Использование ГИС в различных сферах

Природные ГИС

Природные ресурсы – основное богатство нашей страны. Их эффективное использование – залог нашего благосостояния. Территория страны огромна, поэтому в управлении природными ресурсами ключевую роль играет пространственный аспект. И сама по себе окружающая среда – не что иное, как пространственное распределение различных явлений и объектов. Эти общие и уже «набившие оскомину» фразы, объясняют, почему ГИС – наиболее подходящий вид информационных систем в области природопользования и охраны окружающей среды.

Исторически, природноресурсный комплекс был первым заказчиком на создание геоинформационных систем. Принято считать, что первой ГИС была система, созданная для управления лесами Канады. Тогда даже понятия ГИС еще не было, однако необходимость соединения (гео)графического и семантического (описательного) представлений для полноценного описания природных ресурсов уже была осознана. И вполне закономерно, что Геологическая служба США и Министерство природных ресурсов РФ стали старейшими и крупнейшими пользователями ГИС-продуктов ESRI и Leica Geosystems в этих двух странах.

В конце прошлого века эксперты предсказывали слияние технологий ведения баз данных, ГИС и обработки изображений. Хотя этого так и не произошло, интеграция и взаимопроникновение этих технологий достигла весьма высокой степени. Именно благодаря этому факту ГИС позволяют автоматизировать все функции по работе с данными о природных ресурсах. Можно выделить несколько крупных блоков, которые присутствуют практически в любой подобной ГИС:

1. инвентаризация и учет,

2. мониторинг,

3. аналитический блок,

4. подготовка карт и отчетной документации.

Любая информационная система основывается на некотором массиве данных. Первый вопрос, на который она должна отвечать, – "что и где у нас находится?" Поэтому работа начинается с инвентаризации. Исходные данные могут поступать из разных источников: с бумажных карт, из учетных документов, в результате полевых обследований, из других информационных систем. Пестрота спектра исходных данных – отличительная черта геоинформационных систем.

Изучение природных ресурсов сегодня не мыслимо без привлечения данных дистанционного зондирования. Спектр доступных ДДЗ сейчас широк как никогда, цены на архивные снимки по силам даже частным лицам, многие данные можно получить бесплатно. Съемочные компании предоставляют скидки для некоммерческих и экологических проектов.

Информация, извлекаемая из ДДЗ и получаемая из других источников, наиболее востребована в мониторинге и решении аналитических задач.

Задача мониторинга – обнаружение и анализ изменений, происходящих на наблюдаемой территории или с наблюдаемыми объектами.

Аналитические задачи в области природопользования, охраны окружающей среды и экологии решаются на вычислительных моделях реальных явлений. В других областях ГИС-анализ играет вспомогательную роль или вообще не востребован (например, задачи учета, картографии, презентационные и др.). Здесь же это наиболее значимая составляющая функциональности ПО ГИС.

Результаты мониторинга или исследовательского проекта ценны не сами по себе. Реальную пользу они приносят тогда, когда на их основе принимаются правильные решения. В большинстве случаев руководители и менеджеры не являются специалистами в естественно-научных дисциплинах, у них другие задачи. Поэтому наглядное, эффектное и эффективное представление результатов исследований – важная функция систем поддержки принятия решений и ситуационных центров.

Грамотное картографическое изображение, трехмерное представление, реальные фотографии и смоделированные видеоролики позволяют очень быстро передать информацию о достаточно сложных явлениях. Изменения природной среды и масштабные природные явления хорошо иллюстрируются трехмерной анимацией на глобусе. А карты полиграфического качества обладают гораздо большим "весом", нежели простые распечатки экрана.

Земельный кадастр

В начале 1990-х годов Роскомзем начал развивать идею и приступил к созданию систем для картографирования земельных участков и регистрации земель (проект LARIS). В то время представлялось, что предлагаемые в ГИС возможности управления множеством слоев данных и развитые инструменты их анализа (геообработки) излишни для простых систем картирования землевладений. Тогда казалось, что и простые настольные программные продукты для картографии могут обеспечить поддержку создания кадастровых карт, а более сложные вопросы, ориентированные на анализ и моделирование не ставились.

Примерно в это же время город Таганрог приступил к реализации своих планов модернизации управления территорией, в основу которого была положена разработка современной картографической системы. Они начали с программного ГИС-обеспечения ESRI, закартировали все земельные участки и провели перерегистрацию земель. Затем они создали многие другие приложения для муниципального управления, исследовали итоги выборов по районам, выпустили весьма популярный атлас города, используя данные, полученные при картировании участков. В итоге ГИС-команда из Бюро кадастра Таганрога ясно показала преимущества использования многоцелевого кадастра, основанного на возможностях ГИС-технологии.

Внедрение ГИС в систему земельного кадастра России не обеспечило достаточной эффективности, т.к.:

· изначально была недооценена важность пространственных данных и функций ГИС для решения задач кадастра. Пространственные данные имели вторичный характер по сравнению с техническими и правовыми характеристиками. В связи с этим возникала недооценка требований к точности позиционирования и взаимному положению (топологии) участков. Эти требования расценивались как избыточные, удорожающие кадастровый учет;

· для полноценной работы кадастровых органов кроме кадастровых данных о земельных участках необходимо использовать и разные данные об окружающих объектах, которые не имеют прямого отношения к кадастру – топографические карты, планы городов, информация о зонах. Понятно, что кадастровые органы не могли самостоятельно обеспечить полноценное создание и обновление карт, а существующая инфраструктура пространственных данных (Роскартография и другие ведомства) не могла обеспечить потребности кадастровой службы в актуальных картах;

· процесс разработки, внедрения и сопровождения ГИС в государственном масштабе является весьма ресурсоемкой задачей, требующей серьезного финансирования и кадрового обеспечения, которых не оказалось в нужное время;

В результате, ГИС в системе ГЗК стала играть роль вспомогательной информационно–справочной системы, в которой уникальные возможности ГИС практически не используются.

