Основы формирования единого геоинформационного пространства специального назначения с использованием web-технологий. Про космос и вселенную и нашу жизнь Единое геоинформационное пространство

С. А. Зубков

Сообщите, прошу вас, куда мне из этого идти?

Это сильно зависит от того, куда ты желаешь прийти, - ответил кот.

Да мне практически все равно, - начала Алиса

Тогда все равно, куда идти, - сообщил кот.

Только бы попасть куда-нибудь, - пояснила Алиса.

Не волнуйся, куда-нибудь ты в обязательном порядке попадешь, - сообщил кот, - само собой разумеется, если не остановишься на половине пути.

(Л. Кэрролл, «Приключения Алисы в стране чудес»)

В отличие от основной героини известного произведения Л. Кэрролла, у экспертов Департамента IT Москвы, принимающих участие в формировании геоинформационного пространства города, имеется познание, куда они желают прийти. Но обо всем по порядку.

Работы по формированию Единого геоинформационного пространства (ЕГИП) Москвы проводятся в рамках реализации Национальной программы Москвы «Информационный город (2012–2016 годы)». Проекты, направленные на развитие ЕГИП, входят в состав приоритетных в рамках мероприятий подпрограммы «Развитие информационно-коммуникационных разработок для увеличения качества судьбы в городе Москве и создания благоприятных условий для ведения бизнеса».

В соответствии с пункту 1.2 распоряжения Московской мэрии от 20 марта 2012 г. № 120-РП «Об интегрированной автоматизированной системе обработки данных «Единое геоинформационное пространство Москвы» ЕГИП представляет собой «национальную информационную совокупность, снабжающую предоставление и интеграцию геопространственных данных, содержащихся в информационных ресурсах органов власти организаций и города Москвы». Стоит сходу озвучить, что задача навести порядок в отраслевых базах геоданных (БГД) и обеспечить их предоставление в рамках мероприятий по формированию единой городском платформы открытых данных - это лишь первый этап в развитии геоинформационного пространства столицы.

Идеологически ЕГИП должно воображать n-мерный массив событий, последовательное и/либо параллельное происхождение которых способно образовать бизнес- либо технологический процесс получения, применения и обработки геоданных в рамках предоставления национальных одолжений организациям и гражданам; межведомственного сотрудничества органов аккуратной власти (ОИВ) Москвы; контроля качества одолжений, направленных на обеспечение качества безопасности и повышение жизни населения города; развития транспортной, культурно-досуговой и физкультурно-спортивной инфраструктур; увеличения уровня доступности муниципальный инфраструктуры для маломобильных групп граждан; охраны внешней среды и мн. др.

Каждое событие в ЕГИП возможно обрисовать комплектом значений по шести главным измерениям:

1. функциональные:
2. геоданные (отраслевые, общегородские);
3. поставщики геоданных (ОИВ, внешние организации);
4. потребители геоданных (граждане, ОИВ, внешние организации);
5. снабжающие:
6. ПО (ГИС-серверы, веб-клиенты, мобильные приложения);
7. объекты системно-технической инфраструктуры (серверы, хранилища данных, каналы передачи данных);
8. механизмы передачи геоданных (веб-сервисы, файлы, реплики БГД).

Еще раз отмечу, что главной целью развития ЕГИП есть формирование оптимального по плотности и составу событий геоинформационного пространства, разрешающего обеспечить геоинформационную помощь существующих процессов оказания услуг организациям и населению города, и разрешающего вырабатывать новые наборы и процессы одолжений, базирующиеся на геоданных.

Как говорилось выше, в рамках первого этапа (2012–2013 гг.) формирования геоинформационного пространства все силы были брошены на исследование отраслевых БГД в части структур хранения, дублирования, качества топологических связей, тематической классификации. Экспертам Департамента IT Москвы совместно с задействованными ОИВ и другими участниками проекта удалось собрать воедино большой массив отраслевых данных, выделить на их базе общегородские геоданные, согласовать и утвердить в Аппарате Мэра и Московской мэрии первую версию тематического классификатора.

На данный момент выделено семнадцать постоянных тематических категорий, и отдельные категории сезонных данных. Большинство собранных данных (около 200 слоев) предоставлена на данный момент на суд горожан в публичном доступе при помощи первой версии общегородского интерактивного геоинформационного ресурса «Электронный атлас Москвы» (eatlas.mos.ru).

Любой пользователь ресурса имеет возможность оказать помощь нам в корректировке данных, послав сообщение посредством эргономичных форм (рис. 1а, 1б).

Рис. 1. Формы обращения

Осознавая, что раздельно геоданные, какими бы корректными они ни были, мало чем смогут оказать помощь рядовым гражданам, в рамках второго этапа развития ЕГИП (2013–2014 гг.) главный акцент будет сделан на развитие геосервисов. Кроме базисных сервисов (эргономичный комбинированный поиск по местоположению и адресу, прокладка маршрутов), Электронный атлас будет предоставлять данные о доступности объектов муниципальный инфраструктуры для маломобильных групп граждан.

Уже проводится интеграция с порталом национальных одолжений, и в скором будущем станут дешёвы функция записи в другие услуги и спортивные секции главного и дополнительного образования. Пользователям ресурса будет дешёв сервис просмотра панорам города. По поручению главу госадминистрации города Москвы в скором будущем будет подготовлена английская версия ресурса.

В 2014 г. выйдет и первая мобильная версия Электронного атласа Москвы.

не меньше серьёзным направлением развития ЕГИП до 2014 г. останется геоинформационное обеспечение раскрытия тематических отраслевых баз объектов городского хозяйства и привлечение сторонних приложений и разработчиков сервисов на базе этих данных.

Сейчас о тех, кто иначе «баррикад» - о поставщиках данных. С целью интеграции существующих отраслевых геоинформационных совокупностей, обеспечения средствами ведения и формирования геоданных тех ОИВ, каковые ранее таковых не имели, в рамках первого этапа развития ЕГИП была создана «Система своевременного доступа к геопространственным данным Единого геоинформационного пространства Москвы». Главной задачей данного ресурса ЕГИП есть обеспечение экспертов ОИВ-поставщиков геоданных средствами редактирования и создания пространственной атрибутики геоданных, и придания им юридической значимости при помощи электронной подписи важного лица.

В рамках второго этапа развития ЕГИП этот ресурс кроме этого не останется без внимания и будет существенно доработан в части развития API, визуального функций представления и расширения редактирования, формирования механизмов геоанализа и подготовки сложных картографических отчетов.

Все, о чем писалось выше, касается функциональной архитектуры геоинформационного пространства Москвы. Эти трансформации, конечно же, не вероятны без важных трансформаций и на вторых уровнях архитектуры. Целевая архитектура ЕГИП представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема целевой архитектуры ИАИС ЕГИП

Вследствие этого намечены следующие главные мероприятия в рамках предстоящего развития ЕГИП в части прикладной и системно-технической архитектуры:

1. переход от хорошей 3-уровневой модели корпоративной ИС большого предприятия, использованной для максимально стремительного ответа задач первого этапа, к ответам на базе ESB и SOA;
2. переход в предоставлении ресурсов на базе моделей облачных вычислений - PaaS, SaaS, DaaS;
3. формирование полноценного программно-управления комплекса и технического анализа направляться.

Неотъемлемой составляющей развития архитектуры ЕГИП есть управления механизмов и формирование анализа трансформациями архитектуры ЕГИП, включающее в себя следующие работы:

1. определение состава атрибутов значений по каждому измерению;
2. разработка сводного показателя атрибутов значений по каждому измерению (для сортировки значений);
3. формирование целевых значений по каждому измерению;
4. разработка методов оптимизации архитектуры ЕГИП:
5. метод формирования весовых коэффициентов событий;
6. метод оптимизации значений по измерениям для группы событий и отдельного события (бизнес- либо производственного процесса);
7. метод значений атрибутов и определения состава для каждого измерения;
8. разработка метода формирования последовательности событий (бизнес- либо производственного процесса) ЕГИП, снабжающего исполнение требований к оказанию услуг.

не меньше серьёзным нюансом формирования ЕГИП Москвы есть качественное нормативно-правовое обеспечение. В данной части запланировано внесение трансформаций в текущие нормативно-Правительства Москвы и правовые акты мэра, и разработка регламентов и новых постановлений, устанавливающих правила информационного сотрудничества в ЕГИП.

Особенное внимание на данном этапе будет уделено предложениям коммисии Экспертного совета при Правительстве РФ по вопросу применения данных дистанционного зондирования Почвы в РФ. Несколько совета экспертов была создана по окончании доклада главу госадминистрации города Москвы С. С. Собянина на совещании президиума совета по инновационному развитию и модернизации экономики.

Разговор о необходимости создания единого геоинформационного пространства города Москвы.

Москва один из крупнейших городов земли со сложной инфраструктурой, уникальный по территориальной организации, структуре и управлению мегаполис. В городе существуют информационные системы, базирующиеся на современных средствах сбора информации, объемы которой постоянно растут в геометрической прогрессии. Поэтому во многих странах и городах развиваются интеграционные процессы, обеспечивающие консолидацию и упорядочение информационных потоков, создающие условия для формирования единой информационной инфраструктуры.

На протяжении последних лет в Москве развернуто интенсивное жилищное строительство, реконструкция и капитальный ремонт, строятся и реконструируются транспортные магистрали и инженерные коммуникации, осуществляется комплексное благоустройство и другие виды работ.

В целом в городе, сложилась благоприятная возможность объединения информационных ресурсов и создание на их базе новых. Международный опыт показывает, что интеграцию разрозненной информации лучше всего осуществлять на основе геоинформационных технологий.

Утвержденная правительством «концепция создания инфраструктуры пространственных данных(ИПД)» на трёх уровнях: федеральном, территориальном и муниципальном. На законодательном уровне России то же необходимо обеспечить регулирование отношений в сфере создания и развития ИПД посредством принятия соответствующих подзаконных актов.

При проектировании технических компонентов ИПД РФ возникает ряд научно прикладных задач.

1) Выполнить структурный анализ всей пространственной информации, используемой органами исполнительной власти, крупными предприятиями и другими пользователями.

2) Необходимо формализовать описание размещаемой в ИПД информации, ее взаимосвязей и использования

Доступ пользователей к информации, содержащейся в федеральных и региональных ресурсах, должен по мере возможности осуществляться в режиме одного окна. ЕГИП города Москвы представляет собой сочетание массивов пространственных данных о территории города, представленных в двухмерном и трехмерном видах, охватывающих наземное, подземное и надземное пространство, связанных между собой единой координатной основой.

В 2010г Постановлением Правительства Москвы №162-ПП была принята Среднесрочная городская целевая программа работ по развитию ЕГИП города Москвы на 2010-2012гг. Основными задачами программы являлись следующие.

1. Геодезическое обеспечение единой геоинформационной инфраструктуры
2. Обеспечение пользователей актуализированными материалами
3. Создание трехмерной цифровой модели города Москвы
4. Инженерно-геологическое картографирование
5. Обеспечение межведомственного взаимодействия
6. Совершенствование нормативного, кадрового, научного и технологического обеспечения ЕГИП г. Москвы.

Логическая архитектура ЕГИП города Москвы включает следующие основные компоненты:

Среду межсистемного обмена и доступа к геопространственным данным органов исполнительной власти

Центральный узел среды ЕГИП города Москвы

Среду оперативного доступа к пространственным данным

Система геопорталов содержит три основных портала различной степени конфиденциальности:

А) Портал для открытого доступа

Б) Служебный портал для органов исполнительной власти г. Мосвы

В) Режимный геоинформационный портал органов исполнительной власти г. Москва

Дальнейшее развитие ЕГИП г. Москвы необходимо проводить в следующих основных направлениях.

Разработка и совершенствование нормативно-правового обеспечения работ

Развитие состава и полноты предоставляемой информации

Создание и развитие многомерного предоставления территории

Создание и развитие аналитических возможностей

Основы формирования единого геоинформационного пространства специального назначения с использованием web-технологий

Василий Иванов
Кандидат военных наук, Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого, МО РФ, доцент кафедры организации связи. Окончил Рязанское высшее военное командное училище связи в 1996 году; Военную академию связи - в 2007 году. Защитил диссертацию в 2010 году.
Никита Бородин
Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого, МО РФ, оператор научной роты. Окончил Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики 2015 году.

Основной целью создания единого геоинформационного пространства специального назначения (ЕГП СН) является формирование в едином информационном пространстве (ЕИП) разноведомственной (применение войск МО, МВД, ФСБ, МЧС) группировки войск (сил), элементов единой базы данных (рис. 1) и точек доступа к геоинформационной информации. ЕГП СН предназначено для получения пространственной информации о различных территориях разными категориями должностных лиц органов управления в процессе выполнения задач по боевому применению соединений и частей в ходе проведения мероприятий боевой подготовки и проведения операций.

Персональное использование геоинформационных систем имеет ряд недостатков:

• необходимость выделения большого объема памяти для хранения векторных и растровых карт районов ведения специальных операций (боевых действий) и зон ответственности на персональных компьютерах (автоматизированных рабочих местах) должностных лиц;
• сложность согласования электронных карт и их классификаторов между управлениями (отделами) и службами штаба и частями;
• отсутствие единого классификатора нанесения оперативной обстановки и его совместного редактирования должностными лицами;
• применение традиционных «бумажных» методик при работе с геоинформационными системами;
• отсутствие единой базы геоинформационных данных.

При этом в некоторых силовых министерствах активно используются серверные ГИС и Web-GIS — рис. 2. В ГИС СН слои и другие данные поступают из разных источников (к источникам относятся данные, получаемые от должностных лиц отделов и служб штабов). Каждый пользователь (должностное лицо) разрабатывает ту часть информации, которой он пользуется и которая ему необходима для выполнения определенных задач, а не все информационное поле своей ГИС.

Слои с данными поступают из внешних источников, от других взаимодействующих пользователей ГИС (должностных лиц органов управления МО, ФСБ, МВД, МЧС и др.) посредством систем передачи данных. Потребность в данных является для пользователей стимулом получения новых данных наиболее эффективными и быстрыми способами, в том числе путем использования части баз данных для себя у других пользователей ГИС.

Таким образом, уже сегодня управление геоинформационными данными в органах управления осуществляется несколькими пользователями (должностными лицами). Распределенная работа с ГИС подразумевает широкие возможности для взаимодействия между многими пользователями (должностными лицами, работающими с геоинформационными системами) и информационными системами (информационно-справочными, системами поддержки принятия решения и др.). Совместная работа пользователей с ГИС показала свою эффективность при решении различных информационных и расчетных задач.

В настоящее время все узлы связи пунктов управления (штабов) оснащены серверами различной мощности, но их низкая загруженность требует поиска решений по их применению в интересах должностных лиц пунктов управления (штабов). Одним из таких решений является использование их в качестве ГИС-серверов на web-платформе.

Рассмотрим элементы распределенной геоинформационной сети, представляющей собой основу единого геоинформационного пространства специального назначения. В состав ГИС-сети входят следующие основные элементы (рис. 3):

• ГИС-порталы с каталогами метаданных, где пользователи могут провести поиск и найти ГИС-информацию в соответствии с их потребностями;
• ГИС-узлы, где пользователи компилируют и публикуют наборы ГИС-информации;
• пользователи ГИС, которые ведут поиск, обращаются и используют опубликованные данные и сервисы.

Должностные лица, которые являются пользователями ГИС, взаимодействуют друг с другом с целью получения недостающих частей имеющихся у них ГИС-данных. Для этого они обращаются к ГИС-узлам через ГИС-порталы, которые представляют собой важный компонент сети с систематизированным реестром разнообразных мест хранения данных и информационных наборов. Часть пользователей действует в качестве распорядителей данных, компилируя и публикуя свои наборы данных для совместного использования. Они регистрируют свои информационные наборы в каталоге портала. Проводя поиск по этому каталогу, другие пользователи могут найти нужные им информационные наборы и обратиться к ним. ГИС-портал — это web-сайт, где пользователи могут искать и находить нужную им ГИС-информацию. Предоставляемые возможности зависят от комплекса предлагаемых сетевых сервисов ГИС-данных, картографических сервисов и сервисов метаданных . Периодически сайт портала ГИС-каталога может проводить обследование каталогов связанных с ним сайтов-участников (GisWeb-серверов силовых министерств и ведомств страны) с целью опубликования и обновления одного центрального ГИС-каталога. Таким образом, ГИС-каталог может содержать ссылки на источники данных, имеющиеся как на этом, так и на других сайтах.

Перечень программных средств формирования единого геоинформационного пространства

Проведенный анализ ГИС, используемых в силовых министерствах и ведомствах, алгоритмов работы должностных лиц органов управления, программных средств позволил определить задачи (рис. 4), которые необходимо решить при разработке ЕГП .

Для обеспечения взаимодействия и структурного единства всех элементов ЕГП СН необходимо иметь единые программные компоненты, представленные в таблице.

Подобно другим информационным технологиям, единое геоинформационное пространство должно обеспечивать простоту внедрения приложений, созданных на единой ее основе. Это достигается за счет создания единой базовой платформы программного обеспечения, поддерживающей разные типы наборов географических данных, развитые инструментальные средства управления данными, их редактирования, анализа и визуализации.

Существенной задачей является обеспечение доступа должностных лиц к web-ресурсу как со стационарных рабочих мест, так и с «поля», при этом пользователи должны иметь полный набор возможностей, даже при условии использования низкоскоростных каналов связи.

С целью обеспечения удаленного доступа необходимо обладать достаточно развитыми интерфейсами для работы с данными и различными информационными продуктами. Такие интерфейсы должны обеспечивать:

• работу с многомерными архивами данных;
• достаточно простое и понятное управление данными (выбор, поиск, включение для отображения нужных характеристик и т.д.);
• быстрый выбор и отображение различных информационных продуктов из достаточно емких архивов, обеспечивающих хранение многомерных данных;
• одновременное отображение различных видов информации и проведение их совместного анализа;
• работу как с пространственной информацией, так и временными рядами различных информационных продуктов;
• формирование комплексных продуктов на основе базовых по запросу пользователей (связано это в первую очередь с тем, что при расширении задач и возможностей систем мониторинга простое увеличение типов хранимых информационных продуктов приводит к неконтролируемому росту объемов архивов, поэтому часть продуктов приходится формировать только по запросам);
• доступ к распределенным информационным ресурсам;
• онлайн-импорт информации из различных сторонних информационных систем;
• расширяемость функциональности, а также удобные и гибкие настройки для решения конкретных задач;
• строгую, но гибкую систему авторизации пользователей для доступа к различным функциям и информационным продуктам, используемым в системе;
• отображение данных на карте;
• базовые функции рабoты с картoй;
• поиск данных в каталoгах и их отображение;
• экспорт данных.

Создание ЕГП СН уже сегодня позволит оптимизировать работу должностных лиц органов управления, иметь распределенный ресурс геоинформационных данных. А развитие систем связи и автоматизации в силовых министерствах позволит создать единое телекоммуникационное пространство и обеспечить доступ к единым ресурсам геоинформационного пространства в любой точке страны. 

Список использованной литературы:

1. Иванов В.Г., Панихидников С.А., Немцев Е.А. Применение геоинформационного портала военного назначения как технологической платформы военно-технического сотрудничества должностных лиц объединенных штабов ОДКБ. «Военно-техническое сотрудничество России: история и современность» / Материалы работы научной конференции, 2012 г. — СПб: Политехника-сервис, 2013.
2. Сайт «КБ Панорама», http://www.gisinfo.ru.
3. Иванов В.Г., Панихидников С.А., Могиленко А.Н. Интерактивный банк данных картографической информации // В сб.: Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании. III Международная научно-техническая и научно-методическая конференция: сборник научных статей. 2014. С. 829-833.
4. Горбунов А.А., Пономорчук А.Ю., Иванов В.Г. Использование геоинформационных систем при принятии управленческих решений в единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций // Научно-аналитический журнал «Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России». 2015. № 2. С. 71-76.
5. Сайт «ГИС Техник», http://gistechnik.ru.
6. Иванов В.Г., Панихидников С.А., Королев К.В. Анализ современных геоинформационных систем для применения в системах военного назначения // В сб.: Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании. III Международная научно-техническая и научно-методическая конференция: сборник научных статей. 2014. С. 820-825.

Common geoinformation space of Moscow city

ИСОГД города Москвы

Москва не только самый лучший, но и один из самых крупных и сложных городов Земли. Столица Российской Федерации - уникальный по территориальной организации, структуре и управлению мегаполис. В управлении городом принимают участие десятки ведомств, департаментов и служб, которые отвечают за различные сферы деятельности. Все эти сферы очень тесно взаимосвязаны, поэтому принятие решений базируется на большом объеме разнородной информации.

В Москве существуют сложные структуры по управлению информационными потоками, обеспечивающими своевременное поступление информации заинтересованным лицам. В городе созданы различные информационные системы, базирующиеся на современных средствах сбора и обработки информации. Объемы информации растут в геометрической прогрессии, и ими нужно уметь эффективно управлять. Именно с этой целью во многих странах и городах развиваются интеграционные процессы, обеспечивающие консолидацию и упорядочение информационных потоков, создающих условия для формирования единой инфраструктуры. Москва здесь не является исключением.

В российском градостроительстве намерения в формировании единой инфраструктуры информации получили развитие в концепции информационных систем обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД), формируемой на базе общих принципов государственной концепции инфраструктуры пространственных данных.

Пространственные данные – важная составляющая информационных потоков в городе, поскольку большая часть всей информации имеет территориальную привязку. Созданием пространственных данных заняты практически все основные службы города, обеспечивающие планирование, строительство, реконструкцию, функционирование и развитие города. В 1999 г. для лучшей сопоставимости пространственных данных Правительство города приняло решение о создании единой государственной картографической основы г.Москвы (ЕГКО), подготовка и ведение которой были поручены «Мосгоргеотресту». Эта основа создавалась на базе данных цифровых топографических планов, карт и схем масштабного ряда 1:2000 - 1:25000 и в 2002 г. введена в промышленную эксплуатацию. Информационный ресурс ЕГКО поддерживается в актуальном состоянии и предоставляется всем службам и организациям города, выполняющим проектные и инвентаризационные работы. Это существенно повысило надежность и достоверность информации, ускорило и облегчило ее совместное использование, значительно расширило информационный обмен пространственными данными. Были предприняты попытки сформировать единые процедуры создания пространственных данных и унифицировать обменные форматы, что улучшило возможность обмена данными, однако не решило проблем поддержания данных в актуальном состоянии. Регламенты обмена данными приводили к поступлению информации с опозданием и не гарантировали их актуальность в течение последующего периода использования.

Генплан г.Москвы инициировал создание единого информационного пространства

Нехватка или задержка поступления актуальных данных особо остро сказались при подготовке главного документа города – Генерального плана развития г.Москвы до 2025 г. Работа над этим документом была завершена в 2010 г. Она проводилась в нескольких проектных мастерских города и объединялась в Институте Генплана г.Москвы. Генплан г.Москвы – комплексный документ, по закону включающий 19 информационных групп пространственных данных, объединяющих более 50 картографических слоев.

Разработка Генплана базируется на множестве исходных пространственных данных, некоторые из них могут меняться в течение периода подготовки документа. Это существенно осложняло работы, требовало постоянного сопоставления с вновь поступающей пространственной информацией из других служб. Кроме того, при публичных обсуждениях Генплана и слушаниях в Городской Думе требовалась срочная дополнительная работа по конвертации данных из разных форматов для их представления в единой геоинформационной системе (ГИС).

В связи с этим, велись работы по развертыванию такой системы. И в качестве интеграционной платформы были приняты программные продукты семейства ArcGIS, установленные в двух основных центрах подготовки пространственных данных для этого документа: в Институте Генплана Москвы и Комитете по архитектуре и градостроительству г.Москвы («Москомархитектуре»).

В 2009 г. правительством города была также обсуждена и принята концепция создания единого геоинформационного пространства г.Москвы (ЕГИП), реализация которой позволила бы использовать современные технологические решения для оптимизации обмена пространственными данными. На ее основе утверждена среднесрочная целевая программа города на 2010-2012 гг.

Суть концепции заключается в стремлении к «интеграции пространственных данных, позволяющей одновременно отображать и обрабатывать пространственные объекты из разных массивов данных любых масштабов, включая массивы тематических данных различных пользователей».

Предстояло в достаточно короткие сроки разработать и реализовать принципиально новый подход к обмену пространственными данными без разрушения сложившейся практики создания и использования пространственных данных в службах, имеющих опыт использования геоинформационных систем, и с обеспечением возможности развития системы за счет удобного подключения и расширения числа участников. Сложность состояла в необходимости интеграции информации, создаваемой и поддерживаемой хотя и на единой картографической основе, но в разных, часто плохо сопоставимых форматах пространственных данных, на базе различных ГИС-технологий и ГИС-систем, используемых в разных службах.

Следует отметить, что в Москве, как и в других крупных городах, выбор конкретных информационных технологий обусловливается множеством факторов, включая не только экономическую составляющую внедрения систем, но и разновременность внедрения технологий в разных отраслях, сложившийся опыт специалистов, формат поступающих данных или даже просто спонтанное решение. Тем не менее, в данном случае перевод служб на единую ГИС-платформу не рассматривался как вариант общего решения, поскольку это не только невозможно, но и нецелесообразно. Решение искалось в новых стандартах обмена пространственной информацией на базе сервис-ориентированной архитектуры (SOA) с использованием международных стандартов обмена пространственной информацией, разрабатываемых международным консорциумом OGC (Open Geospatial Consortium). Данный подход позволил не разрабатывать новые программные продукты или унифицировать их использование, а разрабатывать направления связывания распределенных информационных узлов для обмена сообщениями.

Сервис-ориентированная архитектура ЕГИП г.Москвы

Сервис-ориентированная архитектура предполагает наличие трех основных составляющих: поставщиков сервисов, потребителей сервисов и реестра сервисов.

Исходя из этого, был рассмотрен вариант организации ЕГИП на базе геопортального решения (рис. 1). Его суть состояла в построении многоядерной (распределенной) информационной структуры с центральным узлом в «Москомархитектуре». Роль центрального узла состоит в наличии дополнительных функций оператора ЕГИП, обеспечивающего всех участников единой картографической основой и площадкой обмена информационными ресурсами.

Рис. 1. Общая схема организации ЕГИП.

В качестве такой площадки используется геопортал пространственных данных, построенный на технологии ArcGIS. Специальное серверное расширение – ArcGIS Geoportal Extension (от редакции: в ArcGIS 10 переработано в новый продукт Esri Geoportal Server) – позволило в кратчайшие сроки развернуть площадку взаимодействия в городском информационном контуре управления городом. Назначение геопортала заключается в консолидации информации об имеющихся в службах города децентрализованных пространственных данных, которые оформляются и предоставляются в пользование в виде стандартных геосервисов, а также в создании единой точки входа пользователей в эту среду.

Геопортал был встроен в общий портал Москомархитектуры, вход на который регламентирован для зарегистрированных пользователей, имеющих необходимые права (роли).

Ролевые функции позволяют: администратору – назначать роли, регулировать работу портала и одобрять или приостанавливать использование предложенных к регистрации данных; поставщикам данных – регистрировать собственные ресурсы пространственной информации на геопортале; пользователям – осуществлять поиск необходимых ресурсов, просматривать ресурсы и работать с доступными пространственными данными.

Рис. 2. Общий вид портала.

