Иванов И.Г., Федеральное агентство водных ресурсов,
г.Москва, тел.: (495) 124-18-33
Павлов С.В., Никитин А.Б., Абрамов С.А., Уфимский государственный авиационный технический университет,
Башкортостан, г.Уфа, тел.: (3472) 73-77-33, E-mail: psvgis@mail.ru
Введение
С точки зрения сложившейся структуры, система управления водными ресурсами и соответствующими информационными потоками в Российской Федерации является трехуровневой [1]. Поэтому и создание геоинформационной системы Росводресурсов должно вестись применительно к трем уровням управления: территориальному, бассейновому и центральному. В зависимости от уровня управления меняется как состав решаемых задач, так и состав необходимой пространственной и атрибутивной информации. Также, ввиду большой географической распределенности подразделений агентства, целесообразно предусмотреть и территориальную распределенность компонентов корпоративной геоинформационной системы [1-3]. Для успешного проектирования и разработки ГИС Росводресурсов приходится учитывать все перечисленные факторы.
До настоящего времени в наших условиях нет готовых комплексных решений для создания распределенных ГИС в водной отрасли. Поэтому представляется актуальным формирование ГИС Росводресурсов на основе программных продуктов семейства ArcGIS, мировой опыт использования которых для эффективного управления природными ресурсами достаточно обширен.
Можно построить следующую иерархию распределенной ГИС Росводресурсов (рис. 1). При этом выбираются базовые масштабы представления данных в ГИС для каждого уровня. Правда следует отметить, что вопрос с базовым масштабом для бассейнового и территориального уровней не решается однозначно. Например, в Восточной Сибири с большой площадью территории и малой плотностью населения и хозяйственных построек имеет смысл использовать масштаб 1:500000. В то же время, в европейской части страны для некоторых Бассейновых водных управлений (БВУ) целесообразно использовать картографическую основу масштаба 1:100000. В соответствии с построенной иерархией пространственных данных формируется структура распределенной ГИС на основе программных продуктов ArcGIS.
В рамках разработки ГИС Росводресурсов создается единая информационная модель, которая применяется при проектировании территориальных систем уровня БВУ и территорий. Пример обобщенной модели приведен на рис. 2.
Рис. 1. Иерархия пространственных данных в распределенной ГИС Росводресурсов.
Рис. 2. Обобщенная типовая информационная модель ГИС Росводресурсов для территориального отдела.
Реализация обмена пространственными данными
Обмен пространственными данными территориальных органов с центральным аппаратом Росводресурсов предполагается организовать на основе реализованной в ArcGIS технологии репликации баз геоданных (БГД). Данная технология позволяет организовать автоматизированный обмен данными между БД ГИС территориальных органов (ТБГД), то есть территориальных отделов и БВУ, и БД ГИС центрального аппарата (ЦБГД). При этом все вносимые в ТБГД обновления будут отображаться в перечне обновлений и при необходимости могут быть перенесены в ЦБГД. Таким образом, будет осуществляться контролируемый удалённый ввод данных в ЦБГД из территориальных органов.
Кроме того, возможен прямой доступ удалённых пользователей к данным ГИС через картографические сервисы и к алгоритмам их обработки и анализа через инструменты геообработки.
Посредством продуктов ArcGIS, используемых для построения ГИС Росводресурсов, возможна реализация нескольких типов взаимодействия между территориально распределёнными подразделениями агентства (ЦА, БВУ, ТО):
- удалённый просмотр данных локальных ГИС через картографические сервисы на основе ArcGIS Server и ArcIMS при помощи тонкого клиента (типа Internet Explorer);
- удалённый запуск инструментов геообработки (для задач моделирования и т.п.);
- удалённый ручной ввод и просмотр данных в БГД на основе ArcSDE при помощи толстого клиента ArcGIS desktop (приложения ArcMap и ArcCatalog);
- автоматизированный ввод данных (репликация) из локальной БГД в удалённую (средствами ArcGIS Server).
Автоматизированный ввод данных возможен в нескольких конфигурациях: с автономными репликами для каждого источника данных; с прямым отображением в общую структуру данных; с объединением данных автономных реплик в общую структуру при помощи специального программного обеспечения.
В Росводресурсах базовой на территорию России является пространственная информация масштаба 1:1000 000, развернутая на сервере центрального аппарата ведомства. При этом схему обработки пространственной информации в распределенной ГИС Росводресурсов предполагается организовать следующим образом (см. рис. 3, 4). В территориальных системах работа ведется с копией данных масштаба 1:1 млн., полученной из центрального аппарата Росводресурсов. Когда в ходе эксплуатации возникает необходимость редактирования данных, они модифицируются в территориальной БГД, а затем, по согласованию с администратором системы центрального аппарата, происходит репликация обновленных данных. Это правило справедливо и для пространственных данных прочих масштабов. При этом единственно верной и верифицированной является БГД центрального аппарата агентства. Для обеспечения работы этого механизма необходимо обеспечить соответствие схем данных БГД разных уровней.
Рис. 3. Структура распределенной ГИС Росводресурсов.
Рис. 4. Структура ввода и обработки пространственных данных в ГИС Росводресурсов.
Принципиальная схема работы сотрудника центрального аппарата в распределенной ГИС Росводресурсов представлена на рис. 5. А на рис. 6 обобщенно показан процесс репликации данных.
Рис. 5. Схема работы сотрудника центрального аппарата в распределенной ГИС Росводресурсов.
Рис. 6. Процесс реплицирования данных в распределенной ГИС Росводресурсов.
Заключение
Подводя некоторые предварительные итоги, следует отметить, что использование программных продуктов семейства ArcGIS при создании механизмов обмена пространственными данными в ГИС Росводресурсов позволило:
- организовать распределенное хранение пространственных данных;
- осуществлять ввод и обработку пространственных данных территориальными подразделениями с их передачей в базу центрального аппарата Росводресурсов;
- использовать разработанные модели и инструменты геообработки для представления точных территориальных данных.
Развитие геоинформационной системы Росводресурсов продолжается.
Литература
1. Никитин А.Б., Павлов С.В., Хамитов Р.З. Геоинформационная система Федерального агентства водных ресурсов // ArcReview, №1 (36), ООО Дата +, 2006. – С. 6-7.
2. Creation of Corporate Geoinformation System of Federal Agency of Water Resources / S.V. Pavlov, R.Z. Khamitov, O.I. Khristodulo // Proc. of the 6th International Workshop on Computer Science and Information Technologies (CSIT’2004), Budapest, Hungary, 2004. Vol. 2. – P. 62-66.
3. Geoinformation System of Water Resource of Republic of Bashkortostan / V.S. Goryachev, S.A. Abramov // Proc. of the 9th International Workshop on Computer Science and Information Technologies (CSIT’2007), USATU, Ufa-Krasnousolsk, Russia, 2007. Vol. 1. – P. 169-172.
