Лебедева Н.Я., Аникина Е.М., Тюгаев Д.Н., Самохина А.В., Проектный и учебно-методический центр по геоинформационным технологиям «ГИСпроект», e-mail: info@gispro.ru, web: www.gispro.ru
Common geoinformation space of Moscow city
ИСОГД города Москвы
Москва не только самый лучший, но и один из самых крупных и сложных городов Земли. Столица Российской Федерации – уникальный по территориальной организации, структуре и управлению мегаполис. В управлении городом принимают участие десятки ведомств, департаментов и служб, которые отвечают за различные сферы деятельности. Все эти сферы очень тесно взаимосвязаны, поэтому принятие решений базируется на большом объеме разнородной информации.
В Москве существуют сложные структуры по управлению информационными потоками, обеспечивающими своевременное поступление информации заинтересованным лицам. В городе созданы различные информационные системы, базирующиеся на современных средствах сбора и обработки информации. Объемы информации растут в геометрической прогрессии, и ими нужно уметь эффективно управлять. Именно с этой целью во многих странах и городах развиваются интеграционные процессы, обеспечивающие консолидацию и упорядочение информационных потоков, создающих условия для формирования единой инфраструктуры. Москва здесь не является исключением.
В российском градостроительстве намерения в формировании единой инфраструктуры информации получили развитие в концепции информационных систем обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД), формируемой на базе общих принципов государственной концепции инфраструктуры пространственных данных.
Пространственные данные – важная составляющая информационных потоков в городе, поскольку большая часть всей информации имеет территориальную привязку. Созданием пространственных данных заняты практически все основные службы города, обеспечивающие планирование, строительство, реконструкцию, функционирование и развитие города. В 1999 г. для лучшей сопоставимости пространственных данных Правительство города приняло решение о создании единой государственной картографической основы г.Москвы (ЕГКО), подготовка и ведение которой были поручены «Мосгоргеотресту». Эта основа создавалась на базе данных цифровых топографических планов, карт и схем масштабного ряда 1:2000 — 1:25000 и в 2002 г. введена в промышленную эксплуатацию. Информационный ресурс ЕГКО поддерживается в актуальном состоянии и предоставляется всем службам и организациям города, выполняющим проектные и инвентаризационные работы. Это существенно повысило надежность и достоверность информации, ускорило и облегчило ее совместное использование, значительно расширило информационный обмен пространственными данными. Были предприняты попытки сформировать единые процедуры создания пространственных данных и унифицировать обменные форматы, что улучшило возможность обмена данными, однако не решило проблем поддержания данных в актуальном состоянии. Регламенты обмена данными приводили к поступлению информации с опозданием и не гарантировали их актуальность в течение последующего периода использования.
Генплан г.Москвы инициировал создание единого информационного пространства
Нехватка или задержка поступления актуальных данных особо остро сказались при подготовке главного документа города – Генерального плана развития г.Москвы до 2025 г. Работа над этим документом была завершена в 2010 г. Она проводилась в нескольких проектных мастерских города и объединялась в Институте Генплана г.Москвы. Генплан г.Москвы – комплексный документ, по закону включающий 19 информационных групп пространственных данных, объединяющих более 50 картографических слоев.
Разработка Генплана базируется на множестве исходных пространственных данных, некоторые из них могут меняться в течение периода подготовки документа. Это существенно осложняло работы, требовало постоянного сопоставления с вновь поступающей пространственной информацией из других служб. Кроме того, при публичных обсуждениях Генплана и слушаниях в Городской Думе требовалась срочная дополнительная работа по конвертации данных из разных форматов для их представления в единой геоинформационной системе (ГИС).
В связи с этим, велись работы по развертыванию такой системы. И в качестве интеграционной платформы были приняты программные продукты семейства ArcGIS, установленные в двух основных центрах подготовки пространственных данных для этого документа: в Институте Генплана Москвы и Комитете по архитектуре и градостроительству г.Москвы («Москомархитектуре»).
