Замыкая круг, или О вреде точечной застройки при создании ГИС в градостроении

Автор: А. Ставицкий, Директор по ГИС–направлению группы компаний CSoft, канд. техн. наук.
Описание: В статье рассмотрены этапы проектирования ГИС–системы.
Источник:http://www.sapr.ru/article.aspx?id=20140&iid=923

То, что ГИС–технологии давно миновали фазу детской радости узнавания знакомого дома или улицы на мониторе, понятно уже всем. Говоря жестким, кризисным языком, за это уже не платят, нужны не макеты–пилоты, а действующие системы.

Одна из бурно развивающихся ГИС–потребляющих областей – градостроение. Вышедший некоторое время назад Градостроительный кодекс неумолимо, хоть и с постоянными вынужденными уступками по времени подвигает муниципалитеты к созданию Информационной системы обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД). А для этого, с одной стороны, нужна актуальная градостроительная документация, определяющая, в каком направлении и как городу или региону развиваться. А с другой стороны, требуется правильно выбранный инструмент, способный совместить этих планов громадье с точным и своевременным знанием о текущей ситуации в городе до каждого дома, землеотвода, трубы или кабеля.

Поэтому именно в градостроении востребованы, хотя бы в терминах конкурсной документации, промышленные системы с гарантированной работоспособностью. Но требования таких гарантий крайне редко облекаются в конкретную форму, отчасти из–за незнания, как это сделать, отчасти из–за боязни упреков в лоббировании той или иной технологии, а отчасти, будем откровенны, из–за боязни потерять привычного, хоть и явно не лучшего исполнителя, который через новое частое сито требований может и не пройти…

В связи с этим и родилась мысль призвать потенциальных заказчиков градостроительной документации и ИСОГД подойти к формулированию требований и в конечном счете к используемой ГИС–технологии с тех же позиций, что применяются теми же заказчиками при проектировании строительных объектов. Понятно, что речь пойдет о правильном проекте, когда все обстоятельства заблаговременно учитываются, а не о получившем, к сожалению, широкое распространение методе точечной застройки, когда объект просто впихивается в не принимающую его среду по причинам, далеким от логики.

Итак, вы, уважаемый заказчик ИСОГД, пока забыли о ГИСах, а просто собрались строить дом и приступили к его проектированию.

С чего начнете? Конечно же, с выбора места. Дом должен вписываться в окружающую среду, а если он очень нужен, а среда будущему проекту совсем не подходит, придется… да–да, поменять среду, то есть просто снести все вокруг и построить заново. И не надо тешить себя иллюзиями и прислушиваться к увещеваниям, что это вовсе не страшно и не больно. С ГИС–проектом все точно так же. Вы не сможете спроектировать ГИС с чистого листа, без учета ранее накопленных данных, без планирования совместимости этих данных и хозяйственных субъектов, их порождающих, с будущей интегральной ГИС–технологией. И крайне важно понимать: если такой прямой совместимости нет, то однократной перезагрузкой матрицы не обойтись, придется кропотливо строить согласующие шлюзы–интерфейсы… или просто планировать обязательный перевод на вновь внедряемую технологию всех тех, кто должен своими данными питать будущую градостроительную ГИС. Это я к тому, что этап обследования для выяснения технологии, а главное — методологии миграции данных в новую систему является обязательным, его результаты должны носить обязательный, а не рекомендательный характер, а будущий исполнитель должен иметь аналогичный опыт.

Рисунок 1 – Архитектура ГИС–проекта от Группы компаний CSoft

Следующая фаза – эскизный проект. Конечно, всем хочется знать, действительно ли красив и удобен будет создаваемый объект, ведь мы стремимся к тому, чтобы стало лучше, не правда ли? Если так, то уже на этой стадии нужно понять, причем лучше на конкретных примерах, как будут жить в новом доме его обитатели и что почувствуют жители окрестных кварталов, когда пыль стройки уляжется. Если вам показалось, что предлагаемые возможности сложны, неудобны, потребуют от вас радикального переобучения как жильца ГИС–проекта, то стоит задуматься, туда ли вы идете. Ведь для всех типов пользователей ГИС–проекта должны быть предусмотрены удобные и простые в освоении средства… и вам не предложат пройти краткий месячный курс начинающего пользователя авангардного сантехнического оборудования вместо того, чтобы просто показать преимущества сенсорного водопроводного крана перед обычным.

