Источник: статья в ArcNews, весна 2004 г.
В течение более чем 40 лет Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (НАСА) и военно-воздушные силы США, совместно использующие мыс Канаверал во Флориде, совершают удивительное и внушающее благоговейный трепет деяние – запуск космических аппаратов из заповедника. В последнее время управление столь сложным делом значительно упростилось. Используя собственные ресурсы и данные, космический центр НАСА им. Кеннеди и 45-я авиакосмическая база ВВС внедрили общую ГИС.
Известные под общим названием «Космодром мыс Канаверал», стартовые площадки, административные офисы, научные и образовательные учреждения рассеяны на площади в многие тысячи акров. Эта территория включает огромный блок охраняемых земель, с которых НАСА запускает шаттлы, а военно-воздушные силы – одноразовые, беспилотные ракеты-носители.
Пара скоп свила гнездо на вышке у пресс-центра космического центра Кеннеди (фото сделано на фоне ангара с логотипом НАСА).
За управление специализированными службами сложного технологического комплекса – испытательными полигонами космодрома, гражданскими сооружениями, инженерными службами, службами поддержки инфраструктуры, поддержания безопасности, логистики, информационных технологий, административными и медицинскими службами, а также службами окружающей среды в качестве подрядчика отвечает Служба снабжения и обслуживания космодрома (SGS — Space Gateway Support). Контракт SGS является уникальным в истории космодрома. Он сочетает действия НАСА и ВВС и, на данном этапе, включает в себя такие направления, как улучшение обслуживания, упрощение хозяйственной деятельности и сокращение общих расходов.
Применение общей ГИС космодрома на мысе Канаверал (CCSGIS – Cape Canaveral Spaceport GIS) продвинула эти усилия еще на шаг вперед. «Система представляет совместные интересы двух разных федеральных агентств, – говорит Билл Сэмпл, руководитель службы SGS, – это слияние их активов для более эффективного достижения общей цели, имеющей отношение к научной миссии НАСА и задачам национальной безопасности».
Карта Космического центра Кеннеди и авиакосмической базы на мысе Канаверал. ГИС космодрома отвечает за картографирование общей инфраструктуры.
Доступ к CCSGIS возможен только внутри существующих систем информационной защиты. ГИС нацелена на сбор, хранение, отображение и анализ географической информации в пределах Космодрома. Основываясь на совместимости программного обеспечения от ESRI с другими ГИС-системами и базами данных, SGS создала CCSGIS на базе ArcView, ArcInfo, ArcSDE и ArcIMS. В целом, корпоративная система представляет собой структуру веб-сайтов и специализированные приложения для выполнения разнообразных задач – от управления окружающей средой до конфиденциального общения между офисами. «В 1998 году, – вспоминает Сэмпл, – мы приняли решение разработать ГИС за пять лет. И, в сущности, это была вся имеющаяся на начало проекта информация. За эти годы мы смогли построить систему с самого начала».
Применение CCSGIS
Для разработки системы использовался подход к управлению проектами, рассчитанный на команду специалистов разного профиля – по информационным технологиям и ГИС, экономистов по недвижимости и инженеров-планировщиков. Используя базу данных Oracle, связанную с ArcGIS посредством ArcSDE, SGS создает информационный ГИС-архив всего космодрома, объединяя данные из разнообразных источников и форматов. «Большая часть данных хранилась в печатном виде и в виде чертежей САПР, – комментирует Билл Стокел, руководитель отдела информационных систем по недвижимости SGS. Это не было интеллектуальной информационной средой – отсутствовала связанная информация. Применение CCSGIS было большим шагом вперед для наших клиентов».
Рыжая рысь в национальном заповеднике Остров Меррит.
Первый старт ракеты Боинг Дельта IV с авиакосмической базы Мыс Канаверал.
Процесс сбора и обработки данных действительно был сложным. Аэрофотоснимки использовались для выделения объектов и как фон для приложений ArcView, ArcInfo и для Интернет. Помимо выделения объектов, много сил было потрачено на извлечение и объединение других данных по сооружениям космодрома, трубопроводам, электрическим сетям, дорогам и природным ресурсам. Данные выбирались из существующих источников или собирались в поле. В созданном комплекте один только раздел учета недвижимости объединял 13 баз данных.