В 2009 г. правительством города была также обсуждена и принята концепция создания единого геоинформационного пространства г.Москвы (ЕГИП), реализация которой позволила бы использовать современные технологические решения для оптимизации обмена пространственными данными. На ее основе утверждена среднесрочная целевая программа города на 2010-2012 гг.
Суть концепции заключается в стремлении к «интеграции пространственных данных, позволяющей одновременно отображать и обрабатывать пространственные объекты из разных массивов данных любых масштабов, включая массивы тематических данных различных пользователей».
Предстояло в достаточно короткие сроки разработать и реализовать принципиально новый подход к обмену пространственными данными без разрушения сложившейся практики создания и использования пространственных данных в службах, имеющих опыт использования геоинформационных систем, и с обеспечением возможности развития системы за счет удобного подключения и расширения числа участников. Сложность состояла в необходимости интеграции информации, создаваемой и поддерживаемой хотя и на единой картографической основе, но в разных, часто плохо сопоставимых форматах пространственных данных, на базе различных ГИС-технологий и ГИС-систем, используемых в разных службах.
Следует отметить, что в Москве, как и в других крупных городах, выбор конкретных информационных технологий обусловливается множеством факторов, включая не только экономическую составляющую внедрения систем, но и разновременность внедрения технологий в разных отраслях, сложившийся опыт специалистов, формат поступающих данных или даже просто спонтанное решение. Тем не менее, в данном случае перевод служб на единую ГИС-платформу не рассматривался как вариант общего решения, поскольку это не только невозможно, но и нецелесообразно. Решение искалось в новых стандартах обмена пространственной информацией на базе сервис-ориентированной архитектуры (SOA) с использованием международных стандартов обмена пространственной информацией, разрабатываемых международным консорциумом OGC (Open Geospatial Consortium). Данный подход позволил не разрабатывать новые программные продукты или унифицировать их использование, а разрабатывать направления связывания распределенных информационных узлов для обмена сообщениями.
Сервис-ориентированная архитектура ЕГИП г.Москвы
Сервис-ориентированная архитектура предполагает наличие трех основных составляющих: поставщиков сервисов, потребителей сервисов и реестра сервисов.
Исходя из этого, был рассмотрен вариант организации ЕГИП на базе геопортального решения (рис. 1). Его суть состояла в построении многоядерной (распределенной) информационной структуры с центральным узлом в «Москомархитектуре». Роль центрального узла состоит в наличии дополнительных функций оператора ЕГИП, обеспечивающего всех участников единой картографической основой и площадкой обмена информационными ресурсами.
Рис. 1. Общая схема организации ЕГИП.
В качестве такой площадки используется геопортал пространственных данных, построенный на технологии ArcGIS. Специальное серверное расширение – ArcGIS Geoportal Extension (от редакции: в ArcGIS 10 переработано в новый продукт Esri Geoportal Server) – позволило в кратчайшие сроки развернуть площадку взаимодействия в городском информационном контуре управления городом. Назначение геопортала заключается в консолидации информации об имеющихся в службах города децентрализованных пространственных данных, которые оформляются и предоставляются в пользование в виде стандартных геосервисов, а также в создании единой точки входа пользователей в эту среду.
Геопортал был встроен в общий портал Москомархитектуры, вход на который регламентирован для зарегистрированных пользователей, имеющих необходимые права (роли).
Ролевые функции позволяют: администратору – назначать роли, регулировать работу портала и одобрять или приостанавливать использование предложенных к регистрации данных; поставщикам данных – регистрировать собственные ресурсы пространственной информации на геопортале; пользователям – осуществлять поиск необходимых ресурсов, просматривать ресурсы и работать с доступными пространственными данными.
Рис. 2. Общий вид портала.
