Региональное AM/FM ГИС решение для Силезии

По информации ESRI, ноябрь 1997 г.

Район Силезии в южной части Польши со столицей в Катовицах является одним из наиболее плотно заселенных и индустриально развитых регионов Европы. Местное правительство и региональные менеджеры в различных сферах хозяйства осознали необходимость создания геоинформационной системы регионального масштаба. Решения в области AM/FM для крупных поставщиков услуг, связанных с коммуникациями, такими как электросети (включая Польскую сеть электропередач), водопроводные и канализационные сети, телекоммуникации, теплосети, опираются на существующие данные по земле. Такой интегрированный подход стал ключевым фактором успешного создания в Силезии AM/FM ГИС, построенной на технологии ESRI.

Предыстория

Политические изменения в Польше, произошедшие после 1989 года, привели к огромным изменениям в сфере управления, особенно управления коммуникациями.
Среди первоочередных задач были следующие: создание (часто с нуля) и обновление пространственных баз данных по коммуникациям и интеграция их с ГИС данными землепользования. В Силезии (население свыше 4 миллионов) с высокой плотностью и развитостью инфраструктуры такая интегрированная ГИС имеет особенно важное значение. Следующим шагом была интеграция созданных баз данных со специализированными управленческими функциями (активы, инвентаризация, планирование, график работ и т.д.). Основной движущей силой в создании муниципальной/региональной ГИС коммуникаций была Геодезическая Служба воеводства Катовице. Первым шагом в 1995 году стала подготовка и подписание соглашений между правительством воеводства, поставщиками (электричество, газ, вода, тепло, телекоммуникации) и основными городами Силезии. Эти соглашения определили порядок обмена данными, а также финансовые взаимоотношения всех участников. Все три стороны регулярно встречаются, чтобы оценить прогресс в создании пространственной базы данных и соответствие данных существующим стандартам. Часто существующие правила не идут в ногу с изменениями в технологии, к тому же интересы поставщиков намного шире, чем интересы Геодезической Службы. Существует соглашение, что пространственные данные по коммуникациям и данные геодезической службы должны храниться в одном формате (ARC/INFO). Следующим шагом в интеграции и доступе к пространственным данным является использование сетей Internet и WAN (Wide Area Network).
Лаборатория Hanslik Software Laboratory (HSL) с самого начала проекта тесно сотрудничала со всеми его участниками в том, что связано со спецификациями пространственных данных и выбором и поставкой программного обеспечения для реализации AM/FM ГИС. Сейчас HSL получила контракты на создание ГИС систем по следующим направлениям:

Электроэнергия
Польская Энергосеть
Теплоснабжение
Водоснабжение/канализация.

Все эти AM/FM ГИС проекты были выполнены с применением технологии ESRI, причем эта технология была признана муниципальным и региональным ГИС стандартом в Силезии.
В 1997 году другой регион Польши, Бельско-Бяла, начал осуществлять аналогичный интегрированный проект, основанный на технологии ESRI.

Средства AM/FM ГИС

Одной из основных задач при создании AM/FM ГИС является выбор гибких средств для редактирования пространственных данных. В HSL разработан набор программных средств, названный ARC/FED (ARC Facilities Editing), специально для задач инженерных коммуникаций. ARC/FED разрабатывался одновременно в двух средах: ГИС (ARC/INFO, ArcStorm, ArcView, MapObjects) и RDBMS (Oracle).
Система AM/FED разработана с учетом опыта моделирования, полученного при выполнении пилотных проектов. Идея заключалась в определении общего знаменателя для все моделей инженерных коммуникаций. Моделирование систем распределения и передачи электроэнергии было наиболее сложной задачей и помогло в понимании и разработке универсальных компонентов ARC/FED (ценным прообразом послужила философия ArcTools). Редактирование табличных данных является очень простым при использовании ArcView (MapObjects) и Oracle.
В настоящий момент модели, выполненные в ARC/FED, существуют для всех инженерных коммуникаций, конечно, с учетом специфики объектов. ARC/FED имеет функцию управления большими мультимедийными каталогами, что помогает в упорядочивании и проверке корректности данных. Нужно подчеркнуть, что модели коммуникаций выполнены при тесном контакте как с компаниями – поставщиками электроэнергии, газа и т.д., так и с компаниями - поставщиками программных пакетов, предназначенных для решения вычислительных задач. Использование методов CASE технологии для относящейся к RDBMS части ARC/FED также стало преимуществом, особенно при постоянно изменяющихся запросах потребителей.
ARC/FED расширяет функциональность ArcTools (ArcEdit), добавляя такие механизмы как управление проектом, словари данных, средства для моделирования сетей, проверка корректности данных и многое другое.
Один из инструментов ARC/FED, а также процедура передачи данных разработаны для геодезических фирм, поставляющих данные съемки по инженерным коммуникациям. Основной идеей здесь является возможность доступа инженеров геодезических служб к сбору и передаче пространственных данных (то есть классических геодезических данных плюс обязательные атрибуты) в стандартных форматах и структуре. Эти средства состоят из инструментов MapObjects ("мобильная" часть) и функций импорта и конвертации в ARC/INFO. Обе части позволяют пользователю задавать темы и атрибуты пространственных данных. Часть, связанная с MapObjects, использует шаблоны, чтобы приспособить их "поведение" к конкретным потребностям определенных коммуникаций. Очевидно, что такая гибкость строго ограничена существующими стандартами передачи данных.
Пакет ArcStorm отвечает за поддержку, обновление и сохранение истории данных.

Реализация

Для всех AM/FM проектов выполняется пилотный проект, на котором HSL проверяет выбранное программное решение, и который затем оценивается большим числом потенциальных пользователей. Чтобы обеспечить легкий доступ к тестируемому приложению и структуре данных, применяются MS Access плюс пакет ArcView.
Такая обратная связь стала неоценимой помощью в окончательном определении функциональности и структуры данных. На этом этапе также принимаются решения по конфигурации программного и технического обеспечения.
Реализация системы направлялась такими городами как Хожув, которые нацелены на создание глобальной и текущей пространственной базы данных для всех коммуникаций (не говоря уже об их собственных городских данных в виде кадастра). Городское планирование также во многом опирается на такие базы данных в оценке стоимости собственности и ее функциональности.

Организация ввода данных

Во всех случаях база данных землепользования включает, среди прочих, следующие покрытия:

    адреса
    строения
    улицы (центральные линии, тротуары, полоса отвода под дорогу)
    земельные участки
    регистрационные точки

Обычно к обязательной базе данных добавляются и растровые данные. База данных землепользования служит средой редактирования для AM/FM ГИС. Данные для такой ГИС, предоставляемые отдельными поставщиками (например службой теплосетей) в городскую ГИС, затем доступны для всех участников ГИС (например, служб газо- и водоснабжения) в одинаковом формате (покрытие ARC/INFO) и структуре. Одним из важных видов пространственных данных являются ортотрансформированные аэрофотоснимки. Обработка снимков, которая позволяет обновлять пространственные данные для инженерных коммуникаций и муниципальной ГИС, находится в ведении Геодезической службы Воеводства.
Все поставщики работают с собственными ГИС (UNIX) системами, основанными на ARC/INFO, ArcStorm, ArcView и ORACLE RDBMS. В большинстве случаев у них есть группы по вводу и управлению данными для ГИС. Город Хожув играет особую роль в координации и выполнении региональной ГИС. Все главные (региональные) системы коммуникаций (тепло, электроэнергия, газ, телекоммуникации) начали разработку своих проектов в Хожуве.

Интегрированные решения

Идея, лежащая в основе AM/FM ГИС, - построить интегрированную систему с ядром в виде ГИС. До недавних пор такая идея не полностью воспринималась поставщиками. Однако, анализ потоков любых документов выявил огромный потенциал для интеграции таких систем как обработка счетов, учет активов, оценка спроса, SCADA с AM/FM ГИС. Благодаря интеграции с базой землепользования, ГИС инженерных коммуникаций дает принципиально новые возможности, такие как, например интеграция ГИС с анализом спроса (заметим, что демографические данные также доступны через ГИС). В большинстве случаев AM/FM ГИС, которая является достаточно новой технологией, имеет преимущество перед существующей информационной технологией. Наблюдается новый эффект: тенденция к замене существующих информационных технологий на новые, которые могли бы взаимодействовать с ГИС. Такая, направленная к ГИС эволюция интегрированных систем уже имеет место для большинства инженерных коммуникаций. Неизбежно все вышеупомянутые процессы приводят к концепции хранилища данных. SDE компании ESRI является мощным средством для построения хранилища пространственных данных. Особое значение имеет то, что огромное количество AM/FM ГИС-данных является как бы движущей силой в концепции хранилища данных.

Соглашения по разработке программного обеспечения

Занимаясь в течение пяти лет разработкой программного обеспечения, HSL приобрел огромный опыт в применении комбинации инструментов ESRI с другими программными продуктами (Oracle, Microsoft). Программные средства, предлагаемые ESRI, обеспечили адекватное решение для AM/FM ГИС муниципального и регионального уровня в Силезии.
Пакеты MapObjects и ArcView сделали необыкновенно простой процедуру редактирования и презентации. Функции работы с Internet будут протестированы в Хожуве, чтобы сделать пространственные данные доступными для всех заинтересованных служб инженерных коммуникаций.
В прошлом нам не хватало некоторых механизмов, таких как объектно-ориентированное группирование объектов, открытого API для ARC/INFO, одной универсальной базы данных для пространственных и атрибутивных данных. К счастью, большинство наших пожеланий осуществлено в следующих выпусках продуктов ESRI. Очевидно, что необходимость объектно-ориентированного подхода проистекает из сложности моделирования инженерных коммуникаций. Некоторые устройства (такие как, например, переключатели в энергосистемах) исключительно сложны для моделирования, благодаря своей динамической природе. Следовательно, искусство поиска компромисса в определении общей модели является важным требованием. Общая модель должна быть достаточна для требований (например) ремонта, SCADA, и управления активами. Другой вопрос, который сейчас актуален, - как сделать AM/FM ГИС системой, работающей в реальном времени, поскольку среди компаний, занимающихся инженерными коммуникациями широко распространена система SCADA. Существует определенная и растущая тенденция рассматривать AM/FM ГИС как ядро диспетчерской системы для инженерных коммуникаций. Новая генерация таких ГИС будет представлять более динамичную функциональность (в смысле свойств работы в режиме реального времени и способности к переконфигурированию баз данных), а также работать с объектно-ориентированными базами данных.