Затем, когда мы вдоволь налюбовались результатами эскизного проекта, начинаются кропотливые расчеты, выбор технологии строительства. Выдержит ли будущее здание предполагаемые нагрузки? Конечно, вы тут же просчитаете и вес перекрытий, и несущую способность балок и колонн, причем с некоторым запасом: а вдруг на верхнем этаже будут стоять сплошные рояли, а жить — по большей части борцы сумо? Привычная логика, верно? Тогда уже на этом этапе мы остановим свой выбор на мощных несущих конструкциях и современных технологиях их воплощения, оставляя без внимания предложения сделать подешевле из того, что прекрасно применялось раньше при строительстве, скажем, дачных домиков. Логика двух незадачливых поросят из трех никак не подходит ни при проектировании строительных объектов, ни при создании ГИС–проектов для градостроения.

Идем далее. Обсуждая понятия унификации и стандартизации, вы сразу начинаете прикидывать, из чего ваш будущий шедевр будет изготавливаться. Разумеется, тут же гневно отметаются нестандартные комплектующие, пусть даже и по привлекательной цене. Кто же может гарантировать, что зазывающий вас дешевизной поставщик оконных блоков, придерживающийся только ему ведомых стандартов, будет существовать и тогда, когда срочно потребуется заменить оконное стекло, разбитое дворовыми почитателями гения Гуса Хиддинка? Нет–нет, скажете вы, для этого и существуют международные стандарты. Ведь мы рассчитываем, что дом будет стоять много лет и его плановые ремонты не вызовут замешательства ни у кого из жильцов.

Дальше? Ну, вы знаете этот путь намного лучше нас. Технические условия на подключение к коммуникациям, учет того, хватит ли воды и тепла для будущего образчика современной архитектуры, доедут ли до него посетители или развернутся и отправятся обратно, кляня бесконечные пробки на не приспособленных для этого старых улицах. В строительном проекте это называют инфраструктурной составляющей. С ГИС–проектом дело обстоит так же, если вовремя поставить вопрос о распределенности системы и об использовании каналов связи. Если же данные от тех, кто должен ими обмениваться с ИСОГД, не получить, не отдать вовремя или каналы связи к этому совсем не приспособлены, то бюджетные деньги пойдут, мягко говоря, не впрок.

Следующий этап сложен и даже в какой–то степени интимен. Ведь нужно выбрать подрядчика, который и обладает опытом работы с выбранными вами технологиями, и умеет понять требования среды, куда надо вписаться, и уже исполнял подобные проекты, а не будет апробировать свои представления о проекте на вас. Мы ведь договорились, что речь идет о промышленном проекте, а не о лабораторной работе, верно?

Давайте обойдемся без имен, без пометок на правах рекламы – просто подытожим все вышесказанное, приведем конкретные примеры, а выбор оставим за вами.

Что касается предпроектного обследования, то мы сейчас не обсуждаем, как вы будете хранить данные в будущем ГИС–проекте, просто призываем задуматься о том, готовы ли вы начать новую жизнь с понедельника. Жизнь как–то шла в доИСОГДшную эпоху, данные, хорошие или плохие, собирались. Поэтому, если будущий поставщик ГИС–технологии расскажет вам об успешном опыте переноса ранее накопленных данных в новые ГИС–закрома, вздохните с облегчением. Если вам скажут, что вы получите волшебную ГИС–коробочку, в которой все можно будет легко и быстро сделать заново самому… побыстрее подпишите соискателю пропуск на выход.

Рисунок 2 – Пример визуализации информации по объекту капитального строительства совместно с информацией по зонированию (программное средство UrbaniCS)

Когда проект создает группа CSoft (www.csoft.ru), возможны следующие пути продвижения. Потенциальные поставщики и потребители ИСОГД могут рассмотреть возможность применения разработанных и апробированных отраслевых приложений (это мы плавно переходим к фазе эскизного проекта), структура данных которых взаимно согласована. Подобные приложения есть для организаций, осуществляющих мониторинг инженерных коммуникаций (семейство UtilityGuide), мониторинг объектов дорожного хозяйства и благоустройства (RoadGuide), экологический мониторинг (EcologiCS), а главное — для специалистов в области градостроения (UrbaniCS).