Когда данные были скомпилированы и рассортированы, персонал SGS начал использовать CCSGIS в качестве панели запуска приложений и реализации специализированных проектов.
Охрана природы
Непосредственно под операции запусков отведена относительно небольшая часть территории космодрома на мысе Канаверал. Из примерно 157 000 акров, на которых находится космодром, более 90% (148 000 акров) зарезервированы под сохранение и восстановление природных ресурсов. Основную площадь занимают национальный заповедник Остров Меррит и Национальное побережье мыса Канаверал, а также природоохранные зоны рек Банана и Индиан, по которым проходят внешние границы космодрома.
Представленные в основном солоноватыми эстуариями и болотами, охраняемые земли включают семь отдельных типов обитания и являются местом зимовки перелётных птиц. На космодроме отмечены более 1000 видов растений и животных, 89 из которых находятся под угрозой исчезновения или относятся к особо охраняемым. Среди обитателей мыса: ламантины, морские черепахи, соколы-сапсаны, американские клювачи и аллигаторы. Совместное существование пусковых установок и прочей инфраструктуры с подобными природными ресурсами – сложный процесс балансирования. CCSGIS формирует основу для успешного сохранения природы района, позволяет связать физическое местонахождение и атрибуты с пространственными данными.
Географическое планирование – одно из приложений, доступных пользователям ГИС космодрома на мысе Канаверал для просмотра ГИС-данных в Интернет.
При обслуживании инфраструктуры космодрома SGS отвечает за управление средствами утилизации сточных вод, опасными отходами, источниками загрязнения воздуха, свалками, регулируемыми системами отстойников, а также за строительство новых и восстановление старых сооружений. Ежегодно SGS собирает и анализирует более чем 3000 проб на соответствие более чем 200 требованиям, предъявляемым к состоянию окружающей среды.
CCSGIS не только помогает облегчить управление данными и их обновление, но и улучшает процесс принятия решений, благодаря возможностям детального анализа и моделирования. С момента создания система использовалась для построения схем прокладки коммуникаций, планирования новых сооружений, размещения смотровых колодцев и регулируемых источников загрязнения, а также для определения важных местообитаний животных. Например, функциональность ArcView и ArcInfo использовалась для быстрой оценки возможного влияния прокладки новых коммуникаций на популяции гоферов методом картирования их нор. Использование баз данных Oracle под управлением ArcSDE при размещении цистерн с топливом и систем управления ливневыми стоками помогло быстро проанализировать имеющиеся и разработать новые нормативные требования, а также методики оценки стоимости обновления или модификации существующих систем.
Управление людскими ресурсами
При населении и объемах материального обеспечения, как у небольшого города, контроль состояния окружающей среды является лишь одной из важных задач при обслуживании космодрома. После начала функционирования CCSGIS началась работа по расширению ее возможностей и сфер использования. Был обеспечен многопользовательский доступ к данным через веб-вьюер карт космодрома (Spaceport Map Viewer).
Один из 5000 Американских аллигаторов, живущих в национальном заповеднике Остров Мерритт в Космическом Центре Кеннеди.
Этот вьюер позволяет отображать информацию о планиметрии, материальных активах и их эксплуатации, кроме того пользователи могут рисовать простую графику и добавлять текст на карты. Эти возможности обеспечиваются за счет использования коннектора ColdFusion (CF) от ESRI, позволяющего с помощью CF-тегов показать динамическое наполнение из ArcSDE. Все пространственные данные хранятся в базе данных Oracle, а вьюер масштабируемой векторной графики от Adobe (SVG) предоставляет возможности прорисовки и отображения. Создание изображений запускается при обращении к ArcSDE из коннектора CF с помощью связанных с ним специализированных CF-тегов, совместно с трансформациями XML и XSL, использующимися для перевода ArcXML в SVG-XML. Java-компонента обеспечивает в системе контроль качества, проверяя, действительно ли фигуры, прорисованные SVG, являются реальными полигонами.
Богатая функциональность Spaceport Map Viewer предоставляет основу для большого количества специализированных вспомогательных приложений. Эти инструменты, разработанные в соответствии с повседневными требованиями пользователей, обеспечивают решение многих задач – от генерального планирования до картографирования мест, где разрешены земляные работы, и отслеживания случаев нарушения требований безопасности.