Однако любое усиление требований к качеству кадастровых данных и процедурам их обработки неизбежно приводит к усилению роли и значению ГИС в системе кадастра недвижимости.

В настоящее время ГИС-технологии используются в системе Государственного кадастра недвижимости России, который пришел на смену земельному кадастру, достаточно широко. В настоящее время работы с применением ГИС выполняются в рамках Подпрограммы "Создание системы кадастра недвижимости (2006-2011 годы)" (http://www.fccland.ru/page.aspx?id=906) федеральной целевой программы "Создание автоматизированной системы ведения государственного земельного кадастра и государственного учета объектов недвижимости (2002-2007 годы)". Подпрограмма направлена на создание системы государственного кадастрового учета объектов недвижимости, обеспечивающей реализацию государственной политики эффективного и рационального использования и управления земельными ресурсами и иной недвижимостью в интересах:

· укрепления национальной экономики,

· повышения благосостояния граждан,

· обеспечения государственных гарантий прав собственности и иных вещных прав на недвижимое имущество,

· формирования полного и достоверного источника информации об объектах недвижимости,

· а также на совершенствование государственных услуг, оказываемых организациям и гражданам, органам государственной власти и органам местного самоуправления.

ГИС и транспорт

Территориальная распределенность транспортных систем делает их идеальным объектом автоматизации посредством геоинформационных систем. ГИС являются оптимальной платформой для комплексных решений в сфере транспорта, т.к. пространственная составляющая является естественной основой интеграции задач управления транспортной инфраструктурой, расчетных задач, задач оперативного управления, навигации и т.д. Тем не менее, по настоящему комплексных решений в России пока не видно. Это может быть обусловлено и инерцией мышления управленцев, и большим количеством не соорганизованных участников, каждого из которых интересует только своя задача. Поэтому внедрение ГИС-технологии у нас происходит по отдельным целевым направлениям, а не по всему «фронту» транспортных и смежных с ними задач, что обеспечило бы наиболее эффективные решения и наибольшую отдачу от их внедрения.

Геоинформационные системы могут применяться для составления планов/моделей терминальных комплексов, территорий, прилегающих к автомобильным и железным дорогам. Полоса отвода также требует постоянного мониторинга ее использования как с точки зрения соблюдения норм безопасности, так и для эффективного управления имуществом, включая земельные участки для обслуживающих предприятий. ГИС-технология позволяет интегрировать данные воздушного лазерного сканирования, аэрофотосъемку, трехмерные модели объектов, информацию о функциональных зонах и технических средствах регулирования движения в единую геоинформационную систему генерального плана дороги. Выполнение измерений с помощью современных геодезических инструментов позволяет создавать комплексную модель дороги в реальных географических координатах и в дальнейшем связывать модели отдельных дорог и участков в общую систему.

Средства анализа, имеющиеся в ГИС, позволяют не только прокладывать маршруты по существующей улично-дорожной сети (УДС), но и оценивать эффективность самой сети, вычислять узкие места, планировать развитие. Практически в любом городе можно найти примеры, когда длина даже самого оптимального маршрута по имеющейся улично-доржной сети (УДС) во много раз превышает геометрически кратчайшее расстояние между пунктами отправления и назначения. Причины этого – низкая связность сети, обусловленная препятствиями (железные дороги, реки и, как ни парадоксально, магистрали непрерывного движения при нашей хронической недостаточности развязок), а также неудачная организация движения. Результат – значительный перепробег для всех участников дорожного движения: и общественного транспорта, и коммерческого, и личного. Ну а последствия известны – пробки, шум, загазованность, ускорение износа дорожного полотна. У нас миллионы и миллиарды тратятся на проекты дорожного строительства, дающие копеечный результат только потому, что при их обосновании и отборе не проводится анализ изменения свойств УДС в целом и транспортных потоков на ней. Инструменты для такого анализа уже есть, но не используются.

Мониторинг состояния дорожного полотна и планирование ремонтов. Это одно из наиболее популярных направлений применения ГИС в дорожных администрациях. Часто одного лишь цветового кодирования участков дорог по срокам ремонта бывает достаточно, чтобы существенно оптимизировать процесс и повысить качество дорожного покрытия в целом. Если же использовать ГИС для интеграции разносторонней информации по дорожной сети (виды/качество покрытия, транспортная нагрузка, даты ремонтов), на ее основе можно построить динамическую модель износа и автоматизировать планирование ремонтов (на Западе уже давно так делают). В базе данных также можно хранить сведения о дорожных знаках, и другую «придорожную» информацию, привязанную к географическим или линейным координатам.

Мониторинг покрытия нужен не только автодорогам, но и аэропортам. Аналогичная задача в отношении рельсового пути стоит и перед железными дорогами. Во всех этих областях транспорта ГИС могут заметно повысить эффективность расходования средств на поддержание покрытия или пути в надлежащем состоянии.

Информация о дорогах, маршрутах, расписаниях нужна нам всем. Средства для ее картографического представления в Интернете существуют уже 10 лет. И при этом сложилась парадоксальная ситуация практического отсутствия у нас информационных услуг для массового потребителя.

Поиск по сайту: