Бюро водного транспорта использует ГИС для оптимизации навигационных карт р. Янцзы

Intelligent Charting for Asia’s Longest River

Река Янцзы – самая длинная (около 6300 км) и многоводная река Евразии. Масштабы судоходства на реке постоянно растут, поэтому Бюро водного транспорта реки, входящее в Министерство транспорта Китая, перешло к использованию ArcGIS для работы с большими наборами данных и эффективного создания стандартизированных электронных навигационных карт (ENC). С помощью ГИС разрозненные данные собираются и по мере необходимости обновляются, образуя национальный стандарт данных Китая. А цифровые карты могут редактироваться и переиздаваться в среде многопользовательской ГИС.

На всем своем протяжении река Янцзы (или Чанцзян) течет по Китаю – от ледников в Тибете до Восточно-Китайского моря. После открытия внешней торговли по реке, которое произошло около 35 лет назад, судоходство Китая на р. Янцзы растет не по дням, а по часам. В 2011 году объем перевозок превысил 1,6 млрд. тонн, что сделало ее одной из крупнейших транспортных водных артерий в мире. Все чаще для навигации судов вместо бумажных карт используются электронные навигационные устройства.

Судоходство на реке управляется Бюро водного транспорта р. Чанцзян. Оно отвечает за планирование и строительство водных путей, управление путями и их сохранение. Картографы и картосоставители бюро используют платформу ArcGIS для создания стандартизованных электронных навигационных карт (ENC). Эти карты представляют собой векторную базу данных морской среды, включающую геометрию береговой линии, дна реки, включая батиметрию, и расположение по течению реки навигационных средств. В бюро работает более 10 000 человек, они составили карты сотен миль реки и нанесли на них примерно 5300 навигационных маркеров, включая маяки и буи, позволяющих кораблям безопасно ходить по реке. Сотрудники распределены по 77 отделам управления водными путями, что обеспечивает качество сбора данных по всем участкам реки и их точное отображение на картах.

С помощью ArcGIS Бюро водного транспорта р. Чанцзян картирует около 5300 навигационных маркеров, включая маяки и буи – на протяжении всего течения реки.

Разные данные на входе – качественные данные на выходе

Исторически сложилось так, что Бюро предоставляло навигационные сервисы в виде печатных бумажных карт. Однако корабли, которые теперь ходят по реке Янцзы, все чаще вместо них используют современные цифровые информационные технологии, в том числе электронные навигационные устройства, и нуждаются в максимально актуальных ENC. Сотрудники Бюро выбрали именно ArcGIS, потому что это единственное решение, которое может обрабатывать большие объемы разрозненных географических данных, используемых во всей организации, и быстро объединять эти данные в составе ENC, обеспечивая постоянный контроль качества данных.

Каждое местное отделение бюро создает и поддерживает собственные данные в своей проекции с использованием своего программного обеспечения. Эти данные, как топографические, так и батиметрические, передаются в главное Бюро водного транспорта Чанцзян в текстовом формате и в формате Microsoft Excel. Данные импортируются в ArcGIS посредством настраиваемой панели инструментов, которая была специально создана для пользователей и позволяет преобразовать местные координаты в стандартную картографическую и навигационную систему координат. После преобразования в стандартную систему координат данные заносятся в одну из двух централизованных баз геоданных: геодезическо-картографическую или ENC (для батиметрических данных).

Бюро водного транспорта р. Чанцзян разработало собственный национальный стандарт ENC – CJ-57, основанный на международном стандарте морских карт (формат S-57). Эти стандарты разработаны для передачи цифровых данных из одной системы в другую, обеспечивающей целостность данных. Поскольку модель данных ГИС основана на отраслевом стандарте, сотрудники бюро могут работать в местном стандарте, если данные хранятся в базе геоданных.

Ле Сюй, технический директор по производству ENC, объясняет, что применяемое ГИС-решение с его расширяемой моделью, объектами и атрибутами данных позволяют без проблем справиться со стандартом для Чанцзян, способствуя эффективному созданию в бюро карт ENC.

Никто не должен работать в одиночку

Традиционно для индивидуального редактирования данных и экспорта карт картографами бюро использовалось несколько рабочих станций, функционировавших в автономном режиме. Этот рабочий процесс имеет довольно много недостатков. Ведь для хранения данных необходимо много рабочих станций, а картографы не могут эффективно взаимодействовать друг с другом. С технической точки зрения трудно добиться соответствия отдельных листов карты и ячеек ENC.

После принятия нового рабочего процесса всё редактирование исходных данных теперь проводится централизовано в единой базе геоданных бюро, с которой можно работать во всей внутренней сети организации. Конечным результатом стала возможность экспорта бесшовных карт из одной базы данных. Наличие централизованной базы геоданных также улучшило качество данных и всего картографического процесса, уменьшив несоответствия, имевшие место при автономном редактировании карт и ячеек ENC.

В ходе проверки каждого листа редактор получает локальную копию базы геоданных, и ни один другой редактор не сможет в это время отредактировать или удалять ее. Это гарантирует отсутствие конфликтов при редактировании. При последующем закреплении этой карты в базе другие редакторы смогут открепить ее в целях дальнейшего редактирования. Это позволяет осуществлять последовательное редактирование данных, а история правок сохраняется. При этом число несоответствий, имевших место при индивидуальном редактировании карт, значительно сократилось.

Сотрудник Бюро водного транспорта р. Чанцзян представляет цифровые навигационные карты.

Поддержка умного комплексного редактирования

Для комплексного редактирования в бюро применяется более сложный рабочий процесс. Вслед за ожиданиями пользователей меняется и картография. Сейчас карты не отображаются на бумаге – сегодня они способны сочетать информацию, предназначенную для анализа, и фоновую карту, дающую общее понимание пространственного расположения. Бюро добивается подобного эффекта, используя многомасштабные карты. Иногда один файл экспорта может включать два масштаба.

Применяемая ГИС позволяет управлять разномасштабными картами и редактировать их с использованием технологии канализации масштабов. Например, ENC Нанкина содержат в одном файле масштабы 1:1000 и 1:2000. Чтобы изменить рабочий масштаб, картографы используют инструмент ArcGIS, предлагающий им редактировать интересующие их области в соответствующем канале.

При одновременном редактировании нескольких наборов данных тайл карты или ячейка электронной карты сначала делится в основной базе геоданных на непрерывные сегменты или участки реки. Затем каждая исходная версия разделяется на разные версии: изолинии и зондирование, берега и т.д. Преимуществом этого рабочего процесса является возможность изменения данных, не затрагивающего внесенные другим редактором правки.

Золотые возможности золотой водной артерии

По мере роста трафика на акватории возрастает и риск возникновения несчастных случаев на воде, что ведет к неизбежным негативным экономическим последствиям. Обеспечение безопасности навигации на реке Чанцзян имеет важное значение как для состояния самой реки, так и для национальной экономики. Создание единой унифицированной навигационной информационной системы способствует увеличению объемов перевозок по «золотой водной артерии» Китая.

«Внедрив ГИС, – говорит Шуо Сюй, глава производства ENC, – власти увеличили возможности развития картографической системы, а также достигли уровня ее функциональных возможностей, достаточного для обеспечения многомасштабного распределенного производства ENC. Удалось добиться значительного повышения эффективности и качества всей системы».

Подробнее об использовании ArcGIS в речной и морской навигации по всему миру можно узнать на сайте Esri.