Виды ракетной базы Космического Центра им. Кеннеди в ArcGIS и Spaceport Map Viewer.
На космодроме по контракту работает более 2000 человек, а в целом население достигает 25000 человек. Как следствие, отмечается большое количество инцидентов, связанных с безопасностью и правопорядком. Для их контроля и эффективного отслеживания SGS создала защищенное паролем вспомогательное приложение, позволяющее отображать места инцидентов и проводить их пространственный анализ. Простой в использовании интерфейс позволяет персоналу космодрома исследовать и отображать информацию, связанную со случаями нарушения безопасности и происшествиями, такими как ДТП, кражи и жалобы граждан.
Когда богатые возможности Spaceport Map Viewer стали очевидны, работники космодрома начали делать заявки на специальные вспомогательные приложения, отвечающие их требованиям. «Одному из работников отдела планирования было необходимо определить, сколько людей живет в определенных группах жилых зданий и каковы текущие затраты на их ремонт», – рассказывает Стокел. В ответ SGS создало приложение, которое строит буферную зону по выбранной территории, извлекает сведения об объемах ремонта из одной базы данных и сведения о количестве жителей в зданиях – из другой, и затем формирует обобщенный отчет.
В общей сложности для Spaceport Map Viewer было создано и внедрено 10 специализированных вспомогательных приложений, обеспечивших сотрудникам космодрома доступ к широкому спектру возможностей и данных CCSGIS в удобном формате. Помимо этого, базовое приложение Spaceport Map Viewer и его производные были представлены дополнительными специализированными приложениями, такими как географическое планирование или чрезвычайное реагирование 911. Приложение для оперативных служб (Map-911) является дополнительной возможностью системы предприятия. Помимо предоставления операторам службы 911 полезной информации, такой как ближайшие коммунальные службы или пожарные части, приложение может быть запущено при непредвиденных ситуациях, когда основная система может быть недоступна из-за неполадок в сети или перебоев с электроснабжением.
Прокладка специального кабеля электропитания через сборочные площадки и ангары.
Мощность и разнообразие служб и возможностей, предоставляемых под эгидой CCSGIS, продолжают расти. Внедрение программы ArcFM (от Miner&Miner, делового партнера ESRI) приближает завершение проекта по управлению коммунальными сетями для военно-воздушной базы Мыс Канаверал. Кроме того, в разработке находятся модели водных ресурсов для НАСА и военного космодрома. В моделировании помимо базового программного обеспечения широко используются мощные средства анализа и визуализации модулей ArcGIS 3D Analyst и ArcGIS Spatial Analyst.
Дальнейшие более специализированные направления разработок включают инструмент предупреждения об опасности в ограниченном (замкнутом) пространстве и систему отслеживания транспортных средств. «Ежемесячно мы выдаем около 6000 самых разных нарядов на работу, – продолжает Сэмпл, – от установки новой осветительной арматуры до ремонта оторвавшихся от стен защитных покрытий. Важно знать, как мы распределяем наши команды и где они работают. Мы в процессе сбора требований для отслеживания транспортных средств с GPS-передатчиками на борту. Этот инструмент позволит руководителям аварийных служб и служб безопасности видеть местоположение своих транспортных средств в режиме реального времени».
Применяя преимущества передового программного обеспечения, CCSGIS помогает улучшать службы и оптимизировать процессы, предоставляя мощную и удобную единую платформу для сбора и предоставления информации об объектах. Пять лет скоординированных действий и обслуживания по контракту между военно-воздушной базой Мыс Канаверал и НАСА, работы SGS – наглядный пример преимуществ совместного использования данных и потенциала надёжной корпоративной ГИС. «В настоящее время наш рейтинг 95%, – гордится Сэмпл, – эта высочайшая оценка говорит о том, что система работает и наши клиенты очень довольны».
За дальнейшей информацией обращайтесь к Самуэлю Гутиересу (Samuel Gutierrez), Служба связи с общественностью, Space Gateway Support (e-mail: samuel.o.gutierrez@jbosc.ksc.nasa.gov).
