М.Б. Гузаиров, д.т.н., ректор УГАТУ, С.В. Павлов, д.т.н., зав. кафедрой ГИС, УГАТУ, О.И. Христодуло, к.т.н., доцент кафедры ГИС, УГАТУ, Уфа, Башкортостан, Россия, Тел.: 8(3472) 737876, 730672; 8(3472) 73-77-33,
e-mail: psvgis@mail.ru
Введение
Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет (УГАТУ) является большой, территориально распределенной организацией, в которой работают и обучаются тысячи людей. Отдельные подразделения (филиалы, базы отдыха и др.) и объекты (студенческий городок, газовка, корпуса и др.) университета находятся на значительном расстоянии друг от друга и действуют в разных условиях. Учет местоположения подразделений и объектов, а также окружающих их условий, существенно влияет на управление деятельностью университета в целом.
Для эффективного управления хозяйственной и образовательной деятельностью университета, решения задач планирования и оперативного обеспечения руководства полной и достоверной пространственной информацией требуется разработать геоинформационную систему (ГИС): совокупность технических, программных и информационных средств, обеспечивающих ввод, хранение, обработку и интегрированное представление пространственных и соотнесенных с ними атрибутивных данных. Такая ГИС позволит охватить разные стороны учебного процесса, автоматизировать часть административно-хозяйственной деятельности и управления финансами, обеспечить информационную поддержку принятия решений по основным направлениям деятельности вуза. Кроме того, ГИС УГАТУ предоставит студентам, преподавателям, сотрудникам вуза и внешним организациям, заинтересованным в совместной деятельности, максимально открытый доступ к информации о различных сторонах деятельности вуза.
Постановка задачи
Исходя из опыта авторов по разработке прикладных ГИС в других предметных областях, из анализа функций управления ВУЗом, ГИС УГАТУ призвана решить следующие классы задач:
- систематизация, интеграция и верификация всей информации о пространственных объектах университета;
- оперативное и качественное получение в электронном и бумажном видах справочной информации по всем пространственным объектам;
- учет и планирование ремонта зданий, сооружений, инженерных коммуникаций;
- планирование и моделирование строительства новых и реконструкции существующих объектов;
- оптимизация размещения различных объектов на соответствующей территории;
- оптимизация размещения представительств университета на территории Республики Башкортостан и России;
- анализ «рынка абитуриентов» и рынка образовательных услуг.
- Геоинформационная система университета должна включать следующие тематические разделы:
- размещение основных объектов университета на географических картах различных масштабов (России, Республики Башкортостан, отдельных городов и районов), включая границы земельных участков и планы зданий;
- схемы основных коммуникаций: электросети, сети связи, трубопроводы, автомобильные дороги и проезды;
- планы земельных участков и зданий;
- поэтажную планировку зданий;
- атрибутивную информацию обо всех пространственных объектах.
Реализация
Разработка и создание ГИС УГАТУ осуществляется в следующей последовательности:
- составление и утверждение технического задания на разработку ГИС УГАТУ;
- предпроектное обследование и разработка на его основе функциональной и информационной моделей использования пространственной информации при управлении деятельностью университета;
- разработка структуры картографической и атрибутивной баз пространственных данных и их согласование с существующими базами данных;
- оцифровка и верификация картографической и графической информации;
- заполнение (дополнение) атрибутивной базы данных и ее интеграция с картографической базой данных;
- разработка программного интерфейса пользователя для работы с ГИС УГАТУ;
- разработка эксплуатационной документации на ГИС УГАТУ;
- внедрение в опытную эксплуатацию.
В результате создания и внедрения ГИС УГАТУ ожидается получение следующего эффекта:
- повышение оперативности и качества предоставления информации о пространственных объектах руководству университета;
- повышение точности и достоверности, уменьшение противоречивости информации о пространственных объектах;
- улучшение информированности потенциальных абитуриентов и партнеров университета о его основных характеристиках;
- сокращение расходов на поддержку в актуальном состоянии и оформление документации (планов, схем и чертежей).
Сейчас разрабатывается первая очередь ГИС УГАТУ (рис. 1), целями которой является предоставление полной и достоверной справочной информации руководству университета, наглядное изображение всех объектов университета (включая филиалы и базы отдыха) и проведение компьютерной экскурсии по УГАТУ.
Рис. 1. Структура пространственной информации первой очереди ГИС УГАТУ.
Функциональная модель и интерфейс ГИС УГАТУ
Главная особенность создания современных корпоративных систем состоит в концентрации сложности на начальных этапах анализа требований и проектирования спецификаций системы при относительно невысокой сложности и трудоемкости последующих этапов. Для преодоления сложностей начальных этапов разработки часто используется структурный анализ — метод исследования, который начинается с общего обзора системы и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру с увеличивающимся числом уровней. По такой схеме и создается функциональная модель предметной области разрабатываемой геоинформационной системы. А исходя из этой модели и ожидаемой отдачи от системы разрабатывается и совершенствуется ее интерфейс. В настоящее время он предоставляет описанные ниже картографические возможности, основанные на средствах ArcGIS.
При входе в ГИС УГАТУ активизируется стартовый скрипт, подключающий и отображающий карту мира, на которой флажками показаны города, с которыми университет ведет активное сотрудничество в области науки и образования (рис. 2).
Рис. 2. Карта мира.
На следующей карте (рис. 3) флажками отмечены филиалы университета, расположенные по всей республике, в городах Нефтекамск, Туймазы, Белебей и других. При наведении курсора мыши на флажок «Уфа», автоматически загружается карта Уфы с подключенными слоями. На рис. 4 флажками показаны все объекты УГАТУ, находящиеся в г. Уфе: спортивный лагерь «Авиатор», газовка, студенческий городок, ДК «Авангард», корпуса УГАТУ. Подключая или отключая слои электронной карты в окне легенды, пользователь может отображать нужную ему в данный момент информацию и не перегружать карту.
Рис. 3. Филиалы УГАТУ в Республике Башкортостан.
Рис. 4. Объекты УГАТУ в г. Уфе.
Нажав на кнопке «УГАТУ» на панели управления картами, либо указав курсором на флажок «УГАТУ» и щелкнув левой кнопкой мыши, можно загрузить генеральный план УГАТУ (рис. 5). В данном случае на карте подключены слои расположения корпусов и инженерных коммуникаций, таких как водопровод, газопровод, канализация, различного типа кабели, теплосеть, колодцы, камеры и люки. Объекты каждого слоя отображаются своими символами. Можно отключить часть слоев и отобразить только слои нужных коммуникаций. На практике это позволяет эффективно организовать работу сотрудников административно–хозяйственной части по содержанию сетей и проведению ремонтных работ, получить полную информацию по конкретному виду коммуникаций или интересующему объекту (рис. 6).
Рис. 5. Генеральный план УГАТУ.
Рис. 6. Атрибутивная информация о газопроводе.
Панель управления корпусами предназначена для подключения плана любого этажа выбранного корпуса. Дальнейшая детализация позволит получить план и фотографию выбранной комнаты, увидеть комнату «изнутри»: сколько и какие предметы в ней имеются, где находится блок розеток и как расположены окна. Далее можно получить информацию о сотруднике или преподавателе, который работает в данной комнате (рис. 7).
Рис. 7. План второго этажа шестого корпуса и одной из комнат.
Созданная первая очередь ГИС УГАТУ включает в себя картографические и атрибутивные базы данных, интерфейс пользователя и позволяет решать следующие задач:
- предоставление пространственной информации по объектам УГАТУ;
- поиск и отображение на электронных картах разных масштабов всех корпусов учебного городка, зданий и объектов УГАТУ;
- поиск и отображение схем основных коммуникаций: трубопроводов, электросетей, сетей связи, автомобильных дорог и проездов;
- поиск и отображение поэтажной планировки зданий.
В дальнейшем планируется вести работы по следующим направлениям:
- увеличение объема данных путем интеграции в единую информационную систему уже существующих в УГАТУ автоматизированных систем;
- расширение системы и более удобный доступ к данным путем организации Internet-связи со всеми филиалами УГАТУ как по республике, так и по городу;
- использование современного программного обеспечения для более качественного и реального воплощения разрабатываемой ГИС;
- возможность внедрения ГИС в другие университеты. В частности ведутся переговоры с Уфимским Государственным Нефтяным Техническим Университетом и университетом г. Карлсруэ (Германия).
Литература
1. Павлов С.В., Хамитов Р.З. Комплексное решение некоторых задач управления предприятиями нефтегазового комплекса республики Башкортостан на основе ГИС технологий. // Нефтегазовое дело – 2003. №1. с. 75-84.
2. Павлов С.В. ГИС для информационной поддержки деятельности по предупреждению и ликвидации последствий ЧС. // ArcReview – 2003. №3(26). с. 15-17.