Консолидируемая на портале информация – это метаданные, которые создаются владельцами ресурсов по стандартному шаблону, предоставляемому геопорталом (рис. 2). Шаблон метаданных на пространственные данные (геосервисы и входящие в их состав информационные слои данных) создан на основе международного стандарта ISO 19115:2003 «Geographic information Metadata» (Географическая информация. Метаданные) и его отечественного профиля: стандарта РФ ГОСТ Р 52573-2006 «Географическая информация. Метаданные». В ходе работ был создан специальный профиль ЕГИП, позволивший использовать стандарты и в то же время упростить набор метаданных, необходимых для описания пространственных ресурсов города (рис. 3). В состав метаданных вошли «обязательные» элементы метаданных, относящиеся к их ядру, а также ряд элементов, не включаемых в ядро, но имеющих существенное значение для каталогизации пространственных данных.
Рис. 3. Страница геопортала для введения метаданных по разработанному профилю.
Для удобства использования в портал введены тематические разделы пространственной информации, рекомендуемые ИСОГД г.Москвы. Они позволяют упорядочивать информацию по разделам, привычным для пользователей. Распределение ресурсов по разделам происходит автоматически, после введения соответствующих метаданных о предоставляемых ресурсах.
Существенную роль в каталоге ресурсов играет система ключевых слов, облегчающих и ускоряющих тематический поиск ресурсов. Поисковая система, используемая геопортальным решением ArcGIS, построена на самом известном и популярном поисковом движке Apache Lucene, который обеспечивает индексацию и сложный поиск информационных ресурсов по любому из параметров метаданных или их сочетанию в реальном режиме времени.
Использование портала предполагает, что найденный перечень ресурсов можно сохранить для последующей работы. С этой целью в рамках портала создана система регистрации пользователей, обеспечивающая распределенный доступ к ресурсам и возможность создания и использования «личного кабинета».
Другим важным элементом геопортала является геовьюер (MapViewer) – специальное картографическое приложение, позволяющее просматривать или осуществлять полноценную работу с пространственными данными, зарегистрированными на портале. Необходимость такого приложения обусловлена и задачей предоставления пользователю на геопортале всех необходимых средств работы с картографическими сервисами.
С этой целью было разработано Web-приложение, обеспечивающее работу с геосервисами геопортала, а также возможность добавления любых других стандартных картографических геосервисов: как зарегистрированных на геопортале ЕГИП, так и не зарегистрированных, но имеющих URL-адрес, созданный по стандартам OGC.
Преимуществом приложения является возможность формирования профилей – собственных Web-проектов из имеющихся данных, а также возможность сохранять эти проекты в личном кабинете пользователя для последующей работы. Созданные профили по желанию могут быть доступны целой группе пользователей или быть индивидуальными. В распоряжении пользователей портала уже имеются собранные профили с составом данных, определенных Генпланом, системой СПРИТ (Сводный план регулирования использования территорий), МРГП (Мониторинг реализации генерального плана г.Москвы), ПЗЗ (Правила землепользования и застройки) и др. Эти данные доступны любому участнику портала с достаточным уровнем доступа для начала работы или просто в качестве базовой основы для формирования собственного профиля (рис. 4).
Рис. 4. Пример собранного профиля геопортала.
Данное Web-приложение достаточно удобно в использовании, для работы с ним не требуется специальная подготовка. При возникновении вопросов пользователь может обратиться к электронной справке, которая написана в лаконичном виде с иллюстрациями и пояснениями. Справочная система оформлена в привычном для Web-пользователей формате html с перекрестными ссылками внутри текста и развитой поисковой системой.
При внешней простоте работы функциональные возможности Web-приложения хорошо развиты. Имеются все необходимые стандартные средства работы с картой: увеличения/уменьшения, панорамирования, выбора масштаба отображения. Дополнительно разработаны инструменты измерений, выборки и получения информации по объектам любых слоев геосервисов.
Особо стоит отметить функцию адресного поиска, которая крайне важна для работы с пространственными данными в городе. Адрес можно найти, указав в поисковой строке начальные буквы названия улицы, затем выбрать из предложенного списка искомую улицу, по которой, в свою очередь, будут предложены для выбора все адреса. Если известен полный адрес, то поиск местоположения осуществляется моментально прямо на карте.
Поисковая система интерактивно связана с картой. Карту можно переместить в район найденного объекта с сохранением отображаемого масштаба или приблизить карту к выбранному объекту, можно также создать пространственную закладку.
В разделе таблицы содержания имеется дерево административных единиц города, к которым можно приблизиться, выбрав необходимый уровень иерархии, вплоть до конкретной улицы или адреса.
Поиск объектов можно осуществлять в специальном окне путем построения запроса по одному или нескольким атрибутивным значениям базы данных, на которых основываются сервисы пространственных данных.
Выбор объектов может осуществляться и графически: точкой, линией, очерченным полигоном. Информация о выбранном или найденном в результате поиска объекте поступает в карточку объекта – удобную форму для просмотра и анализа атрибутивной информации.
О реализации проекта
Для пилотного запуска портала и тестирования его функционала был определен ограниченный круг участников, удовлетворяющий нескольким требованиям:
- располагающих пространственной информацией в цифровом виде и способных предоставить ее в виде картографических геосервисов;
- имеющих защищенный канал передачи информации;
- имеющих возможность использовать картографические геосервисы в ГИС-системах, применяемых для внутренних производственных целей.
Участниками тестирования стали «Москомархитектура», Институт Генплана Москвы, «Мосгоргеотрест», Департамент земельных ресурсов (ДЗР), Департамент градостроительной политики (ДГП).
У каждого участника были установлены технические средства защиты передачи информации и определен объем пространственных ресурсов, предоставляемых в ЕГИП. «Москомархитектура» выступала в роли поставщика данных и оператора ЕГИП. В Качестве оператора МКА подготовил и предоставил в информационное пространство ЕГКО, переданную «Мосгоргеотрестом», в виде ускоренного (кэшированного) картографического сервиса.
Институт Генплана Москвы подготовил ряд картографических сервисов, связанных с обеспечением Генплана города. Департамент земельных ресурсов зарегистрировал и предоставил в ЕГИП важную пространственную информацию о кадастровом учете земель города. Департамент градостроительной политики создал и зарегистрировал сервис о строящихся объектах города.
Все метаданные о названных ресурсах были внесены в геопортал и после контроля администратора геопортала поданы для их использования.
Тестирование работы портала проведено с использованием встроенного в геопортал Web-приложения MapViewer, а также в существующих собственных приложениях ДЗР и ДГП, которые подключили предоставленные на портале сервисы на рабочих местах сотрудников.
Результаты проведенного тестирования позволили высоко оценить оперативность разворачивания ЕГИП и возможность введения системы в промышленное использование без существенных дополнительных затрат.
Конечно, ни что сразу не бывает идеальным. Не все пока устраивает оператора ЕГИП и его пользователей в формируемой архитектуре ЕГИП. Основная сложность состоит в уровне разграничения доступа к данным, связанным, прежде всего, с ограничениями использования ЕГКО. Это влечет за собой существенное усложнение взаимодействия информационных узлов с формированием защищенных каналов обмена информацией, сужение числа участников информационного обмена. Так что обычному москвичу пока еще рановато становиться полноценным пользователем информации ЕГИП.
Другая сложность – разный уровень информационной и технической готовности держателей информации. Некоторые из них в ближайшем времени не смогут в оперативном режиме обеспечить ЕГИП своими геосервисами. Их информация, хотя и очень востребованная, пока останется доступной «на бумаге» или в электронных форматах и форме, непригодной для широкого использования.
Это Москва. Хочется, чтобы она была не только главным городом страны, но и самым современным в области информационных технологий. У оператора ЕГИП большие планы. Если они реализуются, то так и будет.