Сколько раз объявлялись тендеры на разработку генпланов, схем зонирования и прочих документов, сколько успешных проектов!.. А часто ли разработанные градостроительные документы поступают в оперативную работу и при принятии решения по конкретному инвестору учет ограничений и обременений производился автоматически или хотя бы автоматизированно? Ответ заведомо отрицательный, и вполне понятно почему. Разработка градостроительной документации никак не учитывает этап ее мониторинга, совмещенный с каждодневными задачами обеспечения жизнедеятельности города или региона. И дело не в сакраментальном вопросе: А в какой программе вы работаете? Важно не это, а объектный состав, геометрические свойства объектов, состав системы классификаторов и справочников. Активность Гильдии градостроителей позволяет надеяться на превращение обсуждаемой системы классификаторов для градостроительных документов во внутренний стандарт для членов гильдии. Но методологический стандарт должен стать и стандартом технологическим, над этим–то мы успешно и работаем. Сегодня разрабатываемая и внедряемая Группой компаний CSoft система градостроительного проектирования и мониторинга UrbaniCS уже в полной мере опирается на структуру данных обсуждаемых в гильдии справочников и классификаторов, которая гармонично вписана в единую структуру данных муниципального и регионального уровней и позволяет оперативно использовать разработанную градостроительную документацию в каждодневной деятельности.

Теперь – о технологии строительства ГИС–проекта, а заодно и об унификации. Аналогом строительной прочности в ГИС мы считаем масштабируемость; ГИС должна гарантированно работать независимо от объема хранимых и обрабатываемых данных, а также от количества пользователей. Нельзя забывать и о том, что градостроительные ГИС–проекты по определению обязаны обеспечивать хранение всей возможной информации: и по топооснове, и по объектам недвижимости, и по инженерным коммуникациям. Мы постоянно озвучиваем впечатляющую цифру по ИСОГД для Мытищ, находящейся в режиме промышленной эксплуатации. После заполнения всех баз данных сравнительно небольшая территория породила более 15 млн объектов на карте, к которым имеют доступ с разными правами 60–70 человек.

Рисунок 3 – Визуализация объектов адресного реестра и аэрофотосъемки (портальное решение на основе Oracle MapViewer)

Легко представить себе пропорционально возрастающий объем данных и пользователей для более крупного города или региона. Если претендент на поставку ГИС не сможет гарантированно оперировать такими объемами, лучше и не тратить вашего времени. Но сам факт такой гарантии тоже не вполне достаточен. Если масштабируемость обещается за счет использования уникальных, имени самих себя технологий — готовы ли вы поставить перспективы развития вашего будущего проекта в зависимость от успешности и жизнеспособности одной фирмы, пусть и неплохо выглядящей на момент переговоров?

Мы в CSoft на этот вопрос для себя ответили, выбрав СУБД Oracle, которая обеспечивает любой объем данных и фактически является неким универсальным языком общения различных известных ГИС–систем. Об обеспечении доступа к единому хранилищу пространственных и описательных данных сегодня заявляют MapInfo, Intergraph, Autodesk и даже ESRI со своим ArcGIS. Сравнительный анализ эффективности инструментов этих компаний выходит за рамки нашей статьи, однако сам факт консолидации ведущих ГИС–брендов вокруг Oracle достаточно скажет специалисту, умеющему рассуждать. А демпинговый сыр рукодельных технологий бывает, как известно, в мышеловках, желаю вам в них не попасть!

В случае обсуждения технологии от Группы компаний CSoft инфраструктурная составляющая, то есть степень распределенности ГИС–проекта, является следствием выбора базы в прямом и переносном смысле. Обмен информацией между узлами распределенной ГИС производится средствами репликаций СУБД, а использование уникального свойства ретроспективного анализа, позволяющего любому пользователю просматривать состояние и объектов на карте, и связанной с ними информации на любую дату, неожиданно дало положительный побочный эффект. Репликация базы, настроенной на ретроспекцию, позволяет вычленять информацию только по изменениям (созданные вновь, измененные или удаленные объекты), что резко снижает объем обмена данными.