Консолидируемая на портале информация – это метаданные, которые создаются владельцами ресурсов по стандартному шаблону, предоставляемому геопорталом (рис. 2). Шаблон метаданных на пространственные данные (геосервисы и входящие в их состав информационные слои данных) создан на основе международного стандарта ISO 19115:2003 «Geographic information Metadata» (Географическая информация. Метаданные) и его отечественного профиля: стандарта РФ ГОСТ Р 52573-2006 «Географическая информация. Метаданные». В ходе работ был создан специальный профиль ЕГИП, позволивший использовать стандарты и в то же время упростить набор метаданных, необходимых для описания пространственных ресурсов города (рис. 3). В состав метаданных вошли «обязательные» элементы метаданных, относящиеся к их ядру, а также ряд элементов, не включаемых в ядро, но имеющих существенное значение для каталогизации пространственных данных.

Рис. 3. Страница геопортала для введения метаданных по разработанному профилю.

Для удобства использования в портал введены тематические разделы пространственной информации, рекомендуемые ИСОГД г.Москвы. Они позволяют упорядочивать информацию по разделам, привычным для пользователей. Распределение ресурсов по разделам происходит автоматически, после введения соответствующих метаданных о предоставляемых ресурсах.

Существенную роль в каталоге ресурсов играет система ключевых слов, облегчающих и ускоряющих тематический поиск ресурсов. Поисковая система, используемая геопортальным решением ArcGIS, построена на самом известном и популярном поисковом движке Apache Lucene, который обеспечивает индексацию и сложный поиск информационных ресурсов по любому из параметров метаданных или их сочетанию в реальном режиме времени.

Использование портала предполагает, что найденный перечень ресурсов можно сохранить для последующей работы. С этой целью в рамках портала создана система регистрации пользователей, обеспечивающая распределенный доступ к ресурсам и возможность создания и использования «личного кабинета».

Другим важным элементом геопортала является геовьюер (MapViewer) – специальное картографическое приложение, позволяющее просматривать или осуществлять полноценную работу с пространственными данными, зарегистрированными на портале. Необходимость такого приложения обусловлена и задачей предоставления пользователю на геопортале всех необходимых средств работы с картографическими сервисами.

С этой целью было разработано Web-приложение, обеспечивающее работу с геосервисами геопортала, а также возможность добавления любых других стандартных картографических геосервисов: как зарегистрированных на геопортале ЕГИП, так и не зарегистрированных, но имеющих URL-адрес, созданный по стандартам OGC.

Преимуществом приложения является возможность формирования профилей – собственных Web-проектов из имеющихся данных, а также возможность сохранять эти проекты в личном кабинете пользователя для последующей работы. Созданные профили по желанию могут быть доступны целой группе пользователей или быть индивидуальными. В распоряжении пользователей портала уже имеются собранные профили с составом данных, определенных Генпланом, системой СПРИТ (Сводный план регулирования использования территорий), МРГП (Мониторинг реализации генерального плана г.Москвы), ПЗЗ (Правила землепользования и застройки) и др. Эти данные доступны любому участнику портала с достаточным уровнем доступа для начала работы или просто в качестве базовой основы для формирования собственного профиля (рис. 4).

Рис. 4. Пример собранного профиля геопортала.

Данное Web-приложение достаточно удобно в использовании, для работы с ним не требуется специальная подготовка. При возникновении вопросов пользователь может обратиться к электронной справке, которая написана в лаконичном виде с иллюстрациями и пояснениями. Справочная система оформлена в привычном для Web-пользователей формате html с перекрестными ссылками внутри текста и развитой поисковой системой.

При внешней простоте работы функциональные возможности Web-приложения хорошо развиты. Имеются все необходимые стандартные средства работы с картой: увеличения/уменьшения, панорамирования, выбора масштаба отображения. Дополнительно разработаны инструменты измерений, выборки и получения информации по объектам любых слоев геосервисов.

Особо стоит отметить функцию адресного поиска, которая крайне важна для работы с пространственными данными в городе. Адрес можно найти, указав в поисковой строке начальные буквы названия улицы, затем выбрать из предложенного списка искомую улицу, по которой, в свою очередь, будут предложены для выбора все адреса. Если известен полный адрес, то поиск местоположения осуществляется моментально прямо на карте.

Поисковая система интерактивно связана с картой. Карту можно переместить в район найденного объекта с сохранением отображаемого масштаба или приблизить карту к выбранному объекту, можно также создать пространственную закладку.

В разделе таблицы содержания имеется дерево административных единиц города, к которым можно приблизиться, выбрав необходимый уровень иерархии, вплоть до конкретной улицы или адреса.

Поиск объектов можно осуществлять в специальном окне путем построения запроса по одному или нескольким атрибутивным значениям базы данных, на которых основываются сервисы пространственных данных.

Выбор объектов может осуществляться и графически: точкой, линией, очерченным полигоном. Информация о выбранном или найденном в результате поиска объекте поступает в карточку объекта – удобную форму для просмотра и анализа атрибутивной информации.

О реализации проекта

Для пилотного запуска портала и тестирования его функционала был определен ограниченный круг участников, удовлетворяющий нескольким требованиям:

• располагающих пространственной информацией в цифровом виде и способных предоставить ее в виде картографических геосервисов;
• имеющих защищенный канал передачи информации;
• имеющих возможность использовать картографические геосервисы в ГИС-системах, применяемых для внутренних производственных целей.

Участниками тестирования стали «Москомархитектура», Институт Генплана Москвы, «Мосгоргеотрест», Департамент земельных ресурсов (ДЗР), Департамент градостроительной политики (ДГП).

У каждого участника были установлены технические средства защиты передачи информации и определен объем пространственных ресурсов, предоставляемых в ЕГИП. «Москомархитектура» выступала в роли поставщика данных и оператора ЕГИП. В Качестве оператора МКА подготовил и предоставил в информационное пространство ЕГКО, переданную «Мосгоргеотрестом», в виде ускоренного (кэшированного) картографического сервиса.

