Романовская В.М., нач. отдела охраны окружающей среды и регулирования деятельности по обращению с отходами Департамента Смоленской области по природным ресурсам и экологии, e-mail: Romanovskaya_VM@admin-smolensk.ru, web: prirod.admin-smolensk.ru
Митакович С.А., ген. директор ООО «ИНТРО-ГИС», г. Уфа, e-mail: S.Mitakovich@introgis.ru, web: www.introgis.ru
Electronic model of waste management scheme in the Smolensk region
С использованием платформы ArcGIS разработана и внедрена информационно-аналитическая система для управления сферой обращения с отходами на территории Смоленской области. Она представлена в виде геопортала и состоит из открытой и закрытой частей с набором сервисов, веб-карт и приложений. В комплексе они позволяют решать большой спектр задач по поиску, редактированию и анализу информации об объектах в сфере отходов, выявлять их взаимосвязи, создавать планы дальнейшего развития и др.
В России 2017 год официально объявлен годом экологии с целью привлечь внимание к проблемным вопросам, существующим в экологической сфере, и, соответственно, улучшить состояние экологической безопасности страны. Одним из таких вопросов является сфера обращения с отходами. Чтобы понимать ситуацию и управлять этой сферой, каждым субъектом Российской Федерации разрабатывается специальный документ – территориальная схема обращения с отходами (терсхема). Это графическое и текстовое описание системы организации и осуществления деятельности по сбору, транспортированию, обработке, утилизации, обезвреживанию, захоронению отходов. Помимо документального представления терсхема должна быть отражена в виде электронной модели как информационная система, позволяющая поддерживать информацию в актуальном состоянии, комплексно визуализировать и проводить анализ системы обращения с отходами. Очевидно, что территориальная распределенность объектов и необходимость выполнения развитого пространственного анализа приводят к тому, что наиболее подходящим инструментом реализации электронной модели является геоинформационная система.
В Смоленской области вопросами обращения с отходами на областном уровне занимается Департамент Смоленской области по природным ресурсам и экологии в лице отдела охраны окружающей среды и регулирования деятельности по обращению с отходами. И в 2016 году совместно с подрядными организациями отделом была разработана соответствующая терсхема, в том числе в виде электронной модели. Помимо реализации обязательных компонент электронной модели, таких как поиск, редактирование, визуализация объектов терсхемы, одними из главных задач разработки являлись геоинформационная поддержка существующих рабочих процессов, интеграция с другими информационными системами и пространственный анализ информации. Для реализации заявленных задач в качестве ГИС платформы была выбрана система ArcGIS, а именно, продукты ArcGIS for Server и Portal for ArcGIS (рис. 1).
Рис. 1. Главная страница геопортала Департамента Смоленской области по природным ресурсам и экологии.
В начале работ, прежде всего, были проанализированы существующие отечественные и зарубежные аналоги. Следует учитывать, что электронная модель, как правило, состоит из открытой и закрытой частей. Открытая часть является общедоступной и представляет только часть информации из терсхемы, а закрытая часть предназначена для внутреннего использования и является более функциональной и информационно насыщенной по содержанию. Анализ показал, что открытая часть чаще всего представляется в виде простого веб-приложения с возможностью отображения нескольких слоев, включая функции включения/отключения слоев, поиска по адресу, идентификации объектов.
Закрытая часть электронной модели ввиду большего состава информации разбивается на ряд приложений и это деление происходит чаще всего по функциональному признаку. Часть таких приложений работает с персональным слоем, позволяя осуществлять поиск, просмотр расширенной информации и ее редактирование. Другая часть отображает комбинацию слоев и их производных форм (кластеризация, тепловая карта) для визуального анализа информации. На наш взгляд такой подход имеет существенное ограничение – теряется связь между конкретным объектом или месторасположением и его связями с другими объектами, затрудняется проведение комплексного анализа территории. Как пример, при переходе от приложения редактирования к приложению совместного просмотра экстент карты меняется в охвате субъекта Российской Федерации и необходимо снова найти то же место или объект, чтобы понять, как изменения данных при редактировании отразились на других объектах.
Поэтому мы приняли решение в качестве основного способа реализации использовать инструмент Web Application Builder (WAB) и с его помощью разбить электронную модель также на ряд приложений, но уже по тематическим признакам. То есть в каждом приложении имеется возможность как редактировать набор взаимосвязанных данных, так и проводить их совместный анализ. Кроме того, набор готовых виджетов, таких как управление картой, выбор базовой карты, печать, пространственный поиск, анализ близости, измерение и другие позволяет «насытить» приложение стандартным геоинформационным функционалом. Тем самым, и открытая и закрытая части становятся более удобными и функциональными. А для нас это была и возможность уделить больше времени на разработку прикладного функционала. Забегая вперед, отметим, что процесс разработки занял полтора месяца.
Возможность с помощью WAB быстро компоновать прототипы и готовые приложения также помогла на этапах сбора данных и компоновки системы в целом. В сборе информации участвовало много людей на местах, для которых привычным является использованием Microsoft Excel. Нами были разработаны табличные формы Excel с учетом разрабатываемой на тот момент информационной модели базы геоданных, позволяющие вводить данные только в области допустимых значений. А для указания местоположения объектов было разработано временное простейшее веб-приложение. В нем пользователь мог искать по адресу или указать местоположение на карте, а затем скопировать в форму точные значения широты и долготы. Стандартный виджет «Выбор базовой карты» позволял переключать подложку, чтобы лучше сориентироваться на месте.