Храня всю информацию в СУБД, мы в целях оптимального конфигурирования системы варьируем все виды клиентских приложений для доступа к ней — от эффективного тяжелого клиента (инструментальной ГИС CS MapDrive (www.mapdrive.ru), получившей признание даже у пиратов) к средневесным отраслевым приложениям, упомянутым выше. А с недавнего времени арсенал средств пополнился фантастически эффективным легким клиентом, для которого не нужно ничего, кроме обычного web–браузера. Я имею в виду Oracle MapViewer, обеспечивающий возможность показывать в браузере те самые миллионы объектов, легко использовать в работе гигабайтные спутниковые снимки без предъявления специальных требований к компьютеру и т.д. Но это тема отдельной статьи.

В заключение обычно приводят какие–то особенно важные мысли, которые автор хотел бы оставить читателям для обдумывания. Мы изменим эту традицию и ответим на вопросы, которые задаются так часто, что их можно представить в виде интервью корреспонденту пока не существующего журнала ГИСОмания.

Корреспондент (К): Кого вы видите в качестве своих стратегических партнеров по ГИС–проектам?

CSoft (C): В первую очередь – мощные проектные организации, имеющие значительный опыт в разработке градостроительной документации. Объединение в консорциум с перспективным технологическим партнером гарантирует им победы в тендерах, где необходимо обеспечить сквозной жизненный цикл создаваемой документации в рамках ИСОГД.

К: Не кажется ли вам технология, ориентированная на Oracle, слишком дорогой для наших российских реалий?

С: Мы не только варьируем собственные клиентские приложения, но и в зависимости от ситуации, можем использовать различные версии самой СУБД. В ряде случаев для небольших подсистем наших ГИС может применяться официальная бесплатная версия — Oracle Express Edition.

К: Не предъявляет ли такая технология завышенных требований к обслуживающему персоналу?

С: Приложения разрабатываются с учетом уровня и особенностей технологического процесса конкретного пользователя, который зачастую и не подозревает, что лежит в основе используемой им ГИС. Зато средства автоматического архивирования и восстановления данных СУБД, возможность гибко менять права доступа пользователей одного и того же приложения, вплоть до удаленного закрытия конкретных пунктов меню, как раз значительно упрощают эксплуатацию системы.

К: Насколько организация, остановившая свой выбор на Группе компаний CSoft, останется свободной в своем дальнейшем развитии? Нет ли здесь посадки на иглу?

С: Как уже многократно отмечалось, любая технология, соответствующая международному стандарту Oracle Spatial, может применяться совместно с нашими клиентскими приложениями. Кроме того, клиент имеет возможность использовать средство CS GIS Engine для экспресс–разработки собственных приложений в дополнение к приобретенным или заказанным в CSoft.

К: Звучит заманчиво… но хоть где–нибудь это уже работает?

С: Десятки муниципальных образований Тюменской и Калининградской областей вместе с областными центрами, Мытищинский и Домодедовский районы Подмосковья, а также Новосибирск успешно используют описанную технологию. Есть примеры и международных проектов: предложения от Группы компаний CSoft признавались лучшими и в проектах TACIS, и в тендерах Всемирного банка, и в борьбе за скандинавские гранты.

К: Масштабируемость, удобство администрирования, а есть ли еще аргументы в пользу вашего подхода?

С: Самый главный аргумент – гарантия надежного развития технологии, поскольку де–факто она уже превратилась в мировой стандарт. СУБД Oracle давно используются на любых операционных системах, ежегодно появляются новые возможности, открывая для разработчиков новые горизонты. Так, внедрение уникальной технологии ретроспективного анализа, позволяющей любому пользователю просматривать пространственные объекты с соответствующей описательной информацией на любую дату, заняло считаные месяцы. А метод пирамидального хранения растров, развязывающий руки при работе с огромными массивами данных дистанционного зондирования? А многомерные OLAP–базы?..

К: Убедили, убедили… Надеюсь, не только меня, но и наших читателей. Как с вами связаться?