Институт Генплана Москвы подготовил ряд картографических сервисов, связанных с обеспечением Генплана города. Департамент земельных ресурсов зарегистрировал и предоставил в ЕГИП важную пространственную информацию о кадастровом учете земель города. Департамент градостроительной политики создал и зарегистрировал сервис о строящихся объектах города.

Все метаданные о названных ресурсах были внесены в геопортал и после контроля администратора геопортала поданы для их использования.

Тестирование работы портала проведено с использованием встроенного в геопортал Web-приложения MapViewer, а также в существующих собственных приложениях ДЗР и ДГП, которые подключили предоставленные на портале сервисы на рабочих местах сотрудников.

Результаты проведенного тестирования позволили высоко оценить оперативность разворачивания ЕГИП и возможность введения системы в промышленное использование без существенных дополнительных затрат.

Конечно, ни что сразу не бывает идеальным. Не все пока устраивает оператора ЕГИП и его пользователей в формируемой архитектуре ЕГИП. Основная сложность состоит в уровне разграничения доступа к данным, связанным, прежде всего, с ограничениями использования ЕГКО. Это влечет за собой существенное усложнение взаимодействия информационных узлов с формированием защищенных каналов обмена информацией, сужение числа участников информационного обмена. Так что обычному москвичу пока еще рановато становиться полноценным пользователем информации ЕГИП.

Другая сложность – разный уровень информационной и технической готовности держателей информации. Некоторые из них в ближайшем времени не смогут в оперативном режиме обеспечить ЕГИП своими геосервисами. Их информация, хотя и очень востребованная, пока останется доступной «на бумаге» или в электронных форматах и форме, непригодной для широкого использования.

Это Москва. Хочется, чтобы она была не только главным городом страны, но и самым современным в области информационных технологий. У оператора ЕГИП большие планы. Если они реализуются, то так и будет.

Единое геоинформационное пространство является составной частью инфраструктуры пространственных данных Москвы, представляющей совокупность городских информационных ресурсов, технологий, систем, нормативных и правовых актов, необходимых для сбора, обработки, актуализации, хранения, распространения, обмена и использования пространственных данных и метаданных.

А.В. Антипов (ГУП «Мосгоргеотрест»)

Развитие города в целом, отдельных направлений городского хозяйства и практически всех городских информационных систем, которые уже созданы или еще создаются, невозможно без достоверных пространственных данных о занимаемой территории, находящихся на ней земельных участках, объектах недвижимости и иных объектах и явлениях.

Наличие такой информации особенно актуально для динамично развивающихся мегаполисов, в том числе Москвы. В последние годы в столице в соответствии с генеральным планом развития интенсивно ведется жилищное строительство, осуществляются реконструкция и капитальный ремонт жилого фонда, прокладываются и реконструируются транспортные магистрали и инженерные коммуникации, претворяются в жизнь мероприятия по комплексному благоустройству и т. д.

Реализация массового строительства, принятие и утверждение управленческих решений на территории города были бы невозможны без проведения комплексных инженерных изысканий, в том числе инженерно-геодезических, геологических и экологических, а также выполнения аэрофотосъемочных и картографических работ. Следует отметить, что пространственные данные, формируемые в ходе указанных действий, необходимы для успешной реализации всех этапов проектирования и строительства.

На территории Москвы значительный объем работ в области комплексных инженерных изысканий выполняет ГУП «Мосгоргеотрест», ведущий свою историю с 1944 г. и входящий в структуру комплекса градостроительной политики и строительства г. Москвы

Ниже рассказано об опыте предприятия по обеспечению пространственными данными органов исполнительной власти и городских организаций в рамках целевых городских программ.

Опорная геодезическая сеть Москвы
Для решения практически всех измерительных задач на территории города необходимо наличие единого координатного пространства, обладающего достаточной точностью.

В 2000 г. «Мосгоргеотрест», используя собственные источники финансирования, приступил к работам по инвентаризации опорной геодезической сети Москвы. В результате было выявлено, что почти треть пунктов, числящихся в картотеке, утеряны в связи с массовым строительством и отсутствием на тот момент установленного порядка сохранности пунктов. Состояние сети не лучшим образом сказывалось на качестве и скорости проведения топографических и геодезических работ, в том числе при изготовлении крупномасштабных инженерно-топографических планов для проектирования.

Предприятием была разработана целевая среднесрочная программа работ по совершенствованию опорной геодезической сети столицы, рассчитанная на 2004–2006 гг., которая и была утверждена постановлением Правительства Москвы от 2 марта 2004 г. № 115-ПП. В реализации программы также приняли участие специалисты МИИГАиК, ЦНИИГАиК и МАГП.

В настоящее время сеть полностью восстановлена и уравнена. Для ее поддержания и дальнейшего развития ежемесячно закладывается до 120 знаков. В городе приняты правила, по которым строители несут ответственность за уничтожение знаков. Единая опорная геодезическая сеть столицы обеспечивает необходимую точность проведения всех видов инженерных изысканий, топографо-геодезических, картографических, землеустроительных и кадастровых работ.

Выполненные работы создали основу для формирования высокоточного навигационного поля с использованием систем глобального спутникового позиционирования. В настоящее время проект реализуется ГУП «Мосгоргеотрест» в опытном режиме (рис. 1, 2).

Рис. 1. каркасная геодезическая сеть г. Москвы

Единая государственная картографическая основа Москвы
Многие городские организации создают и развивают свои информационные системы, которые, как правило, требуют наличия картографической основы. До 2001 г. выбор картографических материалов регламентировался целями и финансовыми возможностями владельцев ресурсов. В результате при попытках получить комплексную информацию из различных баз данных возникали разного рода неточности и ошибки.

