Key words: spatial data infrastructure, geographic information systems, geoinformation technologies.
Основной задачей создания инфраструктуры пространственных данных является обеспечение эффективного использования пространственных данных, что может быть достигнуто посредством координации действий на федеральном, региональном и муниципальном уровне. Обязательным условием такой координации является унификация используемого информационного обеспечения [1].
Инфраструктура пространственных данных; ИПД: Информационно-телекоммуникационная система, обеспечивающая доступ граждан, хозяйствующих субъектов, органов государственной и муниципальной власти к распределенным ресурсам пространственных данных, а также распространение и обмен данными в общедоступной глобальной информационной сети в целях повышения эффективности их производства и использования [1].
Любая ИПД, вне зависимости от национальных особенностей, наличия предпосылок и условий ее реализации, включает набор необходимых и достаточных компонентов (элементов), среди них:
1. Базовые пространственные данные (БПД), служащие основой координирования (позиционирования) всех иных пространственных и непространственных (атрибутивных, тематических) данных. Один из главных критериев отнесения данных к БПД – всеобщая потребность в них.
2. Пространственные метаданные и механизм доступа к данным, включающие базы метаданных, размещенные в сети серверов, шлюзов и порталов, которые доступны через центры информационного обмена («клиринговые информационные центры») и исключающие необходимость поиска данных среди множества источников, хранилищ, фондов, баз и банков данных, размещенных непосредственно у их держателей (владельцев, собственников), а также стандарты и программные средства создания баз метаданных и доступа к ним.
3. Стандарты на пространственные данные, включая стандарты на модели пространственных данных, геодезическое обеспечение, системы пространственно-временных координат, форматы представления в базах пространственных данных, обменные форматы, метаданные, точность и качество данных, цифровые карты, иные карты и методы картографирования, классификаторы отдельных типов тематических данных (почвенный и растительный покровы, объекты гидрографии и т.п.) вплоть до стандартов на понятийно-терминологический аппарат [4].
Большой объем пространственных данных, накопленный в результате производственной деятельности различных предприятий, разнообразие их форм и структур затрудняют, а иногда препятствуют процессам использования пространственной информации. Новые требования рынка, предъявляемые к информации о местности, и развитие информационных технологий обуславливают необходимость поиска новых решений [3].
В настоящее время решение задачи сбора, поиска и обработки информации невозможно представить без применения информационных технологий. Например, хранение и обработку информации обеспечивают системы управления базами данных; для выполнения различных проектных работ используются системы автоматизированного проектирования и т.д.
Организация ИПД позволит обеспечить:
– повышение качества и эффективности управления на государственном и муниципальном уровнях за счет дополнительного использования пространственных данных при принятии управленческих решений и контроле их исполнения;
– повышение прозрачности принятия решений при территориальном управлении;
– стимулирование инвестиций в развитие территорий за счет упрощения процедур пространственного анализа
Таким образом, развитие инфраструктуры пространственных данных обеспечивает более эффективную поддержку управленческих решений и является шагом в создании единого социально-экономического пространства России [3].
При построении банка пространственных данных учитываются охват территории и степень детализации данных. Например, для задач территориального управления на уровне Российской федерации необходимы пространственные данные, соответствующие картам мелкого и среднего масштаба. Для анализа на уровне субъекта Российской федерации необходимы пространственные данные, соответствующие картам среднего и крупного масштаба. Решение для задач муниципального уровня требует пространственных данных, соответствующих картам крупного масштаба и крупномасштабным планам [5].
Для работы и обработки пространственных данных используют геоинформационные системы (ГИС).
В широком смысле ГИС — это система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение сведений о пространственном положении объекта. Такими сведениями могут быть географические координаты объекта, его адрес, почтовый индекс и т.п. Главными источниками информации в ГИС являются пространственные объекты, сведения о которых можно получить как с помощью геодезической, аэро- или космической съемки, так и методом оцифровки бумажных карт [2].
Понятие геоинформационной системы также используется в более узком смысле — как инструмента (программного продукта), позволяющего пользователям искать, анализировать и редактировать как цифровую карту местности, так и дополнительную информацию об объектах [6].
Структура ГИС:
Данные (пространственные данные):
1.1 позиционные (географические): местоположение объекта на земной поверхности, его координаты в выбранной системе координат;
1.2 непозиционные (атрибутивные, или метаданные) - описательные текстовые, электронные документы, данные графического типа, включая фотографии объектов, трехмерные изображения объектов, видеоматериалы и т.д.