В плане компоновки системы большую помощь оказало наличие готовых шаблонов веб-приложений в составе Portal for ArcGIS и сторонних виджетов к WAB, в которых одна и та же задача может решаться различными способами. На каждом еженедельном skype-совещании собиралось несколько макетов приложений, обсуждались достоинства и недостатки каждого из них, выбирался вариант реализации прикладного виджета. При этом можно было задействовать часть существующего кода.
В результате на смену разрозненному использованию отдельных приложений, таких как Google Earth, Microsoft Excel, maps.yandex.ru, итогом работ стал набор взаимосвязанных веб-приложений, входящих в состав закрытой части модели (рис. 2). Кратко охарактеризуем каждое из них.
Рис. 2. Примеры веб-приложений закрытой части электронной модели территориальной схемы обращения с отходами Смоленской области.
Приложение «Объекты» – позволяет искать, просматривать, редактировать данные об организациях, объектах сбора (контейнерные площадки, крупногабаритный мусор, сбор вторичных ресурсов), размещения, переработки, сортировки, обезвреживанию и захоронению твердо-коммунальных и промышленных отходов. Вся информация взаимосвязана между собой, что позволяет быстро переходить от объекта к организации и наоборот, строить маршруты перевозки от пунктов сбора до пунктов размещения.
Приложение «Территориальный анализ» – позволяет просматривать, редактировать информацию по объемам отходов и классифицировать территорию на уровне поселения, муниципалитета, субъекта Центрального Федерального округа. Кроме того, в приложении можно проводить сквозной анализ по всем слоям электронной модели по каждому муниципалитету и выдавать статистическую информацию.
Приложение «Организации и многоквартирные дома» – результат интеграции с государственной информационной системой жилищно-коммунального хозяйства. В приложении можно находить и просматривать информацию об управляющих организациях и обслуживаемых ими многоквартирные домах, включая местоположение.
Приложения «Модель развития» и «Логистика», позволяющие отслеживать динамику появления инфраструктурных объектов (перегрузочные станции, сортировочные заводы) по годам и с накоплением. В приложениях также возможно редактирование, в том числе пакетное обновление логистических связей между объектами сбора, перегрузки, сортировки и размещения.
Приложения «Несанкционированные объекты размещения отходов» и «Выездные обследования», обеспечивающие поддержку ежедневных рабочих процессов отдела. Позволяют вести мониторинг свалок, редактировать их местоположения и характеристики, фиксировать результаты обследований и просматривать их динамику по времени.
Приложение «3D анализ», визуализирующее и анимирующее загрузку полигонов хранения и транспортных потоков между инфраструктурными объектами на 3D сцене.
Все приложения унифицированы по принципу работы и стилистически выдержаны в канве официального сайта Департамента. Разработан специальный механизм перехода от одного приложения к другому без необходимости выхода на стартовую страницу геопортала. В составе каждого приложения присутствует специализированная подсистема отчетов, позволяющая формировать офисные документы в 7 различных форматах (pdf, docx, xlsx, pptx и другие).
Традиционно, наличие развитой ГИС платформы позволяет не ограничиваться только разработанными приложениями, но и использовать бесплатные мобильные и настольные приложения, которые подключены к порталу. Так, например, выездные обследования можно фиксировать с помощью приложения Collector for ArcGIS, а всю информацию просматривать в 3D в приложении ArcGIS Earth. Также на портале присутствует несколько карт-историй. С их помощью проходило согласование и утверждение территориальной схемы, проводятся «живые» презентации на конференциях (рис. 3).
Рис. 3. Использование дополнительных средств ГИС платформы для работы с электронной моделью и демонстрации представленной в ней информации.
В целях отработки совместного взаимодействия с другими отделами Департамента для Дирекции особо охраняемых природных территорий Смоленской области сформировано приложение с возможностями редактирования и просмотра по территориям и природным памятникам. За счет встроенной в геопортал ролевой политики безопасности и возможности создания различных групп пользователей реализуется принцип «свои данные для редактирования, остальным для просмотра».
Открытая часть электронной модели представлена в виде одного веб-приложения. И в отличие от приложений закрытой части, оно собрано целиком из имеющихся «коробочных» компонент, то есть без единой строчки кода. И этого набора вполне достаточно, чтобы приложение было не просто «просмотровщиком», но и удобным инструментом атрибутивного и пространственного поиска, анализа информации.
После проведения обучения геопортал и электронная модель терсхемы были запущены на публичном сайте, доступном с главной страницы сайта Департамента, и уже активно используются сотрудниками Департамента и жителями Смоленской области более полугода, демонстрируя стабильную работу. Следующим этапом развития системы обращения с отходами является появление регионального оператора, как ключевого лица в реализации терсхемы. А выбранный подход к построению системы на базе платформы ArcGIS позволяет наращивать ее информационные и функциональные возможности, добавляя больше аналитических и расчетно-прогнозных инструментов, связанных с грамотным формированием тарифов, выявлением уязвимых территорий, заблаговременным решением вопросов по местам и объемам хранения, и многие другие.