Правительством Москвы было приято решение о создании единой государственной картографической основы (ЕГКО) столицы и обязательности ее использования при формировании информационных систем в городских организациях (постановление Правительства Москвы от 19 января 1999 г. № 24). В 2001 г. ресурс, имеющий базовый масштаб 1:10 000, был введен в промышленную эксплуатацию.

В настоящее время в соответствии с распорядительными документами городской администрации единая государственная картографическая основа бесплатно поставляется в 52 организации, а цикл полного обновления цифрового картографического фона (ЦКФ) составляет четыре месяца.

Подземное пространство города насыщено различными коммуникациями. Особое значение для решения градостроительных задач имеют пространственные данные о положении магистральных инженерных сетей. В связи с этим в 2008 г. была начата работа по созданию выделенного ресурса по магистральным инженерным коммуникациям в составе ЕГКО. В настоящее время ресурс введен в эксплуатацию (рис. 3, 4).

Дистанционное зондирование территории Москвы
Оперативное обновление картографических материалов было бы невозможно без использования данных аэро- и космической съемки. Поэтому Правительством Москвы было принято постановление от 21 марта 2000 г. № 198 «Об утверждении положения о порядке формирования и выполнения ежегодного городского заказа на аэрокосмическую съемку территории г. Москвы, обработки данных дистанционного зондирования и ведения банка данных дистанционного зондирования по территории г. Москвы», а в структуре ГУП «Мосгоргеотрест» образован центр дистанционного зондирования, на который была возложена координация работ в этом направлении.

В рамках принятой программы ежегодно проводится аэрофотосъемка городской территории для создания ортофотопланов масштаба 1:2000 (в том числе для обновления топографических планов соответствующего масштаба) и приобретаются материалы космической съемки для обновления ЦКФ ЕГКО и решения ряда профильных задач. Материалы на безвозмездной основе передаются в 20 городских организаций.

Стереофотограмметрическая обработка снимков позволяет получить информацию о высотах пространственных объектов и перейти к трехмерному моделированию городской территории (рис. 5–7).

Инженерно-геологическое картографирование территории Москвы
Оптимальное использование территории мегаполиса невозможно без освоения подземного пространства, которое подразумевает всестороннее изучение строения геологической среды и получение инженерно-геологической информации. Это обусловило появление распоряжения Правительства Москвы от 26 марта 2007 г. № 518-РП «О создании тематических геологических крупномасштабных карт территории города Москвы». Основным рабочим масштабом был выбран масштаб 1:10 000, а в качестве картографической основы использовалась ЕГКО Москвы.

Работы выполнялись ГУП «Мосгоргеотрест» совместно с Институтом геоэкологии РАН в течение трех лет и были закончены в начале 2010 г. В итоге составлены 12 комплектов инженерно-геологических карт (рис. 8).

Программа работ по развитию единого геоинформационного пространства г. Москвы на 2010–2012 гг.
Учитывая изложенное, можно констатировать, что в Москве накоплены значительные ресурсы пространственной информации и сложилась благоприятная возможность для их объединения и формирования производных продуктов.

На основе одобренной Правительством РФ Концепции создания и развития инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации постановлением Правительства Москвы от 30 июня 2009 г. № 619-ПП была принята Концепция среднесрочной городской целевой программы работ по развитию единого геоинформационного пространства города Москвы на 2010–2012 годы.

Концепция определила единое геоинформационное пространство столицы как сочетание массивов пространственных данных о территории города, представленных в двумерном и трехмерном видах, охватывающих наземное, подземное и надземное пространство, связанных между собой единой координатной основой, позволяющей отображать и обрабатывать пространственные объекты одновременно из разных массивов данных любых масштабов, включая массивы тематических данных различных пользователей.

Единое геоинформационное пространство является составной частью инфраструктуры пространственных данных Москвы, представляющей совокупность городских информационных ресурсов, технологий, систем, нормативных и правовых актов, необходимых для сбора, обработки, актуализации, хранения, распространения, обмена и использования пространственных данных и метаданных.

На основе указанной концепции постановлением Правительства Москвы от 24 февраля 2010 г. № 162-ПП была принята Среднесрочная городская целевая программа работ по развитию единого геоинформационного пространства города Москвы на 2010–2012 годы.

Основными задачами программы являются:
- геодезическое и картографическое обеспечение (оказание услуг на основе актуализированных информационных ресурсов ЕГКО Москвы);
- обеспечение территории города данными дистанционного зондирования;
- создание отраслевых картографических тематических информационных ресурсов на базе ЕГКО Москвы;
- обеспечение трехмерными пространственными материалами и данными;
- создание базовой региональной системы навигационно-геодезического обеспечения города на основе ГЛОНАСС/
GPS (СНГО Москвы);
- инженерно-геологическое обеспечение;
- нормативное, программное и техническое обеспечение;
- кадровое и научно-информационное обеспечение.

В результате реализации названной программы будут решены задачи обеспечения органов исполнительной власти, органов поддержания правопорядка и гражданской защиты, организаций столицы, а также ее жителей комплексными пространственными данными о территории города, включая подземное пространство, материалами дистанционного зондирования, инженерно-геологическими данными, отраслевыми пространственными ресурсами.

В заключение стоит отметить, что принятие подобной программы стало возможным благодаря постоянному вниманию со стороны исполнительной и законодательной власти столицы к вопросам обеспечения пространственными данными городских организаций. Практически 10-летняя работа по сбору, обработке и распространению пространственных данных, выполняемая в соответствии с нормативными документами правительства Москвы, дала возможность убедиться в несомненной эффективности их использования для решения управленческих и производственных задач на территории города.