Стадников В.В., к.т.н., Шпилевой А.А., Степовая О.Ю., Пискарева И.А.
Научно-производственное предприятие “Высокие технологии”,
Украина, Одесса,
тел.: 304-306, т./ф (380482) 342-158, E-mail: nppvt@paco.net, http://www.ht.com.ua
В статье обобщен практический опыт внедрения технологии актуализации картографической информации на примере создания муниципальной геоинформационной справочной системы города Одесса по материалам космической съемки.
Для разработки генерального плана города, особенно крупного, требуется не только набор мощных инструментальных программных средств в области геоинформационных технологий, но и актуальная картографическая и аналитическая информация о территории. Оба эти компонента являются составными частями муниципальной геоинформационно-справочной системы города Одесса («МГИС Одесса»), разработанной научно-производственным предприятием «Высокие технологии».
Цель разработки системы «МГИС Одесса» — предоставление в сжатые сроки актуального картографического и информационно-аналитического обеспечения территории разработки генерального плана миллионного города Одесса в виде информационной базы данных с использованием современных геоинформационных технологий.
Традиционно генеральные планы городов выполнялись на базе планов и карт на бумажных носителях масштабов от 1:500, 1:2000, 1:5000. На взаимную увязку таких карт и планов, их актуальность и полноту аналитической информации, как правило, рассчитывать не приходилось. Громоздкость бумажных носителей, их большая номенклатура и количество не позволяли оперативно и досконально учитывать многообразные факторы, рассматриваемые при выполнении градостроительного проектирования. Следует отметить, что бурное строительство в городе в последние годы не могло быть адекватно отражено на бумажных носителях традиционными методами.
Современные требования к выполнению таких проектов, как разработка генерального плана города, заключаются в максимальной актуальности картографических данных, минимизации сроков выполнения работ, качестве и глубине проработки проекта.
Наше предприятие имеет опыт разработки генеральных планов ряда крупных предприятий, таких как ГП «Одесский морской торговый порт», ОАО «Лукойл-Одесский НПЗ» [1-3]. Основу картографического обеспечения для этих систем составляли материалы инженерно-геодезических изысканий и аналитические материалы технических служб предприятий.
Однако, для города площадью 170 кв.км проведение изысканий в сжатые сроки выполнить практически невозможно. Поэтому для получения актуальной картографической информации было решено использовать материалы космической съемки.
Выбор сенсора проводился из доступных коммерческих ресурсов с учетом высокой плотности застройки, по которой город занимает первое место в Украине. После проработки тестовых снимков и технико-экономического расчета выбор был сделан в пользу материалов с сенсора QuickBird в формате PSM фирмы DigitalGlobe (пространственное разрешение 0,72 м/пиксель, приведенный масштаб 1:2000, минимальная площадь заказа 64 кв.км). Время проведения съемки определилось сроками выполнения проекта с учетом требований к отсутствию листвы на деревьях и снежного покрова на поверхности земли. Невзирая на сложности с погодными условиями (в основном туман и плотная облачность), были получены снимки высокого качества.
Ввиду большого объема аналитической информации, необходимой для системы, в ее основу должны быть положены инструментальные средства, обеспечивающие быструю и надежную привязку имеющихся данных к соответствующим картографическим объектам. Ранее хорошие результаты обработки геоданных и аналитической информации были получены нашим предприятием при выполнении работ по районированию города на базе программных средств компании ESRI. Мощная информационно-поисковая система, созданная для решения этой задачи на базе цифровой карты города, стала хорошим заделом при выполнении проекта «МГИС Одесса».
Разработанная геоинформационно-поисковая система содержит сведения по предприятиям, учреждениям, историческим достопримечательностям города, по сети маршрутного городского транспорта и т.д. Материалы и наработки этой системы в 2004-2005 гг. были использованы несколькими издательствами при создании городских телефонных справочников с картографическими приложениями.
Успешной разработке системы способствовал накопленный опыт работ по районированию города во взаимодействии с разными службами и учреждениями города, использующими программное обеспечение компании ESRI. В результате этих работ в городе были определены границы четырех новых районов вместо предполагавшихся восьми.
Большой информационный интерес для проектантов представляет возможность наложения на базовую цифровую карту растровых изображений бумажных материалов разных масштабов и давности. Для ее реализации необходимы программные средства с высокой производительностью и функциональной оснащенностью. Поэтому для разработки системы нами использовались программные продукты ESRI, в первую очередь пакет ArcView и серверное приложение ArcSDE.
Для работы с космоснимками применялось программное обеспечение компаний ESRI и Leica Geosystems, имеющее корректные импортно-экспортные функции.
Технология обработки данных космической съемки предусматривала привязку снимка по характерным точкам и проведение ортотрансформирования на базе цифровой модели рельефа, построенной по материалам бумажных носителей. По полученной подложке из обработанного космического снимка были проведены работы по внесению графической и аналитической информации по новым строениям и объектам на территории города. Дешифрирование материалов космической съемки (рис. 1) потребовало от персонала повышенного внимания, высокой квалификации и профессиональной ответственности.