Аппаратное обеспечение (ЭВМ, компьютерные сети, накопители, сканеры, дигитайзеры и т. д.);
Программное обеспечение (ОС, приложение и надстройки к нему);
Технологии (методы, порядок действий и т. д.);
Операторы, администраторы, пользователи [6].
Преимущества использования ГИС технологий:
большой аналитический ресурс;
множество инструментов для обработки и использований сведений;
легкое восприятие данных пользователей (наглядность изображения);
автоматизированные сводки и отчеты по выбранным параметрам;
расшифровка информации, полученной из аэро- и спутниковой съёмки;
значительная экономия временных, денежных затрат и трудоресурсов из-за свободного доступа;
возможность удаленного и оперативного создания 3D-модели любого объекта;
автоматический ввод данных;
сборка отчетов в виде таблиц или диаграмм;
определение присутствия или отсутствия в рамках заданных координат построек;
изучение геопространственных сведений – плотность населения, количества производственных зданий на процент жилых помещений и проч.
Пример программного обеспечения для разработки и создания геоинформационной системы:
Линейка MosMap-GIS.
Spatial Manager.
ActiveMap GS.
GIS 6 Web Edition.
GisMapServer.
GM Tool Kit.
IndorCAD/River.
MapInfo MapX.
IndorCAD/Topo.
MapInfo MapXtreme.
ПроГео.
АРГО.
Геодезическая Информационная Система.
ГИС «Erne».
Панорама.
Рассмотрим подробнее некоторые из них. Одни – более популярны на рынке программистов и инженеров, другие – используются регулярно. Все они могут иметь разный ценовой спектр – от бесплатных, но ограниченных функционально приложений, до дорогостоящих профессиональных разработок.
Линейка MosMap, разработчик предлагает три комплекса:
Marker – базовый софт с автоматизированным подгружением данных в электронную карту. Функции: заполнение сведениями, их анализ, хранение и использование различных файлов.
Integrator – связь с базами данных и гаджетами через облачное хранилище по технологии OLE. При этом через ПО, смартфон или другой источник можно наносить метки, закладки, вносить комментарии.
Editor – создание и последующее внесение корректировок в картографические данные. Можно самостоятельно сделать карту города или конкретного участка. Все слои могут отображать разную информацию – о местах, о постройках, о характеристиках, контактных данных и проч. Можно менять масштабирование, настройки интерфейса, вывод на печать. Основное преимущество – удобная эксплуатация на уровне любительского пользователя.
QGIS – программа для создания ГИС бесплатно (рисунок 1).
Рисунок 1 – Рабочее окно QGIS.
Это свободный программный продукт с единым кодом, поэтому у него нет классической защиты данных. Молодой проект начал свое функционирование в 2002 году, не переведен полностью на русский язык и подходит для любительских целей. Возможности:
поддержание растровых и векторных графических данных;
работа с таблицами и слоями текстовых комментариев;
удобное составление и редактура чертежей – от масштабирования до подписи объектов;
визуализация;
экспорт в другие ПО с изменением разрешения;
оцифровка распечатанных карт;
подготовка к печати.
Из всего выше сказанного можно сделать вывод, что развитие и создание инфраструктуры пространственных данных, и использование современных геоинформационных технологий позволит более качественно, быстро и рационально принимать решения разного рода задач. Это в свою очередь отразится на эффективности производства огромного спектра работ, а также на экономической эффективности проектов.
Список литературы:
ГОСТ Р 58571-2019 Инфраструктура пространственных данных. Требования к информационному обеспечению. Дата введения 2020-06-01
Галина Емельянова, Яна Менжевицкая. Географическая информационная система «Историко-культурный опорный план города Москвы» [Электронный ресурс]. URL: sapr.ru/article/18827 (дата обращения: 27.11.2020)
Цветков В.Я. Пространственные данные и инфраструктура пространственных данных [Электронный ресурс]. URL: natural-sciences.ru/ru/article/view?id=31717 (датаобращения: 27.11.2020)
Миллер C.А. Доклад, Концепция российской инфраструктуры пространственных данных, [Электронный ресурс]. URL: agiks.ru/data/konf/page8.htm (дата обращения: 27.11.2020)
Технология построения инфраструктуры пространственных данных, [Электронный ресурс]. URL: gisinfo.ru/techno/bsd.htm (дата обращения: 27.11.2020)
Географические информационные системы (ГИС) / Картографическая информация, [Электронный ресурс]. URL: cawater-info.net/bk/13-5.htm (дата обращения: 27.11.2020)