ERDAS, включая стоимость программного обеспечения, оборудования и рабочей силы, составят около $200 тысяч.
Проект очистки воды
Отдел водных ресурсов также использует снимки, чтобы создать подробные планы установок по очистке воды в северной части Колорадо-Спрингс (рис. 4). Собранные данные необходимы в задачах планирования технического обслуживания, оценки будущих потребностей потребления воды и повышения производительности этих установок.
Рис 4. Снимок резервуара Николс, в котором накапливается талая вода с горных склонов. Такие резервуары используются для сбора воды перед ее подачей на очистные установки.
В рамках проекта проводился сбор точных трехмерных данных по району 25-мегаваттной гидроэлектростанции, находящейся в устье подземного трубопровода, по которому поступает вода из резервуара Рампарт. Работы были завершены за две недели, их стоимость составила $3,5 тыс. вместо $50 тыс. при заказе сторонним фирмам.
Решения ERDAS
Вайт отмечает, что отдел водных ресурсов очень доволен качеством полученных данных и используемым решением на основе программных продуктов ERDAS. Теперь коммунальная служба Колорадо-Спингс может обновлять и поддерживать свою ГИС, используя ортофотоснимки и линейку продуктов для их обработки: IMAGINE Advantage, IMAGINE OrthoBASE, Stereo Analyst и IMAGINE VirtualGIS. Есть также намерение использовать новую версию IMAGINE OrthoBASE Pro для автоматического извлечения информацию о высотах со снимков, что существенно повышает производительность работ.
Послесловие
Работая с продуктами ERDAS, сотрудники коммунальной службы Колорадо-Спрингс открыли много новых возможностей автоматизации своей работы. Эти возможности далеко выходят за рамки описанных выше проектов водоснабжения, в которых использовались обычные аэрофотоснимки. Вот одна из таких возможностей.
Каждые 10 лет города и муниципалитеты штата должны представлять отчеты о размерах ирригационных территорий, обслуживаемых местными коммунальными службами. Такие работы традиционно отнимали много сил и финансов.
Теперь решено для инспекции полей орошения в районе Колорадо-Спрингса общей площадью 204 кв. мили использовать инфракрасную съемку. На полученных снимках поля орошения хорошо дешифрируются и возможно проведение их классификации средствами ERDAS IMAGINE. Планировщики могут выявить деревья и другую растительность в пределах обводненных зон и точно определить общую площадь ирригационных земель, обслуживаемых коммунальщиками. После этого можно достаточно просто и быстро совместить полученную информацию с границами землеотводов, провести детальный анализ всего массива данных средствами ArcInfo.
За дополнительной информацией обращайтесь к Майку Вайту, эл. почта: mwhite@ CSU.org.