Рис. 1. Дешифрирование материалов космической съемки.
В процессе споров с коллегами объективная реальность в виде космоснимка снимала множество вопросов в достоверности той или иной наземной съемки, выполненной ранее разными организациями. Цифровая карта (рис. 2) была дополнена несколькими тысячами новых объектов. Основные изменения произошли в результате нового строительства домов, гаражей, коммерческих магазинов и киосков, коттеджей, дач, промышленных объектов, появились новые сады, свалки и т.д. Адекватно эти объекты на сегодняшний день можно выявить и отобразить только с помощью аэрокосмической съемки. Была также проведена корректура данных по высотности многих зданий и сооружений. С особым вниманием и тщательностью выполнялись работы на территории исторической части города «Порто Франко».
Рис. 2. Фрагмент цифровой карты города.
В результате комплекса работ создана система «МГИС Одесса», которая содержит геоинформационную базу данных, разработанную с использованием программного обеспечения ESRI и Leica Geosystems на основе материалов космической съемки и обширной аналитической информации, собранной за последние годы нашим предприятием.
В состав базы геоданных системы «МГИС Одесса» включены:
— цифровая карта города в административных границах с детализацией не хуже масштаба 1:5000. Карта содержит слои:
- Границы: городские, районные, префектур, районов обслуживания ДЭЗ;
- Квартал (номер);
- Улица (название, протяженность);
- Здание (адрес, этажность, принадлежность, культурное назначение);
- Геодезический пункт: координаты (x,y,z), номер по каталогу;
- Рельеф: горизонтали (высота);
- Дороги: железнодорожные, автомобильные (маршруты городского электротранспорта, городского автобусного транспорта);
- Гидротехнические сооружения: море, водоемы, пляжи.
- Растительность: парки, пустыри, пашни.
— адресный слой для зданий и сооружений (номер здания, название улицы).
— информационно-аналитический раздел — местонахождение учреждений: центральные органы власти, областная государственная администрация, исполнительные органы городского совета, органы юстиции, правоохранительные органы, государственная налоговая администрация, прокуратуры, рынки, школы, больницы, поликлиники, банки и т.д.
В базу данных не включены сведения по железнодорожным узлам и развязкам, некоторым мостам, режимным промышленным объектам.
Система выполняет многие функции, основными из которых являются:
- получение оперативной информации по запросу о местоположении и характеристиках зданий и сооружений города;
- получение в автоматизированном режиме твердых копий планов в необходимом масштабе.
Система обеспечивает выполнение информационных запросов, наиболее востребованными из которых являются:
- перечень объектов на запрашиваемой территории и характеристики определенного объекта;
- определение по адресу здания и его характеристик.
Система позволяет строить 3D модели кварталов, районов, других территориальных образований (рис. 3).
Рис. 3. Пример 3D модели части города.
Разработанная система «МГИС Одесса» характеризуется большим количеством тематических слоев и их информативностью. Например, слой зданий насчитывает более 80000 объектов, улиц – 1300, кварталов – около 4000, адресная часть представлена более 33000 объектов. Векторная карта охватывает территорию более 200 кв.км., а обработанные космические данные — более 540 кв.км.
Внедрение новых технологий обновления картографической информации по крупным городам с использованием материалов космической съемки и современных геоинформационных технологий имеет большое практическое значение.
Особого внимания заслуживает задача отработки экономически целесообразной технологии актуализации картографической базы данных муниципальной ГИС города, которая после выполнения работ в полном объеме должна обеспечить создание ряда подсистем градостроительного кадастра:
- адресной справочной
- мониторинга генерального плана
- мониторинга городской застройки
- ведения дежурного архитектурного плана
- административно-территориального устройства города
- кадастра зданий и сооружений
- кадастра собственников квартир и зданий
- кадастра объектов недвижимости
- кадастра сетей газоснабжения
- кадастра сетей электроснабжения
- кадастра сетей водоснабжения и канализации
- кадастра телефонной сети
- кадастра улично-дорожной сети города.
Использование данных космической съемки, технологий создания баз данных электронного картографирования с использованием современных геоинформационных технологий позволяет быстро создать муниципальную ГИС и использовать ее ресурсы для решения широкого спектра прикладных задач.
Литература
- Стадников В.В. Геоинформационная система ведения инженерных сетей и коммуникаций. Международная научно-практическая конференция “Устойчивое развитие городов”, Харьков, 27 февраля — 2 марта 2002 г.
- Стадников В.В. Геоинформационная система инженерных сетей и коммуникаций Одесского морского торгового порта. Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Научный журнал. Серия «География». Том 15 (54). №1. 2002. с. 102-106.
- Стадников В.В. Геоинформационная система инженерных сетей. Международная конференция. Геоинформатика: теоретические и прикладные аспекты. Киев, 28-30 марта 2002 г.
